JP2011002174A - 樹脂製熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率且つ高精度に、プロセス流体を温度制御できる樹脂製熱交換器及び樹脂製熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】プロセス流体１０ａを液状熱媒体２０ａで熱交換して所望の温度に温度制御する樹脂製熱交換器１であって、プロセス流体１０ａを導通させる樹脂製のプロセス流体用チューブ１０と、液状熱媒体２０ａを導通させる樹脂製の液状熱媒体用チューブ２０とを備え、並行配置したプロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０の外面同士を密着させ、密着部分ｍを融着によって一体化させ、プロセス流体１０ａと液状熱媒体２０ａとで熱交換する熱交換部２を形成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体や液晶の製造プロセスにおけるプロセス流体を加熱したり、冷却したりする樹脂製熱交換器、及びその製造方法に関する。

従来より、例えば、ふっ素樹脂半導体や液晶の製造プロセスにおけるプロセス流体の温度制御は重要であり、多くの熱交換器が提案されている。
例えば、下記特許文献１の樹脂製熱交換器もその１つである。

上記樹脂製熱交換器は、プロセス流体を流入出させるケーシング内部に、多数本を円筒状に束ねてハニカム状に結束したふっ素樹脂チューブを配置している。
このように構成した樹脂製熱交換器では、冷媒体あるいは温熱媒体として機能する流体状熱媒体をケーシング内部に流入出させるとともに、プロセス流体をケーシング内部に配置したふっ素樹脂チューブを導通させ、ケーシング内部の流体状熱媒体との間で熱交換して、プロセス流体を所望の温度に制御することができるとされている。

しかし、上記樹脂製熱交換器は、ハニカム状に結束したふっ素樹脂チューブの内部を導通する多量のプロセス流体を、ケーシング内部に流入出する流体状熱媒体で急激に熱交換するため、細やかな温度制御に適していなかった。

したがって、例えば、製造対象の構造の複雑化等により、プロセス流体の温度制御の高精度化が求められているが、上記樹脂製熱交換器ではふっ素樹脂チューブを通過するプロセス流体を高精度で温度制御することは困難であった。

特開２００１−２８９５７４号公報

そこで本発明では、高効率且つ高精度に、プロセス流体を温度制御できる樹脂製熱交換器及び樹脂製熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

この発明は、プロセス流体を流体状熱媒体で熱交換して所望の温度に温度制御する樹脂製熱交換器であって、前記プロセス流体を導通させる樹脂製のプロセス流体用チューブと、前記流体状熱媒体を導通させる樹脂製の流体状熱媒体用チューブとを備え、並行配置した前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブの外面同士を密着させ、前記プロセス流体と前記流体状熱媒体とで熱交換する熱交換部を形成したことを特徴とする。

温度制御対象である上記プロセス流体及び冷媒体あるいは温熱媒体として機能する上記流体状熱媒体は、液体状、ジェル状あるいは気体状の流体とすることができる。
上記プロセス流体用チューブと流体状熱媒体用チューブとは、同樹脂材料で構成したチューブあるいは異なる樹脂材料で構成したチューブとすることができるとともに、同形状で形成したチューブあるいは異なる形状で形成したチューブとすることができる。

この発明により、プロセス流体と流体状熱媒体とを高効率で熱交換させ、高精度にプロセス流体を温度制御することができる。
詳しくは、熱交換部において、プロセス流体を導通させる樹脂製のプロセス流体用チューブと、前記流体状熱媒体を導通させる樹脂製の流体状熱媒体用チューブとを並行配置するとともに、外面同士が密着しているため、プロセス流体と流体状熱媒体とを高効率で熱交換することができる。

また、プロセス流体用チューブを導通するプロセス流体と、流体状熱媒体用チューブを導通する流体状熱媒体とで熱交換するため、プロセス流体の全体を高精度で温度制御することができる。
したがって、例えば、複雑な化学構造を備える物質の製造に要求されるプロセス流体の温度制御の高精度化に対応することができ、正確な化学反応を実現することができる。

また、熱交換部を構成するチューブを、プロセス流体用チューブと流体状熱媒体用チューブとに分けて構成しているため、プロセス流体及び流体状熱媒体はそれぞれ異なる樹脂製チューブ内を導通することとなる。したがって、いずれかの樹脂製チューブから漏出した場合であっても、プロセス流体及び流体状熱媒体とが混ざることを防止できる。

