(57)【要約】      （修正有）【課題】遮熱部と煙封止部の両方を高熱応力から保護するように、扉の燃焼領域に対する断熱性を向上させて製品寿命を延ばし、さらにセルの熱効率を向上させる金属薄板製のフランジを有する熱交換セルを提供する。【解決手段】側壁１１がケースの前端の環状縁１５により囲まれる開放前端を有するケース１０と、金属薄板製で、前記ケース１０内への進入を可能にするフランジ貫通孔３１を有する環状閉鎖フランジ３０と、を備え、径方向内縁は、径方向内面と、径方向外面と、前記径方向内面および前記径方向外面を互いに接続する前端面と、を形成し、前記前端面が延在する延在平面を画定し、前記延在平面は、前記延在平面に直交して前記貫通孔３１を通過する軸方向Ａと、前記軸方向Ａに直交する径方向Ｒを画定し、前記径方向内面は、前記中間フランジ部に対して、前記セル１の外側に突出するように、前記軸方向Ａと平行に延在する、加熱ボイラー用の熱交換セル１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を画定する側壁（１１）を備えるケース（１０）であって、前記側壁（１１）は前記ケースの前端の環状縁（１５’）により囲まれる開放前端（１４）を有するケース（１０）と、
金属薄板製で、前記ケース（１０）内への進入を可能にするフランジ貫通孔（３１）を有する環状閉鎖フランジ（３０）であって、前記閉鎖フランジ（３０）は前記貫通孔（３１）を囲うフランジ径方向内縁（３３）を画定し、フランジ径方向外縁（３２）が前記径方向内縁（３３）の周りに配置され、中間フランジ部（３４）が前記フランジ径方向外縁（３２）および前記フランジ径方向内縁（３３）を互いに接続し、前記フランジ径方向外縁（３２）は前記ケースの前記前端の前記環状縁（１５’）に沿って、前記ケースの前記側壁（１１）に接続される、環状閉鎖フランジ（３０）と、を備え、
前記径方向内縁は、径方向内面（３５）と、前記径方向内面（３５）の周りに配置された径方向外面（３６）と、前記径方向内面（３５）および前記径方向外面（３６）を互いに接続する前端面（３７）と、を形成し、前記前端面（３７）は、前記前端面（３７）が延在する延在平面（ＰＡ）を画定し、前記延在平面（ＰＡ）は、前記延在平面（ＰＡ）に直交して前記貫通孔（３１）を通過する軸方向（Ａ）と、前記軸方向（Ａ）に直交する径方向（Ｒ）を画定し、
前記径方向内面（３５）は、前記中間フランジ部（３４）に対して、前記セル（１）の外側に突出するように、前記軸方向（Ａ）と平行に延在する、加熱ボイラー用の熱交換セル（１）。
【請求項２】
前記径方向内面（３５）の前記軸方向（Ａ）に直交する断面が、前記軸方向（Ａ）に沿って一定である、請求項１に記載のセル（１）。
【請求項３】
前記径方向内面（３５）および前記径方向外面（３６）は、互いに重なるように畳み込まれて二重層となった金属薄板のそれぞれ２つの部分により形成される、請求項１または２に記載のセル（１）。
【請求項４】
前記フランジ（３０）は、１枚の金属薄板を塑性変形することにより、全体として一体に形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載のセル（１）。
【請求項５】
前記ケース（１０）内に設置された熱交換器（８０）であって、前記閉鎖フランジ（３０）に面する端螺旋巻線（８２）で終端する複数の巻線に合わせて、前記軸方向（Ａ）に沿って配置された螺旋軸を中心に螺旋状に巻かれた少なくとも１つの管状ダクト（８１）を備える熱交換器（８０）をさらに備え、
前記中間環状フランジ部（３４）は、前記端螺旋巻線（８２）に連続するように密着する形状に形成される、請求項１から４のいずれか１項に記載のセル（１）。
【請求項６】
前記中間環状フランジ部（３４）は、段差部（３８）により、前記中間環状フランジ部（３４）の各端部に結合される単一の螺旋輪に応じた形状に形成される、請求項５に記載のセル（１）。
【請求項７】
前記閉鎖フランジ（３０）は、前記径方向内縁（３３）から前記セル（１）内方に延在する軸方向突起（３９）を備え、前記軸方向突起（３９）は、前記閉鎖フランジ（３０）に対する前記交換器（８０）の中心位置決めを実現する、請求項６に記載のセル（１）。
【請求項８】
前記閉鎖フランジ（３０）は、前記径方向外縁（３２）から、前記径方向内縁（３３）に延在する少なくとも１つの平坦部（４３）を備え、前記平坦部（４３）は前記軸方向（Ａ）に直交する平面上に延在し、前記少なくとも１つの平坦部（４３）はそれぞれ、扉（６０）を前記閉鎖フランジ（３０）に締結するため、前記軸方向（Ａ）に沿って配置された対応する締結ピン（４１）を支持するように構成される、請求項１に記載のセル（１）。
【請求項９】
前記中間フランジ部（３４）は、前記セル（１）の内側を向き、前記中間フランジ部（３４）と前記交換器の前記端螺旋巻線（８２）との間に介在するように、封止材を収容する少なくとも１つの環状経路（４４）を有する、請求項５に記載のセル（１）。
