(57)【要約】【課題】熱交換区と冷却水区とを隔てる隔壁に開けられた孔を貫通するパイプを隔壁に固定し確実にシールを行うとともに容易にパイプを取り外すことが可能なパイプの接続構造の提供にある。【解決手段】パイプの接続部１０は、熱交換区と冷却水区とを隔てる隔壁１１に設けられた貫通孔１１ａにパイプ１２が挿通されると共にフランジ１３によって固定されている。パイプ１２は、端部がフランジ１３のフランジ段孔部１３ｂに挿入されることによって固定位置が規制され、パイプ１２の外周部とフランジ１３のシール面部１３ｃ、そして隔壁１１との３つの部品で構成される断面が三角形のリング状の空間に装着されたシール部材１５を介して固定され、六角ボールト１６の締付力によって確実にシールが行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換区と冷却水区を隔てる隔壁と、該隔壁に設けられた貫通孔に挿通されるパイプの接続構造であって、
該隔壁の前記冷却水区側に螺合したフランジ部材と、
前記貫通孔を介して該フランジ部材に設けられた段孔部に挿入された前記パイプと、
前記隔壁と前記フランジ部材に設けられたシール面部と前記パイプの間に介在されるシール部材とを有することを特徴とする隔壁に対するパイプの接続構造。
【請求項２】
前記パイプが蛇腹管であることを特徴とする請求項１に記載の隔壁に対するパイプの接続構造。
【請求項３】
前記パイプがノズル孔付管であることを特徴とする請求項１に記載の隔壁に対するパイプの接続構造。
【請求項４】
前記シール部材がＯリングであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の隔壁に対するパイプの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は、熱交換区と冷却水区とを隔てる隔壁に開けられた穴を貫通するパイプの接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】隔壁に設けられた貫通孔に挿通されたパイプが隔壁に溶接あるいはパイプを内部から加圧し拡げて接続される構成が知られている。
特許文献として開示された従来技術は見当たらない。
【先行技術文献】
【０００３】先行技術文献は見当たらない。
【特許文献】
【０００４】特許文献は見当たらない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】しかし、隔壁に設けられた貫通孔に挿通されたパイプが隔壁に溶接あるいはパイプを内部から加圧し拡げて圧接される従来技術においては、熱交換区内のパイプの取り換えの必要が生じた時の取り換え作業が非常に困難であるという問題がある。
熱交換区内を流動する被冷却物が鋳物砂などの摩耗性のものであればパイプの取り換え作業が発生する可能性が高く、また熱交換用のパイプは多数が近接して固定されているので、溶接や拡管したパイプの取り替え作業に大きな労力を必要とするという問題がある。【０００６】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、熱交換区と冷却水区とを隔てる隔壁に開けられた孔を貫通するパイプを隔壁に固定し確実にシールを行うとともに容易にパイプを取り外すことが可能な隔壁とパイプの接続構造の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、熱交換区と冷却水区を隔てる隔壁と、該隔壁に設けられた貫通孔に挿通されるパイプの接続構造であって、該隔壁の前記冷却水区側に螺合したフランジ部材と、前記貫通孔を介して該フランジ部材に設けられた段孔部に挿入された前記パイプと、前記隔壁と前記フランジ部材に設けられたシール面部と前記パイプの間に介在されるシール部材とを有することを特徴とする。【０００８】請求項１記載の発明によれば、前記隔壁に設けられた該貫通孔に前記パイプが挿通されると共に該フランジ部材によって固定されている。前記パイプは、端部が該フランジ部材の前記段孔部に挿入されることによって固定位置が規制され、前記パイプの外周部と該フランジ部材のシール面部、そして前記隔壁との３つの部品で構成される断面が三角形のリング状の空間に装着されたシール部材を介して固定され、六角ボールトの締付力によって確実にシールが行うことができる。また、六角ボールトを緩めることによって、容易にパイプを取り外すことができる。【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１に記載のパイプが蛇腹管であることを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、フィンのような溶接構造に依らずパイプの表面積を増大させることによって熱交換効率を高めることが可能で、また、容易に取り外すことができる。【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１に記載のパイプがノズル孔付パイプであることを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、空気冷却に適した被冷却物を効率的に冷却することができて、取り替えが容易な熱交換用パイプを提供することができる。【００１１】請求項４記載の発明は、前記シール部材がＯリングであることを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、シール部材がＯリングなので取り扱いが簡単であり、確実にシールを行うことが可能である。
