JP3394521B2

JP3394521B2 - 熱交換装置

Info

Publication number: JP3394521B2
Application number: JP2000513101A
Authority: JP
Inventors: アール．パールスティーブン; ディー．クリスティチャールズ
Original assignee: EMD Millipore Corp
Current assignee: EMD Millipore Corp
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2003-04-07
Anticipated expiration: 2018-08-21
Also published as: DE69802820D1; EP1012524A1; US6131649A; JP2001517773A; WO1999015848A1; EP1012524B1; AU8917298A; DE69802820T2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野）本発明は、熱交換装置に関し、特に、ポリマー材で形成
された熱交換装置に関する。

【０００２】（背景技術）現在、プロセス流体の温度を調整するための熱交換装置
は、プロセス流体に熱を与えるか、それから熱を抽出す
る加熱又は冷却熱交換流体（熱交換媒体）を通すための
流路を形成するように構成されている。流体間の熱伝達
（伝熱）は、導管の薄肉壁のような薄い伝熱性（熱伝導
性）バリヤーを通して行われる。現在市販されている熱
交換装置の大多数は、ステンレス鋼のような金属で製造
されている。

【０００３】熱交換装置の素材として金属を使用するこ
とは、重量が重くなることと製造コストが高くなること
を含め、幾つかの重要な欠点をもたらす。金属は良好な
熱伝導体であるから、熱交換器の周辺大気が冷却剤に対
する望ましくない熱源になったり、あるいは、熱交換器
に用いられる加熱用流体からの望ましくない熱抽出体と
なったりする。その上、腐蝕性の流体を取り扱う場合は
金属素材の使用は大きな制約を受け、一般に、特殊な高
価な金属の使用を必要とする。更に、大抵の金属は水性
液体等の液体に濡れやすく、その結果、化学反応による
などして液体との相互作用を促進し、金属素材の汚れの
原因ともなる。従来技術の熱交換器は、ＦＲ−Ａ−２２
９０６４６及びＵＳ−Ａ４７４４４１４に開示されてい
る。

【０００４】（発明が解決しようとする課題）従って、解決しようとする課題は、高い熱交換効率を有
し、しかも、容易に製造することができる熱交換装置を
提供することである。

【０００５】（課題を解決するための手段）本発明によれば、第１流体と第２流体との間で熱交換さ
せるための熱交換装置であって、少くとも１つの伝熱層
（１８）と、該伝熱層（１８）に隣接又は接触し、前記
第１流体を通すことができる第１スペーサ層（１６）
と、端部キャップ（２０，２３）と、前記第１スペーサ
層（１６）に流体連通する第１流体入口（２４）及び第
１流体出口（２６）とを含む少くとも１つのモジュール
（１４，１５）と、前記少くとも１つのモジュール（１
４，１５）の各々に隣接して配置され、前記第２流体を
通すことができる第２スペーサ層（１７）と、第２流体
と流体連通する第２流体入口（２８）及び第２流体出口
（３０）と、から成り、前記モジュール（１４，１５）
を構成する構成部材は、前記第１スペーサ層（１６）及
び伝熱層（１８）の周りに、該伝熱層（１８）が熱交換
装置の内部にシールされるように周縁シールを形成する
ようにポリマー組成物で密封され、前記第２スペーサ層
（１７）及び前記少なくとも１つのモジュール（１４，
１５）は、前記第１流体と第２流体との間で熱交換させ
るために該両流体を両流体の間に物質移動が生じないよ
うにして該熱交換装置を通して通流させることができる
ように、該第２スペーサ層（１７）及び前記少なくとも
１つのモジュール（１４，１５）の周りに周縁シールを
形成するようにポリマー組成物で密封され、前記ポリマ
ー組成物は、約２０ＢＴＵ_ｉｎｃｈ／Ｆｔ^２・Ｈｒ・゜
Ｆ（２．８８４Ｗ／（ｍ・ｋ））未満の熱伝導率を有す
ることを特徴とする熱交換装置が提供される。本発明
は、完全に、又は、実質的に完全にポリマー材で形成さ
れた熱交換装置に関する。本発明の熱交換装置（「熱交
換器」とも称する）は、熱を与えるべき、又は、熱を抽
出すべき（奪うべき）プロセス流体のための少くとも１
つの通路と、プロセス流体から熱を抽出する、又は、プ
ロセス流体に熱を与える熱交換装置側流体（熱交換流体
即ち媒体）のための少くとも１つの通路を備えている。
本発明の熱交換装置は、上記両通路と、両通路間の熱交
換バリヤーを含むように構成される。この熱交換バリヤ
ーは、両通路間の流体の物質移動を防止しつつ、両通路
の流体間の熱伝達を可能にする。各通路には、流体の乱
流を促進し、従って、伝熱（熱伝達）を促進するスクリ
ーンを設けることができる。この熱交換器は、熱交換流
体のための流体入口と流体出口を有する。熱伝達は、ポ
リマー材製バリヤー、金属製バリヤー又は金属−ポリマ
ー材積層バリヤー等の薄いバリヤーを介して行われる。

