JPH03194394A - 加温装置 - 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〕 この発明は熱媒を利用−て、プラスチックチューブ束の
内部を流れる流体を加温する加温装置に関する。

〔従来の技術〕

プラスチックチューブ束の内部を流れる流体を加温する
従来の加温装置としては、例えば実願平１−１３６２８
８号公報に記載されたようなものがある。これは、多数
のプラスチック細管を集束したプラスチックチューブ束
からなる伝熱管を筒状容器内に配設し、該プラスチック
チューブ束の一方から他方へ流通す流体と、筒状容器の
流体入口から流体出口へ向かってプラスチックチューブ
束と接触しつつ流通する流体との間で熱交換を行わせる
シェル・チューブ型熱交換器であって、プラスチックチ
ューブ束を偏平に形成したものをＵ字形に折曲し筒状容
器内に配設するとともに、プラスチックチューブ束の注
流側と還流側との間に仕切板を設けている。

流体通路となるプラスチックチューブ束をＵ字形に折曲
して筒状容器内に配設したため装置がコンパクト化され
、また熱交換効率も大きい。且つまた、仕切板によって
シェル側流体を二流路にしたため圧損も少ない等の利点
がある。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、このような従来のプラスチックチューブ
束の内部を流れる流体を加温する従来の加温装置にあっ
ては、容器であるシェル側の流体を強制的に流通させる
ために、シェル側の配管を必要とする。したがって、そ
の手間や材料部品に伴うコストアップは避けられないし
、装置のコンパクト化にも限界があるという問題点があ
った。

これに対して、予め熱媒を貯えた容器内に伝熱管を浸漬
させるタンク式の加温装置も考えられるが、その場合は
一般に容器内の熱媒の上下で温度分布を均一にするため
の撹拌機を必要とする。このような回転機械は発塵を促
すから、これを例えばクリーンルーム内に設置すること
はできず、使用条件が限定されざるを得ない。

そこで本発明は、上記従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、シェル側の配管
が不要で、且つ撹拌機も不要な加温装置を提供して上記
従来の問題点を解決することにある。

〔問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するこの発明は、熱媒を貯えた密閉容
器の軸心部に加熱体を配設するとともに、この加熱体を
取り囲む筒状仕切板を前記容器内の上下の空間に開口せ
しめて配設し、更に前記筒状仕切板の外側に複数本のプ
ラスチックチューブを束ねてなる被加温流体流通管路を
配設したことを特徴とする。

前記被加温流体流通管路はＵ字状にすることができる。

また、前記被加温流体流通管路はコイル状にすることも
できる。

〔作用〕

容器の軸心部にある加熱体で熱媒を加熱すると、加熱体
付近の熱媒が温度上昇で体積が膨張して上昇流を生じて
筒状仕切板内を流動し上部の開口を経て容器内の上部に
到る。これに伴い筒状仕切板の外側にある熱媒が筒状仕
切板の下部の開口から筒状仕切板内に流れ込み、加熱体
で加熱される。

こうして筒状仕切板の内外に上昇流と下降流が生じ、容
器内に熱媒の自然対流が行われる。かくして、熱媒中に
浸漬されている被加温流体流通管路内を流通する流体を
効率良く加温することができる。

筒状仕切板によって自然対流を効率良く利用するから、
発塵源となる撹拌機で強制対流させる必要はない。

また、シェル側の配管も不要である。

〔実施例〕

以下この発明を図面に基づいて説明する。第１図はこの
発明の一実施例の縦断面図である。この実施例は、半導
体製造における洗浄水として用いられる所定温度に加熱
された超純水をうるのに適用したものである。

１は円筒状のステンレス製有底容器であり、上部は蓋２
で密閉される。この容器１の内部に熱媒３としての純水
が貯えられている。容器１の軸心には、蓋２を貫通させ
て加熱体５としての長い棒状の電熱ヒータが配設しであ
る。また、この加熱体５を取り囲む筒状仕切板６が、容
器１内の上方に開いた開口６Ａ及び下方に開いた開口６
Ｂを備えて同軸に配設され、図外の取付は部材を介して
容器１に固定しである。更に、その筒状仕切板６の外側
に、複数本のプラスチックスリーブ７ａを束ねてなるＵ
字状の被加温流体流通管路８が配設しである。

この被加温流体流通管路８は、例えば外径３．２胴、内
径２．４　ｉｎ、肉厚０．４　ｔｒｍのフッ素樹脂ＰＦ
Ａ（４フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体）製のプラスチックチューブ７ａを複数
本まとめて形成されたもので、集束された端部８ＡとＵ
字状の本体部８Ｂとを備えている。

端部８Ａは、第２図に示すように、集束したプラスチッ
クチューブ７ａの束の端末にプラスチックスリーブ９を
装着すると共に各プラスチックチューブ７ａの端末部管
壁同士ともども加熱等の手段によって一体的に融着して
、ハニカム状に成形されている。

