(57)【要約】  ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の吐出アプリケーターと関連して用いられる発泡体熱交換器が、開放気泡網状発泡体構造を有する発泡体を含む。発泡体の開放気泡網状構造に起因して、空気と接触する発泡体熱交換器の表面積は大幅に増大する。加えて、発泡体熱交換器の開放気泡網状構造によって、空気流はまた抵抗および乱流を受けて、更に、熱交換器から被処理空気流への向上した熱エネルギー伝達によって熱交換器の加熱効率を高め、それによって、同様のサイズの従来の熱交換器に比べて大幅により大量の空気を加熱することができる。
2015506067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置と関連して用いられる熱交換器組立体であって、前記吐出装置に関連した吐出ノズルに供給される空気へ熱エネルギーを伝達する該熱交換器組立体において、
熱交換器本体と、
前記熱交換器本体内に配置された発泡体熱交換器と、
圧縮空気が前記発泡体熱交換器を通って流れることができるように前記圧縮空気を前記熱交換器本体内へ供給する空気流入口と、
前記発泡体熱交換器から、ホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置の吐出ノズルに向けて加熱された空気を供給する空気流出口と、
前記発泡体熱交換器と動作可能に関連付けられる電力機構であって、前記発泡体熱交換器を加熱させ、それによって、前記圧縮空気が前記空気流入口から前記発泡体熱交換器を通って前記空気流出口まで流れるとき、前記発泡体熱交換器が前記圧縮空気を加熱可能とした電力機構とを具備する熱交換器組立体。
【請求項２】
前記電力機構は、前記発泡体熱交換器に直接電気的に接続される請求項１に記載の熱交換器組立体。
【請求項３】
前記発泡体熱交換器を加熱するように、前記電力機構に電気的に接続されるとともに前記発泡体熱交換器と動作可能に関連付けられる電気ヒーターを更に具備する請求項１に記載の熱交換器組立体。
【請求項４】
前記電気ヒーターはヒーターコイルを含む請求項２に記載の熱交換器組立体。
【請求項５】
前記発泡体熱交換器は管状部材を含み、
前記ヒーターコイルは、前記管状の発泡体熱交換器内で同軸状に内部配置される請求項４に記載の熱交換器組立体。
【請求項６】
前記ヒーターコイルのうちの個々のコイルが、前記空気流入口から前記発泡体熱交換器を通って前記空気流出口へ流れる前記空気に特有の圧力降下を補償するように、前記熱交換器本体の前記空気流出口に対応する前記ヒーターコイルの下流端部よりも、前記熱交換器本体の前記空気流入口に対応する前記ヒーターコイルの上流端部においてより高い密度で巻かれている請求項４に記載の熱交換器組立体。
【請求項７】
前記発泡体熱交換器と前記ヒーターコイルとの間に介装されるヒーターコイルシースを更に具備する請求項４に記載の熱交換器組立体。
【請求項８】
前記ヒーターコイルシースは管状部材を含む請求項７に記載の熱交換器組立体。
【請求項９】
前記管状部材を含む前記発泡体熱交換器の内周面部が、前記管状部材を含む前記ヒーターコイルシースの外周面部と接触して配置される請求項８に記載の熱交換器組立体。
【請求項１０】
前記発泡体熱交換器は、開放気泡網状発泡体構造を含む請求項１に記載の熱交換器組立体。
【請求項１１】
前記開放気泡網状発泡体構造は、十四面体幾何学構成を有する複数の気泡を含む請求項１０に記載の熱交換器組立体。
【請求項１２】
前記発泡体熱交換器は、金属、炭素、およびセラミック材料を含む群から選択される材料から作製される請求項１に記載の熱交換器組立体。
【請求項１３】
前記金属は、アルミニウム、炭化ケイ素、および銅を含む群から選択される請求項１２に記載の熱交換器組立体。
【請求項１４】
ホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置であって、
ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料を下方に配置された基材または製品上へ吐出する吐出ノズルと、
熱交換器本体と、
前記熱交換器本体内に配置された発泡体熱交換器と、
圧縮空気が前記発泡体熱交換器を通って流れることができるように前記圧縮空気を前記熱交換器本体内へ供給する空気流入口と、
前記発泡体熱交換器から、該ホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置の前記吐出ノズルに向けて加熱された空気を供給する空気流出口と、
