TWI591310B

TWI591310B - A miniature heat exchanger

Info

Publication number: TWI591310B
Application number: TW104128776A
Authority: TW
Inventors: Huan Jan Chien; Po Wen Chen; min-zhi Jiang
Original assignee: Bueno Technology Co Ltd
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2017-07-11
Also published as: TW201710637A

Description

一種微型熱交換器

用在高腐蝕高溫化學液體的製程機台上的微型熱交換用途，工作溫度在150℃時工作壓力可以達到2kg/cm²，由其是半導體晶圓、玻璃及金屬化合物、金屬氧化物的蝕刻製程，確保機台上製程化學液體溫度的穩定性。

微型熱交換器是工作流體輸送以及熱傳遞流體之間作熱量傳遞的設備，常見於工業製程中液體加熱或降溫用途，其結構包含有：一外殼、一熱交換部、二個端殼部及複數個管接頭；該熱交換部包含有複數條管件，二個端板用熔接方法來固定管件的二端，且端板用熔接的方法固定密封在外殼內部；杯狀的端殼部的開口端以熔接的方法與外殼相結合，來完成微型熱交換器本體的密封，端殼部的內部空間用來收集複數條管件的工作流體，並使工作流體與熱傳遞流體分開；工作流體由端殼上的出入管接頭進出；熱傳遞流體由外殼上的出入管接頭進出；以下內文均使用這些名詞來形容微型熱交換器。

微型熱交換器的工作流體是高純度高腐蝕性液體時，在接觸工作流體的管件在材質選用上就無法使用常見的金屬材料，尤其是用在半導體晶圓、玻璃及金屬化合物、氧化物的蝕刻製程，這類製程常使用氫氟酸做為蝕刻液，而常用的耐腐蝕的材質為石英管與氟素材料，其中PFA與 PTFE材質的管件能安全的使用於150℃以上，但在該溫度下的工作壓力則視結構強度而異，而在熱傳遞流體側的液體是非腐蝕液體時，有可能採用不銹鋼等金屬材質，但在腐蝕性的工作環境或強調高純度液體時仍使用PFA材質。

石英材質是於用做加熱源的外殼保護，適合快速加熱用來對高腐蝕液體直接加熱。

在腐蝕環境下的製程機台，所採用的微型熱交換器整體都必須採用PFA與PTFE材質製作，習知的技術中熱交換部多數採用大量小管徑直管，並用熔接方式來把細小直管固定密封在二端板上以構成熱交換部，該大量小管徑直管構成平行管路或捲曲編織成束狀可以增加熱交換面積，該熱交換部的二端板並與外殼銜接密封；另一種則採用雙層管結構，其中輸送工作流體的管件以數量較少的捲曲螺旋管來構成熱交換部並增加熱交換面積；以上習知微型熱交換器不僅在小管徑上採用氟素膠熔接的方法來製作，而且管路的出入管接頭、端板、端殼與外殼也採用熔接方法製作。

引證案一：JPS62175597A-PLASTIC TUBE HEAT EXCHANGER，本引證案係一種以複數條PFA管件組成的微型熱交換器，一種二端具有螺牙接頭的熱交換部構成，PFA管件外層係混有導電材料如碳纖維，以防止靜電及增加熱傳導，在管件的二端固定在以PTFE製成環型中空接頭，複數條管件在接頭的內徑以蜂巢狀排列，使相鄰的管件間能夠相互緊貼並經過熔接使管件間及接頭間的縫隙得到密封，本引證案是以複數條的PFA管件是對空氣散熱，這是早期的微型熱交換器設計，並沒有考慮在工作壓力增大時管接頭是否能承受PFA管膨脹變形所帶來的結構強度問題。

