JP2000504094A - 熱反射スリーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 排気ガス再循環装置のような管状熱源の断熱用断熱スリーブ。上記スリーブは、編んだワイヤ分離層１２および編んだワイヤ層１２により、熱源から分離されている少なくとも一つの金属フォイル層１３を備える。図に示すスリーブのある実施形態は、内部の編んだステンレス鋼ワイヤ層１２と、熱源１０の方を向いているフォイル層１３と、上記フォイル層１３の外側に積層された、耐火紙Ｎ（例えば、岩綿）と、ステンレス鋼ワイヤの第二の分離層１６と、振動を吸収し、グラスファイバの外側の組んだ層１８を接着するためのコーティング層１７からなる。追加の編みワイヤ分離層を含む追加の層は、より高い性能が必要な場所に設置される。

Description

【発明の詳細な説明】 熱反射スリーブ 発明の分野 本発明は、熱反射構成部品を含むスリーブ製品に関し、特に自動車の排気ガス 再循環チューブのような高温熱源の熱を遮断するためのスリーブ製品に関する。 発明の背景 排気ガス再循環チューブのような、高温を発生する構成部品の熱を遮断するた めの、比較的価格が安く、軽量の絶縁スリーブを供給するために、種々の努力が 行われてきた。現代の自動車の場合、上記の高熱を発生する装置の作動中、入口 のガス温度は、約５３８℃（１００００゜Ｆ）から約９８２℃（１８００゜Ｆ） にもなる。上記装置は車内の乗客が不快に感じ、その部品の付近の機械構成部分 、コンパートメント、床被覆材等を破損する恐れがあり、乾燥した草の上に駐車 してアイドリングを続けると、火災を起こす恐れがあるほどのかなりの熱を発生 する。 このような高温を取り扱う場合問題になるのは、現在入手することができる断 熱材は、遭遇する恐れがある高温に十分耐えることができないことである。何と か耐えることができても、上記断熱材は、比較的急速に劣化する傾向がある。上 記温度範囲の上限のところでは、グラスファイバ断熱材のような材料は溶けてし まう。現在のところ、手ごろな値段のコストの安い代替材は、上記目的には全然 使用することができないことが分かっている。 熱源と断熱材との間に空間を設ける手段を含むスリーブ材が、多くの用途に効 果的に使用されているが、まだ満足できるものではないので、現代の高性能車両 内で使用するための、高温装置用のコスト・パーフォーマンスの高い、断熱スリ ーブへの開発が依然として待望されている。 発明の概要と目的 本発明は、軽量金属メッシュの内部管状スペーサ層を含む断熱スリーブ製品を 提供する。上記スペーサ層は、ほぼ、発熱構成部品の外表面に適合する。本発明 は、金属メッシュ層により、発熱構成部品から間隔を置いて設置されている反射 面を有するフォイル層を提供する。恐らく、上記反射面は、岩綿のような熱伝導 度の低い耐火材のシート状の層、または紙に似たシート状の類似の鉱物性材料で できていて、できれば、すべてのバインダを高温で除去した後で、補助的な空間 を形成し、耐火材を正しい場所に保持するための、熱伝導度の低い層を取り囲む 、少なくとももう一つの金属メッシュ層を有することが望ましい、類似の鉱物性 の材料で周囲を囲むことが好ましい。本発明に従って作った製品は、できれば、 グラスファイバ糸の外側のカバーに内部の層を接着するために、最も外側の金属 メッシュ層上に塗布した、シリコーン樹脂層を有することが好ましい。上記シリ コーン樹脂層は、端部のほつれをなくし、内部の層がカバー層を擦るのを防止し 、これは重要なことであるが、振動エネルギを吸収するという他の利点もある。 本発明を実行する場合には、内部の金属性メッシュ間隔形成層は、好適には、 編んだワイヤであることが好ましく、編んだメッシュ層は、フォイル面を装置の 面と接触しないようにしながら、熱源に対して反射フォイル面の表面の大部分を 露出するように十分開いていなければならない。メッシュ間隔形成層により、熱 の伝達は伝導ではなく、主として輻射により行われる。 