JP2002228374A - Method for manufacturing spiral heat exchanger - Google Patents
Method for manufacturing spiral heat exchangerInfo
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- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/04—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の冷却・加熱
を行うスパイラル熱交換器の製造方法に関するものであ
る。The present invention relates to a method for manufacturing a spiral heat exchanger for cooling and heating a fluid.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、スパイラル熱交換器の伝熱板を一
定間隔に保つ方法として、伝熱板の表面に多数のスタッ
ドピンを溶接した伝熱板を巻き廻す方法がとられた。し
かし、スタッドピンの溶接は手間がかかり、また、伝熱
板にはスタッドピンの溶接が行える程度の厚板を使用す
る必要があった。さらに、表面に樹脂コーティングした
材料は溶接できないので伝熱板としては使用できなかっ
た。2. Description of the Related Art Heretofore, as a method of keeping a heat transfer plate of a spiral heat exchanger at a constant interval, a method of winding a heat transfer plate having a number of stud pins welded to the surface of the heat transfer plate has been adopted. However, welding the stud pins is troublesome, and it is necessary to use a thick plate for the heat transfer plate that can weld the stud pins. Further, since a material whose surface is coated with a resin cannot be welded, it cannot be used as a heat transfer plate.
【０００３】スパイラル熱交換器の伝熱効率からする
と、伝熱板は薄い方がよく、薄くて、強度が高く、しか
も耐食性の良い材料が望まれていた。通常、スタッドピ
ンの溶接が不要なプレート熱交換器では約１ｍｍの板厚
の伝熱板を使用しているのに対し、従来のスパイラル熱
交換器では、通常、スタッドピンの溶接取り付けが可能
な３ｍｍ以上の板厚の伝熱板を使用している。[0003] In view of the heat transfer efficiency of the spiral heat exchanger, it is desirable that the heat transfer plate be thin, and a material that is thin, has high strength, and has good corrosion resistance has been desired. In general, a plate heat exchanger that does not require welding of stud pins uses a heat transfer plate with a thickness of about 1 mm, whereas a conventional spiral heat exchanger can usually mount stud pins by welding. A heat transfer plate having a thickness of 3 mm or more is used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】薄い伝熱材料が使用で
き、しかも、樹脂コーティング材のように、安価で耐食
性の良い材料が使用できるスパイラル熱交換器を提供す
ることである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a spiral heat exchanger that can use a thin heat transfer material and can use a low-cost and highly corrosion-resistant material such as a resin coating material.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決すべくなされたもので、スパイラル熱交換器の
伝熱板として薄い材料を絞り加工または深絞り加工する
ことにより突起を形成し、この突起により伝熱板間を一
定間隔に保つようにしたものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems, and a projection is formed by drawing or deep drawing a thin material as a heat transfer plate of a spiral heat exchanger. The projections keep the heat transfer plates at a constant interval.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】本発明は、鉄、銅、ステンレス、
アルミニウム、ニッケル、チタン、合金材等の金属板、
樹脂コーティング板、ライニング処理鋼板、メッキ処理
鋼板等の薄い処理鋼板（板厚１００μ〜３ｍｍ）、およ
び、これらの材料の非常に薄い金属箔（板厚１０μ〜１
００μ）は、絞り加工または深絞り加工で表面に突起を
形成できる。この板を２枚重ねて渦巻き状に巻き付ける
と、突起の高さの間隔で巻き付けることができ、伝熱板
を一定間隔に保った伝熱部本体を作ることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to iron, copper, stainless steel,
Metal plates such as aluminum, nickel, titanium, alloy materials,
Thin treated steel sheets (thickness: 100 μm to 3 mm) such as resin-coated sheets, lining treated steel sheets, and plated steel sheets, and extremely thin metal foils (thickness: 10 μm to 1 μm) of these materials
00μ) can form projections on the surface by drawing or deep drawing. When two plates are stacked and wound in a spiral shape, the plates can be wound at intervals of the height of the protrusion, and a heat transfer section main body in which the heat transfer plates are kept at a constant interval can be produced.
【０００７】伝熱効果を高めるために、伝熱板の一部を
波状またはコルゲート状に成形し、他部に突起を形成し
た伝熱板を渦巻き状に巻き付けて、突起によって伝熱板
の間隔を一定に保つようにした伝熱部本体も作ることも
できる。In order to enhance the heat transfer effect, a part of the heat transfer plate is formed into a corrugated or corrugated shape, and the heat transfer plate having a projection formed on the other portion is spirally wound, and the gap between the heat transfer plates is formed by the projection. It is also possible to make a heat transfer section main body in which the temperature is kept constant.
【０００８】絞り加工または深絞り加工で金属表面に突
起を形成すると、裏面には窪みができる。２枚の板を渦
巻き状に巻いたとき、片方の伝熱板の窪みに、もう一方
の伝熱板の突起がちょうど重なると、伝熱板間が一定の
間隔を保てなくなるが、突起の形成位置や突起の形状を
変えることにより、突起と穴が重ならないようにでき
る。突起の形状や大きさとしては、円筒状、角柱状、山
状、畝状、波状等の色々な形状が可能であり、その大き
さも色々な大きさが可能である。When protrusions are formed on the metal surface by drawing or deep drawing, a depression is formed on the back surface. When two plates are spirally wound, if the protrusion of the other heat transfer plate just overlaps the depression of one heat transfer plate, the heat transfer plates cannot be kept at a constant interval. By changing the formation position and the shape of the projection, the projection and the hole can be prevented from overlapping. As the shape and size of the projection, various shapes such as a cylindrical shape, a prism shape, a mountain shape, a ridge shape, a wavy shape, and the like are possible, and the size can also be various sizes.
