JP2009516812A - 断熱物品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

物品（２０）を断熱する方法が、物品（２０）の少なくとも一部を断熱層（２４）で取り囲むステップと、断熱層（２４）に取り囲まれた物品の一部を外側保護スリーブ（２６）内に挿入するステップと、この外側保護スリーブ（２６）を断熱層（２４）の周りで収縮させるステップと、を含む。

Description

本発明は、概して、高温環境で使用される断熱チューブなどの断熱物品に関する。

高温環境で使用される一例としての周知の断熱チューブは、断熱材に取り囲まれた剛性のコンジットを含み、この断熱材は、特注の剛性熱シールドで取り囲まれている。この熱シールドは、概して、各々がコンジットの周囲の半分を覆う互いに対向する部分からなり、これらの対向部分の縁が一体に溶接されて、完全なシールドが形成される。生産するのに複雑であることに加え、これらの熱シールドは、一般に、取り付ける場合や、コンジットの検査が必要なときに取り外す場合に、特別な工具や技術を必要とする。

また、柔軟なホースに構造上の一体性を与えるために、一般に金属で形成された編組スリーブでホースを取り囲むことが知られている。こうして、編組スリーブは、柔軟なホースを強化する働きをする。ホースを断熱することが必要とされる場合、編組スリーブは、たいていは断熱材の層で取り囲まれる。環境から断熱材を保護するために、断熱材の周りに追加的な層が必要とされることが多い。

従って、本発明の目的は、上記の問題に対処することである。

一態様においては、本発明は、物品を断熱する方法であって、物品の少なくとも一部を断熱層で取り囲むステップと、断熱層によって取り囲まれた物品の一部を外側保護スリーブ内に挿入するステップと、物品の一部の周りに断熱層を押し付けて保持するように断熱層の周りに外側保護スリーブを収縮させるステップと、を含む方法を提示する。

他の態様においては、本発明は、内側コンジットと、内側コンジットの周りに接触するように配置された断熱層と、内側コンジットの周りで断熱層を取り囲んで圧迫する取り外し可能な保護外側スリーブであって、内側コンジット上に断熱層を保持することを助ける保護外側スリーブと、を備える断熱チューブを提示する。

他の態様においては、本発明は、少なくとも１つの屈曲部を画定する剛性コンジットと、コンジットを少なくとも部分的に断熱し、柔軟性があって、屈曲部を含む剛性コンジットの長手方向の少なくとも一部分に沿って剛性コンジットを取り囲む断熱手段と、剛性コンジットから断熱手段を離れないようにする細長い収縮可能なスリーブであって、長手方向軸に沿って柔軟性があり、取り外し可能に引っ張られて断熱手段を覆うことで断熱手段をぴったりと取り囲み、剛性コンジットの長手方向の部分の周りに断熱手段を維持する、収縮可能なスリーブと、を備える断熱チューブを提示する。

図１は、亜音速飛行に使用されることが好ましい型式のガスタービンエンジン１０を示し、これは、概して、流体連通して直列に配置された、周囲空気を吸い込んで推進させるファン１２と、空気を圧縮する多段式圧縮機１４と、圧縮空気を燃料と混合して点火し、高温燃焼ガスの環状流を生成する燃焼器１６と、燃焼ガスからエネルギを取り出すタービン部１８と、を備える。

図２〜図４は、ガスタービンエンジン１０の（例えば、燃焼器１６に近接した）高温部に配置された軸受装置にオイルを運ぶためにガスタービンエンジン１０に使用することができる断熱チューブ２０を示す。図示したガスタービンエンジン１０は、チューブ２０が使用される環境の一例に過ぎず、このチューブ２０は、運搬流体より高温あるいは低温の、流体温度とは異なる温度環境から運搬流体を断熱することが必要な場合や、流体と環境との間の熱交換を最小にすることが必要な場合などにおける幾つかの他の用途にも使用される。

