JPS6162765A - 熱電装置に使用する管、管状エルボ及び端板間の密封接続アセンブリー - 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】 本発明はｐＡポンプまたは発電機として作動させるべく
熱電装置に使用する管、管状エルボ及び端板間の密封接
続アセンブリーに関する。

熱′￥Ｅ装置は二つの流体回路（暖流回路及び冷流回路
）からなり、これら二つの流体回路の間に熱電ｒ！ｋｓ
を配置しており、これら回路の少なくとも一つは束状に
組立てた相平行する管状導管を使用する液体回路である
。

公知技術で、熱電機素は暖かい流体と冷たい流体を循環
させるため層状に交互に固定した管状交換器に当接して
おり、前記諸層は相互に積み重ねられて一つのアセンブ
リーを形成している。

本発明の目的は一つは暖かい流体または冷たい流体用の
交換器を有する同じ層の管先端部、もう一つは同じ流体
が流れる異なる層の管先端部、すなわち暖かい流体用の
二つの層または冷たい流体用の二つの層間を管先端部に
１ｇ状エルボを使って密封接続アセンブリーを製作する
ことである。

交換器の各層間をエルボ及び他の流体接続部材を用いて
接続するａｔ間を解決することは困難である。

この問題はエルボを使って交換器アセンブリーの管先端
部をろう付または溶接すること１こよって解決すること
ができる。

しかしながら、ろう付または溶接によって接続するには
このろう付または溶接作業の材料（管及びエルボの金属
）に対する可能性、及び溶加材（はんだ）の作動条件（
安定性、流体による腐食性、毒性・・・）に対する許容
性が要求される。

ガス浴接ではステンレス鋼のような金属が要求されるこ
とがある。

上記の二つの場合、接続作業は、前記交換器アセンブリ
ーが小さくまとめられて、それをｇＩ成する導管が最小
限のスは−スに配置されていることから、細心の注意を
要する。ろう付または溶接によって管の断面の全外周部
に完全な密封性を整えるにはあまりにも限られたスは−
スしかない。その上、交換器の菅を熱が伝わるので、溶
接作業を必要とする管状加工部を加熱すると熱電装置の
うち熱に敏感な構成部品を損傷させる危険がある。

前記端板そのものにねじまたはボルトで固定した補助板
上に同じ層をろう付接続することが提案された。更に、
ろう付接続をしない場合１こは、補助板を配置してから
、冷暖いずれか同じ特性の層を接続することが当然必要
で、ねじまたはボルトを使用できるスは−スに配置して
ねじ締めせねばならず、同じ層内でエルボ接続を行うと
いう条件補助板が反る傾向にあり、回路の密封性が要求
される支持面を調整せねばならなくなる。とにかくこの
調整のために端板か補助板かのいずれかに配設した溝に
０シール拳リングを嵌入することか必要となる。

本発明によれば、管アセンリーとこのアセンブリーの交
換器用管の末端エルボの間に機械的接続をすることによ
り、前述の問題を解決する。

本発明の目的は層状に積み重ねた管のまわりに配置した
熱交換器と協働する複数の熱機素を有する型の熱゛ＹＪ
１装置に使用する管、管状エルボ及び端板の間を、密封
接続することであり、前記管の中には暖かい流体及び冷
たい流体が交互に流れ、その流体の少なくとも一つは液
体で、この液体は熱機素と熱的に協働しながら、管状連
続導管の中を流れている。前記・け状導管または管をこ
れら管の先端部付近に配置した端板によって暖かい流体
と冷たい流体用に層状に交互に配置し、これら管は端板
を貫通している。本発明の密封接続は次のような特徴を
有する、即ち容管と端板との間に、フランジを挿入し、
管状エルボと他の管とを接続し前記管はフランジの中に
押入されて密封アセンブリーを形成しており、前記管は
その画先端部の一方が少なくとも部分的１こ前記フラン
ジの中に入りぐりに埋設し、一対の平行通しピンによっ
て前記フランジを前記端板内の前記座ぐりに固定する、
また前記ピンは前記端板を貢通し、フランジの外周上に
設けた溝にその半円断面分だけ嵌合されており、前記フ
ランジはこうして端板に対して、並進も回転もしないよ
う固定されている。