【０００９】金属板は２枚に限ることなく、３流体以上
の熱交換に対応して、３枚以上の金属板を渦巻き状に巻
き付けても良いことはいうまでもない。Needless to say, the number of metal plates is not limited to two, and three or more metal plates may be spirally wound in response to heat exchange of three or more fluids.
【００１０】金属板の材料によっては、板厚が２ｍｍ以
上なると深絞り加工が困難となり、高い突起を作ること
ができない。しかし、強度上、板厚が２ｍｍ以上になる
大容量のスパイラル熱交換器や高耐圧のスパイラル熱交
換器を製作する必要がある場合は、伝熱部の軸方向の長
さを長くするか、熱交換器の台数を増やすことにより対
応できる。[0010] Depending on the material of the metal plate, if the plate thickness is 2 mm or more, deep drawing becomes difficult, and high projections cannot be formed. However, if it is necessary to manufacture a large-capacity spiral heat exchanger or a high-withstand-pressure spiral heat exchanger having a plate thickness of 2 mm or more in terms of strength, increase the axial length of the heat transfer unit, This can be handled by increasing the number of heat exchangers.
【００１１】また、通常、伝熱板の間隔は小型のスパイ
ラル熱交換器で、１０ｍｍ未満であり、大型のスパイラ
ル熱交換器でも５０ｍｍ未満である。この間隔を保つた
めの突起の大きさは、深絞り加工で対応できる範囲であ
る。In general, the distance between the heat transfer plates is less than 10 mm in a small spiral heat exchanger, and less than 50 mm in a large spiral heat exchanger. The size of the projection for maintaining this interval is a range that can be handled by deep drawing.
【００１２】深絞りが困難といわれる樹脂コーティング
材では、たとえば、厚み０．４５ｍｍの川崎製鉄製 レ
ジノＰＦ鋼板は、パンチ寸法３３ｍｍφで、限界絞り比
が２．１７である。すなわち、約６６ｍｍの高さの突起
を作ることができ、しかも、樹脂のはがれや破れがな
い。In a resin coating material which is said to be difficult to deep-draw, for example, a 0.45 mm thick Resino PF steel plate manufactured by Kawasaki Steel has a punch size of 33 mmφ and a limit drawing ratio of 2.17. That is, a protrusion having a height of about 66 mm can be formed, and the resin does not peel or break.
【００１３】次に、図に基づいて実施の形態を説明す
る。図１（ａ）は従来のスパイラル熱交換器の伝熱部本
体斜視図で、伝熱板１は渦巻き状に巻いてあり、各伝熱
板間は多数のスタッドピン２によって間隔を保たれてい
る。伝熱板１の上端および下端は開放端縁１ｃとなって
いる。Next, an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a perspective view of a heat transfer portion main body of a conventional spiral heat exchanger, in which a heat transfer plate 1 is spirally wound, and a space between each heat transfer plate is maintained by a large number of stud pins 2. I have. The upper and lower ends of the heat transfer plate 1 are open edges 1c.
【００１４】図１（ｂ）は従来のスパイラル熱交換器の
伝熱部本体断面図で、伝熱板１の片面にスタッドピン２
が溶接されていて、スタッドピン２の先端が隣り合う伝
熱板１の裏面に接している。これにより伝熱板間はスタ
ッドピン２の高さの間隔で一定に保たれている。伝熱板
間には流体Ａと流体Ｂが、伝熱板１を挟んで隣り合わせ
で流れている。FIG. 1B is a sectional view of a heat transfer section main body of a conventional spiral heat exchanger.
Are welded, and the tip of the stud pin 2 is in contact with the back surface of the adjacent heat transfer plate 1. As a result, the distance between the heat transfer plates is kept constant at the height of the stud pins 2. The fluid A and the fluid B flow between the heat transfer plates adjacent to each other with the heat transfer plate 1 interposed therebetween.
【００１５】一方、図１（ｃ）は本発明のスパイラル熱
交換器の伝熱部本体断面図で、伝熱板１の表面には絞り
加工または深絞り加工で形成した突起３が多数付いてい
る。これが伝熱板間を一定に保つ役目をしている。絞り
加工または深絞り加工では突起３の裏面に窪みができる
が、隣り合わせの伝熱板１の突起と重ならないように突
起の位置をずらせている。On the other hand, FIG. 1C is a sectional view of the heat transfer portion main body of the spiral heat exchanger according to the present invention. The surface of the heat transfer plate 1 has many projections 3 formed by drawing or deep drawing. I have. This serves to keep the space between the heat transfer plates constant. In the drawing or deep drawing, a depression is formed on the back surface of the projection 3, but the position of the projection is shifted so as not to overlap with the projection of the adjacent heat transfer plate 1.
