JPS6195920A - 流体加熱装置およびその方法 - 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】 発明の背景 （１）発明の分野 この発明は流体を加熱する方法およびその装置に関し、
特に射出成形のような装置を加熱するために用いられる
。

（２）背景情報の開示 プラスチック射出成形の如く装置の加熱は、熱交換流体
を用いてしばしば行われる。この熱交換流体は、順に、
熱供給ユニットによって加熱される。この熱供給ユニッ
トは、たとえば、モールドが設けられたプレスの側に配
設される。これらの熱供給ユニットを製造する際には、
ＩＩ々としかつ精細な多数の極めて高価な素子を用いる
ことが必要であり、したがって非常に注意深く設置され
なければならない。

係る熱供給ユニットの実質的な構成要素は。

（ａｌ熱がその流体に移動されるべき熱交換器（ｂｌ加
熱された流体をその流体によって加熱されるべき装置へ
と進めるためのポンプであって、以後熱消費系路の利用
として呼ばれるところのものである。このポンプはその
流体が熱消費系路に対してその熱を与えることを終った
後に、その加熱流体を熱交換器へと戻すことも行う。

（ｃ１供給貯蔵部；この貯蔵部は熱消費系路において使
われていないものであって、ことに異なった容量のモー
ルドが互いに交換されるときに、もし必要ならばその糸
路を満たすために用いられねばならないものであり、流
体を貯蔵するために必要である。

その熱供給ユニットがその流体の貯蔵と加熱と糸路とに
必要な重要な構成要素へと減じられたときでさえも、現
在の技術においては、その熱供給ユニットがお互いに接
続されている別々の構成要素からなり、熱消費あるいは
利用系路に接続されるように構成された供給ユニットを
ユーザに対して与えるように工場において設けられてい
ることを要求するものである。

これらの従来の熱供給ユニットの製造にあっては９次の
欠点があった。

（ａ）多種類の別々の構成要素が用いられていること。

（ｂ）その具ニットの組み立てのために必要な各種の専
門能力をもつ労働者（たとえば溶接、ロウ付け、管取付
け、絶縁、調整等）が必要である。

（ｃ）このユニットの配設は非常に時間がかかりかつ費
用がかかる。なぜならばこれらのユニットは現在市場に
出ている熱交換器の低効率を補うために極めて大型であ
る。さらに現在用いられている熱交換器は熱消費系路の
全表面に比例する熱損失を有し、そのユニットの大きな
熱慣性の結果としてその温度を調整することが極めて難
しい。；（ｄｌ系路のポンプはポンプの排気管の長さの
ために低効率である。

＋８１各種の構成要素のそれぞれを組み立てた後に設け
られねばならない絶縁の配設が極めて複雑である。

出願人はこれらの問題の幾つかを、熱交換器と糸路のポ
ンプを米国特許第４，２３２，７３３号に開示されてい
るように単一ユニットへと集約化することによって解決
した。しかしながら、そのユニットは流体を蓄積するた
、めの貯蔵を含まずそして、従ってその特許の熱交換器
は、異なった容量のモールドには用いることはできない
。

したがって、上述の欠点を有さない改良された熱供給ユ
ニットに対する必要性がある。

（３）発明の要約 上述の欠点を克服するためにこの発明は、その一実施例
においては、加熱された流体を熱消費系路へと供給する
ための装置を有する。その装置は流体を加熱するための
熱交換手段、加熱された流体を熱消費系路へとポンプ動
作によって送る手段及びその流体を蓄積する貯蔵器とか
らなる。

熱交換手段とポンプ動作を行う手段は互いに一体に形成
されて単一の組立体を構成する。これに加えてその貯蔵
器はこの組立体に設けられており。

流体を熱交換手段とポンプ手段へと供給するために用い
られる。

この組立体は又、その組立体内部で流体を循環させるた
めの回転ドラムと、その流体を加熱するための加熱壁と
からなる。これに加えて２つの手段が、その装置を熱消
費系路へと接続するために設けられている。

２つの接続手段は、流体を、熱交換手段から熱消費系路
へと送るための手段と流体を熱消費系路へと戻す手段と
からなる。１つの実施例において。

この装置はその装置を熱消費系路へと接続するための２
つの手段のみからなる。これに加えて一実施例において
は、その貯蔵器は熱交換及びポンプ手段によってのみ支
持される。

この組立体はさらに熱交換手段とポンプ手段とを被覆す
る円筒状のハウジング及びその流体を選択的に冷却する
ために円筒状ハウジング内に設けられた冷却手段とから
なる。次にその円筒状ノ＼ウジングは、加熱壁を加熱す
るために電気を受け取る電気的抵抗素子を有する外部の
円形クラウンからなる。その円形クラウンそれ自体は、
３個の部分からなり、各１つの電気抵抗素子からなる。

各部分は約１．６　ＫＷの全抵抗値を有する。

その装置は又１回転ドラムを回転させるように設けられ
た駆動軸及び、その駆動軸の回りに設けられたベアリン
グとを有するモータからなる。さらに加えて、その組立
体はフランジと、その駆動軸を熱つまり熱抵抗素子から
遮蔽するためにそのフランジに取着された熱バリアとか
らなる。そのベアリングは駆動軸を冷却するために熱バ
リアとしても又動作するピンからなる。

１　　　　　　その回転ドラムは又少な（とも１つのガ
ス抜きをその中に有する。このガス抜き孔は消費系路に
おいて流体の循環が突然中断された場合に、熱交換手段
と、ポンプ手段において流体の内部的な循環を可能にす
るための手段である。