【０００６】本発明の熱交換装置は、その使用中熱交換
流体とプロセス流体との混合を防止するような態様に流
体通路を画定するスクリーンと伝熱（熱伝達）層を金型
成形することによって形成される。この熱交換装置は、
又、熱交換流体のための流体入口と流体出口を有し、プ
ロセス流体のための流体入口と流体出口を有する。プロ
セス流体と熱交換流体をそれぞれの所定の通路内に封入
し、入口及び出口を密封するために端部キャップを設け
ることもできる。

【０００７】（発明を実施するための最良の形態）本発明の熱交換装置は、非多孔質伝熱層（熱伝達層）
と、スペーサ層を含む素子の積重体から形成される。換
言すれば、本発明の熱交換装置は、非多孔質伝熱層と、
スペーサ層を含む複数の素子を積重することによって形
成される。スペーサ層は、プロセス液体流と熱交換流体
のための流路を設定する。伝熱層とスペーサ層を総称し
て「動作層」と称することとする。ここでモジュールと
称される素子は、少くとも１つの非多孔質伝熱層と少く
とも１つのスペーサ層を含む２つ又は３つの部品から形
成される。３部品モジュールは、１つのスペーサ層と、
その両側表面にそれぞれ１つづつ積重した２つの伝熱層
とで構成することができる。スペーサ層は、画定された
開放容積空間を形成するものであってもよく、あるい
は、スクリーンのような単一の多孔質層から成るものと
してもよい。スペーサ層として開放容積空間を用いる場
合は、スペーサ層に開放容積空間の周縁を形成する１つ
のリム又は２つの互いに嵌合するリムを形成し、その開
放容積空間が複数のモジュール又は１つのモジュールと
熱交換装置の一端を分離するように構成する。

【０００８】モジュールは、スペーサ層と伝熱層を交互
の層として配列する限り、必要ならば、３つの動作層で
形成することができる。これらのスペーサ層と伝熱層を
このように交互に配列することによって望ましくない物
質移動を回避して望ましい熱伝達を実施することができ
る。スペーサ層は、液体を通流させることができる複数
の穴、複数のチャンネル又は開放容積空間を有する素子
によって構成することができる。スペーサ層は、プロセ
ス液体流と熱交換流体流との間で熱を伝達させる伝熱層
に隣接又は接触している。

