JPH0313516B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱交換用中空パネルを適当間隔置き
に複数枚並列配置して一体化し、これら各中空パ
ネル内に熱交換用流体を流通させるようにしたパ
ネル型熱交換器であつて、主として、熱交換の対
象となる流体の貯蔵槽内又は当該流体の流路中に
セツトして使用され、各中空パネル内を流通する
流体と各中空パネル間の隙間内に位置する流体又
は当該隙内を流通する流体との間で熱交換を行わ
せるようにしたパネル型熱交換器に関するもので
ある。

（従来の技術及びその問題点） 前記のようなパネル型熱交換器は、並列配置さ
れている多数枚の各中空パネルをその並列方向に
貫通する流体供給管路と流体排出管路とを備え、
前記流体供給管路を流通する流体が各中空パネル
内に分流し、各中空パネル内の所定流路を流動し
た熱交換作用後の流体が前記流体排出管路内に合
流し排出されるように構成されるものであるが、
従来のこの種のパネル型熱交換器に於いては、前
記流体供給管路及び排出管路が次のように構成さ
れていた。

即ち、各中空パネルを形成する両側のプレート
に相対向するように設けられた貫通穴夫々から短
い筒状体を溶接により固着突設し、隣接する中空
パネル間で両パネルから突出する前記筒状体を互
いに嵌合させると共に、この嵌合箇所で両筒状体
を互いに溶接により固着結合することにより、各
中空パネルをその並列方向に貫通する流体供給管
路、或いは流体排出管路が構成されていた。

このような構成の従来のパネル型熱交換器で
は、並列配置された多数枚の中空パネルが前記流
体供給管路及び排出管路によつて分解不可能に一
体化されている。一般にこの種のパネル型熱交換
器では、前記各中空パネル間の間隙は20mm前後と
非常に狭いので、前記のように各中空パネルを互
いに分離することが出来なければ、この中空パネ
ル間の間隙を流通する流体のスケールが中空パネ
ルの表面に付着しても、清掃除去することは殆ど
不可能である。従つて従来のパネル型熱交換器
は、各中空パネル間の間隙を流通させる流体がス
ケールの発生付着の殆ど無いものである場合にの
み使用されており、用途が大幅に限定される結果
となつていた。

一方、製造面に於いては、前記のように各中空
パネルから両側に短い筒状体を溶接により固着突
設しなければならない点と、隣接する両中空パネ
ル間の極めて狭い空間内で両筒状体を溶接により
接合しなければならない点とによつて、製造コス
トが極めて高くつく欠点があつた。特に、前記の
ように隣接する両中空パネル間の極めて狭い空間
内で両筒状体の嵌合部を全周にわたつて溶接する
ことは手作業では不可能であり、従つて専用の自
動溶接機を必要としていた。

実公昭53−33878号は流体の出入する透孔を有
する中空伝熱単子を複数個積重ねて透孔にボルト
を通して一体に結合した熱交換器を開示してい
る。しかし、これは細いボルトによつて結合する
ので、伝熱単子の位置決めができない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記のような従来の問題点を解決し得
るパネル型熱交換器を提案するものであつて、そ
の特徴は、２枚のプレートを両者間に流路を形成
するように互いに接合して構成された熱交換用中
空パネルに軸方向両端部が閉塞される流体供給管
と流体排出管とを各別に貫通させる貫通穴を設
け、外周に略軸方向全域に延びる流通穴を備えた
流体供給管及び流体排出管に所要枚数の前記中空
パネルを、各中空パネル間に於いて前記流体供給
管及び排出管にこれらの外径にほぼ等しい内径の
環状シール材を外嵌させた状態で、管軸方向に引
き抜き分解可能に嵌合し、締結一体化した点にあ
る。

（作用） 上記のような本発明の構成に於いては、前記流
体供給管及び排出管の周囲の空間が、各中空パネ
ル及び各中空パネル間の前記環状シール材により
外界に対し完全に隔離されている。このため流体
供給管内に供給された流体は、この管周面の流通
穴から各中空パネル内に分流し、そしてこの中空
パネル内の流路を流動した流体は、前記流体排出
管の流通穴を経由して当該排出管内へ合流する。

従つて、互いに熱交換作用させる２流体の内の
一方の流体（第一流体）を本発明パネル型熱交換
器に供給するようにし、この本発明パネル型熱交
換器を他方の第二流体の貯蔵槽内又は当該第二流
体の流通路内にセツトして使用することにより、
前記のように各中空パネル内を流動する第一流体
と、各中空パネル間の間隙内に位置するか又は当
該間隙内を流動する第二流体との間で所定の熱交
換作用を行わせることが出来る。