【請求項１０】
前記貫通孔（３１）を閉じるように、前記閉鎖フランジ（３０）に脱着可能に締結されるように構成された扉（６０）をさらに備え、前記扉（６０）は、ディスク側面（６３）により画定され、耐火断熱材料を備えるディスク（６２）を備え、
前記径方向内面（３５）は、前記ディスク側面（６３）を、軸方向摺動可能なように囲い、外側から包むように構成される、請求項１から９のいずれか１項に記載のセル（１）。
【請求項１１】
互いに離間して、前記径方向内縁（３３）に沿って、前記閉鎖フランジ（３０）と前記扉（６０）との間に介在する、遮熱装置（５１）および煙封止装置（５２）をさらに備える、請求項１０に記載のセル（１）。
【請求項１２】
前記遮熱装置（５１）は、前記軸方向（Ａ）において、前記前端面（３７）と前記扉（６０）との間に介在する、請求項１１に記載のセル（１）。
【請求項１３】
前記煙封止装置（５２）は、前記径方向（Ｒ）で、前記閉鎖フランジの前記径方向外面（３６）と、前記扉（６０）の外周径方向封止縁（６５）との間に介在する、請求項１２に記載のセル（１）。
【請求項１４】
前記遮熱装置（５１）は、前記ディスク（６２）の前記側面（６３）から、前記径方向（Ｒ）に突出する、前記ディスク（６２）の環状外周突起（６６）であって、前記軸方向（Ａ）に直交する平面に延在し、前記閉鎖フランジ（３０）の前記前端面（３７）に軸方向において密着するように構成された当接面（６４）を形成する前記環状外周突起（６６）を備える、または前記環状外周突起（６６）により形成される、請求項１２または１３に記載のセル（１）。
【請求項１５】
前記遮熱装置（５１）は、前記径方向（Ｒ）で、前記閉鎖フランジ（３０）の前記径方向内面（３５）と、前記扉（６０）との間に介在する、請求項１１に記載のセル（１）。
【請求項１６】
前記煙封止装置（５２）は、前記軸方向（Ａ）において、前記前端面（３７）と前記扉（６０）との間に介在する、請求項１５に記載のセル（１）。
【請求項１７】
前記遮熱装置（５１）は、セラミック繊維コードガスケット、ガラス繊維コードガスケット、またはグラファイトガスケットから選択されるガスケット（５３）を備える、請求項１１に記載のセル（１）。
【請求項１８】
前記煙封止装置（５２）は、ゴムガスケットまたはシリコーンガスケットから選択されるガスケット（５４）を備える、請求項１１に記載のセル（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用または集合住宅用、産業または商業空間での使用が意図された、温水機器あるいは暖房または空調システムにおける使用が好ましいが、それに限られない、加熱ボイラー用熱交換セルに関する。
【０００２】
「熱交換セル」は、各収容ケース内に取り付けられた少なくとも１つの熱交換器を備え、交換器内を循環する第１熱伝達流体と、収容ケース内を循環する第２熱伝達流体との間で熱交換を起こすように構成されたユニットを意味する。
【０００３】
例えば、熱交換器は、加熱系に循環する前の第１熱伝達流体が通過するように構成される、複数の重複する巻線上に螺旋状に巻かれたダクトを備える。このダクトの中央空間で、第２熱伝達流体を加熱する燃焼が生じる。
【背景技術】
【０００４】
加熱ボイラー業界において、収容ケースと、その内部に取り付けられる熱交換器とを備える熱交換セルを利用することが知られている。
【０００５】
また、燃焼が生じる内部または中央空間を形成するように、複数の重複する巻線に合わせて巻かれたダクトまたはチューブを備える交換器を使用することも知られている。
【０００６】
この交換器は、ケース外部に面する前端巻線と、使用時にケース内部に面する反対側の後端巻線とを有する。したがって、前端巻線は、平坦ではなく螺旋状の前面を有する。
【０００７】
組立時、交換器がケース内部に挿入されて、保全動作用に交換器内への進入を可能とするように、内部空間に位置合わせされた中央開口部を有する閉鎖フランジにより、ケースが閉鎖される。
【０００８】
いくつかの公知の実施形態においては、フランジは成型金属薄板から形成された複数の要素が互いに組み付けられることで形成される。これにより、金属薄板の、ダイカストにより得られた要素よりも肉薄であることによる、より低い熱慣性という利点が得られる。
【０００９】
公知のセルはさらに、ケース、特にフランジに対して取り付けられることで、使用時に開口部を閉じる閉鎖扉をさらに備える。
【００１０】
扉は、その中央に締結された、耐火断熱材料製のディスクを備える。このディスクは使用時に、フランジの径方向内縁近傍の、フランジの開口部内に配置されるように構成される。
【００１１】
また、ある公知の熱交換セルは、金属薄板製の本体を有するフランジを有し、そのフランジは、フランジ開口部周りに配置された径方向内縁と、ケースに締結される径方向外縁と、これらを互いに接続し、平坦で、フランジ軸に対して直交する中間部とを有する。
