JP7457681B2 - エアバッグ式熱風保温装置 - Google Patents

Description

本案は保温設備に関し、特にエアバッグ式熱風保温装置に関する。

一部の物質輸送の特殊要求により、かかる物質を輸送するパイピングの保温が必要である。保温手段は熱エネルギー逸出を軽減するほか、さらに逸出された熱エネルギーを補充すれば、パイピング温度を維持できる。このようなニーズにより、パイピング用熱保温装置が考案されている。

公知パイピング用電熱保温装置は、外皮と、保温層と、加熱装置とを含む。そのうち、外皮は内壁と、外壁と収容空間とを有する。収容空間が内壁と外壁との間に位置し、内壁によってパイピングを覆われ、保温層を収容空間に設け、保温層がエアロゲル断熱ブランケットと、フィルムとを含む。フィルムによってエアロゲル断熱ブランケットを覆い、加熱装置を収容空間設け、加熱装置が電気保温プレートを有し、電気保温プレートを内壁に当てて、電気保温プレートは主に耐熱絶縁基板上の導電回路によって構成され、導電回路の抵抗特性を利用し、電流が導電回路に流れるときに導電回路で熱エネルギーを発生して、かかるパイピングに加熱される。

かかるパイピングの長さまたは形状の配置の必要に基づき、パイピングに沿った方向で順を追って複数の前述保温装置を設け、電熱保温装置の電気保温プレートは直列接続が一般である。これにより、電気回路全体配置の複雑性軽減が取り図られている。しかし、各電気保温プレートいずれかの導電回路または電気接続の電流回路が過熱によって溶融または短絡事故が発生した場合、いずれの電気保温プレートとも熱エネルギーを引き続き提供できなくなる。もし、電熱保温装置の数が多い場合は点検修理及び交換がかなり困難になる。さらに、電気回路の過熱による溶融または短絡事故がパイプに隣り合わせた導電回路で発生した場合、パイピングの破損またはパイピング強度あるいは使用寿命に影響の恐れがあることから、安全面の心配が残されている。

本案実施例１のシステム配置図である。 本案実施例１のエアバッグ単元と保温単元とを受熱素子に設けられた局所断面図である。 図２の局所拡大図である。 本案実施例１の空気循環パイプの断面図である。 本案実施例２のエアバッグ単元と保温単元の局所断面図である。

図１～５、本案エアバッグ式熱風保温装置の一実施図を参照する。ただし、これらの実施例は説明の目的で取り上げた例示であり、本案の請求範囲はこれらの構造に拘束されないものとする。

図１ないし図４に示すように、エアバッグ式熱風保温装置実施例１は、エアバッグ単元１０と、保温単元２０と、熱風供給単元３０と、空気循環パイプ４０と、制御単元５０と、を含む。そのうち、エアバッグ単元１０内部に空気通路６０を形成して、エアバッグ単元１０の一側を第１側１１とし、エアバッグ単元１０のもう一側を第２側１２とし、第１側１１と第２側１２をエアバッグ単元１０の厚み方向に沿って対向に設けることによって、第１側１１を受熱素子９０の外部に貼り付け、エアバッグ単元１０を受熱素子９０に取り付ける。図２に示す受熱素子９０はパイピングを実施しており、実施例１には様々なニーズに合わせて、加熱保温必要な物体に取り付けることができる。本案の適用範囲は図２の例示に限られない。

保温単元２０は主に断熱保温効果の部材によって構成され、保温単元２０が第２側に隣接し、熱風供給単元３０が空気通路６０に連絡され、熱風供給単元３０は加熱装置３１と、ブロワー３２とを含む、熱風供給単元３０が空気通路６０に熱風を送り込み、受熱素子９０の加熱及び保温する。

空気循環パイプ４０がエアバッグ単元１０と、熱風供給単元３０とを連絡していて、空気循環パイプ４０を熱風が空気通路６０に流れる経路の末端部及び熱風供給単元３０の空気入力端３３に連絡することによって、熱風を熱風供給単元３０に循環させることによって、加熱効果を向上させる。

