JP2016209776A

JP2016209776A - オートクレーブ

Info

Publication number: JP2016209776A
Application number: JP2015092159A
Authority: JP
Inventors: チョ，ヒョンジン; Hyun-Jin Jo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2016-12-15

Abstract

【課題】オートクレーブ容器の内部を多数の加熱区間に区画し、容器内部の横断面の周縁に沿って容器の内部を加熱させる構成によって、容器内部の伝熱および温度分布を均一にするとともに、容器内部の中心側への伝熱面積を増大させることができるオートクレーブを提供する。【解決手段】本発明のオートクレーブは、容器と、前記容器の内部に設置され、前記容器の内部を加熱させるヒーティングユニットとを含むオートクレーブにおいて、前記ヒーティングユニットは、前記容器の長さ方向に沿って多数設置され、前記容器の内部を複数の加熱区間に区画する単位コイル部を含んでなり、前記単位コイル部は、前記容器の横断面の周縁に沿ってコイル状に巻回され、高温の流体が流動する加熱コイルと、前記容器の内部に加熱コイルを着脱可能に結合させる複数の固定手段とを含んでなることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、オートクレーブに係り、さらに詳しくは、内部を多数の加熱区間に区画し、加熱効率を極大化することができるオートクレーブに関する。

一般に、オートクレーブ(Autoclave)は、高圧反応器を通称する言葉であって、産業および研究の目的で高温、高圧の環境を作って維持することが可能な耐熱および耐圧性容器を意味する。

このようなオートクレーブは、内部の温度および圧力を一定のレベルにして維持することにより、先端素材である航空機に主に使用されるカーボン複合材およびガラス繊維(glass fiber)の生産だけでなく、ゴムや硬質ゴム(ebonite)などの原料を加工した半製品を加熱および加圧して完成品を作る加硫工程のために適用されている。

従来のオートクレーブの構造を縦断面図と横断面図でそれぞれ示す図１と図２の如く、従来のオートクレーブは、容器１０の内部を高温化させるために高温の流体が流動するヒートパイプ１００が容器１０の長さ方向に沿ってコイル状に設けられ、容器１０の内部を加熱させる。

前述した従来のオートクレーブは、容器１０の長さが長くなるほどヒートパイプ１００の長さが増加して高温流体の注入口側と排出口側の温度偏差が大きくなり、容器１０の内部温度を均一に保つことができなくなるという問題点があった。

これにより、対象物の加工が円滑に行われないため、目標の諸元に到達できないという問題点を招くおそれもあり、これを改善するための技術開発が急がれる実情である。

韓国登録特許第１３４４９５０号明細書韓国登録特許第０６００４１３号明細書

そこで、本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、その目的は、オートクレーブ容器の内部を多数の加熱区間に区画し、単一の加熱区間または多数の加熱区間または容器全体を加熱することができるとともに、容器内部の横断面の周縁に沿って容器内部を加熱させる構成によって容器内部の伝熱および温度分布を均一にすることができるオートクレーブを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、容器内部の中心側への伝熱面積を増大させることができるオートクレーブを提供することにある。

このような本発明の目的は上述した目的に制限されず、上述していない別の目的は以降の記載から明確に理解できるであろう。

上記目的を達成するための本発明は、容器と、前記容器の内部に設置され、前記容器の内部を加熱させるヒーティングユニットとを含むオートクレーブにおいて、前記ヒーティングユニットは、前記容器の長さ方向に沿って多数設置され、前記容器の内部を複数の加熱区間に区画する単位コイル部を含んでなり、前記単位コイル部は、前記容器の横断面の周縁に沿ってコイル状に巻回され、高温の流体が流動する加熱コイルと、前記容器の内部に加熱コイルを着脱可能に結合させる複数の固定手段とを含んでなることを特徴とする、オートクレーブを提供する。

上述したように、本発明によれば、次の効果を期待することができる。

容器内部の伝熱および温度分布を均一にすることができることにより、対象物の加工時に発生しうる誤作動を防止することができるという利点がある。

また、容器内部の中心側への伝熱面積を増大させることができることにより、加熱効率を向上させることができるという別の利点がある。

従来オートクレーブを示す縦断面図である。従来のオートクレーブを示す横断面図である。本発明に係るオートクレーブを示す縦断面図である。本発明に係るオートクレーブを示す正面図である。本発明に係る単位コイル部の実施例を示す図である。本発明に係る単位コイル部の他の実施例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

