JPH11248377A

JPH11248377A - スパイラル型プレート式熱交換器

Info

Publication number: JPH11248377A
Application number: JP35703798A
Authority: JP
Inventors: Toshio Matsumoto; 壽夫松本
Original assignee: MATSUMOTO GIKEN KK
Current assignee: MATSUMOTO GIKEN KK
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 1999-09-14
Anticipated expiration: 2018-12-16
Also published as: JP4002944B2

Abstract

(57)【要約】【課題】薄くて、凹凸が設けられ、且つ表面にはフッ素
樹脂フィルムがライニング又はラミネートされた長尺の
熱交換プレートを使用して、伝熱効率に優れ且つ洩れを
生じないスパイラル型プレート式熱交換器を提供する。【解決手段】プレート２の軸方向開口端縁３を封止する
円盤状蓋材１４に所定の間隔に相当する幅の紐状中空ガ
スケット１３を配設する。該紐状中空ガスケット１３の
中空部を液圧で直径方向に拡張し、プレート２の開口端
縁３を側面から挟むことによってこれを気密に封止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はスパイラル型プレ
ート式熱交換器に関し、１枚以上の熱交換プレートを互
いに所定の間隔をあけて渦巻き状に多数巻回して構成し
たスパイラル型プレート式熱交換器に関する。更に詳し
くは、少なくとも一面がフッ素樹脂フィルムでラミネー
トされプレートを渦巻き状に巻回して構成するのに最適
なスパイラル型プレート式熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】スパイラル型プレート式熱交換器１は一
般に図１に示すように、２枚の長尺のプレート２、２’
を所定の間隔をあけて渦巻き状に多数巻回したもので、
流体の一方Ａは外周から内心へ、他方Ｂは内心から外周
へ、それぞれ完全な対向流となって流れるようになって
いる。そしてそのプレートの開口端縁３の封止方法は、
次のようになっている。１．図１に示すように、プレート２、２’の開口端縁３
は、Ａ、Ｂ両流路とも上下方向に開放され、円盤状ガス
ケット４で両側の蓋状フランジ５を締め付けることによ
って、Ａ、Ｂ２つの流体を封止する構成になっている。２．図２（イ）に示すように、プレート２の開口端縁３
はＡ、Ｂ両流路の一方を、どちらか一方ずつ上下交互に
溶接６で封止し、他の一方は開放された構成になってい
る。３．図２（ロ）に示すように、プレート２のＡ、Ｂいず
れか１方の流路のみ上下開口端縁３を溶接６で封止し、
他方は上下開口端縁３とも開放された構成になってい
る。４．図２（ハ）に示すように、プレート２の開口端縁３
は、Ａ、Ｂ両流路とも上下開口端縁３を溶接６で完全に
封止された構成になっている。而して、円盤状ガスケッ
ト４によらず上下の開口端縁３を溶接６で封止する
（イ）、（ロ）、（ハ）の構成においては、溶接によっ
てプレート２の幅に誤差を生じるばかりでなく、封止部
分に溶接不良が生じ易い欠点があった。即ち、図３に示
すように長尺で薄いプレート２の開口端縁３と、厚いシ
ール材７とを巻回して溶接６で完全に接合することは甚
だ困難であり、更に溶接部分や溶接部付近は本質的に腐
食されやすく、又運転中の温度の変化で生じる歪みや、
膨張や収縮の繰り返しによって生じる疲労から、腐食や
破壊を生じやすく、装置全体が使用できなくなる恐れが
ある。即ち、溶接はプレート２の肉厚が薄くなるほどそ
の難度が倍加し、使用中の応力で破壊される危険が大と
なるため、伝熱効率が低下しても肉厚が厚いステンレス
鋼板を使う必要があった。更にプレート２に所定の間隔
を維持させるためのスペーサーとして図４（イ）に示す
スタッドピン８、又は（ロ）に示すフラットバー９を溶
接接合しなければならないために、肉厚が３ｍｍ以上の
ステンレス鋼板を必要としていた。また、Ａ、Ｂ両流路
とも上下両開口端縁が溶接されない図１の構成において
は、円盤状ガスケット４を介して蓋状フランジ５と外胴
１０に設けた外胴フランジ１１間で締め付け、介在する
円盤状ガスケット４を突き合わせ圧縮することによっ
て、当接するプレート２の開口端縁３から洩れないよう
にしたものであるが、プレート２の開口端縁３が当接
し、円盤状ガスケット４を圧縮している部分から洩れが
生じるので、蓋状フランジ５と外胴１１との締め付けに
強い力を要し、この締め付け力のために蓋状フランジ５
が撓んでプレート２と蓋状フランジ５との間に隙間がで
き、隣接するＡ、Ｂ両流路間で短絡が発生し、流体同士
が、混ざり合うことがあった。従って、従来から上記対
策として種々の発明考案がなされている。