この発明の態様として、前記熱交換部を、前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブの外面における密着部分を融着によって一体化させて形成することができる。

これにより、プロセス流体用チューブ及び流体状熱媒体用チューブとの密着部分に界面が無くなるため、より樹脂製チューブを介したプロセス流体と流体状熱媒体との熱交換における熱伝達ロスを低減でき、熱交換効率を向上することができる。

また、この発明の態様として、前記熱交換部の長手方向両側に、前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブが相互に離間するチューブ離間部を形成することができる。

このようにチューブ離間部を形成したことにより、プロセス流体用チューブ及び流体状熱媒体用チューブのそれぞれに、プロセス流体や流体状熱媒体の供給あるいは送出する供給管あるいは送出管を確実に接続することができる。

詳述すると、例えば、プロセス流体や流体状熱媒体を供給あるいは送出する供給管あるいは送出管と、プロセス流体用チューブ及び流体状熱媒体用チューブの接続が不確実な場合、プロセス流体や流体状熱媒体が不確実な接続によって漏出するおそれがある。しかし、チューブ離間部を形成したことにより、プロセス流体や流体状熱媒体の供給あるいは送出する供給管あるいは送出管を確実に接続することができるため、プロセス流体や流体状熱媒体が供給管あるいは送出管との接続部分から漏出することを防止できる。よって、プロセス流体や流体状熱媒体とが混ざることを確実に防止できる。

また、この発明の態様として、前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブを、ＰＴＦＥ樹脂及び変性ＰＴＦＥ樹脂のいずれかで構成するフッ素樹脂製チューブで構成することができる。

上記ＰＴＦＥ樹脂は、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）というふっ素樹脂であり、ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）樹脂をいう。
上記変性ＰＴＦＥ樹脂は、上記ＰＴＦＥ樹脂の特性を損なわない量のパーフルオロオレフィンで変性されたふっ素樹脂である。

この発明により、耐薬品性の高いプロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブを安定して得ることができる。
詳しくは、ＰＴＦＥ樹脂や変性ＰＴＦＥ樹脂はふっ素樹脂の中でも多く用いられているため、プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブを安定供給することができる。

また、耐薬品性が高いため、様々なプロセス流体や流体状熱媒体に適用することができる。したがって、汎用性が高く、品質の安定した樹脂製熱交換器を得ることができ、利用者の満足度をさらに向上することができる。

また、この発明は、プロセス流体を流体状熱媒体で熱交換して所望の温度に温度制御する樹脂製熱交換器の製造方法であって、前記プロセス流体を導通させる樹脂製のプロセス流体用チューブと、前記流体状熱媒体を導通させる樹脂製の流体状熱媒体用チューブとを外面同士を密着させて融着金型に並行配置し、前記融着金型に並行配置した前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブを、前記融着金型ごと加熱して、外面同士が密着する密着部分を融着によって一体化させて前記プロセス流体と前記流体状熱媒体とで熱交換する熱交換部を形成することを特徴とする。

この発明により、プロセス流体と流体状熱媒体とを高効率で熱交換させ、プロセス流体を高精度に温度制御することができる樹脂製熱交換器を確実に製造することができる。

詳しくは、熱交換部を、プロセス流体用チューブ及び流体状熱媒体用チューブの外面同士を密着させて並行配置した融着金型ごと加熱することで、密着部を確実に融着させて形成することができる。

この発明の態様として、前記融着金型の外部で、並行配置した前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブを相互に離間させる離間治具を、前記加熱前に装着することができる。

プロセス流体用チューブ及び流体状熱媒体用チューブのそれぞれに、プロセス流体や流体状熱媒体の供給あるいは送出する供給管あるいは送出管を確実に接続することができるチューブ離間部を、確実且つ容易に形成することができる。

本発明により、高効率且つ高精度に、プロセス流体を温度制御できる樹脂製熱交換器及び樹脂製熱交換器の製造方法を提供することができる。

樹脂製熱交換器の斜視図。 樹脂製熱交換器についての断面図による説明図。 樹脂製熱交換器の製造方法についての説明図。 樹脂製熱交換器の製造方法についての説明図。 樹脂製熱交換器の製造方法についての説明図。 樹脂製熱交換器の製造方法についての説明図。 樹脂製熱交換器の融着金型についての説明図。 別の実施形態の樹脂製熱交換器についての断面図による説明図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
図１は樹脂製熱交換器１の斜視図を示し、図２は樹脂製熱交換器１についての断面図による説明図を示している。

