JPS6213995A

JPS6213995A - パネル型熱交換器

Info

Publication number: JPS6213995A
Application number: JP15317285A
Authority: JP
Inventors: Eiji Fukumoto; 福元　英二
Original assignee: SAKAE SANGYO KK
Current assignee: SAKAE SANGYO KK
Priority date: 1985-07-10
Filing date: 1985-07-10
Publication date: 1987-01-22
Also published as: JPH0313517B2

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）本発明は、熱交換用流体パネルを適当間隔置きに複数枚
並列配置して一体化し、これら各中空パネル内に熱交換
用流体を流通させるようにしたパネル型熱交換器であっ
て、主として、熱交換の対象となる流体の貯蔵槽内又は
当該流体の流路中にセントして使用され、各中空パネル
内を流通する流体と各中空パネル間の隙間内に位置する
流体又は当該間隙内を流通する流体との間で熱交換を行
わせるようにしたパネル型熱交換器に関するものである
。

（従来の技術及びその問題点）前記のようなパネル型熱交換器は、並列配置されている
多数枚の各中空パネルをその並列方向に貫通する流体供
給管路と流体υト出管路とを備え、前記流体供給管路を
流通する流体が各中空パネル内に分流し、各中空パネル
内の所定流路を流動した熱交換作用後の流体が前記流体
排出管路内に合流し排出されるように構成されるもので
あるが、従来のこの種のパネル型熱交換器に於いては、
前記流体供給管路及び排出管路が次のように構成されて
いた。

即ち、各中空パネルを形成する両側のプレートに相対向
するように設けられた貫通入夫々から短い筒状体を溶接
により固着突設し、隣接する中空パネル間で両パネルか
ら突出する前記筒状体を互いに嵌合させると共に、この
嵌合箇所で両筒状体を互いに溶接により固着結合するこ
とにより、各中空パネルをその並列方向に貫通する流体
供給管路、或いは流体排出管路が構成されていた。

このような構成の従来のパネル型熱交換器では、並列配
置された多数枚の中空パネルが前記流体供給管路及び排
出管路によって分解不可能に一体化されている。一般に
この種のパネル型熱交換器では、・前記各中空パネル間
の間隙は２（ｌｓｍ前ｉと非常に狭いので、前記のよう
に各中空パネルを互いに分離することが出来なければ、
この中空パネル間の間隙を流通する流体のスケールが中
空パネルの表面に付着しても、清掃除去することは殆ど
不可能である。従って従来のパネル型熱交換器は、各中
空パネル間の間隙を流通させる流体がスケールの発生付
着の殆ど無いものである場合にのみ使用されており、用
途が大幅に限定される結果となっていた。

一方、製造面に於いては、前記のように各中空パネルか
ら両側に短い筒状体を溶接により固着突設しなければな
らない点と、隣接する両中空パネル間の極めて狭い空間
内で両筒状体を溶接により接合しなければならない点と
によって、製造コストが極めて高くつく欠点があった。

特に、前記のように隣接する両中空パネル間の極めて狭
い空間内で両筒状体の嵌合部を全周にわたって溶接する
ことば手作業では不可能であり、従って専用の自動溶接
機を必要としていた。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記のような従来の問題点を解決し得るパネル
型熱交換器を提案するものであって、その特徴は、２枚
のプレートを両者間に流路を形成するように互いに接合
して構成された熱交換用中空パネルに流体供給管と流体
排出管とを各別に貫通させる１ｉｉｆｆｉ穴を設け、こ
の貫通穴の周囲に於いて前記両側プレート間に、当該両
側プレート間の間隔が狭くなるのを阻止し且つ放射状に
流通路を有する補強リングを介装し、外周に流通穴を備
えた流体供給管及び流体排出管に所要枚数の前記中空パ
ネルを、各中空パネル間に於いて前記流体供給管及び排
出管に環状シール材を外嵌させた状態で、管軸方向に引
き抜き分解可能に嵌合し、締結一体化した点にある。