【０００３】即ち、長尺のプレート２を渦巻き状に多数
巻回して、開口端縁３を蓋状フランジ５で軸方向に円盤
状ガスケット４を圧縮して洩れを封じるようにする構成
であるから、そのプレート２の幅の不揃いが開口端縁３
の不揃いとなって円盤状ガスケット４との間に隙間が生
じても洩れないように、プレート２を渦巻き状に巻回し
た開口端縁３と蓋状フランジ５との間に軟質の円盤状ガ
スケットを用いた実開昭６２−１３６７６８号公報、蓋
状フランジ５とプレート２の開口端縁３とが当接する円
盤状ガスケット４の間に外周シール部より内側に凹部を
設けたライニング材を設けることによってより耐熱、耐
食性を増すようにした実開昭６２−１３６７６８号を改
良した実公平６−１６３０２号公報、蓋状フランジ５の
側にクッション性の円盤状ガスケットを配し、その上に
耐熱、耐食性のある薄い金属板を備え、この金属板がプ
レート２の開口端縁３を封止するようにした特開平８−
２９１９８２号公報がある。しかし乍ら、これら従来の
スパイラル型プレート式熱交換器においては、長尺プレ
ート２の全長に亘ってその幅の裁断が極めて精密に行わ
なければならないことは当然であって、前記裁断幅の不
揃い、及び（また）溶接によって生じた不揃いが開口端
縁３の不揃いとなり、円盤状ガスケット４が当接するこ
の部分から洩れを生じていた。この不揃いを修正するに
は高度の加工技術を必要としている。更に、蓋状フラン
ジ５と外胴フランジ１１とを強力に締め付けると、蓋状
フランジ５が撓んでプレート２との間に隙間を生じる。
またプレート２が薄い場合、軸方向（締め付け方向）に
プレート２が座屈して一挙に強度が無くなり、その部分
から洩れを生じる原因となる。このように従来のものは
どちらにしても洩れを生じ易いものであった。即ち、従
来は何れもプレート２の軸方向の不揃いを、蓋状フラン
ジ５上に設けた部材を、軟質にしたり、凹部を設けた
り、或いはクッションを設けるなどして、軸方向の締め
付け力を分散することによって解決しようとしたもので
ある。従って、従来のスパイラル型プレート式熱交換器
は精密に裁断された比較的厚いプレートと、硬いガスケ
ットが使用されていた。而して厚いプレートを使用する
ことは、該プレートに熱伝導率の悪いステンレス鋼を使
用した場合、伝導効率を低下させることになる。

【０００４】更にプレートに碗状、畝状、その他の凹凸
を設けて伝熱効率を上げることは、プレート２の幅に引
張りや伸縮を生じ、これが軸方向の不揃いとなるばかり
でなく、同時に軸方向の強度が低下して座屈しやすくな
っていた。更に、従来のスパイラル型プレート式熱交換
器では、各プレートの間隔を維持するために図４（イ）
に示す多数のスタッドピン８又は同図（ロ）に示すフラ
ットバー９等をプレート２に溶接する必要があった。而
して該スタッドピン８、フラットバー９等を溶接したプ
レート２の溶接部分や溶接部付近は特に腐食され易いと
いう大きな欠点があり、またその表面に耐熱性、耐食性
の塗料等で被覆することは甚だ困難であった。更にフッ
素樹脂フィルムで被覆することができなかった。

【０００５】異なる手段として図５に示すようにプレー
トにシール材７を溶接しないで、プレート２の開口端縁
３を広い面積で重ねてからロー付け１２によって封止す
る方法がある。而して通常ロー付けにおいては、複雑な
部材をロー付けする場合は精密な拘束が必要とされ、し
かもこれら全部を加熱する炉のなかに持ち込んで処理す
るものである。このスパイラル型プレート式熱交換器に
おけるロー付け１２は、立体的で更に難度が高くかつ歪
み易く、接合された後の端縁３の幅を揃えることは困難
である。