【０００９】積重体の一部を構成するモジュールは、積
重体内に位置づけする前に予め密封し、しかる後、イン
サート成形する。（即ち、モジュールを金型内に予めイ
ンサートして挿入しておいて積重体の他の層と一緒に成
形する。成形後はモジュールはインサートして積重体の
一部となる。）モジュールの予備密封形態は、積重体内
での素子の位置によって決められる。モジュールはプロ
セス流体のためのスペーサ層か、熱交換流体流のための
スペーサ層のいずれかを含むものとすることができる
が、プロセス流体のためのスペーサ層を含むモジュール
の場合は、プロセス流体のためのスペーサ層が熱交換装
置のプロセス流体入口ポート及びプロセス流体出口ポー
トに対しては開放し、熱交換流体入口ポート及び熱交換
流体出口ポートに対しては閉じた形態となるようにモジ
ュールを予め密封しておく。一方、熱交換流体のための
スペーサ層を含むモジュールの場合は、プロセス流体の
ためのスペーサ層が熱交換流体入口ポート及び出口ポー
トに対しては閉じ、プロセス流体及びプロセス流体出口
ポートに対しては開放した形態となるようにモジュール
を予め密封しておく。

【００１０】熱交換装置を形成するための積重体中の複
数の単層素子は、スペーサ層か伝熱層のどちらかで構成
する。熱交換装置を形成するための積重体に用いられる
伝熱層は、薄い層とし、ポリマー材層、金属層、又は、
アルミニウムのような金属層とポリマー材層との積層体
で構成することができる。

【００１１】本発明の熱交換装置を形成するための代表
的な好適なポリマー組成物は、約２０ＢＴＵ_inch／Ｆｔ
²・Ｈｒ・゜Ｆ（２．８８４Ｗ／（ｍ・ｋ））未満の、
好ましくは約１〜３（約０．１４４２〜約０．４３２６
Ｗ／（ｍ・ｋ））の熱伝導率を有するものであり、例え
ば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）、セルロース、ポリプロピレン、ポリジ弗化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）、ポリスルフォン、パーフルオロセル
コキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリエーテルスルフォンン、ポ
リカーボネート、アクリルニトリル−ブタジエン−スチ
レン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アク
リル、ポリテトラフルオロエチレン、弗素化エチレンポ
リマー、ポリアミド等又はそれらのブレンド（充填剤入
り又は充填剤無し）等がある。

【００１２】非多孔質伝熱層は、熱交換装置を形成する
ためのポリマー組成物として上述したポリマー組成物を
含むポリマー組成物、又は、アルミニウム又はステンレ
ス鋼のような金属層、又は、ポリマー組成物と金属層と
の積層体で形成することができる。伝熱率（熱伝達率）
を高めるためには、少くとも約６０、好ましくは少くと
も約１１０の伝熱率を有する金属層を用いることが好ま
しい。一般に、伝熱層は、約０．５〜約１０ミル、好ま
しくは約２〜約３ミルの範囲の厚さを有するものとす
る。

【００１３】密封材として好適なポリマー組成物は、濾
過装置内で望ましい密封形態を設定し、伝熱層、スペー
サ層、各ポート及びハウジング素子を含む、各素子を劣
化させない組成物である。更に、密封材用ポリマー組成
物は、装置の使用中、抽出物を劣化させたり、あるい
は、自身が抽出物の供給源となってはならない（抽出物
を放出してはならない）。密封材用ポリマー組成物とし
て好適な代表例は、熱交換装置のための素材として上述
したポリマー組成物をベースとした組成物を含む各種熱
可塑性ポリマー組成物である。

【００１４】密封は、インサート成形融着法、振動接
合、接着剤等を含む任意の慣用の手段によって行うこと
ができる。

【００１５】図１及び２を参照して説明すると、本発明
の熱交換装置は、スクリーン等によって構成することが
できる熱交換液体のためのスペーサ層１６と、伝熱層１
８と、熱交換液体入口ポート１０及び熱交換液体出口ポ
ート１２を有する端部キャップ２０から形成する。モジ
ュール１４は、伝熱層１８とスペーサ層１６と端部キャ
ップ２０をインサートとして金型内に入れて、プラスチ
ック組成物をそれらの層の周りに成形するとともに、選
択的にそれらの層の内部へも注入成形し、それらの層の
周りに第１シール（密封）を形成するとともに、周縁隆
起リブ２２（図２参照）を形成する。

