JPS589917B2 - 薬液用熱交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車工業、化学工業、その他金属表面処理工
業、メッキ工業等に適用される薬液用熱交換装置に関す
る。

この種の熱交換装置は冷却すべき対象および加熱すべき
対象が硫酸等の薬液であるために、薬液と冷媒および熱
媒との熱交換には耐薬液性にすぐれたフッ素樹脂、例え
ばテフロン（商標）が用いられる。

このようなテフロン製熱交換装置の一つとして、第８図
に示すように極細径のテフロン製チューブＡを用い、此
等を多数本束状に一体的に結合させてバンド様体Ｂで結
束して、集合チューブの横断面がハチの巣状を呈する形
状を与え、各チューブＡ内に熱媒、例えばスチームを流
通させるようにしたものがある。

しかしながら、このような構造では、各チューブを薄く
形成することから内圧の上昇等で破損し易く、しかも各
チューブが分離不能に一体結合しているため破損チュー
ブの取替が不可能である。

これに対して、上下に平行に配した支持パイプの中間部
相互を連結固定する連結板と連結板の両側位置に線対称
的にＸ字状に設置されて上記両支持パイプ間を連結する
支持板とに、比較的小径の熱交換用パイプを複数本並列
状態で且つ上記連結板および支持板に対して外方向から
漸次縮径されていく方向にうす巻き状に挿通保持せしめ
、各パイプの入力側端および出力側端をそれぞれ入力側
および出力側のコネクタに連通連結した構造のものがあ
る。

この装置では、各パイプの実長を長くしても装置がコン
パクトとなり、各パイプを微細径とする必要がないため
に破損しない強靭なものとでき、仮に破損してもその発
見と取替そが容易である等の種々の利点がある。

ところがこのような装置においては複数の熱交換用パイ
プを入力側および出力側コネクタに個別に接続するので
、この接続部においてスチーム等の熱交換媒体の漏れを
確実に防止する必要があるが、上記媒体にて熱膨張した
接続部分の部材間で熱膨張量の差を生じ、接続部分に通
常介在させるリングパッキンに対する圧縮力が変化して
シール効果が損なわれ易いという問題がある。

また、パイプに薬液を供給する場合ではパイプの分子間
を通して薬液のガス通過が生じ、接続部材とパイプとの
空隙部に透過ガスが滞溜して接続部材が損傷することが
ある。

本発明は、上記問題点を解消した熱交換装置に係り、以
下、本発明を図面に基いて説明する。

第１図および第２図において、１は熱交換装置を示し、
該装置１は上下に横方向のテフロン製支持パイプ２，３
を平行に有すると共に、此等支持パイプ２．３の中間部
同士がテフロン製連結板４にて連結されている。

更にこの連結板４を挾み線対称状にテフロン製支持板５
，６が上下支持パイプ２，３間に連結され、此等支持板
５，６がＸ字状を呈するように配置される。

そして、此等支持板５，６と連結板４との中央部がボル
ト結合構成７により一体連結されている。

一方、本熱交換装置１に適用されるパイプ８はテフロン
製より成り、その両端に接続用プラグ９，１０が装置さ
れており、このようなパイプ８が複数本並列状態で且つ
支持板５，６および連結板４に穿孔された挿通用孔１１
…を通しうず巻状に装備される。

即ち、各パイプ８は外方向から漸次縮径する方向へうず
巻状に巻回装備され、このパイプ８の外端側がそのプラ
グ９を介し入力側コネクタ１２に、また内端側がそのプ
ラグ１０を介し出力側コネクタ１３に連通連結される。

またパイプ８は上記のように複数本が並列状態で平行に
うす巻き状に巻回されるのであるが、この時支持板５，
６および連結板４に穿孔される挿通用孔１１は第３図に
示すように隣接する列ａ，ｂの挿通用孔１１同士を横方
向に位置をずらして設けておくようにする。

これはパイプ８と薬液との熱交換面積が確実に維持され
るようにするためである。

支持板５，６と連結板４とをつなぐボルト結合構成７は
周知のもので、第４図のように連結板４の両側にカラー
１４．１４を置く状態で此等連結板４、カラー１４．１
４および支持板５．６にボルト１５を貫挿し且つその両
端にナット１６止めしたものである。

１７．１７は各パイプ８・・・の入力側端および出力側
端を支持パイプ２に保持させる止め部材で、テフロン製
から成り、支持パイプ２に巻回させた状態で第５図の如
くその両端辺部に開口している孔（図外）に各パイプ８
・・・を通すように使用される。