樹脂製熱交換器１は、所定の長さで形成した５本のプロセス流体用チューブ１０と、４本の液状熱媒体用チューブ２０とを束ねて構成しており、長手方向Ｌの中間部分にある熱交換部２と、熱交換部２の長手方向Ｌの両側に配置したチューブ離間部３（３ａ，３ｂ）とを構成している。

詳しくは、熱交換部２の断面図である図２（ａ）に示すように、幅方向Ｗに密着させて並行配置した５本のプロセス流体用チューブ１０と、幅方向Ｗに密着させて並行配置した４本の液状熱媒体用チューブ２０とを、隣り合うチューブの間に配置されるように高さ方向Ｈに密着させて台形状に構成している。

なお、プロセス流体用チューブ１０と液状熱媒体用チューブ２０とは、外径４ｍｍ×内径２．５ｍｍの変性ＰＴＦＥ樹脂製であり、適宜の変形性を有するふっ素樹脂チューブで構成しているが、これに限定されず、ＰＴＦＥ樹脂ふっ素樹脂チューブで構成してもよい。

また、プロセス流体用チューブ１０を導通させ、温度制御対象である上記プロセス流体及び冷媒体あるいは温熱媒体として機能し、液状熱媒体用チューブ２０を導通する液状熱媒体２０ａは液状の流体であるが、これに限定されず、ジェル状あるいは気体状の流体としてもよい。

さらに、５本のプロセス流体用チューブ１０及び４本の液状熱媒体用チューブ２０は、図２（ｂ）に示すように、それぞれが密着する密着部分ｍを熱融着によって一体化している。

また、図１に示すように、熱交換部２の長手方向Ｌ両側のチューブ離間部３（３ａ，３ｂ）は、それぞれのプロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０が適宜の間隔を隔てて高さ方向Ｈ及び幅方向Ｗ方向に広がるように構成している。

このように構成された樹脂製熱交換器１は、プロセス流体１０ａや液状熱媒体２０ａを供給する側である供給側チューブ離間部３ａにおけるプロセス流体用チューブ１０の端部に、プロセス流体用チューブ１０に導通させるプロセス流体１０ａ（図２）を供給するプロセス流体供給管（図示省略）を接続し、プロセス流体１０ａや液状熱媒体２０ａを送出する側である送出側チューブ離間部３ｂにおけるプロセス流体用チューブ１０の端部に、プロセス流体用チューブ１０を導通したプロセス流体１０ａの送出を受けるプロセス流体送出管（図示省略）を接続する。

同様に、供給側チューブ離間部３ａにおける液状熱媒体用チューブ２０の端部に、液状熱媒体用チューブ２０に導通させる液状熱媒体２０ａ（図２）を供給する流体状熱媒体供給管（図示省略）を接続し、送出側チューブ離間部３ｂにおける液状熱媒体用チューブ２０の端部に、液状熱媒体用チューブ２０を導通した液状熱媒体２０ａの送出を受ける流体状熱媒体送出管（図示省略）を接続する。

そして、プロセス流体供給管からプロセス流体１０ａ（図２）を供給し、プロセス流体送出管から送出するとともに、流体状熱媒体供給管から液状熱媒体２０ａを供給し、流体状熱媒体送出管から送出することで、熱交換部２において、プロセス流体用チューブ１０を導通するプロセス流体１０ａと、液状熱媒体用チューブ２０を導通する液状熱媒体２０ａとで熱交換する。

詳しくは、液状熱媒体２０ａがプロセス流体１０ａより高温の液状温熱媒体である場合は、プロセス流体用チューブ１０や液状熱媒体用チューブ２０を介して液状熱媒体２０ａからプロセス流体１０ａに熱が移動するため、プロセス流体１０ａの温度が向上する。逆に、液状熱媒体２０ａがプロセス流体１０ａより低温の液状冷媒体である場合は、プロセス流体用チューブ１０や液状熱媒体用チューブ２０を介してプロセス流体１０ａから液状熱媒体２０ａに熱が移動するため、プロセス流体１０ａの温度が低下する。