【００１６】[0016]
【実施例１】第１の実施例は、本発明の伝熱板を使用し
たスパイラル熱交換器の１例で、伝熱板は蓋フランジに
溶接またはロウ付けされている。ロウ付けによる方法で
は、接合部にロウ材を付けて加熱するだけで、接合部分
を一度に接合できる。伝熱部本体の上下開放端縁にロウ
材を付け、その上に蓋フランジを当てて、外れないよう
に上下の蓋フランジをその外部から挟んで固定した状態
で炉中に入れて加熱すると、ロウ材が溶けフランジと伝
熱板を接合してシールできる。スラリー流体やスケール
が付き易い流体などスパイラル熱交換器を分解して清掃
する必要がある場合とか、大きいスパイラル熱交換器で
高い接合強度が要求される場合を除き、ロウ付けによる
シールは簡単にでき、ロウ付けは薄い材料にも適用でき
る。Embodiment 1 The first embodiment is an example of a spiral heat exchanger using the heat transfer plate of the present invention, and the heat transfer plate is welded or brazed to a lid flange. In the brazing method, the joining portions can be joined at once just by attaching a brazing material to the joining portion and heating. When a brazing material is attached to the upper and lower open edges of the heat transfer unit main body, a lid flange is applied thereon, and the upper and lower lid flanges are sandwiched from the outside so as not to come off and fixed in a furnace and heated. The brazing material is melted and the flange and the heat transfer plate can be joined and sealed. Unless it is necessary to disassemble and clean the spiral heat exchanger such as a slurry fluid or a fluid that tends to adhere to scale, or if a large spiral heat exchanger requires high joining strength, sealing by brazing can be easily performed. Also, brazing can be applied to thin materials.
【００１７】図面に基づいて、実施例１を説明する。図
２（ａ）は外胴を有するスパイラル熱交換器の軸に直角
方向断面図で、図２（ｂ）はその側面方向断面図であ
る。本発明の伝熱板１の周囲に外胴４が有り、伝熱板１
の巻き廻し終端部１ａは固定ピース５ａで外胴４の内面
に取り付けられている。伝熱部中央は伝熱板１が平面を
なして流体Ａと流体Ｂを分離している。また、伝熱部本
体の開放端縁１ｂおよび外胴端縁は蓋フランジ７によっ
てカバーされていて、蓋フランジ７と伝熱部本体は溶接
またはロウ付けで接合しシールされている。伝熱部中央
のＡとＢ、および外胴４の側面のＡとＢは流体の入口ま
たは出口である。Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 2A is a sectional view in a direction perpendicular to an axis of a spiral heat exchanger having an outer shell, and FIG. 2B is a sectional view in a side view thereof. An outer shell 4 is provided around the heat transfer plate 1 of the present invention.
Is attached to the inner surface of the outer shell 4 with a fixed piece 5a. At the center of the heat transfer section, the heat transfer plate 1 forms a plane and separates the fluid A and the fluid B. Further, the open end 1b and the outer trunk end of the heat transfer section main body are covered by a cover flange 7, and the cover flange 7 and the heat transfer section main body are joined and sealed by welding or brazing. A and B at the center of the heat transfer section and A and B at the side of the outer shell 4 are inlets or outlets of the fluid.
【００１８】伝熱板１の巻き廻し終端部１ａと固定ピー
ス５ａの接合は溶接またはロウ付け、もしくは図７に示
すような挟み込み方式でもよい。また、固定ピース５ａ
と外胴４の接合は溶接またはロウ付け、もしくはボルト
等によってもよい。または、伝熱板１の巻き廻し終端部
１ａの取り付けは固定ピース５ａを付けずに、外胴内面
に直接、溶接またはロウ付け、もしくは、ボルト等によ
ってもよい。The winding end portion 1a of the heat transfer plate 1 and the fixing piece 5a may be joined by welding or brazing or by a sandwiching method as shown in FIG. The fixed piece 5a
The outer shell 4 may be joined by welding or brazing, or by bolts or the like. Alternatively, the winding end portion 1a of the heat transfer plate 1 may be attached directly to the inner surface of the outer shell without attaching the fixing piece 5a, by welding or brazing, or by bolts or the like.
【００１９】[0019]
【実施例２】第２の実施例は、本発明の伝熱板を使用し
て、外胴を不要にするスパイラル熱交換器を製作する１
例である。伝熱板の巻き回し終端部を内側に折り曲げ
て、隣り合う伝熱板に当てて溶接またはロウ付けにより
接合する。ロウ付けは、伝熱板の終端部にロウ材を付
け、隣り合う伝熱板に当てた状態で固定し、炉中に入れ
て加熱すると、ロウ材が溶け伝熱板終端部と隣り合う伝
熱板を接合してシールできる。流体入口または流体出口
は最外周の伝熱板に直接ノズルを取り付ける。実施例１
と併用して、ロウ付けを行えば、蓋フランジの取り付け
と伝熱板終端部の取り付けを同時に接合できるので簡単
にスパイラル熱交換器が製作できる。Embodiment 2 In the second embodiment, a spiral heat exchanger which makes the outer shell unnecessary by using the heat transfer plate of the present invention is manufactured.
It is an example. The wound end portion of the heat transfer plate is bent inward, and the heat transfer plate is joined to the adjacent heat transfer plates by welding or brazing. In brazing, a brazing material is attached to the end of the heat transfer plate, fixed in a state where it contacts the adjacent heat transfer plate, and heated in a furnace to melt the brazing material and transfer the heat to the end of the heat transfer plate adjacent to the end. Hot plate can be joined and sealed. The fluid inlet or fluid outlet attaches the nozzle directly to the outermost heat transfer plate. Example 1
If the brazing is performed in combination with the above, the attachment of the lid flange and the attachment of the end portion of the heat transfer plate can be simultaneously performed, so that the spiral heat exchanger can be easily manufactured.
