スパイラル式熱交換器
【課題】
スパイラル式熱交換器の帯状伝熱板の開口端縁に設けられる紐状ガスケットを支受する折り曲げ部分を無くしながら、前記折り曲げ部分と同じ機能を発揮せしめる帯状伝熱板を用いた製造容易なスパイラル式熱交換器を提供する。
【解決手段】
帯状伝熱板の開口端縁から所定の幅をおき、所定の間隔で隙間を設けたスタッドピンを長手方向へ棚状に連設する。この隙間が帯状伝熱板の曲げの要素となる。
前記棚状に連設されたスタッドピンは、少なくとも１辺が平行面状に構成された支受部材より成り、その平行面部を一線に並べて紐状ガスケットを支受せしめる。
スパイラル式熱交換器の帯状伝熱板の開口端縁に設けられる紐状ガスケットを支受する折り曲げ部分を無くしながら、前記折り曲げ部分と同じ機能を発揮せしめる帯状伝熱板を用いた製造容易なスパイラル式熱交換器を提供する。
【解決手段】
帯状伝熱板の開口端縁から所定の幅をおき、所定の間隔で隙間を設けたスタッドピンを長手方向へ棚状に連設する。この隙間が帯状伝熱板の曲げの要素となる。
前記棚状に連設されたスタッドピンは、少なくとも１辺が平行面状に構成された支受部材より成り、その平行面部を一線に並べて紐状ガスケットを支受せしめる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はスパイラル式熱交換器に関し、１枚以上の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻き状に多数回巻回して構成されたスパイラル式熱交換器に関する。
更に詳しくは、前記帯状伝熱板の開口端縁の少し内方に、蓋体に対して圧締めされる紐状ガスケットを収容するスペースを設け、前記紐状ガスケットを支受する支受部材及び又はスタッドピンを所定の隙間をあけて棚状に連設して設けたことを特徴とするスパイラル式熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スパイラル式熱交換器は一般に図１に示すように、２枚の長尺の帯状伝熱板２、２’を所定の間隔をあけて渦巻状に多数回巻回したもので、流体の一方は流路Ａを外周から内芯へ、他方は内芯から外周の流路Ｂへ、それぞれ完全な対向流となって流れ、熱交換するようになっている。
【０００３】
そしてその帯状伝熱板２、２’の開口端縁３の封止方法は次のようになっている。
１．図１に示すように、帯状伝熱板２、２’の開口端縁３は、Ａ、Ｂ両流路とも上下方向にも開放されているが、円盤状ガスケット４で上下両側の外胴フランジ１１と蓋体５を締め付けることによって軸方向の開口端縁３を封止して、渦巻状に回流するＡ、Ｂ、２つの流路を構成するようになっている。
２．図２（イ）、（ロ）に示すように、一組の帯状伝熱板２、２’の開口端縁３は渦巻状に巻回されてから、厚い金属製のシール材７を溶接６して封止され、これを図１に示す円盤状ガスケット４で両側の蓋体５を外胴フランジ１１に締め付けることによってＡ、Ｂ、２つの流路を軸方向に封止する構成になっている。
この溶接６されて囲まれたシール材７と帯状伝熱板２、２’の内側の流路Ａは洩れないが、その外側である流路Ｂは軸方向に洩れやすい問題がある。
即ち、図１、図２（イ）に示すものは、当接する帯状伝熱板２、２’と、円盤状ガスケット４が硬質同士のため、完全に封止することが困難である問題があった。
３．そこで図２（ロ）に示すように、図２（イ）のシール材７に更に紐状ガスケット１３を設けた構成になっている。
４．また図３（イ）に示すものは、一方の流路Ａの開口端縁３は図２（イ）のように、シール材７を溶接で封止して蓋体（図示しない）と接し、他方の流路Ｂの開口端縁３は図３（ロ）に示すように、軟質のキャタピラーのような帯状カバー体２１で封止されるようになっている。
図中８はスタッドピン、２２はスリット、２３は帯状伝熱板２、２’の間隔を保障するスペーサーである。（特許文献１）実開昭６２−１３１２７１号
【０００４】
これら図２（イ）、（ロ）、及び図３に示すものは長尺で薄い帯状伝熱板２、２’の開口端縁３と、厚い金属製シール材７とを渦巻状に巻回してから溶接６するので、完全に溶接接合することが困難であった。
【０００５】
また前記金属製シール材７を使用しない異なる手段として、図４（イ）、（ロ）、に示すように帯状伝熱板２、２’の開口端縁３を所定の間隔を設けて長手方向に折り曲げ突合せ或いは重ねてから、重ねた所を縫い合わせるように溶接６して封止する方法があるが、これらも折り曲げた帯状伝熱板を渦巻状に巻回することが難しい問題があった。（特許文献５）特開平８−２９１９８２号。
即ち上記渦巻状に巻回する溶接は、帯状伝熱板２の肉厚が薄くなるほど溶接の難度が増すので、伝熱効率が低下しても帯状伝熱板２、２’に肉厚が厚いステンレス鋼板等を使う必要があった。
【０００６】
また溶接部分や溶接部附近は本質的に腐食されやすく、更に運転中の温度の変化で生じる歪みや、膨脹収縮の繰り返しによって生じる疲労から、弱いところに応力が集中し腐食や破壊が生じ易く、一体に溶接された装置全体が、一部の破断による漏洩で一挙に使用できなくなる問題がある。
【０００７】
このためこれら帯状伝熱板２、２’の開口端縁３を溶接する方式のスパイラル式熱交換器は一度組み立てると修理ができない、即ちスクラップになる問題があった。
【０００８】
一方で図４に示す、一端を折り曲げ溶接することによって閉じられた流路Ａの流体は、渦巻状に巻回されて円周方向に回転し、その外にある流路Ｂの流体は、流路Ａと直角即ち軸方向に流すことができる機能を持たせることができる効果もある。
【０００９】
したがって従来から上記対策として種々の発明考案がなされている
【００１０】
即ち円盤状ガスケト４と開口端縁３に隙間が生じても洩れないように、帯状伝熱板２、２’を渦巻状に巻回した開口端縁３と蓋状フランジ５との間に軟質の円盤状ガスケット４を用いた（特許文献２）実開昭６２−１３６７６８号。
蓋状フランジ５と帯状伝熱板２、２’の開口端縁３とが当接する円盤状ガスケット４の間に外周シール部より内側に凹部を設けたライニング材を設けることによって耐熱耐食性を増すようにした（特許文献３）実開平２−１２７９６９号。
蓋体５の側にクッション性の円盤状ガスケットを配し、その上に耐熱耐食性のある薄い金属板を備え、この金属板が帯状伝熱板２、２’の開口端縁３を封止するようにした（特許文献５）特開平８−２９１９８２号がある。
【００１１】
更に、従来のスパイラル式熱交換器では、各帯状伝熱板の間隔を維持するためのスペーサーとして、図５（イ）に示す多数のスタッドピン８、又は図５（ロ）に示すディスタンスバー９等を帯状伝熱板２、２’に溶接する必要があった。
而して、流路を流れる流体に乱流作用を与え、熱交換率を高める機能を併せて持つディスタンスバー９（フラットバー）を設けた帯状伝熱板を渦巻状に巻回することは、場所が胴部であるだけに困難であった。これに溶接された金属製シール材７を用いると更に困難になった。（特許文献４）特開平６−２７３０８１号。
【００１２】
また開口端縁が渦巻状の金属片で閉じられるか、開口端縁を折り曲げてから渦巻状に巻回されて各帯状伝熱板の間隔を維持するようにしたものがあるがこれらも製造することが困難であった。（特許文献７）特表２００３−５１０５４７号
【００１３】
そこでこの発明の出願人はこれらを改良するものとして（特許文献６）特開平１１−２４８３７７号で、図６に示すスパイラル式熱交換器を提案している。