このように、樹脂製熱交換器１は、プロセス流体用チューブ１０を導通するプロセス流体１０ａと、液状熱媒体用チューブ２０を導通する液状熱媒体２０ａとを高効率で熱交換させることによって、温度変化勾配の緩やかな熱交換を実現でき、高精度にプロセス流体１０ａを温度制御することができる。

詳しくは、熱交換部において、プロセス流体１０ａを導通させる樹脂製のプロセス流体用チューブ１０と、前記液状熱媒体２０ａを導通させる樹脂製の液状熱媒体用チューブ２０との密着部分ｍが、樹脂製熱交換器１の熱交換部２において、融着によって一体化して形成されているため、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０との密着部分ｍに界面が無く、プロセス流体１０ａと液状熱媒体２０ａとの熱交換における熱伝達ロスが低減でき、熱交換効率を向上することができる。

また、細いチューブであるプロセス流体用チューブ１０を導通するプロセス流体１０ａと、プロセス流体用チューブ１０に一体化された液状熱媒体用チューブ２０を導通する液状熱媒体２０ａとで温度変化勾配の緩やかな熱交換を行うため、プロセス流体１０ａの全体を高精度で温度制御することができる。

さらにまた、それぞれのプロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０が適宜の間隔を隔てて高さ方向Ｈ及び幅方向Ｗ方向に広がって構成しているチューブ離間部３で、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０に供給管及び送出管を接続することができるとともに、プロセス流体１０ａ及び液状熱媒体２０ａがそれぞれ異なるプロセス流体用チューブ１０と液状熱媒体用チューブ２０を導通するため、プロセス流体１０ａ及び液状熱媒体２０ａが混ざることを防止できる。

詳述すると、例えば、供給管あるいは送出管と、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０の接続が不確実な場合、プロセス流体１０ａや液状熱媒体２０ａが不確実な接続部分から漏出してそれぞれが混ざるおそれがある。

しかし、チューブ離間部３を形成したことにより、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０に供給管及び送出管を確実に接続することができるため、プロセス流体１０ａや液状熱媒体２０ａが供給管及び送出管との接続部分から漏出するおそれがない。

また、プロセス流体１０ａと液状熱媒体２０ａとはプロセス流体用チューブ１０と液状熱媒体用チューブ２０とに分かれて導通されるため、例えば、一方のチューブからプロセス流体１０ａと液状熱媒体２０ａのいずれかが漏出した場合であっても、他方のプロセス流体１０ａや液状熱媒体２０ａとが混ざることはない。

また、プロセス流体用チューブ１０や液状熱媒体用チューブ２０をＰＴＦＥ樹脂や変性ＰＴＦＥ樹脂で構成しているため、安定した品質であり、耐薬性の高い樹脂製熱交換器１を構成できるため、プロセス流体１０ａや液状熱媒体２０ａとが混ざることをより確実に防止している。

詳しくは、ＰＴＦＥ樹脂や変性ＰＴＦＥ樹脂はふっ素樹脂の中でも多く用いられているふっ素樹脂であるため、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０を安定供給することができ、また、耐薬品性が高いため、様々な種類のプロセス流体１０ａや液状熱媒体２０ａに適用することができる。

なお、プロセス流体用チューブ１０には個々に異なるプロセス流体１０ａを導通させてもよい。また、例えば、左端の液状熱媒体用チューブ２０には温かい液状熱媒体２０ａを導通させ、右端の液状熱媒体用チューブ２０には冷たい液状熱媒体２０ａを導通させるなど、液状熱媒体用チューブ２０に互いに異なる様々な温度の液状熱媒体２０ａを導通させてもよい。
このように、様々な温度分布の管理が可能となり、極めて汎用性が高く、品質の安定した樹脂製熱交換器１を得ることができる。

次に、図３から図７とともに、樹脂製熱交換器１の製造方法について説明する。
図３は樹脂製熱交換器１を製造する準備工程についての説明図を示し、図４はプロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０を熱融着する融着金型１００に配置する配置工程についての説明図を示し、図５は融着金型１００を組付ける組付け工程についての説明図を示し、図６はチューブ離間部３を形成するための離間部形成プレート２００を装着するプレート装着工程についての説明図を示し、図７は融着金型１００の構成及び密着部分ｍの熱融着についての説明図を示している。