【００２０】図面に基づいて、実施例２を説明する。図
３（ａ）は外胴を有しないスパイラル熱交換器の軸方向
に直角断面図で、図３（ｂ）はその側面方向断面図であ
る。伝熱板１の巻き廻し終端部１ａは内側に曲げて隣り
合う伝熱板１に溶接またはロウ付けされている。側面の
流体入口または出口は最外周の伝熱板１にノズルが直接
取り付けてある。Embodiment 2 will be described with reference to the drawings. FIG. 3A is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the spiral heat exchanger having no outer shell, and FIG. 3B is a side cross-sectional view thereof. The wound end portion 1a of the heat transfer plate 1 is bent inward and welded or brazed to the adjacent heat transfer plate 1. The nozzle is directly attached to the outermost heat transfer plate 1 at the fluid inlet or outlet on the side surface.
【００２１】また、この例では、伝熱部中央はセンター
コア６を有していない。長い帯状の伝熱材料の中央に平
面部を作り、これを流体分離板１１とし、その両側を渦
巻き状に巻き回して伝熱部本体を製作する。スパイラル
熱交換器の中央部からの各流体の流体出口または中央部
への流体入口は、流体分離板１１を境として中央付近の
各流体の流路に当たる位置の蓋フランジ７にノズルを取
り付ける。In this example, the center of the heat transfer section does not have the center core 6. A flat portion is formed at the center of a long belt-shaped heat transfer material, and this is used as a fluid separation plate 11, and both sides thereof are spirally wound to manufacture a heat transfer portion main body. The fluid outlet of each fluid from the central portion of the spiral heat exchanger or the fluid inlet to the central portion has a nozzle attached to the lid flange 7 at a position corresponding to each fluid flow path near the center with the fluid separation plate 11 as a boundary.
【００２２】[0022]
【実施例３】第３の実施例は、本発明の伝熱板を使用し
て、センターコアを有するスパイラル熱交換器の製作す
る１例である。センターコアと伝熱板を接合してシール
する方法として、伝熱板の巻き回し始端部全長にロウ材
を付けてセンターコアの外周面軸方向全長に当てて固定
した後、炉中で加熱して、伝熱板の巻き回し始端部とセ
ンターコアをロウ付けするか、または始端部全長をセン
ターコアの外周面軸方向全長に溶接による。実施例１〜
３を併用して、ロウ付けを行えば、蓋フランジの取り付
けと伝熱板の始端部および終端部の取り付けを同時に行
えるので、簡単にしかも短時間にほとんどの接合が行え
る。スパイラル熱交換器中央部からの各流体の流体出口
または中央部への流体入口はセンターコアの各流体の流
路に当たる位置の蓋フランジにノズルを取り付けること
による。また、センターコアから伝熱部本体への流体入
口または流体出口はセンターコアの側面に各流体用の孔
を開けることによる。Embodiment 3 A third embodiment is an example of manufacturing a spiral heat exchanger having a center core using the heat transfer plate of the present invention. As a method of joining and sealing the center core and the heat transfer plate, a brazing material is attached to the entire length of the winding start end of the heat transfer plate, fixed against the entire length of the center core on the outer peripheral surface in the axial direction, and then heated in a furnace. Then, the winding start end of the heat transfer plate and the center core are brazed, or the entire starting end is welded to the entire axial length of the outer peripheral surface of the center core. Example 1
When the brazing is performed in combination with the combination 3, the mounting of the lid flange and the mounting of the start end and the end of the heat transfer plate can be performed at the same time, so that most of the joining can be performed easily and in a short time. The fluid outlet of each fluid from the central part of the spiral heat exchanger or the fluid inlet to the central part is obtained by attaching a nozzle to a lid flange of the center core at a position corresponding to a flow path of each fluid. The fluid inlet or the fluid outlet from the center core to the heat transfer section main body is formed by making holes for each fluid on the side surface of the center core.
【００２３】図面に基づいて、実施例３を説明する。図
４（ａ）は外胴が無く、センターコアを有するスパイラ
ル熱交換器の軸方向に直角断面図で、図４（ｂ）はその
側面方向断面図である。伝熱部中央にセンターコア６が
ある。さらに、センターコア６の中央に流体分離板１１
がある。伝熱板１の巻き廻し始端部１ｂはセンターコア
６の側面に溶接またはロウ付けされている。流体分離板
１１を挟んで流体の入口または出口が蓋フランジ７に付
けられている。伝熱部からセンターコア６への流体入口
または出口は、センターコア６の側面に流体通過孔９が
開けられている。Embodiment 3 will be described with reference to the drawings. FIG. 4A is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of a spiral heat exchanger having a center core without an outer trunk, and FIG. 4B is a side cross-sectional view thereof. There is a center core 6 in the center of the heat transfer section. Further, a fluid separation plate 11 is provided at the center of the center core 6.
There is. The winding start end 1b of the heat transfer plate 1 is welded or brazed to the side surface of the center core 6. A fluid inlet or outlet is attached to the lid flange 7 with the fluid separating plate 11 interposed therebetween. The fluid inlet or outlet from the heat transfer section to the center core 6 has a fluid passage hole 9 formed in a side surface of the center core 6.