図中１２は紐状中空ガスケットを示している。
しかし、このものも開口端縁３をＬ字型折曲部２０とした帯状伝熱板であるステンレス鋼板を精度よく渦巻状に巻回することが困難である問題があった。
【００１４】
【特許文献１】実開昭６２−１３１２７１号
【特許文献２】実開昭６２−１３６７６８号
【特許文献３】実公平０２−１２７９６９号
【特許文献４】特開平０６−２７３０８１号
【特許文献５】特開平０８−２９１９８２号
【特許文献６】特開平１１−２４８３７７号
【特許文献７】特表２００３−５１０５４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
この発明の課題は、この出願人が先に開示した特開平１１−２４８３７７号では、開口端縁３にＬ字型折曲部２０が設けられることによって、渦巻状に巻回することが困難であった帯状伝熱板を、平板同然に自在に渦巻状に巻回できるようにすることである。
そして、紐状ガスケット、または紐状中空ガスケットを用いて、容易に組立て分解ができ、且つ流体を軸方向に気密に封止できる、製造容易で廉価なスパイラル式熱交換器を提供することを目的としている。
更に、困難であったディスタンスバー９の設置を容易にすることである。
【００１６】
そして大型等のため、帯状伝熱板の間隔が広くなるスパイラル式熱交換器において、長いスタッドピンを安全且つ容易に適用できるようにすることである
又、片方の流体を軸方向に流す用途にも適用できることもその目的の一つである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明では図７に示す。
紐状ガスケット１３を支受する帯状伝熱板２の、前記図６に示す開口端縁のＬ字型折曲部２０に相当する機能を発揮するスタッドピン８を、前記開口端縁のＬ字型折曲部２０に対応する位置に、所定の隙間をあけて棚状に連設せしめることによって解決される。
【００１８】
即ち図７（イ）（ロ）に示すように、帯状伝熱板２、２’の開口端縁３から蓋体５に対する所定の締め代１４を設けてスタッドピン８が一定の隙間をあけて帯状伝熱板２、２‘の長手方向へ棚状に連設される。
この隙間が帯状伝熱板２、２’をマキ渦巻状に巻回するときの曲げの要素になる。
スタッドピン８は所定の長さ、太さ、形状のスタッドボルト、又はスタッドピンがスタッド溶接等によって植えられる。
そして図７（イ）、（ロ）、（ハ）に示すように紐状ガスケット１３が搭載され、帯状伝熱板２、２’と共に渦巻状に巻回される。或いは渦巻状に巻回された帯状伝熱板２、２’の所定の位置に挿し込まれる。図７（イ）中のガスケット１３は説明の都合で締め代１４を省略している。
【００１９】
この棚状に連設されるスタッドピン８の溶接強度は、ｔ＝６ｍｍの冷間圧延ステンレス鋼板にスタッド径Ｍ５のボルトをスタッド溶接した場合。
引張強度９．３Ｎ。せん断荷重５．６Ｎ。トルク９．２Ｎ．ｍの強度があり、強度的には母材である帯状伝熱板（冷間圧延ステンレス鋼板）と一体になっている。
然しながら、例えばｔ＝０．５ｍｍの帯状伝熱板にＭ５のスタッドピンをスタッド溶接した場合、少なくともＭ５の幅＝約５ｍｍ＋１ｍｍが一体に固まっているために曲げることができない。
しかしこれが一定のピッチで隙間をあけて棚状に連設せしめられると、この隙間が帯状伝熱板２、２’を渦巻状に巻回するときの曲げの要素になる。
この発明は、渦巻状に巻回される帯状伝熱板に、棚状の紐状ガスケット１３の支受部材１５を設けるに際してこの曲げの要素を利用することを特徴としている。
【００２０】
而してスタッドピン８は図７（イ）、（ロ）、（ハ）に示すように棚状に連設され、この上に紐状ガスケット１３が搭載される。
この態様で、スタッドピン８で紐状ガスケット１３を支受し、蓋体５に締め付けると、図７（ハ）に示すように紐状ガスケット１３の一部が垂れた状態で圧締めとなるため、蓋体５と紐状ガスケット１３との間に空隙１７を生じ、圧締めが不均一となり封止効果が不充分となる虞れがある。
【００２１】
そこで、この発明では前記棚状に連設されたスタッドピン８’には、図７（ニ）に示すように蓋体５に対して紐状ガスケット１３が平行に維持できるように、スタッドピン８’の少なくとも一部に平行面部１６を設けるか、或いは図８（イ）に示すようにスタッドピン８に少なくとも１辺が平行面部１６に構成された支受部材１５が被せられる。
そして該スタッドピン８’又は支受部材１５の平行面部１６が、紐状ガスケット１３の側に図８（ロ）、（ハ）、（ニ）に示すように帯状伝熱板２、２’の端面開口部３から所定の幅を設けて棚状に連設され、平行面部１６が一線に揃えられる。この一線が図６に示すＬ字型折曲部２０に相当する。
而して図８（ハ）、（ニ）に示すように紐状ガスケット１３を搭載支受して外胴フランジ１１を蓋体５に圧締めすると、支受部材１５の平行面部１６が前記蓋体５に対して連続した平行面になることで均一な封止が得られる。
即ち図７（ロ）の締め代１４によって充分な体積を持つ紐状ガスケット１３は、上（蓋体５）、下（棚状に連設された支受部材１５の平行面１６）、左（帯状伝熱板２）、右（帯状伝熱板２’）の四方が囲まれた中で充満し、Ａ、Ｂ両流路を密封することができる。
【００２２】
或いは、図６の紐状中空ガスケット１２を搭載支受し、これを液圧などで膨充張拡せしめて開口端縁３を密封、Ａ、Ｂ両流路を構成することができる。
【００２３】
尚、従来のスパイラル式熱交換器で決められた位置にピンを溶接した例として挙げられる実開平０１−１４４６６８号では二重シール構造であって、帯状伝熱板２、２‘の開口端縁３に第一の金属シール材が溶接され、ピンは第二のシール材を挿入する位置決めに使用されている。
また特開昭６０−１５５８９２号の図面ではピンは並んで見えるが、発明の詳細な説明に示されるように、ピンは通常のスペーサーとし使用されるスタッドピンであって、この発明に使用される紐状ガスケットの支受部材では無いことは明らかである。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によると、以下に列挙する種々の効果が得られる。
（１）スタッドピンが帯状伝熱板２、２’の端面開口部３から少し内方に所定の幅を設け、棚状に所定のピッチで長手方向に連設されることで、スタッドピンとスタッドピンの間に隙間が構成される。この隙間が帯状伝熱板２、２’を巻き回するときの曲げの要素となって従来の折曲部分に生じた剛直が無くなり、帯状伝熱板が平板に近い感覚で自在に渦巻状に巻回することができる。
（２）棚状に連設されたスタッドピンの少なくとも１辺を平行面状とするか、及び又は少なくとも１辺を平行面状とした支受部材を被せることで、隙間が調節されると同時に一線に連続した平行面部が形成され、紐状ガスケットに対する圧締による不均一が抑えられ、シール性能が確実になる。
（３）帯状伝熱板の胴部Ｃに予め植えられたスタッドピン２８に、後からフラットバー２９を差込むことで従来胴部Ｃの曲面（凹面、凸面共）に取り付けが困難であったフラットバー２９の取り付けが容易になるばかりでなく、分解掃除が容易になる。
（４）芯筒と外胴の通孔の外側（シール側）に設けられた固定具によって、紐状ガスケットが流路Ａ及び又は流路Ｂの通孔に落ち込んで、この部分から漏洩する恐れが無いばかりでなく、紐状ガスケットを固定しない場合、この紐状ガスケットが前記固定具から伝熱板の先の方に向かって伸縮することで、このスパイラル式熱交換器全体の伝熱板と紐状ガスケット等との熱膨張率の違いから生じる歪みを吸収することができる。
