JPH02501126A - 熱交換機用膨張自在インサート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 鵠六　′　−インサート ３３Ｄ辷吐 本発明は接着剤などの流動性材料およびワークピースへの塗布前に加熱される他 の塗料の加熱に使用する熱交換機に関する。この熱交換機は、材料を搬送するダ クトがその壁部と材料とに熱的に接触する内部部材を備えており、それらの間の 熱伝達を向上させるものである。

光ユ皇且量 接着剤などの多くの材料は、これを基板に塗布する場合加熱して適切な粘度を与 えるようにしなければならない０例えば、ホットメルト接着剤の分与システムで は、加熱タンクで固体状接着材料を融解させ、マニホールドブロックのダクトを 通して液体状態で１つ以上の離れたところにある分与ガンに分与される。そして マニホールドブロックは加熱され、接着剤を流動性の液体状態に保つようになさ れる。マニホールドブロックから接着剤への熱伝達率を高めるには、熱伝導材料 のインサートをダクトにプレスフインドさせることが提案されている。このプレ スフィツトによりダクトの壁部とインサートの間には緊密な機械的、従って熱的 接触が与えられる。このインサートはその周囲に複数の長手方向フルート（溝） を備えており、これらのフルートはダクトを一連の流路に分割し、これにより接 着剤に接触する加熱表面積を増加させるようにする。

熱交換器でインサートを備え、表面積を増加させる方式は従来よく知られている ０例えばｔガフディス（Ｇａｄｄｉｓ）　らの米国特許第２．７２６，６８１号 、２，７３１，７０９号には、内部にフィンを備えた熱交換器チューブとその製 造法が示してあり、これによると、複数のチャンネル部材がそのベースで多角形 支承ロッドに一時的に確保される。次にこの組立体はチューブに嵌合され、そし て支承ロッドが除去される。チャンネル部材は銅ろう付によりチューブの内壁に 接合される。このろう付は熱的抵抗が殆んどない状態で部材をチューブに確保す るが、生産上は次の点から望ましくない、即ち、ろう付速度は比較的遅く、スク ラップ発生率が高く、加熱やその後溶けたものの適切な除去のために特殊な装置 を必要とする。

また、マニホールドブロックのような大きな部材は、かなりの熱入力を必要とす るので、その内側までろう付するのは困難である。

ろう付は、不活性雰囲気中でそれが行われなかった場合は、使用材料にもよるが 、断熱性酸化物の形成を促し、次の熱処理プロセスで金属特性の復元または歪の 除去を必要とする。インサートは、一度ろう付されると、固定的で、その除去は 容易にはなされない。

これは、洗浄や目詰り除去のためインサートを取り除く必要があるときは大きな 問題になる。

ドレーク（Ｄｒａｋｅ）の米国特許第２，８９５．５０８号には、半径方向に延 在し足が末端となる複数の脚部を備えたインサートが示されている。このインサ ートはチューブ内に強制的に嵌合され、足をチューブの内壁に機械的に緊密に接 触させるようにしている。この場合にインサートは弾性的に嵌合できるように弾 性的に変形するか、足とチューブが互いに食い込むように干渉が与えられる。バ イコツ（Ｂｙｋｏν）らの米国特許第３，８７１．４０７号にも同様の構成が示 してあり、これによると、先細端部を有するウェッジとしてインサートのリプを 形成し、これらのリブが、インサートが圧入されるチューブの壁を変位させ、そ の結果として熱伝導率を改良するようにしている。

しかしながら、このような圧入法は寸法許容度（公差）が厳しいため面倒になる という問題点がある。即ち、干渉が強過ぎると、インサートが摩損したりクラン クを生じたりし、弱過ぎると、満足な熱的接合が得られなくなる。仮りに寸法許 容度が適切であったとしても、インサートのかなりの長さにわたって十分な力を 加えて、圧入するのは困難な場合が多い、この圧入法には更に、ろう付の場合と 同様に、インサートが固定的に設置され、従ってその除去はかなり困難になると いう問題点がある。更に、金属を変位させる圧入は予測または制御し難い程度ま でチューブを弱めるという問題点がある。これは、動作圧力が高い場合、或いは 熱交換器が危険な材料を使用しなければならない場合には特に厳しい問題となる 。