【０００６】従って、従来、少なくともプレートの表面
にガラス、ほうろう、フッ素樹脂フィルム、その他耐熱
性、耐食性合成樹脂をライニング又はコーティングした
スパイラル型プレート式熱交換器は見当たらない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のスパイラル型プレート式熱交換器にあっては、２枚の
長尺のプレートを多数巻回したプレートの開口端縁を、
円盤状ガスケットを介して軸方向に締め付けて洩れを封
じるようになしたものであるから、該開口端縁の不揃い
によって、円盤状ガスケットとの接触部から洩れが生じ
る欠点があった。またプレートの間隔を保持するために
プレート表面にスタッドピン、又はフラットバーを溶接
固定しなければならないために、プレートの厚さが３ｍ
ｍ以上必要であった。さらに、これによってプレート表
面を合成樹脂層等で被覆することが困難となるため、耐
熱性、耐食性、及び更にクリーンな熱交換器を要する場
合は、高価なチタン、ハステロイ等の金属を使用しなけ
ればならなかった。

【０００８】この発明の課題は、プレートを渦巻き状に
多数巻回した軸方向の開口端縁において、その幅に不揃
いがあっても容易にこれを気密に封止して一体化するこ
とである。そして熱交換率がよい薄いプレート、例えば
（厚さ０．５〜１．２ｍｍ）が使用できるようにするこ
とである。さらに、プレートに碗状、畝状、その他の凹
凸を設けて伝熱効率を上げ偏流を修正し、必要に応じて
プレートの間隔を規定することである。また、溶接不良
や残留応力、溶接歪みの無い、組み立て構造のスパイラ
ル型プレート式熱交換器を提供することである。加え
て、運転中プレートに軸方向の伸縮があっても、これを
吸収して洩れないスパイラル型プレート式熱交換器を提
供することである。更に、流体の流路が合成樹脂、好ま
しくはフッ素樹脂フィルムの被覆で構成されたスパイラ
ル型プレート式熱交換器を提供することである。即ち、
フッ素樹脂フィルムでラミネートされた長尺のプレート
を好適に使用して且つガスケットからの洩れを生じない
スパイラル型プレート式熱交換器を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成すため
に、この発明では渦巻き状に巻回するプレートの開口端
縁の間、好ましくは円盤状蓋材に紐状中空ガスケットを
配設する。そしてこの外胴フランジと蓋状フランジを結
合してから、即ち組み立てを終了してから、前記紐状中
空ガスケットの中空部の中へポンプでオイル等の流体を
圧入し、必要に応じてこの流体を凝固させ、前記中空部
を少なくとも直径方向に拡張させ、プレートを側面から
圧迫してこれを気密に封止するようにしたものである。

【００１０】また、前記紐状中空ガスケットの中空部に
別途チューブを挿入し、このチューブの中にポンプで前
記オイル、グリス、樹脂等を圧入することによって前記
中空部を拡張させるものである。

【００１１】この発明に於いて、紐状中空ガスケットと
しては耐熱性、耐食性、耐油性、耐久性に優れたゴムを
使用することが好ましい。オイル材として油圧油、ポリ
クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、シリコンオ
イル、ポリエチレングリコール化合物結合体、ゴム材と
してエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリル
ゴム（ＡＣＭ）、ヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ）、フッ
素ゴム（ＦＫＭ）又は（ＦＰＭ）が提示できる。また前
記ゴムはニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム
（ＣＲ）、ブチルゴム（ＨＲ）等の外側をフッ素樹脂フ
ィルムで覆ってもよい。また、触媒で凝固する流体とし
て、例えばポリエステル、エポキシ、シリコン、アクリ
ル等の樹脂がある。

【００１２】この発明では、更に前記中空部へ形状記憶
合金で作成した拡張部材を装着してこれを熱処理するこ
とにより前記紐状中空ガスケットを直径方向に拡張さ
せ、プレートを側面から圧迫してこれを気密に封止する
ようにしたものも含まれる。実用される形状記憶合金と
しては、コストが高いが所定の設定温度で形状を繰り返
し変化させることができ、且つ５〜８％の変形量と変形
回復力が大きいニッケル−チタン系（Ｎｉ−Ｔｉ）、変
形が一方向で２〜４％の変形量であるが価格が安い鉄系
（Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ）、その中間の性質をもつ銅、亜
鉛、アルミ系（Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ）が例示できる。

【００１３】この発明では被覆材としてフッ素樹脂に限
定されず、必要に応じて、シリコン樹脂、ポリアミド、
その他耐熱及び耐食性、耐通気性に優れた合成樹脂のシ
ートやフィルムをプレートにラミネートするか、又は塗
布ライニングしたものを使用できる。フッ素樹脂として
はＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン−
テトラフルオロエチレン共重合体）、シリコン樹脂等を
例示でき、シリコンゴムとしてはＶＭＱ（メチルビニル
シリコンゴム）、ＦＶＭＱ（フルオロシリコンゴム）、
ポリアミドとしては、ポリアミド１２、ポリアミド４
６、ポリアミド６６等が例示できる。また、プレートも
ステンレス鋼板に限定されず、メッキ鋼板、アルミニウ
ム板、非鉄金属板、その他のものが適宜、適用できるこ
とはいうまでもない。