（５）一端が帯状伝熱板２に溶接されたスタッドピン８は、他の一端が向き合う帯状伝熱板２’に設けられたピン受台２６で支えられ、橋を構成することによって、帯状伝熱板２と帯状伝熱板２’の距離が離れていても薄い帯状伝熱板で済み、材料が大幅に節約できる。
（６）流路Ａを回転方向に、流路Ｂを軸方向に設定し、Ａ、Ｂ両流路を交差せしめて熱交換できる。
（７）棚状に連設されたスタッドピン及びディスタンスバーによって、流路が減圧下、更に圧力差が大きくても流路が保証される。
（８）電気的に絶縁体であるフッ素樹脂フイルムをラミネートした面でも、また他の樹脂等をラミネートした面でも、当然他の金属素材による被覆面にでもスタッドピンを植えることができ、用途が広がる。
（９）紐状ガスケットはソリッドでも、紐状中空ガスケットでも同様に利用できる
（１０）分解掃除が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施形態を以下の実施例１〜実施例６に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２６】
図８（ロ）に示すように、帯状伝熱板２、２’はそれぞれ、軸方向両側の開口端縁３から少し内方へ、紐状ガスケット１３を搭載する所定の幅を置き、所定の隙間を設けてスタッドピン８が一列棚状にスタッド溶接で連設植えられる。
そしてこのスタッドピン８には図８（イ）に示す1辺を平行面部１６とした支受部材１５が被せられ、図８（イ）、（ロ）、（ロ）、（ニ）に示すように平行面部１６が一線に並んで構成される。
【００２７】
この帯状伝熱板２、２’の端部３１は図９に示すように、段差を設けた芯筒１９、１９’の一部に溶接接合される。
この接合は直接溶接しても良いが、帯状伝熱板２、２’の端部３１を曲げて芯筒１９、１９’に接合されても良い。
【００２８】
この半円弧の芯筒１９、１９’は、隔壁１８を介し、片方ずつ適用する帯状伝熱板２、２’の間隔（紐状ガスケット１３）だけ、ずれて構成され、帯状伝熱板２、２’が互いに半周する毎に段差無く円滑にその上に乗って渦巻状に巻回され、それぞれの帯状伝熱板２、２’の間にＡ、Ｂ、２つの流路が構成される。
【００２９】
即ち、流路Ａは通孔３３を通って隔壁１８と芯筒１９で囲まれたＡ’に至り、流路Ｂは通孔３３’を通って隔壁１８と芯筒１９’で囲まれたＢ’に通じている。
図１０に示すように、通孔３３の紐状ガスケット側には固定具３２が設けられ、紐状ガスケット１３が通孔３３に触れないようになっている。即ち洩れないようになっている。
紐状ガスケット１３は支受部材１５の空き２４から固定具３２の外側、帯状伝熱板２を横切ってもう片方の紐状ガスケット１５’と繋がり、エンドレスになる。
この紐状ガスケット１３は必要に応じて伸縮２５させることができる。
尚上記固定具３２は、図９に示すような棒状でも良いが、１個又はそれ以上のスタッドピンであっても良い。又このスタッドピンには支受部材を被せることができる。
【００３０】
この図９に示すものを、図８（ハ）に示す外胴１０で包み、外胴フランジ１１と蓋状フランジ５で軸方向に締め付けると、紐状ガスケット１３は締め代１４が帯状伝熱板２、２’とこれらに棚状に連設された支受部材１５によって圧縮されて、その間に充満、上下左右それぞれ接触する面に密着してこれらを気密に封止したスパイラル式熱交換器となる。
【実施例２】
【００３１】
この例は図９に示す。帯状伝熱板２、２’の胴部Ｃに予め植えられたスタッドピン２８に、後から該胴部Ｃの曲りに合ったフラットバー２９が着脱自在に差し込み装着される。
このフラットバー２９の差し込みは、少々がたがたでも良いために装着が容易である。
このフラットバー２９にはディスタンスバー９の機能を兼ねさせることができると同時に、流路における流体の攪拌、流路変更などが自由に設定できる。
【実施例３】
【００３２】
この実施例は帯状伝熱板２、と帯状伝熱板２’の間隔が大きい場合に適用される。
即ち、間隔が大きい場合にはスタッドピン８の長さは当然長くなる。ここで用いられるスタッドピン８を太くすれば、当然これに対応する帯状伝熱板２、２’も厚くしなければならないことになる。そしてスタッドピン８の溶接が弱ければ、スタッドピン８は帯状伝熱板から剥離し易くなり、強ければ帯状伝熱板の溶接箇所を変形させてスタッドピン８を変位、移動せしめ、ここから洩れを生じる虞れがある。
そこで、この実施例では図１１（イ）、（ロ）に示すように、一端が帯状伝熱板２に棚状に溶接で連設されたスタッドピン８及び又は支受部材１５の他の一端３４が、同時に渦巻状に巻回され、向かい合って接触している他の帯状伝熱板２’に設けられた折曲受台２０’に支えられるようになっている。この折曲受台２０’は直径方向に些少（１〜５ｍｍ程度）で良いために帯状伝熱板を渦巻状に巻回するのに余り抵抗にならない。
而して間隔が大きい帯状伝熱板２、２’を片側だけ溶接して片持梁（Cantilever）状態であったスタッドピン８は、両側が支えられた橋（Ｂridge）となり、細いスタッドピン８でも、同時に薄い帯状伝熱板２、２’でも使用できる。
この実施例では図１１に示すようにスタッドピン又は支受部材１５は、紐状ガスケットを受ける平行面部１６と、折曲受台２０’との接触に好適なように角柱状をなしている。
【実施例４】
【００３３】
この実施例は実施例３の折曲受台２０’の代りに、ピン受台２６を設けたものである。図１２（イ）、（ロ）に示すように、帯状伝熱板２の片側にはピン受台２６が棚状に連設され、他の片側には支受部材１５が棚状に連設されている。而して支受部材１５の他の一端３４は、帯状伝熱板２’に設けられたピン受台２６で支えられるようになっている。
そして実施例３と同様に帯状伝熱板２、２’は組み合わせられて渦巻状に巻回される。
【００３４】
ここで用いられるピン受台２６は、支受部材と同様に平行面状１６が棚状に連設構成されることが望ましい。又長さは極端に短いもの（１〜５ｍｍ）でも良いために、図１２（ハ）（ニ）に示すように、ピン受台２６はチャックホール２７を設けて内側からチャックし、先端３５から放電させて溶接する方式でもよい。
この方法は実施例１，２、３の支受部材１５にも適用ができる。
【実施例５】
【００３５】
この実施例は図１３（イ）及び（ロ）に示す。
流路Ａは実施例１〜４のように棚状に連設された支受部材１５に、紐状ガスケット１３を搭載して構成。渦巻状に巻回して周方向の流れとなる。
他方流路Ｂ側の開口端縁３はスタッドピン８が隙間をあけて棚状に連設され、軸方向に開放された態様である。随って流路Ｂの流体は、流路Ａの流体と直角方向即ち軸方向に流れて熱交換される。
このとき開口端縁３を抑える蓋体は、点線で示すハニカム板、網板等の多孔板３７であることが好ましい。これらを包む椀状蓋体３６は点線で示す。
【００３６】
この実施例で流路Ｂに適用されるスタッドピン８’の位置は、流路Ａに設けられたスタッドピン８と同じではなく、少し開口端縁３寄り、即ち紐状ガスケット１３に寄って設けられると安定するので好ましい。
【００３７】
ここで使用される紐状ガスケット１３が紐状中空ガスケット１２であれば、前記多孔板３７を省略することが可能となる。
【実施例６】
【００３８】
この実施例では少なくとも一面がフッ素樹脂フイルムシートでラミネートされた帯状伝熱板が用いられる。