最初に、樹脂製熱交換器１を製造するための融着金型１００，離間部形成プレート２００及び中芯３００について説明する。
樹脂製熱交換器１の熱交換部２を形成する融着金型１００は、熱交換部２と同程度の長さの直方体形状であり、上金型１１０と、下金型１２０と、左右の側部押え金型１３０，１３０とで構成している。

上金型１１０は、図７（ａ）に示すように、底面側の中央に、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０、下金型１２０の嵌合凸部１２１並びに側部押え金型１３０の嵌合を許容する嵌合凹部１１１を有する門型断面で形成している。

なお、上金型１１０の３／４程度の幅を占める嵌合凹部１１１における底面１１１ａには上に凸な半円断面が幅方向Ｗに４つ連続し、４本の液状熱媒体用チューブ２０に対応する液状熱媒体用チューブ係止溝１１２を有している。

また、上金型１１０における嵌合凹部１１１の幅方向Ｗの外側において、長手方向Ｌに所定間隔を隔てて３箇所配置された固定ボルト１００ａの貫通を許容する固定ボルト貫通孔１１３を備えている。

下金型１２０は、下に凸な半円断面が幅方向Ｗに５つ連続し、５本のプロセス流体用チューブ１０に対応するプロセス流体用チューブ係止溝１２２を上面１２１ａに形成した嵌合凸部１２１を有する凸状断面で形成している。

また、下金型１２０における嵌合凸部１２１の幅方向Ｗの外側において、融着金型１００の固定ボルト貫通孔１１３に対応する位置に、固定ボルト１００ａの螺入を許容するボルト螺入孔１２３を備えている。

嵌合凸部１２１の上面１２１ａに載置して、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０の側方を押える側部押え金型１３０は、液状熱媒体用チューブ２０の下外側及びプロセス流体用チューブ１０の上外側に接する円弧面１３１を有しており、幅方向Ｗの外側面を嵌合凸部１２１の外側面に合わせた状態で、嵌合凹部１１１に嵌合する。

なお、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０が接する液状熱媒体用チューブ係止溝１１２、プロセス流体用チューブ係止溝１２２及び円弧面１３１は、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０の融着を防止する融着防止メッキを施している。本実施例において、融着防止メッキとして、化学反応によってニッケル燐合金をコーティングするカニゼンメッキを施している。また、上金型１１０、下金型１２０及び側部押え金型１３０は同素材で構成している。

離間部形成プレート２００は、図６に示すように、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０の貫通を許容する貫通孔２０１を適宜の間隔を隔てて、各プロセス流体用チューブ１０と液状熱媒体用チューブ２０との本数分備えた薄板状鋼板であり、融着金型１００の長手方向Ｌの両側に装備するように２枚備えている。

中芯３００は、一方の端部に握持用のプレート部３０１を備え、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０を構成する変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０の内部空間に挿入可能な径の細棒である。なお、中芯３００は、内部空間に挿入した変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０の形状を保持することのできる適宜の強度で構成している。

次に、融着金型１００、離間部形成プレート２００及び中芯３００を用いた樹脂製熱交換器１の製造方法について説明する。
まず、図３（ａ）に示す樹脂製熱交換器１の準備工程では、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０を形成するために、変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブを所定本数分所定の長さに切断し、図３（ｂ）に示すように、各変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０に中芯３００を挿入する。

４本の液状熱媒体用チューブ２０と５本のプロセス流体用チューブ１０で樹脂製熱交換器１を構成する本実施例においては、所定の長さに切断した９本の変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０のそれぞれに中芯３００を挿入する。

なお、所定の長さに切断した９本の変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０のうち、５本のプロセス流体用チューブ用のチューブを変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０ａとし、４本の液状熱媒体用チューブ用のチューブを変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０ｂとしている。

図４に示す配置工程では、中芯３００を挿入した変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０において、熱交換部２に対応する部分を下金型１２０のプロセス流体用チューブ係止溝１２２に嵌め込み、その熱交換部２に対応する部分を幅方向Ｗの両側から側部押え金型１３０で挟みこむ。