【００１２】
径方向内縁は、平坦で、フランジ軸に対して直交する平面上に延在する。
【００１３】
また、扉は開口部を閉じるため、フランジの径方向内縁に対向し、当接する面を有する。
【００１４】
フランジと扉との間の封止を実現するため、背景技術に記載の上述の実施形態では、軸方向においてフランジと扉との間に介在し、軸方向に押圧された状態にとどまる少なくとも１つの環状ガスケットの使用が求められる。
【００１５】
背景技術に記載のこのようなガスケットは、断熱ディスクとフランジとの間に介在されない場合もあり得る。即ち、径方向内縁が平坦で、フランジ開口部軸に対して直交することで、ガスケットが径方向でこの縁と断熱ディスクとの間に介在不能となり、軸方向においてフランジと、扉との間にのみ介在可能となる。
【００１６】
したがって、燃焼領域から、フランジの径方向内縁へ、その間にガスケットが不在であることにより、大量の熱が送られてしまう。
【００１７】
一方で、背景技術によると、ガスケットは、径方向内縁よりも径方向外方の位置にのみ配置可能となりうる。したがって、このような手法では、フランジの内縁の径方向内端を、燃焼により達する高温から保護できない。実際には、このような縁は、燃焼室に対して直接曝され続ける。
【００１８】
少なくとも１つのガスケットは、このような内縁の近傍、即ち高熱応力を伴う領域に配置される。
【００１９】
これにより、ガスケットの急速な劣化が生じる。
【００２０】
したがって、背景技術よりも効率的に燃焼領域から、扉を断熱することが可能な熱交換セルを提供する必要性が感じられている。同時に、高熱応力から遮熱部と、煙封止部との両方をさらに保護する必要性も感じられている。
【００２１】
セルが正常に動作するには、煙封止部が前端巻線とフランジ内面との間に設けられるべきである。
【００２２】
このため、フランジ内面は、前端巻線に密着する必要がある。
【００２３】
しかし、複数の螺旋状巻線に合わせて巻かれた交換器では、前端巻線も螺旋状で、フランジに正面から対抗する面が平坦ではなく、螺旋形に合わせた形状となる。
【００２４】
その前端巻線の表面に面するフランジ面は、その間が封止されるよう、当該面に密着する必要がある。
【００２５】
この問題を解決する試みとして、フランジから離間するようにしてフランジに締結される、螺旋状要素を追加することが知られている。
【００２６】
その追加要素は、端巻線と、その追加要素自体との間の封止を実現可能とするが、欠点が伴う。
【００２７】
例えば、この追加要素による背景技術は、追加要素はフランジとは個別に製造されて、その後フランジに締結されることで、非常に複雑なフランジ構造を要する。これは製造コスト高に直結する。しかし、それよりも問題なのは、フランジと要素との組立体の質量の増加が生じることである。これによりその熱慣性が上がり、セルの熱効率低下を招く。実際には、追加要素はフランジに対して分離しているため、端巻線の理想的な冷却に寄与せずに、燃焼領域と、交換器外の周辺空間との間の流体封止のみを実現する。
【００２８】
フランジに対して前端巻線の表面を密着させるさらなる公知の試みとして、巻線の延長方向軸に沿った直線部を修正することで、端巻線を変形することが知られている。これにより、平坦フランジに対向して、接触する巻線の平坦形状の壁部を実現する。
【００２９】
前端巻線の直線部を変更することは、それを通過する流体の流れに悪影響を及ぼす。即ち、流れの状態が、層流状態から乖離してしまう。実際には、この部分の変更により、経路の中で、流体に速度および圧力変動が生じてしまう。これは、流れの乱れ、負荷損失、またはキャビテーションに繋がり得る。これらの効果は、セルの熱効率を低下させる。さらに、端巻線変形工程の実行は、間違いなく製造コスト増につながる。
【００３０】
したがって、金属薄板製のフランジを有する熱交換セルの熱効率を、セル自身の製造コストを抑えながら、向上させる必要性が感じられている。
【００３１】
特に、製造コストを最小限に抑えながら、遮熱部と煙封止部とに両方を高熱応力から保護するように、扉の燃焼領域に対する断熱性を向上させて製品寿命を延ばし、さらにセルの熱効率を向上させることのような、上記要件を同時に全て満たすことが可能な、金属薄板製のフランジを有する熱交換セルは、これら公知の手段のいずれによっても提示されていない。
【発明の概要】
【００３２】
本発明の目的は、上述の要件を満たし、背景技術にて挙げられた欠点の少なくとも一部を回避することが可能な熱交換セルを考案、提供することである。
【００３３】
特に、本発明の目的は、背景技術よりも効率的に燃焼領域から扉を断熱可能とする、金属薄板製のフランジを有する熱交換セルを提供することを目的とする。
【００３４】
本発明のさらなる目的は、燃焼領域から生じる高熱応力から、遮熱部と、煙封止部との両方をさらに保護することを可能とする熱交換セルを提供することである。