フッ素樹脂フイルムシートをラミネートされた面にスタッドピンを植える前処理として、帯状伝熱板にスタッドピンとのスタッド溶接が確実に行われるために、帯状伝熱板のスタッドピンの所定の位置の被覆（電気的絶縁体）が予め除去される。
そしてスタッド溶接で植えられたスタッドピンにフッ素樹脂で被覆された支受部材１５が被せられる。
而してそれぞれの皮膜が溶着、接着されて前記皮膜の除去部と支受部材１５の被覆が修復一体化され、フッ素樹脂フイルムシートをラミネートしたスパイラル式熱交換器となる。
【００３９】
尚上記では帯状伝熱板にフッ素樹脂フイルムシートをラミネートしたものについて説明したが組合せがこれに限定しないことは言うまでもない。
即ち金属板とプラスチックシートだけでなく、スタッド溶接ができる金属板と金属板との組み合わせは当然である。
またスタッドピン８、支受部材１５も丸いものだけではなく、図７（ニ）に示す蒲鉾状断面、図１１に示す角型、その他、紐状ガスケットへの圧締めの不均一を抑えるものであれば平行面の態様も実施例に限定せず、形状、線、条、凹凸、紋様、等、表面の状態などが自由に設定できる。
支受部材１５を被せるスタッドピン８は図７（ホ）、（ヘ）、に示すようにスプライン３０が設けられていることが好ましい。この丸くないスプライン３０によって支受部材１５がスタッドピン８に対して回転しない。
更に支受部材１５も長さ方向に同一形状でなく、先端をスタッド溶接側より細くしても良い。支受部材１５が中心方向に細いことがスタッドピン８の隙間をより小さくできることでスタッドの溶接強度が増し棚状の支受部材が安定する。
フラットバー２９の形状、取付け角度、設置場所、数その他自由である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は従来のスパイラル式熱交換器の一部を削除した縦断面図である。
【図２】図２（イ）は従来の例で、帯状伝熱板にシール材を溶接した説明図である。 図２（ロ）は従来の例で、帯状伝熱板にシール材を溶接し、更に紐状ガスケットを設けた説明図である。
【図３】図３（イ）は従来の例で、シール材に帯状カバー体を組み合わせた断面図である。図３（ロ）は帯状カバー体の斜視図である。
【図４】図４（イ）は従来の例で、一方の開口端縁を鈍角に折り曲げた要部拡大断面図である。 （ロ）は従来の例で、一方の開口端縁を直角に折り曲げた要部拡大断面図である。
【図５】図５（イ）は従来の例で、帯状伝熱板にスタッドピンを付けた要部拡大断面図である。 （ロ）は従来の例で、帯状伝熱板にディスタンスバーを装着した要部拡大断面図である。
【図６】図６は従来の例で、Ｌ字状に折曲げた開口端縁を示す要部断面図である。
【図７】図７は実施例１の説明図で 図７（イ）は実施例１のスタッドピンを棚状に連設した例の説明図 （ロ）は図７（イ）のＡ−Ａ線縦断側面図 （ハ）は図７（イ）の一部を紐状ガスケット１３と共に、蓋状フランジ５を正面から見た説明図である。 （ニ）、（ホ）、（ヘ）はスタッドピン８の他の形状を示す説明図である。
【図８】図８は実施例２の説明図で 図８（イ）は実施例２の蒲鉾状断面の支受部材１５を拡大した説明図 （ロ）は実施例２の蒲鉾状断面の支受部材１５を棚状に連設し、締め代１４を省略した例の説明図 （ハ）は図８（ロ）に蓋状フランジ５を組み合わせたＡ−Ａ線縦断説明図 （ニ）は図８（ハ）の一部を紐状ガスケット１３と共に、蓋状フランジ５を正面から見た説明図である。
【図９】図９は実施例１及び実施例２の説明図である。
【図１０】図１０は実施例１で、上下の紐状ガスケット１３を折り返す態様を示す説明図である。
【図１１】図１１（イ）は実施例３の折曲受台２０’の説明図である。図１１（ロ）は、図１１（イ）のＡ−Ａ線縦断説明図である。
【図１２】図１２は実施例４のピン受台２６の説明図で、図１２（イ）は図１２（ロ）のＡ−Ａ線縦断説明図である。図１２（ハ）は図１２（ニ）のＡ−Ａ線縦断説明図、図１２（ニ）は図１２（ハ）の正面図である。
【図１３】図１３（イ）、（ロ）は実施例５の熱交換流体Ａ、Ｂが直交する態様を示す説明図で、図１３（ロ）は、図１３（イ）に多孔板３７と椀状蓋体３６を組み合わせたＡ−Ａ線縦断説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ．流路
Ｂ．流路
Ｃ．胴部
１．スパイラル式熱交換器
２．帯状伝熱板
２’帯状伝熱板
３．開口端縁
４．円盤状ガスケット
５．蓋体
６．溶接
７．シール材
８．スタッドピン
８’スタッドピン
９．ディスタンスバー
１０．外胴
１１．外胴フランジ
１２．紐状中空ガスケット
１３．紐状ガスケット
１４．締め代
１５．支受部材
１５’支受部材
１６．平行面部
１７．空隙
１８．隔壁
１９．芯筒
１９’芯筒
２０．Ｌ字型折曲部
２０’折曲受台
２１．帯状カバー体
２２．スリット
２３．スペーサー
２４．空き
２５．伸縮
２６．ピン受台
２７．チャックホール
２６．ピン受台
２７．チャックホール
２８．スタッドピン
２９．フラットバー
３０．スプライン
３０’スプライン
３１．端部
３２．固定具
３３．通孔
３４．他の一端
３５．先端
３６．椀状蓋体
３７．多孔板
【技術分野】
【０００１】
この発明はスパイラル式熱交換器に関し、１枚以上の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻き状に多数回巻回して構成されたスパイラル式熱交換器に関する。
更に詳しくは、前記帯状伝熱板の開口端縁の少し内方に、蓋体に対して圧締めされる紐状ガスケットを収容するスペースを設け、前記紐状ガスケットを支受する支受部材及び又はスタッドピンを所定の隙間をあけて棚状に連設して設けたことを特徴とするスパイラル式熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スパイラル式熱交換器は一般に図１に示すように、２枚の長尺の帯状伝熱板２、２’を所定の間隔をあけて渦巻状に多数回巻回したもので、流体の一方は流路Ａを外周から内芯へ、他方は内芯から外周の流路Ｂへ、それぞれ完全な対向流となって流れ、熱交換するようになっている。
【０００３】
そしてその帯状伝熱板２、２’の開口端縁３の封止方法は次のようになっている。
１．図１に示すように、帯状伝熱板２、２’の開口端縁３は、Ａ、Ｂ両流路とも上下方向にも開放されているが、円盤状ガスケット４で上下両側の外胴フランジ１１と蓋体５を締め付けることによって軸方向の開口端縁３を封止して、渦巻状に回流するＡ、Ｂ、２つの流路を構成するようになっている。
２．図２（イ）、（ロ）に示すように、一組の帯状伝熱板２、２’の開口端縁３は渦巻状に巻回されてから、厚い金属製のシール材７を溶接６して封止され、これを図１に示す円盤状ガスケット４で両側の蓋体５を外胴フランジ１１に締め付けることによってＡ、Ｂ、２つの流路を軸方向に封止する構成になっている。
この溶接６されて囲まれたシール材７と帯状伝熱板２、２’の内側の流路Ａは洩れないが、その外側である流路Ｂは軸方向に洩れやすい問題がある。
即ち、図１、図２（イ）に示すものは、当接する帯状伝熱板２、２’と、円盤状ガスケット４が硬質同士のため、完全に封止することが困難である問題があった。
３．そこで図２（ロ）に示すように、図２（イ）のシール材７に更に紐状ガスケット１３を設けた構成になっている。