又、組み立ては、各中空パネルを環状シール材
と交互に前記流体供給管及び排出管に嵌合し、当
該管軸方向に締め付けて一体化すれば良い。流体
供給管、排出管の作用で中空パネルは自然に位置
決めされる。この逆に、各中空パネルに対する管
軸方向の締め付けを解いて各中空パネル及び環状
シール材を前記流体供給管及び排出管より軸方向
に抜き取れば、各中空パネルを個々に分離し得
る。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を添付の例示図に基づ
いて説明する。

第１図及び第２図に於いて、１は矩形状の熱交
換用中空パネルであつて、２枚のプレート２間に
ジグザグ状の帯状流路３を形成するように当該流
路３の両側にそつて両プレート２をシーム溶接部
４により互いに接合一体化して構成したものであ
る。第２図では図示省略しているが、前記両プレ
ート２は第３図乃至第５図に示すように、流路３
内に於いても夫々内側に適当形状で凹入させ、こ
の凹入部５内に於いて両プレート２をスポツト溶
接部６により互いに接合し、パネル１の強度アツ
プと流路３の断面積の一定化、及び流路３内を流
動する流体を乱流化して熱交換効率の向上を図る
ことが出来る。勿論、流路３の形状や長さ及び断
面積、或いは前記凹入部５の配置や形状及び大き
さ等は、この熱交換器の使用目的や使用する流体
の種類等に応じて設定すれば良く、図示のものに
限定されない。

前記中空パネル１には、流路３の両端に於いて
両プレート２を外側に膨出させて形成した円形の
幅広部７が設けられており、この各幅広部７に於
いて両側プレート２に、第１図及び第２図に示す
流体供給管８及び流体排出管９を貫通させるため
の貫通穴１０（第６図参照）が設けられている。
そしてこの貫通穴１０の周囲には、第６図及び第
７図に示すように一方のプレート２から一体に折
曲連設され且つ遊端部が他方のプレート２の内面
に当接する環状周壁１１が設けられている。この
環状周壁１１の内径は、他方のプレート２に設け
られた貫通穴１０の内径より大きく、従つてこの
貫通穴１０を貫通する前記流体供給管８及び流体
排出管９の外周面と前記環状周壁１１との間には
環状空間１２が形成される。この環状空間１２と
前記中空パネル１内の流路３とを連通させる流通
穴１３が前記環状周壁１１に周方向適当間隔置き
に設けられている。

前記流体供給管８及び排出管９は、第１図及び
第２図に示すように支持プレート１４に貫通状態
で取り付けられた流体供給主管１５と流体排出主
管１６の下端に夫々継手管１７を介してＴ字形に
固着突設されたものであつて、遊端にはねじ部１
８を備えると共に、中空パネル１の取り付け領域
には軸方向にそつて延びるスリツト状の流通穴１
９が周方向複数箇所（図示例では４箇所）に設け
られている。

前記中空パネル１は、前記流体供給管８及び排
出管９が各幅広部７の貫通穴１０を貫通するよう
に所要枚数が並列配置されるが、このとき継手管
１７とこれに隣接する中空パネル１との間、及び
各中空パネル１の間には、前記流体供給管８及び
排出管９に外嵌するこれらの外径とほぼ等しい内
径を有する環状シール材２０と、この環状シール
材２０に外嵌するバツクアツプリング２１とが介
装される。勿論、前記環状シール材２０とバツク
アツプリング２１とは、各中空パネル１の幅広部
７の外側面に当接する。

前記のように流体供給管８及び排出管９に並列
状にセツトされた各空中パネル１は、最外側の中
空パネル１との間にも環状シール材２０とバツク
アツプリング２１とを介装した状態で前記流体供
給管８及び排出管９の遊端ねじ部１８に螺嵌した
ナツト２２の締め付けにより、流体供給管８及び
排出管９の軸方向に締結一体化される。このとき
バツクアツプリング２１が機能する状態まで各環
状シール材２０が圧縮変形せしめられている。更
に前記流体供給管８及び排出管９の遊端ねじ部１
８にはロツクナツト兼用のキヤツプ２３が螺嵌さ
れ、前記流体供給管８及び排出管９の遊端開口部
が閉じられている。