【００３５】
本発明のさらなる目的は、セル自身の熱効率を向上することが可能な熱交換セルを提供することである。
【００３６】
本発明のさらなる目的は、セル自身の製造コストを抑えることが可能な熱交換セルを提供することである。
【００３７】
本発明のさらなる目的は、特に、製造コストを最小限に抑えながら、遮熱部と煙封止部とに両方を高熱応力から保護するように、扉の燃焼領域に対する断熱性を向上させて製品寿命を延ばし、さらにセルの熱効率を向上させることのような、上記要件を同時に全て満たす金属薄板製のフランジを有する熱交換セルを提供することである。
【００３８】
これらとともにさらなる目的や利点が、請求項１に記載の熱交換セルにより、実現される。
【００３９】
さらなる目的、手段および利点が、以下に説明する実施形態に示され、独立請求項において記載される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
以下の図面を参照して、非限定的で例示的ないくつかの実施形態により、本発明を説明する。
【００４１】
【図１】図１は、本発明に係る熱交換セルの分解図である。
【図２】図２は、図１に示すセルの閉鎖フランジの正面図である。
【図３】図３は、図２の主軸を含む断面ＩＩＩによる、図２のフランジの断面図である。
【図４】図４は、図２の主軸を含む断面ＩＶによる、図２のフランジの断面図である。
【図５】図５および図６は、それぞれ２つの角度から、図２のフランジを見た２つの斜視図である。
【図６】図５および図６は、それぞれ２つの角度から、図２のフランジを見た２つの斜視図である。
【図７】図７は、図８の主軸を含む断面ＶＩＩによる、図２のフランジの組立体と、フランジに対応する熱交換器の部分断面図である。
【図８】図８は、図７の組立体の正面図である。
【図９】図９は、図８の主軸を含む断面ＩＸによる、図８の組立体の部分断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る、ケース、フランジ、扉、交換器が示された、主軸を含む断面による図１のセルの部分断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係るセルの詳細を、主軸を含む断面により示す部分断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施形態に係るセルの詳細を、主軸を含む断面により示す部分断面図である。
【図１３】図１３は、本発明のさらなる実施形態に係るセルの詳細を、主軸を含む断面により示す部分断面図である。
【図１４】図１４は、当接部により形成された軸方向遮熱装置が扉プレートに存在し、軸方向において、径方向内縁の前端面に対して当接および密着するような配置となるように構成され、径方向内縁の径方向外面の周りに径方向に収容される煙封止装置が存在するセルの詳細を、主軸を含む断面により示す部分断面図である。
【図１５】図１５は、遮熱装置が、径方向外側に開いた環状スロットに収容され、ディスクの側面と扉プレートとの間に介在され、前端面近傍に配置されて、径方向内縁の径方向外面の周りに径方向に収容される煙封止装置が存在するセルの詳細を、主軸を含む断面により示す部分断面図である。
【図１６】図１６は、遮熱装置が、径方向外側に開いた環状スロットに収容され、断熱ディスクの側面と扉プレートとの間に介在され、径方向内縁の径方向内面の軸方向中間位置に配置されて、扉プレート内に軸方向に入る環状溝内に収容された煙封止装置が存在するセルの詳細を、主軸を含む断面により示す部分断面図である。
【図１７】図１７は、遮熱装置が、断熱ディスクの径方向外側に突出し、フランジの径方向内縁の前端面に当接する環状歯により実現されて、扉プレートから軸方向に延在する環状縁から、扉プレート内に軸方向に入る、扉プレート内の環状溝内に収容された煙封止装置が存在するセルの詳細を、主軸を含む断面により示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図面を参照すると、本発明に係る加熱ボイラー用熱交換セルは、全体として参照符号１が付されている。
【００４３】
熱交換セル１は、内部空間を画定する側壁１１を備えるケース１０を備える。前記側壁１１は、ケースの前端の環状縁１５’に囲われた開放前端１４を有する。
【００４４】
セルはさらに、金属薄板製で、ケース１０内への進入を可能とするフランジ貫通孔３１を有する環状閉鎖フランジ３０を有する。
【００４５】
閉鎖フランジ３０は、貫通孔３１を囲うフランジ径方向内縁３３と、径方向内縁３３の周囲に設けられたフランジ径方向外縁３２と、フランジ径方向外縁３２およびフランジ径方向内縁３３を互いに接続する中間フランジ部３４とが形成される。
【００４６】
径方向内縁３３は環状であって、好ましくは円形である。