より詳細に説明すると、比較的脆いフォイル層は、好適には、スリーブを製造 する前に鉱物／木材／紙の層の形に積層することが好ましい。紙とフォイルとを 接着しておかなければならないのは、組立期間中だけなので、この目的のために は、使用中に燃え尽きてしまうような、安価な接着剤が適している。スリーブ製 品の使用を開始すると、メッシュの外側の層、シリコーン樹脂および断熱糸が、 主に内部層を正しい場所に維持する働きをする。 さらに性能のよいスリーブの場合には、断熱効果と改善するために、メッシュ 、フォイルおよび岩綿紙のもう一つの層を使用するのが好ましい。 上記のことからいって、本発明の主な目的は、高温の排気ガス再循環製品の断 熱に役に立つ、軽量構造の高性能断熱スリーブを提供することである。 本発明の上記および他の目的がどのようにして達成されるのかは、本発明の好 適な実施形態の以下の詳細な説明を読めば明らかになる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明のスリーブ製品の第一の実施形態の断面図である。 図２は、本発明のスリーブ製品の他の実施形態の断面図である。 図３は、図１のスリーブを製造する際に使用する装置の略図である。 好適な実施形態の詳細な説明 図１について説明すると、この図は本発明の断熱スリーブ１１を備えた、全体 を参照番号１０で示す排気ガス再循環装置である。スリーブ１１は、好適には、 直径約０．１５２ｍｍ（０．００６インチ）の編んだワイヤからなる、金属メッ シュで形成されていることが好ましい、第一内部支持層１２を備える。好適には 、ワイヤは約９８２℃（１８０００゜Ｆ）のチューブ温度に十分耐えることがで きる、ステンレス鋼のワイヤであり、緩く編んだものであることが好ましい。使 用する温度条件により、通常の当業者なら分かると思うが、他のワイヤ材料を使 用することができる。好適には、チューブ表面とフォイル層１３の表面との接触 をできるだけ少なくするために、ワイヤは比較的目が荒くなるように編むことが 好ましい。好適な実施形態の場合には、編みワイヤ層１２の全体の厚さは約０． ３０５ｍｍ（０．０１２インチ）である。編みワイヤ層１２は、発熱構成部品の 方を向いている反射面を有する、厚さ約０．０２５ｍｍ（０．００１インチ）の 金属フォイル層１３を支持する。 すでに説明したように、ワイヤ・メッシュ層は、比較的目が荒く編まれている ので、フォイルの表面積の大部分は、熱源に対して露出していて、熱源と間隔を 置いた状態に維持される。フォイル層は、本質的には、岩綿または類似の鉱物を ベースとする材料のような、熱伝導度の低い材料から構成されていて、好適には 、シート状をしていることが好ましい。好適には、その内部の鉱物をベースとす る材料は、約２ミリの厚さの岩綿である耐火紙であることが好ましい。この耐熱 紙はまた容易に入手することができる。英国のマンチェスターのテンマット社が 上記耐火紙を販売している。都合のよいことに、任意の適当な柔軟な接着剤を使 用してスリーブを製造する前に、フォイル層を岩綿紙に積層することができる。 組立作業中、上記接着剤がその役目を果たしたなら、その接着剤は、スリーブが 使用される温度で燃焼し、除去される。 好適には、熱伝導度の低いシート材上に、第二のメッシュ層１６を形成するの が好ましい。メッシュ層１６は、編んだスレンレス鋼ワイヤからなる層１２に類 似した構造を持ち、開放構造になっている。ワイヤは、好適には、約０．１５２ ｍｍ（６ミル）の直径を有し、層全体の厚さは約０．３０５ｍｍ（０．０１２イ ンチ）である。第二メッシュ層１６は、バインダと接着剤が燃焼により除去され た後で、岩綿を正しい位置に保持し、もう一つの空気を含む空間を形成し、それ により外部層への熱の移動を少なくする。図１のスリーブ、さらに参照番号１７ で示すシリコーン樹脂の層と、それぞれが３６０８デニールの連続したフィラメ ントＥガラス糸の三つの端部のような、編んだか、または組んだ断熱材からなる 最も外側の層１８とを含む。