前記発泡体熱交換器と動作可能に関連付けられる電力機構であって、前記発泡体熱交換器を加熱させ、それによって、前記圧縮空気が前記空気流入口から前記発泡体熱交換器を通って前記空気流出口まで流れるとき、前記発泡体熱交換器が前記圧縮空気を加熱可能とした電力機構とを具備するホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項１５】
前記電力機構は、前記発泡体熱交換器に直接電気的に接続される請求項１４に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項１６】
前記発泡体熱交換器を加熱するように、前記電力構造体に電気的に接続されるとともに前記発泡体熱交換器と動作可能に関連付けられる電気ヒーターを更に具備する請求項１４に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項１７】
前記電気ヒーターはヒーターコイルを含む請求項１６に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項１８】
前記発泡体熱交換器は管状部材を含み、
前記ヒーターコイルは、前記管状の発泡体熱交換器内で同軸状に内部配置される請求項１７に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項１９】
前記ヒーターコイルのうちの個々のコイルが、前記空気流入口から前記発泡体熱交換器を通って前記空気流出口へ流れる前記空気に特有の圧力降下を補償するように、前記熱交換器本体の前記空気流出口に対応する前記ヒーターコイルの下流端部よりも、前記熱交換器本体の前記空気流入口に対応する前記ヒーターコイルの上流端部においてより高い密度で巻かれている請求項１７に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項２０】
前記発泡体熱交換器と前記ヒーターコイルとの間に介装されるヒーターコイルシースを更に具備する請求項１８に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項２１】
前記ヒーターコイルシースは管状部材を含む請求項２０に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項２２】
前記管状部材を含む前記発泡体熱交換器の内周面部が、前記管状部材を含む前記ヒーターコイルシースの外周面部と接触して配置される請求項２１に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項２３】
前記発泡体熱交換器は、開放気泡網状発泡体構造を含む請求項１４に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項２４】
前記開放気泡網状発泡体構造は、十四面体幾何学構成を有する複数の気泡を含む請求項２３に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項２５】
前記発泡体熱交換器は、金属、炭素、およびセラミック材料から選択される材料から作製される請求項１４に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【請求項２６】
前記金属は、アルミニウム、炭化ケイ素、および銅を含む群から選択される請求項２５に記載のホットメルト接着剤または他の熱可塑性樹脂の吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の吐出アプリケーターに関連して用いられる加熱装置に関し、より詳細には、新規で改良された発泡体熱交換器に関する。この発泡体熱交換器は、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料をアプリケーター放出装置の吐出ノズルから下にある基材または製品上へ効果的に運ぶために、また、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料を十分に熱く、粘着性があり、かつ流体であるすなわち流動性があるように変えてそれを維持するために、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の吐出アプリケーター放出装置に向けて導かれる流入空気を加熱する。その結果、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料を実際に、アプリケーター放出装置のノズルから下にある基材または製品上へ適切に吐出することができる。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１１年１２月９日に出願された米国仮特許出願第６１／６３０３３７号の関連出願であり、米国仮特許出願第６１／６３０３３７号に基づき、該米国仮特許出願第６１／６３０３３７号から有効に変更された特許出願である。本願は、この米国仮特許出願の出願日の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