本発明によって、導管と凄合エルボの間の密封性が保証
される。

更に、上述した溶接またはろう付けに於ける不具合が敗
り除かれ、アセンブリーに必要なあらゆる型の耐圧接続
部材、すなわち流体の出口及び入口、同じ層のエルボ及
び同じ特性を持つ１間の接続エルボを強固に取りつける
ことが出来る。

本発明によって更に耐圧接続部材を、例えば損傷したシ
ールリングの交換または交換器用管の清掃のため、簡単
敏速に取り外すことが可能となっその他の特徴及び効果
は以下の記ｄ！より明らかである。図面は非限定具体例
として添付されている。

第１〜６図に示す具体例では、本発明によるアセンブリ
ーは”暖流管（加熱さるべき流体が流れている）の層Ａ
と“冷流１管（冷却さるべき流体が流れている）の層Ｂ
とから成る一部の管を有する熱電装置に応用される。層
Ａ及びＢは交互に積み重ねられている。

各層は軸ＸＸに対して相平行し、端板２により固定した
交換器用管を含んでいる。

同じ層ＡまたはＢ（第１．２図）に於いて、二つの連続
する管１はその先端部で管状エルボ３により接続され、
この′Ｕ状エルボ、自体も本発明による端板２と管ｌに
取り付けられている。本発明の記載では、これらのアセ
ンブリーは簡単に１耐圧従合部材”とも呼ばれる。

本発明による接続アセンブリーは同種、例えばＡ層の連
続する層に配置される二つの管の末端部を接続するＳ字
形または多重湾曲接合部材を用いる。これらの管はＭＢ
で分離された二つの異なる平面に配置されている。エル
ボ３及び多重湾曲接続部材４は第６図では点線で表わさ
れている。この図から分るように、Ｓ字形接合部材はこ
のＳ字形接合部材の二つの末端部間にある接合部をうね
るような形で設置される。このうねった接合部材は流体
域入口または排出口のいずれか（第６図）、または中間
層に配置するエルボ、あるいは他のＳ字形接合部材であ
ってもよい。

本発明によれば、エルボ３またはＳ字形接合部材４．二
つの交換器用管ｌ及び端板２を機械的に結合する接続ア
センブリーは下記の要領で冥現される。（第１〜４図） 前記接続アセンブリーはエルボ３またはＳ字形接合部材
４と端板２とをｔｉＡ着すべきフランジ５をを有する。

前記フランジ５は熱電装置の管１の周囲を圧縮すること
により回路を密封する０シール・リング８を挿入すべく
構成された内側凹形溝を７ランジの主孔内に備えている
。前記管１は端板２の上に突き出ていて、この端板を同
じ層人またはＢに配置したＷｌと結合している。６管１
は会知型の複数の熱交換器用部品（図示せず）を備えて
いる。

フランジ５はこのフランジ５に合せて形成し且つ端板２
の外側面に設けた円形または円筒状の皿型ＰＭぐり１０
の中に配置されている。この座ぐり１０は管１と同心円
であり、フランジ５と同様、同一の平行＠ＸＸを有する
。

各フランジ５はほぼ半円形の輪郭を有する外側溝９（鷹
３図）を備える。その外側溝９はフラン′）５（第４図
）の外縁部を一周するかまたは外縁部の一部Ｉこ設けら
れている。＠記フランジ外縁部の一部に設けられた溝は
直径上に対向する二つの通しスロット９ａであって、一
方では通し中ぐり１２の断面と、他方ではピン１３の断
面と相補光する半円形断面を有する。下記に通し中ぐり
１２とピン１３について記載する。これら二つの平行す
るスロット９ａは円筒形座ぐりとフランジ５との交点で
ある。各外側＠９または９ａは通し中ぐり１２と連合し
て、円形断面のダクトの一部をなすべく構成される。酵
記通し中ぐりの軸線ＹＹは軸線ＸＸつまりこの軸＃ｊ！
ＸＸを有する面と直交する。前記中ぐり１２は前記端板
２を貫通し、端板２に穿たれた円筒形座ぐり１０に対し
、軸線ＸＸの面にある半円形断面と交わっていて、端板
２の中ぐり１２の中に圧入した円筒形ピン１３はフラン
ジ５を固定し、このフランジの半円形ｍ９またはスロッ
ト９ａは端板２の座ぐり１０に開口する中ぐり１２を補
完する。フランジ５と端板２とはこのように機械的に固
定されているが取り外し可能である。