このように形成された被加温流体流通管路８の端部８Ａ
は、容器の蓋２に設けられた取付はフランジ１０にスプ
リットリング１１を介して載置され、ステンレス製のエ
ンドキャップ１２により固定支持されている。スプリッ
トリング１１はふっ素ゴム製のガスケットに包まれてお
り、熱媒３の容器外への洩れを防止している。なお、エ
ンドキャップ１２の開口側は０リング１３によりシール
されている。

被加温流体流通管路の本体部８Ｂは、その直管部分の上
下において、容器１の内壁に固着された支持プレート１
４で支持されている。すなわち、支持プレート１４は円
板状で、その板面には一端を外周に開放させた複数の長
短のスリットが櫛歯状に平行に開設されている。このス
リットにプラスチックチューブ７ａを挿通させることに
よりプラスデックチューブ７ａの途中を支持するように
したものである。或いは、支持プレート１４で支持する
代わりに、実開昭６３−１２１．２６５号公報に提示さ
れるように、プラスチックチューブ７δをプラスチック
モノフラメント等の線状体でくくって連結せしめて保持
するようにしてもよい。

プラスチツクチューブ７ａ同士は密着することなく、適
宜に平行離間関係を保っていることが好ましい。

次に作用を説明する。

図示しないが、被加温流体流通管路８の一方の端部８Ａ
には被加温流体である超純水の供給配管が、他方の端部
８Ａには排出配管が予め接続される。これらの給排配管
を介して、被加温流体流通管路８内を、矢符骨■で示す
入口側から矢符骨０で示す出口側に向かって超純水が流
通する。

容器１の軸心部にある加熱体５で熱媒を加熱すると、加
熱体５付近の熱媒３の温度がいちはやく上昇して体積が
膨張する。これにより、加熱体５と筒状仕切板６との間
のスペースＳに存在する熱媒３は急速な上昇流２１を生
じて筒状仕切板６内を流動し、上部の開口６Ａを経て容
器１内の上部に到る。これに伴い筒状仕切板６の外側に
ある容器底部の低温度の熱媒３が筒状仕切板６の下部の
開口６Ｂから筒状仕切板６内に矢符骨２２のように流れ
込み、加熱体５で加熱される。上部に到った高温の熱媒
３は、被加温流体流通管路８の本体部８Ｂを構成してい
るプラスチツクチューブ７ａ間の隙間を下降する。その
間に、プラスチックチューブ７ａの管壁を介して管内流
体である超純水との間で熱交換が行われて、超純水は所
定温度に加温される。温度の低下した熱媒３は容器底部
に到る。

こうして筒状仕切板６の内外に上昇流２１と下降流２３
とが生じ、容器１内に熱媒３の自然対流が行われる。筒
状仕切板６によって、この自然対流は効率良く行われる
から、発塵源となる撹拌機でわざわざ強制対流させる必
要はない。

また、従来のように容器外で別途に加熱した熱媒３を容
器にポンプピングする必要はないから、容器１への熱媒
供給・排出用の配管も不要である。

囚に、被加温流体流通管路８に外径３．２ｍｍ、内径２
．４−１肉厚０．４　ｍのフッ素樹脂製のプラスチック
チューブ７ａを用いた場合、自然対流による管外境膜伝
熱係数は、熱媒である水の温度６０゛Ｃの時、約１００
０に、ｃａ　１／ｒｒｆｈ″Ｃが得られる。

このとき、管内流体（超純水）の流速が１ｍ／ｓｅｃ、
チューブ肉厚０，４聴での総括伝熱係数は約２５０ｋｃ
ａｌ／ｒｒｆｈ’ｃとなり、比較的高い値が得られ、簡
単な構造で高効率の超純水加温装置を得ることができた
。

第３図、第４図には他の実施例を示す。

この実施例は、被加温流体流通管路８をコイル状に形成
した点が上記実施例とは異なっている。

この場合は、装置の高さが低くなる利点がある。

その他の構成、作用、効果は上記実施例の場合とほぼ同
様である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、熱媒を貯えた
密閉容器の軸心部に加熱体を配設するとともに、この加
熱体を取り囲む筒状仕切板を前記容器内に上下方向に開
口せしめて配設し、更に前記筒状仕切板の外側に複数本
のプラスチックチューブを束ねてなる被加温流体流通管
路を配設した構成とした。そのため、シェル側の配管が
不要で、且つ撹拌機も不要となり、コンパクト化も可能
で、装置の大幅なコストダウンが達成できるとともに、
クリーンルーム内に設置することもできるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る一実施例の縦断面図、第２図は
被加温流体流通管路の端部構造の斜視図、第３図は他の
実施例の一部を省略して示す縦断面図、第４図は第３図
のｒＶ−ＩＶ線断面図である。 図中、１は容器、３は熱媒、５は加熱体、６は筒状仕切
板、７ａはプラスチックチューブ、８は被加温流体流通
管路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱媒を貯えた密閉容器の軸心部に加熱体を配設す
   るとともに、この加熱体を取り囲む筒状仕切板を前記容
   器内に上下方向に開口せしめて配設し、更に前記筒状仕
   切板の外側に複数本のプラスチックチューブを束ねてな
   る被加温流体流通管路を配設したことを特徴とする加温
   装置。