引證案二：JPH02192596A-PLASTIC TUBE HEAT EXCHANGER，本引證案是由引證案一改進而來，並進一步作成金屬外殼的管殼式熱交換器用來吸取燃燒廢氣的熱源，而且該廢氣可以留過管束之間增加熱交換量，複數條管件在接頭的內徑以蜂巢狀排列，並以PFA粉末來增進相鄰的管件間熔接及密封效果；在增進熱交換效率上採用在PFA管外側增加金屬薄膜改善熱傳導效果，本引證案仍然沒有考慮在工作壓力增大時管接頭是否能承受PFA管膨脹變形所帶來的結構強度問題。

引證案三：JPS62187526A-PRODUCTION OF DOUBLE TUBE TYPE HEAT EXCHANGER，本引證案在說明熱可塑性塑膠微型熱交換器之熱交換部用的塑膠螺旋管製造方法，這種習知螺旋管可以增加熱交換面積而且是用於高壓的工作狀態，但熱可塑性樹脂的耐溫性不高通常低於100℃，本引證案的重點在說明如何製造螺旋管。

引證案四：JP2002162175A-DOUBLE TUBE HEAT EXCHANGER，提供一種熱水加熱或冷卻的低成本且可以捲曲的微型熱交換器，所使用的內部與外部管件都是直管，二端有管接頭來密封並達成不同液體輸送循環目的，主要是用來改良內外管件都用金屬管時無法在外管斷熱的缺失；本引證案係採用外管為塑膠管內管為金屬管的結構，金屬管內為熱傳流體，二端為直管中間部分為具有螺旋且可以捲曲的結構；塑膠管內為工作流體，利用塑膠材料的低熱傳導率來達成斷熱的效果，在管件二端的結合係採用具有T形通道的管接頭；銅管由管接頭本體的貫穿孔的密封端穿過到另一端，在管接頭的另一端使用金屬固定環套住並使用螺帽迫緊來達成緊固使工作流體密封的目的；塑膠管的一端先套上斜錐環並插入管接頭本體的密封端上的一個環形槽，該環形槽位於貫穿孔的外側，並使用緊鎖螺帽迫緊斜錐環而能把塑膠管迫緊在接頭本體上而達到緊固密封；T形通道的岔路出口則接另一管件，使管接頭達成密封循環的目的。

引證案五：JP2004340512A-HEAT EXCHANGER，提供一種結構簡潔、高可靠度、不用金屬件、不用O型環密封等特徵，以合成樹脂材料製成的微型熱交換器，其結構包含有：一外殼、一熱交換部、二個端殼部及複數個管接頭；該熱交換部為一條螺旋管，二端為直管中間部分為螺旋結構；外殼為直管，二端各有一個端殼部來密封，其上有複數個管接頭以達成不同液體輸送循環目的；所用的合成樹脂包含氟樹脂。

端殼部為杯狀開口結構，其上設有二種管接頭；一種為貫穿迫緊管接頭，開口內徑面為圓錐錐面其外徑具螺牙；一種為嵌入迫緊管接頭，開口內徑面具圓錐面及嵌入槽其外徑具外螺牙。

螺旋管兩端的直管部分別穿過端殼部上的一個貫穿迫緊管接頭，並使用外斜錐環套住螺旋管的一端並使用螺帽迫緊，使斜錐環的內徑壓迫螺旋管的外徑，來達成緊固使熱傳流體密封無洩漏的目的。

直管外殼的二端分別在內徑嵌入內斜錐套環，並插入端殼部開口側之嵌入迫緊管接頭，內斜錐套環的一端固定在嵌入槽，並使用緊鎖螺帽迫緊斜錐環上直管外殼而能迫緊在端殼部上而達到緊固密封。

外部熱傳流體的管件一端先嵌入內斜錐環，並插入端殼部的嵌入迫緊管接頭，內斜錐套環的一端固定在嵌入槽，並使用緊鎖螺帽迫緊斜錐環上的管件而能迫緊在管接頭上而達到緊固密封。