４．また図３（イ）に示すものは、一方の流路Ａの開口端縁３は図２（イ）のように、シール材７を溶接で封止して蓋体（図示しない）と接し、他方の流路Ｂの開口端縁３は図３（ロ）に示すように、軟質のキャタピラーのような帯状カバー体２１で封止されるようになっている。
図中８はスタッドピン、２２はスリット、２３は帯状伝熱板２、２’の間隔を保障するスペーサーである。（特許文献１）実開昭６２−１３１２７１号
【０００４】
これら図２（イ）、（ロ）、及び図３に示すものは長尺で薄い帯状伝熱板２、２’の開口端縁３と、厚い金属製シール材７とを渦巻状に巻回してから溶接６するので、完全に溶接接合することが困難であった。
【０００５】
また前記金属製シール材７を使用しない異なる手段として、図４（イ）、（ロ）、に示すように帯状伝熱板２、２’の開口端縁３を所定の間隔を設けて長手方向に折り曲げ突合せ或いは重ねてから、重ねた所を縫い合わせるように溶接６して封止する方法があるが、これらも折り曲げた帯状伝熱板を渦巻状に巻回することが難しい問題があった。（特許文献５）特開平８−２９１９８２号。
即ち上記渦巻状に巻回する溶接は、帯状伝熱板２の肉厚が薄くなるほど溶接の難度が増すので、伝熱効率が低下しても帯状伝熱板２、２’に肉厚が厚いステンレス鋼板等を使う必要があった。
【０００６】
また溶接部分や溶接部附近は本質的に腐食されやすく、更に運転中の温度の変化で生じる歪みや、膨脹収縮の繰り返しによって生じる疲労から、弱いところに応力が集中し腐食や破壊が生じ易く、一体に溶接された装置全体が、一部の破断による漏洩で一挙に使用できなくなる問題がある。
【０００７】
このためこれら帯状伝熱板２、２’の開口端縁３を溶接する方式のスパイラル式熱交換器は一度組み立てると修理ができない、即ちスクラップになる問題があった。
【０００８】
一方で図４に示す、一端を折り曲げ溶接することによって閉じられた流路Ａの流体は、渦巻状に巻回されて円周方向に回転し、その外にある流路Ｂの流体は、流路Ａと直角即ち軸方向に流すことができる機能を持たせることができる効果もある。
【０００９】
したがって従来から上記対策として種々の発明考案がなされている
【００１０】
即ち円盤状ガスケト４と開口端縁３に隙間が生じても洩れないように、帯状伝熱板２、２’を渦巻状に巻回した開口端縁３と蓋状フランジ５との間に軟質の円盤状ガスケット４を用いた（特許文献２）実開昭６２−１３６７６８号。
蓋状フランジ５と帯状伝熱板２、２’の開口端縁３とが当接する円盤状ガスケット４の間に外周シール部より内側に凹部を設けたライニング材を設けることによって耐熱耐食性を増すようにした（特許文献３）実開平２−１２７９６９号。
蓋体５の側にクッション性の円盤状ガスケットを配し、その上に耐熱耐食性のある薄い金属板を備え、この金属板が帯状伝熱板２、２’の開口端縁３を封止するようにした（特許文献５）特開平８−２９１９８２号がある。
【００１１】
更に、従来のスパイラル式熱交換器では、各帯状伝熱板の間隔を維持するためのスペーサーとして、図５（イ）に示す多数のスタッドピン８、又は図５（ロ）に示すディスタンスバー９等を帯状伝熱板２、２’に溶接する必要があった。
而して、流路を流れる流体に乱流作用を与え、熱交換率を高める機能を併せて持つディスタンスバー９（フラットバー）を設けた帯状伝熱板を渦巻状に巻回することは、場所が胴部であるだけに困難であった。これに溶接された金属製シール材７を用いると更に困難になった。（特許文献４）特開平６−２７３０８１号。
【００１２】
また開口端縁が渦巻状の金属片で閉じられるか、開口端縁を折り曲げてから渦巻状に巻回されて各帯状伝熱板の間隔を維持するようにしたものがあるがこれらも製造することが困難であった。（特許文献７）特表２００３−５１０５４７号
【００１３】
そこでこの発明の出願人はこれらを改良するものとして（特許文献６）特開平１１−２４８３７７号で、図６に示すスパイラル式熱交換器を提案している。
図中１２は紐状中空ガスケットを示している。
しかし、このものも開口端縁３をＬ字型折曲部２０とした帯状伝熱板であるステンレス鋼板を精度よく渦巻状に巻回することが困難である問題があった。
【００１４】
【特許文献１】実開昭６２−１３１２７１号
【特許文献２】実開昭６２−１３６７６８号
【特許文献３】実公平０２−１２７９６９号
【特許文献４】特開平０６−２７３０８１号
【特許文献５】特開平０８−２９１９８２号
【特許文献６】特開平１１−２４８３７７号
【特許文献７】特表２００３−５１０５４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
この発明の課題は、この出願人が先に開示した特開平１１−２４８３７７号では、開口端縁３にＬ字型折曲部２０が設けられることによって、渦巻状に巻回することが困難であった帯状伝熱板を、平板同然に自在に渦巻状に巻回できるようにすることである。
そして、紐状ガスケット、または紐状中空ガスケットを用いて、容易に組立て分解ができ、且つ流体を軸方向に気密に封止できる、製造容易で廉価なスパイラル式熱交換器を提供することを目的としている。
更に、困難であったディスタンスバー９の設置を容易にすることである。
【００１６】
そして大型等のため、帯状伝熱板の間隔が広くなるスパイラル式熱交換器において、長いスタッドピンを安全且つ容易に適用できるようにすることである
又、片方の流体を軸方向に流す用途にも適用できることもその目的の一つである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明では図７に示す。
紐状ガスケット１３を支受する帯状伝熱板２の、前記図６に示す開口端縁のＬ字型折曲部２０に相当する機能を発揮するスタッドピン８を、前記開口端縁のＬ字型折曲部２０に対応する位置に、所定の隙間をあけて棚状に連設せしめることによって解決される。
【００１８】
即ち図７（イ）（ロ）に示すように、帯状伝熱板２、２’の開口端縁３から蓋体５に対する所定の締め代１４を設けてスタッドピン８が一定の隙間をあけて帯状伝熱板２、２‘の長手方向へ棚状に連設される。
この隙間が帯状伝熱板２、２’をマキ渦巻状に巻回するときの曲げの要素になる。
スタッドピン８は所定の長さ、太さ、形状のスタッドボルト、又はスタッドピンがスタッド溶接等によって植えられる。
そして図７（イ）、（ロ）、（ハ）に示すように紐状ガスケット１３が搭載され、帯状伝熱板２、２’と共に渦巻状に巻回される。或いは渦巻状に巻回された帯状伝熱板２、２’の所定の位置に挿し込まれる。図７（イ）中のガスケット１３は説明の都合で締め代１４を省略している。
【００１９】
この棚状に連設されるスタッドピン８の溶接強度は、ｔ＝６ｍｍの冷間圧延ステンレス鋼板にスタッド径Ｍ５のボルトをスタッド溶接した場合。
引張強度９．３Ｎ。せん断荷重５．６Ｎ。トルク９．２Ｎ．ｍの強度があり、強度的には母材である帯状伝熱板（冷間圧延ステンレス鋼板）と一体になっている。
然しながら、例えばｔ＝０．５ｍｍの帯状伝熱板にＭ５のスタッドピンをスタッド溶接した場合、少なくともＭ５の幅＝約５ｍｍ＋１ｍｍが一体に固まっているために曲げることができない。
しかしこれが一定のピッチで隙間をあけて棚状に連設せしめられると、この隙間が帯状伝熱板２、２’を渦巻状に巻回するときの曲げの要素になる。
この発明は、渦巻状に巻回される帯状伝熱板に、棚状の紐状ガスケット１３の支受部材１５を設けるに際してこの曲げの要素を利用することを特徴としている。
【００２０】