制御単元５０は主に電子回路によって構成され、加熱装置３１とブロワー３２とをそれぞれ電気接続することによって、加熱装置３１とブロワー３２の稼働を制御する。制御単元５０は当業者であれば、容易に想到できるものであるため、制御単元５０の具体的構成はここでの詳細説明を省略して置く。

熱風供給単元３０と、空気循環パイプ４０と、空気通路６０とを空気循環及び流動の経路を形成して、制御単元５０が熱風供給単元３０の稼働を制御し、ブロワー３２が空気を圧送し、加熱装置３１によって空気を加熱し、熱風が空気通路６０に流れて空気通路６０経由空気循環パイプ４０に流れた後、引き続き空気循環パイプ４０より熱風供給単元３０に戻し、熱風の流れがエアバッグ単元１０内部の空気通路６０を流れると、熱風が第１側１１に隣接する受熱素子９０に加熱を働き、受熱素子９０で逸出された熱エネルギーを補充し、第２側１２に隣接する保温単元２０によって、熱風及び受熱素子９０の熱エネルギーが外部への逸出を遅らせて、熱風で運ばれていた熱エネルギーをもって、受熱素子９０に加熱効果を達成する。先行技術で開示された公知電熱保温装置に比べて、本案実施例１には加熱装置３１より熱エネルギーを提供し、受熱素子９０表面に電熱プレート配置する必要はなく、保守の利便性を向上し、受熱素子９０に隣接する箇所で電気回路の過熱による溶融または短絡事故を避けることができ、受熱素子９０に危害する恐れはなく、使用安全性が非常に高い。

熱風が空気循環パイプ４０を介して、熱風供給単元３０に戻され、加熱装置３１が熱風に熱エネルギーを提供するときは、熱風が空気通路６０及び空気循環パイプ４０を通過するプロセスで受熱素子９０に逸出する熱エネルギー及び外部に逸出した熱エネルギーを補填すれば、熱風の温度を予めに設定した温度値に戻すことができ、全体の加熱及び保温効果が向上される。

エアバッグ単元１０内部は必要に応じて、複数の空気通路６０を形成することができる他、各空気通路６０も選択により、それぞれ一つまたは複数の空気循環パイプ４０に連絡することもできる。さらに各空気通路６０は選択により同じ空気循環パイプ４０に連絡することも可能である。このように実施例１に基づいた変化例が構成される。空気通路６０及び空気循環パイプ４０の数選択は、当業者が実施例１に基づいて、容易に想到できるものである。

図２と図３をあわせて参照する。エアバッグ単元１０は複数の内部が中空状のエアバッグ１３と、複数の内部が中空状の連絡パイプ１４とを含む。そのうち、エアバッグ１３がそれぞれ延々と巻きつけ、エアバッグ１３が順を追って直列状に配置され、前記連絡パイプ１４はそれぞれ隣接するエアバッグ１３の間に配置していて、かつ、連絡パイプ１４をそれぞれ隣接するエアバッグ１３に連絡することによって、エアバッグ１３と連絡パイプ１４の内部を連絡させて、空気通路６０を形成する。

エアバッグ単元１０は例えばモジュール化した複数のエアバッグ１３に対応数の連絡パイプ１４によって構成することもできる。エアバッグ単元１０は受熱素子９０の寸法、形状及び空間形態に従って、相応数のエアバッグ１３と、連絡パイプ１４を配置した上、連絡パイプ１４をそれぞれ隣接するエアバッグ１３に連絡させて、エアバッグ単元１０の適用範囲を向上する。

エアバッグ１３はそれぞれ弾性の部材構成を選択することが好ましい。これにより、熱風が各空気通路６０に流れたとき、熱風の気圧が弾性のエアバッグ１３を膨張させ、保温単元２０が第２側１２に形成する制限と合わせて、第１側１１が緊密に受熱素子９０に貼り付けて、熱風が第１側１１を介して、受熱素子９０に対する熱伝達の信頼性を向上する。

図４に示すように、空気循環パイプ４０の外周部は必要に応じて、断熱具４２を覆って、熱風が空気循環パイプ４０の通過による熱エネルギー逸出を軽減する。さらに言えば、断熱具４２は選択により、２つのチューブ状の外部フィルム４４を内外部を対向に断熱部４６を囲った構成であっても良い。断熱部４６は断熱保温効果の部材によって構成し、熱風が空気循環パイプ４０を介して熱風供給単元３０に戻るときの熱エネルギー損失を軽減する。

