JPH025278Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、伝熱管としてプラスチツクチユー
ブを用いたプラスチツクチユーブ熱交換器を、例
えばシユルアンドチユーブ型熱交換器として、あ
るいは溶剤回収装置等で使用するためにその容器
の壁面を貫通させて取り付ける場合に、低コスト
で信頼性の高いシールと固定を可能にするプラス
チツクチユーブ熱交換器の取付構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、メツキ槽、脱脂槽、各種反応槽等におい
て腐食性の液体あるいは気体雰囲気の加熱あるい
は冷却、さらに最近では、半導体製造工場におい
て用いられる超純水の加熱などに使用される熱交
換器の伝熱管として、ステンレススチーム管など
の耐食性金属管、あるいは弗素樹脂、ポリオレフ
イン系合成樹脂など耐薬品性高分子材料を素材と
したプラスチツクチユーブが使用されている。

ところで、後者のプラスチツクチユーブを用い
た熱交換器は、素材自体の熱伝導率は金属に比べ
て劣るものの、多数の極細のプラスチツクチユー
ブを束ねた構成となつていることにより、単位容
積当たりの伝熱面積は大きく、小型、軽量化が可
能となる。中でも、弗素樹脂でプラスチツクチユ
ーブを形成した場合（例えば特公昭43−3851号公
報）には、強酸、強アルカリ等の腐食液体あるい
は有機溶剤等に対して化学的にほとんど不活性
で、しかも非粘着性であることからスケールやス
ラツジが付着しにくく安定した熱交換を行うこと
ができ、さらに液槽内の液体あるいはプラスチツ
クチユーブ内の流体に有害物質の溶出がないた
め、純度の高い製品づくりに特に最適である。

かかるプラスチツクチユーブ熱交換器は、その
使用目的、被熱交換流体、あるいは熱交換流体の
種類等に応じて適宜選択された方法で液槽等に固
定して使用されている。例えば、メツキ等の場合
には液槽上部で端末継手を固定し、プラスチツク
チユーブ束部分をＵ字状に液体中に浸漬して開放
状態で使用している。

それに対して、有機溶剤の回収等にように有害
な蒸気を取り扱う場合においては、有機溶剤の漏
洩揮散を防止する必要があるため、プラスチツク
チユーブ束部分を容器内下部に配置し、その端末
部を容器から突出させて取り付け、且つその取付
部分をシールして密封状態とした取付構造となつ
てる。

また、半導体製造工場における半導体の洗浄工
程において用いられる超純水の加熱、あるいは化
学工場における製造工程中での化学薬品の加熱ま
たは冷却などのように、不純物の混入や揮散等を
考慮して製造ラインの中に組み込まれて連続的に
熱交換を行う必要のある場合には、例えば熱交換
器のプラスチツクチユーブ束部分を筒状の容器内
に配置し、それぞれの端末部を容器の両端部分に
取り付けるか、あるいはプラスチツクチユーブ束
部分を折り返して取り付けてシールし、さらに容
器側には少なくとも２個以上の流体流出入口を設
けてなる、いわゆるシエルアンドチユーブ型熱交
換器の形にして広く利用されている。

この種の取付構造として、例えば実公昭52−
21469号公報には、テフロン管束を端末において
集合する鍔付コアー（スリーブ）の外周面に分割
座金（割りリング）を取出ノズルと該鍔間に位置
させて配設し、接続管継手（端末継手）を締付ボ
ルトにより取付ノズルに固定して該継手の内周面
に設けたシールパツキングを該鍔部に圧接させ、
該継手の外周面に螺合されたネジリングによりこ
れに対するシールパツキングを該取付ノズルに圧
接せしめてテフロン管束使用熱交換器の管束取付
部が開示されている。

しかしながら、このように接続管継手の鍔に雄
ネジ部を設け、これに螺合するネジリングと前記
鍔とでシールパツキングを容器側の鍔に圧接せし
めてシールする構成では、部品点数が多く、しか
も接続管継手の加工が複雑になるから、取付部に
対する経費が嵩むという欠点がある。また、かか
る使用方法においては信頼性の高いシール性と固
定状態の得られる取付構造であることはもちろん
のこと、組立、保守作業の面から取付け、取外し
が簡単に行えることが要求され、その点からもこ
のように部品点数を多く必要とする取付構造は好
ましくない。

