JPS58500036A - プラスチックフィルムを有する熱交換器 - 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】 プラスチックフィルムを有する熱交換器技術分野 この発明は、流体間、特に２液間又は液体と気体もしくは蒸気との間における熱 移動を介する膜としてグラスチックフィルム材料を使用する熱交換器に関する。

背景技術 プラスチックフィルムは、常用の金属に比べて安価であり、耐腐蝕性を有し、且 つ交換が比較的容易であるため、熱交換器において流体間における熱移動を介す る膜としてプラスチックフィルムを使用することが提案されている。

ポリオレフィンフィルム及ヒポリエステルフィルムは安価である点において前記 の使用にとって魅力的であるが、その表面が、そのままでは湿潤性を有しないと いう難点を有する。このことは、フィルム表面を流過する液が望ましい液膜とし てではなく、むしろ液滴として流過するために、熱移動係数が低下することを意 味する。ポリエチレンフィルムに特に湿潤性を付与するために、コロナ放電によ る電離線照射及びシリカ塗布処理を含む種々の処理が行われたが、発明者らが知 る限りにおいては、安価であり且つ長い使用期間にわたって湿潤性を保持する処 環フィルムは得られていない。

発明の開示 本発明に従えば、流体間の熱交換を行い且つ一方の流体から他方の流体への熱移 動を介する熱交換膜を有する熱交換器は、該熱交換膜が、三酸化硫黄、オゾン、 発煙硫酸、クロロスルホン酸及びクロム硫酸からなる群から選ばれた酸化剤によ る処理にょシ片面又は両面の湿潤性・を増加せしめたポリオレフィンフィルム又 はポリエステルフィルムによシ構成されることを特徴とする。

ポリオレフィンとしてはホモポリマー又はコポリマーを使用することができ、例 えば、低密度又は高密度のポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン及びポリプ ロピレン相互の及び／もしくはこれらと他のオレフィンモノマーとのコポリマー 、又ハｒ　５ｉｏｐｌａｓ　Ｅ　Ｊの商標のもとにダウコーニング社によシ製造 されているようなノリル化エチｖ　ン−ｙ　ｆ　ＩＪママ−使用することができ る。ポリエステルとしてはホモポリエステル又はコポリエステルを使用するこト カでき、ポリ（エチレンテレフタレート）が好ましい。

膜の処理に使用する酸化剤としては気体状のもの又は液体状のものが使用できる 。好ましい薬剤は気−体状三酸化硫黄である。こあような強力な酸化剤を使用す ることにより、１分間又はこれよシ短時間の処理により所望の湿潤性を付与する ことができる。

湿潤性に関してはさらに長時間処理する必要はなく、処理を続けるに従ってフィ ルムが次第に分解されるから、処理時間は必要最少限にとどめる様慎重にする必 要がある。

三酸化硫黄、発煙硫酸、クロロスルホン酸及びクロム硫酸を使用する場合には処 理は室温において行うことができる。温度を高くした場合、酸化剤とプラスチッ クフィルムとの反応が激しくなる傾向があるため、処理の制御はよシ困難になる 。オゾンを使用する場合には、短期間処理の後に満足すべき結果を得るべく合理 的々高い反応速度を得るためにはさらに高温において行うのが好ましく、６０℃ 〜８０℃が妥当な範囲である。

熱交換膜としては、プラスチックフィルムとして適する任意の形状のものが使用 できるが、管状又はシート状のものが好ましい。管又はシートの処理は、肢管又 はシートを、強酸化剤を収容した容器を連続的に通過せしめることにより、連続 法として行う。

液相間で熱交換を行う場合には、フィルムの両面を処理するが、フィルムの一方 の面が凝縮しつつある蒸気と接触する場合には、その面を処理しないでおくこと 、すなわち湿潤性を小さいままにしておくのが有利である。

管の場合、外部表面のみを処理すること、例えば押出成形後ただちに処理するこ とが比較的容易であシ、この場合には内部表面に比べて外部表面がよシ大きな湿 潤性を有する。このような管は、管内部で凝縮する蒸気によって加熱された管束 を液が通過するような構造の熱交換器に有用である。この型式の方法の一つにお いては、ブライン又はその他の水性液のフィルムが管束を通過し、この液から発 生した蒸気が加圧され、そしてこの蒸気が管内でより高温において凝縮し、蒸発 のためのエネルギーを供する。

流下膜蒸発器のように管が垂直な場合にも、又管が実質上水平な管束として存在 する場合にも、伝熱面積ができるだけ大きくなるように液膜を分散せしめるため に管の外部表面を湿潤性にすることが重要である。