このドラムは又、少なくとも１つのリブをその上に有す
る外部の縦壁と外部の放射状壁とからなる。この実施例
において、その組立体は又、ポンプ手段とドラムの外部
の放射状壁の間に設けられた壁と、その組立体を介して
流体を流す通路とからなる。この通路は、熱消費系路を
ドラムの内側へ接続する第１の部分とドラムの内側の第
２の部分と、ドラムの外側の縦壁と加熱壁の間に設けら
れ少なくともその一端で第２の部分へ接続された第３の
部分とドラムの外側の放射壁とポンプ手段とドラムの外
側の軸方向壁との間の壁との間に設けられた第４の部分
と、第５の部分とからなり。

第４の部分をポンプ手段へと接続してなるものである。

この実施例において少なくとも１つのガス抜き孔がドラ
ムの外側の放射状壁に配設されて通路の第２及び第４の
部分を接続する。これに加えて温度センサは通路の第４
の部分に配設され、冷却手段は通路の第２の部分におい
てドラム内に配設される。

本装置はまた熱消費回路から戻る流体のガス抜きを行う
ためのガス抜き装置を備えることができる。本実施例で
は、ポンプ装置は流体を熱消費回路から本装置へ送出し
、消費回路を通過したガスはその中に熔解したガスを有
し得る。加えて、流体中の固体粒子を濾過するためフィ
ルタがガス抜き手段に設けられ得る。

貯蔵器とガス抜き手段を接続するため１個のサイフオン
を設けることもできる。サイフオンの一端は通常ガス抜
き装置の上部に接続される。このようにして、サイフオ
ンは貯蔵器の中の流体をガス抜き装置内の加熱された流
体から実質的に隔離するための手段を備えることができ
る。

他の実施例では１本発明はまた加熱された流体を熱消費
回路に供給するための装置を含む。本実施例においては
１本装置は流体を加熱するための熱交換器と、加熱され
た流体を熱消費回路に送出するポンプを備える。熱交換
器及びポンプは１個の１体型組立体からなる。本実施例
では、この組立体は回転可能ドラム及びこのドラムから
離隔されかつ、それを取り巻く壁を備える。ドラムをこ
のドラムと壁の間のスペースに結合する通路も設けられ
ている。ドラムはまた通路から離隔された複数の抜け口
を備え、流体がそれらを通ってドラムの内部とこのドラ
ム及び壁の間のスペースとの間を流れるのを許容する。

本発明の他の実施例では９本発明はまた加熱された流体
を熱消費回路に供給するための装置を備える。本実施例
では２本装置は流体を熱消費回路から受け取るための入
口、入口からの流体を加勢するための熱交換器、熱交換
器により加熱された熱い流体を熱消費回路へ送るだめの
出口、加熱された流体を出口を介して熱消費回路に送出
するためのポンプ、流体を蓄えかつ、流体を熱交換器に
供給するようになされた貯蔵器、貯蔵器と熱交換器及び
入口を接続し、それによって貯蔵器内に蓄えられた流体
を入口及び熱交換器からの流体からの熱から隔離するサ
イフオンからなる。本装置はまた入口からの流体のガス
を友きを行うため入口及び熱交換器に接続されたガス抜
き手段を含むことができる。本実施例では、サイフオン
はガス抜き手段を貯蔵器に接続する。

本発明はまた熱消費回路で用いるため流体を加熱する方
法を含む。本方法は流体を加熱し、この加熱された流体
をドラム及びポンプを有する熱交換器を含む一体型組立
体における熱消費回路へポンプで送出する工程２、一体
型組立体における流体の温度を検出する工程、及び流体
の温度が流体の退化温度にほぼ達したときに熱交換器内
の流体の加熱を停止する工程を含む。本方法はまたドラ
ム内の少なくとも２つの開口を通して流体を循環させ、
流体の熱消費回路への循環が突然停止した場合にドラム
内の流体を冷却する工程を含む。本方法はまた熱消費回
路から流体を受け取る工程、熱消費回路から戻る流体の
ガス抜きを行う工程、及び本方法の最初の２工程を繰り
返す工程を含んでも良い。加えて９本方法はまた流体を
貯蔵器に蓄え、かつ貯蔵器内のこの流体をそれが、必要
とされるときに加熱されてポンプで送出されるように一
体型組立体へ送られる工程と、ガス抜き手段と貯蔵器を
接続するサイフオンにより貯蔵器内の流体を加熱された
流体から隔離する工程を含むことができる。

最後に２本発明はまた流体を加熱し、この加熱された流
体を熱消費回路に送るようにされた組立体を製造するた
めの方法を含む。本方法は循環ポンプ、貯蔵器及び熱交
換器を製造し、前記循環ポンプ、熱交換器及び貯蔵器の
一体型組立体を工場内で形成する工程を含み、そこで前
記熱交換器は前記熱消費回路に接続されるようになされ
る。本方法はさらにガス抜き兼濾過装置を製造する工程
。

及びこのガス抜き兼濾過装置を工場内で一体型組立体に
一体的に取付ける工程を含む。本方法はまたサイフオン
により貯蔵器をガス抜き装置に接続する工程を含んでも
よく、それによりサイフオンは貯蔵器内の流体の加熱を
防ぐ熱バリアを含む。

本方法はまた流体が熱交換器により加熱された直後に流
体の温度を測定するため温度センサを一体型組立体の中
に配置すること、および熱消費回路における流体の循環
の突然の中断の場合に流体がそれを介して一体型組立体
の内部で循環するようにバイパスを熱交換器内における
ことを含む。

電気抵抗素子により加熱された流体によりプラスチック
射出成形用鋳型を加熱するため用いられるポンプの一実
施例が例示としてのみ与えられた添付の図面を参照して
次に述べるれる。