特に図２を参照すると、断熱チューブ２０は、コンジット２２と、コンジット２２を取り囲む断熱層２４と、断熱層２４を取り囲む保護層２６と、を含む。

コンジット２２は、運搬流体の流路２８を画定する。コンジット２２は、剛性であり、耐久性のある材料（例えば、ステンレススチール、ニッケル基合金、チタン、アルミニウムまたは銅などの金属）から形成され、流路２８で運搬される流体の圧力に耐える寸法につくられている。コンジット２２は、例えば、ろう付けまたは溶接によってコンジット２２の周りに接合された、いくつかの離間した剛性スリーブ３０（そのうちの１つのみを図２に示す）を含む。各々の剛性スリーブ３０は、コンジットの周りで円筒状の受容面３２を画定しつつ、断面がＬ字形の形状となるように、一方の縁の周りに隆起した境界部３４を含む（この目的は以下に説明する）。

特定の一態様として図２に示されるように、断熱層２４は、断熱テープ３６から形成され、この断熱テープ３６は、コンジット２２の周りに該断熱層２４を貼付けるとともにコンジット２２を覆い易くする粘着性の裏面３８を有する。断熱層２４の材料は、例えば、ガラス繊維断熱テープ、セラミック材料を含むテープ、シリカベースの繊維テープまたは他の類似のテープなどから断熱チューブ２０の熱的条件に応じて選択することができる。特定の一態様においては、断熱層２４は、様々な温度環境に配置されたコンジット２２の長手方向の少なくとも一部を取り囲む。図３に示されるように、断熱層２４は、コンジット２２を取り囲み、境界部３４と反対側のスリーブ３０の縁４２に沿って剛性スリーブ３０に当接する。

図２に示されるように、保護層２６は、環境から損傷を受けないように断熱層２４の少なくとも一部を保護するとともに、コンジット２２に断熱層２４を押し付け断熱層２４を保持する保持手段として働く。保護層２６は、断熱層２４の表面に収縮可能なスリーブの形態で与えられる。特定の一態様においては、保護層２６は、細長い編組スリーブ４０を含む。編組スリーブ４０の材料は、例えば、緻密に編まれた、高温ガラス繊維、ステンレススチール編組、ニッケルめっきされた銅編組、銀めっきされた銅編組、熱処理されたアルミニウムコーティング繊維ガラス編組などから環境に応じて選択される。編組スリーブ４０は、収縮可能に編み組みされ、断熱層２４の周りに編組スリーブ４０を取り付け易いように、編組スリーブ４０の長手方向軸４１に沿って圧縮されると直径が大きくなり、引っ張られると直径が小さくなる。様々なプロセスによって断熱層２４の周りに収縮させることができるスリーブなどの他の種類のスリーブを保護層２６として使用してもよい。図３に示されるように、保護層２６は、断熱層２４と、コンジット２２の剛性スリーブ３０の受容面３２と、を取り囲み、保護層２６の外側縁４４は、間にギャップ４６を残すように境界部３４から離間して受容面３２上に延在する。

図３に見られるように、クランプ４８は、受容面３２の周りの保護層２６を取り囲み、保護層２６を受容面３２に押し付けてコンジット２２の周りの定位置に保持する。特定の一態様においては、クランプ４８は、ギャップ４６の少なくとも一部を覆い、保護層２６の外側縁４４を損傷から保護するとともに、使用者が外側縁４４に触れて怪我をすることがないようにする。このように、１つのコンジット剛性スリーブ３０と１つのクランプ４８とは、保護層２６の各自由端４４を安全なものにするために設けられている。剛性スリーブ３０の境界部３４は、クランプ４８がコンジット２２の隣接端部４９に向かって摺動することを有利に防ぐことができる。代替的な態様においては、剛性スリーブ３０を省略することができ、このときクランプ４８は、コンジット２２の周りでコンジット２２に対して保護層２６を直接的に押し付ける。図４に見られるように、コンジット２２の周りでコンジット２２に対して保護層２６を押し付けるために、コンジット２２の長さ部分に沿って追加的なクランプ５０を設けることもできる。代替的に、クランプ４８，５０を、例えば、断熱チューブ２０の環境に対して耐久性のある材料から形成されたワイヤタイラップ（ｗｉｒｅ−ｔｉｅ ｗｒａｐ）などの他の種類の適当な取り付け手段で置き換えて、コンジット２２の周りに保護層２６を押し付けることができる。