【００１４】

【発明の作用及び構成】このスパイラル式熱交換器で
は、紐状中空ガスケットの中空部に流体を圧入すること
によって、或いは形状記憶合金で作成された拡張部材を
装着拡張することによって、紐状中空ガスケットを少な
くとも直径方向に拡張せしめ、プレートの開口端縁をプ
レートの側面から気密に封止することを特徴の一つとし
ており、従来の突き合わせで軸方向からの無理な締め付
けによって生じる蓋状フランジの撓みや、円盤状ガスケ
ットから生じる洩れを防止している。加えてフッ素樹脂
フィルムで覆われたスパイラル型プレート式熱交換器の
開発に成功したものである。

【００１５】この発明は、その一つの態様としてフッ素
樹脂で被覆されたプレートを側面から気密に封止する構
成も含まれ、プレート切断面の金属を露出せず、且つフ
ッ素樹脂に傷を与えることなくスパイラル型プレート式
熱交換器を組み立てることができる。更に、紐状中空ガ
スケットの少なくとも表面要部をフッ素樹脂で覆うこと
によって、流体の接触する流通路がすべてフッ素樹脂で
被覆されたスパイラル型プレート式熱交換器が提供され
る。

【００１６】

【実施例】以下、この発明を添付説明図に示した好適な
一実施例について説明する。尚、同一構成要素について
は同一符号を付してその説明を省略する。

【実施例１】この実施例１の特徴は、少なくとも１本の
紐状中空ガスケットを含む複数の紐状ガスケットが、蓋
フランジ内で渦巻き状に巻回されて円盤状蓋材に構成さ
れ、前記紐状中空ガスケットが液圧によって少なくとも
直径方向に拡張し、その間に挟まれたプレートを側面か
ら気密に封止されることである。以下この発明のスパイ
ラル型プレート式熱交換器を図示した実施例に基づいて
説明する。図６において、スパイラル型プレート式熱交
換器１は、ステンレス鋼製の蓋状フランジ５の内側に、
２本のゴム製の紐状中空ガスケット１３、１３’を渦巻
き状に巻回接合して構成した円盤状蓋材１４が設けられ
ている。この円盤状蓋材１４上の紐状中空ガスケット１
３、１３’の隙間にプレート２、２’が差し込まれ、そ
して紐状中空ガスケット１３、１３’に側面から挟ま
れ、且つ所定の間隔をあけたプレート２、２’が渦巻き
状に巻回されて、Ａ、Ｂ２つの流路が構成される。Ｃは
紐状中空ガスケット１３、１３’の中空部である。

【００１７】このプレート２、２’は、耐熱、耐食性に
優れた薄いステンレス鋼板が用いられる。紐状中空ガス
ケット１３、１３’は高温、耐油性のニトリルゴム（Ｎ
ＢＲ）で構成され、その中空部Ｃに空気と置換されたシ
リコンオイルが加圧液として充填されるようになってい
る。また必要に応じて紐状中空ガスケット１３、１３’
には繊維、金属コード等タイヤコードに相当する補強材
１５が用いられている。

【００１８】スパイラル型プレート式熱交換器１を組み
立て、蓋状フランジ５に設けた注入口１６からシリコン
オイルを注入、空気と置換して紐状中空ガスケット１
３、１３’に充填させてから所定の圧力に加圧する。こ
の圧力で該紐状中空ガスケット１３、１３’を円盤状蓋
材１４の直径方向に拡張、プレート２、２’を側面から
強力に挟み付けて気密に固定することができる。図中１
７は必要に応じて設けることができる蓄圧室である。蓄
圧室１７は紐状中空ガスケット１３、１３’の中空部Ｃ
と連通してその液圧を、バネ１８とピストン１９で常に
一定に維持することができる。

【００１９】

【実施例２】この実施例２は、プレートの少なくとも一
面にフッ素樹脂フィルムをラミネートしたもので、これ
に対応する紐状中空ガスケットの表面にフッ素樹脂をラ
イニングすることを特徴とする。図７に示すように、プ
レート２上にフッ素樹脂ＰＦＡフィルムａと、プレート
２’上にフッ素樹脂ＰＦＡフィルムａ’がライニングさ
れ、そして紐状中空ガスケット１３’の外面にはフッ素
樹脂ＰＦＡで被覆したライニング層ｂが設けられ、流路
Ｂ、Ｂが構成されている。プレート２、２’の反対面は
紐状中空ガスケット１３、１３’があってそれぞれ流路
Ａ、Ａが構成されている。その他の構成及び使用方法は
実施例１と同様である。