尚、各中空パネル１の遊端両コーナー部は、各
中空パネル１のシーム溶接部４を貫通し且つ各中
空パネル１間に於いてスペーサー２４が遊嵌せし
められた連結用軸杆２５，２６と、当該軸杆２
５，２６の両端螺軸部に螺嵌されたナツト２７
ａ，２７ｂとによつて同様に締結一体化されてい
る。２８は前記両軸杆２５，２６の中央位置を保
持するためのプレートであつて、前記流体供給管
８及び排出管９の中央に位置する継手管１７にブ
ラケツト２９及びボルトナツト３０を介して取り
付けられている。

以上のように構成されたパネル型熱交換器に於
いては、流体供給主管１５から供給される流体は
継手管１７から流体供給管８内に入り、スリツト
状流通穴１９から流出する。この流体は、各中空
パネル１内の環状周壁１１との間の環状空間１２
から流通穴１３を経由して各中空パネル１内のジ
グザグ状流路３の一端に流入し、このジグザグ状
流路３内に流動して他端に至り、流体排出管９の
周囲に位置する環状周壁１１の流通穴１３、環状
空間１２、及び流体排出管９のスリツト状流通穴
１９を経由して当該流体排出管９内に流入し、こ
の流体排出管９内から継手管１７及び流体排出主
管１６を経由して排出される。

従つて、互いに熱交換作用させる２流体の内の
一方の流体（第一流体）を上記流体供給主管１５
に供給するようにし、このパネル型熱交換器を他
方の第二流体の貯蔵槽内又は当該第二流体の流通
路内にセツトして使用することにより、前記第二
流体は、前記各中空パネル１間の間隙内を流動す
る間に各中空パネル１の流路３内を流動する第一
流体との間で熱交換作用を受け、加熱又は冷却を
伴う所期の熱処理が行われる。

上記のように使用されるパネル型熱交換器は、
次のように分解掃除することが出来る。即ち、連
結用軸杆２５，２６の遊端に螺嵌されたナツト２
７ａ，２７ｂを除去して両軸杆２５，２６を各中
空パネル１から引き抜くと共に各スペーサー２４
を除去し、そして流体供給管８及び排出管９の遊
端に螺嵌されているキヤツプ２３及びナツト２２
を除去することにより、各中空パネル１と環状シ
ール材２０及びバツクアツプリング２１を前記両
管８，９からその軸方向に引き抜くことが出来
る。この結果、各中空パネル１を単独で自在に取
り扱うことが出来るので、必要な保守作業を簡単
容易に行うことが出来る。

尚、中空パネル１の貫通穴１０の周囲に形成し
た環状周壁１１は、各中空パネル１を図示のよう
に流体供給管８及び排出管９に嵌合してナツト２
２により締結するとき、環状シール材２０の圧縮
反力やバツクアツプリング２１からの反力で両側
プレート２が内方に撓んで変形するのを防止する
のに役立つものであるが、この環状周壁１１は第
８図に示すように、この環状周壁１１を連設して
いない他方のプレート２に設けられた貫通穴１０
の内径と略等しい内径を有するように形成し、こ
の環状周壁１１によつて流体供給管８及び排出管
９に対する中空パネル１の位置決めを行うように
構成しても良い。この場合には、前記環状周壁１
１と流体供給管８及び排出管９との間に、流体を
流通穴１３に導くのに有効な広さの環状空間１２
は形成されないので、前記流通穴１３を周方向に
長い長孔とするか又は、前記流体供給管８及び排
出管９のスリツト状の流通穴１９を周方向に幅広
に構成すると共に前記流通穴１３を周方向に小間
隔で密に設ける等して、中空パネル１を前記流体
供給管８及び排出管９に取り付けたとき、必ずス
リツト状の流通穴１９に環状周壁１１側の流通穴
１３が対向するように構成するのが望ましい。

又、第８図に示すように前記環状周壁１１の遊
端にフランジ部１１ａを折曲連設し、このフラン
ジ部１１ａを他方のプレート２の内面に面接触さ
せるように構成することも出来る。更に前記環状
周壁１１は、第９図に示すように一方のプレート
２にシーム溶接部３１等により固着連設した別の
環状プレート２ａを利用して形成しても良い。第
１０図は、貫通穴１０を形成した両側プレート２
の間に、外側に開放する溝形断面の環状体３２を
嵌合すると共に、この環状体３２の一方のフラン
ジ部３２ａを一方のプレート２の内面に溶接部３
３により固着した例を示している。このような構
成によるときは、流体供給管８及び排出管９の外
出面との間に環状空間１２を形成しながら、これ
ら流体供給管８及び排出管９に対する中空パネル
１の位置決めは両プレート２の貫通穴１０の内周
縁により安定的に行える。