好適な実施例の詳細な説明 本発明は以下によりこれらの欠点を克服する。

ａ）参照のためここに含まれる１９７７年１０月１５日
にスイス特許番号５９６，５３０として許可された本出
願人によるスイス特許出願番号９４４６／　７６、及び
参照のためここに含まれる米国特許番号４，２３２，７
３３の主題である「熱交換器」を形成するように、熱交
換器及び循環ポンプを、熱交換器の寸法を減少させてこ
れら２つの要素を集合することにより、単一のブロック
に統合すること、及び ｂ）供給貯蔵器と交換器／ポンプブロックに接続し、工
場内で容易に組立てられてから熱消費回路への取付けの
ため現場に運ばれるコンパクトな組立体を含む単一のボ
ディ内にこれら要素の全てを配置すること。

上述した本発明の熱交換器は他の利点を有する。

それは熱交換器の最も暑い点の機能としての流体の急激
な循環を保証するようにされた螺旋状のリブを有するド
ラムを含むので、これら螺旋状のリブはドラムからすぐ
に下流に置かれた循環ポンプの排気状態を改善する。

例示として、同じ熱消費または利用回路に対して、循環
ポンプのみでは６．６バールの背圧を与えることができ
、一方、螺旋状リブの回転に基づく「オーバーフィルド
（ｏｖｅｒ　ｆｅｅｄ　）　Ｊを伴うこと。

この圧力は７．１バールの圧力に達することができる。

はぼ２０％というこの圧力の増加は流体の循環を加速し
、熱消費回路内の所定の圧力に対して熱交換器内の流体
により到達されねばならない温度を減少することを可能
とする。

上述の組立体は最小の数の必要な要素だけを有する基本
的な熱供給装置を用いることにより従来技術の問題点を
解決する。しかし９本発明は、熱熱消費回路の閉塞とと
もに循環ポンプのキャビテーションを防ぐように熱消費
回路から存在する流体のガス抜き及び濾過の補足的機能
を保証することが望まれる状況に拡張されることができ
る。このことは上述のこれらガス抜き及び濾過機能を遂
行する装置をすでに単一装置である熱交換器／ポンプ／
貯蔵器と統合することにより工場内で達成できる。

しかし、工場内で生産されるそのような複雑でコンパク
トな組立体は本発明の２つの追加的実施例により解決さ
れる幾つかの付加的問題を提起する。

組立体のコンパクトな寸法と使用される小量の流体に起
因して生じる１つの問題は、最大量の熱がこの小量の熱
交換流体に連続して移されることである。結果として、
流体はその退化温度によりわずかに低いだけの温度に到
達する。

１　　　　　　従、て、過大な温度に基づく流体の退化
を避け。

かつ流体のいかなる加熱をも避けるための流体の温度を
厳密に監視することが重要である。

したがって、１つの追加的実施例では、流体を受け取る
室内の流体の温度を測定するため、１つのセンサが加熱
表面の全長に渡る流体の通路の直後に設けられる。この
室内では流体は実質的にかきまぜられるので、この室内
の流体の温度と加熱表面と接触している流体の温度との
差は無視できる。このように、この室内のセンサは加熱
表面により加熱された流体の最大温度の正確な測定を達
成できる。

さらに、熱交換器／ポンプ組立体には１つのバイパスが
設けられており、消費回路における全体的循環の突然の
中断があった場合に組立体内における及びこのバイパス
を介しての流体の内部循環を確保する。この結果として
生じる残りの安全循環は加熱表面を横切って大量の流体
を循環させることにより、流体が臨界温度にまで上昇す
るのを防ぐ（もしも流体が加熱表面と静的接触状態にあ
ればそうなるであろう）。

組立体のコンパクトな寸法はまた第２の問題を生じる。

この２番目の問題は次の理由から生起する。組立体がコ
ンパクトであるとき、加熱回路内の熱交換流体の容積は
相当程度減少され、エネルギー損失は同じ割合だけ減少
される。これは望ましいことである。しかし、このコン
パクトであることの結果、交換器を貯蔵器に接続する管
は小さな直径であり、それにより新しい鋳型の設置の間
における熱消費回路の充填のための時間を増大させる。

従来の方法では、新しい鋳型の充填及び設置のあいだに
おける急速な回路の充填を可能にするために貯蔵器は大
きな直径の管（例えは２０　ｍ　）を介−て交換器と連
通ずることが好適であったので、装置を組立る従来の方
法はこの問題を経験しない。しかし、管の直径に起因し
て、貯蔵器内に含まれる流体を加熱する自然循環が条件
により生じ得る。結果として、熱交換器内の流体はその
熱を貯蔵器内の流体に奪われる。不幸にして、この問題
を解決するために貯蔵器内の流体の容積は減少され得な
い。この容積は種々の利用または熱消費回路、特に鋳型
の流体収容能力により決定され。

そのかなり複雑な型は相当大きな容積を有する内部管に
より注き込まれねばならない。

上述の考察は幾人かの熱供給装置製造者を交換器と貯蔵
器を接続するため小径の管を使用するよう一般的に導く
。この構造は鋳型の交換のためプレスが固定される時間
を増大させ、従ってその充填は遅延される。

一方１本発明は加熱回路の容量の減少を補完するため熱
交換器と貯蔵器の間の接続管の直径または容積を減少し
ない。むしろ１本発明は大きな容積１例えば、直径２０
龍を有する接続管を貯蔵器と交換器の間に用いるが、熱
交換器内を循環する流体と貯蔵器内の静止流体の間に簡
単な「熱バリア」を設ける。