【００２４】[0024]
【実施例４】第４の実施例は、本発明の伝熱板を使用し
て、ロウ付けや溶接が困難な材料や溶接できない樹脂コ
ーティング等の材料を伝熱板に使用してスパイラル熱交
換器を製作する１例である。伝熱部本体の開放端縁およ
び外胴の開放端縁と、蓋フランジ間をシールする方法
は、伝熱部本体の開放端縁および外胴の開放端縁と、蓋
フランジの間に、アスベストや人工ゴム等のガスケット
を挟んで、上下蓋フランジ間をステーボルトとナットで
締め付けるか、または外胴の開放端縁に胴フランジを付
け、蓋フランジと胴フランジをボルトナットで締め付け
る。スラリー流体等の摩耗性のある流体を流す場合はガ
スケットに耐摩耗性の高い材料を使用するとか、流体に
接するガスケット面に薄い金属板を挟む等により対応す
る。Embodiment 4 In the fourth embodiment, the heat transfer plate of the present invention is used and a material such as a material which is difficult to braze or weld or a resin coating which cannot be welded is used for the heat transfer plate. This is an example of manufacturing a vessel. The method of sealing between the open edge of the heat transfer section main body, the open edge of the outer shell, and the lid flange is asbestos between the open edge of the heat transfer section main body, the open edge of the outer shell, and the lid flange. Tighten the upper and lower lid flanges with stay bolts and nuts with a gasket made of rubber or artificial rubber, or attach a body flange to the open edge of the outer body, and tighten the lid flange and body flange with bolts and nuts. When flowing an abrasive fluid such as a slurry fluid, a material having high wear resistance is used for the gasket, or a thin metal plate is sandwiched between the gasket surfaces in contact with the fluid.
【００２５】また、伝熱板の巻き回し始端部は、センタ
ーコアを有しない場合、、ロウ付けまたは溶接ができる
材料と同じ構造でよく、長い帯状の伝熱材料の中央に平
面部を作り、これを流体分離板とし、その両側を渦巻き
状に巻き回して伝熱部本体を製作する。しかし、センタ
ーコアを有する場合は、センターコアと伝熱板の巻き廻
し始端部の接合は溶接またはロウ付けできないので、伝
熱板の始端部全長を固定ピースで挟んでボルトナット等
で締め付け、この固定ピースをセンターコアの外周面軸
方向全長に当てて固定することによる。伝熱板の終端部
も同様に、固定ピースを取り付け、この固定ピースを外
胴内面の長手方向全長にあてて固定することによる。When the winding end of the heat transfer plate does not have a center core, the winding start end may have the same structure as a material that can be brazed or welded. This is used as a fluid separation plate, and both sides are spirally wound to produce a heat transfer section main body. However, when a center core is provided, the joining of the center core and the start end of the winding of the heat transfer plate cannot be welded or brazed. By fixing the fixing piece against the entire axial length of the outer peripheral surface of the center core. Similarly, a fixed piece is attached to the end portion of the heat transfer plate, and the fixed piece is fixed by applying the fixed piece to the entire length in the longitudinal direction of the inner surface of the outer shell.
【００２６】伝熱部本体と、外胴およびセンターコアの
組立方法は、あらかじめ伝熱板の始端部と終端部に固定
ピースを取り付けた伝熱部本体を外胴に挿入し、この固
定ピースを外胴内面の所定位置に当てて外部よりボルト
をねじ込む等により固定する。次に、伝熱部の中央にセ
ンターコアを挿入し、センターコア外面の所定位置に始
端部の固定ピースを当てて、センターコアの内面よりボ
ルトをねじ込む等により固定する。または、先にセンタ
ーコアを伝熱部本体に取り付けてから、外胴に挿入して
もよい。The method of assembling the heat transfer section main body, the outer shell and the center core is as follows. The heat transfer section main body with the fixed pieces attached to the start end and the end of the heat transfer plate in advance is inserted into the outer shell, and this fixed piece is It is fixed by screwing a bolt from the outside against the predetermined position on the inner surface of the outer shell. Next, the center core is inserted into the center of the heat transfer section, the fixed piece at the start end is applied to a predetermined position on the outer surface of the center core, and the center core is fixed by screwing a bolt from the inner surface. Alternatively, the center core may be attached to the heat transfer section main body first, and then inserted into the outer shell.
【００２７】図面に基づいて、実施例４を説明する。図
５（ａ）はガスケットで伝熱部開放端縁をシールしたス
パイラル熱交換器の軸方向に直角断面図である。外胴４
の開放端縁には胴フランジ８が取り付けられている。胴
フランジ面は伝熱板１の開放端縁１ｃと同じ高さで、こ
の面に全面ガスケット１０が置かれ、さらにその上に蓋
フランジ７が置かれている。蓋フランジ７と胴フランジ
８はボルトナット等により締め付けて、伝熱板１の全開
放端縁１ｃおよび外胴４の開講端縁をシールしている。Embodiment 4 will be described with reference to the drawings. FIG. 5A is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the spiral heat exchanger in which the open end of the heat transfer section is sealed with a gasket. Outer trunk 4
A body flange 8 is attached to an open edge of the body. The body flange surface is at the same height as the open edge 1c of the heat transfer plate 1, and the entire surface gasket 10 is placed on this surface, and the lid flange 7 is placed thereon. The lid flange 7 and the body flange 8 are tightened with a bolt nut or the like to seal the fully open edge 1c of the heat transfer plate 1 and the open edge of the outer shell 4.