プラスチックフィルムの湿潤性は標準ＡＳＴＭ試験法ＤＪ、　２５７８−６７　 （１９７２年改訂）にょシ測定される。

この方法においては、湿潤性を、プラスチックフィルムを湿潤する液の表面張力 として測定する。種々のフィルムの水湿潤性を測定する場合、再現性の良好な結 果を得るために綿棒に替えて第６番塗布棒を使用する点のみ変更して標準法を使 用する。

この試験法を使用する場合、この発明の方法により処理した熱交換器のフィルム の表面張力の読みは７０　ｄｙｎ／ｃＴＬ以上であることが望ましい。未処理の 低密度ポリエチレンフィルムの表面張力の読みは３２　ｄｙｎ／ＣｎＬであり、 コロナ放電によシ処理した低密度ポリエチレンフィルムの表面張力の読みは処理 の時間及び強度に依存して４０〜６０　ｄｙｒＶ／ＣＴＬの範囲でｒ’５ｉｏｐ ｌａｓ　ＥＪ銘柄のシリル化エチレンコポリマーの表面張力の読みは、非架橋の 状態で３１　ｄｙｎ／ｃＩｒＬであり、フィルムを水中で２５時間煮沸すること により架橋を形成せしめた後は４７　ｄｙｎ／ＣＴＬに増加した。

この発明の酸化剤で処理した後、前記のフィルムの各々は、限定的な意味を有し ない次の例に示すごとく、７２ｄｙｎ／ｃｎＬ以上の表面張力の読みを供した。

厚す０．１２３７　ｍｍの低密度ポリエチレンフィルムにより外径１．６１６ｃ ＩＩＬの熱交換用管を構成した。この管を１ｍ取り、両端をヒートシールし、そ してフラスコに挿入した。酸素中に２容量チのオゾンを含有する温度７０℃の気 体を前記フラスコを通過せしめること収より、管の外部表面にオゾン処理を施し た。

この処理を１分間行った後、フラスコ中の気体を冷空気で置換し、そして処理済 の管を取シ出した。この表面は、視覚的変化は受けていなかったが、前記の方法 により湿潤性を試験したところ７２　ｄｙｎ／ｃｒｎ以上の表面張力の読を示し た。この管の内部表面は明らかに処理の影響を受けておらず、３２ｄｙｎ／ｃｎ Ｌの表面張力の読みを示した。

例１の方法を繰シ返した。ただし、例１と異なる管処理用気体、すなわち空気中 に三酸化硫黄を５０容量チ含イする気体を使用し、そして、異る温度すなわち２ ５℃において行った。管をフラスコから取９出し、水洗したところ、処理表面が 黒色に変化していることが観察された。試験したところ、この表面は７２　ｄｙ ｎ／′ｃｒＩＬ以上の表面張力の読を示した。この場合も内部表面は明らかに影 響を受けておらず、３１ｄｙｎ／ｃｎＬの表面張力の読みを示した。

例３゜ 例１の方法を繰り返した。但し、処理媒体としてオゾンの代りに発煙硫酸（２５ ％５Ｏ５）を使用し、又これを流過せしめなかった。発邊石紀堕は２５℃に保持 し、処理時間は３０秒間に短縮した。

管をフラスコから取り出し、水洗したところ、この場合も黒色に変色しているこ とが観察された。処理した外部表面の表面張力の読みは７２　ｄｙｎ／ｃｍ以上 であり、未処理の内部表面においては３０　ｄｙｎ／ｃＩｎであったＯ 例１，２及び３を繰返した。ただし、低密度ポリエチレンではな（「５ｊｏｐｌ ａｓ　Ｅ　Ｊ製の熱交換用管を使用した。それぞれの場合について同じ結果を得 た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．熱交換膜が、三酸化硫黄、オゾン、発煙硫酸クロロスルホン酸及びクロム硫 酸からなる群から選ばれた酸化剤で処理することによシ片面又は両面の湿潤性を 増加せしめたポリオレフィンフィルム又はＩリエステルフィルムから成ることを 特徴とする一方の流体から他方の流体への熱移動を介する熱交換膜を有する流体 間の熱交換用熱交換器。 ２　フィルムがエチレンホモポリマー又ハコポリマーから成ることを特徴とする 請求の範囲第１項記載の熱交換器。 ３　フィルムが管状又はシート状であることを特徴とする請求の範囲第１項又は 第２項記載の熱交換器。 ４、　フィルムが前記の酸化剤によって外部表面のみを処理した管であることを 特徴とする請求の範囲第３項記載の熱交換器。 ５、　フィルムの処理表面が、該表面上の水の表面張力により測定した値として 、７０　ｄｙｎ／ｃｒｎ以上の湿潤性を有することを特徴とする請求の範囲第１ 項又は第２項記載の熱交換器。 ６　フィルムの処理表面が気体状三酸化硫黄・により処理されていることを特徴 とする請求の範囲第１項又は第２項記載の熱交換器。