この熱バリアを設けるため２本発明はさらに１つの代替
的実施例にしたがって、交換器／ポンプ組立体に取付け
られたガス抜き室と、このガス抜き室を貯蔵器に接続す
るためのサイフオン状の大きな断面積を有するパイプを
含む。サイフオンの使用は貯蔵器内に蓄えられた流体の
温度の増大を防ぐ。結果として、貯蔵器内の流体は熱交
換器内で循環する熱い流体から熱的に「隔離」され、一
方、同時に貯蔵器内の流体は熱交換器と完全な循環接触
状態に留まる。従って、サイフオンが貯蔵器を熱交換器
／ポンプ／ガス抜き室／貯蔵器に接続するとき、貯蔵器
内に蓄えられた流体の酸化は。

例えそれが大気と通じても、はとんど問題にならない。

例示として、熱衰換器と貯蔵器の間でサイフオン状の２
０ｍの直径を有する管の長さ方向に沿って。

温度はその長さ方向に沿って約１０ＣＩ１１で２５０℃
から３０℃に降下し、著しい温度傾斜を示す。

第１図は熱交換流体加熱装置または組立体とも呼ばれる
通常の熱交換流体加熱装置を示す。この装置は基本的に
は、熱交換器１．貯蔵器２．循環ポンプ３．及び４及び
５のような導管から成る。

図示の例では、交換器１は重力により流体を交換器１に
送る貯蔵器２の下方に置かれる。循環ポンプ３は装置の
上部に置かれる。交換器内で加熱された後、熱交換流体
はポンプ３により導管４を介して熱消費回路に送られ、
導管５を介して交換器に戻る。これらの要素全ては幾つ
かの接続パイプにより、特にバイパス６により接続され
る。

交換器１はそれらが浸されている流体に熱を与える封止
された鞘の中に収容された電気抵抗素子７と、消費回路
サイクルがそう要求するとき流体を冷却するための冷却
手段８を含む加熱手段を備えるので、大きな容積を有す
る。

貯蔵器は回路全体が十分な量の熱交換流体で充填される
ことができることを保証する。貯蔵器はまた用いられる
消費回路が低い容量を有するときに余剰の流体を蓄える
働きをする。

バイパス６はパイプ４及び５の間に接続される。

バイパス６は消費回路が事故により妨害された時に流体
を消費回路からそらす。

組立体は多数の接続パイプを満たすとともに。

熱交換器１内の電気的加熱抵抗素子７を含む密封された
鞘を被うため、及び冷却回路８を被うため相当量のｂ；
コ体を必要とする。この構造の他の欠点は、流体の温度
を急激に変えることが必要とされるとき、これらの多数
の接続パイプは加熱及び電力制御の問題を提起すること
である。

加えて、多数の接続部は漏洩の危険を増大させ。

且つ多大に組立て時間を要する。また１組立体が組立て
られて単一構成体として運ばれるとき、それは非常に扱
い難い。その結果、熱交換器１を通じて生じるエネルギ
ー損失は、この組立体の外部との接触表面が大きいので
、がなりのものである。

これは隔離体９により解決されるが、追加の労働力を必
要とするので高価である。

上記の説明は簡単であるが１例示として従来の熱供給装
置に含まれる主要な問題を示す。要約すると、これらの
問題の幾つかは１つの装置に同等でない要素を用いるこ
と、全体としての扱い難さ。

熱損失、多大な熱慣性に基づく熱交換流体の微妙な制御
の必要性、循環ポンプの低効率、及び据え付は時の時間
損失を含む。

従来の熱供給装置のこれらの問題を克服する本発明が以
下に記載される。

第２図に見られるように、その下方右側部分に。

一体型熱交喚器／ポンプ組立体１ｏを備えたコンパクト
な熱供給装置または組立体がそこに描かれた円の中に拡
大スケールで示される。装置はまた電気駆動モータ１１
．ガス抜き装置１２．及び供給貯蔵器１３を備える。熱
交換器は工場内で完全に製造されて取り付けられ、これ
は交換器にモータを取り付けるため、及び熱消費回路の
側で使用できる装置を持たせるため組立体用のボディを
作るためには十分である。１つの実施例では、熱消費回
路はプラスチック射出成形装置に取り付けられた鋳型１
４を含む。

例え各々の部分が熱交換流体により供給される２つの部
分を鋳型が含むとしても、簡単のため唯１つの熱消費回
路が図面に示された。もちろん。

各々が２つの鋳型部分の１つに接続された２つの並列な
補助回路を備えた二重加熱回路を含む２つの熱交換器／
ポンプ組立体を用いることは本発明の範囲にある。

顧客は熱供給組立体を予め作られた状態で受け取るので
、熱供給組立体の熱消費回路との接続は熱交換流体の循
環を保証する２つの接続体１５及び１６のみを要する。

入口は流体を熱消費回路から組立体１０に運ぶ管１６を
備え１組立体１０の出口は流体を組立体１０から熱消費
回路に運ぶ管１５を備える。さらに、熱交換流体を冷却
回路に結合するため２つの接続体１７及び１８を設ける
ことができる。その代りに１組立体１０と熱消費回路の
間に４つの接続体を用いることが出来る。

第３図は交換器−ポンプ組立体のコンパクトな構成を示
すものである。実際の所、第３図の断面図に見られるよ
うに流体は直径約１２５鶴で且つ長さが約１１２鰭の円
柱状の容器内を循環しその内部には冷却回路のコイル１
９が設けられている。その流体は交換器１０の外部円形
クラウン２０内に設けられた電気抵抗素子によって加熱
される。クラウン２０は格子の形状を持ったハンチング
された断面を有しそれは抵抗素子からなる格子である。