【００４７】
径方向外縁３２は、環状であって、好ましくは円形または丸角の多角形である。
【００４８】
フランジ径方向外縁３２は、ケースの前端の環状縁１５’に沿って、ケースの側壁１１に接続される。
【００４９】
一実施形態によると、セルは、扉６０を備える。扉６０は、耐火断熱材料を含む断熱ディスク６２を備え、貫通孔３１を閉じるように前記閉鎖フランジ３０対して着脱可能に締結される。
【００５０】
扉６０は、断熱ディスク６２が締結される、好ましくは金属製の扉プレート６１を備えてもよい。
【００５１】
断熱ディスク６２は、ディスク側面６３により画定されている。
【００５２】
径方向内縁３３は、径方向内面３５と、径方向内面３５の周りに設けられた径方向外面３６と、前記径方向内面３５および前記径方向外面３６を互いに接続する前端面３７とが形成されている。
【００５３】
一実施形態によると、径方向内面３５はディスク側面６３を囲い且つ外側から包み、前記径方向内面３５に対する前記ディスク６２の軸方向滑動を可能とするように構成されている。
【００５４】
前端面３７は、延在平面ＰＡ上に延在する。
【００５５】
この延在平面ＰＡにより、延在平面ＰＡに対して直交する軸方向Ａと、軸方向Ａに対して直行する径方向Ｒとが定義される。
【００５６】
軸方向Ａは、開口部３１を通過するように向けられる。
【００５７】
径方向内面３５は、前記中間フランジ部３４に対してセル１外方に突出するように、軸方向Ａに対して平行に延在する。
【００５８】
言い換えると、径方向内縁３３はセル１の外方に突出するように軸方向Ａに伸びる環形状となる。
【００５９】
さらに言い換えると、径方向内縁３３は軸方向Ａに沿った軸を有し、径方向内面３５と径方向外面３６とにより画定され、軸方向外方に延在して前端面３７で終端となる、管または袖形状となる。
【００６０】
一実施形態によると、径方向内縁３３の径方向内面３５と、断熱ディスク６２の側面６３とは相補関係にあり、使用時に扉６０がフランジ３０上に設置された状態では、互いに径方向に最小距離で配置される。
【００６１】
一実施形態によると、径方向内面３５の軸方向Ａに垂直な断面は、軸方向Ａに沿って一定である。
【００６２】
一実施形態によると、径方向内面３５は軸方向Ａに沿った中心軸を有し、実質的に円筒形または角柱状である。好ましくは、断熱ディスク６２の側面６３も、軸方向Ａに沿った中心軸を有し、実質的に円柱または角柱状である。
【００６３】
一実施形態によると、径方向内面３５と、径方向外面３６とは、互いに重なるように畳み込まれて二重層となった金属薄板のそれぞれ２つの部分により形成される。
【００６４】
これら金属薄板の２つの部位は、例えば円筒形である。
【００６５】
別の実施形態によると、径方向内面３５と径方向外面３６とは、単一の金属薄板の部分の互いに反対の２つの面により形成される。
【００６６】
一実施形態によると、径方向外面３６は径方向内面３５を囲い、径方向内面３５に対して平行となる。
【００６７】
一実施形態によると、例えば図１１から図１３に示すように、セル１は遮熱装置５１と、煙封止装置５２とを備える。これら装置は互いに離間した状態で、径方向内縁３３に沿って閉鎖フランジ３０と扉６０との間に介在する。
【００６８】
これら２つの別個の遮熱部および封止装置が存在することで、これらに要される固有の特徴の最適化が可能となる。
【００６９】
いくつかの実施形態によると、図１２および図１３に示すように、遮熱装置５１は、軸方向Ａにおいて前端面３７と扉６０との間に介在する。
【００７０】
言い換えると、遮熱装置は径方向内縁の、燃焼領域に面した端の反対側の外端に配置される。断熱ディスクは側面が径方向内面に包まれていることから、径方向内面を一部熱応力から保護する。この構成の利点として、径方向内縁における軸方向外方端における温度が、その軸方向内方端における温度よりも低くなる。これにより、断熱ディスク６２による遮熱装置５１の部分的保護が実現される。
【００７１】
一実施形態によると、例えば、図１２に示すように、遮熱装置５１は、前記断熱ディスク６２の側面６３から径方向Ｒに突出する、ディスク６２の環状外周突起６６を備える、または環状外周突起６６により形成される。
【００７２】
この環状突起６６は、断熱ディスク６２と一体に形成されてもよい。
【００７３】
環状外周突起６６は、軸方向Ａに垂直な平面に沿って延在し、閉鎖フランジ３０の前端面３７に対して軸方向に密着するように構成された当接面６４を形成する。
【００７４】
したがって、断熱ディスク６２そのものが遮熱部として動作し、さらなる遮熱装置を使用する必要性をなくすことができる。
【００７５】
図１２および図１３にさらに示すように、煙封止装置５２は径方向Ｒで、閉鎖フランジの径方向内縁の径方向外面３６と、前記扉６０の外周径方向封止縁６５との間に介在する。
【００７６】
