JPH0619973Y2 - パネル型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、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っ
て、主として、熱交換の対称となる流体の貯蔵槽内又は
当該流体の流路中にセットして使用され、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
流体又は当該間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おいては、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
するように貫通穴を設けて、これらの貫通穴からそれぞ
れ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
出管路によっ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できなければ、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。したがっ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っていた。

一方、製造面においては、前記のように各中空パネルか
ら両端に短い筒状体を溶接により固着当設しなければな
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
によって、製造コストが極めて高くつく欠点があった。
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って溶接する
ことは手作業では不可能であり、したがって専用の自動
溶接機を必要としていた。

本考案は上記のような問題点を解決しうるパネル型熱交
換器を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案のパネル型熱交換器
においては、２枚のプレート２，２をこれら両プレート
２，２間に流路３を形成するように接合して形成される
熱交換用の中空パネル１に、流体供給管路形成用の貫通
穴６と流体排出管路形成用の貫通穴７とを各別に設ける
と共に、流通孔９を有し且つ前記貫通穴６，７の内径よ
り大きい内径の径大リング部8aと前記貫通穴６，７の内
径にほぼ等しい外径の径小リング部8bとからなるパネル
補強リング８を、径大リング部8aが前記両プレート２，
２間に介在し且つ径小リング部8bが他方のプレート２の
貫通穴６，７から外方へ突出するように取付け、しかし
て前記中空パネル１の複数枚を、各中空パネル１のプレ
ート２の貫通穴６，７から突出した各パネル補強リング
８の径小リング部8bに弾性シールリング10を外嵌させ且
つこの径小リング8bの突出端部を隣合う他の中空パネル
１のプレート２の対応する貫通穴６，７に嵌合させた状
態で重合して、流体供給管路形成用の貫通穴６群及び流
体排出管路形成用の貫通穴７群をそれぞれ貫通するボル
ト14及びナット15により一体的に締結してなるものであ
る。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明すると、第１図〜第
３図において、１は矩形状の熱交換用中空パネルで、２
枚のプレート２間に略Ｕ字状の帯状流路３を形成するよ
うに該流路３の両側縁に沿って両プレート２をシーム溶
接（その溶接部を４で示す）により一体接合して形成さ
れるものである。

この中空パネル１には、流路３の両端において両プレー
ト２を外側に膨出させて形成した円形状の幅広部５が設
けられており、これらの円形状幅広部５において両プレ
ート２に、流体供給管路形成用の貫通穴６と流体排出管
路形成用の貫通穴７とが設けられている。尚、円形状の
幅広部５は第２図から理解されるように各中空パネル１
の上端部の左右両側にそれぞれ配設されているものであ
って、その左側の幅広部５に流体供給管路形成用の貫通
穴６が、また右側の幅広部５に流体排出管路形成用の貫
通穴７がそれぞれ該幅広部５と同心状に貫設されてい
る。そして、この中空パネル１には該パネル１を形成す
る２枚のプレート２を流体供給管路形成用の貫通穴６及
び流体排出管路形成用貫通穴７においてそれぞれ補強す
るためのパネル補強リング８が設けられている。すなわ
ち、このパネルに補強リング８は第３図及び第４図に示
すように、一端部側の径大リング部8aと、係止部8cを介
してこの径大リング部8aに連接された他端部側に径小リ
ング部8bと、からなるもので、取付けにあたっては、こ
の中空パネル１を形成する２枚のプレート２を溶接接合
するに先立ち、第４図に示すように両プレート２の幅広
部５間に各パネル補強リング８を介在させ、このパネル
補強リング８の径小リング8bを一方のプレート２の幅広
部５の内側から各貫通穴６，７に嵌合して外側に突出さ
せ、しかしてこの状態で両プレート２を突き合わせて前
記流路３の両側縁沿いにシーム溶接することにより、こ
のパネル補強リング８は、径小リング部8bを一方のプレ
ート２の幅広部５の貫通穴６，７から外側へ突出させて
係止段部8cを貫通穴６，７の内側開口縁部に係止させる
と共に径大リング部8aの先端を他方のプレート２の幅広
部５内側面に当接させた状態で両プレート２間に介装さ
れることになる。また、このパネル補強リング８の径大
リング部8aにはＵ字形切欠穴状の多数の流通孔９が周方
向に定ピッチで設けられており、したがってこれらの流
通孔９を介して各補強リング８の内部と中空パネル１の
内部流路３とが流通可能となっている。尚、各パネル補
強リング８は各貫通穴６，７と同心状をなして両プレー
ト２間に介装されている。流通穴９の形状は図示のよう
なＵ字形切欠穴に限らず、丸穴等任意にすることができ
る。