シリコーン樹脂層１７は、内部層を最も外側の層に 接着し、さらにカバー層１８内のガラスがほつれないようにし、スリーブの内部 層がガラスを擦るのを防止し、さらに、これは重要なことであるが、振動エネル ギを吸収する。シリコーン樹脂層１７用の好適な材料としては、ダウ・ケミカル 社のダウＬＳＰ５９０から製造した製品がある。組んだＥガラス層は、もう一つ の熱バリヤを形成し、エポキシ／シリコーン樹脂のような高温コーティング材で コーティングするのが好ましい。結果として得られるスリーブの複数の層は、通 常、約３．８１ｍｍ（０．１５インチ）の厚さを有する。 図３について説明すると、製品の製造の際、ステンレス鋼ワイヤ・メシュ支持 層１２は、好適には、丸編み機１９上で編むのが好ましい。丸編み機で編んだメ ッシュ・チューブは、その後、メッシュチューブ上で内側を向いている、フォイ ル１３へのフォイル・インターフェースで、積層板として支持されている岩綿紙 １４の層を包んでいる、紙フォルダ２０内に設置される。上記材料がフォルダ２ ０を離れると、ステンレス鋼ワイヤ１６の第二の層が、それらを正しい位置に保 持している材料の上で編むニッティング・ヘッドを通して送られる。これにより コア・チューブが完成し、組機２２に送られ、そこで組み加工が行われる点のす ぐ下を、シリコーン樹脂の層を塗布するクロスヘッドを通して送られる。その後 、スリーブは、グラスファイバ１８を組んで作った被覆層でその上を覆われ、シ リコーン樹脂を硬化させるために加熱室２３を通り、ガラスに含まれるバインダ を燃焼により除去する。好適には、その後で、標準コーティング・タワー内で、 スリーブにエポキシ／シリコーン樹脂のような高温コーティングを行うことが好 ま しい。 図２について説明すると、この図は、本発明の原理による、三つの編みワイヤ ・スペーサ／支持層を含むスリーブの第二の実施形態である。図２においては、 参照番号３０で示すのが、排気ガス再循環チューブの略図である。このチューブ は、好適には、ステンレス鋼ワイヤの編みメッシュからなる、内部支持またはス ペーサ層３２からなるスリーブ３１に取り付けられている。好適には、ステンレ ス鋼ワイヤは、約０．２７９ｍｍ（１１ミル）の直径を有することが好ましく、 層全体の厚さは約０．５５９ｍｍ（０．０２２インチ）である。第二の層は、約 ２ミリの厚さの岩綿紙の層３３を含み、その外面にスリーブの約０．０２５４ｍ ｍ（１ミル）の厚さの、アルミニウム層３４が積層されている。スリーブの次の 層は、参照番号３５で示す第二のステンレス鋼編みメッシュである。上記編みメ ッシュは、好適には、メッシュの全体の厚さが、約０．３０５ｍｍ（０．０１２ インチ）である、直径約０．１５２ｍｍ（６ミル）のワイヤでできていることが 好ましい。この層の次の層は、その内面に積層された厚さ約０．０２５４ｍｍ（ １ミル）のアルミニウム・フォイル層３７を有する、厚さ２ミリの第二の岩綿紙 層３６である。上記第二の岩綿紙層３６は、直径約０．１５２ｍｍ（６ミル）の ワイヤからなる、第三のステンレス鋼ワイヤ編みメッシュ層３８により、正しい 位置に保持される。参照番号４０で示すように、第一の実施形態で使用したタイ プのＥガラス糸のようなシリコーン樹脂コーティング層３９、および組んだ断熱 材の外側の層がカバーを形成する。上記のガラスの外側のカバーは、好適には、 それに塗布されたエポキシ／シリコーン樹脂のコーティング層を有することが好 ましい。 第一の実施形態と同様に、スリーブは、第一のワイヤ編みメッシュ支持層によ り、強く耐久力のあるコアを持ち、伝導または対流による熱の移動を減らす。紙 の層は、伝導による熱の移動をかなり減少させ、フォイルを支持し、フォイルが 受ける温度を下げる。フォイルの二つの層は、輻射をかなり減らす。すなわち、 内部の層が放射する熱を減少し、外部の層が熱を反射する。ミネラル・ウールの 紙は、さらに伝導による熱の移動を減少する。この実施形態は、再循環装置の入 口におけるガスの温度が約９８２℃（１８００°Ｆ）の場合の、約１２１〜１４ ９℃（２５０〜３００゜Ｆ）の範囲内の表面温度要件に適合する。 