基材または製品が、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の吐出塗布動作またはサイクル中に製品加工ラインに沿ってアプリケーターの吐出弁の下を通過するときに、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料が、下にある基材または製品上に噴霧されるかまたは別様に吐出されて蒸着される、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の吐出アプリケーター装置に関して、圧縮空気は最初に吸気マニホールド内へ導かれる。この空気は次いで、加熱され、また、実際にホットメルト接着剤または他の熱可塑性材を吐出ノズルから下にある基材または製品上へ運ぶためだけでなく、更には、吐出されるホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料を所定の温度レベルまで加熱するためにアプリケーター放出装置に連通している通路に沿って導かれる必要がある。所定の温度レベルにおいて、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料は、実際に、下にある基材若しくは製品上へ噴霧されるかまたは別様に吐出されることができるように、十分に熱く、粘着性があり、かつ流体であるすなわち流動性があるように効果的に変えられる。従来、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の上述した加熱に対して用いられる手段は、適した熱交換器を含む。しかしながら、従来の熱交換器には構造的な限界がある。例えば、いくつかの従来の熱交換器は、熱交換器の総表面積を効果的に増大させるように、熱交換器構造内へ組み込まれるバッフルおよび／または機械仕上げ面を有する。加熱される空気は、熱交換器と接触してそれによって加熱される。残念ながら、そのような熱交換器の表面積は、そのような構造的変更では或る特定の大きさ（degree）までしか増大させることができない。加えて、バッフルおよび／または機械仕上げ面の数が増加するにつれて、熱交換器の複雑さおよび製造コストは、商業上の点から見ると考慮すべき重要な要素となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、熱交換器の効果的な表面積が、対応して熱交換器の複雑さおよび製造コストに悪影響を及ぼさずにより大量の空気を加熱することができるように、加熱される空気に対して熱交換器の加熱効率を高めるために大幅に増大される、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の吐出アプリケーターと関連して用いられる、新規で改良された熱交換器に対するニーズが当該技術分野において存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述の目的および他の目的は、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の吐出アプリケーターと関連して用いられる新規で改良された発泡体熱交換器を提供することによって、本発明の教示および原理に従って達成される。より詳細には、発泡体熱交換器は、開放気泡網状発泡体構造を有する発泡体を含む。更に他に、網状発泡体構造の各気泡が、十四面体の構成である幾何学構成を含むことができる。発泡体構造は、例えば、アルミニウム、炭化ケイ素、または銅等の適した金属から作製することができるか、または代替的には、発泡体構造は、炭素発泡体構造としてまたはセラミック発泡体構造として作製することができる。容易に理解することができるように、発泡体の開放気泡網状構造に起因して、空気と接触する発泡体熱交換器の表面積は大幅に増大する。加えて、発泡体の開放気泡網状構造によって、空気流はまた抵抗および乱流を受けて、更に、熱交換器から被処理空気流への向上した熱エネルギー伝達によって熱交換器の加熱効率を高め、それによって、同様のサイズの従来の熱交換器に比べて大幅により大量の空気を加熱することができる。
【０００６】
本発明の種々の他の特徴および付随する利点は、複数の図を通して同様の参照符号が同様の部分または対応する部分を示す添付の図面と関連して考慮される場合、以下の詳細な説明からより十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の新規で改良された発泡体熱交換器が内部に組み込まれている、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の吐出アプリケーターの側方立面図である。