【００１６】モジュール１５も、伝熱層とスペーサ層と
端部キャップ２３から形成する。モジュール１５の端部
キャップ２３は、プロセス流体入口ポート２４と、プロ
セス流体出口ポート２６と、熱交換流体入口２８と、熱
交換流体出口３０を有するという点でモジュール１４の
端部キャップ２０と異なる。モジュール１４の周縁に密
封リップ１９を延設し、それをモジュール１５の密封リ
ップ（図示せず）と嵌合合致させることによって熱交換
流体とプロセス流体との間にシールを設定するようにな
されている。

【００１７】モジュール１４，１５並びにスペーサ層１
７を撓み防止端部キャップ３２と３４の間に挟んで金型
内に入れ、金型内でインサート成形することによってそ
れらの素子をすべて結合させて第２シールを形成する。
撓み防止端部キャップ３２，３４は、高い内部圧力に耐
えることができるように熱交換装置３６（図４）を強化
する働きをする。

【００１８】図６に示されるように、熱交換流体は、入
口２８内へ導入され、導管３３及び３８によってモジュ
ール１４と１５の間に介設されたスペーサ層１６，１６
内へ導かれる。熱交換流体は、モジュール１４，１５の
スペーサ層１６，１６に流体連通している（流体を通流
させる態様で連通している）導管４０，４２と流体連通
した出口３０を通して熱交換装置３６から排出される。
プロセス流体は、入口２４を通して熱交換装置３６内へ
導入され、スペーサ層１７に通され、出口２６を通して
排出される。

【００１９】図７を参照して説明すると、本発明の熱交
換装置３６は、濾過装置又は濾過モジュール５０と連携
して使用することができる。プロセス流体のための貯留
器５１は、貯留器５１と濾過装置５０との間に流体連通
を設定する２つのマニホールド５２，５４によって濾過
装置５０に接続される。マニホールド５２は、貯留器５
１と一体に形成するか、あるいは、貯留器５１の頂部の
外周に嵌め込むことができる別個のフランジ部材と一体
に形成してもよい。貯留器５１及びコネクタ６０と流体
連通したコネクタ５８は、弁６２が開放されたとき、ポ
ンプ（図示せず）に流体連通する。マニホールド５２
は、図に示されるように貯留器５１のための支持体５３
と一体的に形成することができる。又、マニホールド５
２及び５４は、貯留器５１と一体的に形成するか、ある
いは、濾過装置５０とでなく貯留器５１とインタフェー
ス接触する部材と一体的に形成する。なぜなら、貯留器
５１ではなく、濾過装置５０の方が定期的に交換される
からである。

【００２０】コネクタ６０は、ポンプ（図示せず）に流
体連通した筒状導管（図示せず）に接続されると、ポン
プに流体連通する。コネクタ６０は、供給物（プロセス
流体）を熱交換装置３６へ送給するためにプロセス流体
供給チャンネル６２に流体連通している。プロセス流体
は、図６を参照して先に述べたように、入口２４を通し
て熱交換装置３６に流入し、出口２６を通って熱交換装
置から流出する。次いで、プロセス流体は、マニホール
ド６４を通り、濾過モジュール５０の入口６６を通って
濾過モジュール５０に流入する。

【００２１】一方、熱交換流体は、入口７０及び２８を
通って熱交換モジュール３６へ流入し、出口３０及び７
２を通って流出する。コネクタ７８，８０，８２，８４
に取り付けられた追加の濾過モジュール（図示せず）の
ために追加の透過液出口７４，７６を設けることもでき
る。

【００２２】濾過モジュール５０は、本明細書に参照用
として編入される１９９７年５月１５日付の米国特許願
第０８／８５６，８５６号に開示されているような構成
のものであり、供給流体を透過度（篩下）と不透過液
（篩上）とに分離し、透過液を出口６６及び６８を通し
てモジュール５０から排出する。濾過されなかった不透
過液は、不透過液チャンネル１００に通され、筒状導管
１０１を通して貯留器５１へ再循環される。

