JPH01150794A - プラスチツク製のクロスフロー式熱交換器 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、プラスチック製の押し出し成形されたウェブ
プレートを１つのステープルに結合して成るクロスフロ
ー式熱交換器であって、平行な平らな２つのカバー層及
びカバー層間に位置しカバー層と一体に結合された平行
なウェブを有しており、ウェブが平行に流過可能な中空
室を閉じており、複数のウェブプレートがウェブプレー
ト間にウェブプレートの中空室に対して横方向に流過可
能な中空室を形成するようにステープル状に配置されて
いる形式のものに関する。

従来技術 プラスチックは一般に金属よりも熱伝動が悪いが、プラ
スチック製の熱交換器は金属製の熱交換器よりも安価で
製作しやすく、重量も小さい。例えば乾燥冷却塔若しく
は排ガス脱硫装置に使用される大型の熱交換器は著しい
費用を必要とする。ＤＥ−Ａ２７５１１１５号明細書か
ら公知の熱交換器においては、プラスチック製のウェブ
プレートがカバー層間に接着材料を塗布して１つのステ
ープルに接着されている。ＥＰ−Ｂ１６７９３８号明細
書においては、ステープルに積み重ねられたウェブプレ
ートが端面側の範囲でのみ、例えば挿入された加熱線を
用いて互いに結合されており、加熱線が電流によってプ
ラスチックの熔融温度を越えて加熱されて面溶接される
。

さらに、プラスチック製の押し出し成形されたウェブプ
レートから成るクロスフロー式熱交換器がＦＲ−Ａ２４
１３９６８４号明細書及びＤＥ−Ａ３１３７２９６号明
細書から公知である。この場合ウェブプレートが端面ま
で−様な断面形状を有している。ウェブプレート間の結
合技術については触れられていない。公知のクロスフロ
ー式熱交換器においては開口端面側の流入断面に問題が
ある。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、冒頭に述べた形式のクロスフロー式熱
交換器を改善して、クロスフロー式熱交換器が申し分の
ない流入断面を有していて、簡単かつ正確に製作できる
ようにすることである。

問題点を解決するための手段 前記課題を解決するために本発明の構成では、横方向に
流過可能な１つの中空室に隣接するそれぞれ２つのウェ
ブプレートのカバー層がカバー層間の中空室を越える端
部で傾斜されていてかつ幅全体に互って互いに密接に結
合されている。

実施例 すべてのウェブプレート１の中空室４は平行に向けられ
、端面側の端部を開がれてぃて、従ってウェブプレート
の押し出し成形方向で流過可能である。これに対し、ウ
ェブプレート１によって閉じられた中空室５はウェブプ
レートの端面側を閉鎖されていて、熱交換器のウェブプ
レートの閉じられた側を開かれていて、従って中空室４
に対して横方向に流過可能である。

ウェブプレート１の端面側のカバー層の傾斜及び結合は
中空室４のロート状の開口を生ぜしめる。これによって
流入する媒体に対して流動抵抗の小さい有利な流入断面
が得られる。通常は方形の熱交換器の４つの側への捕集
ボックス及び流入導管並びに流出導管の接続によって、
特性の有利なりロス７０−式熱交換器が得られる。経済
的な観点から新規な熱交換器は簡単に製作され有利であ
る。

熱交換器の構成のために用いられるウェブプレートは熱
可塑性のプラスチックかや押し出しによって製造される
。プラスチックは流入する媒体に対して耐えるものであ
って、最大の運転温度よりも大きな軟化温度を存してい
なければならない。このような条件を満たす限りにおい
ては、押し出し成形可能なすべてのプラスチック、たと
えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリスチロール若しくはポリメチルメタクリレートが使
用できる。１００゜から１２０°までの運転温度にとっ
てはポリカーボネートプラスチック及びポリスルホンプ
ラスチックが使用可能である。１５０°までの運転温度
にとってはたとえばポリフェニレンオキシド、ポリエー
テルイミド若しくはポリエーテルスルホンが使用可能で
ある。

ウェブプレートの有利な寸法では、長さが５００から３
０００ｍｍであり、幅が３００から２０００ｍｍであり
、厚さが３から３０ｍｍであるが、寸法に限界はない。

カバー層２とウェブ３とは運転温度時の静力学的な要求
に対し０．５から５ｍｍの少なくともほぼ同じ厚さを存
している。中空室４はウェブ３及びカバー層２の、ウェ
ブ間に位置する区分によって制限されている。

ウェブはカバー層に対して垂直に位置し若しくは傾斜し
ていてよい。流れる媒体とウェブプレートとの間の熱伝
達は、渦巻き流を生ぜしめるように中空室横断面の形状
を規定することによって改善される。渦巻き流はウェブ
を縦方向でウェーブさせることによって生ぜしめられる
。

ウェブをウェーブさせられたウェブプレートの製造方法
は公知である。

熱交換器は通常はステープルに結合された２、有利には
５から１００より多い数のウェブプレート１から成って
いる。カバー層２．２′は中空室を越えて延びる端面側
の端部を互いに傾斜され、ウェブプレートの幅全体に亙
って密接に結合されている。カバー層を傾斜させである
範囲はウェブプレートの厚さの２倍までの長さで延びて
いる。有利には、ウェブ３は２倍までの長さの深さまで
例えば７ライス加工によって切り欠かれている。そうで
ない場合には、ウェブはカバー層の傾斜に従って端部ま
で増大する高さを有していなければならない。これは熱
可塑状態で膨張によってカバー層の変形を伴って行なわ
れる。１つの中空室５を制限する２つのカバー層２．２
′の傾斜は、カバー層が中空室５の中心平面で当接して
そこで密接に結合されるように通常は同じである。中空
室５の厚さはカバー層の傾斜の度合によって規定される
。有利には中空室の厚さは中空室４の厚さと同じである
が、はぼｌ：３から３：ｌまでの割合であってよい。