（作用）上記のような本発明の構成に於いては、前記流体供給管
及び排出管の周囲の空間が、各中空パネル及び各中空パ
ネル間の前記環状シール材により外界に対し完全に隔離
されている。このため流体供給管内に供給された流体は
、この管周面の流通穴から各中空パネル内の前記補強リ
ングの放射状流通路を経由して各中空パネル内に分流し
、そしてこの中空パネル内の流路を流動した流体は、前
記流体排出管の外側に位置する前記補強リングの放射状
流通路から管周面の流通穴を経由して当該排出管内へ合
流する。

従って、互いに熱交換作用させる２流体の内の一方の流
体（第一流体）を本発明パネル型熱交換器に供給するよ
うにし、この本発明パネル型熱交換器を他方の第二流体
の貯蔵槽内又は当該第二流体の流通路内にセットして使
用することにより、前記のように各中空パネル内を流動
する第一流体と、各中空パネル間の間隙内に位置するか
又は当該間隙内を流動する第二流体との間で所定の熱交
換作用を行わせることが出来る。

又、各中空パネルを前記流体供給管及び排出管の軸方向
に締め付けて一体化するとき、各中空パネル間の環状シ
ール材を所期通りのシール効果が得られるように十分に
締め付けても、各中空パネルの両側プレートがその締め
付は反力で内側に撓むことを前記補強リングにより阻止
し、各中空パネルの流体流入部及び流出部の空間を一定
に確保し得る。勿論、各中空パネルの締め付けを解くこ
とにより、各中空パネル及び環状シール材を前記流体供
給管及び排出管より軸方向に抜き取り、夫々を分離する
ことが出来る。

（実施例）以下に本発明の一実施例を添付の例示図に基づいて説明
する。

第１図及び第２閏に於いて、１は矩形状の熱交換用中空
パネルであって、２枚のプレート２間にジグザグ状の帯
状流路３を形成するように当該流路３の両側にそって両
プレート２をシーム溶接部４により互いに接合一体化し
て構成したものである。第２図では図示省略しているが
、前記両プレート２は第３図乃至第５図に示すように、
流路３内に於いても夫々内側に適当形状で凹入させ、こ
の凹入部５内に於いて両プレート２をスボ−／　ト溶接
部６により互いに接合し、パネル１の強度アンプと流路
３の断面積の一定化、及び流路３内を流動する流体を乱
流化して熱交換効率の向上を図ることが出来る。勿論、
流路３の形状や長さ及び断面積、或いは前記凹入部５の
配置や形状及び大きさ等は、この熱交換器の使用目的や
使用する流体の種類等に応じて設定すれば良く、図示の
ものに限定されない。

前記中空パネル１には、流路３の両端に於いて両プレー
ト２を外側に膨出させて形成した円形の幅広部７が設け
られており、この各幅広部７に於いて両側プレート２に
、第１図及び第２図に示す流体供給管８及び流体排出管
９を貫通させるための貫通穴１０（第６図参照）が幅広
部７と同心状態で設けられている。そして第１図、第３
図、及び第６図に示すように前記幅広部７内には、内径
が前記貫通穴１０の直径と略等しく且つ外径が前記幅広
部７の内径と略等しい補強用リング１１が挟み込まれて
いる。この補強用リング１１は、前記幅広部７によって
貫通穴１０と同心状に位置決めされるので、両側プレー
ト２を接合する前に一方のプレート２の幅広部７内に嵌
合しておけば良く、特にプレート２に固着する必要はな
い、又、この補強用リング１１は第７図にも示すように
内周に環状′ａ１２を備え、この環状溝１２内からリン
グ外周面にわたって周方向適当間装置きに流通路１３が
放射状に穿設されている。

前記流体供給管８及び排出管９は、第１図及び第２［Ｊ
に示すように支持プレート１４に貫通状態で取り付けら
れた流体供給主管１５と流体排出主管１６の下端に夫々
継手管１７を介して丁字形に固着突設されたものであっ
て、遊端にはねじ部１８を備えると共に、中空パネル１
の取り付は領域には軸方向にそって延びるスリット状の
流通穴１９が周方向複数箇所（図示例では４箇所）に設
けられている。

