JPH0125998B2 - - Google Patents

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JPH0125998B2
JPH0125998B2 JP59107467A JP10746784A JPH0125998B2 JP H0125998 B2 JPH0125998 B2 JP H0125998B2 JP 59107467 A JP59107467 A JP 59107467A JP 10746784 A JP10746784 A JP 10746784A JP H0125998 B2 JPH0125998 B2 JP H0125998B2
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Description

【発明の詳細な説明】
発明の技術分野 本発明は、熱交換器用PTFE製チユーブ束の製
造方法に関する。 発明の技術的背景ならびにその問題点 従来熱交換器としては、ステンレス鋼、ニツケ
ル、銅などの金属製多管式熱交換器が広く用いら
れてきた。このような金属製熱交換器は大きな熱
伝導率ならびに総括伝熱係数を有しているが、酸
液などに対する耐腐食性が充分ではなく、また表
面にスケールが付着しやすいという問題点があつ
た。 このためフツ素樹脂製の多管式熱交換器が開発
されている。このフツ素樹脂製熱交換器は、多数
のフツ素樹脂伝熱管を束ねて両端を熱融着により
ハニカム状に一体化した構造を有しており、優れ
た耐熱性、耐薬品性を有するとともに、表面が滑
らかであるためスケールが付着しにくいという利
点をも有している。ところが、上記のフツ素樹脂
製熱交換器では、多数のフツ素樹脂製チユーブの
両端部を熱融着によりハニカム状に一体化する必
要があるため、熱溶融性を有するフツ素樹脂製チ
ユーブを用いる必要があつた。このためフツ素樹
脂としては、たとえばFEP（テトラフルオルエチ
レンとヘキサフルオルプロピレンとの共重合体）、
PFA（パーフルオルアルコキシ基―ORfが側鎖に
導入されたポリテトラフルオルエチレンに相当）
などが用いられてきたが、最も機械的強度、耐熱
性、耐薬品性ならびに耐汚性に優れたテトラフル
オルエチレン（PTFE）は実際上用いることがで
きなかつた。これは、PTFEが著しく非粘着性で
あるため、PTFE製のチユーブを互いに熱融着す
ることが容易には達成されなかつたためである。
またもし仮にPTFE製のチユーブ束が得られたと
しても、各チユーブは充分に一体化されていない
ため、各チユーブ間に隙間が生じ、シール性が低
下すると共に、機械的強度も十分でなく、熱交換
器用として有効に用いることができなかつた。 ところで、もし充分な機械的強度およびシール
性を有するPTFE製の熱交換器用チユーブ束を作
成することが可能であるならば、FEP製あるい
はPFA製の熱交換器用チユーブ束と比較して、
さらに優れた機械的強度、耐熱性、耐薬品性なら
びに耐汚性を有する熱交換器が得られると期待さ
れる。 発明の目的 本発明は、フツ素樹脂のなかでも機械的強度、
耐熱性、耐薬品性（耐腐食性）ならびに耐汚性
（スケールなどの付着が起こりにくいという性質）
の点で特に優れた性質を有するが、非粘着性の性
質を有するPTFE製のチユーブを用いて、各チユ
ーブ間に隙間なく当該各チユーブの端部がハニカ
ム状に一体化されたシール性および機械的強度に
優れた熱交換器用チユーブ束を製造することがで
き方法を提供することを目的としている。 このような目的を達成するために、本発明に係
る多管式熱交換器の製造方法は、変形可能な耐熱
性固体状材料が内部に充填されるとともに両端部
外周に熱溶融性フツ素樹脂が設けられた複数本の
ポリテトラフルオルエチレン製チユーブをその両
端部がほぼ揃うように集め、この両端部周囲にポ
リテトラフルオルエチレン製外枠スリーブを嵌め
込むとともにこの外枠スリーブの外周に固定し、
次いでこの両端部を加熱することによつて各チユ