【００２０】

【実施例３】この実施例３は、図８に示すように図７の
紐状中空ガスケット１３、１３’の中空部Ｃにゴムチュ
ーブ２０を挿入したことを特徴とするものである。ゴム
チューブ２０としてはシリコンゴム、フッ素ゴム等が好
ましい。そして紐状中空ガスケット１３、１３’、ライ
ニング層ａ、ａ’、ｂ及びチューブ２０に、それぞれに
最適の素材を適用することができる。紐状中空ガスケッ
ト１３、１３’には必要に応じてスリット２１を設けて
チューブ２０を挿入し易く、又は紐状中空ガスケット１
３の製作がし易いようにすることができる。

【００２１】

【実施例４】この実施例４はプレート２を挟む紐状中空
ガスケット１３及び（又は）１３’の中空部Ｃ或いはチ
ューブ２０に化学反応で凝固固化する流体を圧入したこ
とを特徴とするものである。この際、固化する際に、あ
まり収縮しないものが望ましい。この例では流体として
は、ポリエステル樹脂モノマーと触媒を混合したもので
ある。

【００２２】

【実施例５】この実施例５は、図９（イ）に示すよう
に、図８の紐状中空ガスケット１３の中空部Ｃの中に、
形状記憶合金で作成され渦巻き状に巻回された拡張部材
２２が用いられることを特徴とするものである。この形
状記憶合金で作成された拡張部材２２としてこの実施例
５では形状の回復量は小さいが、一方向であるために形
状の回復後が安定している鉄系（Ｆｅ−２８Ｍｎ−６Ｓ
ｉ−５Ｃｒ）の拡張部材を装着する。この形状記憶合金
は先ず変態温度１００℃で形状を設定してから、図９
（ロ）のように拡張部材２２’を変形させ、これを紐状
中空ガスケット１３のスリット２１から中空部Ｃの中に
挿入してから円盤状蓋材１４に装着固定する。そして実
施例１と同様に組み立ててから、この形状記憶合金で作
成された拡張部材２２を１００℃に加熱して元の形状図
４（イ）に戻す。変形拡張部材２２’が元の形状に戻る
ことによって、円盤状蓋材１４の紐状中空ガスケット１
３が直径方向に拡張し、実施例１と同様、気密に封止さ
れる。

【００２３】

【実施例６】この実施例６は図１０に示すように、プレ
ート２を挟む紐状中空ガスケット１３のどちらか一方
を、紐状ソリッドガスケット２３としたことを特徴とす
るものである。紐状ソリッドガスケット２３の中には、
必要に応じて硬質で屈曲が可能な屈曲部材（アルミ等）
２４が挿入され、紐状中空ガスケット１３と共に円盤状
蓋材１４として構成されている。その表面は必要に応じ
て共にフッ素樹脂（ＰＦＡ）で被覆される。そして紐状
中空ガスケット１３を拡張し実施例１〜４と同様、気密
に封止される。

【００２４】この際、紐状ソリッドガスケット２３は円
盤状蓋材１４と一体に作成されてもよく、又別途紐状に
作成されたものを円盤状蓋材１４に接着しても良い。屈
曲部材２４は紐状中空ガスケット１３が拡張した際に紐
状ソリッドガスケット２３が所定の位置に所定の形状間
隔を維持するのに適したもので、適した位置に設けられ
ることが望ましい。

【００２５】

【実施例７】この実施例７はプレート２を挟む紐状中空
ガスケット１３のどちらか一方を紐状スペーサー２５と
したことを特徴とするものである。紐状スペーサー２５
は図１１（イ）に示すように、紐状ガスケットの軸方向
に多数の流体通路孔２６が設けられ、図１１（ロ）に示
すように並列された紐状中空ガスケット１３の直径方向
の圧力を受けながら同時に流体の流通路を軸方向に向け
るようになっている。該紐状スペーサー２５は上述した
直径方向の圧力に潰れないで且つ巻回し易いもの、例え
ばアルミニウム、銅等の軟らかな金属を母材とし、これ
に流体通路孔２６が設けられ、鍍金、塗装その他必要な
処理がなされたものが好ましい。この実施例のものは、
図１２のように円盤状蓋材１４との間に空間２７が設け
られる。即ち一方の流体Ａが外筒１０の入口から渦巻き
状に流れて内心に向かい、他方Ｂは空間２７から軸方向
に流入し渦巻き流となって外周出口から流出される。ま
た、図１３のように空間２７、２７’を両方に設ける
と、一方の流体Ａは渦巻き状に、他方の流体Ｂは軸方向
の流れになって交差する。この場合紐状中空ガスケット
１３と紐状スペーサー２５とは円盤状拘束材２８を構成
する。