引證案六：US 8091618B2-EXCHANGE APPARATUS，該裝置由氟素材料之PFA、MFA、PTFE製成，外殼採用PFA管，管之內徑為1-2.25英吋，並含有內徑為0.047英吋壁厚為0.006英吋的中空MFA中空管或PFA中空管，或外徑為1.05mm壁厚為0.15mm的中空PFA中空管，中空管依照製程條件在約275℃下使用MFA樹脂放入端板的孔中約40小時，放入40小時後使各端冷卻之速率控制在0.2℃/分鐘，到達150℃，整體之封端經清除樹脂且使用車床或刀具機置放入裝置之終端部分使中空管開口，放入交換器之流體配件係藉由將管旋在管之各端上或藉由經端蓋熱熔在管之上製成。

本引證案的方法其熔接技術有比引證案二增進，但技術要求相對提高且熔接耗時相當長不利於生產，而且管件的壁厚相當薄可以改善熱交換效率問題，但也會限制熱交換的工作溫度不能過高；在工作壓力增大時，管件及接頭更不能承受PFA管膨脹變形所帶來的結構強度問題，只能在低工作壓力下操作；本引證案在專利申請範圍中並沒有主張適用的溫度範圍，但在引證案的第三實施例中有提到使用在高溫去離子水時的溫度為75℃，管壁薄的管件強度會受溫度影響而大幅衰退，無法用在高溫用途。

本引證案有關於微型熱交換器的整體描述，許多非多孔性熱塑性中空管，各管均具有第一端部分及第二端部分及穿越其間之空洞；該中空管之該第一端部分至少在其周圍經熱塑性樹脂融合，形成整體封端，這裡係指密封在端板上，其中該中空管之第一端部分係與該熱塑性樹脂以融合方式經流體緊密結合在一起，及該中空管之該第二端部分至少在其周圍經熱塑性樹脂融合，形成整體封端，也就是本文所稱的端板，其中該中空管之第二端部分係與該熱塑性樹脂以融合方式經流體緊密結合在一起，該整體封端具有穿過孔洞與該管中空之未結合部分相通；及該整體封端，係指端板，具有供給第一種流體於該中空管之第一端之第一流體輸入連通，及自該中空管之第二端移除該第一種流體之第一流體輸出連通；用於連通之裝置與操作及製程流體源所用流體配件包含標準穿管配件或倒裝配件，製程流體之輸入及輸出連通可藉由熔接、螺紋、凸緣或與整體封端融合或與熱塑性樹脂融合；若熱交換裝置裝置外殼，則供製程流體用之輸入連通可藉由熔接、螺紋或凸緣與外殼及/或整體封端融合；較佳具體例中，連通係與外殼及/或整體封端融合；可裝置一或多個流體連通，這裡的連通係指管接頭，供操作流體流經外殼；一或多個供操作流體或過濾之流體流經外殼之連通可藉由熔接、螺紋或凸緣與外殼融合；較佳具體例中，連通係與外殼融合；本引證案的最佳實施例在外殼與流體連通都是採用熔接方式來進行，但在高溫高壓下熔接技術會受限於熟練的熔接人員，而無法進行方便的生產。

由以上的引證案可以得知，引證案一、引證案二係使用在標準PFA管可以用在150℃高溫用途，但其外套管並無法確認是否能承受高溫，也缺乏對微型熱交換器外殼結構的描述。

引證案六的管壁薄只能用於低壓低溫用途，在其實施例中的最高溫度在75℃；微型熱交換器上的管接頭以一般通用的管接頭都適用，不要求耐高溫與高壓。

引證案三、引證案四、引證案五的創新在低成本的製造方法及結構，以及使用上的便利性；其中，引證案三與引證案四使用的材料為熱塑性樹脂，所以管接頭的部分以一般通用的結構為主，不要求耐高溫與高壓；引證案五的範圍包含一般的熱塑性樹脂，雖然也包含氟素脂，但沒有限定在高溫高耐腐蝕的工作環境。