【００２３】貯留器５１の開口８６が密封されている場
合は、空気フィルタ（図示せず）を備えたフィルタハウ
ジング９０によって密封されているポート８８を通して
空気を貯留器５１内へ導入することができる。この空気
フィルタは、慣用の滅菌フィルタである。貯留器５１へ
入来する空気は、使用空気フィルタを慣用の滅菌フィル
タとした場合は、滅菌することができる。この入来空気
は、廃棄された透過液を押し退け、濾過操作の連続した
係属を可能にする。

【００２４】添付図は、本発明の装置を向流流れ（プロ
セス流体と熱交換流体を互いに対向する反対方向の流れ
として通流させる）処理ベースとした場合を例示してい
るが、本発明の装置は、プロセス流体と熱交換流体を同
方向に通流させる態様で使用することもできる。更に、
プロセス流体と熱交換流体を通流させる各スペーサ層を
反転させることもできる。

【００２５】以下の例は、本発明を例示するためのもの
であり、本発明を限定するためのものではない。

【００２６】例１この例は、図４及び５に示された熱交換装置の総伝熱係
数と効率をいろいろな異なる流量及び流れパターンを用
いて算出した結果を示す。

【００２７】熱交換装置を正しく評価するためには、そ
の総伝熱係数と効率を算定する必要がある。これらの特
性（総伝熱係数と効率）はいずれも流量に依存している
ので、質量流量に対する関係を規定しなければならな
い。総伝熱係数Ｕの定義は下記の通りである。

【００２８】Ｕ＝Ｑ／Ａ・△Ｔ_LM （１）ここで、Ｑは伝熱量（伝達された熱の量）、Ａは熱伝達
のための利用可能な面積、△Ｔ_LMは対数平均温度差であ
る。Ａと△Ｔ_LMは容易に測定することができ、伝達され
た熱の量（伝熱量Ｑ）は流体の熱容量を基にして計算す
ることができるから、総伝熱係数Ｕは容易に算定するこ
とができる。

【００２９】熱交換装置の効率は、測定された伝熱量Ｑ
を最大限伝熱量Ｑ_MAXによって除することによって求め
られる。Ｑ_MAXは、下式によって定義される。Ｑ_MAX＝（ｍＣ_P）_min・△Ｔ_max （２）

【００３０】熱交換装置に供給される加熱／冷却流体に
対してインライン関係に環状流量計を設置した。プロセ
ス流体（水）のの流量をバランス・アンド・ストップウ
オッチを用いて測定した。温度の測定は、熱交換装置の
４つの入口／出口ポートに個々に設置した４つの熱電対
を介して行った。これらの熱電対をデータ収集パッケー
ジに配線接続し、得られた温度値を１秒ごとに収集し
た。ブロック平均関数を用いて過去５秒間の平均読取値
をマイクロソフトのエクセルワークシートに記入した。

【００３１】冷却流体を約７５ｍｉ／ｍｉｎの流量に設
定した。プロセス流体は、１０〜８０ｍｉ／ｍｉｎのい
ろいろな異なる流量で通流させた。プロセス流体は、定
常システムをモデル化するために循環させずに１回通し
とした。流量を１分間重量基準で測定しながら、その流
量測定値での伝熱特性（熱伝達特性）を評価するために
適正な温度を用いることができるように温度をも測定し
た。

【００３２】冷却水に関して用いたのと同じ手順に従っ
て温水テストを実施した。ただし、温水テストの場合
は、温水をポンプで送る上での制限があるので、流量は
約５０ｍｉ／ｍｉｎとした。

【００３３】実験は、４つの異なる流れパターンについ
て実施した。熱交換器は、向流と並流という２つの異な
る流れパターンで作動させることができる。更に、加熱
／冷却流体は、供給チャンネル（内側チャンネル又は中
心チャンネル）又は外側チャンネルを通して通流させる
ことができる。これらの流れパターンのすべてについて
いろいろな異なる流量でテストした。