言い換えると、煙封止装置５２は、閉鎖フランジの径方向内縁の径方向外面３６に収容される、さらに／あるいは締結される。
【００７７】
また、径方向内面３５が断熱ディスク６２の側面を包むという特徴は、煙封止装置の高温に対する保護に特に有利となる。実際には、径方向内面３５から最小距離の側面６３を有するディスク６２も、煙封止装置５２が取り付けられるフランジ径方向内縁３３の径方向外面３６を高温から保護する。
【００７８】
別の実施形態によると、例えば図１１に示すように、遮熱装置５１は径方向Ｒにおいて、閉鎖フランジ３０の径方向内面３５と、扉６０との間に介在する。
【００７９】
したがって、この遮熱装置５１は煙封止装置５２の軸方向上流に配置される。
【００８０】
煙封止装置５２は、例えば軸方向Ａにおいて、前端面３７と扉６０との間に介在されてもよい。
【００８１】
また、本実施形態によると、径方向内面３５が断熱ディスク６２の側面を包むという特徴は、煙封止装置の高温に対する保護に特に有利である。実際には、径方向内面３５から最小距離の側面６３を有する断熱ディスク６２も、煙封止装置５２が取り付けられるフランジ径方向内縁３３の径方向外面３６を高温から保護する。
【００８２】
一実施形態によると、遮熱装置５１は、セラミック繊維コードガスケット、ガラス繊維コードガスケット、またはグラファイトガスケットから選択されるガスケット５３を備える。
【００８３】
一実施形態によると、煙封止装置５２は、ゴムガスケットまたはシリコーンガスケットから選択されるガスケット５４を備える。
【００８４】
一実施形態によると、セル１は、ケース１０内に設けられた熱交換器８０を備える。
【００８５】
交換器８０は、前記閉鎖フランジ３０に面する前端螺旋巻線８２で終端する複数の巻線に合わせて、軸方向Ａに沿って配置された一致した螺旋軸を中心に螺旋状に巻かれた少なくとも１つの管状ダクト８１を備えるタイプのものである。
【００８６】
中間環状フランジ部３４は、前端螺旋巻線８２に対して連続するように密着するような有利な形状を有してもよい。
【００８７】
したがって、フランジ３０、特に中間フランジ部３４は、フランジと、交換器８０の前端巻線８２との間の煙封止能の向上、前端巻線８２との接触による中間フランジ部３４の冷却という２つの機能を有する。
【００８８】
実際には、この前端巻線８２は、交換器の出口に配置されて、好ましくは加熱流体が、加熱系に供給される直前に通過するものである。
【００８９】
この前端巻線８２を通過する加熱流体は、温度が約８０から９０度となる。これは扉が面する、燃焼が生じる交換器の中央空間の温度（約８００〜９００度）と比較するとかなり低い。
【００９０】
したがって、中間フランジ部が前端巻線８２に密着することで、フランジ温度を８００〜９００度から８０〜９０度に下げることができ、これにより遮熱装置と煙封止装置が高温から保護される。
【００９１】
一実施形態によると、中間環状フランジ部３４は、その端部に段差部３８を介して結合される、単一の螺旋輪に応じた形状とされる。図９は、当該段差部の一例を示す断面図である。
【００９２】
螺旋の軸は、好ましくは軸方向Ａに沿っており、ケースの中央軸Ｃ−Ｃに一致する。
【００９３】
この螺旋輪は、セルに対して軸方向外方の位置の第１端３４’と、セルに対して軸方向内方の位置の第２端３４’’とで終端され、第１端３４’と、第２端３４’’とは、好ましくは丸みを帯びた段差部３８により互いに接続される。
【００９４】
一実施形態によると、管状ダクト８１は、その延在方向において一定の断面形状を有する。その断面形状は平坦とされているので、互いに反対側の、軸方向を基準とした上下側８３および８４が、実質的に直線的になる。
【００９５】
この場合、中間環状フランジ部３４は平坦螺旋体の形状となる。
【００９６】
一実施形態によると、例えば、図７に示すように、フランジＤ１の開口部の直径が、交換器の内径Ｄ２と実質的に等しい。
【００９７】
一実施形態によると、例えば図１１から図１３に示すように、閉鎖フランジ３０は、径方向内縁３３からセル１内方に延在する軸方向突起３９を備える。軸方向突起３９は、閉鎖フランジ３０に中心に、交換器８０を位置決めできるようにする。
【００９８】
一実施形態によると、例えば図１から図８に示すように、閉鎖フランジ３０は、好ましくは軸方向Ａに対して垂直な平面に沿って配置される少なくとも１つの平坦部４３を備える。
【００９９】
一実施形態によると、少なくとも１つの平坦部は径方向外縁３２側から径方向内縁３３側へ延在する。
【０１００】
その各平坦部４３は、扉６０を閉鎖フランジ３０に締結するように、軸方向Ａに沿って配置された対応する締結ピン４１を支持するように構成される。
【０１０１】
一実施形態によると、セル１は、扉６０を閉鎖フランジ３０に締結するための着脱式締結手段４０を備える。
【０１０２】