カバー層２．２′の傾斜された端部の結合部は、中空室
を流過する媒体が流出しないように密接であらねばなら
ない。密接な結合部は締め付けられたＵ字形プロフィー
ル、接着若しくは溶接継ぎ目９によって得られる。

中空室５がカバー層の端部を傾斜させ結合することによ
ってのみ閉鎖されている場合には、熱交換器がすべての
目的にとって十分な強度を有していない。強度及び剛性
を改善するために、中空室５内に中空室の厚さのスペー
サ６が配置されている。有利にはスペーサ６はウェブプ
レートの端面側に一貫して平行に傾斜された端部の近く
に配置されている。スペーサは中空室７を有しており、
この中空室は中空室５と同じようにウェブプレートの押
し出し成形方向に対して横方向に流過可能である。有利
には、スペーサ６が側方に付加部８を有しており、付加
部がカバー層の結合部内へ突入していてこの結合部と結
合されている。カバー層の傾斜させられた端部とスペー
サの付加部８とが溶接継ぎ目９を形成している。スペー
サは有利にはウェブプレート１と同じプラスチックから
成っていて、押し出し成形によって製造される。熱交換
器が著しい長さを有している場合には、剛性及び圧縮強
さを高めるためにウェブプレートの一方の側と他方の側
との間の単数若しくは複数の箇所に別のスペーサを配置
すると有利である。スペーサとして、中空室５をほぼ満
たすウェブプレートを用いることも可能である。このよ
うなウェブプレートは熱交換器から突出する端部をウェ
ブプレートｌと同じように結合されていてよい。

新規な熱交換器は簡単に製作される。このために、ウェ
ブプレート１は所望の同じ長さに切断され、ウェブが変
形に必要な深さまで切り欠かれる。カバー層を端面側で
まだ傾斜されていないウェブプレートが中空室５の所望
の厚さに相応した間隔で積み重ねられ、端面が１つの面
に位置せしめられる。カバー層２．２′の端面側の端部
が熔融型を用いて軟化温度まで加熱されかつ熔融型を対
で接近させることによって圧着される。スペーサ６を使
用する場合には、スペーサが同時に加熱されかつ変形さ
れる。接着材料で結合を行なう場合には、ウェブプレー
トの変形された端部が冷却され結合される。有利には、
カバー層の変形された端部及びスペーサ６の付加部が熔
融するまで加熱され、溶接継ぎ目９が形成される。

熔融型の断面形状は、カバー層の端部に影響を及ぼして
中空室４内への所望の流過断面のロート状の入口を形成
するように規定されている。熔融型は有利には半円形若
しくは半楕円形の断面形状を有している。ウェブを所定
の深さまで切り欠いてないウェブプレートを使用する場
合には、櫛状の熔融型を用いて、熔融型が中空室４の端
部内へ差し込まれ、ウェブ３が軟化温度まで加熱される
。

溶接継ぎ目９が形成されると、熔融型が取り除かれる。

通常は溶接継ぎ目及び熔融型を冷却する必要はなく、従
って高い作業速度が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のクロスフロー式熱交換器の部分断面図で
ある。 １・・ウェブプレート、２・・カバー層、３・・ウェブ
、４及び５・・中空室、６・・スペーサ、７・・中空室
、８・・付加部、９・・溶接継ぎ目 代理人　弁理士　　矢　野　敏　雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラスチック製のウェブプレート（１）を１つのス
   テープルに結合して成るクロスフロー式熱交換器であっ
   て、平行な平らな２つのカバー層（２）及びカバー層間
   に位置しカバー層と一体に結合された平行なウェブ（３
   ）を有しており、ウェブが平行に流過可能な中空室（４
   ）を閉じており、複数のウェブプレートがウェブプレー
   ト間にウェブプレートの中空室に対して横方向に流過可
   能な中空室（５）を形成するようにステープル状に配置
   されている形式のものにおいて、横方向に流過可能な１
   つの中空室（５）に隣接するそれぞれ２つのウェブプレ
   ート（１）のカバー層（２、２′）がカバー層間の中空
   室（５）を越える端部で傾斜されていてかつ幅全体に亙
   って互いに密接に結合されていることを特徴とするプラ
   スチック製のクロスフロー式熱交換器。 ２、横方向に流過可能な中空室（５）内にこの中空室の
   厚さのスペーサ（６）が配置されている請求項１記載の
   クロスフロー式熱交換器３、スペーサ（６）が横方向に
   流過可能な中空室（７）を有している請求項２記載のク
   ロスフロー式熱交換器。 。 ４、スペーサ（６）の少なくとも一部分が側方の付加部
   （８）を有しており、付加部がカバー層の結合部内に突
   入していてこの結合部と結合されている請求項２記載の
   クロスフロー式熱交換器。 ５、ウェブがウェブプレートの端部範囲で少なくとも、
   カバー層を傾斜させるために必要な深さまで切り欠かれ
   ている請求項１記載のクロスフロー式熱交換器。 ６、カバー層が溶接継ぎ目（９）によって密接に結合さ
   れている請求項１記載のクロスフロー式熱交換器。 ７、スペーサ（６）が中空室（５）をほぼ満たしていて
   、ウェブプレートから突出する端部でウェブプレートと
   同じように変形されかつ互いに密接に結合されている請
   求項３記載のクロスフロー式熱交換器。