引證案四的熱交換部為銅管，迫緊接頭的外斜錐環為金屬環用來迫緊銅管，實務上為習知有效的做法，但無法滿足耐腐蝕用途。

引證案五的螺旋管也採用引證案四的相同作法，樹脂材質的外斜錐環套住樹脂材質的螺旋管並使用螺帽迫緊，但在高壓力或高溫度下將使斜錐環的密封效果喪失而洩漏，多數樹脂耐溫80℃而PFA耐溫高於150℃，但這些材質的強度會隨溫度升高而降低；當斜錐環的內徑壓迫螺旋管的外徑時，樹脂材質的強度低而無法達到金屬材質的相同密封效果。

以上的引證案在耐高溫耐高壓用途的微型熱交換器之規格上並未得到滿足，而且現有的熔接技術也受限於熟練技術人員及量產性，綜合上述問題，本發明針下列要求進行創新：

(1)使用PFA管件及PTFE結構件，確保高純度及可耐高腐蝕流體輸送，如氫氟酸、硝酸、濃硫酸…等。

(2)採用螺旋管來增加熱交換面積，以提高耐壓耐溫能力。

(3)採用創新的接頭結構密封代替使用熔接方式，在高溫下仍能耐熱150℃使用。

(4)容易生產、成本降低、構造簡易，長度容易依客戶需求製造。

(5)合理的耐壓耐溫規格，2kg/cm²@150℃，經長時間內外管內流體高低溫交換，其密封結構仍不會失效，且工作流體也可以在直管外殼內輸送循環。

本發明的微型熱交換器，其外殼及螺旋管可以採用一般尺寸的PFA管，結構件採用PTFE，且完全無須採用熔接的製造方法，在製造成本與結構強度得到滿足也降低熔接的風險。

微型熱交換器結構包含有：一外殼、一熱交換部、二個端殼部及複數個管接頭，所有零件都是用PFA與PTFE材質製成。

該外殼為直管，二端各有一個端殼部來密封，依雙環管接部的迫緊密封作法進行，並使用緊鎖螺帽迫緊固定環而能迫緊在端殼部上而達到緊固密封。

該熱交換部為一條螺旋管，二端為直管中間部分為螺旋結構，依嵌入管接部的迫緊密封作法進行，並使用緊鎖螺帽迫緊固定環而能迫緊在端殼部上而達到緊固密封。

該端殼部設有複數個管接頭以達成工作流體與熱傳流體分隔輸送循環目的；端殼部為杯狀開口結構，以PTFE材質製成，其上設有複數個管接頭，該管接頭的結構採用台灣專利，TW-201441520-防止管件與管接頭鬆脫之管接頭，1"管接頭可以經過150℃烘烤後冷卻能耐14kg/cm²而無洩漏的管接頭結構，依此結構設計成二種管接頭，一種為環形管接頭，一種為嵌入管接頭，為本發明的專利特徵，開口端為雙環管接部結構，依雙環管接部的迫緊密封作法進行，來完成微型熱交換器本體的密封。

外部熱傳流體的管件也依雙環管接部的迫緊密封作法進行，並使用緊鎖螺帽迫緊固定環而能迫緊在端殼部上而達到緊固密封。

環形管接頭包含有：一雙環管接部、一緊鎖螺帽、一固定環，其中雙環管接部由端殼部的一部分結構構成，用來結合該直管外殼或外部管件與緊鎖螺帽，以下的管接部稱為雙環管接部；雙環管接部的結構及迫緊密封作業說明如下；該管件端部先穿過該緊鎖螺帽的縮口孔與固定環的中心孔，並擴管成圓錐管及圓筒管；雙環管接部其構成為由一環型槽隔開的二個同心的外環與內環結構；該外環的外表面裝設有緊鎖螺牙，其引導內徑能引導固定環位於中心位置，該內環的外表面設有該圓錐面與該圓筒面，用來安裝該管件之擴管部的圓錐管及圓筒管，而該緊鎖螺牙是用來緊鎖該緊鎖螺帽；圓錐管受迫緊時，其內壁面貼合於該圓錐面。

