JPH08622Y2 - フッ素樹脂製熱交換器のシール構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案はフッ素樹脂製熱交換器におけるヘッド部分の
シール構造の改良に関する。

考案の技術的背景 一般に、フッ素樹脂製熱交換器は、極めて優れた耐薬
品性、耐熱性および耐汚性を有しており、ほとんどの薬
品に侵されず、また熱交換器用のチューブ内にもスケー
ルが付着しにくいという利点を有するため、金属製熱交
換器では対処することができない分野の熱交換器として
広く用いられている。

フッ素樹脂製熱交換器では、フッ素樹脂製のチューブ
を40〜2500本程度束ねてその両端部をハニカム状に一本
化してチューブ束を形成し、これをシェル内に設置して
いる。第４図に示すように、チューブ２の束の両端部に
はスリーブ４が取付けられ、このスリーブ４とエンドキ
ャップ７との間のシール性を確保するため、Ｏリング０
を介在させている。

そして、シェル３内を流れる熱交換流体が非腐蝕性の
流体の場合には、フッ素樹脂製熱交換器は、シェル３を
通常の材料で構成する。チューブ２内を流れる流体は腐
食性流体である場合が多いので、エンドキャップ７の内
周面には、チューブ２内を流れる流体による腐蝕を防止
するためにフッ素樹脂のライナー14が設けられている。

また、シェル３内を流れる熱交換流体が腐蝕性の流体
の場合には、第５図に示すように、シェル３及び端板５
の内周面にはフッ素樹脂のライニング15が設けられ、エ
ンドキャップ７の内周面にもフッ素樹脂のライナー14が
取付けられている。

これらいずれのフッ素樹脂製熱交換器１においても、
スリーブ４とエンドキャップ７とのシールはＯリングＯ
を用いて行なっている。

ところが、このＯリングＯによるシールは、圧力流体
の場合に漏れを生じやすいという欠点があるのみでな
く、耐腐食性の点で問題があった。特にフッ素樹脂チュ
ーブ２内を流れる流体が腐食性流体であると、せっかく
チューブ２をフッ素樹脂製とし、またエンドキャップ７
の内周面をフッ素樹脂のライナー14でライニングして
も、Ｏリングがフッ素樹脂製Ｏリングではシール性が悪
いため、結局ゴム系のＯリングを使用しなければなら
ず、したがって、上述の様なフッ素樹脂製熱交換器の意
義が薄れてしまうという問題があった。

考案の目的 本考案は、上述したような従来技術が有する不都合を
解消するためになされ、フッ素樹脂製熱交換器における
腐食性流体との接触部のシールに当りＯリングを使用せ
ず、スリーブ近傍におけるシール性および耐腐食性を向
上させるようにしたフッ素樹脂製熱交換器のシール構造
を提供することを目的とする。

考案の概要 本考案に係るフッ素樹脂製熱交換器のシール構造は、
複数本のフッ素樹脂製のチューブ（２）を束ねた両端部
にスリーブ（21）を取付け、このスリーブ（21）を、シ
ェル（３）の両端に取付けられた端板（５）と、前記チ
ューブ（２）内に連通し、フッ素樹脂がライニングされ
た通路を有するヘッド部分（６）のエンドキャップ
（７）との間でシール部材を介して挟持するようにした
フッ素樹脂製熱交換器において、 前記スリーブ（21）は、本体（21a）と、この本体（2
1a）の外周を取り囲み、軸方向所定の間隔（ｔ）をもっ
て対設されかつ半径方向に所定長（ｈ）だけ突設された
第1,第２フランジ（21b,21c）とを有するフッ素樹脂製
スリーブであり、この第1,第２フランジ（21b,21c）間
に複数個に分割されたリング体（22）の内周部を嵌合
し、このリング体（22）と前記エンドキャップ（７）と
を前記第１フランジ（21b）及びフッ素樹脂製ガスケッ
ト（Ｇ）を介して締付手段（24）により連結し、リング
体（22）と端板（５）とを締付手段で連結するようにし
たことを特徴としている。

このような本考案に係るフッ素樹脂製熱交換器のシー
ル構造によれば、Ｏリングを使用せず、フッ素樹脂製の
スリーブの外周に設けたフランジを利用して、これに直
接リング体を嵌合し、エンドキャップとフッ素樹脂製ガ
スケットを介して締付手段により締付連結するようにし
ているので、腐食性流体が流れる部分が全てフッ素樹脂
で被われることになり、流体によりシール部材が腐食を
受けるという事態が発生する虞はなくなり、また第１フ
ランジと第２フランジとの間にリング体を介在させてい
るから、締付手段による締付け力がガスケットに十分伝
わり易くなり、シール性が長期にわたって安定化し、し
かも流体熱によってシール部材としてのガスケットが変
形することもないので、総じてスリーブ部分のシールの
完全化を図ることが可能となる。