前記中空パネル１は、各中空パネル１の流体供給管路形
成用貫通穴６相互及び流体排出管路形成用貫通穴７相互
がそれぞれ同軸線状に位置するようにして所要枚数が並
列状態に重合されるが、この重合に際して各中空パネル
１の一方のプレート２の各貫通穴６，７から突出してい
るパネル補強リング８の径小リング8bには弾性シールリ
ングとしてのＯリング10が外嵌され、更にこのＯリング
10にはバックアップリング11が外嵌される（第５図参
照）。尚、バックアップリング11はその内径がＯリング
10の外径よりも若干大きく且つリング幅がＯリング10の
リング幅より若干小さく形成してある。しかして、所要
枚数の中空パネル１が、相隣る中空パネル１間における
一方側のプレート２の各貫通穴６，７から突出したパネ
ル補強リング８の径小リング8bの突出端部を、相隣る中
空パネル１間における他方側のプレート２の対応する各
貫通穴６，７に嵌合させた状態で、互いに重合されるこ
とにより、各流体供給管路形成用貫通穴６相互及び各流
体排出管路形成用貫通穴７相互がそれぞれ各パネル補強
リング８を介して連結されて、所要枚数の各中空パネル
１をその並列方向に貫通する流体供給管路12と流体排出
管路13とが形成される。この場合において、それぞれ各
補強リング８を介して相互連結される流体供給管路形成
用貫通穴６群及び流体排出管路形成用貫通穴７群のそれ
ぞれの内部には、パネル締結用の長尺状ボルト14がそれ
ぞれ同軸線状に挿通せしめられて、ナット部材15の締付
けにより各中空パネル１相互が流体供給管路12及び流体
排出管路13の軸方向に締結一体化される。このとき、各
パネル補強リング８の径小リング部8bに外嵌されて相隣
る中空パネル１の相対向するプレート２間に介装されて
いる各Ｏリング10は同じく相隣る中空パネル１の相対向
するプレート２間に介在されている各バックアップ11が
機能する状態まで圧縮変形せしめられ、それによって流
体供給管路12及び流体排出管路13のそれぞれ外周が完全
に水密シールされる。

前記のようにして形成される流体供給管路12及び流体排
出管路13は第１図及び第２図に示されるように、蓋板兼
用の支持プレート16に貫通状態で取付けられた流体供給
主管17及び流体排出主管18にそれぞれの一端部が連結さ
れるもので、これらの主管１７，１８のそれぞれの内部
にはボルト支持用のボス部材19がこれの外周から放射状
に突設された支持片20を介して同心状の取付けられ、流
体供給主管17側のボス部材19には流体供給管路12に挿通
されるボルト14の頭部14a側端部が嵌合支持され、また
流体排出主管18側のボス部材19には流体排出管路13に挿
通されるボルト14の頭部14a側端部が嵌合支持され、そ
して、各ボルト14の先端ねじ部側端部には流体供給管路
12及び流体排出管路13のそれぞれの他端部に嵌合しうる
円板状の端板20が挿通支持されると共に、その先端ねじ
部14bにナット部材15が螺合される。したがって、この
各ナット部材15を締め付けることにより、所要枚数の中
空パネル１が流体供給主管17及び流体排出主管18と各端
板20との間で挟着された状態で締結一体化される。尚、
各端板20の内側面周縁部にはシールリング嵌合段部20a
が設けてあって、これにＯリング10が嵌合され、このＯ
リング10にはバックアップリング11が外嵌されている。
また、各長尺状ボルト14のねじ部14bが熱交換用流体に
よって腐食されるのを防止するために、このボルト14が
貫通している端板20の中央穴部内周面、及びこの端板20
の外側面に当接するナット部材15の内端面にはＯリング
21，22がそれぞれ装着されている。各中空パネル１は両
プレート２，２間に介装されている各パネル補強リング
18によって、ボルト14及びナット部材15による締結時に
押圧変形することがない。

また、第１図及び第２図に示すように、各中空パネル１
の遊端部側（下端部側）の両コーナー部は、支持プレー
ト16に取付けられて各中空パネル１のシーム溶接部４を
貫通し且つ各中空パネル１間においてスペーサ23が遊嵌
せしめられたパネル連結用のボルト24と、このボルト24
の先端ねじ部に螺合されたナット25と、によって締結一
体化される。26の熱交換の対象となる第２流体の流通槽
で、上述のようにして互いに締結一体化され且つ蓋板兼
用の支持プレート16に支持された所要枚数の中空パネル
１からなるパネル型熱交換器が、出入口27よりこの流通
槽26内に挿入され、この出入口27よりこの流通槽26内に
挿入され、この出入口27の外周縁部に設けられた取付用
フランジ28に前記蓋板兼用支持プレート16が当接され、
この支持プレート16は前記フランジ28上の所要箇所に予
め突設してあるボルト29とこれに螺合されるナット30と
により締結されて、流通26の出入口27を閉蓋することに
なる。また、流体供給主管17及び流体排出主管18のそれ
ぞれの外端には、流体導入用配管及び流体排出用配管を
接続させるためのフランジ31，32が設けられている。

