JPS62233684A - 樹脂製熱交換器及びその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は、海水等の腐食性流体を熱交換媒体として使用
する大容量の熱交換器、例えば海洋温度差発電設備等に
おいて使用される熱交（兵器に関し、特に樹脂を用いて
形成された熱交換器及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

現在、海洋温度差発電設備において蒸発器あるいは凝縮
器用として多管式熱交換器あるいはブレ−ト式熱交換器
が検討されている。プレート式熱交換器の場合、構造上
−基当たりの大きさに制限があり、大容量の装置には適
さず、またプレート間隔はある程度以上には拡げ得ない
ことから、流路の汚れ、詰まりの問題がある。一方多管
式熱交換器の場合、大容置のものが得易すく、また詰ま
り等の問題も解消し易い点で存利であり、最近ではこの
多管式のものが見直されている。

しかしながら、いずれの型式のものにせよ、伝熱面の構
成材料としては、耐海水性の高い金属材料、例えばチタ
ン、ＳＲ合金、耐海水性ステンレス等の高コストのもの
を使用せざるを得す、そのため熱交換器のコストが装置
全体の相当の部分を占める問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明者は、耐蝕性を有する樹脂を用いて熱交
換器を形成すれば上記コスト高の問題を解消できる点に
着目したのである。そしてこの場合、従来の多管式熱交
換器を樹脂を用いて製造することができれば、上述のと
おり大容置化が容易等の点から好ましいのであるが、樹
脂製の多管式熱交換器は、製造技術上困難である。

そこで本発明は、このような従来の問題点を解消するた
めになされたもので、樹脂の特質を生かすことのできる
形状及び製造方法を採用することにより、材料コストが
安価で、かつ製造が容易な樹脂製熱交換器及びその製造
方法を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本願の第１発明に係る樹脂製熱交換器は、樹脂製で矩形
筒状の流路ピースを並設してなる平板状の第１．第２流
路エレメントを交互に直交するよう所定数積層して略直
方体状の伝熱ユニットを形成し、これの前後左右の端面
にヘッダを接続したことを特徴としており、また本願の
第２発明に係る樹脂製熱交換器の製造方法は、第１．第
２流路エレメント構成体を間に熱可塑性のエレメント溶
着シートを挟んで積層して伝熱ユニット構成体を形成し
、この伝熱ユニット構成体と各ヘッダとの間に熱可塑性
のヘッダ溶着シートを挟み込んで熱交換器構成体を形成
し、これを溶着シートの溶着温度に加熱することを特徴
としている。

ここで、本願の第１．第２発明に用いる流路ピース用樹
脂としては、熱伝導度が比較的高（、ある程度の強度を
有するものが望ましく、例えば高密度ポリエチレンが選
択でき、あるいは耐蝕性に優れたものとしてポリ四ふっ
化エチレン（ＰＴＦＥ−テフロン）が選択できる。そし
て高密度ポリエチレン製流路ピースの溶着シートには低
密度ポリエチレンシートが適当であり、またＰＴＦＥ製
流路ピースの場合はポリ三ふっ化−塩化エチレンの粉末
シートによって溶着できる。

〔作用〕

本発明では、樹脂製としたので、コスト高になることな
く耐蝕性を向上でき、流路ピースを並置してなる流路エ
レメントを積層するようにしたので、製造が容易である
とともに、流路ピースの並置数、流路エレメントの積層
数を適宜選択することにより、所望の流路断面積、伝熱
面積を得ることができ、結局最適の流速バランスが得ら
れ、熱交換効率を向上できる。

また、樹脂製であるから、熱硬化性樹脂を使用すること
により溶着でき、金属製バイブあるいはフィンプレート
等をロウ付けするのに比べて、低温で接着できることか
ら製造コストも低減できる。

［実施例〕 以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本願の第１発明の一実施例による°樹脂製熱交
換器を示す０図において、Ｉ、２は第１゜第２流路エレ
メントで、この両エレメント１．２はそれぞれ横断面長
方形状の高密度ポリエチレン製流路ピースｌａ、２ａを
５本ずつ並行に配設してなる略平板状のものである。上
記第１．第２流路エレメント１．２が相互に直交するよ
う３組ずつ積層されて略直方体状の伝熱ユニット４が構
成されている。そしてこの伝熱ユニット４の第１流路エ
レメント１の入口、出口端部には第」入口。

出口ヘッダ５ａ、５ｂが、また第２流路エレメント２の
入口、出口端部には第２人口、出口ヘッダ６ａ、６ｂが
接続されている。

次に本願の第２発明の一実施例による製造方法によって
第１図、第２図に示す上記実施例の熱交換器を製造する
場合について、第３図（ａ）〜（ｅ）を参照しながら説
明する。

（１）　　例えば押出し成形により、高密度ポリエチレ
ンを用いて横断面長方形の流路ピースｌａ、２ａを形成
し、まず流路ピースｌａを５本並行に配置して第１ｍ路
エレメント１の構成体１０を形成しく第１工程−第３図
（ａ）　、　（ｂ）参照）、該構成体ＩＯ上に低密度ポ
リエチレン製のエレメント溶着シート７を載置する（第
２工程−第３図（ｂ）参照）。

（２）　　そして、上記溶着シート７上に、第２流路ピ
ース２ａを上記第１流路ピースｌａと直交するように５
本載置して第２流路エレメント構成体２０を形成しく第
３工程−第３図（ｃ）　、　（ｄ）参照）、この第１〜
第３工程を３回繰り返して伝熱ユニット構成体４０を形
成する（第４工程−第３図（ｄ）参照）。

