JPH0436597A - 樹脂細管製熱交換器用チューブ - 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） 本願発明は、樹脂細管製熱交換器の熱交換用チューブに
関するものである。

（従来技術） 最近では、例えば腐食性の高い液体の加熱、冷却等の熱
交換を目的として耐腐食性の高い合成樹脂製伝熱管を用
いた多管式シェル型熱交換器の開発か進められている（
例えば実開昭６２＝１９２０８８号公報、特開平１−１
２７３２２号公報等参照）。しかし、上記合成樹脂製の
伝熱管は確かに腐食しにくい反面、金属製の伝熱管に比
へて熱伝導率か極端に低い欠点がある。そのため、耐圧
性の低下及びゴミ詰まりのないこと等を考慮したうえで
、できるたけ伝熱管の管径を小さくして細管状に形成し
、且つ伝熱管自体の肉厚をも薄くすること等の方法によ
り、熱抵抗の低減と伝熱面積の増大とを図るようにして
熱交換効率を向上させるように工夫している。

（発明か解決しようとする課題） しかし、上記のように伝熱管自体の管径を小さくすると
、結局被加熱流体の流量が減少するので必然的に熱交換
容量が小さ（なるし、また余りに肉厚を薄くすると自然
と撓みを生じてしまうので、その保持が難しい。また、
現在の技術では肉厚を薄くするには一定の限界がある。

（発明の目的） 本願発明は、上記の問題を解決するためになされたもの
で、管径や厚さを小さくすることなく樹脂細管製の熱交
換用チューブ自体の熱伝導性能を向上させることにより
、熱交換効率が高い樹脂細管製熱交換器用チューブを提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本願の請求項１および２記載の発明は、各々上記の目的
を達成するために次のような課題解決手段を有して構成
されている。

（１）請求項１記載の発明の課題解決手段炭化ケイ素ウ
ィスカーが所定量充填されたフッ素樹脂成形体よりなっ
ている。

（２）請求項２記載の課題解決手段 炭化ケイ素ウィスカーが重量比１１％充填されたフッ素
樹脂成形体よりなっている。

（作　用） 炭化ケイ素ウィスカーは、それ自体として極めて高い熱
伝導率を有している。

従って、請求項１記載の発明の構成のように当該炭化ケ
イ素ウィスカーをフィラーとして樹脂チューブ成型基材
であるフン素樹脂マトリクスに充填すると、成型された
樹脂チューブ素材自体の熱伝導率も大きく改善されるよ
うになる。

そして、請求項２記載の発明の構成のように上記基材で
あるフッ素樹脂に充填される炭化ケイ素ウィスカーの量
は、重量比１１％が適当である。

炭化ケイ素ウィスカーの充填率は、大きいはと熱伝導率
が大きくなり好ましいか、強度なとの機械的性質の悪化
、成形性の低下などを考慮すると、重量比１１％が適当
である。

（発明の効果） 従って、本願の各請求項の発明の樹脂細管製熱交換器用
チューブによると、熱伝導率が高く、かつ比較的支持の
容易な樹脂細管製熱交換器を提供することができるよう
になる。

（実施例） 以下、本願発明の実施例について詳細に説明する。

本実施例では、まず基材としてフッ素樹脂ＰＦＡを重量
比９０％とし、また炭化ケイ素ウィスカー（ＳｉＣウィ
スカー）が重量比７％のもの（ｂ）、１Ｏ％のもの（ｃ
）、１１％のもの（ｄ）、１５％のもの（ｅ）の４種類
のサンプルを選択し、それらを例えばヘンンエルミキサ
ーを使用して１３５０ｒｐｍの回転数下で各々１０分間
混合した後、２軸押し出し機によりシリンダー温度３８
０’Ｃ、スクリュー回転数５Ｏｒｐｍの押し出し条件下
でベントロ部より真空脱気しながら溶融混練して各サン
プル用のペレットを作製した。そして、その後、該４種
の炭化ケイ素ウィスカー充填フッ素樹脂ペレット（ＰＦ
Ａ／ＳｉＣペレット）を、それぞれ恒温槽により２３０
℃で１０時間乾燥した。

以上のようにして作製した各ペレット（ｂ）〜（ｅ）を
最終的に単軸押出機を用いてシリンダー温度３８０℃、
樹脂押出量１．３４ｋｇ／ｈｒで押出し、かつ２８．５
ｍ／ｍｉｎの速さで引取り、外径約１ｍｍ、内径約０．
７５Ｂの熱交換用樹脂チューブを作製した。

次に上記の様にして作製した上述のサンプル用のペレッ
ト（ｂ）、　（ｃ）、　（ｄ）、　（ｅ）について行っ
た物性測定（■熱伝導率、■引張強度（破断点強度）、
■伸び率）の結果をＰＦＡ基材単独のもの（ａ）と対比
して次表１に示す。この場合、熱伝導率は、例えば直径
１２０ｍｍ、厚さ７ｍｍの円盤状のサンプルをホットプ
レスで成形し、それを迅速熱伝導率計によって測定した
。また、引張強度および伸ひ率の測定はＡＳ、ＴＭ規格
　Ｄ＋７０８に従って行った。

表１物性測定結果 上記の測定結果から明らかなように、炭化ケイ素ウィス
カー（Ｓ　ｉＣウィスカー）を重量比１１％充填して作
製したペレット（ｄ）では、従来のフッ素樹脂ＰＦＡ基
材単独の場合（ａ）に比べて熱伝導率■か約２．５倍、
また同１５％充填のもの（ｅ）では約３１６倍にも向上
しており、大きく熱伝導率か向上することが分かる。

従って、少くとも熱伝導率を上げるためには炭化ケイ素
ウィスカー（ＳｉＣＷ）の充填率は高い方が良い。これ
は、又第１図の測定データからも明らかである。

しかし、一方上記（表１）および第２図の測定データか
ら明らかなように、引張強度や伸び率は、上述のように
充填率が高くなる程低下する。従って、例えば本実施例
の樹脂製熱交換器用チューブが一般に束にして水平に支
持されたり、又メツシュ状に編成されたりすることを考
えると、余り炭化ケイ素ウィスカーの充填率を上げるこ
とはできない。そのような各種の用途を考えて見ると、
−２汎用性のある値としては、上記サンプル（ｄ）の１
１％が適当であると考えられる。

従って、上記最終的に押し出し成形された本実施例の樹
脂細管製熱交換器用チューブによれば、従来のフッ素樹
脂単独組成の樹脂チューブによる場合に比較して遥かに
熱交換効率が高い樹脂細管製熱交換器を提供することが
できるようになる。

また、その結果、支持も容易になるとともに熱交換器自
体を小型化することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明の実施例における炭化ケイ素ウィス
カーの充填率と熱伝導率との関係を示すグラフ、第２図
は、同実施例における炭化ケイ素ウィスカー充填率と引
張強度等との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭化ケイ素ウィスカーが所定量充填されたフッ素樹
   脂成形体よりなることを特徴とする樹脂細管製熱交換器
   用チューブ。 ２、炭化ケイ素ウィスカーが重量比１１％充填されたフ
   ッ素樹脂成形体よりなることを特徴とする樹脂細管製熱
   交換器用チューブ。