図２に見られるように、コンジット２２は、使用に際しては、先ず、断熱層２４によって取り囲まれる。これは、断熱テープ３６がコンジット２２の剛性スリーブ３０の縁４２に当接するまで、コンジット２２の周りに断熱テープ３６を手作業で覆う（このときのテープの重なり部分５２は、断熱チューブ２０の熱的条件に応じて選択する）ことによって行うことができる。次に、この断熱層２４を、保護層２６で取り囲む。これは、断熱層２４に覆われたコンジット２２を保護層２６のスリーブ内に挿入し、その後、この保護層２６で断熱層２４を圧迫するように保護層２６を収縮させることによって行う。これの一例としては、長手方向軸４１に沿って編組スリーブ４０を圧縮して編組スリーブ４０の直径を大きくし、この編組スリーブ４０内に断熱層２４に覆われたコンジット２２を挿入し、該編組スリーブ４０が、断熱層２４と、離間したコンジット剛性スリーブ３０の受容面３２と、をぴったりと取り囲んでこれらを圧迫するまで、編組スリーブ４０の直径が小さくなるように、編組スリーブ４０を長手方向軸４１に沿って引っ張る。その後、必要に応じて、コンジット２２に保護層２６を取り付け、コンジット２２から断熱層２４が離れないようにする。これは、編組スリーブ４０の各自由端４４の周りにクランプ４８の１つを環状に設け、各剛性スリーブ３０の受容面３２の周りで受容面３２に対して編組スリーブ４０を押し付けるようにクランプを固定し、それによって、スリーブ４０が断熱層２４を圧迫し続けるように、スリーブ４０を長手方向に引っ張られた状態に維持することによって行われる。断熱層２４に覆われたコンジット２２の周りでコンジット２２に対して編組スリーブ４０を押し付けるために、断続的な剛性スリーブ３０の間に追加的なクランプ５０を選択的に取り付けることができる。

従って、本発明の断熱チューブ２０は、高温または低温の様々な環境において、流体と断熱チューブ２０の環境との間の熱交換を最小にしつつ、流体を運搬することができる。断熱層２４および保護層２６をコンジット２２の周りに取り付けることは、特別な工具や結合技術（例えば、シーム溶接）を使用することなく、市販の材料を使って、手作業によって素早く行うことができる。層２４，２６の取り付けに溶接をする必要がないので、断熱チューブ２０を組み立てる際にコンジット２２を損傷する危険性が大幅に減少する。また、断熱チューブ２０の組み立てに用いられる本発明の材料およびプロセスは、製造コストを減らすことにも寄与する。さらに、特別な工具や技術を必要とすることなく、コンジット２２を検査するために層２４，２６を容易に取り外すことができ、また、コンジット２２を容易に再断熱させることができる。

層２４，２６の柔軟性および自由度により、複雑な形状の剛性コンジット２２であっても容易に断熱させることができる。断熱層２４および保護層２６は、剛性コンジット２２を取り囲んで断熱チューブ２０を形成するものとして記載されているが、他の種類のコンジットや、ワイヤハーネス（ｗｉｒｅ ｈａｒｎｅｓｓｅｓ）、ケーブルおよび様々な中実物品などの種々の他の種類の物品も、同様に断熱させることができることを理解されたい。

保護層２６が断熱層２４を取り囲んで保持するので、断熱チューブ２０の置かれた環境が、断熱層２４に損傷を与える（例えば、その断熱材の繊維を破壊すること又はその粘着剤を分解することによる）場合でさえも、コンジット２２から断熱層２４が離されない。また、コンジット２２が剛性なので、柔軟なホースの周りに編組スリーブを使って構造上の一体性を維持する場合とは異なり、保護層２６が構造上の役割をすることなく、その結果、さらに安価な（例えば、さらに薄く、耐久性が低い）編組スリーブを使用することができる。

上記の記述は、例示するためのものであり、当業者であれば、本開示の範囲を逸脱することなく、いくつかの変更がなされ得ることを理解されよう。当業者であれば、本開示の概要に照らして、いくつかの変更が本発明の範囲に含まれ、そのようないくつかの変更は、添付の請求項の範囲に含まれることを理解されよう。

本発明の特定の一態様による断熱チューブが使用される環境の一例としてのガスタービンエンジンの概略的な側面図。 本発明の特定の一態様によって部分的に組み立てられた断熱チューブの側面図。 組み立てられた状態における図２の断熱チューブの部分的な断面図。 図３の断熱チューブの斜視図。

Claims (21)