（３）上記伝熱ユニット構成体４０の第１流路側入口、
出口、及び第２流路側入口、出口、つまり伝熱ユニット
構成体４０の前、後、左、右の四側面に、低密度ポリエ
チレン製のヘッダ溶着シート８を挟んで第１流路入口、
出口ヘッダ５ａ、５ｂ及び第２流路人口、出口ヘッダ５
ａ、５ｂを当接配置する。するとこれにより第３図（ｅ
）に示す熱交Ｉ＃Ｉ器構器体成体られる（第５工程）。

（４）　　そして上記熱交換器構成体を加熱炉に装入し
、これを上記溶着シート７．８の？８着温度に加熱し、
しかる後常温に冷却する（第６工程）、するとエレメン
ト溶着シート７によって第１．第２流路エレメント構成
体１０．２０がｔ８ｆＦＬ、また溶着シート８によって
伝熱ユニット構成体４０と各へ７ダ５ａ、５ｂ、６ａ、
６ｂが溶着し、第１図及び第２図に示す樹脂製熱交換器
が得られる。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例装置は、高密度ポリエチレン製であるから、金
属製のものに比べて耐海水性の高い熱交換器が低コスト
で得られる。また、この場合、流路ピースｌａ、２ａを
並設し、これを積み重ねる方法であるから、この並設数
、及び積重ね数を適宜選択することによって流路断面積
、伝熱面積を自由に設定でき、所望容量の熱交換器が容
易に得られ、また最適な流速バランスを得て熱交換効率
を向上でき、その結果熱交ＩＡ器全全体コンパクト化で
きる。

さらにまた、本実施例では、流路エレメント１゜２及び
各ヘ−）ダ５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂを溶着シート７．８
を挟んで配置し、これを加熱、冷却するだけという非常
に簡単な工程で樹脂製熱交換器を製造でき、製造コスト
を低減できる。

なお、上記実施例では流路ピースｌａ、２ａの材質を高
密度ポリエチレンとし、溶着シート７゜８の材質を低密
度ポリエチレンとしたが、これの材質は耐蝕性の程度等
の要求される性質によって適宜選択されるものであり、
例えば耐蝕性を高くする場合は、ポリ四ふっ化エチレン
（ＰＴＦＥ＞で流路ピースを押出し成形し、ポリ三ふっ
化−塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）の粉末を溶着シートに
使用すればよい。

〔発明の効果〕

以上にように本発明に係る樹脂製熱交換器及びその製造
方法によれば、流路ピースを樹脂製としたので、低コス
トでもって耐蝕性を向上できる効果があり、また、流路
エレメントヘッダを熱可塑性溶着シートで溶着するよう
にしたので、製造が容易で製造コストを低減できる効果
がある。さらにまた流路ピースの並設、積層でもって流
路を形成するようにしたので、この並設数５積層数を選
択することにより、流路断面積、伝熱面積の設定を自由
に行うことができ、最適な流量バランスを容易に得るこ
とができ、その結果熱交（良品全体をコンパクト化でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願の第１発明の一実施例による樹脂製熱交換
器の断面正面図、第２図はその平面図、第３図（ａ）な
いしくｅ）はそれぞれ本願の第２発明の一実施例による
樹脂製熱交換器の製造方法を説明するための工程図であ
る。 図において、１．２は第１．第２流路エレメン＋−，ｌ
ａ、２ａは流路ピース、４は伝熱ユニット、５ａ、５ｂ
は第１２Ｉｔ路側人口、出ロヘノダ、５ａ。 ６ｂは第２流路側入口、出ロヘノダ、７．８はエレメン
ト、ヘッダ溶着シート、１０．２０は第１゜第２流路エ
レメント構成体、４０は伝熱ユニット構成体である。 特許出願人　　　　　　株式会社神戸製鋼所代理人　弁
理士　　　　下車　努 第１図 第３図（１） 第３図（２）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂製でかつ矩形筒状の第１、第２流路ピースを
   並設して略平板状の第１、第２流路エレメントを形成し
   、該第１、第２流路エレメントを交互に軸直角方向に向
   けて順次所定数積層固着して伝熱ユニットを形成し、該
   伝熱ユニットの第１流路の両端面及び第２流路の両端面
   のそれぞれに樹脂製の第１ヘッダ及び第２ヘッダのそれ
   ぞれを接続形成したことを特徴とする樹脂製熱交換器。
2. （２）樹脂製でかつ矩形筒状の第１流路ピースを並置し
   て第１流路エレメント構成体を形成する第１工程と、該
   第１流路エレメント構成体上に熱可塑性樹脂からなるエ
   レメント溶着シートを載置する第２工程と、該エレメン
   ト溶着シート上に樹脂製でかつ矩形筒状の第２流路ピー
   スを第１流路ピースと軸直角方向に並置して第２流路エ
   レメント構成体を形成する第３工程と、上記第１〜第３
   工程を所定回数繰り返して伝熱ユニット構成体を形成す
   る第４工程と、該伝熱ユニット構成体の第１流路の両端
   面及び第２流路の両端面のそれぞれに熱可塑性樹脂から
   なるヘッダ溶着シートを挟んで樹脂製の第１ヘッダ及び
   第２ヘッダのそれぞれを配置して熱交換器構成体を形成
   する第５工程と、該熱交換器構成体を上記エレメント、
   ヘッダ溶着シートの溶着温度に加熱した後常温に冷却す
   る第６工程とからなることを特徴とする樹脂製熱交換器
   の製造方法。