第６図では、層Ａ及びＢの末端部Ｉこある諸１板２の間
にあるｔｉ［の主要部をその外形に沿って破線で示す。

上述する装置は例えば冷流回路のＡ型層二つと、例えば
＃、流回路のＢ型層−ラとから成る三つの層のＵのみを
含む。これは導管１１笥の異なる耐圧接続部材を示し得
る最小単位である。この装置はこ＼に示す最小単位より
も多いＭＡ及びＢを有し、耐圧接続部材（３，４）と同
じ部品を使用するのは明らかである。

第６図は二種の液体（冷、暖）用の流入口及び流出ロウ
エルボ３．同種の１図間に跨がるＳ字形接続部材４（第
６図では一つのみ）を併設する装置の正面を示す。前記
耐圧接続部材を構成するエルボ３．接続部４及び流出入
口を、はっきりわからせるために、破線で示す。対向面
の耐圧接続部は図示されていない。これらの接続部もす
べて通常のエルボ３で同一１ｆｉ人またはＢを接続して
いる。

例えば第（〜６図に示す具体例では、７ランジ５が端板
２の厚さにほぼ等しい外径を有していることがわかる、
従って、前記端板２＃こ穿たれた座ぐり１０はフラン：
）５よりもわずかに大きい内径を有するので“、４板２
の上方面及び下方面に長方形の開口ｓ１４が出来、この
開口部の側面は座ぐり１０の深さに等しい。

この構成によって該熱電装置を最小限ｌζまとめること
が出来、この構成は本発明を実施する場合の非常に重要
な要因となる。

この集約性が必須要因とはならず、何かの理由によって
高さ１こ余裕がある場合には、第７．８図に示す他の具
体例に従って本発明の原理が利用される。

第７図の変形例によれば上述した実施例に類似する座ぐ
り１０を有する端板２には管ｌの軸線ＸＸの面に平行で
あり且つ前記軸線ＸＸに直交する軸線Ｙｌ−Ｙｌを有す
る通し中ぐり１５が穿設される。中ぐり１５に圧入され
たピン１３は前記フランジに周設された半円形溝９に嵌
着してフランジ５を固定またはボルトで固定せしめる。

上述の具体例と同じ原理を第８図に示す変形例に応用す
る。

第８図はろう付け１６によってエルボ３また他の耐圧接
続部材を接合したフランジ５を示す。該フランジは端板
２の座ぐり１ｏの中に挿入されピン１３によって所定位
置に固定される。管１は０シール・リング８によって密
封が保たれる。

耐圧接続部、エルボ３、Ｓ字形接続部材４または流入出
接続部材力）らなるアセンブリーは次のように作成され
る。

熱交換器を担持する′ｉ？１の層Ａ、Ｂをこの熱交換器
と協働する熱電材料の層と交互に重ね合せることによっ
て前記装置が組み立てられる。層Ａ及びＢに固定された
、交換器付きの管１を重ねたものは管１の暢線ＸＸ（第
１．６．７及び８図）に直交する軸線ｚｚを有する中ぐ
り１８に圧入されたピン１７によって所定位置に固定さ
れる。本願明細書中には記載されてない公知の手段によ
って、ピン１７の先端部にネジを切り、ナツトを付けて
締め付けるので、ピン１７は本発明による　テンション
・ロッｒとして作用するがこのピンは本発明による接続
アセンブリーの一部を構成するものではない。

一方、耐圧接続部材（エルボ３．Ｓ字形接続部材４及び
流入出口接続部材）はエルボ３またはＳ字形接続部材４
または流入出口接続部材の先端部を端板２に敗りつける
前に先ずろう付１６を用いてフランジ５を固着して作成
する、つまり、エルボ３または４及び二つのフランジ５
（一つのフランジはエルボ３または４の各先端部で固着
される）メカ）ら成るサブアセンブリーは同じ雇人また
はＢの端板２及び二つの管１または異なる二つの層Ａま
たはＢの二つの端板２のそれぞれに属する二つの管１か
ら成るもう一つのサブアセンブリーに接続して作成され
る。

本発明による具体例の変形例に於いて、ろう付１６はに
かわ付または溶接に代えてもよい、にかわ付、溶接また
はろう付けの作業段階では組立治具を使うのが有利であ
る、この治具はエルボ３またはＳ字形接続部材４の正確
な芯出しを確実にする。