【発明の効果】
【００１３】本発明によれば、隔壁に開けられた孔を貫通するパイプを隔壁に固定し確実にシールを行うとともに容易にパイプを取り外すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】隔壁を貫通するパイプの接続部の要部構成を示す断面図である。
【図２】隔壁を貫通する複数パイプの接続部構成と冷却カバーの断面図である。
【図３】熱交換区を構成する隔壁２面を貫くパイプの接続部と配列を示す断面図である。
【図４】隔壁を貫通する２本の蛇腹パイプの接続部構成と冷却カバーの断面図である。
【図５】隔壁を貫通する２本のノズル孔付パイプの接続部構成と冷却カバーの断面図である。
【図６】第３の実施形態を示す鋳物砂冷却装置の外形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る隔壁とパイプの接続構造について、図１に基づいて説明する。
図１に示すように、パイプの接続部１０は、隔壁１１と、該隔壁１１に設けられた貫通孔１１ａにパイプ１２が挿通されるとともに該隔壁１１の冷却水区側に螺合したフランジ部材１３と、前記貫通孔１１ａを介して該フランジ部材１３に設けられた段孔部１３ｂに挿入された前記パイプ１２と、前記隔壁１１と前記フランジ部材１３に設けられたシール面部１３ｃと前記パイプ１２の間に介在されるシール部材１５とで形成されている。
【００１６】該フランジ部材１３には貫通孔部１３ａと前記段孔部１３ｂと前記シール面部１３ｃがある。前記段孔部１３ｂには前記パイプ１２が挿入されて固定位置が規制され、前記シール面部１３ｃは前記隔壁１１と前記パイプ１２とで構成する断面が三角形のリング状の空間に前記シール部材１５が装着されている。該フランジ部材１３は六角ボールト１６によって該隔壁１１の前記冷却水区側に螺合されている。
【００１７】前記パイプ１２とパイプ（逆端）１２ａは熱交換区を挟む２ヶ所の隔壁１１、１１ｂに設けられた貫通孔に挿通され、それぞれ該隔壁１１、１１ｂの冷却水区側に螺合したフランジ部材１３と前記シール部材１５によって固定されている。
【００１８】次に、上記構成を有するパイプの接続部１０について作用説明を行う。
図１に示すように、パイプ１２は、端部がフランジ１３のフランジ段孔部１３ｂに挿入されることによって固定位置が規制され、パイプ１２の外周部とフランジ１３のシール面部１３ｃ、そして隔壁１１との３つの部品で構成される断面が三角形のリング状の空間に装着されたシール部材１５を介して固定され、六角ボールト１６の締付力によって前記三角形の各面間が狭められ、シール部材１５が加圧力によって変形しながらシール材が持つ反発力によって該パイプ１２の固定とシールが同時に行われる。
【００１９】この第１の実施形態に係るパイプの接続部１０によれば以下の効果を奏する。
（１）２本の六角ボールト１６の締め付けによって隔壁１１とパイプ１２の固定とシールを同時に行うことができる。
（２）フランジ部材１３の段孔部１３ｂ底面とパイプ１２端面とがなす隙間１４を設定することによって、該パイプ１２の熱膨張による伸びを吸収して該パイプ１２を固定することができる。
（３）パイプ１２の更新時期に六角ボールト１６を緩めることにより容易に該パイプ１２を取り外すことができる。
【００２０】（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る隔壁に対するパイプの接続構造を図２に基づいて説明する。
ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
図２に示すように、多管接続部２０は、第１の実施形態に係る隔壁とパイプの接続構造が隔壁１１面に複数並べて形成され、冷却水区側に冷却水カバー２１を設けている。
【００２１】次に、上記構成を有する多管接続部２０について作用説明を行う。
図２に示すように、隔壁１１に接続された複数のパイプ１２の端部を冷却水カバー２１が覆い、該冷却水カバー２１と隔壁１１の間にシール部材２１ａが介在している。該冷却水カバー２１の給水口２１ｂから冷却水が給水されて、パイプ１２の本数を束ねて冷却水が通過する。
【００２２】この第２の実施形態に係る多管接続部２０によれば以下の効果を奏する。
冷却用のパイプ１２の表面積はパイプの本数に比例するので、適度な流量と熱交換効率を求めて必要な本数の多管接続をおこなうことができる。
【００２３】（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る隔壁２面を貫くパイプの接続構造と配列を図３に基づいて説明する。
図３に示すように、２本のパイプ１２が隔壁１１に、冷却水カバー３１とフランジ部材３３とともにボールト３２によって螺合接続されている。２本のうちの１本の反対側パイプ（逆端）１２ａは、反対側隔壁１１ｂに接続されている。該冷却水カバー３１とフランジ部材３３の間にシール部材３１ａが介在している。