また、特公昭45−35951号公報には、伝熱管と
してプラスチツクチユーブ束を用いたシエルアン
ドチユーブ型熱交換器が開示されている。かかる
プラスチツクチユーブ束の取付構造において、緊
定カラーとその外側のフランジとの間のシール
は、緊定カラーの外周面に設けられた環状溝に環
装されたＯリングによつておこなわれ、またスリ
ーブとその外側に配置される緊定カラーとの間に
は特にシールリングを設けずに互いの接触面でシ
ールするように構成されている。そして、それぞ
れの部材の間のシールは、スリーブを胴に固定す
るための複数個の保持ボルトによるスリーブの軸
方向への圧縮力によつてなされている。しかる
に、このような構成においてはスリーブの軸方向
のみの圧縮力だけでは、スリーブの径方向には力
が加わらないため、スリーブの外側に順次配置さ
れた緊定カラー及びフランジの、それぞれの部材
間のシール性が充分でないという欠点があつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この考案は、上記した従来技術の欠点に鑑みな
されたもので、プラスチツクチユーブ熱交換器を
液槽等の容器の壁面を貫通させて取り付ける場
合、あるいはシエルアンドチユーブ型熱交換器と
する場合などに、簡単な構造で信頼性の高いシー
ルを可能にする取付構造の提供をその目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は上記従来技術の問題点を解決するた
めになされたものであり、そのためこの考案によ
れば、端末部を鍔付スリーブと一体融着させ蜂の
巣状に配列したプラスチツクチユーブ束を具備す
るプラスチツクチユーブ熱交換器を容器内に配
し、鍔付スリーブを容器側フランジ部分で取り付
けるものにおいて、鍔付スリーブの鍔の内側端面
に一方の面が当接し且つ他方の面が容器側フラン
ジに当接する割りリングと、この割りリングを容
器側フランジとで挾持しながら容器側フランジに
第一のシールリングを介して圧接し、且つ鍔付ス
リーブを受け入れる貫通孔の内周面には鍔付スリ
ーブの鍔の外側端面に対向する突出部を有し、こ
の突出部の容器側端面で鍔付スリーブの鍔の外側
端面に第二のシールリングを介して圧接する支持
板と、この支持板を容器側フランジに係止するた
めの第一の係止手段と、支持板に第三のシールリ
ングを介して圧接して熱交換器に流体を供給する
ためのフランジ付端末継手と、このフランジ付端
末継手を支持板に係止するための第二の係止手段
とを備えてなるプラスチツクチユーブ熱交換器の
取付構造を構成する。

この構成において、支持板の突出部を貫通孔の
フランジ付端末継手側の先端部に設けると共に、
第三のシールリングとして、例えば突出部とフラ
ンジ付端末継手側端面を被覆するように成形され
た耐薬品性高分子材料からなるフランジ付円筒体
状のライナーを用いれば、腐食性流体の熱交換を
行う場合に、支持板の腐食による不純物の混入が
防止されると共に、化学変化を受けることが極め
て少ないことから支持板とフランジ付端末継手と
の間のシール性も長期にわたつて良好に保持され
る。

〔作用〕

この考案によれば、上記のごとく、プラスチツ
クチユーブ熱交換器を容器内に配し、端末部をそ
の壁面を貫通させて取り付ける場合や、シエルア
ンドチユーブ型熱交換器としてその端末部を容器
のフランジ部分に取り付ける場合などに、鍔付ス
リーブの鍔の内側端面に一方の面が当接し且つ他
方の面が容器側フランジに当接する割りリング
と、この割りリングを容器側フランジとで挾持し
ながら容器側フランジに第一のシールリングを介
して圧接し、且つ鍔付スリーブを受け入れる貫通
孔の内周面には鍔付スリーブの鍔の外側端面に対
向する突出部を有し、この突出部の容器側端面で
鍔付スリーブの鍔の外側端面に第二のシールリン
グを介して圧接する支持板と、この支持板を容器
側フランジに係止するための第一の係止手段と、
支持板に第三のシールリングを介して圧接して熱
交換器に流体を供給するためのフランジ付端末継
手と、このフランジ付端末継手を支持板に係止す
るための第二の係止手段とを備えて構成されるも
のであるから、前記従来例に比べて構造が簡略化
され、更に支持板と容器側フランジとの間のシー
ル及び支持板と鍔付スリーブとの間のシールは、
それぞれの部材の間に配置された第一のシールリ
ング及び第二のシールリングを介して第一の係止
手段により支持板を容器側フランジに圧接せしめ
て同時にシールするものであるから、支持板の軸
方向への圧縮力によりそれぞれのシールリングが
有効に作用して、信頼性の高い取付構造となるば
かりか、取付部材コストの低減及び取付け作業の
能率向上により経済的な取付構造となる。また、
取付構造が簡単であるから取り外し作業も容易に
なり、保守点検作業の面でも改善される。