使用中、本発明のスリーブは、現在周知の従来のものと比較すると、実質的な 熱的利点を持つ。例えば、高温樹脂でコーティングされ、ベントリ−ハリス社が サームフレックスという商品名で販売している、組んだグラスファイバのスリー ブは、ガスが５ｃｆｍで流れる、約７６０℃（１４００゜Ｆ）入ロガス温度を持 つ内部を流れる熱源上に設置された。スリーブの表面温度は約３３９℃（６４２ ゜Ｆ）であった。内部を流れる熱源に直接触れないように維持され、内部に設置 された横断螺旋孤立ビードが異なる類似の製品の場合には、スリーブの表面温度 は約２７７℃（５３１°Ｆ）であった。上記スリーブに類似しているが、スリー ブを熱源から隔離している四つの湾曲した内部ビードを有する、さらにもう一つ のスリーブの場合には、表面温度は約２７０℃（５１９゜Ｆ）であった。本発明 の第一の実施形態のスリーブの測定結果は、同じ条件のもとでの表面温度が約１ ６２℃（３２３゜Ｆ）であった。第二の実施形態を、同じ条件下の内部を流れる 熱源上に設置した場合、上記と類似の結果が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 l. 排気ガス再循環装置または類似のほぼ管状の発熱構成部品の断熱用スリー ブであって、 発熱構成部品に適合することができる金属メッシュ材の内部支持層と、 柔軟で、上記発熱構成部品の方を向いている反射面を有する、上記内部層によ り支持されている反射層と、 上記反射層を取り囲んでいる断熱材のカバー層とを備えるスリーブ。 2. 請求項１記載のスリーブにおいて、上記内部支持層が組み合わされたメッ シュ材からなるスリーブ。 3. 請求項２記載のスリーブにおいて、上記組み合わされたメッシュ材が、ス テンレス鋼ワイヤであるスリーブ。 4. 請求項３記載のスリーブにおいて、上記組み合わされ、編んだメッシュ材 が、ステンレス鋼ワイヤであるスリーブ。 5. 請求項２記載のスリーブにおいて、上記断熱材の層が、グラスファイバの 糸からなるスリーブ。 6. 請求項５記載のスリーブにおいて、上記グラスファイバの糸が組まれてい るスリーブ。 7. 請求項５記載のスリーブにおいて、上記グラスファイバの糸が編んである スリーブ。 8. 請求項６記載のスリーブにおいて、上記グラスファイバの糸が、Ｅガラス であるスリーブ。 9. 請求項１記載のスリーブにおいて、上記反射層が、金属フォイルからなる スリーブ。 10. 請求項９記載のスリーブにおいて、上記金属フォイル層が、約０．０２５ ｍｍ（０．００１インチ）の厚さを有する、アルミニウム・フォイルであるスリ ーブ。 11. 請求項１記載の装置において、さらに、上記カバー層を支持する第二の金 属メッシュ層を含み、上記反射層が、上記内部支持層および上記第二の金属メッ シュ層によりサンドイッチ状に挟まれているスリーブ。 12. 請求項１１記載のスリーブにおいて、さらに、上記反射層と上記金属メッ シュ層との間に挟まれた、シート岩綿層を含むスリーブ。 13. 請求項１２記載のスリーブにおいて、さらに、上記第二の金属メッシュ層 と上記カバー層との間にシリコーン層を含むスリーブ。 14. 請求項８記載のスリーブにおいて、さらに、第二の金属メッシュ層を含み 、上記反射層がフォイルからなり、上記内部支持層と上記第二の金属メッシュ層 との間にサンドイッチ状に挟まれているスリーブ。 15. 請求項１４記載のスリーブにおいて、さらに、上記反射層と上記第二の金 属メッシュ層との間に挟まれた、熱伝導度の低い材料の層を含むスリーブ。 16. 請求項１５記載のスリーブにおいて、上記フォイル層が約０．０２５ｍｍ （０．００１インチ）の厚さを有し、上記第一および第二の金属メッシュ層が、 編んだステンレス鋼ワイヤからなり、上記ワイヤが約０．１５２ｍｍ（０．００ ６インチ）の直径を有するスリーブ。 17. 請求項１５記載のスリーブにおいて、低い熱伝導度を有する材料が耐火紙 であるスリーブ。 18. 請求項１７記載のスリーブにおいて、上記耐火紙が本質的に岩綿およびバ インダからなるスリーブ。