以上のように構成されたパネル型熱交換器においては、
流体供給主管17からの供給される流体は流体供給管路12
に入り、この流体は各中空パネル１内に介装してあるパ
ネル補強リング８の流通孔９を通って各中空パネル１内
のＵ字状流路３の一端に流入し、このＵ字状流路３内を
流動して他端に至り、そして、流体排出管路13の外周辺
より各パネル補強リング８の流通孔９を通って流体排出
管路13に流入し、この流体排出管路13内から流体排出主
管18を経て排出される。

したがって、互いに熱交換作用させる２流体のうちの一
方の流体（第１流体）を上記流体供給主管17に供給し、
流通槽26内に他方の流体（第２流体）を流通させるよう
にすることにより、第２流体は、各中空パネル１間の間
隙33内の流動する間に各中空パネル１内を流動する第１
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、次の様に
して分解掃除することができる。

先ず、各ナット30を取外して蓋板兼用の支持プレート16
を外方へ引き抜くことにより、この支持プレート16に取
付けられたパネル型熱交換器全体を第２流体の流通槽26
から抜き出すことができる。しかして、パネル締結用の
各ボルト14に螺合緊締されているナット部材15及びパネ
ル連結用の各ボルト24に螺合緊締されているナット25を
それぞれ取外し、各端板20をボルト14から除去すると共
に各スペーサ23をボルト24から除去しつつ、各中空パネ
ル１をボルト14，24に沿って軸方向に引き抜くようにす
ることにより、このパネル型熱交換器は各中空パネル１
ごとに分解することができ、したがって必要な保守作業
を簡単且つ容易に行なうことができる。

上述した実施例において、ナット部材15と端板20とを一
体に形成してもよい。すなわち端板20をナット部材15の
一部としてもよい。また、上述の実施例では各中空パネ
ル１相互の連結にあたって、相隣るい一方の中空パネル
１内に介装させたパネル補強リング８の径小リング部8b
の突出端部を他方の中空パネル１の各貫通穴６，７に直
接嵌合させているが、第６図の実施例に示すように各中
空パネル１相互間にスペーサ34を介在させて、このスペ
ーサ34を介して中空パネル１相互を連結するようにして
もよい。すなわち、このスペーサ34は第７図にも図示し
ているように前記バックアップリング11の外径よりも若
干大きい外径を有する径大リング部34aと、各中空パネ
ル１の各貫通穴６，７に嵌合しうるような径小リング部
34bとからなり、この径小リング部34bにＯリング10が外
嵌されると共に、このＯリング10にバックアップリング
11が外嵌され、しかしてこのスペーサ34にける径小リン
グ部34bの先端部が相隣る一方の中空パネル１の各貫通
穴６，７に嵌合され、径大リング部34aの内周部に他方
の中空パネル１から突出したパネル補強リング８の径小
リング部8bの突出端部が嵌合されるようになっている。
他の構成については先の実施例の場合と同様である。

（考案の効果） 本考案のパネル型熱交換器は、所要枚数の中空パネル
を、各中空パネルの貫通穴から突出した各パネル補強リ
ングの径小リング部に弾性シールリングを外嵌させ且つ
この径小リングの突出端部を隣合う他の中空パネルのプ
レートの対応する貫通穴に嵌合させた状態で重合させ、
これらパネルの流体供給管路形成用の貫通穴群及び流体
排出管路形成用の貫通穴群のそれぞれの内部に貫通した
ボルト及びナットにより上記所要枚数の中空パネルの両
端側から締結するだけで、簡単且つ容易に組立てを行う
ことができる。そしてこの組立てとは逆に、上記ナット
を緩めて取外すだけで各中空パネル相互の締結状態が解
除されて各中空パネルがボルトに沿って軸方向に抜き取
り可能となるため、分解も簡単且つ容易となり、したが
って各中空パネル間の間隙を流動する第２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２流体の流通抵抗が不当に増大したような場合
には、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できる。し
たがって本考案のパネル型熱交換器は、スケールが発生
付着し易い第２流体を使用する条件においても支障なく
活用しうる。