円形加熱クラウン２０は３個の同様なセクターかｌ　　
　　　らなり、各セクターは約１．６　ＫＨの全抵抗を
有する。

３個のセクターの全体的な組立体は、各して約５に！／
４の加熱電力を有する。

加熱抵抗素子の近傍に駆動モータ１１を設けると、モー
タ１１の駆動軸の７７Ｄ熱を避けるためにその装置へ２
個の改良がなされることとなる。第１に、室２１がその
駆動側上においてポンプ／交換器のフランジの中に熱障
壁として設けられる。さらに、そのモータに最も近いベ
アリング２２にはビンが設けられ、電気モータのブロー
イングによって冷却される。これらの２つの特徴によっ
て。

軸の封止ピッチング２３は１３０℃を決して越えない。

この発明の熱交換／ポンプは、その動作については以下
の第４図を参照して説明されるのであるが、従来の熱交
換及びポンプよりも約８倍だけ小さい大きさを有する。

しかしながら熱交換及びポンプの動作を述べる前に第５
図に示されたガス抜き装置の構造と機能について説明す
る。

第５図は熱交換／ポンプ組立体１２の上に直接設けられ
ているガス抜き装置１２の動作を図示する。その実施例
においてはオイルからなる流体は熱消費系路から戻り、
入口チューブ１６を介してガス抜き装置の室２４へと貫
通する。室２４はチューブ１６よりもほぼ実質的にはよ
り大きい断面領域を有する。その結果として、流体の速
度は管１６の出口における断面領域においてこの増加の
結果として減少する。流体の速度のこの減少は第５図に
概念的に図示されており、流体が、循環ポンプによって
生じた流体の循環によって流体中に分解された気体ある
いはオイルの蒸気の流体からの損失の結果として若干圧
力が減じられるようにする。この気体あるいは油の蒸気
は上方に解放されてガス抜き装置１２の上部にネジ止め
された垂直管２５を介する通路によってその雰囲気中に
排出される。

留まった後、流体は室２４を離れ、第５図の図によって
示された方向にフィルタ２６を介して移動することによ
って交換器／ポンプ組立体１０への方向へと移動する。

このフィルタはガス抜き装ｆ１２の低い部分に直接的に
配設される。そのフィルタは硬い粒子、ことに充填動作
中に混入された不純物を有する。このフィルタはネジは
ずしキャップ２７によって分解される。

第３図は温度障壁全形成するガス抜き装置１２と貯蔵部
１３との間の接続を示す、この熱障壁によって貯蔵所と
ガス抜き装置との間の断面の接続を維持することを可能
にし、一方、同時に新しい熱消費系路の充填の間貯蔵部
１３に蓄積された流体から循環ポンプによる配水を阻止
するものである。

ガス抜き装置の室２４の上部には、横オリシスが１ｗＴ
面図には示されていないのであるが、室２４と管２８の
とを順次貯蔵部１３へ接続される。

このチューブはそれが室２４を離れる時当初は水平であ
り、それから下方に傾きそしてそれが貯蔵部１３の下方
に接続される時、垂直方向において上部へと屈曲される
。第６図の図に示すように。

この間はサイフオン型である。

厚い流体を含む垂直方向に配設された貯蔵部において如
何なる撹乱も存在しない時でさえ、熱流体の不均一な冷
却によって貯蔵部内の流体には動きが生ずる。この動き
によって流体の層を形成して、同じ温度の水平の層を生
じ、最も厚い流体は表面にあって、各層の温度はそこに
向かってますます減少し、最も冷たい流体は底部に配設
される。

水が水加熱器の表面から除去されるのはこのためである
。

第６図は貯蔵部１３とつなげてガス抜き装置１２を設け
ているサイフオンの形状を持った管にこの現象を応用し
た図である。管２８，２９゜３０は実質的に断面図であ
り、垂直貯蔵部として考えられる。この貯蔵部はガス抜
き装置１２とつながっている厚い流体が上方部２９に設
けられそして貯蔵部１３とつながっている冷たい流体が
より低い部分３０に配設される。流体の層は、下方に向
かって温度が減少している水平層によって形成され、す
でに場所を有しており、流体の自然な撹乱運動は生じな
い。さらに、ガス抜き装置１２の室２４の底部を横切っ
ている流体のフラックスは管２８．２９．３０における
流体を寄生的に掻き回す結果とはならない。なぜならば
管２８はガス抜き装置１２の上方部に接続され、流体の
流れはもっとも遅くそしてその接続の方向はこの流れに
垂直であるからである。

第４図はスイス特許第５９６　、５３０に述べられたポ
ンプ／交換器組立体における２個の改良を図示する。

交換器／ポンプ組立体あるいはユニットの機能は、この
発明の一部である改良点を述べる前に。

前述の特許に、開示されているので簡単に説明する。

その熱を消費路へ与えるための流体はオリフィス或いは
入口■を通って、オリフィス■内で矢印の方向に熱消費
路を残すもので、流路３１を介して流れ、その流路では
流体は回転ドラム３３とポンプ３４に共通の駆動軸３２
へ平行に巡回する。

その流体はそれから円球状バックル３５　（矢印■）の
回りを移動し、室３６に入るようにドラム３３の内部へ
貫通し、環状冷却カバー３７を介して流れる。ドラム３
３は高速に回転し、その外部円筒状表面に蝮旋状に配線
・されたリブ３８から成る。

これらのリブはドラム３３　（矢印■）内部の室から流
体を排出し、壁３９の長さに沿ってその流体を高速に駆
動し、ドラム３３と壁３９の外側の縦壁の間に前記流体
を高速に駆動する。壁３９は壁３９の前表面状に配設さ
れた電気的抵抗素子４０によって加熱される。