前記中空パネル１は、前記流体供給管８及び排出管９が
各幅広部７の貫通穴１０を貫通するように所要枚数が並
列配置されるが、このとき継手管１７とこれに隣接する
中空パネル１との間、及び各中空パネル１の間には、前
記流体供給管８及び排出管９に外嵌する環状シール材２
０と、この環状シール材２０に外嵌するバックアップリ
ング２１とが介装される。勿論、前記環状シール材２０
とバックアップリング２１とは、各中空パネル１の幅広
部７の外側面に当接する。

前記のように流体供給管８及び排出管９に並列状にセン
トされた各中空パネル１は、最外側の中空パネル１との
間にも環状シール材２０とバックアップリング２１とを
介装した状態で前記流体供給管８及び排出管９の遊端ね
じ部１８に螺嵌したナツト２２の締め付けにより、流体
供給管８及び排出管９の軸方向に締結一体化される。こ
のときバックアップリング２１が機能する状態まで各環
状シール材２０が圧縮変形せしめられている。更に前記
流体供給管８及び排出管９の遊端ねし部１８にはロック
ナンド兼用のキャップ２３が螺嵌され、前記流体供給管
８及び排出管９の遊端開口部が閉じられている。

向、各中空パネル１の遊端両コーナ一部は、各中空パネ
ル１のシーム溶接部４を貫通し且つ各中空パネル１間に
於いてスペーサー２４が遊嵌せしめられた連結用軸杆２
５．２６と、当該軸杆２５．２６の両端螺軸部に螺嵌さ
れたナソ）２７ａ。

２７ｂとによって同様に締結一体化されている。

２８は前記両軸杆２５．２６の中央位置を保持するため
のプレートであって、前記流体供給管８及び排出管９の
中央に位置する継手管１７にブラケット２９及びボルト
ナツト３０を介して取り付けられている。

以上のように構成されたパネル型熱交換器に於いては、
流体供給主管１５から供給される流体は継手管１７から
流体供給管８内に入り、スリット状流通穴１９から流出
する。この流体は、各中空パネル１内の補強用リング１
１の内周環状溝１２から放射状の流通路１３を経由して
各中空パネル１内のジグザグ状流路３の一端に流入し、
このジグザグ状流路３内を流動して他端に至り、流体排
出管９に遊嵌する補強用リング１１の放射状流通路１３
、内周環状溝１２、及び流体排出管９のスリット状流通
穴１９を経由して当該流体排出管９内に流入し、この流
体排出管９内から継手管１７及び流体排出主管１６を経
由して排出される。

従って、互いに熱交換作用させる２流体の内の一方の流
体（第一流体）を上記流体供給主管１５に供給するよう
にし、このパネル型熱交換器を他方の第二流体の貯蔵槽
内又は当該第二流体の流通路内にセフ）して使用するこ
とにより、前記第二流体は、前記各中空パネル１間の間
隙内を流動する間に各中空パネル１の流路３内を流動す
る第一流体との間で熱交換作用を受け、加熱又は冷却を
伴う所期の熱処理が行われる。

上記のように使用されるパネル型熱交換器は、次のよう
に分解掃除することが出来る。即ち、連結用軸杆２５．
２６の遊端に螺嵌されたナツト２７ａ、２７ｂを除去し
て両軸杆２５．２６を各中空パネル１から引き抜くと共
に各スペーサー２４を除去し、そして流体供給管８及び
排出管９の遊端に螺嵌されているキャンプ２３及びナン
ド２２を除去することにより、各中空パネル１と環状シ
ール材２０及びバンクアンプリング２１を前記両管８．
９からその軸方向に引き抜くことが出来る、この結果、
各中空パネル１を単独で自在に取り扱うことが出来るの
で、必要な保守作業を簡単容易に行うことが出来る。

尚、上記実施例のように中空パネル１に補強用リング１
１を位置決めする幅広部７を形成しておくときは、当該
補強用リング１１を中空パネル１の流路３に於ける内申
よりも幅広に形成し得るので、この補強用リング１１の
成形に都合が良くなるばかりでなく、補強用リング１１
をプレート２に溶接する必要もなくなり、組み立てが簡
単となる。