以上のように流通穴１３を備えた環状周壁１１
の形成方法は特に限定されないが、本発明は、こ
の環状周壁１１を必須要件とするものではない。
即ち、プレート２の板厚や材質を適当に選択する
ことにより、前記環状周壁１１を省くことも可能
である。又、環状シール材２０に外嵌させたバツ
クアツプリング２１は、各中空パネル１を締結一
体化するときに全ての環状シール材２０を一定量
圧縮させて、各中空パネル１間の間隙を均等化し
且つ環状シート材２０によるシール効果を確実に
するのに役立つものであるが、このバツクアツプ
リング２１の使用も、本発明の必須条件ではな
い。

（発明の効果） 以上のように実施し得る本発明のパネル型熱交
換器は、各中空パネルを環状シール材と交互に流
体供給管及び流体排出管に管軸方向に嵌合締結す
るだけで簡単容易に組み立てることが出来る。中
空パネルの貫通穴に流体供給管、排出管を通すこ
とにより中空パネルの位置決めがなされる。そし
てこの組み立てとは逆に、各中空パネルの締め付
けを解いて各中空パネル及び環状シール材を前記
流体供給管及び排出管より軸方向に抜き取るだけ
で簡単容易に分解することが出来るので、各中空
パネル間の間隙を流動する第二流体のスケールが
各中空パネルの表面に付着して熱交換効率が低下
したり、第二流体の流通抵抗が不当に増大したよ
うな場合、前記のように分解して各中空パネルを
分離することにより、当該中空パネルの表面のス
ケール除去等、必要な保守作業を極めて簡単容易
に行うことが出来る。従つて本発明のパネル型熱
交換器は、スケールが発生付着し易い第二流体を
使用する条件に於いても支障なく活用し得る。

又、流体供給管及び流体排出管は、各中空パネ
ルと環状シール材とによつて第二流体の流路とな
る外界に対し完全に隔離され、第二流体と接触す
る恐れが全くないので、前記流体供給管及び流体
排出管は、これら管路内を流通する第一流体との
関係で悪影響を生じない材質の管でありさえすれ
ば良く、第一流体及び第二流体両者の条件を考慮
して材質を選択する必要は全くない。例えば、第
一流体が氷、熱湯、水蒸気等である場合は、仮に
第二流体が強酸性のものであつても流体供給管及
び流体排出管は安価な鉄系の材料（SSやSUS等）
で構成されたものを利用することが出来るので経
済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は一部縦断側面図、第２図は一部縦断正
面図、第３図は第１図のＡ−Ａ線での拡大断面
図、第４図は第１図のＢ−Ｂ線での拡大断面図、
第５図は第４図のＣ−Ｃ線での拡大断面図、第６
図は本発明要部の拡大縦断側面図、第７図は第６
図要部の縦断正面図、第８図乃至第１０図は環状
周壁の変形例を示す要部の縦断側面図である。 １……熱交換用中空パネル、７……中空パネル
幅広部、８……流体供給管、９……流体排出管、
１０……貫通穴、１１……環状周壁、１２……環
状空間、１３……流通穴、１５……流体供給主
管、１６……流体排出主管、１９……スリツト状
流通穴、２０……環状シール材、２１……バツク
アツプリング、２２，２７ａ，２７ｂ……ナツ
ト、２３……ロツクナツト兼用のキヤツプ、２４
……スペーサー、２５，２６……連結用軸杆、２
８……軸杆支持プレート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２枚のプレートを両者間に流路を形成するよ
   うに互に接合して構成された熱交換用中空パネル
   に軸方向両端部が閉塞される流体供給管と流体排
   出管とを各別に貫通させる貫通穴を設け、外周に
   略軸方向全域に延びる流通穴を備えた流体供給管
   及び流体排出管に所要枚数の前記中空パネルを、
   各中空パネル間に於いて前記流体供給管及び排出
   管にこれらの外径にほぼ等しい内径の環状シール
   材を外嵌させた状態で、管軸方向に引き抜き分解
   可能に嵌合し、締結一体化したことを特徴とする
   パネル型熱交換器。 ２ 前記貫通穴の周囲には、前記両側プレートの
   一方から一体に折曲連設するか又は当該プレート
   に固着連設した環状周壁を有せしめ、この環状周
   壁の遊端部は他方のプレートの内面に当接させ、
   更にこの環状周壁に流通穴を形成した前記第１項
   記載の熱交換器。 ３ 前記各環状シールの外側に、隣接する中空パ
   ネル間の間〓を保持するバツクアツプリングを外
   嵌させて成る前記第１項又は第２項に記載の熱交
   換器。