考案の具体的説明 以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本考案の一実施例に係るフッ素樹脂製熱交換器
の要部を示す断面図、第２図は第１図に示すガスケット
の要部断面図、第３図は同熱交換器の一部破断正面図で
あり、第4,5図に示す部材と同一部材には同一符号を付
してある。

このフッ素樹脂製熱交換器20では、第３図に示すよう
に、フッ素樹脂製のチューブ２をたとえば40〜2500本程
度束ねてその両端部をハニカム状に一本化してチューブ
束を形成し、これをシェル３内に設置している。このチ
ューブ束の両端部外周には、スリーブ21が融着等の手段
で取付けられている。このスリーブ21は、全体がフッ素
樹脂により構成されたものである。

前記シェル３には、熱交換流体用の流入口８と流出口
９が連設され、この流入口８から熱交換流体を流し、入
口10から薬液等の被熱交換流体を流し、この多数本のチ
ューブ２に部分において両流体間の熱交換を行なってい
る。

なお、第３図中符号「11」は出口、「12」はドレン排
出口、「13」はベント口である。

そして、シェル３内を流れる熱交換流体が非腐蝕性の
流体の場合には、シェル３を通常の材料で構成しても良
い。またヘッド部分６のエンドキャップ７の内周面に
は、チューブ２内を流れる流体による腐蝕を防止するた
めにフッ素樹脂のライナー14が設けられている。

前記スリーブ21は、内部に被熱交換流体が流通する通
路が形成された筒状の本体21aと、この本体21aの先端部
外周に軸方向所定の間隔ｔをもって対設されかつ半径方
向に所定長ｈだけ突設された一対の第1,第２フランジ21
b,21cとを有している。これら第1,第２フランジ21b,21c
および本体21aによってリング収容溝32が形成される。
このフランジ21b,21c相互間に形成された溝32には、放
射方向にスリットを入れることにより上下に２分割され
たリング体22の内周部が嵌合されている。リング体22
は、金属材料で構成されることが好ましい。

このリング体22は、第１フランジ21b及びフッ素樹脂
製ガスケットＧを介して締付手段としてのボルト24によ
りエンドキャップ７と連結される。また、リング体22と
端板ととは締付手段としてのボルト27により連結されて
いる。特に、このボルト24によるリング体22の締付は、
第１フランジ21b及びガスケットＧの直近位置を締め付
けて行なうことになるので、強力にガスケットＧなどを
締付け、長年使用してもガタが生じることがなく、増締
も不要となり、保守点検も容易となる。

本考案で用いられるフッ素樹脂製ガスケットＧとして
は、包みガスケットなどが好ましい。包みガスケットＧ
とは、たとえば第２図に示すように、環状の中芯体28
と、この中芯体28が装着される環状溝29を有するフッ素
樹脂外被30とを有する。

中芯体28は、石綿板、ゴム板、コルク板、あるいはジ
ョイントシート材等で構成されている。この中芯体28の
表裏面には、多数の凹部を形成しても良い。凹部の形状
や数は特に限定されない。

フッ素樹脂外被30は、PTFE、PVDF、PFA、FEPあるいは
ETFEなどのフッ素樹脂で構成されるが、これらのうちPT
FE、PFA等で構成されることが好ましい。

第２図に示すフッ素樹脂外被30は、外周が開口された
環状溝29を有するが、これに限らず、外周が閉塞された
ものでも良い。

このようなフッ素樹脂包みガスケットＧによれば、こ
のガスケットＧをたとえばフランジ間で締付けた場合
に、フッ素樹脂外被30が第１フランジ21b、リング体22
およびエンドキャップ７に良くなじみ、これらの間の隙
間を良好に閉塞し、これらの間を良好にシールする。

前記シェル３の端部には、端部ブラケット3aが溶接等
により固着され、この端部ブラケット3aと前記端板５が
ボルト25及びナット26により連結され、これらの間をシ
ール部材23でシールするようになっている。

なお、前記シール部材23は、シェル３内を流通する熱
交換流体が非腐蝕性の流体の場合には、EPDMのような弾
性のある材料を使用してもよいが、腐蝕性の流体の場合
には、フッ素樹脂製ランニングを使用することが望まし
い。