【００２６】

【実施例８】この実施例８は図１４（イ）に示すよう
に、紐状スペーサーとして円盤状蓋材とを一体にして円
盤状拘束部材２９としたことを特徴とするものである。
円盤状拘束部材２９には、軸方向に多数流体通路孔２６
が設けられた凸条部３０が渦巻き状に構成され、同時に
渦巻き状の凹溝３１が形成される。図１４（ロ）に示す
ように、プレート２、２’は凹溝３１の両側面に接して
巻回され、その間には紐状中空ガスケット１３が設けら
れている。

【００２７】

【実施例９】この実施例９は図１５（イ）に示すよう
に、プレート２の開口端縁３に袋鍔状のガスケット受け
部３２を設ける。図１５（ロ）に示すように、この袋鍔
状のガスケット受け部３２に、紐状中空ガスケット１３
を受け止めて収容したことを特徴とするものである。こ
の袋鍔状のガスケット受け部３２と円盤状蓋材１４及び
又は蓋状フランジ５とで、一体にして円盤状拘束材２
８、或いは円盤状拘束部材２９とすることができる。

【００２８】

【実施例１０】この実施例１０は図１６（イ）に示すよ
うに、プレート２の開口端縁３の端から、紐状中空ガス
ケット１３のスペース３３を空けて、プレート２の両側
に交互に椀状突起３４、椀状凹陥部３５を設ける。図１
６（ロ）に示すように、このスペース３３に紐状中空ガ
スケット１３を受け止めることを特徴とするものであ
る。これによって、袋鍔状のガスケット受け部３２では
曲げ難い渦巻き状の巻回成形が容易になる。

【００２９】

【実施例１１】この実施例１１は図１７に示すように、
プレート２の開口端縁３に設けた椀状突起３４、椀状凹
陥部３５と紐状中空ガスケット１３の間にフラットバー
３６を設置したことを特徴とするものである。このフラ
ットバー３６が紐状中空ガスケット１３をバックアップ
することによって、スパイラル型プレート式熱交換器の
内部が減圧されて一部真空状態になってもこれを保持す
ることができる。このフラットバー３６は、フラットバ
ーを所定の渦巻き状に巻回して作成しても良いが、フラ
ットバーと同じものを、円盤から所定の渦巻き状に溶断
して切り抜いて作成した切り抜き板としても良い。

【００３０】

【実施例１２】この実施例１２は図１８に示すように、
胴部の任意の位置に軸方向に対して傾斜した畝状突起３
７と畝状凹陥３８を設けたプレート２と、傾斜方向をプ
レート２と異ならせた畝状突起３７’と畝状凹陥３８’
を設けたプレート２とを交互に重ね合わせて巻回したこ
とを特徴とするものである。この畝状突起３７と畝状凹
陥３８、畝状突起３７’と畝状凹陥３８’とでプレート
２、２’を所定の間隔に保持することができる。更にプ
レートの間を流れる流体を乱流により撹拌して伝熱効率
を上げることができる。またこの際、表面積が実質的に
増加し、伝熱効率を増加する。尚、上記では紐状中空ガ
スケットを拡張する方法として、流体を圧入して圧力を
保持する、流体を圧入してこれを凝固させる、中空部に
挿入した形状記憶合金を利用する等の手段を例示した
が、これらに限定されることなく、紐状中空ガスケット
を拡張してプレートを固定するスパイラル型プレート式
熱交換器は本発明に全て包含される。更に、この発明の
紐状中空ガスケットと、紐状ソリッドガスケット又は紐
状スペーサーとの組み合わせだけでなく、従来の溶接、
ロー付け等と組み合わせても良い。また紐状スペーサ
ー、形状記憶合金の形態、構成等も実施例に限定されな
い。また全体の形式としても、図１の対向流式だけでな
く、図１２、図１３の交差式及びこれらの組み合わせが
適用できる。また、バックアップのフラットバーは袋鍔
状のガスケット受け部にも適用できる。椀状突起と椀状
凹陥、及び畝状突起と畝状凹陥は実施例に限定せず、形
状、角度、高さは勿論、軸方向にも自由に多数配設でき
る。