従って、大きな挿入力を必要とせず、また摩損がなく或いはインサートやダクト の構造的一体性を損うことなく、ダクト内に設置可能なインサートを有する熱交 換器が必要となる。更に、ろう付や溶接が不要で、インサートとダクトの間に良 好な熱的接触を与えるインサートを有する熱交換器が必要となる。更に、ダクト 内に設置後、保守のために要求されたとき容易に除去できるインサートを有する 熱交換器が必要となる。

又皿■１竹 本発明によれば、熱交換機用の膨張自在インサートが提供され、このインサート はダクト内に容易に挿入され、次に膨張されてこのインサートをダクトの内壁に 緊密に接触させるようになされる。

これによりこのインサートは、ろう付や溶接、或いは厳しい寸法許容度が要求さ れる圧入などを必要とすることなしに２つの部品の間に良好な熱伝導率を与える ようにダクト内に取り付けられる。

ここで使用されるように、また請求の範囲で使用されるように、用語「ダクト（ ｄｕｃｔ）　Ｊはダクトやパイプ、チューブ、導管、または流動自在材料を搬送 するのに通したその他の構造体を意味するものである。

好適な実施例においては、本発明のインサートは、流体用流路を定める一連の外 向きに延在する周辺フルートを有する押出し体からなる。このインサート本体は その両端の各々から本体の長さ方向のかなりの部分にわたって延在して、本体の 膨張を許容する一対の平行する長手方向スロットを有する。更に、インサート本 体は、これらのスロットの１つと連絡する各端部で、外方に向かってテーバ状に なされた断面を有する軸線方向内腔を備える。軸線方向内腔のテーパ状セクショ ンは、それぞれ嵌め合わせテーバ状プラグを受け、これは、内腔を通るボルトお よび各々のテーパ状プラグにより引かれて、スロットを、すなわちインサート本 体自体を膨張させる。このインサートは、ダクト内に一旦設置されても、ボルト を弛めて上記膨張力を除くことにより、保守のために容易に除去される。

以上の利点およびその他の利点は本発明の好適な実施例についての以下に示す詳 細な説明および添付図面により明らかになされる。なお、図面中、同様の参照番 号は同様の部位を示すものとする。

掴１１」１１η濾吸 第１図はマニホールドブロック内のダクトに設置された本発明による熱交換器用 インサートの好適な実施例を示す立面図、第２図は第１図のライン２−２に沿っ て切断された断面図、第３図は第１図のライン３−３に沿って切断された断面図 、第４図は第１図、２図、お・よび３図の熱交換器用インサートの本体を更に示 すと共にスロットをよりわかり易く示すために幾つかのフルートを示した斜視図 である。

２泗（Ｄｎｔｉａｊ引芝呪 ここで図面を参照すると、本発明による熱交換器に供する膨張自在インサート１ ０の好適な実施例が示しである。説明をわかり易くするため、第１図、第２図、 および第３図においては、インサート１０はホントメルト接着剤分与システムに おけるマニホールドブロック１２のダクト１１内に設置されて示しである。この ようなシステムにおいては、溶融接着剤はダクト１１を通して圧送され、マニホ ールドブロック１２から１つ以上の図示しない分与ガンにホースを通して搬送さ れる。接着剤を流動性液体状態に保つため、マニホールドブロック１２は電気ヒ ータを有する図示しない接着剤溶融タンクとの接触により加熱される。マニホー ルドブロック１２から接着剤への熱伝達をよくするために、ダクト１１はインサ ート１０と嵌め合わされて接着剤に接触する加熱表面積を増加させる。インサー ト１０はマニホールドブロック１２からの熱伝導によりそれ自体加熱される。