【００２８】図５（ｂ）はセンターコア６の側面図で、
流体分離板１１の２種類の取り付け方法を示している。
センターコア６の軸方向に沿って流体分離板１１を取り
付ける方法では、蓋フランジ７における流体入口または
出口ノズルを付けるスペースが小さいので、センターコ
ア６の直径を大きくする必要がある。しかし、流体入口
または出口の取り付け方向は上下どちらでも良い。一
方、センターコア６の断面に流体分離板１１を付ける方
法では、ノズルは余裕を持って付けられるので、センタ
ーコア６は直径は小さくてもよいが、流体通過孔９の位
置はセンターコア６の上下の端に寄ってしまう。また、
流体入口または出口は上下に分けなければならない。FIG. 5B is a side view of the center core 6.
2 shows two types of mounting methods of the fluid separation plate 11.
In the method of attaching the fluid separation plate 11 along the axial direction of the center core 6, the space for attaching the fluid inlet or outlet nozzle in the lid flange 7 is small, so the diameter of the center core 6 needs to be increased. However, the mounting direction of the fluid inlet or outlet may be either up or down. On the other hand, in the method of attaching the fluid separation plate 11 to the cross section of the center core 6, since the nozzle is attached with a margin, the diameter of the center core 6 may be small. It approaches the top and bottom edges. Also,
Fluid inlets or outlets must be split up and down.
【００２９】図６は固定ピースの取り付け方法を示す図
である。センターコア６の外面に固定ピース５ｂを当
て、センターコア６の内部よりボルト１３ｂで、固定し
ている。同様に、外胴４の内面に固定ピース５ａを当
て、外胴４の外部よりボルト１３ａで固定している。FIG. 6 is a view showing a method of attaching the fixed piece. The fixing piece 5b is applied to the outer surface of the center core 6 and is fixed from the inside of the center core 6 with bolts 13b. Similarly, the fixing piece 5a is applied to the inner surface of the outer shell 4 and is fixed from outside of the outer shell 4 with bolts 13a.
【００３０】図７は伝熱板の固定ピースへの挟み込み方
法と外胴への固定方法を示す詳細図である。伝熱板１の
巻き廻し終端部１ａは固定ピース５ａに挟み、パッキン
１４と押さえ板１５を載せて、ボルト１６で締め付けて
いる。固定ピース５ａを付けた後、外胴４の内面に、外
部よりボルト１３ａで固定する。FIG. 7 is a detailed view showing a method of sandwiching the heat transfer plate into the fixed piece and a method of fixing the heat transfer plate to the outer shell. The winding end portion 1a of the heat transfer plate 1 is sandwiched between fixed pieces 5a, and a packing 14 and a holding plate 15 are placed thereon and tightened with bolts 16. After attaching the fixing piece 5a, it is fixed to the inner surface of the outer body 4 from outside by bolts 13a.
【００３１】[0031]
【実施例５】第５の実施例は、第４の実施例とほぼ同じ
であるが、伝熱部本体の開放端縁と蓋フランジ間のシー
ル方法として、特願平１０−３５７０３７にあるよう
な、中空パッキンを液圧等で拡張してシールする方法に
よる。流体圧力が高い場合や、ガスケットの摩耗による
リークが懸念される場合に適用される。外胴の開口端縁
と蓋フランジ間および、センターコアと蓋フランジ間の
シールは実施例４と同じ通常の平ガスケットによる。Fifth Embodiment The fifth embodiment is almost the same as the fourth embodiment, except that the method of sealing between the open edge of the heat transfer section main body and the lid flange is disclosed in Japanese Patent Application No. 10-357037. It is based on a method of sealing the hollow packing by expanding it with hydraulic pressure or the like. It is applied when the fluid pressure is high or when there is a concern about leakage due to wear of the gasket. Sealing between the opening edge of the outer shell and the lid flange and between the center core and the lid flange are performed using the same ordinary flat gasket as in the fourth embodiment.
【００３２】図に基づいて、実施例５を説明する。図８
は中空パッキンを使用して伝熱板端縁をシールしたスパ
イラル熱交換器の側面方向断面図である。伝熱部端縁付
近の伝熱板間に中空パッキン１６がセットされている。
この中空パッキンは伝熱板を巻き廻す時に一緒に巻き付
けるか、伝熱板を巻き廻した後、伝熱板間に挿入する。
挿入後、蓋フランジを取り付けてから液圧を外部よりか
けてシールする。Embodiment 5 will be described with reference to the drawings. FIG.
FIG. 3 is a side sectional view of a spiral heat exchanger in which a heat transfer plate edge is sealed using a hollow packing. A hollow packing 16 is set between heat transfer plates near the edge of the heat transfer portion.
The hollow packing is wound together when the heat transfer plate is wound, or inserted between the heat transfer plates after the heat transfer plate is wound.
After the insertion, the lid flange is attached, and then the liquid pressure is applied from outside to seal.
【００３３】[0033]
【実施例６】図に基づいて、実施例６を説明する。図９
（ａ）は、４流体熱交換器としてスパラル熱交換器を使
用した場合の構造の概略を示す軸方向に直角断面図で、
図９（ｂ）はその側面方向断面図である。４枚の伝熱板
１が、中央で溶接またはロウ付けにて接合シールされ
て、これを渦巻き状に巻き廻して、４流体用の流路を形
成している。外胴４のない例で、伝熱板１の巻き廻し終
端部１ａは隣り合う伝熱板１に溶接またはロウ付けされ
ている。Embodiment 6 Embodiment 6 will be described with reference to the drawings. FIG.