【図２】本発明の原理および教示に従って構成されているとともに熱交換器本体内に配置されている、新規で改良された発泡体熱交換器組立体の長手方向断面図である。
【図３】図２内に開示されている新規で改良された発泡体熱交換器組立体の長手方向拡大断面図であり、熱交換器コイルの細部、熱交換器コイルへの電気接続部の細部、および熱交換器シース内の熱交換器コイルの配置を示し、加熱された空気が導かれる際に通過する発泡体熱交換器が熱交換器シースと接触して配置されている。
【図４】走査型電子顕微鏡によって提供される、発泡体熱交換器を構成する網状十四面体発泡体の一部分の絵画図であり、発泡体の自然構造によって生じる開放気泡および細孔の間に存在する内部構造および関係を示す。
【図５】電源が発泡体熱交換器に直接接続されている本発明の第２の実施形態を開示するという点を除いて図３と同様の長手方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ここで、図面、より詳細には図面の図１を参照すると、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の吐出アプリケーター組立体が図示されており、また参照符号１００によって全体的に示されている。
【０００９】
より詳細には、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の吐出アプリケーター組立体１００は、加圧噴霧アプリケーター１０２を備えることが見てとれる。吐出ノズル１０６を含むホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の放出装置１０４が、加圧噴霧アプリケーター１０２にしっかりと固定されている。ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料は、図２において１０８で示されているように、吐出ノズル１０６から実際に吐出される。
【００１０】
既知であるように、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性樹脂の放出装置１０４は、図示されていない垂直方向往復式吐出制御弁を備え、ソレノイド制御弁組立体１１０が、図示されていない吐出制御弁の、その開放位置とその閉鎖位置との間での配置を制御するように、図示されていない垂直方向往復式吐出制御弁と動作可能に関連付けられる。ソレノイド制御弁組立体１１０には、同様に既知であるように、制御空気入口継手１１２と、一対の制御空気出口継手１１４、１１６とが設けられており、これらの制御空気入口継手および制御空気出口継手は、図示されていない吐出制御弁の垂直方向の配置を制御する。電気コネクター１１８が、電力をソレノイド制御弁組立体１１０に供給するようにソレノイド制御弁組立体１１０の上にしっかりと固定されている。加えて、別の電気コネクター１２０が同様に、電力を、加圧噴霧アプリケーター１０２内に配置される図示されていないヒーターに供給するように加圧噴霧アプリケーター１０２にしっかりと固定されている。その結果、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料が搬送される際に通過する加圧噴霧アプリケーター１０２内の温度域は、所定の温度レベルに維持される。
【００１１】
ここで、図１を続けて参照して、また更に図２を参照して、本発明の新規で改良された発泡体熱交換器組立体の説明が記載される。より詳細には、新規で改良された発泡体熱交換器組立体は、加圧噴霧アプリケーター１０２の下に配置されるとともに加圧噴霧アプリケーター１０２の底面部に当接している熱交換器本体１２２を備え、加えて、熱交換器本体１２２の下流端部も、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の放出装置１０４と当接して配置されていることが見てとれる。熱交換器本体１２２の上流端部は、その上面部上に取り付けられている流入空気マニホールド１２４を有しており、流入空気継手１２６は、流入空気マニホールド１２４に連通している。流入空気継手１２６は、図２においてＩＮで示されている加圧空気の供給を受け取るように構成される。加圧空気は、本発明の新規で改良された熱交換器組立体によって加熱される。加えて、電気スプライスすなわち電気接合部１２８が、熱交換器本体１２２の上流端部の上流端面にしっかりと接続されており、電気コネクター１３０が、より詳細に後述するように、電力を電気スプライスすなわち電気接合部１２８に供給するように電気スプライスすなわち電気接合部１２８に電気的に接続されている。
【００１２】