本考案は上記のような構成であるから、このフッ素樹
脂製熱交換器１の端部を組立てる場合には、まず、シェ
ル３の端部ブラケット3aに端板５をシール部材23を介し
て取付ける。そして、チューブ２を束ねたスリーブ21を
前記シール部材23に当接するように設ける。次に、この
スリーブ21の第1,第２フランジ21b,21c相互間にリング
体22の下半部を嵌合する。この場合、スリーブ21には、
半径方向外方に突出する第1,第２フランジ21b,21cが形
成されているが、このリング体22は２つ割りになってい
るので、何ら問題なく取付けることができる。そして最
後に、このリング体22とヘッド部分６のエンドキャップ
７とをフッ素樹脂製ガスケットＧを介してボルト24によ
り締付けることにより連結する。このボルト24による締
付は、第１フランジ21b及び包みガスケットＧの直近位
置を締め付けることになるので、強力な締付力によりガ
スケットＧを締付、長年使用してもガタが生じることが
ない。

このようなフッ素樹脂製熱交換器１は、Ｏリングを使
用せず、フッ素樹脂製のスリーブ21の外周を利用し、こ
れに直接リング体22を嵌合し、エンドキャップ７とフッ
素樹脂製ガスケットＧを介してボルト24により締付てい
るので、チューブ２内を腐食性流体が流れる場合であっ
ても、流体によりシール部材が腐食を受けるという事態
が発生する虞はなくなる。

なお、本考案は、上述した実施例のみに限定されるも
のではなく、種々の変更使用が可能である。例えば、ス
リーブ21は円筒状以外の種々の形状のものが考えられ、
また、リング体22は２分割のみに限定されない。さらに
第２フランジ21cは、必ずしも薄肉である必要はなく、
一般的なフランジの概念に入らない程厚肉であっても良
い。また、リング収容溝32の断面形状は必ずしも矩形状
でなくとも良い。

考案の効果 以上説明してきたように、本考案フッ素樹脂製熱交換
器によれば、Ｏリングを使用せず、フッ素樹脂製のスリ
ーブの外周に設けたフランジを利用して、これに直接リ
ング体を嵌合し、エンドキャップとフッ素樹脂製ガスケ
ットを介して締付手段により締付連結するようにしてい
るので、腐食性流体が流れる部分が全てフッ素樹脂で被
われることになり、流体によりシール部材が腐食を受け
るという事態が発生する虞はなくなり、また第１フラン
ジと第２フランジとの間にリング体を介在させているか
ら、締付手段による締付け力がガスケットに十分に伝わ
り易くなり、シール性が長期にわたって安定化し、しか
も流体熱によってシール部材としてのガスケットが変形
することもないので、総じてスリーブ部分のシールの完
全化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るフッ素樹脂製熱交換器
の要部を示す断面図、第２図は第１図に示すガスケット
の要部断面図、第３図は同熱交換器の一部破断正面図で
あり、第4,5図は従来のフッ素樹脂製熱交換器の要部を
示す断面図である。 １……フッ素樹脂製熱交換器、２……チューブ、３……
シェル、4,21……スリーブ、５……端板、６……ヘッド
部分、７……エンドキャップ、21a……スリーブ本体、2
1b……フランジ、22……リング体、24……ボルト（締付
手段）、Ｇ……フッ素樹脂製ガスケット、ｈ……突出長
さ、ｔ……軸方向間隔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本のフッ素樹脂製のチューブ（２）を
   束ねた両端部にスリーブ（21）を取付け、このスリーブ
   （21）を、シェル（３）の両端に取付けられた端板
   （５）と、前記チューブ（２）内に連通し、フッ素樹脂
   がライニングされた通路を有するヘッド部分（６）のエ
   ンドキャップ（７）との間でシール部材を介して挟持す
   るようにしたフッ素樹脂製熱交換器において、 前記スリーブ（21）は、本体（21a）と、この本体（21
   a）の外周を取り囲み、軸方向所定の間隔（ｔ）をもっ
   て対設されかつ半径方向に所定長（ｈ）だけ突設された
   第1,第２フランジ（21b,21c）とを有するフッ素樹脂製
   スリーブであり、この第1,第２フランジ（21b,21c）間
   に複数個に分割されたリング体（22）の内周部を嵌合
   し、このリング体（22）と前記エンドキャップ（７）と
   を前記第１フランジ（21b）及びフッ素樹脂製ガスケッ
   ト（Ｇ）を介して締付手段（24）により連結し、リング
   体（22）と端板（５）とを締付手段で連結するようにし
   たことを特徴とするフッ素樹脂製熱交換器のシール構
   造。