【００３４】プロセス流体を冷却するためにプロピレン
グリコールを用いた場合の収集データの結果が図８〜１
１に示されている。図１２〜１５は、プロセス流体を加
熱するために温水を用いた点を除いては同様の条件で実
施されたテストで収集されたデータを示す。ｃａｌ／
（Ｍ₂・ｍｉｎ・゜Ｃ）からＢＴＵ／（ｆｔ₂・ｈｒ・゜
Ｆ）に変換するには、０．０３９８１６を乗ずればよ
い。

【００３５】図８〜１５のグラフによれば、対向流れパ
ターンの熱交換器は、同じ流量とした場合の並流パター
ンの熱交換器より高い伝熱係数及び効率を発揮する。効
率の点からいえば、熱交換器は、加熱／冷却流体を供給
チャンネル（中心チャンネル）を通してポンプ送りする
場合の方がより高い効率を発揮する。加熱／冷却流体を
中心チャンネルを通して通流することによって周囲環境
への熱損失が最少限にされるからである。このことは図
８及び１２に示されている。

【００３６】この熱交換器のための代表的なプロセス流
体の流量は、３０〜４０ｍｉ／ｍｉｎの範囲である。こ
の流量範囲では、熱交換器の効率は、理想的な設定（流
れパターン及び流量等）では８５％であるが、プロセス
流体の流量と加熱／冷却流体の流量の両方の変化ととも
に変化する。上述したように、この熱交換器の効率は、
プロセス流体の流量が代表的な３０〜４０ｍｉ／ｍｉｎ
の範囲である場合、８５％である。熱伝達を最適化する
ためには、加熱／冷却流体を供給チャンネル（中心チャ
ンネル）を通して通流させて向流パターンで作動させる
ことが好ましい。この設定で作動させることにより周囲
環境への熱損失は、他の構成に比較して最少限にされ
る。向流パターンが好ましいのは、熱交換器の流路に沿
っての温度駆動力が並流パターンに比べて均一に保たれ
るからである。総伝熱係数Ｕの値は、１５０〜３００Ｂ
ＴＵ／（ｆｔ₂・ｈｒ・゜Ｆ）（即ち、２５００〜３７
００ｃａｌ／（Ｍ₂・ｍｉｎ・゜Ｃ））の範囲内又はそ
の範囲を超えている。

【００３７】（発明の効果）本発明によれば、モジュール（１４，１５）を構成する
構成部材を、第１スペーサ層（１６）及び伝熱量（１
８）の周りに、該伝熱層（１８）が熱交換装置の内部に
シールされるように周縁シールを形成するようにポリマ
ー組成物で密封したことにより、伝熱層（１８）を介し
て熱交換器の周辺大気が冷却材に対する望ましくない熱
源になったり、あるいは、熱交換器に用いられる加熱用
流体からの望ましくない熱抽出体となったりすることが
防止され、かくして、高い熱交換効率を有し、しかも容
易に製造することのできる熱交換装置が提供される。［図面の簡単な説明］