インサート１０は一般に円筒状をなす細長い本体１５を備える。

この本体１５は、膨張していない状態では、ダクト１１の内径より全体にわたる 径がわずかに小さくなされる。この本体１５は複数の長手方向リブまたはフルー ト１６を備えており、それらの間の空間は接着剤用の一連の流路１７を定める。

またこの本体１５は、アルミニウム合金またはマニホールドブロック１２の材料 と適合するように選択された他の材料などの熱伝導性材料の押出し物から製造さ れると好適である。本体１５とマニホールドブロック１２は同一のアルミニウム 合金からなると好ましく、これにより電触および熱膨張の差によ−る過度の応力 を回避する。

本体１５は軸線方向内腔２０が横行し、その両端部は一対の対向する外向きにテ ーバ状になされたセフシラン２１を備える。各々のテーバ状セクション２１は一 対の平行する長手方向スロット２３の１つと連絡する。各々のスロット２３は、 図示のように本体１５の断面を完全に通して延在し、更に本体１５の長さ方向の 殆んどの部分に沿って延在すると好適である。軸線方向内腔２０の各々のテーバ 状セクション２１には、内腔２０と整合された中心孔２６を有する嵌合テーバ状 プラグ２５が受容される。スロット付きヘッド２９を有するボルト２８は、各々 のテーバ状プラグ２５の内腔２０と孔２６を通過する。一方のテーパ状プラグ２ ５は、ボルト２８のヘッド２９により軸線方向内腔２０のテーバ状セクション２ １に保持され、他方のテーパ状プラグはボルト２８の逆側端部に蝉合された六角 ナフト３１により保持される。六角ナツト３１は、図示のように、側部の孔３３ に圧入され、スロット２３の１つの内に延在するスチールビン３２により本体１ ５に対する回転が防止される。ボルト２８のへラド２９とナツト３１はインサー ト１０の本体１５の両端部に配置された座ぐり穴内に配置される。

動作時には、インサート１０は先ず無膨張状態にあり、ボルト２８とナツト３１ はテーパ状プラグ２５を弛く保持している０次に、インサート１０がマニホール ドブロック１２のダクト１１の内側に滑り込まされる。この動作以前に、ダクト １１とフルート１６の最外面は十分に洗浄し、酸化物などの異物を除去し、フル ート１６とダクト１１の間で良好な熱的接触を形成する必要がある。必要ならば 、フルート１６の最外面に熱伝導性の接合混合物（ｊｏｉｎｔ　ｃｏｍｐｏｕｎ ｄ）の薄いコーチングを塗布し、熱的接触を更に強化してもよい。

インサート１０をダクト１１の内側の所望の位置に配置したら、ねじ廻しを用い てボルト２８を締め付け、そのヘッド２９にスロットを係合させる。このとき、 プラグ２５は軸線方向内腔２０の各々のテーバ状セクション２１に外向きの力の 成分を与えるウェッジとして作用し、各々のスロット２３を拡張する。この拡張 により、インサート１０の本体１５は外向きに膨張され、これによりフルート１ ６の外面の殆んどの部分をマニホールドブロック１２のタリト１１の壁と十分熱 的に接触させ、良好な熱伝導率を与える。フルート１６とマニホールドブロック １２は直接に強制接触しているので、これらの間の熱抵抗は小さい。従って熱は 、フルート１６を介してマニホールドブロック１２から、熱交換器のインサート １０の本体１５に効率的に伝達される。接着剤はダクト１１を通して圧送される ので、流路１７を流れ、これによりその加熱面への露出面積を増加させ、従って 接着剤への熱伝達の全体の割合が増加する。

以上の説明は本発明の装置の好適な実施例に対してなされたが、本発明はこれに 限定されるものではなく、本発明の現在の開示に従がって他の実施例が当業者に より可能なことは言うまでもないことである９例えば、本体１５を個別片に分割 する単一スロットを有する操作自在のインサート１０を構成してもよい。しかし ながら、本体１５を、インサートＩＯが外部手段により共に保持される必要なし に予め組付は可能なように１つの片肉に保つことが好ましい。第２の変形例とし て、本体１５は、同じ端部からその長さの殆んどの部分に沿って延在する１つ以 上のスロットを備え、逆端部からのテーパ状プラグとスロットを省略することが できる。

