JPH0223994Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、He液化装置等に好適に使用できる
熱交換器に関するものである。

［従来の技術］ クロードサイクルによりHe液化装置等のよう
に深冷を利用した機器においては、その装置容積
のうち熱交換器の占める割合が大きい。そのた
め、熱交換器を小形化しないと、装置全体をコン
パクトにすることができないという問題があつ
た。しかしながら、熱交換器を単に小さくするだ
けでは、熱交換効率が低下して常温域から低温域
への熱侵入が大きくなるという不都合を招く。そ
のため、この種装置のコンパクト化は容易には実
現し得なかつた。

ところで、近年、高圧パス用の透窓および低圧
パス用の透窓を有した枠体状の断熱スペーサと、
多数の通気孔を有した銅板などによる熱交換エレ
メントとを交互に積層するタイプのいわゆる積層
熱交換器が開発され、これらの問題が解決されつ
つある。

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、前述した積層熱交換器は、多数の通
気孔を有した熱交換エレメントを非常に多くの枚
数重ね合せなければならないため、加工および組
み立てに手間がかかる。

しかも、各熱交換エレメントと各断熱スペーサ
との接着面積が大きいため、接着にエポキシ樹脂
プリプレグ等を用いる場合、その接着圧力と温度
を制御することが難かしいという問題がある。

また、この熱交換器は、前記熱交換エレメント
に設けた細径な通気孔を通過させて流体同士の熱
交換を行なわせなければならないため、その圧力
損失が比較的大きなものになるという不具合もあ
る。

本考案は、かかる問題点を簡単な構成により一
挙に解消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］ 本考案は、かかる目的を達成するために、断熱
シートを積層してなる断熱壁を並設してこれら断
熱壁間に複数の独立した流体通路を形成するとと
もに、これら各流体通路を横断する複数の熱伝導
部材を前記断熱シート間に間欠的に挟着させて配
設したことを特徴とする。

［作用］ このような構成のものであれば、熱交換部材を
比較的密に配設しさえすれば熱伝達面積を広くと
ることができる。しかも、流路に沿つて連続して
いるのは断熱壁であり、熱交換部材はその断熱壁
に交叉するようにして間欠的に配置されているた
め、流路方向の熱侵入を有効に抑制することがで
きる。

また、流路に沿つた方向に部材を積層しないの
で、積層厚さを小さくすることが可能となる。

さらに、ガス等の流体は、各流路を横断する熱
交換部材の間に形成される隙間をぬうようにして
流れることになるので、細径な通気孔を通過させ
る場合に比べて圧力損失を少なくすることができ
る。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。

この熱交換器は、ステンレス薄板製のカバー
１，２間に３本の断熱壁３，４，５を平行に並設
し、前記断熱壁３と４との間に第１の流体通路６
を形成するとともに、前記断熱壁４と５との間に
第２の流体通路７を設けている。そして、熱伝導
部材たる複数枚の熱交換プレート８を前記両流体
通路６，７に横断させて設けている。

詳述すれば、前記熱交換プレート８は、短冊状
の銅の薄板であり、例えば、0.05〜0.1mm程度の
厚さのものを用いる。一方、前記断熱壁３，４，
５は、例えば、厚さ0.3〜0.5mm程度のエポキシ樹
脂プリプレグ製の断熱シート９を複数枚積層した
もので、これら断熱シート９間に前記熱交換プレ
ート８の一部を挟着させている。すなわち、各断
熱壁３，４，５を形成すべき部位に断熱シート９
を敷き、その上に複数枚の熱交換プレート８を断
熱シート９の長手方向に所定の間隔をあけて間欠
的に配列させる。しかる後、前記各断熱シート９
上に２枚目の断熱シート９を前記熱交換プレート
８を介して重合させ、その上に複数枚の熱交換プ
レート８を先に配設した熱交換プレート８に対し
て千鳥配置となるように間欠的に配列させる。次
いで、前記各断熱シート９上に３枚目の断熱シー
ト９を前記熱交換プレート８を介して重合させ、
その上に複数枚の熱交換プレート８を先に配設し
た熱交換プレート８に対して千鳥配置となるよう
に間欠的に配列させる。以上の操作を複数回繰り
返して必要枚数の断熱シート９および熱交換プレ
ート８を積層する。そして、その積層体を上下か
らカバー１，２を介してプレス等により加圧する
とともに熱を加え、その状態を一定時間保持して
前記断熱シート９を接着硬化させることによつて
前述した熱交換器を得る。なお、前記断熱シート
９を構成するプリプレグは、ガラス繊維等の強化
繊維にエポキシ樹脂を含浸させたもので、積層時
には前記エポキシ樹脂は完全に硬化していない状
態を呈している。

このような構成のものであれば、例えば、第１
の流体通路６を流れる高圧ガスＨと、第２の流体
通路７を逆向きに流れる低圧ガスＬとが、前記熱
交換プレート８を介して熱交換を行なうことにな
る。この場合、この熱交換プレート８および断熱
シート９の厚みを前記のような小さな値に設定し
ておけば、各流体通路６，７を流れるガスＨ，Ｌ
と前記各熱交換プレート８との熱伝達面はいわゆ
るフアインピツチのプレートフインタイプのもの
と同様な状態となるので、このタイプのものと同
程度の熱伝達性能が期待できる。

しかも、このものは、流体通路６，７に沿つて
連続しているのは断熱壁３，４，５と、熱伝導率
の低いステンレススチール製のカバー１，２のみ
であり、熱伝達プレート８はその断熱壁３，４，
５に交叉するようにして間欠的に配置されてい
る。そのため、流体通路６，７に沿つた方向の熱
侵入を有効に抑制することができる。

また、この熱交換器は、流体通路６，７に沿つ
た方向に部材を積層しないので、積層厚さを小さ
くすることが可能である。そのため、積層した断
熱シート９同志および断熱シート９と熱交換プレ
ート８とを接着する場合の加熱が容易となる。す
なわち、このようなものであれば、各部を均一に
加熱し加圧することが容易となるため、プリプレ
グの接着性能を最大限発揮させることが可能であ
り、ガス漏れのない高性能な熱交換器を比較的簡
単に製造することができる。

さらに、前記各高圧ガスＨおよび低圧ガスＬ
は、各流体通路６，７に千鳥状に横断配置された
熱交換プレート８間をぬうようにして流れること
になるので、細径な通気孔を通過させる場合に比
べて圧力損失を少なくすることができる。

なお、熱交換部材は、前記のような真直な平板
状のものに限らず、例えば、断熱シートに挟持さ
れていない部分、つまり、流体通路に露呈してい
る部分を波状に成形してもよい。あるいは、熱交
換部材としてワイヤ状のものを使用してもよい。

［考案の効果］ 本考案は、以上のような構成であるから、熱交
換効率が高い上に、流路に沿う方向の熱侵入を有
効に抑制することが可能であり、しかも、圧力損
失が少なく、製作が容易な熱交換器を提供できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は要部を模式的に示す分解図、第２図は
外観を示す斜視図である。 ３，４，５……断熱壁、６，７……流体通路、
８……熱交換プレート、９……断熱シート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 断熱シートを積層してなる断熱壁を並設してこ
   れら断熱壁間に複数の独立した流体通路を形成す
   るとともに、これら各流体通路を横断する複数の
   熱伝導部材を前記断熱シート間に間欠的に挟着さ
   せて配設したことを特徴とする熱交換器。