図２と図３を参照する。保温単元２０は複数の保温構造２２を含む。各保温構造２２をそれぞれエアバッグ１３に合わせて配置し、必要に応じて、複数の保温構造２２を一つのエアバッグ１３に対する配置か、または一つの保温構造２２を複数のエアバッグ１３に対する配置するなど、実施例１に基づいた異なる変化例を選択できる。各保温構造２２はそれぞれ被覆バッグ２４と、断熱ブランケット２６とを含む。被覆バッグ２４にそれぞれ断熱ブランケット２６を収容していて、各断熱ブランケット２６と断熱部４６はそれぞれ断熱保温効果のエーロゲル複合ナノ材料によって構成され、断熱ブランケット２６は例えば、それぞれその他の優れる断熱性の部材で構成しても良い。エーロゲル複合ナノ材料は主に編み加工でないカーボン繊維または強化ガラス繊維をキャリアとして、液態エーロゲル体を均一にキャリアに塗布した上、最後に内部のエーロゲルを抜き取り内部に複数のナノクラスの気孔を形成する。エーロゲル複合ナノ材料の熱伝導性が低いため、受熱素子９０及び熱風の熱が断熱ブランケット２６を介して外部への逸出を軽減し、省エネルギー及びカーボン排出を少なくし、断熱ブランケット２６の厚みは従来の断熱材の三分の一から四分の一に圧縮できるため、スペースを大幅に軽減できる。

図１に示すように、熱風供給単元３０に空気供給口３４を設けられ、空気供給口３４が外部環境に連絡して、熱風供給単元３０が空気供給口３４を介して、外気を吸入して、熱風循環サイクルでの空気量損失を補填する。

加熱装置３１を空気通路６０に連絡し、ブロワー３２を加熱装置３１に連絡することによって、ブロワー３２を用いて空気を吸引する。加熱装置３１が空気を加熱して熱風を形成した上、空気通路６０に熱風を圧送する。加熱装置３１が空気通路６０と、ブロワー３２との間に位置し、空気入力端３３をブロワー３２に設ける。実施例１において、ブロワー３２を加熱装置３１と氣流通道６０との間に設け、空気入力端３３を加熱装置３１に設ける。これにより、図示されないもう一つ変化例において、加熱装置３１と、ブロワー３２とのスペース配置の置き換え選択については、当業者が実施例１に基づいて、容易に想到できるものである。

実施例１は、さらに検出単元７０を含む、検出単元７０が温度センサー７２と、気圧センサー７４とを含む、そのうち。温度センサー７２と、気圧センサー７４がそれぞれ空気通路６０を通過する熱風の温度と気圧を検出し、温度センサー７２と、気圧センサー７４をそれぞれ制御単元５０に電気接続して、検出された温度値と圧力値を制御単元５０に伝送され、制御単元５０が受信した温度値と圧力値に基づいて、加熱装置３１と、ブロワー３２の連続運転状態を制御し、空気通路６０内の熱風温度と気圧を設定範囲に維持することによって、加熱保温効率を向上する。

図５を参照する。実施例２が実施例１と異なる点は、空気循環パイプ４０が第２側１２と、保温単元２０との間に、保温単元２０が空気循環パイプ４０に対して保温働きを形成し、空気循環パイプ４０を通過した熱風が持つ熱エネルギーが外部に逸出することを軽減する。空気循環パイプ４０の外周部に断熱具４２を設けずに、空気通路６０を通過した熱風を第２側１２方向に拡散する熱エネルギーが空気循環パイプ４０を通過する熱風によって吸収させ、熱風が熱風供給単元３０に戻されたとき、加熱装置３１が熱風に対する熱エネルギー補給の需要を軽減でき、全体の熱風保温効果を向上できる。