そして、図５に示す組付け工程では、下金型１２０の上方から嵌合凸部１２１が嵌合凹部１１１に嵌合するように上金型１１０を装着し、固定ボルト１００ａで固定するとともに（図７（ｂ）参照）、中芯３００を変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０から抜き出す。

そして、図６に示すプレート装着工程では、融着金型１００を装着した変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０の長手方向Ｌの両側から離間部形成プレート２００を装着する。詳しくは、４本の液状熱媒体用チューブ２０と５本のプロセス流体用チューブ１０を構成する変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０を離間部形成プレート２００の貫通孔２０１に挿入する。これにより、密着するように台形状に並列配置した変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０は、幅方向Ｗ及び長手方向Ｌに広がった状態で形状保持することができる。

この状態で、雰囲気温度が予め３６０℃に設定された電気炉（図示省略）の中に融着金型１００及び離間部形成プレート２００ごと変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０をセットし、１時間加熱し、その後金型温度が５０℃になるまで冷却する。

これにより、図７（ｃ），（ｄ）に示すように、外面が密着するように並列配置した変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０の密着部分ｍが融着して一体化したプロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０で構成する熱交換部２を形成することができる。

また、離間部形成プレート２００により、変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０が幅方向Ｗ及び高さ方向Ｈに所定間隔を隔てて離間させていたため、隣り合う変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０が融着することなく、チューブ離間部３を構成することができる。

このように、融着金型１００、離間部形成プレート２００及び中芯３００を用いた上記製造方法によって、プロセス流体１０ａと液状熱媒体２０ａとを高効率で熱交換させ、高精度にプロセス流体１０ａを温度制御できる樹脂製熱交換器１を確実に製造することができる。

詳しくは、熱交換効率を向上することが熱交換部２を、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０の外面同士を密着させて並行配置した融着金型１００ごと加熱することで、密着部分ｍを確実に融着させて形成することができる。

また、離間部形成プレート２００を加熱前に装着するため、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０のそれぞれに、プロセス流体１０ａや液状熱媒体２０ａの供給あるいは送出する供給管あるいは送出管を確実に接続することができるチューブ離間部３を、確実且つ容易に形成することができる。

また、中芯３００を挿入してから変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０における熱交換部２に対応する部分を下金型１２０のプロセス流体用チューブ係止溝１２２に嵌め込むため、変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０の形状を中芯３００で保持でき、変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０をプロセス流体用チューブ係止溝１２２に容易に嵌め込むことができる。

また、プロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０が接する液状熱媒体用チューブ係止溝１１２、プロセス流体用チューブ係止溝１２２及び円弧面１３１に、融着防止メッキを施しているため、融着金型１００を加熱した後に、融着金型１００からプロセス流体用チューブ１０及び液状熱媒体用チューブ２０を離型することができる。

したがって、例えば、融着金型１００に融着したプロセス流体用チューブ１０や液状熱媒体用チューブ２０を引き剥がすことでプロセス流体用チューブ１０と液状熱媒体用チューブ２０との融着がはがれる場合と比較して、確実に一体化した熱交換部２を形成することができる。

また、融着金型１００を構成する上金型１１０、下金型１２０及び側部押え金型１３０を同素材で構成しているため、変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０の密着部分ｍを融着するために加熱した場合であっても、上金型１１０、下金型１２０及び側部押え金型１３０における加熱による熱膨張が同程度であるため、異なる素材で構成して異なった熱膨張する場合と比較して、確実に密着部分ｍが融着によって一体化した樹脂製熱交換器１を得ることができる。

以上、本発明の構成と、前述の実施態様との対応において、
流体状熱媒体は、液状熱媒体２０ａに対応し、
以下同様に、
流体状熱媒体用チューブは、液状熱媒体用チューブ２０に対応し、
離間治具は、離間部形成プレート２００に対応するも、上記実施形態に限定するものではない。
例えば、上述の説明において、幅方向Ｗに密着させて５本のプロセス流体用チューブ１０と、４本の液状熱媒体用チューブ２０とで台形状に構成した樹脂製熱交換器１について説明したが、図８（ａ）に示すように、幅方向Ｗに密着させて並行配置した６本の液状熱媒体用チューブ２０と、密着させて並行配置した３本のプロセス流体用チューブ１０と、１本分開けて配置した１本のプロセス流体用チューブ１０で左右非対称形状に構成してもよい。