緊鎖螺帽的內徑有一縮口部，其縮口部中心有縮口孔，其內側面有施力環曲面能耦合固定環之受力環曲面成滑動面，並傳遞迫緊力，且二者間耦合成滑動面而能降低密封面的滑動摩擦風險；固定環具中心孔且為二端具有凸曲面之圓環狀結構，外徑面能配合管接部之環型槽之引導內徑而引導固定環位於中心位置；一端的凸曲面在靠近中心孔處為施壓環用來迫緊圓錐管管壁；其另一端有一受力環曲面用來與緊鎖螺帽的施力環曲面相耦合成滑動面。

嵌入管接頭的專利結構特徵包含有：一嵌入管接部、一雙頭組接螺栓、二固定環、一緊鎖螺帽，其中的嵌入管接部由端殼部的一部分結構構成，用來結合該螺旋管與管件及緊鎖螺帽，以下的管接部稱為嵌入管接部，是為了滿足螺旋管由微型熱交換器內部向外裝設的需求，創新原有管接部的結構。

嵌入管接部的結構及迫緊密封作業說明如下；該螺旋管端部先穿過該嵌入管接部的中心孔與固定環的中心孔，並擴管成圓錐管及圓筒管，外接管件端部先穿過該緊鎖螺帽的縮口孔與固定環的中心孔，並擴管成圓錐管及圓筒管；嵌入管接部其構成為由一環型槽隔開的二個同心的外環與內環結構；該外環的內表面裝設有緊鎖螺牙，內環的外表面設有一圓錐面；該圓錐面用來與固定環的受力環曲面相迫緊；該緊鎖螺牙是用來緊鎖雙頭組接螺栓；雙頭組接螺栓的二端為對稱結構，都具有由一環型槽隔開的二個同心的外環與內環結構，該外環的外表面裝設有緊鎖螺牙，其引導內徑能引導固定環位於中心位置，其一端的螺牙用來與嵌入管接部的內緊鎖螺牙相結合，另一端的螺牙用來與緊鎖螺帽結合；該內環的外表面設有圓錐面與圓筒面，用來安裝螺旋管與外接管路之圓錐管及圓筒管；該圓錐面用來與固定環的施壓環相迫緊；安裝在嵌入管接部內側的固定環之受力環曲面與施壓環分別由嵌入管接部的圓錐面與雙頭組接螺栓之圓錐面所迫緊。

緊鎖螺帽的中心孔周圍的施力環曲面能耦合固定環之受力環曲面成滑動面，並傳遞迫緊力，且二者間耦合成滑動面而能降低密封面的滑動摩擦風險，使固定環的施壓環迫緊在圓錐管之管壁。

固定環具中心孔且為二端具有凸曲面之圓環狀結構，外徑面能配合環型槽之引導內徑而引導固定環位於中心位置；一端的凸曲面在靠近中心孔處為施壓環用來迫緊圓錐管之管壁；其另一端有一受力環曲面用來與緊鎖螺帽的施力環曲面耦合成滑動面，並與雙頭組接螺栓的圓錐面相迫緊。