１０ エアバッグ単元
１１ 第１側
１２ 第２側
１３ エアバッグ
１４ 連絡パイプ
２０ 保温単元
２２ 保温構造
２４ 被覆バッグ
２６ 断熱ブランケット
３０ 熱風供給単元
３１ 加熱装置
３２ ブロワー
３３ 空気入力端
３４ 空気供給口
４０ 空気循環パイプ
４２ 断熱具
４４ 外部フィルム
４６ 断熱部
５０ 制御単元
６０ 空気通路
７０ 検出単元
７２ 温度センサー
７４ 気圧センサー
９０ 受熱素子

Claims (8)

1. 受熱素子に設けていて、内部に空気通路を形成し、一側を第１側とし、もう一側を第２側とし、前記第１側と、前記第２側が厚み方向に沿って対向に設けられ、前記第１側を受熱素子の外部に貼り付けて、前記受熱素子に設けるエアバッグ単元と、
   主に断熱保温効果を有する部材によって構成され、前記第２側に隣接する保温単元と、
   加熱装置と、ブロワーとを含む、前記空気通路に連絡していて、前記空気通路に熱風を送ることによって、前記受熱素子を加熱及び保温する熱風供給単元と、
   前記エアバッグ単元と前記熱風供給単元とを連絡していて、前記空気通路に沿って前記熱風供給単元まで循環させる熱風の熱エネルギー損失を軽減することによって、前記熱風供給単元による循環した熱風の加熱効果を向上する空気循環パイプと、
   主に電子回路によって構成され、加熱装置とブロワーとをそれぞれ接続することによって、前記加熱装置と前記ブロワーの稼働を制御する制御単元、とを含むことを特徴とする、エアバッグ式熱風保温装置。
2. 前記エアバッグ単元は複数の内部が中空状のエアバッグと、複数の内部が中空状の連絡パイプとを含む、前記エアバッグがそれぞれ前記受熱素子の周囲に巻きつけられ、前記エアバッグが順を追って直列状に配置され、連絡パイプがそれぞれ隣接するエアバッグの間に配置していて、かつ、前記連絡パイプをそれぞれ隣接する前記エアバッグに連絡することによって、前記エアバッグと前記連絡パイプの内部を連絡させて、空気通路を形成することを特徴とする、請求項１記載のエアバッグ式熱風保温装置。
3. 前記空気循環パイプの外周部を断熱具が覆っていて、熱風が前記空気循環パイプの通過による熱エネルギー逸出を軽減できることを特徴とする、請求項１記載のエアバッグ式熱風保温装置。
4. 前記空気循環パイプが前記第２側と前記保温単元との間を通過することによって、熱風が前記空気循環パイプの通過による熱エネルギー逸出を軽減できることを特徴とする、請求項１または請求項３記載のエアバッグ式熱風保温装置。
5. 前記保温単元が複数の保温構造を含む、前記保温構造はそれぞれ被覆バッグと、断熱ブランケットとを有し、前記断熱ブランケットは断熱保温効果のエーロゲル複合ナノ材料によって構成されることを特徴とする、請求項１記載のエアバッグ式熱風保温装置。
6. 前記熱風供給単元に空気供給口を設けて外部環境に連絡させ、前記熱風供給単元によって外気を吸入し、
   前記加熱装置を前記空気通路に連絡し、前記ブロワーを前記加熱装置に連絡することによって、前記ブロワーが空気を吸入して、前記加熱装置が空気を加熱して熱風を形成した上、前記空気通路に熱風を送ることを特徴とする、請求項１記載のエアバッグ式熱風保温装置。
7. 前記加熱装置が前記空気通路と、前記ブロワーとの間に位置し、空気入力端を前記ブロワーに設けることを特徴とする、請求項１または請求項６記載のエアバッグ式熱風保温装置。
8. 検出単元をさらに含む、前記検出単元が温度センサーと、気圧センサーとを含む、前記温度センサーと前記気圧センサーがそれぞれ前記空気通路を通過する熱風の温度と圧力を検出し、前記温度センサーと前記気圧センサーをそれぞれ制御単元に接続することによって、検出した前記熱風の温度値及び圧力値を前記制御単元に送り、前記制御単元が前記温度値及び圧力値に基づき前記加熱装置及び前記ブロワーを制御することによって、前記循環した熱風の加熱保温効率を向上することを特徴とする、請求項１記載のエアバッグ式熱風保温装置。

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