着脱式締結手段４０は、少なくとも１つの前記締結ピン４１と、少なくとも１つの対応する貫通孔４２とを備える。締結ピン４１は、少なくとも１つの平坦部４３で閉鎖フランジ３０に締結され、軸が軸方向Ａに沿うように配置され、閉鎖フランジ３０からセル１外方に突出する。貫通孔４２は、扉６０に形成され、前記扉６０をフランジ３０に組み付ける際に、締結ピン４１を摺動して収容する。
【０１０３】
一実施形態によると、中間フランジ部３４は、セル１の内側を向き、中間フランジ部３４と、交換器の端螺旋巻線８２との間に介在するように、封止材を収容する少なくとも１つの環状経路４４を有する。
【０１０４】
一実施形態によると、セル１は、中間フランジ部３４と、交換器の端螺旋巻線８２との間を確実に封止するように、中間フランジ部３４と、交換器の端螺旋巻線８２との間に介在された封止材を備える。
【０１０５】
この封止材は、上述の少なくとも１つの環状経路４４内に配置されることが好ましい。
【０１０６】
一実施形態によると、閉鎖フランジ３０は、閉鎖フランジ３０をケース１０に対して正しく配向されるように、ケース１０内に形成された対応する係合部４６と係合する回転防止及び配向用突起４５を備える。
【０１０７】
一実施形態によると、前記径方向外縁３２の外周部３２’を、ケース１０の第２側壁端１５の環状縁１５’の周りに折り込むことで、閉鎖フランジ３０の径方向外縁３２がケースの第２側壁端１５に締結される。
【０１０８】
一実施形態によると、フランジ３２の径方向外縁は、前端面３７の延在平面ＰＡに平行な平面に沿って延在する。
【０１０９】
一実施形態によると、径方向外縁３２は円形で、径方向内縁３３に対して同心または同軸となる。
【０１１０】
一実施形態によると、ケース１０は、径方向Ｒに沿って合わせて互いに組み付けることでケース１０を形成する、２つのケース半体１２、１３を備える。
【０１１１】
一実施形態によると、軸方向Ａに対して平行であるか、軸方向Ａを含む離間平面により、２つのケース半体１２、１３が互いに離間してもよい。
【０１１２】
一実施形態によると、側壁１１はケース中央軸Ｃ−Ｃが軸方向Ａに平行になるようにして、略円筒形であり、ケース１０は側壁１１の後端を閉じる後壁を備える。
【０１１３】
一実施形態によると、ケース１０はプラスチック材料製である。
【０１１４】
一実施形態によると、ケース１０、交換器８０、フランジ３０、径方向内面３５、扉６０、ディスク６２は、側壁１１のケース中央軸Ｃ−Ｃに一致する軸により、全て互いに同軸となる。
【０１１５】
好適な実施形態によると、１枚の金属薄板を塑性変形することで、フランジ３０は全体的として一体形成される。
【０１１６】
これにより、以下に記載のものを含む複数の利点が得られる。
【０１１７】
例えば、閉鎖フランジは塑性変形により成形された、または深絞りされた単一の金属薄板から形成されるので、異なる複数の要素の製造、組立に要する多数の動作を避けることができる。ただし、経済的利点のみではない。
【０１１８】
実際には、径方向内縁３３と、中間フランジ部３４とを単一部材で形成することで、その間に構造的連続性が容易に実現でき、溶接であれば発生する内部応力領域の発生を防止できる。とりわけ、異なる複数の部材を互いに組み付ける場合には、温度変化が生じると、異なる複数の熱膨張につながり、したがって、それら部材間の機械応力増大につながるが、上述のフランジにより、そのような温度変化への耐性が実現できる。
【０１１９】
同様に、単一の金属薄板を元に、フランジの全ての部位を一体形成するという特徴により、更なる構成要素の追加を要することなく、複数の機能を実施可能となる。
【０１２０】
実際には、径方向内面３５は断熱ディスク６２の側面６３と協働で、扉の断熱に寄与し、径方向遮熱装置５１を支持してもよい。径方向外面３６は、熱から保護するように煙封止装置またはガスケットを収容してもよい。前端面３７も協働して、遮熱部５１または煙封止部５２の形成に寄与してもよい。
【０１２１】
さらに、中間フランジ部３４が交換器８０の前端巻線８２に密着することで、フランジ３０を冷却してもよい。
【０１２２】
金属薄板で形成した径方向外縁３２は、単純に塑性巻込変形工程により、フランジのケースの側壁に折り込まれることで、非着脱式組付けを容易にする。
【０１２３】
単一の金属薄板から塑性変形により、フランジ３０全体を一体形成することで、なによりも塑性変形およびより少ない成形工程により、径方向内縁３３、径方向外縁３２、螺旋状に形成される中間部３４、平坦部４３、軸方向突起３９というフランジ部位を全て、その間に完全な構造的連続性を確保した上で形成できる。
【０１２４】
本発明の別の態様によると、上述の熱交換セル１用の扉６０により、上述の目的や利点が実現される。
【０１２５】
上述の熱交換セル１は、内部空間を画定し、開放前端１４を有する側壁１１を備えるケース１０を備える。
【０１２６】
開放前端１４を閉じるように側壁１１に締結される金属薄板製の環状閉鎖フランジ３０が、ケース１０に対応付けられる。