而してスタッドピン８は図７（イ）、（ロ）、（ハ）に示すように棚状に連設され、この上に紐状ガスケット１３が搭載される。
この態様で、スタッドピン８で紐状ガスケット１３を支受し、蓋体５に締め付けると、図７（ハ）に示すように紐状ガスケット１３の一部が垂れた状態で圧締めとなるため、蓋体５と紐状ガスケット１３との間に空隙１７を生じ、圧締めが不均一となり封止効果が不充分となる虞れがある。
【００２１】
そこで、この発明では前記棚状に連設されたスタッドピン８’には、図７（ニ）に示すように蓋体５に対して紐状ガスケット１３が平行に維持できるように、スタッドピン８’の少なくとも一部に平行面部１６を設けるか、或いは図８（イ）に示すようにスタッドピン８に少なくとも１辺が平行面部１６に構成された支受部材１５が被せられる。
そして該スタッドピン８’又は支受部材１５の平行面部１６が、紐状ガスケット１３の側に図８（ロ）、（ハ）、（ニ）に示すように帯状伝熱板２、２’の端面開口部３から所定の幅を設けて棚状に連設され、平行面部１６が一線に揃えられる。この一線が図６に示すＬ字型折曲部２０に相当する。
而して図８（ハ）、（ニ）に示すように紐状ガスケット１３を搭載支受して外胴フランジ１１を蓋体５に圧締めすると、支受部材１５の平行面部１６が前記蓋体５に対して連続した平行面になることで均一な封止が得られる。
即ち図７（ロ）の締め代１４によって充分な体積を持つ紐状ガスケット１３は、上（蓋体５）、下（棚状に連設された支受部材１５の平行面１６）、左（帯状伝熱板２）、右（帯状伝熱板２’）の四方が囲まれた中で充満し、Ａ、Ｂ両流路を密封することができる。
【００２２】
或いは、図６の紐状中空ガスケット１２を搭載支受し、これを液圧などで膨充張拡せしめて開口端縁３を密封、Ａ、Ｂ両流路を構成することができる。
【００２３】
尚、従来のスパイラル式熱交換器で決められた位置にピンを溶接した例として挙げられる実開平０１−１４４６６８号では二重シール構造であって、帯状伝熱板２、２‘の開口端縁３に第一の金属シール材が溶接され、ピンは第二のシール材を挿入する位置決めに使用されている。
また特開昭６０−１５５８９２号の図面ではピンは並んで見えるが、発明の詳細な説明に示されるように、ピンは通常のスペーサーとし使用されるスタッドピンであって、この発明に使用される紐状ガスケットの支受部材では無いことは明らかである。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によると、以下に列挙する種々の効果が得られる。
（１）スタッドピンが帯状伝熱板２、２’の端面開口部３から少し内方に所定の幅を設け、棚状に所定のピッチで長手方向に連設されることで、スタッドピンとスタッドピンの間に隙間が構成される。この隙間が帯状伝熱板２、２’を巻き回するときの曲げの要素となって従来の折曲部分に生じた剛直が無くなり、帯状伝熱板が平板に近い感覚で自在に渦巻状に巻回することができる。
（２）棚状に連設されたスタッドピンの少なくとも１辺を平行面状とするか、及び又は少なくとも１辺を平行面状とした支受部材を被せることで、隙間が調節されると同時に一線に連続した平行面部が形成され、紐状ガスケットに対する圧締による不均一が抑えられ、シール性能が確実になる。
（３）帯状伝熱板の胴部Ｃに予め植えられたスタッドピン２８に、後からフラットバー２９を差込むことで従来胴部Ｃの曲面（凹面、凸面共）に取り付けが困難であったフラットバー２９の取り付けが容易になるばかりでなく、分解掃除が容易になる。
（４）芯筒と外胴の通孔の外側（シール側）に設けられた固定具によって、紐状ガスケットが流路Ａ及び又は流路Ｂの通孔に落ち込んで、この部分から漏洩する恐れが無いばかりでなく、紐状ガスケットを固定しない場合、この紐状ガスケットが前記固定具から伝熱板の先の方に向かって伸縮することで、このスパイラル式熱交換器全体の伝熱板と紐状ガスケット等との熱膨張率の違いから生じる歪みを吸収することができる。
（５）一端が帯状伝熱板２に溶接されたスタッドピン８は、他の一端が向き合う帯状伝熱板２’に設けられたピン受台２６で支えられ、橋を構成することによって、帯状伝熱板２と帯状伝熱板２’の距離が離れていても薄い帯状伝熱板で済み、材料が大幅に節約できる。
（６）流路Ａを回転方向に、流路Ｂを軸方向に設定し、Ａ、Ｂ両流路を交差せしめて熱交換できる。
（７）棚状に連設されたスタッドピン及びディスタンスバーによって、流路が減圧下、更に圧力差が大きくても流路が保証される。
（８）電気的に絶縁体であるフッ素樹脂フイルムをラミネートした面でも、また他の樹脂等をラミネートした面でも、当然他の金属素材による被覆面にでもスタッドピンを植えることができ、用途が広がる。
（９）紐状ガスケットはソリッドでも、紐状中空ガスケットでも同様に利用できる
（１０）分解掃除が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施形態を以下の実施例１〜実施例６に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２６】
図８（ロ）に示すように、帯状伝熱板２、２’はそれぞれ、軸方向両側の開口端縁３から少し内方へ、紐状ガスケット１３を搭載する所定の幅を置き、所定の隙間を設けてスタッドピン８が一列棚状にスタッド溶接で連設植えられる。
そしてこのスタッドピン８には図８（イ）に示す1辺を平行面部１６とした支受部材１５が被せられ、図８（イ）、（ロ）、（ロ）、（ニ）に示すように平行面部１６が一線に並んで構成される。
【００２７】
この帯状伝熱板２、２’の端部３１は図９に示すように、段差を設けた芯筒１９、１９’の一部に溶接接合される。
この接合は直接溶接しても良いが、帯状伝熱板２、２’の端部３１を曲げて芯筒１９、１９’に接合されても良い。
【００２８】
この半円弧の芯筒１９、１９’は、隔壁１８を介し、片方ずつ適用する帯状伝熱板２、２’の間隔（紐状ガスケット１３）だけ、ずれて構成され、帯状伝熱板２、２’が互いに半周する毎に段差無く円滑にその上に乗って渦巻状に巻回され、それぞれの帯状伝熱板２、２’の間にＡ、Ｂ、２つの流路が構成される。
【００２９】
即ち、流路Ａは通孔３３を通って隔壁１８と芯筒１９で囲まれたＡ’に至り、流路Ｂは通孔３３’を通って隔壁１８と芯筒１９’で囲まれたＢ’に通じている。
図１０に示すように、通孔３３の紐状ガスケット側には固定具３２が設けられ、紐状ガスケット１３が通孔３３に触れないようになっている。即ち洩れないようになっている。
紐状ガスケット１３は支受部材１５の空き２４から固定具３２の外側、帯状伝熱板２を横切ってもう片方の紐状ガスケット１５’と繋がり、エンドレスになる。
この紐状ガスケット１３は必要に応じて伸縮２５させることができる。
尚上記固定具３２は、図９に示すような棒状でも良いが、１個又はそれ以上のスタッドピンであっても良い。又このスタッドピンには支受部材を被せることができる。
【００３０】
この図９に示すものを、図８（ハ）に示す外胴１０で包み、外胴フランジ１１と蓋状フランジ５で軸方向に締め付けると、紐状ガスケット１３は締め代１４が帯状伝熱板２、２’とこれらに棚状に連設された支受部材１５によって圧縮されて、その間に充満、上下左右それぞれ接触する面に密着してこれらを気密に封止したスパイラル式熱交換器となる。
【実施例２】
【００３１】