次いで、０シール・リング８をフランジ５の内側溝７に
嵌合する。次の工程では、各先端部でフランジ５と接続
したエルボ３またはＳ字形接続部材４は、フランジのス
リーブ５ｂと１６に於いてろう付け、溶接またはにかわ
付けされて、各フランジ５を対応する座ぐり１０の中に
配設して、管１の両端部を接続する。この工程は各フラ
ンジ５と各席ぐり１０の間に間隙があるので簡単である
。

最後の工程はフランジ５の端板２へ確実に固定または締
め付を笑施すべくピン１３を圧入する。

各７ランジ５に設けた円周溝９（外側）を経て通し中ぐ
り１２にピン１３を容易Ｉこ圧入できる。というのは谷
溝９の半円形１祈面ば浬ぐりｌＯに穿設された半円形断
面と相補完すべく配置され、各ピン１３に対応する完全
な円形断面を形成する。平行スロット９ａの場合、ピン
１３はスロット９ａと通し中ぐり工２を並べ合せて簡単
に着座する。

軸１ｓＸＸの面に直交する通し中ぐり１２を同じ雇人ま
たはＢ（第７図）の軸線ＸＸの面に平行な中ぐり１５と
取り代える場合も同様である。上述の二つの場合、各フ
ランジ５は端板２の座ぐり１０の中に配設され、フラン
ジ５の外周部にその半分だけを埋設し、端板２を貫通し
て端板に対して並進及び回転を止めるように固定された
一対の平行通しピンによって、座ぐり１０の中で、端板
２に固定される。

ピン１３を例えばにかわ付け１こよってまたはピン１３
そのものを貫通するａツクピンのような機械的手段によ
って、端板２に締め付けて固定してもよい。各フランジ
５は直径上に相対向する二箇所の溝９または９ａに当接
する二つの平行ピン１３の間で、端板２に密着同定され
るーその上、層Ａ及びＢを重ねる場合、一対の垂直方向
のピン１３によって複数個のフランジを固定する。この
フランジの軸線ＸＸは同じ垂直面にある（第１〜６図）
。

第７図の変形例では、一対の水平方向ピン１３で同じＩ
ＪＡまたはＢに属する複数個のフラン：）５を端板２に
固定する。

本発明１こよって、組み立てられるべ、！、％［装置を
完成するに必要な耐圧接続部材、すなわちエル１３及び
４、流入出接合部が簡単に製作出来る。

すべての連結部、すなわち耐圧接続部材を確実に密封せ
ねばならないことが分っていてもなお、本発明Ｉこよっ
て、エルボ３またはＳ字形接続部材４を現場で端板２に
ろう付けする作業、すなわち管１と端板２の外側面との
間にスは−スがなくて作業が困雌となる工程を省くこと
が出来る。０シールリング及びろう付１６によって冨封
性は完全であり、これら０シールリング及びろう付１６
はフランジ５及びエルボ３ｔたはＳ字形接合部材４から
なるサブアセンブリーを管の層Ａ及びＢの端板２と接続
し、組み立てる以前に設備されている。

本発明によるフランジ５．座ぐり１０．溝９及び９ａ、
通し中ぐり１２または１５、ピン１３を機械的に連結し
なければ、たとえにかわ付けを利用できるとしても、ス
は−スが少ないという同じ理由から、このろう付は作業
は細心の注意が必要である。

本発明による組み立てはフランジ５．エルボ３またはＳ
字形接合部材４からなるサメアセンブリーを各端板２に
配置すること、及びピン１３を使用して各サブアセンブ
リーを固定するこさに要約される。