【００３１】

【発明の効果】この発明によると、以下に列挙する種々
の効果が得られる。（１）スタッドピンの溶接や、熱交換プレートを軸方向
に突き合わせで無理に締め付ける必要がないので、薄い
プレートが使用でき、伝熱効率の高いスパイラル型プレ
ート式熱交換器が提供できる。（２）熱交換プレートが側面から密封されるので、軟ら
かなフッ素樹脂フィルム等の耐熱、耐食性に優れた機能
性樹脂をプレートにライニングして用いることができ、
用途が拡大する。（３）プレートにフッ素樹脂フィルムやシートをラミネ
ートし、紐状中空ガスケトの外面にフッ素樹脂をライニ
ングすることによって、流路の全てがフッ素樹脂で構成
されているスパイラル型プレート式熱交換器が提供でき
る。（４）所定の間隔に相当するサイズの紐状中空ガスケッ
トを使用することによって、従来必要であったスペーサ
ー、スタッドボルト、フラットバー等を要せず構造が簡
単になり廉価になる。（５）紐状中空ガスケトの中空部に充填した液を加圧す
るだけで、プレートの開口端縁と蓋状フランジが気密に
封止される。又は減圧すると開放されて分解し易くメン
テナンスが容易になる。（６）形状記憶合金で作成された拡張部材を紐状中空ガ
スケットの中空部に装着することで、耐久性のあるスパ
イラル型プレート式熱交換器が提供できる。（７）プレートに任意のパターンで突起、凹陥や、畝状
突起や畝状凹陥を設けることができる。（８）紐状中空ガスケットとソリッドガスケット或いは
紐状スペーサーとを交互に配設して安定した円盤状蓋材
や拘束材を構成することができる。（９）短い畝状突起と畝状凹陥が互いに交差接触して、
プレート間の所定の間隔を保持すると同時に、流体の流
れを撹拌することは勿論、表面積の増加によって伝熱効
率を増加する。（１０）袋鍔状への加工に比して、椀状突起、椀状凹
陥、及び短い畝状突起と畝状凹陥は巻回加工がし易く製
造が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は従来のスパイラル型プレート式熱交換器
の一部を削除した縦断面図である。

【図２】図２の（イ）は従来の例で、流路の上下を交互
に溶接で封止した説明図である。図２の（ロ）は従来の
例で、一方の流路のみを溶接で封止した説明図である。
図２の（ハ）は従来の例で、両流路の上下を溶接で封止
した説明図である。

【図３】図３は従来の例で、プレートをシール材に溶接
した説明図である。

【図４】図４の（イ）は、従来の例で、プレートにスタ
ッドピンを付けた要部拡大縦断面図である。図４の
（ロ）は、従来の例で、プレートにフラットバーを付け
た要部拡大縦断面図である。

【図５】図５は他の例で、開口端縁をロー付けした端縁
を示す要部拡大縦断面図である。

【図６】図６は、この発明の一実施例を示す要部拡大縦
断面図である。

【図７】図７は、この発明の他の実施例を示す要部拡大
縦断面図である。

【図８】図８は、この発明の他の実施例を示す要部拡大
縦断面図である。

【図９】図９はこの発明の他の実施例を示す要部拡大縦
断面図であって、その（イ）は拡張部材が拡張した状態
を示し、（ロ）は拡張以前の状態を示したものである。

【図１０】図１０はこの発明の他の実施例を示す要部拡
大縦断面図である。

【図１１】図１１はこの発明の他の実施例を示すもの
で、（イ）は紐状スペーサーの説明図であり、また
（ロ）は他の実施例の要部拡大縦断面図である。

【図１２】図１２はこの発明の他の構造の一例を示すも
ので、一部を切除した縦断面図である。

【図１３】図１３はこの発明の他の構造の他の一例を示
すもので、一部を切除した縦断面図である。

【図１４】図１４この発明の他の実施例を示すもので、
（イ）は円盤状拘束部材の説明図であり、（ロ）は
（イ）にプレートと紐状中空ガスケットを組み付けた例
の要部拡大縦断面図である。

【図１５】図１５はこの発明の他の実施例を示すもの
で、（イ）は袋鍔状のガスケット受け部の説明図であ
り、（ロ）は（イ）にプレートと紐状中空ガスケットを
組み付けた例の要部拡大縦断面図である。

【図１６】図１６はこの発明の他の実施例を示すもの
で、（イ）は開口端縁に椀状突起と椀状凹陥部を設けた
説明図であり、（ロ）は（イ）にプレートと紐状中空ガ
スケットを組み付けた例の要部拡大縦断面図である。

【図１７】図１７はこの発明の他の実施例を示すもの
で、図１６の（ロ）にフラットバーを設けた例の要部拡
大縦断面図である。

【図１８】図１８はこの発明の他の実施例を示すもの
で、（イ）はプレート２、プレート２’の一部に畝状突
起と畝状凹陥を設けた説明図である。（ロ）はこれを重
ねた状態を示す平面図である。