この例は図９に示す。帯状伝熱板２、２’の胴部Ｃに予め植えられたスタッドピン２８に、後から該胴部Ｃの曲りに合ったフラットバー２９が着脱自在に差し込み装着される。
このフラットバー２９の差し込みは、少々がたがたでも良いために装着が容易である。
このフラットバー２９にはディスタンスバー９の機能を兼ねさせることができると同時に、流路における流体の攪拌、流路変更などが自由に設定できる。
【実施例３】
【００３２】
この実施例は帯状伝熱板２、と帯状伝熱板２’の間隔が大きい場合に適用される。
即ち、間隔が大きい場合にはスタッドピン８の長さは当然長くなる。ここで用いられるスタッドピン８を太くすれば、当然これに対応する帯状伝熱板２、２’も厚くしなければならないことになる。そしてスタッドピン８の溶接が弱ければ、スタッドピン８は帯状伝熱板から剥離し易くなり、強ければ帯状伝熱板の溶接箇所を変形させてスタッドピン８を変位、移動せしめ、ここから洩れを生じる虞れがある。
そこで、この実施例では図１１（イ）、（ロ）に示すように、一端が帯状伝熱板２に棚状に溶接で連設されたスタッドピン８及び又は支受部材１５の他の一端３４が、同時に渦巻状に巻回され、向かい合って接触している他の帯状伝熱板２’に設けられた折曲受台２０’に支えられるようになっている。この折曲受台２０’は直径方向に些少（１〜５ｍｍ程度）で良いために帯状伝熱板を渦巻状に巻回するのに余り抵抗にならない。
而して間隔が大きい帯状伝熱板２、２’を片側だけ溶接して片持梁（Cantilever）状態であったスタッドピン８は、両側が支えられた橋（Ｂridge）となり、細いスタッドピン８でも、同時に薄い帯状伝熱板２、２’でも使用できる。
この実施例では図１１に示すようにスタッドピン又は支受部材１５は、紐状ガスケットを受ける平行面部１６と、折曲受台２０’との接触に好適なように角柱状をなしている。
【実施例４】
【００３３】
この実施例は実施例３の折曲受台２０’の代りに、ピン受台２６を設けたものである。図１２（イ）、（ロ）に示すように、帯状伝熱板２の片側にはピン受台２６が棚状に連設され、他の片側には支受部材１５が棚状に連設されている。而して支受部材１５の他の一端３４は、帯状伝熱板２’に設けられたピン受台２６で支えられるようになっている。
そして実施例３と同様に帯状伝熱板２、２’は組み合わせられて渦巻状に巻回される。
【００３４】
ここで用いられるピン受台２６は、支受部材と同様に平行面状１６が棚状に連設構成されることが望ましい。又長さは極端に短いもの（１〜５ｍｍ）でも良いために、図１２（ハ）（ニ）に示すように、ピン受台２６はチャックホール２７を設けて内側からチャックし、先端３５から放電させて溶接する方式でもよい。
この方法は実施例１，２、３の支受部材１５にも適用ができる。
【実施例５】
【００３５】
この実施例は図１３（イ）及び（ロ）に示す。
流路Ａは実施例１〜４のように棚状に連設された支受部材１５に、紐状ガスケット１３を搭載して構成。渦巻状に巻回して周方向の流れとなる。
他方流路Ｂ側の開口端縁３はスタッドピン８が隙間をあけて棚状に連設され、軸方向に開放された態様である。随って流路Ｂの流体は、流路Ａの流体と直角方向即ち軸方向に流れて熱交換される。
このとき開口端縁３を抑える蓋体は、点線で示すハニカム板、網板等の多孔板３７であることが好ましい。これらを包む椀状蓋体３６は点線で示す。
【００３６】
この実施例で流路Ｂに適用されるスタッドピン８’の位置は、流路Ａに設けられたスタッドピン８と同じではなく、少し開口端縁３寄り、即ち紐状ガスケット１３に寄って設けられると安定するので好ましい。
【００３７】
ここで使用される紐状ガスケット１３が紐状中空ガスケット１２であれば、前記多孔板３７を省略することが可能となる。
【実施例６】
【００３８】
この実施例では少なくとも一面がフッ素樹脂フイルムシートでラミネートされた帯状伝熱板が用いられる。
フッ素樹脂フイルムシートをラミネートされた面にスタッドピンを植える前処理として、帯状伝熱板にスタッドピンとのスタッド溶接が確実に行われるために、帯状伝熱板のスタッドピンの所定の位置の被覆（電気的絶縁体）が予め除去される。
そしてスタッド溶接で植えられたスタッドピンにフッ素樹脂で被覆された支受部材１５が被せられる。
而してそれぞれの皮膜が溶着、接着されて前記皮膜の除去部と支受部材１５の被覆が修復一体化され、フッ素樹脂フイルムシートをラミネートしたスパイラル式熱交換器となる。
【００３９】
尚上記では帯状伝熱板にフッ素樹脂フイルムシートをラミネートしたものについて説明したが組合せがこれに限定しないことは言うまでもない。
即ち金属板とプラスチックシートだけでなく、スタッド溶接ができる金属板と金属板との組み合わせは当然である。
またスタッドピン８、支受部材１５も丸いものだけではなく、図７（ニ）に示す蒲鉾状断面、図１１に示す角型、その他、紐状ガスケットへの圧締めの不均一を抑えるものであれば平行面の態様も実施例に限定せず、形状、線、条、凹凸、紋様、等、表面の状態などが自由に設定できる。
支受部材１５を被せるスタッドピン８は図７（ホ）、（ヘ）、に示すようにスプライン３０が設けられていることが好ましい。この丸くないスプライン３０によって支受部材１５がスタッドピン８に対して回転しない。
更に支受部材１５も長さ方向に同一形状でなく、先端をスタッド溶接側より細くしても良い。支受部材１５が中心方向に細いことがスタッドピン８の隙間をより小さくできることでスタッドの溶接強度が増し棚状の支受部材が安定する。
フラットバー２９の形状、取付け角度、設置場所、数その他自由である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は従来のスパイラル式熱交換器の一部を削除した縦断面図である。
【図２】図２（イ）は従来の例で、帯状伝熱板にシール材を溶接した説明図である。 図２（ロ）は従来の例で、帯状伝熱板にシール材を溶接し、更に紐状ガスケットを設けた説明図である。
【図３】図３（イ）は従来の例で、シール材に帯状カバー体を組み合わせた断面図である。図３（ロ）は帯状カバー体の斜視図である。
【図４】図４（イ）は従来の例で、一方の開口端縁を鈍角に折り曲げた要部拡大断面図である。 （ロ）は従来の例で、一方の開口端縁を直角に折り曲げた要部拡大断面図である。
【図５】図５（イ）は従来の例で、帯状伝熱板にスタッドピンを付けた要部拡大断面図である。 （ロ）は従来の例で、帯状伝熱板にディスタンスバーを装着した要部拡大断面図である。
【図６】図６は従来の例で、Ｌ字状に折曲げた開口端縁を示す要部断面図である。
【図７】図７は実施例１の説明図で 図７（イ）は実施例１のスタッドピンを棚状に連設した例の説明図 （ロ）は図７（イ）のＡ−Ａ線縦断側面図 （ハ）は図７（イ）の一部を紐状ガスケット１３と共に、蓋状フランジ５を正面から見た説明図である。 （ニ）、（ホ）、（ヘ）はスタッドピン８の他の形状を示す説明図である。
【図８】図８は実施例２の説明図で 図８（イ）は実施例２の蒲鉾状断面の支受部材１５を拡大した説明図 （ロ）は実施例２の蒲鉾状断面の支受部材１５を棚状に連設し、締め代１４を省略した例の説明図 （ハ）は図８（ロ）に蓋状フランジ５を組み合わせたＡ−Ａ線縦断説明図 （ニ）は図８（ハ）の一部を紐状ガスケット１３と共に、蓋状フランジ５を正面から見た説明図である。
【図９】図９は実施例１及び実施例２の説明図である。
【図１０】図１０は実施例１で、上下の紐状ガスケット１３を折り返す態様を示す説明図である。