本発明に係るオートクレーブは、内部の温度および圧力を一定のレベルにして維持し、被加工物を目標の諸元に加工するためのもので、本発明に係るオートクレーブの縦断面図および正面図でそれぞれ示す図３および図４の如く、容器１０とヒーティングユニット３０とを含んでなる。

前記容器１０は、被加工物を加温、加圧するために内部に空間が形成され、一端部に開閉ドアが設置されて被加工物の出し入れが可能であり、容器１０の内部には、被加工物がスライドされながら移動することが可能な手段が設置できる。

これと共に、前記ヒーティングユニット３０は、容器１０の内部に設置され、容器１０の内部を加熱させて目標の温度にセットすることができるようにする。

前記ヒーティングユニット３０は、本発明の目的である容器の内部を多数の加熱区間に区画し、単一の加熱区間または多数の加熱区間または容器全体を加熱することができるとともに、容器内部の横断面の周縁に沿って容器の内部を加熱させる構成によって容器内部の伝熱および温度分布を均一に実現するために、前記容器１０の長さ方向に沿って順次多数設置され、容器１０の内部を複数の加熱区間に区画する単位コイル部３００を含んでなる。

このような前記単位コイル部３００それぞれは、加熱コイル３１０および固定手段３３０を含んでなる。

前記加熱コイル３１０は、容器１０の横断面の周縁に沿ってコイル状に巻回され、高温の流体が流動して容器１０の内部を高温の雰囲気に形成させる。すなわち、従来のオートクレーブの加熱コイルはオートクレーブの縦方向に沿って設置されたが、これに対し、本発明に係るオートクレーブの加熱コイル３１０は、横方向に設置され、容器１０の内部を一層効率よく加熱させることができる。このような加熱コイル３１０は、一端部には高温の流体が高圧で供給される注入口３１５が設けられ、他端部には高温の流体が加熱コイル３１０の内部を流動した後に吐出される排出口３１７が設けられる。

固定手段３３０は、複数設けられ、容器１０の内部に加熱コイル３１０を着脱可能に結合させる。

詳しくは、前記固定手段３３０は、容器１０の内壁と離隔し、容器１０の内部に長さ方向に容器１０の横断面の周縁に沿って多数設置されるアングル１００と加熱コイル３１０とを着脱可能に結合させる。

前記アングル１００は、折り曲げられ、横方向部材であるフランジ１１０と縦方向部材であるウェブ１３０から構成され、前記フランジ１１０側に固定手段３３０の端部が貫通して加熱コイル３１０を着脱可能に結合させる。

次に、このような前記単位コイル部３００を詳細に説明する。

本発明に係る単位コイル部の実施例を示す図５の如く、前記加熱コイル３１０の横断面は円形のチューブ形状からなる。

これと共に、前記固定手段３３０それぞれはボルト部材３３１とナット部材３３３を含んでなるが、前記ボルト部材３３１は密着部３３１ａと結合部３３１ｂを含んでなる。

前記密着部３３１ａは、加熱コイル３１０の容器１０の内部方向、すなわち容器１０の内部中心側の対向面を包むことができるように形成され、前記結合部３３１ｂは、密着部３３１ａの両端に形成されてフランジ１１０を貫通する。

これと共に、前記ナット部材３３３は、結合部３３１ｂの端部に螺合されて締め付けられることにより、前記加熱コイル３１０をフランジ１１０に固定させることができる。

次に、本発明に係る単位コイル部の他の実施例を示す図６の如く、本発明の別の目的であるオートクレーブ容器１０内の中心側への伝熱面積を増大させるための単位コイル部３００の他の実施例を説明する。

本発明の他の実施例に係る加熱コイル３１０の横断面は、チューブ形状からなるが、外側半円部３１１と内側凹部３１３を含む形状をする。前記外側半円部３１１は半円形の管体形状に形成される。そして、前記内側凹部３１３は、外側半円部３１１の両端から前記外側半円部３１１の中心側に凹むように形成され、前記外側半円部３１１との連結が滑らかな曲線形状からなる。

ここで、前記内側凹部３１３の周縁の長さは前記外側半円部３１１の周縁の長さよりも相対的にさらに長く形成される。また、加熱コイルは、前記外側半円部３１１は容器１０の内壁側を向き、前記内側凹部３１３は容器１０の内部中心側を向くように、前記容器１０の内部に設置される構造を実現する。