1‧‧‧微型熱交換器

2‧‧‧外殼

3‧‧‧熱交換部

31‧‧‧螺旋管

4‧‧‧端殼部

41‧‧‧開口端

5‧‧‧管接頭

51‧‧‧環形管接頭

52‧‧‧嵌入管接頭

53‧‧‧雙環管接部

54‧‧‧嵌入管接部

55‧‧‧環形槽

56‧‧‧外環

57‧‧‧內環

58‧‧‧引導內徑

59a‧‧‧圓錐面

59b‧‧‧圓錐面

59c‧‧‧圓錐面

60‧‧‧圓筒面

61‧‧‧固定環

62‧‧‧緊鎖螺帽

63‧‧‧雙頭組接螺栓

64‧‧‧外緊鎖螺牙

65‧‧‧內緊鎖螺牙

66‧‧‧縮口部

67‧‧‧施力環曲面

68‧‧‧受力環曲面

69‧‧‧外徑面

70‧‧‧施壓環

8‧‧‧管件

81‧‧‧圓錐管

82‧‧‧圓筒管

第一圖：係本發明之微型熱交換器剖面圖。

第二圖：係本發明之端殼結構剖面圖。

第三圖：係本發明之緊鎖螺帽結構剖面圖。

第四圖：係本發明之雙頭組接螺栓結構剖面圖。

第五圖：係本發明之固定環結構剖面圖。

第六圖：係本發明之環形管接頭結構剖面圖。

第七圖：係本發明之嵌入管接頭結構剖面圖。

第一實施例：如第一圖、第二圖、第三圖、第四圖、第五圖、第六圖、第七圖所示，本發明第一實施例之微型熱交換器(1)的組合剖面圖及零件剖面圖，熱傳流體由內建泵浦的加熱器加熱或保持恆溫並經由管件(8)循環進入微型熱交換器(1)，來加熱或冷卻螺旋管(31)內的工作流體，微型熱交換器(1)的結構包含有：一外殼(2)、一熱交換部(3)、二個端殼部(4)及複數個管接頭(5)，所有零件都是用PFA或PTFE材質製成。

該外殼(2)為直管，二端各有一個端殼部(4)來密封，依雙環管接部(53)的迫緊密封作法進行，並使用緊鎖螺帽(62)迫緊外殼固定環(61)而能迫緊在端殼部(4)上而達到緊固密封。

該熱交換部(3)為一條螺旋管(31)，二端為直管中間部分為螺旋結構，依嵌入管接部(54)的迫緊密封作法進行，並使用緊鎖螺帽(62)與雙頭組接螺栓(63)迫緊固定環(61)而能迫緊在端殼部(4)上而達到緊固密封。

該端殼部(4)設有複數個管接頭(5)以達成工作流體與熱傳流體分隔輸送循環目的；端殼部(4)為杯狀開口結構，其上設有複數個管接頭(5)，該管接頭(5)的結構採用台灣專利，TW-201441520-防止管件與管接頭鬆脫之管接頭，依此結構設計成二種管接頭(5)，一種為環形管接頭(51)，一種為嵌入管接頭(52)，開口端(41)為雙環管接部(53)結構，依雙環管接部(53)的迫緊密封作法進行，來完成微形熱交換器(1)的密封。

外部熱傳流體的管件(8)也依雙環管接部(53)的迫緊密封作法進行，並使用緊鎖螺帽(62)迫緊固定環(61)而能迫緊在端殼部(4)上而達到緊固密封。

如第六圖所示，環形管接頭(51)包含有：一雙環管接部(53)、一緊鎖螺帽(62)、一固定環(61)，其中的雙環管接部(53)由端殼部(4)的部分結構來構成，用來結合管件(8)，含直管外殼(2)或外部聯通管件(8)，與緊鎖螺帽(62)。

雙環管接部(53)的結構及迫緊密封作業說明如下；該管件(8)端部先穿過該緊鎖螺帽(62)的縮口孔與固定環(61)的中心孔，並擴管成圓錐管(81)及圓筒管(82)。

雙環管接部(53)其構成為由一環型槽(55)隔開的二個同心的外環(56)與內環(57)結構；該外環(56)的外表面裝設有外緊鎖螺牙(64)，其引導內徑(58)能引導固定環(61)位於中心位置，該內環(57)的外表面設有該圓錐面(59a)與該圓筒面(60)，用來安裝該管件(8)之圓錐管(81)及圓筒管(82)，而該外緊鎖螺牙(64)是用來緊鎖該緊鎖螺帽(62)；圓錐管(81)受迫緊時，其內壁面貼合於該圓錐面(59a)。

緊鎖螺帽(62)的內徑有一縮口部(66)，其中心縮口孔的內側面有施力環曲面(67)能耦合固定環(61)之受力環曲面(68)成滑動面，並傳遞迫緊力，且二者間耦合成滑動面而能降低密封面的滑動摩擦風險；固定環(61)具中心孔且為二端具有凸曲面之圓環狀結構，外徑面(69)能配合外環(56)之引導內徑(58)而引導固定環(61)位於中心位置；一端的凸曲面在靠近中心孔處為施壓環(70) 用來迫緊圓錐管(81)管壁；其另一端有一受力環曲面(68)用來與緊鎖螺帽的施力環曲面(67)相耦合成滑動面。