ドラム３３のリブ３８及び壁３９の内側との間のスペー
スは約０．１　ｍである。流体は非常に早く駆動され、
この装置における最も厚い部分である。

この壁と接触しない状態に維持される。したがって、過
剰加熱によって流体の炭化の危険性はない。

それが加熱から３９を通過したあとで、流体はドラム３
３の放射状の外部壁とドラム３３とポンプ３４間の壁と
の間の円形室４１　（矢印ＩＶＪに入る。

温度センサ４２は室４１に配設される。流体はそれから
駆動ポンプ３４の螺旋部分へと４３に向かって移動し１
点線■における矢印によって示されている断面によって
は示されてはいない。直交接線に沿ってポンプを横切り
、矢印■によって特定されるオリフィスを介して熱消費
の方へと導かれる。いいかえれば、流体は６個の部分■
乃至■を有する組立体１０において通路に沿って移動し
。

その入口を組立体１０の出口へと接続する。

この熱交換ポンプ組立体の第１の改良点によると２組立
体はオーバヒートと流体の分解を防ぐためにセンサ４２
で測定された温度が予め定められた温度を越えた時に抵
抗素子４０への給電をカットオフするための手段と、流
体あるいは油の温度がこの限界以下になるや抵抗素子４
０への給電を回復するための手段とからなる。壁３９の
長さ方向に沿った流体のスイーピングとドラム３３の回
転による流体の撹乱は本質的なものであるため壁３９に
流体が接触している時よりもチャンバ４１内の流体の温
度を測定する方が容易である。さらにチャンバ４１内の
流体の温度測定は壁３９に接触した流体の正確な温度測
定を与えるもので、これはこの２つの領域の温度差が無
視出来る程度のものだからである。

第２番目のセンサはセンサ４２がだめになった時の事態
における安全バルブとして機能するように設けられてい
る。この第２番目のセンサはセンサ４２の差動温度より
も若干高い温度で作動する。

前述のスイス特許に記述された熱交換ポンプ組立体の第
２の改良点によると、ドラム３３の底に４４及び４５で
示された抜け口が設けられている。

さらに詳しくは抜け口４４．４５はドラム３３の外壁に
設けられ、チャンバ３６をチャンバ４１とつないでいる
。さらに抜け口４４．４５は■で示されたドラム３３の
他の開口からは離れている。

もし流路が突然熱消費あるいは利用回路で切断されると
、交換器内の流体の内部循環を確実にするようにこの抜
け口４４．４５はなっている。この場合、遠心ポンプ３
４でさえもポンプとして作用する回転ドラム３３の螺旋
リブあるいはチャネル３８の効力によって内部循環が起
る。壁３９に沿って流れる流体はチャンバ４１に達し、
抜け口４４．４５を越えて、チューブ束　３７で冷却さ
れ。

そしてドラム３３のリブあるいはチャネル３８によって
再び動作される前にチャンバ３６を越える。

１　　　　抜け口４４．４５とリブ３８の合わさった作
用によりホット壁に接触する流体の量は大変少ないため
に熱消費回路での循環がストップした時に必然的に起る
流体の炭化は防止される。言い換えると抜け口４４．４
５は内部バイパスとして動作、する。

この第２の改良によって従来の構成で使用された外部バ
イパスは必要とされない。さらに通常動作においてドラ
ム３３に設けられた抜け口４４゜４５はポンプ３４の排
気状態を少し妨害するだけである。

ドライブタイプポンプ３４は最良の動作特性を与えると
いうことを述べたけれども、遠心ポンプを含むあらゆる
タイプのポンプを使用することは本発明の範囲内である
。

本発明の基本的な利点を述べると、第７図の左部分に示
された従来構成ではインジェクションモールドＭの温度
を調整している。第７図の右部分に示された本発明の゛
構成では第７図の左部分に示したモールドと同じ容量Ｍ
を有する装置を調整している。

回路の異なる部分２例えばモールドＭ、交換器。

ポンプとチャネルＥ、貯蔵器Ｒの体積は図面中央部破線
両側に２つのダイアグラムで示されている。

左が従来構成による体積が示され、右側が本発明構成に
よる体積が示されている。

熱交換流体が温められ、その熱が損失される可能性のあ
る領域はハツチングされている。

さらに詳しくは本発明では貯蔵器内に含まれる流体は温
められず従ってハンチングされていないことがわかる。

消費径路の支流とみなされる体積ＭとＲは２つの例と同
じ値を有している。

本発明の基本的な改良点はポンプ交換器組立体のコンパ
クトな構造と従来の熱交換器と比べ８倍の高効率である
ことである。

さらに利用する流体もしくは油の貯蔵器の適切な配置と
この貯蔵器とポンプ交換器組立体との適切な結合によっ
て貯蔵器は冷却されたままで熱のロスはさらに減少する
。その結果、ホットな流体の体積は従来の構成と比べる
と１０倍は減じられる。