1. 物品を断熱する方法であって、
   前記物品の少なくとも一部を断熱層で取り囲むステップと、
   前記断熱層によって取り囲まれた前記物品の前記一部を外側保護スリーブに挿入するステップと、
   前記物品の前記一部の周りに前記断熱層を押し付けて保持するために、前記断熱層の周りで前記外側保護スリーブを収縮させるステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記物品が剛性コンジットであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記物品の前記一部の周りを裏面が粘着性の断熱材テープで覆うことによって、前記物品の前記一部が前記断熱層に取り囲まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記断熱層で取り囲まれた前記物品の前記一部を前記外側保護スリーブ内に挿入する前に、前記外側保護スリーブの直径を大きくするステップが行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記外側保護スリーブの直径を大きくするステップが、前記外側保護スリーブを長手軸方向に圧縮することによって行われることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記外側保護スリーブを収縮させるステップが、前記外側保護スリーブの直径を小さくするように前記外側保護スリーブを長手方向に引っ張ることによって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記外側保護スリーブを前記物品に固定するために、前記外側保護スリーブおよび前記物品の周りに少なくとも１つのクランプを取り付けることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記断熱層にアクセスするために前記外側保護スリーブが取り外すことができるように、前記断熱層の周りに前記外側保護スリーブが復元可能に収縮されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記物品の前記一部にアクセスするために前記断熱層が取り外し可能であるように、前記物品の前記一部が前記断熱層によって取り外し可能に取り囲まれていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 内側コンジットと、
    前記内側コンジットの周りに接触するように配置された断熱層と、
    前記内側コンジットの周りの前記断熱層を取り囲んで圧迫する取り外し可能な保護外側スリーブであって、前記内側コンジットに前記断熱層を保持することを助ける保護外側スリーブと、
    を備えることを特徴とする断熱チューブ。
11. 前記内側コンジットが剛性であることを特徴とする請求項１０に記載の断熱チューブ。
12. 前記保護外側スリーブが編組材料から形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の断熱チューブ。
13. 前記編組材料が、高温ガラス繊維、ステンレススチール、ニッケルめっきされた銅、銀めっきされた銅、および熱処理されたアルミニウムコーティング繊維ガラスのうちの１つであることを特徴とする請求項１２に記載の断熱チューブ。
14. 前記断熱層が、裏面が粘着性の断熱テープの形態で前記剛性コンジットの周りに覆われることを特徴とする請求項１０に記載の断熱チューブ。
15. 前記テープが、ガラス繊維断熱テープ、セラミック材料を含むテープおよびシリカベースの繊維テープのうちの１つであることを特徴とする請求項１４に記載の断熱テープ。
16. 少なくとも前記内側コンジットの周りで前記内側コンジットに対して前記保護外側スリーブを押し付ける少なくとも２つの離間したクランプをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の断熱チューブ。
17. 少なくとも１つの屈曲部を画定する剛性コンジットと、
    前記コンジットを少なくとも部分的に断熱し、柔軟性があり、前記屈曲部を含む前記剛性コンジットの長手方向の少なくとも一部分に沿って前記剛性コンジットを取り囲む断熱手段と、
    前記剛性コンジットから前記断熱手段が離れることを防ぐ、細長くて収縮可能なスリーブであって、この収縮可能なスリーブは、長手方向軸に沿って柔軟性があり、取り外し可能に引っ張られて前記断熱手段を覆うことで前記断熱手段をぴったりと取り囲み、前記剛性コンジットの長手方向の部分の周りに前記断熱手段を維持することができる、収縮可能なスリーブと、
    を備えることを特徴とする断熱チューブ。
18. 前記細長くて収縮可能なスリーブが、前記コンジットの前記長手方向の部分全体の周りに前記断熱手段を押縮することを特徴とする請求項１７に記載の断熱チューブ。
19. 前記収縮可能なスリーブが、高温ガラス繊維、ステンレススチール、ニッケルめっきされた銅、銀めっきされた銅、および高温処理されたアルミニウムコーティング繊維ガラスのうち少なくとも１つから形成された編組材料を含むことを特徴とする請求項１７に記載の断熱チューブ。
20. 前記断熱手段が断熱テープの層を含むことを特徴とする請求項１７に記載の断熱チューブ。
21. 前記断熱手段が、ガラス繊維、セラミック材料およびシリカベースの繊維のうちの少なくとも１つを含む層を含むことを特徴とする請求項１７に記載の断熱チューブ。

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