如第七圖所示，嵌入管接頭(52)包含有：一嵌入管接部(54)、一雙頭組接螺栓(63)、二固定環(61)、一緊鎖螺帽(62)，其嵌入管接部(54)由端殼部(4)的一部分結構所構成，用來結合該螺旋管(31)、緊鎖螺帽(62)及管件(8)，能滿足螺旋管(31)由微形熱交換器(1)內部向外裝設的需求，創新原有管接頭(5)的結構。

嵌入管接部(54)的結構及迫緊密封作業說明如下；該螺旋管(31)端部先穿過該嵌入管接部(54)的中心孔與固定環(61)的中心孔，並擴管成圓錐管(81)及圓筒管(82)，外接管件(8)端部先穿過該緊鎖螺帽的縮口部(66)與固定環(61)的中心孔，並擴管成圓錐管(81)及圓筒管(82)。

嵌入管接部(54)其構成為由一環型槽(55)隔開的二個同心的外環(56)與內環(57)結構；該外環(56)的內表面裝設有內緊鎖螺牙(65)，內環(57)的外表面設有一圓錐面(59b)；該圓錐面(59b)用來與固定環(61)的受力環曲面(68)相迫緊密封；該內緊鎖螺牙(65)是用來緊鎖雙頭組接螺栓(63)。

雙頭組接螺栓(63)的二端為對稱結構，都具有由一環型槽(55)隔開的二個同心的外環(56)與內環(57)結構，該外環(56)的外表面裝設有外緊鎖螺牙(64)，其引導內徑(58)能引導固定環(61)位於中心位置，其一端的外緊鎖螺牙(64)用來與嵌入管接部(54)的內緊鎖螺牙(65)相結合，另一端的外緊鎖螺牙(64)用來與緊鎖螺帽(62)結合；該內環(57)的外表面設有圓錐面(59c)、圓錐面(59d)與圓筒面(60)，用來安裝螺旋管(31)與外接管件(8)之圓錐管(81)及圓筒管(82)；該圓錐面(59c)與圓錐面(59d)分別用來與二個固定環(61)的施壓環(70)相迫緊。

安裝在嵌入管接部(54)內側的固定環(61)之受力環曲面(68)與施壓環(70)分別由嵌入管接部(54)的圓錐面(59b)與雙頭組接螺栓(63)之圓錐面(59c)所迫緊密封。

緊鎖螺帽(62)的縮口部(66)週圍的施力環曲面(67)能耦合固定環(61)之受力環曲面(68)成滑動面，並傳遞迫緊力，使固定環的施壓環(70)能迫緊雙頭組接螺栓(63)之圓錐面(59d)，而能迫緊圓錐管(81)之管壁。

固定環(61)具中心孔且為二端具有凸曲面之圓環狀結構，外徑面(69)能配合外環(56)之引導內徑(58)而引導固定環(61)位於中心位置；一端的凸曲面在靠近中心孔處為施壓環(70)用來迫緊圓錐管(81)之管壁；其另一端有一受力環曲面(68)用來與緊鎖螺帽(62)及雙頭組接螺栓(63)的施力環曲面(67)相耦合成滑動面。

【發明效果】

全部以PFA及PTFE材質製成，採用環形管接頭(51)與嵌入管接頭(52)能確保高純度及高腐蝕流體輸送，尤其是氫氟酸液體；採用螺旋管(31)來增加熱交換面積，以提高耐壓耐溫能力；其中嵌入管接頭(52)確保螺旋管(31)在出入口的熱傳流體的密封能耐高溫與高壓，2kg/cm²@150℃，而能免除習知技術的缺點；容易生產、成本降低、構造簡易，容易依客戶需求製造；合理的耐壓耐溫規格，經長時間內外管內流體高低溫交換，其密封結構仍不會失效，且工作流體也可以在直管外殼(2)內輸送循環。