以上本発明は特定の手段、実施例及び材質について述べ
られたけれども９本発明はこれらの範囲に限られずクレ
ームの範囲内のあらゆる同等なものまで及ぶことは理解
されるところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱供給装置を示し、第２図は熱プラスチ
ツク樹脂射出プレス鋳型を加熱するように据え付けられ
た１本発明に従ったコンパクトな装置を示す透視図、第
３図は部分的断面で示されるガス抜き装置及び熱ポンプ
交換器を有する第２図のコンパクトな装置の透視図、第
４図は第３図に見られる熱交換器及びポンプの軸方向断
面図。 第５図は第３図に示されるガス抜き装置のｘ−ｘ　’に
沿った水平断面図、第６図は第３図に見られるサイフオ
ンの動作を示す垂直断面の概略図、第７図は従来の回路
（第１図）及び本発明に従った回路（第２図）の種々の
部分にそれぞれ用いられた流体の容積を示す概略図であ
る。 ■・・・熱交換器、　　　２・・・貯蔵器。 ３・・・循環ポンプ、　　　　４．５・・・導管。 ７・・・電気抵抗素子。 特許　出願人 オイロブルナー　エスタブリシュメント代理人弁理士　
　　大　　菅　　義　　之ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、　５　　　　　　　　　　　　ＦＩＧ　６ＦＩ
６．７ Ｅ ε＋Ｒ＊−ｒ−１ｅ Ｅ・ｓａ　　　　　Ｌ堕・１０ 手続補正書　（方式） ％式％ ■、事件の表示 昭和９年　特許層　第２１４ｏｓｊ号 ２、発明の名称 流体加熱装置およびその方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　リヒテンシェタイン　バードゥッツエフエル−
９４９０ピーオーボックス３４１２２アオイレストラツ
セ　７７２ 名称　　オイロブルナー　エスタプリシェメント代表者
　レーネ　ローゼン ４、代理人ｓ　１ｏ２　ｔ！　（０３）　２３Ｂ−００
３１住所　　東京都千代田区麹町６丁目１１１１８号及
び「４．特許出願人」の住所の欄。