かく構成された熱交換装置１は第１図の如き薬液槽等の
浴槽１８内に吊設具１９．１９を介し沈められ、入力側
コネクタ１２側からスチームが供給される。

このスチームは各パイプ８・・・を通り且つこのパイプ
８・・・に沿ってうず巻き状に流れ、次に出力側コネク
タ１３より外部に取り出される。

従って浴槽１８内ではパイプ膜を通しスチームと薬液と
の熱交換が促進され、これによって薬液が昇温されるこ
とになる。

以上の説明ではパイプ８にスチームを流し、浴槽８内の
薬液を昇温させるようにしているが、スチーム（熱媒）
に代えて冷媒を流し薬液を降温させるようにしても良い
。

またパイプ８内に昇温もしくは降温すべき薬液を流して
、パイプ８外に存する熱媒もしくは冷媒と熱交換させる
ことも勿論可能である。

第６図は上記の如き熱交換装置１，１を多段（２段）に
重ねた他の実施例を示すもので、図に見られるように上
下一対の熱交換装置」，１の各支持パイプ２，３，２．
３を接続板１９．１９によって連結して一体化すると共
に、両接続板１９，１９の上端間に懸吊パイプ２０を挿
通させ、この懸吊パイプ２０を浴槽１８上端に架設する
ことで浴槽１８内に沈めるようにしている。

２１は下段側熱交換装置１の各パイプ８・・・を集束状
態で上方へ導出させるための集束具、２２は前述の１７
と同タイプの止め具を示す。

次に入力側および出力側の各コネクタ１２，１３と接続
プラグ９，１０との接続構成を、第７図で説明すると、
コネクタ１２は一端面を蓋体２３で閉塞された有底筒形
状を呈し、側面部を接続するプラグ数だけの分岐口２４
・・・が形成される。

この分岐口２４は口管２５を有し、この日管２５の外周
面に雄ねじ部２６が設けられている。

一方、プラグ９は一端側に分岐口挿入孔２７が形成され
ると共に、この分岐口挿入孔２７の内周面に上記雄ねじ
部２６に見合う雌ねじ部２８が刻設されている。

また他端には分岐口挿入孔２７よりも小径な熱交換用パ
イプ挿入孔２９が形成され、且つパイプ挿入孔２９とこ
れより径大の雌ねじ部２８との間の径段部をテーパ面３
０に形成されている。

３１はテフロン製のリングパッキンであり、断面が三角
形状に形成され、外周側幅厚よりも内周面側幅厚の方が
肉厚になっている。

接続にあたっては、パイプ８をパイプ挿入孔２９側から
挿入して、パイプ先端をテーパ面３０に沿わせる。

この状態からリングパッキン３１を分岐口挿入孔２７側
から内嵌させ、リングパッキン３１の一方の傾斜側面３
１ａとテーパ面３０との間にパイプ先端が挾持されるよ
うにして、分岐口２４に対しプラグ９を雄ねじ部２６と
雌ねじ部２８とによって捻じこみ固定する。

一方分岐口２４を形成する口管２５の内角部にも前記プ
ラグ内周の段部テーパ面３０に略八の字状に対応するテ
ーパ面３２が形成されており、プラグ９の捻じこみに従
い該テーパ面３２がリングパッキン３１の他方傾斜側面
３ｌｂに当接される。

従ってリングパッキン３１にはその両傾斜側面３１ａ，
３１ｂ方向から圧縮力が働くに至り、パイプ先端はプラ
グ側テーパ面３０およびリングパッキン３１との間にお
いて強力にシールされ、且つ分岐口管２５のテーパ面３
２とリングパッキン３１との間でもシールされる。

従ってコネクタ１２側からパイプ８にスチームが流れる
も、この接続部におけるスチーム洩れが良好に阻止され
る。

尚、流通するスチームによってパイプ８、口管２５およ
びプラグ９に熱膨張が生じ、その熱膨張量の差でリング
パッキン３１に対する圧縮力に変更が生じる恐れがある
が、本発明のリングパッキン３１は断面三角状とされ、
内周面側肉厚が外周面側のそれよりも肉厚に形成されて
いるから、両傾斜側面３１ ａ ． ３１ ｂに両側方
から圧縮力が作用しても、内周面側はその肉厚構成故に
充分な弾性力を貯えており、上記圧縮力に相応してリン
グパッキン３１が追従変形し、該部におけるシール効果
を有効裡に現出させる効果がある。