前記補強用リング１１の内径を流体供給管８及び排出管
９の外径より適当に大きくして、両者間に十分な広さの
環状空間が形成されるように構成し、前記流体供給管８
及び排出管９に対する中空パネル１の位置決めは、この
中空パネル１の両側プレート２に設けられた貫通穴１０
（第６図参照）によって行えるように構成した場合には
、当該補強用リング１１に設けた内周環状溝１２は省く
ことが出来る。又、補強用リング１１の内周面と前記流
体供給管８及び排出管９の外周面との間に広い環状空間
が形成されなくとも、放射状の流通路１３を周方向に長
い長孔とするか又は、前記流体供給管８及び排出管９に
設けられたスリット状の流通穴１９を周方向に幅広に構
成すると共に前記補強用リング１１側の放射状の流通路
１３を周方向に小間隔で密に設ける等して、中空パネル
１を前記流体供給管８及び排出管９に取り付けたとき、
必ずスリット状の流通穴１９に放射状の流通路１３が対
向するように構成すれば、前記と同様に補強用リング１
１には内周環状溝１２を設けなくとも良い。

しかしながら前記内周環状溝１２は、例えば中ぐり切削
加工により簡単容易に形成することが出来るので、この
内周環状溝１２を設けて、前記流体供給管８及び排出管
９のスリット状流通穴１９から補強用リング１１の放射
状流通路１３への流体の流通を、大きな抵抗を与えるこ
となく円滑に行わせ得るようにするのが望ましい、しか
もこの内周環状溝１２の存在により放射状流通路１３が
短くなるので、この流通路１３の加工が容易に行える。

このような観点から第８図に示す補強用リング＋ｔａの
ように前記内周環状溝１２は、本来の補強効果が得られ
る範囲内で深く形成するのが望ましい、又、第９図に示
す補強用リング１１ｂのように内側環状溝１２は、リン
グ内周面側が広くなった台形状の断面形状とする等、流
体の流通抵抗を少なくするような任意の断面形状に形成
し得る。

第１０図及び第１１図に示す補強用リングｌｌｃは、放
射状流通路１３の巾よりも内周環状溝１２の巾を狭くし
たものである。又、図示のように放射状流通路１３は周
方向に長い角穴としたが、長円形とする等、放射状流通
路１３の形状も限定されない。

第１２図及び第１３図に示す補強用リングｌｌｄは、内
側に向かって開放する断面溝形の外側環状体３１と外側
に向かって開放する断面溝形の内側環状体３２とから構
成され、各環状体３１．３２の円周部で互いに相対向す
る箇所に放射状流通路１３となる貫通穴３３が設けられ
ている。このような構造を採用するときは、第１４図に
示すように内側環状体３２の円周部３２ａの直径を外側
環状体３１の両側内周縁３１ａの直径より大きくするこ
とにより、内周環状溝１２を形成し得る。

以上のように、補強用リング１１の構造は特に限定され
ない、勿論、成形材料に関しても、各種金属、プラスチ
インク、セラミック等、接触する流体の種類や使用条件
等に照らして最も好ましいものを選択すれば良い、又、
環状シール材２０に外嵌させたバックアップリング２１
は、各中空パネル１を締結一体化するときに全ての環状
シール材２０を一定量圧縮させて、各中空パネル１間の
間隙を均等化し且つ環状シール材２０によるシール効果
を確実にするのに役立つものであるが、このバックアン
プリング２１の使用は、本発明の必須条件ではない。

（発明の効果）以上のように実施し得る本発明のパネル型熱交換器は、
各中空パネルを環状シール材と交互に流体供給管及び流
体排出管に管軸方向に嵌合締結するだけで簡単容易に組
み立てることが出来る。しかも各中空パネルを前記流体
供給管及び排出管の軸方向に締め付けて一体化するとき
、各中空パネルの両側プレートがその締め付は反力で内
側に撓むことを補強用リングによって防止し、各中空パ
ネルの流体流入部及び流出部の空間を一定の巾に確保し
得るので、この中空パネル内への第一流体の流入を所期
通り良好に行わせ得る。又、前記補強用リングの存在に
より、中空パネルを形成するプレートとして必要最小限
の厚みの薄板を利用することが出来、経済的に実施する
ことが出来る。