ーブの一体化ならびに該外枠スリーブと各チユー
ブとの一体化を行なうことを特徴としている。 発明の具体的説明 以下、本発明を図面に示す具体例により説明す
る。 本発明に係る多管式熱交換器１は、第１図にそ
の正面図が示されるように、両端部がほぼ揃うよ
うに集められた複数本のポリテトラフルオルエチ
レン（PTFE）製チユーブ２と、このチユーブの
両端部周囲に外嵌されたPTFE製外枠スリーブ３
とからなり、各チユーブの側部は両端部におい
て、熱溶融性フツ素樹脂（図示せず）により互い
に一体化されている。またチユーブ２と外枠スリ
ーブ３とは、同様に熱溶融性フツ素樹脂により一
体化されている。このように各チユーブ２および
外枠スリーブ３は両端部で熱溶融性フツ素樹脂に
より一体化されており、各チユーブ２は本来円筒
状であるが、両端部においてはその平面図が第２
図に示されるように加熱接着時に変形してハニカ
ム状となつていることが好ましい。 PTFE製チユーブを互いにそしてPTFE製外枠
と一体化する際に用いられる熱溶融性フツ素樹脂
としては、パーフルオルアルコキシ基―ORfが側
鎖に導入されたポリテトラフルオルエチレンに相
当するPFA （構造式
【式】式中Rfはフ ツ化アルキル基である）、テトラフルオルエチレ
ンとヘキサフルオルプロピレンとの共重合体であ
るFEP（構造式
【式】）、 EPE樹 脂（テトラフルオルエチレンとヘキサフルオルプ
ロピレンとパーフルオルビニルエーテルとの多元
共重合体）などが用いられる。 次に、本発明に係る多管式熱交換器の製造方法
について説明する。 本発明に係るPTFE製多管式熱交換器の製造方
法は、原理的には複数本のPTFE製チユーブの端
部にPTFE製外枠スリーブを設け、この外枠スリ
ーブを加熱した際にPTFE製外枠スリーブの熱膨
張に伴なつて生ずる膨張圧でPTFE製チユーブを
互いに圧着させるとともに外枠スリーブを該チユ
ーブに圧着させ、同時に該チユーブを変形させて
ハニカム構造に形成することにある。しかし
PTFE製チユーブをそのまま用いると、PTFE製
外枠スリーブの膨張圧により該チユーブは使用に
耐えない程変形するかあるいは破壊してしまう。
また、PTFE製チユーブ同士の一体化が充分に達
成されずに完全なシールができない。このため本
発明においては、以下に述べるような方法により
多管式熱交換器が製造される。 まず、PTFE製チユーブの内部に変形可能な固
形状耐熱性材料を充填する。これはPTFE製外枠
スリーブの加熱によつて生ずる膨張圧によつて
PTFE製チユーブが著しく変形あるいは破壊する
ことを防止するためである。 この変形可能な固形状耐熱性材料としては、
PTFE製外枠スリーブの膨張圧によつてPTFE製
チユーブが破壊せず、しかもPTFE製チユーブが
ハニカム構造をとりうる程度の流動性を有するも
のが好ましく、具体的には、粉末状あるいは粒状
の材料たとえばガラスビーズ、金属粉末、無機塩
類などが用いられる。 次に、このようにして得られた内部に耐熱性材
料が充填された複数本のPTFE製チユーブの両端
部外周に、熱溶融性フツ素樹脂を設ける。この熱
溶融性フツ素樹脂は、PTFEチユーブを互いに一
体化する働きをする。該チユーブの両端部外周に
熱溶融性フツ素樹脂を設けるには、PTFE製チユ
ーブの両端部外周に、熱溶融性フツ素樹脂フイル
ムを巻きつけるか、あるいは熱溶融性フツ素樹脂
チユーブをPTFE製チユーブに被せるなどにより
達成される。この際必ずしもすべてのPTFE製チ
ユーブの両端部外周に熱溶融性フツ素樹脂を設け
る必要はなく、PTFE製チユーブの一体化が達成
される限りにおいては、一部のPTFE製チユーブ
の両端部外周には熱溶融性フツ素樹脂を設けなく
ともよい。 なお、PTFE製チユーブの内部に耐熱性材料を
充填する工程と、該チユーブの端部外周に熱可塑
性フツ素樹脂を設ける工程とは、どちらを先に行
なつてもよい。 次に、第３図に示すように、両端部外周に熱溶
融性フツ素樹脂（図示せず）が設けられた複数本