【図１】図１は、本発明の熱交換装置を形成するのに用
いられる構成部品の分解透視図である。

【図２】図２は、組み合わせ成形された図１の構成部品
の透視図である。

【図３】図３は、本発明の熱交換装置の形成態様を示す
分解図である。

【図４】図４は、撓み防止キャップを装着した図３の熱
交換装置の分解図である。

【図５】図５は、図４の完成した熱交換装置の透視図で
ある。

【図６】図６は、図５の装置の使用態様を示す図であ
る。

【図７】図７は、本発明の熱交換装置を用いた流体処理
装置の透視図である。

【図８】図８は、伝熱係数を例１の第１実施形態の質量
流量の関数として示すグラフである。

【図９】図９は、伝熱係数を例１の第２実施形態の質量
流量の関数として示すグラフである。

【図１０】図１０は、伝熱係数を例１の第３実施形態の
質量流量の関数として示すグラフである。

【図１１】図１１は、伝熱係数を例１の第４実施形態の
質量流量の関数として示すグラフである。

【図１２】図１２は、伝熱係数を例１の第５実施形態の
質量流量の関数として示すグラフである。

【図１３】図１３は、伝熱係数を例１の第６実施形態の
質量流量の関数として示すグラフである。

【図１４】図１４は、伝熱係数を例１の第７実施形態の
質量流量の関数として示すグラフである。

【図１５】図１５は、伝熱係数を例１の第８実施形態の
質量流量の関数として示すグラフである。

【符号の説明】

１０熱交換流体入口ポート１２熱交換流体出口ポート１４，１５モジュール１６スペーサ層１７スペーサ層１８伝熱層１９密封リップ２０端部キャップ２２周縁***リブ２３端部キャップ２４プロセス流体入口ポート２６プロセス流体出口ポート２８熱交換流体入口３０熱交換流体出口３２，３４撓み防止端部キャップ３６熱交換モジュール、熱交換装置５０濾過モジュール、濾過装置５１貯留器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者チャールズディー．クリスティフランス国エフ67300 シルティゲアム、リュジャンノネ、20 (56)参考文献特開平６−313686（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／7422（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28D 9/00 - 9/04 F28F 3/00 - 3/14 F28F 21/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１流体と第２流体との間で熱交換させ
るための熱交換装置であって、少くとも１つの伝熱層（１８）と、該伝熱層（１８）に
隣接又は接触し、前記第１流体を通すことができる第１
スペーサ層（１６）と、端部キャップ（２０，２３）
と、前記第１スペーサ層（１６）に流体連通する第１流
体入口（２４）及び第１流体出口（２６）とを含む少く
とも１つのモジュール（１４，１５）と、前記少くとも１つのモジュール（１４，１５）の各々に
隣接して配置され、前記第２流体を通すことができる第
２スペーサ層（１７）と、第２流体と流体連通する第２流体入口（２８）及び第２
流体出口（３０）と、から成り、前記モジュール（１４，１５）を構成する構成部材は、
前記第１スペーサ層（１６）及び伝熱層（１８）の周り
に、該伝熱層（１８）が熱交換装置の内部にシールされ
るように周縁シールを形成するようにポリマー組成物で
密封され、前記第２スペーサ層（１７）及び前記少なくとも１つの
モジュール（１４，１５）は、前記第１流体と第２流体
との間で熱交換させるために該両流体を両流体の間に物
質移動が生じないようにして該熱交換装置を通して通流
させることができるように、該第２スペーサ層（１７）
及び前記少なくとも１つのモジュール（１４，１５）の
周りに周縁シールを形成するようにポリマー組成物で密
封され、前記ポリマー組成物は、約２０ＢＴＵ_ｉｎｃｈ／Ｆｔ^２
・Ｈｒ・゜Ｆ（２．８８４Ｗ／（ｍ・ｋ））未満の熱伝
導率を有することを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】前記端部キャップ（２０，２３）は、対
応するモジュール内に密封された前記第１スペーサ層
（１６）のための前記流体入口及び流体出口を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】前記第２スペーサ層（１７）の両面に配
置された２つのモジュール（１４，１５）を含むことを
特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換装置。
【請求項４】前記伝熱層（１８）は、ポリマー組成物
の層、又は、金属層、又は、金属層とポリマー組成物の
層との積層体から成ることを特徴とする請求項１、２又
は３に記載の熱交換装置。
【請求項５】前記スペーサ層（１６，１７）は、多孔
質素子又は開放容積空間から成ることを特徴とする請求
項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項６】前記ポリマー組成物は、熱可塑性ポリマ
ー組成物であることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
か１項に記載の熱交換装置。
【請求項７】前記ポリマー組成物の前記熱伝導率は、
約１〜約３ＢＴＵ_ｉｎｃｈ／Ｆｔ^２・Ｈｒ・゜Ｆ（約
０．１４４２〜約０．４３２６Ｗ／（ｍ・ｋ））の範囲
であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に
記載の熱交換装置。