ここで、特に図２を参照して、新規で改良された発泡体熱交換器組立体の詳細がここで開示される。より詳細には、熱交換器本体１２２には、その長手方向上流側半分の端部内に拡大ボア１３２が設けられており、熱交換器本体１２２の長手方向下流側半分の端部内に、軸方向に向けられた流体通路１３４が形成されていることが見てとれる。軸方向に向けられた流体通路１３４はその上流端部が、テーパー状境界面すなわち移行部１３６によって拡大ボア１３２に連通しており、軸方向に向けられた流体通路１３４はその下流端部が、軸方向に向けられた流体通路１３８の上流端部に連通している。流体通路１３８は、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料の放出装置１０４内に形成される。軸方向に向けられた流体通路１３８の下流端部は、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料をノズル１０６から下にある基材または製品上へ運ぶためだけではなく、更には、吐出されるホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料を所定の温度レベルまで加熱するために、加熱された空気を吐出ノズル１０６に供給するように吐出ノズル１０６に連通している。所定の温度レベルにおいて、ホットメルト接着剤その他の熱可塑性材料は、実際に、下にある基材または製品上へ噴霧されるかまたは別様に吐出されることができるように、十分に熱く、粘着性があり、かつ流体であるすなわち流動性があるように効果的に変えられる。
【００１３】
図２を続けて参照すると、流入空気継手１２６はその上流端部が、図示されていない圧縮空気の供給源にしっかりと接続されるように構成されており、流入空気継手１２６には軸方向に向けられた流体通路１４０が設けられていることが更に見てとれる。流入空気マニホールド１２４には、軸方向に向けられた流体通路１４０の下流端部に連通しているプレナムチャンバー１４２が設けられている。加えて、流入空気マニホールド１２４には、軸方向に向けられた流体通路１４０に対して垂直方向にすなわち直交して向けられている流体通路１４４も設けられている。流体通路１４４の上流端部がプレナムチャンバー１４２に連通しており、熱交換器本体１２２の側壁部には、流体通路１４４の下流端部と位置合わせされており、かつ連通している開口１４６が設けられている。したがって、熱交換器本体１２２の内部拡大ボア１３２の上流端部は、流入空気マニホールド１２４および流入空気継手１２６に連通している。環状シール組立体１４８が、熱交換器本体１２２の開放端部に隣接して配置されるとともに開口１４６の真横に配置されるように内部拡大ボア１３２内にしっかりと固定されて、熱交換器本体１２２の開放端部を効果的に閉鎖およびシールすることも見てとれる。加えて、細長い管状すなわち環状の部材の構成を有する発泡体熱交換器１５０も、熱交換器本体１２２の内部拡大ボア１３２内に配置されていることが見てとれる。発泡体熱交換器１５０の上流端部が、同様に開口１４６の真横に配置されているが、開口１４６に対して環状シール組立体１４８が位置する側と反対側である開口１４６の側部に配置されており、発泡体熱交換器１５０の下流端部は、内部ボア１３２のテーパー状境界面すなわち移行部１３６の付近内に配置されている。このようにして、環状流体通路１５１が環状シール組立体１４８と発泡体熱交換器１５０の上流端部との間に形成されることを理解することができる。端の開いている管状部材の形態のヒーターコイルシース１５２が、ヒーターコイルシース１５２の外周壁部が発泡体熱交換器１５０の内周面と接触して配置されるように、発泡体熱交換器１５０内で内部配置されていることが更に見てとれる。さらに他には、軸方向に細長いコイル部材の形態のヒーターコイル１５４が、ヒーターコイルシース１５２内でかつ発泡体熱交換器に対して同軸に内部配置されている。
【００１４】
更に図３を参照する結果として同様に理解することができるように、ヒーターコイルの自由端部は導線１５６、１５８を形成することと、導線１５６、１５８は、電気コネクター１６４、１６６によって、電気コネクター１３０および電気スプライスすなわち電気接合部１２８からつながっている電力線すなわち導線１６０、１６２に電気的に接続されていることとが更に見てとれる。発泡体熱交換器１５０は、最初に独立気泡型の発泡体構造から作製され、既知のバブリングプロセスによって、独立気泡発泡体構造は、網状セルが十四面体の構成を有した開放気泡網状発泡体構造に効果的に変換されることに留意すべきである。発泡体熱交換器１５０は、例えば、アルミニウム、炭化ケイ素、または銅等の種々の適した金属元素のうちの任意の１つから作製することができるか、または代替的には、発泡体熱交換器は、炭素または適当なセラミック材料から作製することができる。