更に、各中空パネルの締め付けを解いて各中空パネル及
び環状シール材を前記流体供給管及び排出管より軸方向
に抜き取るだけで簡単容易に分解し得るので、各中空パ
ネル間の間隙を流動する第二流体のスケールが各中空パ
ネルの表面に付着して熱交換効率が低下したり、第二流
体の流通抵抗が不当に増大したような場合、前記のよう
に分解して各中空パネルを分離することにより、当該中
空パネルの表面のスケール除去等、必要な保守作業を橿
めて簡単容易に行うことが出来る。従って本発明のパネ
ル型熱交換器は、スケールが発生付着し易い第二流体を
使用する条件に於いても支障なく活用し得る。

又、流体供給管及び流体排出管は、各中空パネルと環状
シール材とによって第二流体の流路となる外界に対し完
全に隔離され、第二流体と接触する恐れが全くないので
、前記流体供給管及び流体排出管は、これら管路内を流
通する第一流体との関係で悪影響の生じない材質の管で
ありさえすれば良く、第−流体及び第二流体両者の条件
を考慮して材質を選択する必要は全くない０例えば、第
一流体が水、熱湯、水蒸気等である場合は、仮に第二流
体が強酸性のものであっても流体供給管及び流体排出管
は安価な鉄系の材料（ＳＳやＳＵＳ等）で構成されたも
のを利用することが出来るので経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は一部縦断側面図、第２図は一部縦断正面図、第
３図は第１図のＡ−Ａ線での拡大断面図、第４図は第１
図のＢ−Ｂ線での拡大断面図、第５図は第４図のＣ−Ｃ
線での拡大断面図、第６図は本発明要部の拡大縦断側面
図、第７図は補強用リングの斜視図、第８図及び第９図
は前記補強用リングの変形例を示す要部の縦断面図、第
１Ｏ図及び第１２図は他の実施例の補強用リングを示す
斜視図、第１１図は第１Ｏ図の要部拡大縦断面図、第１
３図は第１２図の要部拡大縦断面図、第１４図は第１２
図に示す補強用リングの変形例を示す要部の縦断面図で
ある。１・・・熱交換用中空パネル、７・・・中空パネル幅広
部、８・・・流体供給管、９・・・流体排出管、１０・
・・貫通穴、＋＋、１１ａ〜１＋ｄ・・・補強用リング
、１２・・・内周環状溝、１３・・・放射状流通路、１
５・・・流体供給主管、１６・・・流体排出主管、１９
・・・スリット状流通穴、２０・・・環状シール材、２
１・・・バックアップリング、２２．２７ａ、２７ｂ・
・・ナツト、２３・・・ロックナツト兼用のキャップ、
２４・・・スペーサー、２５．２６・・・連結用軸杆、
２８・・・軸杆支持プレート。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２枚のプレートを両者間に流路を形成するように
互いに接合して構成された熱交換用中空パネルに流体供
給管と流体排出管とを各別に貫通させる貫通穴を設け、
この貫通穴の周囲に於いて前記両側プレート間に、当該
両側プレート間の間隔が狭くなるのを阻止し且つ放射状
に流通路を有する補強リングを介装し、外周に流通穴を
備えた流体供給管及び流体排出管に所要枚数の前記中空
パネルを、各中空パネル間に於いて前記流体供給管及び
排出管に環状シール材を外嵌させた状態で、管軸方向に
引き抜き分解可能に嵌合し、締結一体化したことを特徴
とするパネル型熱交換器。
（２）前記中空パネルの貫通穴形成箇所は両側プレート
を外側に膨出させて幅広部とし、この幅広部内に前記補
強用リングを嵌合した前記第（１）項記載の熱交換器。
（３）前記補強用リングは、前記放射状の流通路と連通
する内周環状溝を備えている前記第１項又は第２項に記
載の熱交換器。
（４）前記各環状シール材には、隣接する中空パネル間
の間隙が一定以下になるのを阻止するバックアップリン
グを外嵌させてある前記第１項乃至第（３）項の何れか
に記載の熱交換器。