さらに、プラスチツクチユーブ熱交換器を弗素
樹脂等の耐薬品性材料で形成すると共に、支持板
の突出部及びフランジ付端末継手側端面を被覆す
るように形成された同様な高分子材料からなるラ
イナーを第三のシールリングとして用いれば、熱
交換器内に例えば超純水等の被熱交換流体を通し
たときに、熱交換器からの不純物の溶出、混入等
がなくなり、純度の高い製品作りに最適である。
また、腐食性の流体を通した場合に支持板が腐食
されることがないので、良好なシール性が保持さ
れる。

〔実施例〕

第１図はプラスチツクチユーブ熱交換器をシエ
ルアンドチユーブ型熱交換器に適用したときの取
付構造を示す部分断面図、第２図はその全体図で
ある。

このプラスチツクチユーブ熱交換器の取付構造
は、例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（PFA）
からなるプラスチツクチユーブ束１の端末をそれ
ぞれ束ね、個々のチユーブを鍔付スリーブ２に一
体融着させて端末部を蜂の巣状に成形した密封構
造のプラスチツクチユーブ熱交換器３を、鍔付ス
リーブ２が容器側フランジ１１より突出するよう
に容器１０内に配し、該鍔付スリーブ２の外周部
には鍔付スリーブ２の鍔４の内側端面と一方の面
２１が当接し且つ他方の面２２が容器側フランジ
１１のフランジ面に当接する割りリング２０を配
設し、この割りリング２０の外縁部を容器側フラ
ンジ１１のフランジ面とで挾持しながら容器側フ
ランジ１１に第一のシールリング４０を介して圧
接し、且つ鍔付スリーブ２受け入れる貫通孔３１
の内周面の反容器側先端部には鍔付スリーブ２の
外側端面に対向する突出部３２を有し、この突出
部３２の容器側端面で鍔付スリーブ２の鍔４の外
側端面に第二のシールリング４１を介して圧接す
る支持板３０を設け、この支持板３０と容器側フ
ランジ１１とをボルト３３で締め付けて固定し、
さらに支持板３０に第三のシールリング４２を介
して圧接してプラスチツクチユーブ熱交換器３に
流体を供給するためのフランジ付端末継手５０を
設け、このフランジ付端末継手５０と支持板３０
とをボルト５１で締め付けて固定した構造となつ
ている。

第２図は、プラスチツクチユーブ熱交換器３を
シエルアンドチユーブ型熱交換器として容器（シ
エル）に取り付けたときの全体図で、外周面の２
個所に流体流出入口１２，１３、を有すると共に
両端にフランジ１１を有する円筒状の容器１０内
にプラスチツクチユーブ熱交換器３を配し、プラ
スチツクチユーブ束の両方の端末部に融着された
鍔付スリーブ２をフランジ１１に第１図に示すよ
うに支持板３０等を用いて固定し、さらに該支持
板３０にフランジ付端末継手５０が接続されてい
る。

なお、この実施例においては耐薬品性等を考慮
し、第１図に示すようにフランジ付端末継手５０
の内周面及びフランジ部分には例えば四弗化エチ
レン樹脂等の耐薬品性高分子材料からなるライニ
ング層５２が設けられ、さらに第三のシールリン
グ４２として、支持板３０の突出部３２とフラン
ジ付端末継手側端面を被覆するようにフランジ付
円筒体状に成形されたPFAからなるライナーが
兼用され、このライナーのフランジ部分４３で支
持板３０とフランジ付端末継手５０との間を封止
保持する構成となつている。この場合、ライナー
はあらかじめ成形したものを加熱軟化させて所定
位置に嵌入され、その際、シール性を向上させる
ためにフランジ部分４３と支持板３０の端面との
間にはガスケツト４５が挿入され、さらにフラン
ジ付端末継手５０のフランジ部分にも同様にガス
ケツト５３が設けられている。

したがつて、被熱交換流体として超純水等をプ
ラスチツクチユーブ熱交換器３に通す場合には、
その接触面が化学的に不活性な高分子材料からな
るために不純物の溶出、混入が防止され、純度の
高い製品作りが可能になる。さらに、腐食性流体
に対しても不活性であるからシール部分の信頼性
が大幅に向上する。