【００１５】
発泡体熱交換器１５０に特有のそのような開放気泡網状発泡体構造の結果として、図４の写真内に開示されている発泡体熱交換器の気泡１６８および細孔１７０は、本明細書において既述したように、発泡体熱交換器１５０に特有の表面積を大幅に増大させる。加えて、また同様に、発泡体熱交換器１５０に特有の開放気泡網状発泡体構造によって、金属発泡体熱交換器１５０の気泡１６８および細孔１７０を通って導かれる空気流は抵抗を受け、空気流内に乱流が発生する。この乱流は更に、かなりの程度の混合を空気流内で生じさせ、層流状態が空気流内で生じるのを防止し、また、ヒーターコイル１５４、および発泡体熱交換器１５０の内周壁面と接触して配置されるヒーターコイルシース１５２によって空気流に与えられる熱エネルギーおよび熱を空気流全体に均一に分散させる。気泡１６８は、例えば、金属発泡体熱交換器１５０の網状十四面体構造を形成し、細孔１７０は、気泡１６８のうちの隣接し合う気泡間に空孔すなわち開口部を事実上形成することに留意すべきである。そのような発泡体の商業的な例は、ＤＵＯＣＥＬ（商標）として既知であり販売されている。
【００１６】
発泡体熱交換器１５０の空気流入端部における空気流入通路１４４、１４６、１５１から発泡体熱交換器１５０を通って発泡体熱交換器１５０の空気流出端部１３２への上述した空気流の結果として、圧力勾配または圧力降下が、発泡体熱交換器１５０の長手方向範囲にわたって存在する。より詳細には、流入空気継手１２６および流入空気マニホールド１２４によって発泡体熱交換器１５０に供給される圧縮空気の空気圧は、例えば、１００ＰＳＩとすることができる。拡大ボア１３２の下流端部すなわち流出端部内の空気圧は、例えば、３０ＰＳＩとすることができ、すなわち、ほぼ７０ＰＳＩの圧力勾配または圧力降下が存在することができる。したがって、図３内の１７２で概略的に示されている、発泡体熱交換器１５０の上流端部すなわち空気流入端部内に配置される高圧空気は、図３内の１７４で概略的に示されている、発泡体熱交換器１５０の下流端部すなわち空気流出端部内に配置される低圧空気よりも圧縮されかつ密度が高い。発泡体熱交換器１５０の上流端部すなわち空気流入端部内に配置される、比較的高い密度の空気の分子は、互いに対してともにより近くに効果的に詰められ、それによって、金属発泡体熱交換器１５０の下流端部すなわち空気流出端部内に配置される、より低い密度の空気の分子に特有である場合よりも、互いに対してはるかにより効率的に熱エネルギーすなわち熱的エネルギーを伝達することができる。この場合、そのような流出空気に特有のより低い圧力に起因して、空気の分子は、事実上互いから更に離れて位置付けられる。したがって、加熱された空気が拡大ボア１３２の下流端部すなわち流出端部に達して、それによって流体通路１３４、１３８を通って吐出ノズル１０６内へ導かれることができるように、発泡体熱交換器１５０の空気流入端部において空気流入通路１４４、１４６、１５１に供給されるとともに発泡体熱交換器１５０によって形成される環状空間を通って導かれる流入空気を最も効果的にかつ最も効率的に加熱するためには、ヒーターコイル１５４の密度が、図３内の１７８で概略的に示されているヒーターコイル１５４の下流端部よりも、図３内の１７６で概略的に示されているヒーターコイル１５４の上流端部においてより高くなるように、ヒーターコイル１５４を効果的に構成することが有利である。このようにして、ヒーターコイル１５４の、より高い密度で構成された上流端部１７６によって生成されるより大きなすなわちより大量の熱エネルギーすなわち熱は、発泡体熱交換器１５０の空気流入端部に隣接して配置されるとともにその空気流入端部に入る、より高い密度の流入空気１７２をより効率的に加熱し、かつその熱エネルギーを流入空気１７２に効果的に伝達することができる。
【００１７】
ヒーターコイル１５４は、電気エネルギーを熱エネルギーに効果的に変換する抵抗型ヒーターであり、この場合、ヒーターコイル１５４によって生成された熱エネルギーまたは出力の総量は、ヒーターコイル１５４の抵抗、および図３において１８０で概略的に示されている電圧Ｖの大きさによって決定される。電圧Ｖは、導線１６０、１６２にわたって印加され、当然ながら、ヒーターコイル１５４の導線１５６、１５８に伝達される。オームの法則によれば、
Ｉ＝Ｖ／Ｒ
であり、この場合、電流Ｉは、既知の電圧Ｖおよび抵抗Ｒから、また既知の電力方程式から計算することができる。出力は、印加電圧によって乗算された電流に等しく、
Ｐ＝ＩＶ