【０１２７】
閉鎖フランジ３０は、前記セル１外方に突出する、管状のフランジ径方向内縁３３に囲われるフランジ貫通孔３１を有する。
【０１２８】
扉６０は、耐火材を含む断熱ディスク６２を備える。
【０１２９】
断熱ディスク６２により、この断熱ディスク６２に対する扉軸方向ＡＰおよび扉径方向ＡＲが画定される。
【０１３０】
断熱ディスク６２は、繋がったディスク側面６３により側方が画定される。
【０１３１】
扉６０はさらに、ディスク６２が締結される扉プレート６１を備える。扉プレート６１は、ディスク側面６３のつながった外周輪郭に沿って延在する、実質的に平坦な扉結合面６７を画定する。
【０１３２】
扉結合面６７は、ディスク側面６３に直交するように配置される。
【０１３３】
扉は遮熱装置５１と、煙封止装置５２とを有し、遮熱装置５１と煙封止装置５２との少なくとも１つが、径方向ＡＲにおいて扉と協働するように構成される。
【０１３４】
一実施形態によると、遮熱装置５１が扉径方向ＡＲにおいて前記扉６０と協働するように配置され、煙封止装置５２が扉軸方向ＡＰにおいて扉６０と協働するように配置される。例えば、図１１および図１６にそのような実施形態を示す。
【０１３５】
一実施形態によると、遮熱装置５１は、ディスクの側面６３から、扉内に扉径方向ＡＲに入る径方向スロット内に収容される環状サーマルガスケット５３を備え、前記煙封止装置５２は、扉プレート６１内に扉軸方向ＡＰに入る軸方向スロット内に収容される環状封止ガスケット５４を備える。
【０１３６】
一実施形態によると、遮熱装置５１が扉軸方向ＡＰにおいて前記扉６０と協働するように配置され、前記煙封止装置５２が扉径方向ＡＲにおいて前記扉６０と協働するように配置される。例えば、図１２，図１３，図１７にそのような実施形態を示す。
【０１３７】
一実施形態によると、遮熱装置５１は断熱ディスク６２の前記側面６３から外方に、径方向に突出する環状突起６６により形成されて、前記煙封止装置５２は、前記扉結合面６７に対して軸方向に突出する環状縁６５に向かって、扉径方向ＡＲにおいて前記扉に径方向に作用する封止ガスケットを備える。
【０１３８】
一実施形態によると、遮熱装置５１は断熱ディスク６２の前記側面６３から外方に、径方向に突出する環状突起６６により形成されて、前記煙封止装置５２は、扉プレート６１内に扉径方向ＡＲに入る環状スロット内に収容される。
【０１３９】
一実施形態によると、遮熱装置５１は、扉プレート６１内に扉軸方向ＡＰに入る軸方向スロット内に収容されるサーマルガスケット５３を備え、前記煙封止装置５２は、前記扉結合面６７に対して軸方向に突出する環状縁６５に向かって、扉径方向ＡＲにおいて前記扉に径方向に作用する封止ガスケットを備える。
【０１４０】
一実施形態によると、前記遮熱装置５１と、前記煙封止装置５２との両方が、扉径方向ＡＲにおいて前記扉と協働する。図１４および図１５に本実施形態を示す。
【０１４１】
一実施形態によると、フランジ径方向内縁３３から最小距離に置かれた状態で、ディスク６２の側壁６３により遮熱装置が形成され、前記煙封止装置５２は、前記扉結合面６７に対して軸方向に突出する環状縁６５に向かって、扉径方向ＡＲにおいて前記扉に径方向に作用する煙封止ガスケット５４を備える。
【０１４２】
一実施形態によると、遮熱部５１は、ディスクの側面６３から、扉内に扉径方向ＡＲに入る径方向スロットに収容される環状サーマルガスケット５３を備え、煙封止装置５２は、前記扉結合面６７に対して軸方向に突出する環状縁６５に向かって、扉径方向ＡＲにおいて前記扉に径方向に作用する煙封止ガスケット５４を備える。
【０１４３】
一実施形態によると、遮熱装置５１は、セラミック繊維コードガスケット、ガラス繊維コードガスケット、またはグラファイトガスケットから選択されるサーマルガスケット５３を備える。
【０１４４】
一実施形態によると、煙封止装置５２は、ゴムガスケットまたはシリコーンガスケットから選択されるガスケット５４を備える。
【０１４５】
状況に応じてニーズを満たすために、当業者は、以下の請求項の範囲から逸脱することなく、上述の装置の実施形態の構成要素を、他の機能的に同等のものに変更、適用、置換してもよい。可能な実施形態に属するものとして記載されたそれぞれの特徴は、上述の他の実施形態とは独立して達成されてもよい。
【０１４６】
上述のそれぞれ異なる機能を実現するために必要な手段や材料は、本発明の範囲から逸脱することなく、異なる性質の手段や材料であってもよい。
【０１４７】
本明細書に記載のあらゆる特徴は、それらの特徴の少なくとも一部が互いに両立しない場合を除き、任意に組み合わせてもよい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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