これにより、左側の３本のプロセス流体用チューブ１０を導通させるプロセス流体１０ａと、右側のプロセス流体用チューブ１０に導通させるプロセス流体１０ａとでは、導通するプロセス流体用チューブ１０に密接する液状熱媒体用チューブ２０の本数が異なるため、異なる温度制御を実現することができる。

また、図８（ｂ）に示すように、幅方向Ｗに密着させて並行配置した５本のプロセス流体用チューブ１０の上下両側に、隣り合うプロセス流体用チューブ１０の間に、幅方向Ｗに密着させて並行配置した６本の液状熱媒体用チューブ２０を配置してもよい。このように、プロセス流体用チューブ１０の上下両側に液状熱媒体用チューブ２０が配置されているため、プロセス流体用チューブ１０を導通するプロセス流体１０ａをより高温化或いは低温化する温度制御を実現することができる。

また、図８（ｃ）に示すように、１本のプロセス流体用チューブ１０の周りに密接した状態で液状熱媒体用チューブ２０を配置してもよく、さらには、図８（ｄ）に示すように、１本の液状熱媒体用チューブ２０の周りに密接した状態でプロセス流体用チューブ１０を配置し、さらに、その周りを密接した状態の液状熱媒体用チューブ２０を配置してもよい。
これにより、プロセス流体用チューブ１０の周囲を液状熱媒体用チューブ２０で取り囲んでいるため、より効率の高い熱交換を実現することができる。

さらにまた、上述の説明においては、同じ形状の変性ＰＴＦＥ樹脂性チューブ３０を用いてプロセス流体用チューブ１０と液状熱媒体用チューブ２０とを形成していたが、図８（ｅ）に示すように、太いプロセス流体用チューブ１０の周りに密接する状態で液状熱媒体用チューブ２０を配置してもよい。これにより、所望の温度に温度制御されたプロセス流体１０ａを所望の流量で得ることができる。

１…樹脂製熱交換器
２…熱交換部
３…チューブ離間部
１０…プロセス流体用チューブ
１０ａ…プロセス流体
２０…液状熱媒体用チューブ
２０ａ…液状熱媒体
１００…融着金型
２００…離間部形成プレート
Ｌ…長手方向
ｍ…密着部分

Claims (6)

1. プロセス流体を流体状熱媒体で熱交換して所望の温度に温度制御する樹脂製熱交換器であって、
   前記プロセス流体を導通させる樹脂製のプロセス流体用チューブと、
   前記流体状熱媒体を導通させる樹脂製の流体状熱媒体用チューブとを備え、
   並行配置した前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブの外面同士を密着させ、前記プロセス流体と前記流体状熱媒体とで熱交換する熱交換部を形成した
   樹脂製熱交換器。
2. 前記熱交換部を、
   前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブの外面における密着部分を融着によって一体化させて形成した
   請求項１に記載の樹脂製熱交換器。
3. 前記熱交換部の長手方向両側に、
   前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブが相互に離間するチューブ離間部を形成した
   請求項１又は２に記載の樹脂製熱交換器。
4. 前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブを、
   ＰＴＦＥ樹脂及び変性ＰＴＦＥ樹脂のいずれかで構成するフッ素樹脂製チューブで構成した
   請求項１から３のうちいずれかに記載の樹脂製熱交換器。
5. プロセス流体を流体状熱媒体で熱交換して所望の温度に温度制御する樹脂製熱交換器の製造方法であって、
   前記プロセス流体を導通させる樹脂製のプロセス流体用チューブと、前記流体状熱媒体を導通させる樹脂製の流体状熱媒体用チューブとを外面同士を密着させて融着金型に並行配置し、
   前記融着金型に並行配置した前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブを、前記融着金型ごと加熱して、外面同士が密着する密着部分を融着によって一体化させて前記プロセス流体と前記流体状熱媒体とで熱交換する熱交換部を形成する
   樹脂製熱交換器の製造方法。
6. 前記融着金型の外部で、並行配置した前記プロセス流体用チューブ及び前記流体状熱媒体用チューブを相互に離間させる離間治具を、前記加熱前に装着する
   請求項５に記載の樹脂製熱交換器の製造方法。

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