これにより、加熱コイル３１０の横断面が円形チューブ形状である場合より、前記内側凹部３１３により伝熱面積が増大して加熱効率を向上させることができ、加熱コイル３１０の内部の横断面積が円形である場合よりも縮小することにより流動する流体の量が減少するとともに、加熱コイル３１０の内部の横断面積が円形である場合よりも、同じ量の高温流体が流動する状態で、加熱コイル３１０を流動する高温流体流動サイクルの回数を増加させることができるという効果を期待することができる。

このような前記外側半円部３１１と内側凹部３１３を含んで形成される加熱コイル３１０を固定させるために、前記固定手段３３０それぞれはボルト部材３３１とナット部材３３３を含んでなるが、前記ボルト部材３３１は密着部３３１ａと結合部３３１ｂを含んでなる。

前記密着部３３１ａは、内側凹部３１３の周縁を包むことができるよう内側凹部３１３の周縁形状に対応して形成され、前記結合部３３１ｂは、密着部３３１ａの両端に形成され、フランジ１１０を貫通する。

これに加え、前記ナット部材３３３は、結合部３３１ｂの端部に螺合されて締め付けられることにより、密着部３３１ａが内側凹部３１３に密着加圧されて前記加熱コイル３１０をフランジ１１０に固定させることができる。

以上、本発明の基本的な技術的思想は、オートクレーブ容器の内部を多数の加熱区間に区画し、容器内部の横断面の周縁に沿って容器の内部を加熱させる構成によって、容器内部の伝熱および温度分布を均一にするとともに、容器内部の中心側への伝熱面積を増大させることができるオートクレーブを提供することが分かる。

このような本発明の基本的な技術的思想の範疇内において、当業界における通常の知識を有する者によって様々な変形が可能であることはもちろんである。よって、本発明の範疇は、様々な変形例を含むように作成された特許請求の範囲内で解釈されるべきある。

１０容器
１００アングル
１１０フランジ
１３０ウェブ
３０ヒーティングユニット
３００単位コイル部
３１０加熱コイル
３１１外側半円部
３１３内側凹部
３１５注入口
３１７排出口
３３０固定手段
３３１ボルト部材
３３１ａ密着部
３３１ｂ結合部
３３３ナット部材

Claims

容器と、前記容器の内部に設置され、前記容器の内部を加熱させるヒーティングユニットとを含むオートクレーブにおいて、
前記ヒーティングユニットは、
前記容器の長さ方向に沿って多数設置され、前記容器の内部を複数の加熱区間に区画する単位コイル部を含んでなり、
前記単位コイル部は、
前記容器の横断面の周縁に沿ってコイル状に巻回され、高温の流体が流動する加熱コイルと、前記容器の内部に加熱コイルを着脱可能に結合させる複数の固定手段とを含んでなることを特徴とする、オートクレーブ。
前記加熱コイルの横断面は円形のチューブ形状からなることを特徴とする、請求項１に記載のオートクレーブ。
前記固定手段それぞれは、
前記加熱コイルの容器内部中心側対向面を包む密着部、および前記密着部の両端部に形成され、前記容器の内部に容器の長さ方向に前記容器の横断面の周縁に沿って多数設置されるアングルのフランジを貫通する結合部を含むボルト部材と、
前記結合部の端部に螺合されるナット部材とを含んでなることを特徴とする、請求項２に記載のオートクレーブ。
前記加熱コイルの横断面は、
半円形の管体形状に形成される外側半円部と、
前記外側半円部の両端から前記外側半円部の中心側に凹むように形成され、前記外側半円部との連結が滑らかな曲線形状からなる内側凹部とを含む形状をすることを特徴とする、請求項１に記載のオートクレーブ。
前記内側凹部の周縁の長さは前記外側半円部の周縁の長さより相対的にさらに長く形成されることを特徴とする、請求項４に記載のオートクレーブ。
前記固定手段それぞれは、
前記内側凹部の周縁を包む密着部、および前記密着部の両端部に形成され、前記容器の内部に容器の長さ方向に前記容器の横断面の周縁に沿って多数設置されるアングルのフランジを貫通する結合部を含むボルト部材と、
前記結合部の端部に螺合されるナット部材とを含んでなることを特徴とする、請求項４または５に記載のオートクレーブ。
前記加熱コイルは、
前記外側半円部が容器の内壁側を向き、前記内側凹部が容器の内部中心側を向くように、前記容器の内部に設置されることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載のオートクレーブ。