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）流体を加熱する熱交換手段と、 （ｂ）前記加熱された流体を前記熱交換回路へとポンプ
   動作により送る手段であって前記ポンプ手段は前記熱交
   換手段と一体であり、それと共に単一の合体した組立体
   を構成してなる手段と、 （ｃ）前記流体を蓄積する貯蔵部であって前記貯蔵部は
   前記組立体に配設されそして、前記流体を前記熱交換手
   段と前記ポンプ手段へと供給するように設けられてなる
   ものとからなる、熱消費路へ加熱された流体を供給する
   ための流体加熱装置。
2. （２）前記組立体は前記組立体内で前記流体を循環する
   ための回転ドラムと、前記流体を加熱するための加熱壁
   とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の装置。
3. （３）さらに前記装置を前記熱消費系路と接続するため
   の２つの手段からなることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の装置。
4. （４）前記装置はさらに前記装置を前記熱消費系路と接
   続するための２つの手段のみからなることを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の装置。
5. （５）前記接続手段の１つは前記熱交換手段から前記熱
   消費系路へ流体を送るための手段からなり、他の接続手
   段は前記熱消費系路から前記熱交換手段へ流体を送るた
   めの手段からなることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項記載の装置。
6. （６）前記貯蔵器は前記熱交換器及びポンプ手段によっ
   てのみ支持されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の装置。
7. （７）前記組立縦体はさらに、前記加熱壁を加熱するた
   めの電気抵抗素子を内部に有する外部円形状クラウンか
   らなる前記熱交換手段と前記ポンプ手段を入れる円筒状
   ハウジングと、前記流体を選択的に冷却するための前記
   円筒状ハウジング内部の冷却手段とからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の装置。
8. （８）前記円形状クラウンは３つのセクターからなり、
   各セクターは約１．６ＫＷの全抵抗を有する電気抵抗素
   子からなることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
   の装置。
9. （９）さらに前記回転ドラムを回転するための駆動軸を
   有するモータと、前記軸の周囲にひれを有するベアリン
   グとからなり、前記組立体は前記駆動軸を熱と前記熱抵
   抗素子からシールドするために接続されたフランジと熱
   バリアからなることを特徴とする特許請求の範囲第７項
   記載の装置。
10. （１０）前記回転ドラムは少なくとも１つの抜け口から
    なり、該少なくとも１つの抜け口は前記消費系路での前
    記流体の循環が突然切断された時に前記熱交換器とポン
    プ手段での前記流体の内部循環を行わせるための手段か
    らなることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の装
    置。
11. （１１）前記電気抵抗素子は電気を受け取り、前記装置
    は前記加熱壁と前記ポンプ手段との間に位置された温度
    センサと、前記電気抵抗素子と前記ポンプ手段へ電気の
    供給を停止するための手段と、予め定められた温度が前
    記温度センサによって測定されたのに応じて前記電気抵
    抗素子への電気の供給を停止するための手段とからなる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の装置。
12. （１２）前記ドラムは少なくとも１つのリブを有する縦
    方向外壁と放射外壁からなり、前記組立体は前記ポンプ
    手段と前記ドラムの外壁との間の壁と前記流体の流路か
    らなり、該流路は前記熱消費系路を前記ドラムの内側に
    接続する第１の部分と、前記ドラムの内側の第２の部分
    と、前記ドラムの縦方向外壁と前記加熱壁の間で一端で
    前記第２の部分に接続される第３の部分と、前記ドラム
    の放射状外壁と前記ポンプ手段と前記ドラムの前記外壁
    との間の第４の部分と、前記第４の部分と前記ポンプ手
    段を接続し、前記少なくとも１つの抜け口は前記第２と
    第４の部分を接続するために前記ドラムの放射状外壁内
    に位置する第５の部分とからなることを特徴とする特許
    請求の範囲第１０項記載の装置。
13. （１３）前記温度センサは前記第４の部分の流路内に位
    置することを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の
    装置。
14. （１４）前記冷却手段は前記第２の部分の流路内の前記
    ドラムの内側に位置することを特徴とする特許請求の範
    囲第１３項記載の装置。
15. （１５）ガスは前記流体内で分解され、前記ポンプ手段
    は前記熱消費系路から前記装置へ流体を送り出し、前記
    装置はさらに前記熱消費系路から戻ってきた前記流体を
    ガス抜きするためのガス抜き手段からなることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の装置。
16. （１６）さらに前記流体の固体部分をフィルタするため
    の前記ガス抜き手段におけるフィルタからなることを特
    徴とする特許請求の範囲第１５項記載の装置。
17. （１７）さらに前記貯蔵器を前記ガス抜き手段に接続す
    るサイフォンからなることを特徴とする特許請求の範囲
    第１５項記載の装置。
18. （１８）前記サイフォンの一端は前記ガス抜き手段の上
    部に接続され、前記サイフォンは貯蔵器内の前記流体を
    熱と前記ガス抜き手段内の前記加熱された流体から分離
    するための手段からなることを特徴とする特許請求の範
    囲第１７項記載の装置。
19. （１９）（ａ）流体を加熱する熱交換器と、 （ｂ）前記加熱流体を前記熱消費系路へポンプ動作によ
    って送るポンプであって、前記熱交換器と前記ポンプと
    は１つの合体した組立体からなり、前記組立体は回転可
    能なドラムとそこからスペースをおいて設けられそのド
    ラムの回りを囲んでいる壁とからなり、前記装置はさら
    に前記ドラムを前記ドラムと前記壁との間のスペースへ
    接続するための通路からなり、前記ドラムは前記通路か
    ら離設された複数の通気孔からなり、流体が前記ドラム
    の内面と前記ドラムと前記壁との前記スペースとを介し
    て流れるようにしてなるものとからなる熱消費系路へ加
    熱流体を供給するための装置。
20. （２０）（ａ）流体を前記加熱消費系路から受け取る入
    口と、 （ｂ）前記入口から入った前記流体を加熱する熱交換器
    と、 （ｃ）前記熱交換器によって加熱された流体を前記熱消
    費系路へと送る出口と、 （ｄ）前記加熱された流路を前記加熱消費系路へと前記
    出口を介してポンプ動作によって送るポンプと、 （ｅ）前記流体を蓄積し、前記流体を前記加熱交換器へ
    と供給するように設けられた貯蔵部と、 （ｆ）前記貯蔵部を前記熱交換器と入口とを接続するサ
    イフォンであって、前記サイフォンは前記貯蔵部に蓄積
    された流体を前記入口と前記熱交換器における前記流体
    の熱とから絶縁してなるものである熱消費系路へ加熱流
    体を供給するための加熱装置。
21. （２１）さらに前記入口と前記入口から前記流体をガス
    抜きするための前記熱交換器とに接続されたガス抜き手
    段からなり、前記サイフォンは前記ガス抜き手段を前記
    貯蔵器へ接続することを特徴とする特許請求の範囲第２
    ０項記載の装置。
22. （２２）（ａ）前記流体を加熱し、熱交換器とポンプと
    からなる合体された組立体において前記加熱された流体
    を前記加熱消費系路へとポンプ動作によって送る手段と
    、 （ｂ）前記合体された組立体における温度を検出し、前
    記流体の前記熱をその流体が前記流体のほぼ劣化温度に
    達した時前記熱交換器によって停止させることと、 （ｃ）前記ドラムの少なくとも２個の開口部を介して前
    記合体組立体に前記流体を循環させることとの各ステッ
    プからなる熱消費路において用いられる流体の加熱方法
    。
23. （２３）さらに、 （ｄ）前記熱消費系路から前記流体を受け取る手段と、 （ｅ）前記熱消費系路から戻ってきた前記流体をガス抜
    きする手段と、 （ｆ）上記（ａ）と（ｂ）の手段を繰り返す手段とから
    なる特許請求の範囲第２２項記載の方法。
24. （２４）さらに、 （ｇ）貯蔵器内に流体を貯蔵し、貯蔵された流体が必要
    とされたら前記貯蔵器内の前記流体をサイフォンを通っ
    て前記組立体へ送り出す手段と、 （ｈ）前記ガス抜き手段と前記貯蔵器に接続される前記
    サイフォンの手段によって加熱された流体の熱から前記
    貯蔵器内の流体を分離する手段からなる特許請求の範囲
    第２３項記載の方法。
25. （２５）（ａ）循環ポンプ、貯蔵部及び熱交換器を製造
    することと、 （ｂ）前記循環ポンプ及び前記熱交換器及び前記貯蔵部
    の工場における合体組立体を構成し、前記組立体は前記
    加熱消費系路へ接続されてなることとの各ステップから
    なり、流体を加熱し熱消費装置へ加熱された流体を転送
    するために設けられた組立体の製造方法。
26. （２６）さらに、 （ｃ）ガス抜きとフィルタシステムを製造する手段と、 （ｄ）前記ガス抜きとフィルタシステムを工場内で前記
    組立体に完全に取り付ける手段とからなる特許請求の範
    囲第２５項記載の方法。
27. （２７）さらに、（ｅ）貯蔵器を前記ガス抜きシステム
    にサイフォンによって接続する手段からなり、前記サイ
    フォンは前記貯蔵器内の流体の加熱を前記加熱された流
    体の熱から防ぐ熱バリアからなる特許請求の範囲第２６
    項記載の方法。
28. （２８）さらに、 （ｆ）前記流体は前記熱交換器によって加熱された後す
    ぐに前記流体の温度を測定するために前記組立体内に温
    度センサを設置する手段からなる特許請求の範囲第２７
    項記載の方法。
29. （２９）さらに、 （ｇ）前記熱消費系路内で流体の循環が突然とぎれた際
    にバイパスを通って前記組立体内で流体が循環するよう
    に前記熱交換器内にバイパスをあける手段からなる特許
    請求の範囲第２８項記載の方法。