本発明による固定接続アセンブリーは管１を流れる流体
の４０気圧までの内部圧力に対して密封性を保つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は交換器用管アセンブリーの層に使用する本発明
の密封接続アセンブリーに配置した管の軸線に沿って部
分的に切断した平面図、第２図は交換器用Ｖを層状に固
定する端板を示す用１図の一つの層に配ｊｉｆｆｉＬ、
た耐圧接合部材の正面図、第３図は第１図の端板、交換
器用管及びエルボ間の本発明による密封接続アセンブリ
ーに使用するフランジを軸線方向に見た断面図、第４図
は第３図の線４−４による該フランジの断面図、第５図
は本発明によるアセンブリーの第４図に類似する変形例
のフランジ断面図、第６図は本発明による接合アセンブ
リーを使用する耐圧接続部材の構成を示す、管を含む三
つの層からなる熱電装置の部分的、概要を簡略化した斜
視図、第７図は第２図に類似した対応する端板を備える
本発明のアセンブリーの耐圧接続部材の変形例を示す正
面図、第８図は第７図のｍＢ−８ｔこよる該アセンブリ
ーの一部概略断面図である。 １・・・・・・交換器用管、２・・・・・・端板、Ａ、
Ｂ・・・・・・積み重ねた詩層、３・・・・・・エルボ
、５・・・・・・フランジ、９・・・・・・外側溝、１
０・・・・・・円筒形座ぐり、１２゜１５・・・・・・
平行中ぐり孔、１３・・・・・・通しピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）層状に積み重ねた管のまわりに配置された熱交換
   器と協働する複数の熱機素からなる型の熱電装置に使用
   する管、管状エルボ及び端板間の密封接続アセンブリー
   であつて、前記管の中を暖かい流体と冷たい流体とが交
   互に流れており、前記流体の少なくとも一方は液体であ
   り、前記液体は前記熱機素と熱的に協働する連続管状導
   管を通つて流れており、前記管状導管または管は前記管
   の端部近傍に配置された端板によつて暖かい流体用と冷
   たい流体用として交互に層状に組み立てられており、前
   記管は端板を貫通しており、各管と端板との間には他の
   管と接続するための管状エルボを備えたフランジが挿入
   されており、前記管は前記フランジ内に押入されて密封
   アセンブリーを形成し、前記管の少なくとも一部分は前
   記フランジを通り、他の部分は前記エルボの端部を受容
   しているのに対し、前記端板の筒状座ぐりに埋設された
   前記フランジは前記端板を貫通し且つフランジの外縁部
   に半円断面のみを埋設された一対の平行通しピンによつ
   て前記座ぐり内で端板に機械的に固定されており、前記
   フランジはこうして端板に対して並進も回転もしないよ
   う固定されていることを特徴とする前記接続アセンブリ
   ー。 各端板は固定するための一対の平行通しピ ンを受容する少なくとも一対の平行通し中ぐりを有し、
   前記一対の中ぐりはフランジの外周部に設けた半円形断
   面の外側溝または外側スロットに対応していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の接続アセンブリ
   ー。 （３）端板上のフランジ用の固定ピンは同じ層の管の軸
   線（ＸＸ）を有する面に直交し且つ一群の熱電装置を形
   成すべく積み重ねた複数の層に対し同時に作用し、すべ
   てのフランジを垂直に配列して固定することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の接続アセ
   ンブリー。 （４）端板にフランジを固定するためのピンは同じ層の
   管の軸線（ＸＸ）を含む面に平行し且つすべてのフラン
   ジを水平に並べて固定するために層全体に対し同時に作
   用し、前記ピンは軸線（ＸＸ）を含む面に平行な軸線（
   Ｙ１−Ｙ１）を有する貫通孔に挿入されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の接
   続アンブリー。 （５）フランジの半円形外側溝はフランジの全外周縁部
   を一周していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載の接続アセンブリー。 （６）固定ピンを埋設する半円形外側溝は通しスロット
   であり、各フランジは貫通孔の円形断面及びピンの円形
   断面に対応し且つ補完する直径上に対応する二つの平行
   通しスロットを有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項に記載の接続アセンブリー。 （７）前記フランジと前記フランジに埋設され且つ前記
   フランジを（少なくとも部分的に）貫通している前記管
   との間に半径方向にＯシールリングが押入されるべく内
   側凹形溝を各フランジが有している一方、管状エルボの
   端部自体はフランジスリーブに埋設されており、前記フ
   ランジとエルボとは溶接、ろう付及びにかわ付から選ば
   れたいずれかの方法によつて固着されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の接続アセンブリー。 （８）接続アセンブリーは管状エルボ及び二個のフラン
   ジを有する第１サブ・アセンブリーと、同じ層の座ぐり
   を有する同じ端板かあるいは同種の二つの異なる層の二
   つの異なる端板かのいずれかに属する二つの管を有する
   第２サブアセンブリーとを含み、前記フランジの各各は
   前記エルボの両端に固定されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の接続アセンブリー。 （９）二つの管を接続する前記管状エルボはその端部で
   異なる層の異なる端板に属する管を連結するＳ字形接続
   部材であり且つ流入口または流出口接続、または中間層
   に属するエルボをひねつて連結するＳ字形接続部材であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の接続
   アセンブリー。