(A) is a sectional view at right angles to the axial direction schematically showing the structure when a spiral heat exchanger is used as a four-fluid heat exchanger,
FIG. 9 (b) is a side sectional view thereof. Four heat transfer plates 1 are joined and sealed at the center by welding or brazing, and are spirally wound to form a flow path for four fluids. In the example without the outer shell 4, the winding end portion 1a of the heat transfer plate 1 is welded or brazed to the adjacent heat transfer plate 1.
【００３４】[0034]
【実施例７】実施例７は、本発明の伝熱板を直交流（ク
ロスフロー）スパイラル熱交換器に適用した１例であ
る。図に基づいて、実施例７を説明する。図１０は直行
流スパイラル熱交換器の側面方向断面図である。伝熱板
間の流路の内、Ａ流体用の流路の開口端縁は、伝熱板同
士を溶接またはロウ付けにて接合して閉じられている
が、Ｂ流体用の開口端縁は開放されている。Ａ流体用の
流体入口または出口は外胴と伝熱部中央から引き出され
たパイプによるが、Ｂ流体用の入口または出口は伝熱部
上下の開口端縁になる。Embodiment 7 Embodiment 7 is an example in which the heat transfer plate of the present invention is applied to a cross flow spiral heat exchanger. Embodiment 7 will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a side sectional view of the straight-flow spiral heat exchanger. Among the flow paths between the heat transfer plates, the opening edge of the flow path for the fluid A is closed by welding or brazing the heat transfer plates to each other, but the opening edge for the fluid B is closed. It is open. The fluid inlet or outlet for fluid A is formed by an outer shell and a pipe drawn out from the center of the heat transfer unit, while the inlet or outlet for fluid B is an opening edge above and below the heat transfer unit.
【００３５】この方式は、Ａ流体よりＢ流体が非常に量
が多い場合とか、Ａ流体が液体で、Ｂ流体が気体である
組み合わせ（一般的に、液体より気体の方が体積が大き
い）とか、蒸留塔等の登頂にスパイラル熱交換器を取り
付け、Ｂ流体が蒸気で蒸気凝縮器として利用する場合等
に適用される。This method is used when the fluid B is much larger than the fluid A or when the fluid A is a liquid and the fluid B is a gas (generally, a gas has a larger volume than a liquid). A spiral heat exchanger is attached to the top of a distillation column or the like, and is used when the fluid B is used as a steam condenser with steam.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明によると、伝熱板表面にスタッド
ピンを溶接する必要がないので伝熱板として薄い材料や
樹脂コーティング材料や表面処理鋼板が使用できる。そ
の結果、軽量化でき、安価な耐食性の良い材料が使用で
き、スパイラル熱交換器の製作コストを下げうる。さら
に、ロールプレス等を使用することにより、スタッドピ
ンよりも簡単に突起を付けうる。また、伝熱板に作られ
た突起と窪みは流体の流れを攪拌し、伝熱係数の増加に
も効果がある。また、非常に薄い材料（板厚１０μ〜１
００μ）も伝熱板に使用できるので、小型でも伝熱面積
の広い、熱交換量の大きな熱交換器を製作しうる。この
結果、流体伝熱係数の小さい気体同士の熱交換にも十分
利用できる。According to the present invention, it is not necessary to weld stud pins to the surface of the heat transfer plate, so that a thin material, a resin coating material, or a surface-treated steel plate can be used as the heat transfer plate. As a result, a material that can be reduced in weight, can be used at a low cost and has good corrosion resistance, and the manufacturing cost of the spiral heat exchanger can be reduced. Further, by using a roll press or the like, a projection can be formed more easily than a stud pin. In addition, the protrusions and depressions formed on the heat transfer plate stir the flow of the fluid, and are effective in increasing the heat transfer coefficient. In addition, a very thin material (thickness: 10μ to 1)
00μ) can also be used for the heat transfer plate, so that a small-sized heat exchanger having a large heat transfer area and a large heat exchange amount can be manufactured. As a result, it can be sufficiently used for heat exchange between gases having a small fluid heat transfer coefficient.
【００３７】[0037]
【図１】（ａ）従来のスパイラル熱交換器の伝熱部本体
斜視図 （ｂ）従来のスパイラル熱交換器の伝熱部断面図 （ｃ）本発明のスパイラル熱交換器の伝熱部断面図FIG. 1A is a perspective view of a heat transfer section main body of a conventional spiral heat exchanger. FIG. 1B is a cross-sectional view of a heat transfer section of a conventional spiral heat exchanger. FIG. 1C is a cross-sectional view of a heat transfer section of the spiral heat exchanger of the present invention. Figure
【図２】（ａ）外胴を有するスパイラル熱交換器の軸方
向に直角断面図 （ｂ）外胴を有するスパイラル熱交換器の側面方向断面
図2A is a cross-sectional view perpendicular to an axial direction of a spiral heat exchanger having an outer shell. FIG. 2B is a side cross-sectional view of a spiral heat exchanger having an outer shell.