また、本考案のパネル型熱交換器は、各流体供給管路形
成用の貫通穴とこの各貫通穴から突出したパネル補強リ
ングの突出端部とを相互に重合連結させて流体供給管路
を形成すると共に、各流体排出管路形成用の貫通穴とこ
の各貫通穴から突出したパネル補強リングの突出端部と
を相互に重合連結させて流体排出管路を形成するもので
あるあら、従来のパネル型熱交換器のように溶接作業を
行う必要がなく、しかも中空パネルに対する加工は貫通
穴の単純な穴あけ加工だけでよいから、製作が非常に簡
単となる。またこの場合において、流体供給管路及び流
体排出管路は、各中空パネルの各貫通穴から突出したパ
ネル補強リングの突出端部に弾性シールリングが外嵌さ
れていてこのシールルリングが各中空パネルの外側面に
密着しているため、第２流体の流路となる外界に対し完
全に隔離されて第２流体と接触する恐れが全くなくな
り、したがって前記流体供給管路及び流体排出管路は、
これら管路内を流通する第１流体との関係で悪影響の生
じない材質の管でありさえすれば良く、第１流体及び第
２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１流体が水、熱湯、水蒸気等である場
合は、仮に第２流体が強酸性のものであっても流体供給
管路及び流体排出管路は安価な鉄系の材料（ＳＳやＳＵ
Ｓ等）で構成されたものを利用することができるので経
済的である。

更に、本考案のパネル型熱交換器によれば、パネル補強
リングは、流通孔を有し且つ前記貫通穴の内径より大き
い内径の径大リング部と前記貫通穴の内径にほぼ等しい
外径の径小リング部とからなるもので、その径大リング
部を各中空パネルの両プレート間に介在させ、径小リン
グ部を他方のプレートの貫通穴から外方へ突出させて、
これに弾性シールリングを外嵌させるようにすると共
に、この径小リングの突出端部を、隣合う他の中空パネ
ルのプレートの対応する貫通穴に嵌合させるようにする
ものであるから、このパネル補強リングは、中空パネル
を補強する機能の他に、弾性シールリングを取付ける台
座としての機能、各中空パネルの貫通穴を相互に連結す
る機能及び各中空パネル相互を各貫通穴に沿った同軸線
状に位置決めする機能を併有する。

このように、単一１個のパネル補強リングに、中空パネ
ル補強機能と、シールリング取付台座機能と、中空パネ
ルの貫通穴連結機能と、中空パネルの位置決め機能との
４つの機能を併有させることができるので、部品点数を
極力少なくできて、各中空パネルの組付け製作を容易に
行えると共に、各中空パネルの組立て作業及び分解作業
を迅速容易に行え、それによりパネル型熱交換器のコス
トの低廉化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すパネル型熱交換器の一
部縦断側面図、第２図は第１図の部分断面図で、その左
側部分が第１図のＡ−Ａ線断面図、右側部分がＢ−Ｂ線
断面図、第３図は第１図の熱交換器の要部拡大縦断面
図、第４図は中空パネル内へのパネル補強リングの取付
方法を示す説明図、第５図は中空パネルに取付けられた
パネル補強リングへのＯリング及びバックアップリング
の取付方法を示す説明図、第６図は他の実施例を示す第
３図と同様な断面図、第７図はスペーサを示す縦断面図
である。 １……中空パネル、２……プレート、３……流路、６…
…流体供給管路形成用の貫通穴、７……流体排出管路形
成用の貫通穴、８……パネル補強リング、９……流通
孔、10……Ｏリング（弾性シールリング）、11……バッ
クアップリング、12……流体供給管路、13……流体排出
管路、14……パネル締結用のボルト、15……ナット部
材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚のプレートをこれら両プレート間に流
   路を形成するように接合して形成される熱交換用の中空
   パネルに、流体供給管路形成用の貫通穴と流体排出管路
   形成用の貫通穴とを各別に設けると共に、流通孔を有し
   且つ前記貫通穴の内径より大きい内径の径大リング部と
   前記貫通穴の内径にほぼ等しい外径の径小リング部とか
   らなるパネル補強リングを、径大リング部が前記両プレ
   ート間に介在し且つ径小リング部が他方のプレートの貫
   通穴から外方へ突出するように取付け、しかして前記中
   空パネルの複数枚を、各中空パネルのプレートの貫通穴
   から突出した各パネル補強リングの径小リング部に弾性
   シールリングを外嵌させ且つこの径小リングの突出端部
   を隣合う他の中空パネルのプレートの対応する貫通穴に
   嵌合させた状態で重合して、流体供給管路形成用の貫通
   穴群及び流体排出管路形成用の貫通穴群をそれぞれ貫通
   するボルト及びナットにより一体的に締結してなるパネ
   ル型熱交換器。