しかしながら、上記のように、両端部から本体１５を膨張させることにより、本 体１５のより、完全で一様な膨張が、従ってダクト１１とのより良好な熱的接触 が与えられる。

本発明はホントメルト接着剤分与システムにおける応用とじて説明されたが、こ のような用途に限定されることはないのは勿論である９本発明は、熱伝導性ダク トを流れる材料に熱を伝達することが望まれる多くの装置に適用することができ る。

かくして、添付した請求の範囲により特に指摘され、請求された本発明の範囲か ら逸脱することなく多くの変更が可能である。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）流体を流すダクトと、 （ｂ）該ダクトと流体の間の熱伝達を容易にし且つ前記ダクト内に受け入れ自在 な細長い本体を有する着脱自在インサートであって、前記細長い本体が長手方向 スロットと、流体用流路を定めるその周辺に配置された複数のフルートとを備え てなる着脱自在インサートと、更に、 （ｃ）前記細長い本体により支持されて、該本体に膨張力を選択的に印加し除去 し、該膨張力が印加されたとき、前記フルートを前記ダクトと緊密に熱的に接触 させ、該膨張力が除去された時、該ダクトから該本体の除去を容易にする機械的 膨張手段とを備えた熱交換器。
2. ２．前記膨張手段は前記本体と操作的に係合して前記スロットを拡げ、これによ り前記本体を膨張させるウエッジ手段を備える請求項１記載の熱交換器。
3. ３．（ａ）流体を搬送するダクトと、 （ｂ）該ダクトと流体の間での熱伝達を容易にし、前記ダクト内に収容可能な細 長い本体を備えると共に流体用流路を定めるべく、該本体の周辺部に配置された 複数のフルートを備えたインサートであって、前記本体が長手方向スロットと該 スロットに連絡するテーパ状内腔とを有してなるインサートと、（ｃ）前記テー パ状内腔に収容されたテーパ状プラグと、（ｄ）前記テーパ状プラグを前記テー パ状内腔と強制的に係合させて前記スロットを拡大させ、それにより前記本体を 膨張させると共に、前記ダクトと緊密に熱的に接触させる力発生手段とを備えた 熱的交換器。
4. ４．前記力発生手段は、前記テーパ状内腔と連通する長手方向内腔と、前記テー パ状プラグに螺合自在に係合する前記長手方向内腔を通して延在するボルトとを 備えた請求項３記載の熱交換器。
5. ５．前記力発生手段は更に、第２テーパ状内腔と第２テーパ状プラグとを備え、 前記ボルトは前記第２テーパ状プラグと係合するヘッドを有してなる請求項４記 載の熱交換器。
6. ６．流体を搬送するダクトと、このダクトおよび流体の間の熱伝達を容易にする インサートとを有した熱交換器において、（ａ）ダクト内に受け入れ自在な細長 い本体であって、流体用流路を定めるべく、該本体の周辺部に配置された複数の フルートと、一対の外向きテーパ状のセクションを有する軸線方向内腔とを備え 、更に該本体は一対の長手方向スロットを有し、該テーパ状セクションの各々と 該長手方向スロットの１つが連通する細長い本体と、 （ｂ）前記テーパ状セクションの各々に一方が収容された１対のテーパ状プラグ と、 （ｃ）前記軸線方向内腔と前記テーパ状プラグの各々を通過して、前記プラグを 前記テーパ状セクションと強制的に係合させて前記本体を膨張させ、これにより 前記フルートをダクトと緊密に熱的に接触させるボルトとを備えるインサート。
7. ７．前記長手方向スロットは互いに重畳する請求項６記載のインサート。
8. ８．前記長手方向スロットは各々前記本体の長さのかなりの部分に沿って延在す る請求項６記載のインサート。
9. ９．前記本体は押出品からなる請求項６記載の装置。