【図３】（ａ）外胴を有しないスパイラル熱交換器の軸
方向に直角断面図 （ｂ）外胴を有しないスパイラル熱交換器の側面方向断
面図3A is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of a spiral heat exchanger without an outer shell. FIG. 3B is a side cross-sectional view of a spiral heat exchanger without an outer shell.
【図４】（ａ）外胴が無く、センターコアを有するスパ
イラル熱交換器の軸方向に直角断面図 （ｂ）外胴が無く、センターコアを有するスパイラル熱
交換器の側面方向断面図4A is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of a spiral heat exchanger having no outer shell and having a center core. FIG. 4B is a side sectional view of a spiral heat exchanger having no center and having a center core.
【図５】（ａ）ガスケットで伝熱部開放端縁をシールし
たスパイラル熱交換器の軸方向に直角断面図 （ｂ）ガスケットで伝熱部開放端縁をシールしたスパイ
ラル熱交換器の側面方向断面図5A is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the spiral heat exchanger in which the heat transfer section open edge is sealed with a gasket. FIG. 5B is a side view of the spiral heat exchanger in which the heat transfer section open edge is sealed with a gasket. Sectional view
【図６】固定ピースの取り付け方法を示す図FIG. 6 is a diagram showing a method of attaching a fixed piece;
【図７】伝熱板の固定ピースへの挟み込み方法と外胴へ
の固定方法を示す詳細図FIG. 7 is a detailed view showing a method of inserting the heat transfer plate into the fixing piece and a method of fixing the heat transfer plate to the outer body.
【図８】中空パッキンを使用して伝熱板端縁をシールし
たスパイラル熱交換器の側面方向断面図FIG. 8 is a side sectional view of a spiral heat exchanger in which a heat transfer plate edge is sealed using a hollow packing.
【図９】（ａ）４流体熱交換器としてスパラル熱交換器
を使用した場合の構造の概略を示す軸方向に直角断面図 （ｂ）４流体熱交換器としてスパラル熱交換器を使用し
た場合の構造の概略を示す側面方向断面図FIG. 9 (a) is a cross-sectional view taken at right angles to the axial direction showing the outline of the structure when a four-fluid heat exchanger is used as a four-fluid heat exchanger. Side sectional view showing the outline of the structure of
【図１０】直行流スパイラル熱交換器の側面方向断面図FIG. 10 is a side sectional view of a straight-flow spiral heat exchanger.
【００３８】[0038]
１．伝熱板 １ａ．終端部 １ｂ．始端部 １ｃ．開放端縁 ２．スタッドピン ３．プレスで形成した突起 ４．外胴 ５ａ、５ｂ．固定ピース ６．センターコア ７．蓋フランジ ８．胴フランジ ９．流体通過孔 １０．ガスケット １１．流体分離板 １２ａ、１２ｂ．固定ボルト １３ａ．押さえ板 １４ａ．パッキン １５ａ．押さえボルト １６．中空パッキン １７．外胴用ガスケット １８．センターコア用ガスケット Ａ．Ｂ．Ｃ．Ｄ． 流体名 1. Heat transfer plate 1a. Termination 1b. Start end 1c. Open edge 2. Stud pin 3. 3. Press-formed projections Outer body 5a, 5b. Fixed piece 6. Center core 7. Lid flange 8. Torso flange 9. Fluid passage hole 10. Gasket 11. Fluid separation plate 12a, 12b. Fixing bolt 13a. Holding plate 14a. Packing 15a. Holding bolt 16. Hollow packing 17. Outer body gasket 18. Gasket for center core A. B. C. D. Fluid name
Claims (1)
した伝熱部本体と、該伝熱部本体の最外周を覆う外胴
と、該伝熱部本体の開口端縁と該外胴の開口端縁を覆う
ようにシールする蓋フランジとを備えたスパイラル熱交
換器において、 伝熱板を絞り加工または深絞り加工して表面に複数個の
突起を形成し、該伝熱板を渦巻き状に巻き廻した時に、
該突起の先端が隣り合う伝熱板に接触することにより伝
熱板間を一定間隔に保つことを特徴とするスパイラル熱
交換器の製造方法。1. A heat transfer section main body in which two heat transfer plates are spirally wound at regular intervals, an outer shell covering the outermost periphery of the heat transfer section main body, and an opening edge of the heat transfer section main body. And a lid flange for sealing so as to cover an opening edge of the outer shell, wherein the heat transfer plate is drawn or deep drawn to form a plurality of projections on the surface, When the hot plate is spirally wound,
A method for manufacturing a spiral heat exchanger, wherein the tips of the projections contact adjacent heat transfer plates to maintain a constant distance between the heat transfer plates.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001030274A JP2002228374A (en) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | Method for manufacturing spiral heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001030274A JP2002228374A (en) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | Method for manufacturing spiral heat exchanger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002228374A true JP2002228374A (en) | 2002-08-14 |
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ID=18894512
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002228374A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009092375A (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-30 | Snecma | Preheating heat exchanger for fuel cell |
| CN101968329A (en) * | 2010-01-07 | 2011-02-09 | 郭建文 | Rib type heat exchanger |
-
2001
- 2001-02-06 JP JP2001030274A patent/JP2002228374A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009092375A (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-30 | Snecma | Preheating heat exchanger for fuel cell |
| CN101968329A (en) * | 2010-01-07 | 2011-02-09 | 郭建文 | Rib type heat exchanger |
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