のPTFE製チユーブ２をその両端部がほぼ揃うよ
うに集め、この両端部周囲にPTFE製外枠スリー
ブ３を嵌め込むとともに、この外枠スリーブの外
周を、金属型などの固定枠４により固定する。こ
の際、外枠スリーブ外径は、固定枠内径の少なく
とも90％以上好ましくは95％以上としておくこと
が望ましい。また、PTFE製外枠スリーブは肉厚
で外径の大きいものを用いることが望まい。
PTFE製外枠スリーブ外径が固定枠内径の90％未
満であると、該外枠スリーブを加熱した際に生ず
る膨張圧が充分に内部にまでかかりにくいために
好ましくなく、また該スリーブの外径が小さいと
同様に膨張圧が内部にまでかかりにくいため好ま
しくない。 外枠スリーブの内径面積に対して、熱溶融性フ
ツ素樹脂チユーブまたはフイルムが設けられた
PTFE製チユーブの合計断面積は、80％以上望ま
しくは80〜85％以上となることが好ましい。 またこの際、外枠スリーブの加熱時に発生する
膨張圧を有効に内部にまでかけるため、外枠スリ
ーブの上面を押えることが好ましい場合がある。 次にPTFE製チユーブの両端部を、PTFE製外
枠スリーブの外側から、たとえば固定枠の外側に
設けられたヒータ５により加熱する。 この際の加熱温度は、PTFEの融点である327
℃を多少上まわることが好ましく、具体的には、
330゜〜400℃の温度に加熱することが好ましい。 PTFE製外枠スリーブおよびPTFE製チユーブ
をヒータ５により加熱すると、PTFEは固定枠４
よりも大きく径方向外方に膨張し、この時に生ず
る膨張圧により、PTFE製チユーブおよび該外枠
スリーブは互いに圧接されて一体化するととも
に、該チユーブは変形されてハニカム状となり、
各チユーブ間に隙間がなくなり、シール性、機械
的強度、耐薬品性等に優れた多管式熱交換器が得
られる。 発明の効果 以上説明してきたように、本発明によれば、非
粘着性のPTFE製チユーブの端部に熱溶融性フツ
素樹脂を設け、その端部が揃うように複数の
PTFE製チユーブを束ね、各チユーブの内部に耐
熱性材料を充填すると共に、このチユーブ束の端
部外周にPTFE製外枠スリーブで固定しつつ、こ
の端部を加熱するようにしたので、加熱に伴うチ
ユーブの膨張圧を有効に利用して各チユーブ端部
を強固にしかも隙間なく接合することが可能にな
る。しかも、その際に、チユーブ端部内に耐熱性
材料が充填されているため、各チユーブ端部は相
互につぶれることなく、均一なハニカム状とな
り、チユーブ端部の機械的強度も向上する。した
がつて、このようにして得られたチユーブ束を熱
交換器用として好ましく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る熱交換器用チユーブ束の
正面図であり、第２図はその端部の平面図であ
り、第３図は本発明に係る熱交換器用チユーブ束
の製造工程の一部を示す断面図である。 １……多管式熱交換器、２……PTFE製チユー
ブ、３……PTFE製外枠スリーブ、４……固定
枠、５……ヒータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 変形可能な固形状耐熱性材料が内部に充填さ
    れるとともに両端部外周に熱溶融性フツ素樹脂が
    設けられた複数本のポリテトラフルオルエチレン
    製チユーブをその両端部がほぼ揃うように集め、
    この両端部周囲にポリテトラフルオルエチレン製
    外枠スリーブを嵌め込むとともに、この外枠スリ
    ーブの外周を固定し、次いでこの両端部を加熱す
    ることによつて各チユーブおよび外枠スリーブの
    一体化を行なうことを特徴とする、熱交換器用
    PTFE製チユーブ束の製造方法。
JP59107467A 1984-05-29 1984-05-29 熱交換器用ｐｔｆｅ製チューブ束の製造方法 Granted JPS60259898A (ja)

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