【００２４】図３に示すように、２本のパイプ１２は隔壁１１に、冷却水カバー３１とフランジ部材３３とともにボールト３２によって螺合接続されているが、２本のパイプ１２とシール部材１５、３１ａで構成される長円形の外周近接部にボールト３２による螺着部を設けて概長方形の取り付け形状をなし、パイプ１１を千鳥配列するために傾けて設置されている。
【００２５】上記構成を有する多連２管接続３０の作用と効果について説明を行う。
図３に示すように、２本のパイプ１２の接続に占める面積を狭く形を長くした概長方形の取り付け形状は、近接多連取り付けを可能にし、およそ６０度に千鳥配列した多数のパイプ１２を２本ずつ斜めに取り付けている。
隔壁１１における単位面積当りのパイプ１２の接続本数を多くとることができる。
また、４本のボールト３２の締め付けによって該隔壁１１とフランジ部材３３及び冷却水カバー３１とシール部材３１ａを取り付け、該パイプ１２の固定とシールを同時に行うことができる。
そして、該パイプ１２の更新時期に該ボールト３２を緩めることにより容易に該パイプ１２を取り外すことができる。
【００２６】次に、蛇腹２管接続部４０の接続構造について、図４に基づいて説明する。
図４に示すように、これは第３の実施形態のパイプ１２を蛇腹管４０ａと蛇腹管４０ｂに置き換えた接続構造であり、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
熱交換区を流動する被冷却物は蛇腹管４０ａ、４０ｂに接して冷却されるが、該蛇腹管４０ａ、４０ｂの中を流れる冷却水の温度が低いほど、また該蛇腹管４０ａ、４０ｂの表面積が広いほど熱交換効率は高い。冷却パイプの表面積を拡げる手段として直管の外周にフィンを溶接することが広く行われているが、これは補修のためのパイプの取り外し作業が困難である。
そこで、図４に示すように、第３の実施形態のパイプ１２を蛇腹管４０ａと蛇腹管４０ｂに置き換えた接続構造に拠れば熱交換効率の良く、しかも補修のためのパイプの取り外し作業が容易な接続構造を提供することができる。蛇腹管４０ａの大径と小径の位置と蛇腹管４０ｂの大径と小径の位置をずらすことによって流動する被冷却物との接触機会を増大させている。
【００２７】ノズル孔付パイプ２管の接続５０構造について、図５に基づいて説明する。
図５に示すように、これは第３の実施形態のパイプ１２をノズル孔付パイプ５０ａと５０ｂに置き換えた接続構造であり、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共用、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
熱交換区を流動する被冷却物はノズル孔付パイプ５０ａ、５０ｂに設けられたノズル孔から噴出する圧縮空気に接して冷却される。被冷却物が鋳物砂のように小さな粒状で表面積の総計が大きくまた粉塵を発生させる畏れがある場合、該ノズル孔付パイプ５０ａ、５０ｂのノズル孔から噴出する圧縮空気と同量の粉塵排気が生じるが、熱交換効率は非常に高い。粉塵処理および排気冷却は、サイクロンなど解決手段はある。
図５に示すように、第３の実施形態のパイプ１２をノズル孔付パイプ５０ａと５０ｂに置き換えた接続構造に拠れば、圧縮空気による熱交換を可能にし、また補修のためのパイプの取り外し作業が容易な接続構造を提供することができる。ノズル孔付パイプ５０ａとノズル孔付パイプ５０ｂのノズル孔の位置をずらすことによって該ノズル孔から噴出する圧縮空気と流動する被冷却物との接触機会を増大させている。
【００２８】次に、図６に示す実施形態は、第１および第３の実施形態における接続構造を鋳物砂冷却機６０に適用したものであり、基本的な構成及び作用は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
図６に示すように、冷却水カバー３１とフランジ部材３３とともにボールト３２によって螺合接続されている２本のパイプ１２の接続に占める面積を狭く形を長くした概長方形の多連２管接続３０は、近接多連取り付けを可能にし、およそ６０度に千鳥配列した多数のパイプ１１を２本ずつ斜めに取り付けている。ホッパー６１から排出される冷却処理された鋳物砂は、排出コンベアー６２によって排出される。
そして、該パイプ１２の更新時期にボールト３２を緩めることにより容易に該パイプ１２を取り外すことができる。
【符号の説明】
【００２９】１０  パイプの接続部
１１  隔壁
１１ａ  貫通孔
１１ｂ  隔壁ｂ
１２  パイプ
１２ａ  パイプ（逆端）
１３  フランジ部材
１３ａ  貫通孔部
１３ａ  段孔部
１３ｃ  シール面部
１４  隙間
１５  シール部材
１６  六角ボールト
２０  多管接続部
２１  冷却水カバー
２１ａ  シール部材
２１ｂ  給水口
２２  六角ボールト
３０  多連２管接続
３１  冷却水カバー
３１ａ  シール部材
３２  ボールト
３３  フランジ部材
４０  蛇腹２管接続部
４０ａ  蛇腹管ａ
４０ｂ  蛇腹管ｂ
５０  ノズル孔付パイプ接続部
５０ａ  ノズル孔付パイプａ
５０ｂ  ノズル孔付パイプｂ
６０  鋳物砂冷却装置
６１  ホッパー
６２  排出コンベアー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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