また、ライナーを弗素ゴム等の耐薬品性高分子
弾性材料で形成すれば、ガスケツト４５及び５３
を用いなくても充分なシール性を得ることができ
る。

この構成において、支持板３０と容器側フラン
ジ１１との間のシール、及び支持板３０と鍔付ス
リーブ２との間のシールは、それぞれの部材の間
の間に配置された第一のシールリング４０及び第
二のシールリング４１を介して支持板３０を、ボ
ルト３３を締め付けることにより容器側フランジ
１１に圧接せしめてシールするものであるから、
支持板の軸方向への圧縮力によりそれぞれのシー
ルリングが有効に働いて信頼性の高い取付構造と
なる。さらに、従来のものに比べて構造が簡略化
されると共に取付けも簡単であるから、経済的な
取付構造となる。

なお、図示はしないが、第三のシールリングと
して上記実施例のようなライナーを用いる代わり
に、例えば支持板３０のフランジ付端末継手側端
面またはフランジ付端末継手５０のフランジ面に
環状溝を設け、該環状溝にＯリングを設けること
によつてシールしてもよく、あるいは弾性材料か
らなるガスケツトを支持板３０とフランジ付端末
継手５０のフランジ面との間に設けてシールする
こともできる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案によれば、プラ
スチツクチユーブ熱交換器を容器内に配し、その
端末部を容器のフランジに取り付ける場合に、鍔
付スリーブの鍔の内側端面に一方の面が当接し且
つ他方の面が容器側フランジに当接する割りリン
グと、この割りリングを容器側フランジとで挾持
しながら容器側フランジに第一のシールリングを
介して圧接し、且つ鍔付スリーブを受け入れる貫
通孔の内周面には鍔付スリーブの鍔の外側端面に
対向する突出部を有し、この突出部の容器側端面
で鍔付スリーブの鍔の外側端面に第二のシールリ
ングを介して圧接する支持板と、この支持板を容
器側フランジに係止するためのための第一の係止
手段と、支持板に第三のシールリングを介して圧
接するフランジ付端末継手と、このフランジ付端
末継手を支持板に係止するための第二の係止手段
とを備えて構成されるものであるから、それぞれ
のシールリングが有効に作用して信頼性の高いシ
ール構造とすることができ、更に部品点数も少な
くしかもフランジ付端末継手は市販品を用いるこ
とができるので、取付部材コストの低減及び取付
作業も簡単になり、その結果経済的な取付構造と
なる。

また、取り外し作業も簡単に行うことができる
から、保守、点検作業も容易になり実用面での効
果は極めて大である。

なお、この考案は上記実施例に限定されるもの
ではなく、たとえば容器側フランジとフランジ付
端末継手の係止手段の変更、プラスチツクチユー
ブの材質の変更、シールリングの形状の変更な
ど、この考案の技術思想内での種々の変更はもち
ろん可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるプラスチツクチユーブ
熱交換器の取付構造を示す部分断面図、第２図は
その全体図である。 １：プラスチツクチユーブ束、２：鍔付スリー
ブ、１０：容器、２０：割りリング、３０：支持
板、３２：突出部、４０：第一のシールリング、
４１：第二のシールリング、４２：第三のシール
リング、５０：フランジ付端末継手。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 端末部を鍔付スリーブと一体融着させ蜂の巣
   状に配列したプラスチツクチユーブ束を具備す
   るプラスチツクチユーブ熱交換器を容器内に配
   し、前記鍔付スリーブを容器側フランジ部分で
   取り付けるものにおいて、前記鍔付スリーブの
   鍔の内側端面に一方の面が当接し且つ他方の面
   が容器側フランジに当接する割りリングと、こ
   の割りリングを容器側フランジとで挾持しなが
   ら容器側フランジに第一のシールリングを介し
   て圧接し、且つ前記鍔付スリーブを受け入れる
   貫通孔の内周面には鍔付スリーブの鍔の外側端
   面に対向する突出部を有し、該突出部の容器側
   端面で鍔付スリーブの鍔の外側端面に第二のシ
   ールリングを介して圧接する支持板と、この支
   持板を前記容器側フランジに係止するための第
   一の係止手段と、前記支持板に第三のシールリ
   ングを介して圧接して熱交換器に流体を供給す
   るためのフランジ付端末継手と、このフランジ
   付端末継手を前記支持板に係止するための第二
   の係止手段とを備えてなるプラスチツクチユー
   ブ熱交換器の取付構造。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載のプラ
   スチツクチユーブ熱交換器の取付構造におい
   て、支持板の突出部は貫通孔のフランジ付端末
   継手側先端部に設けられると共に、フランジ付
   端末継手をシールする第三のシールリングは該
   突出部とフランジ付端末継手側端面を被覆する
   ように形成されたフランジ付円筒体状のライナ
   ーからなり、このライナーのフランジ部分で支
   持板とフランジ付端末継手との間を封止保持す
   ることを特徴とするプラスチツクチユーブ熱交
   換器の取付構造。