であることが知られている。したがって、電力方程式におけるＩに対して、オームの法則からＶ／Ｒを置換する場合、出力ＰをＶ2／Ｒと導出することができる。したがって、例えば、印加電圧Ｖ＝２４０ボルトであり、かつヒーターコイル１５４の抵抗が２８８オームである場合、ヒーターコイル１５４によって生成される出力または熱エネルギーは、２００ワットとなる。しかしながら、空気流に実際に印加されるかまたは伝達される熱エネルギーは、発泡体熱交換器１５０の長手方向範囲に沿った空気流に特有の上述の圧力降下または圧力勾配に起因して減少するため、ヒーターコイル１５４の個々のコイルは、発泡体熱交換器１１０の長手方向範囲に沿って存在する圧力降下に比例するように、ヒーターコイル１５４の下流端部よりもヒーターコイル１５４の上流端部において、より詰まった密度すなわちより高い密度で巻かれている。このようにして、ヒーターコイル１５４によって、金属発泡体熱交換器１５０を通って流れる空気流を最も効果的にかつ最も効率的に加熱することができる。
【００１８】
最後に、ヒーターコイル１５４は熱交換器組立体内へ構造的に組み込まれているが、ヒーターコイル１５４を取り除いて、直接電気的に発泡体熱交換器に電力を供給するようにできることに留意すべきである。最終的な成果は、生成された電力または熱エネルギーに関して事実上同じである。この理由は、生成された出力または熱エネルギーは同様に、上述のオームの法則および電力方程式に従って、発泡体熱交換器に印加された電圧、および発泡体熱交換器の抵抗に応じて決まるためである。
【００１９】
最後に図５を参照して、本発明の原理および教示に従って構成された発泡体熱交換器組立体の第２の実施形態が開示されており、参照符号２００によって全体的に示されている。第１の実施形態の発泡体熱交換器組立体１００の構成要素に対応している発泡体熱交換器組立体２００の構成要素は、２００番台内にある点を除いて、対応の参照符号によって示されている。より詳細には、第１の実施形態の発泡体熱交換器組立体１００と第２の実施形態の発泡体熱交換器組立体２００との間の主な差異は、ヒーターコイルシース１５２およびヒーターコイル１５４が排除されている点と、ここでは電源ラインすなわち導線２６０、２６２が、適した電気コネクターすなわちノード２８２、２８４によって発泡体熱交換器２５０に直接接続されている点とにあることを理解すべきである。この特定の実施形態では、発泡体熱交換器２５０を作製する際に元となる特定の材料の抵抗特性は、前述のオームの法則および電力方程式から計算することができるように、導出電力またはエネルギーを決定することが更に理解されるであろう。電気エネルギーが発泡体熱交換器を通過すると、発泡体熱交換器は、電気エネルギーを熱すなわち熱エネルギーに変換し、熱すなわち熱エネルギーは更に、空気が、２７２で概略的に示されている空気流入端部から２７４で概略的に示されている空気流出端部へと発泡体熱交換器を横断するときに、発泡体熱交換器を通過する空気を効果的に加熱するのに用いられる。
【００２０】
当然ながら、上記の教示を鑑みて本発明の多くの変形および変更が可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本明細書で具体的に説明された以外の方法で本発明を実施することができることを理解すべきである。
【符号の説明】
【００２１】
１００    吐出アプリケーター組立体
１０２    加圧噴霧アプリケーター
１０４    放出装置
１０６    吐出ノズル
１１０    発泡体熱交換器
１１２    制御空気入口継手
１１４    制御空気出口継手
１１６    制御空気出口継手
１１８    電気コネクター
１２０    電気コネクター
１２２    熱交換器本体
１２４    流入空気マニホールド
１２６    流入空気継手
１２８    電気接合部
１３０    電気コネクター
１３２    拡大ボア
１３４    流体通路
１３６    移行部
１３８    流体通路
１４０    流体通路
１４２    プレナムチャンバー
１４４    流体通路
１４６    空気流入通路
１４８    環状シール組立体
１５０    発泡体熱交換器
１５１    環状流体通路
１５２    ヒーターコイルシース
１５４    ヒーターコイル
１５６    導線
１５８    導線
１６０    導線
１６２    導線
１６４    電気コネクター
１６６    電気コネクター
１６８    気泡
１７０    細孔
１７２    流入空気
１７６    上流端部
２００    発泡体熱交換器組立体
２５０    発泡体熱交換器
２６０    導線
２６２    導線
２８２    ノード
２８４    ノード
【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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【国際調査報告】
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