３３はガス抜き孔である。

即ち、コネクタ１２側からパイプ８に供給されるものが
薬液である場合には、パイプ８の分子間を通して薬液の
ガス透過が生じ、これがパイプ８外に洩れる。

そして該透過ガスがパイプ８とプラグ９との空隙部に滞
溜されることとなると、該ガスにてプラグ９が損傷せら
れる。

このガス抜き孔３２は上記ガス透過でプラグ９とパイプ
８との空隙部に滞溜しようとするガスを、プラグ９外に
確実に放散させる役目を成す。

以上のように、本発明に係る薬液用熱交換装置は、第１
図〜第６図示の如き構造において、各熱交換用パイプの
入力側端および出力側端を入力側および出力側コネクタ
に連通連結するに当たり、両コネクタに接続すべき熱交
換用パイプ数に対応する分岐口を設けると共に各分岐口
の口管開口端にテーパ面を形成する一方、分岐口挿入口
より小径の熱交換用パイプ挿入口に備えると共にその先
端部に前記テーパ面に対し略八の字状に対応する段部テ
ーパ面を形成し且つ外周面から熱交換用パイプ挿入口に
至る透孔が開設されたプラグを使用し、このプラグに熱
交換用パイプを挿入してその端部を上記段部テーパ面に
沿わせ、更に外周面が両側傾斜して断面略三角形状とな
ったリングパッキンを上記両テーパ面間に介装し、しか
してこのプラグをコネクタの分岐口管に螺合してなるも
のである。

従って本発明によれば入力側および出力側コネクタと熱
交換用パイプとの各接続部において、各部材間に熱膨張
量の差を生じても断面略三角形状のリングパッキンが圧
縮力の変動に追従してシール効果が十分となり、またプ
ラグにガス抜き孔を備えるのでパイプに薬液を供給する
場合でも透過ガスによるプラグの損傷を回避できるとい
う優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る熱交換装置の使用状態
を示す正面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線切断矢視図、第
３図は支持板の要部拡大図、第４図はボルト結合構成の
拡大図、第５図は止め具の拡大図、第６図は本発明の他
の実施例に係る熱交換装置の正面図、第７図はコネクタ
と熱交換用パイプとの接続部を示す半断面図、第８図は
従来例を示す要部断面図である。 １・・・・・・熱交換装置、２．３・・・・・・支持パ
イプ、４・・・・・・連結板、５，６・・・・・・接続
板、８・・・・・・熱交換用パイプ、９，１０・・・・
・・プラグ、１１・・・・・・挿通孔、１２．１３・・
・・・・コネクタ、２４・・・・・・分岐口、２５・・
・・・・分岐口管、２７・・・・・・分岐口挿入口、２
９・開・熱交換用パイプ挿入口、３０・・・・・・段部
テーパ面、３１・・・・・・リングパッキン、３ １
ａ ， ３ １ ｂ−．．．傾斜側面、３２・・・・・
・テーパ面、３３・・・・・・ガス抜き孔（透孔）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所要間隔をおいて上下に平行に支持パイプを配し、
   此等パイプの中間部同士を連結板で連結固定し、この連
   結板を挾みその両側位置に、それぞれ上下支持パイプ同
   士を連結する支持板を線対称的にＸ字状に配置し、また
   小径な熱交換用パイプを複数本並列状態に且つ上記連結
   板および支持板に対して外方向から漸次縮径される方向
   にうす巻き状に挿通保持せしめた薬液用熱交換装置にお
   いて、各パイプの入力側端および出力側端を、上部支持
   パイプに設けた止め具に装着し、かつ上方へ導出してそ
   れぞれ入力側コネクタおよび出力側コネクタに連通連結
   するに当たり、面コネクタに接続すべき熱交換用パイプ
   数に対応する分岐口を設けると共に各分岐口の口管開口
   端にテーパ面を形成する一方、分岐口挿入口より小径の
   熱交換用パイプ挿入口を備えると共にその先端部に前記
   テーパ面に対し略八の字状に対応する段部テーパ而を形
   成し且つ外周面から熱交換用パイプ挿入口に至る透孔が
   開設されたプラグを使用し、このプラグに熱交換用パイ
   プを挿入してその端部を上記段部のテーパ面に沿わせ、
   更に外周面が両側傾斜して断面略三角形状のリングパッ
   キンを上記両テーパ面間に介装し、しかしてこのプラグ
   をコネクタの分岐口管に螺合してなる薬液用熱交換装置
   。