【符号の説明】

Ａ．流路Ｂ．流路Ｃ．中空部ａ．ライニング層ｂ．ガスケットのライニング層１．スパイラル型プレート式熱交換器２．（熱交換）プレート２’（熱交換）プレート３．開口端縁４．円盤状ガスケット５．蓋状フランジ６．溶接７．シール材８．スタッドピン９．フラットバー１０．外胴１１．外胴フランジ１２．ロー付け１３．紐状中空ガスケット１３’流路がＢの紐状中空ガスケット１４．円盤状蓋材１５．補強材１６．注入口１７．蓄圧室１８．バネ１９．ピストン２０．チューブ２１．スリット２２．拡張部材２２’形状を回復する前の拡張部材２３．紐状ソリッドガスケット２４．屈曲部材２５．紐状スペーサー２６．流体通路孔２７．空間２７’他の空間２８．円盤状拘束材２９．円盤状拘束部材３０．凸条部３１．凹溝３２．袋鍔状のガスケット受け部３３．椀状凸起３４．椀状凹陥３５．フラットバー３６．畝状突起３７．畝状凹陥

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一枚以上の熱交換プレートを互いに所定の
間隔をあけて渦巻き状に巻回して構成したプレート式熱
交換器であって、前記プレートの開口端縁を封止する円
盤状蓋材に流体の圧力によって拡張し該開口端縁を少な
くとも直径方向、即ち側面から挟んでこれを気密に締結
する紐状中空ガスケットを配設したことを特徴とするス
パイラル型プレート式熱交換器。
【請求項２】前記紐状中空ガスケットが、流体を密封で
き、或いはできない構造のものであって、該ガスケット
の中空部に、流体の圧力によって拡張するチューブを収
容した請求項１に記載のスパイラル型プレート式熱交換
器。
【請求項３】前記紐状中空ガスケットの中空部に物理的
又は化学反応で凝固する流体を圧入してなる請求項１又
は２に記載のスパイラル型プレート式熱交換器。
【請求項４】前記紐状中空ガスケットが、流体を密封で
き、或いはできない構造のものであって、該ガスケット
の中空部に、形状記憶合金で作成した拡張部材を装着し
た請求項１又は２に記載のスパイラル型プレート式熱交
換器。
【請求項５】少なくとも１枚の熱交換プレートを互いに
所定の間隔をあけて渦巻き状に巻回して構成した熱交換
器であって、前記プレートの開口端縁を封止する円盤状
蓋材に、ソリッドガスケット又は紐状スペーサーと紐状
中空ガスケットとを設けた請求項１〜４のいずれかに記
載のスパイラル型プレート式熱交換器。
【請求項６】前記プレートの少なくとも一面が、樹脂で
ラミネート或いはライニングされた請求項１〜５のいず
れかに記載のスパイラル型プレート式熱交換器。
【請求項７】少なくとも１枚の熱交換プレートを互いに
所定の間隔をあけて渦巻き状に巻回して構成した熱交換
器であって、前記プレートの少なくとも一方の開口端縁
を袋鍔状に曲げ、或いはガスケットのスペースを空けて
プレートの両側に椀状突起と椀状凹陥部を設け、この袋
鍔状部分であるガスケット受け部に、或いは上記スペー
スに、ガスケットを保持するようになした請求項１〜６
のいずれかに記載のスパイラル型プレート式熱交換器。
【請求項８】前記、ガスケットを保持する袋鍔状部分、
或いはガスケット保持スペースにガスケットをバックア
ップする渦巻き状のフラットバー又は切り抜き板を設け
た請求項１〜７のいずれかに記載のスパイラル型プレー
ト式熱交換器。
【請求項９】１枚以上の熱交換プレートを互いに所定の
間隔をあけて渦巻き状に巻回して構成した熱交換器であ
って、前記渦巻き状の所定の間隔部分を凹溝と凸条部と
なし、凸条部には軸方向に渦巻き状に多数穿孔された円
盤状蓋部材を構成し、凹溝の両側面にプレートの開口端
縁を挿入、その間に紐状中空ガスケットを設けた請求項
１〜８のいずれかに記載のスパイラル型プレート式熱交
換器。
【請求項１０】１枚以上の熱交換プレートを互いに所定
の間隔をあけて渦巻き状に巻回して構成した熱交換器で
あって、プレートの胴部に少なくとも１カ所、軸方向に
傾斜した畝状又は波状突起と畝状又は波状凹陥を設け、
そして他のプレートには前記プレートと異なった傾斜の
畝状又は波状突起と畝状又は波状凹陥とを設けてこれに
重ね合わせて巻回し、両プレートの間を一定のスペース
を有する渦巻き状に形成した請求項１〜９のいずれかに
記載のスパイラル型プレート式熱交換器。