【図１１】図１１（イ）は実施例３の折曲受台２０’の説明図である。図１１（ロ）は、図１１（イ）のＡ−Ａ線縦断説明図である。
【図１２】図１２は実施例４のピン受台２６の説明図で、図１２（イ）は図１２（ロ）のＡ−Ａ線縦断説明図である。図１２（ハ）は図１２（ニ）のＡ−Ａ線縦断説明図、図１２（ニ）は図１２（ハ）の正面図である。
【図１３】図１３（イ）、（ロ）は実施例５の熱交換流体Ａ、Ｂが直交する態様を示す説明図で、図１３（ロ）は、図１３（イ）に多孔板３７と椀状蓋体３６を組み合わせたＡ−Ａ線縦断説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ．流路
Ｂ．流路
Ｃ．胴部
１．スパイラル式熱交換器
２．帯状伝熱板
２’帯状伝熱板
３．開口端縁
４．円盤状ガスケット
５．蓋体
６．溶接
７．シール材
８．スタッドピン
８’スタッドピン
９．ディスタンスバー
１０．外胴
１１．外胴フランジ
１２．紐状中空ガスケット
１３．紐状ガスケット
１４．締め代
１５．支受部材
１５’支受部材
１６．平行面部
１７．空隙
１８．隔壁
１９．芯筒
１９’芯筒
２０．Ｌ字型折曲部
２０’折曲受台
２１．帯状カバー体
２２．スリット
２３．スペーサー
２４．空き
２５．伸縮
２６．ピン受台
２７．チャックホール
２６．ピン受台
２７．チャックホール
２８．スタッドピン
２９．フラットバー
３０．スプライン
３０’スプライン
３１．端部
３２．固定具
３３．通孔
３４．他の一端
３５．先端
３６．椀状蓋体
３７．多孔板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚以上の長尺の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻状に巻回して構成したスパイラル式熱交換器であって、前記帯状伝熱板の開口端縁の少し内方に、蓋体に対して圧締めされる紐状ガスケットを収容するスペースを設けて、スタッドピンを隙間をあけて棚状に連設し、これに紐状ガスケットを搭載支受せしめたことを特徴とするスパイラル式熱交換器。
【請求項２】
前記紐状ガスケットを蓋体に対して均一に圧締めさせるために、前記スタッドピンの少なくとも１辺が平行面状に構成されるか、及び又は前記スタッドピンに少なくとも１辺が平行面状に構成されている支受部材を被せたことを特徴とする請求項１に記載のスパイラル式熱交換器。
【請求項３】
芯筒及び外胴に設けられる通孔の近くには、固定具が設けられていることを特徴とする請求項１〜２に記載のスパイラル式熱交換器。
【請求項４】
一枚以上の長尺の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻状に巻回して構成したスパイラル式熱交換器であって、前記帯状伝熱板の胴部に予め植えられたスタッドピンにフラットバーが装着されることを特徴とするスパイラル式熱交換器。
【請求項５】
前記一端が帯状伝熱板に棚状に連設されたスタッドピン及び又は支受部材の他の一端は、必要に応じて、同時に渦巻状に巻回され、互いに向かい合っている他の帯状伝熱板に設けられた受台に支えられるようになしたことを特徴とする請求項１〜３に記載のスパイラル式熱交換器
【請求項６】
一枚以上の長尺の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻状に巻回して構成されたスパイラル式熱交換器であって、前記スタッドピンには必要に応じてスプラインが設けられていることを特徴とする請求項１〜５に記載のスパイラル式熱交換器。
【請求項７】
一枚以上の長尺の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻状に巻回して構成されたスパイラル式熱交換器に用いられるスタッドピン及び又は支受部材、或いはピン受台の少なくとも一辺が平行面状に構成されており、長さ方向の一端には溶接用の突起が設けられ、他の一端にはチャックホールが設けられている、或いは設けられていないスタッドピン及び又はピン受台を用いることを特徴とする請求項１〜５に記載のスパイラル式熱交換器。
【請求項８】
一枚以上の長尺の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻状に巻回して構成されたスパイラル式熱交換器であって、Ａ流路には棚状に連設された支受部材に紐状ガスケットが搭載され、Ｂ流路には開口端縁に隙間をあけたスタッドピンが棚状に連設され、Ｂ流路はＡ流路と直角、即ちＡ流路が渦巻状の巻回に対してＢ流路は軸方向に流れるようにしたことを特徴とする請求項１〜６に記載のスパイラル式熱交換器。
【請求項１】
一枚以上の長尺の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻状に巻回して構成したスパイラル式熱交換器であって、前記帯状伝熱板の開口端縁の少し内方に、蓋体に対して圧締めされる紐状ガスケットを収容するスペースを設けて、スタッドピンを隙間をあけて棚状に連設し、これに紐状ガスケットを搭載支受せしめたことを特徴とするスパイラル式熱交換器。
【請求項２】
前記紐状ガスケットを蓋体に対して均一に圧締めさせるために、前記スタッドピンの少なくとも１辺が平行面状に構成されるか、及び又は前記スタッドピンに少なくとも１辺が平行面状に構成されている支受部材を被せたことを特徴とする請求項１に記載のスパイラル式熱交換器。
【請求項３】
芯筒及び外胴に設けられる通孔の近くには、固定具が設けられていることを特徴とする請求項１〜２に記載のスパイラル式熱交換器。
【請求項４】
一枚以上の長尺の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻状に巻回して構成したスパイラル式熱交換器であって、前記帯状伝熱板の胴部に予め植えられたスタッドピンにフラットバーが装着されることを特徴とするスパイラル式熱交換器。
【請求項５】
前記一端が帯状伝熱板に棚状に連設されたスタッドピン及び又は支受部材の他の一端は、必要に応じて、同時に渦巻状に巻回され、互いに向かい合っている他の帯状伝熱板に設けられた受台に支えられるようになしたことを特徴とする請求項１〜３に記載のスパイラル式熱交換器
【請求項６】
一枚以上の長尺の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻状に巻回して構成されたスパイラル式熱交換器であって、前記スタッドピンには必要に応じてスプラインが設けられていることを特徴とする請求項１〜５に記載のスパイラル式熱交換器。
【請求項７】
一枚以上の長尺の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻状に巻回して構成されたスパイラル式熱交換器に用いられるスタッドピン及び又は支受部材、或いはピン受台の少なくとも一辺が平行面状に構成されており、長さ方向の一端には溶接用の突起が設けられ、他の一端にはチャックホールが設けられている、或いは設けられていないスタッドピン及び又はピン受台を用いることを特徴とする請求項１〜５に記載のスパイラル式熱交換器。
【請求項８】
一枚以上の長尺の帯状伝熱板を互いに所定の間隔をあけて渦巻状に巻回して構成されたスパイラル式熱交換器であって、Ａ流路には棚状に連設された支受部材に紐状ガスケットが搭載され、Ｂ流路には開口端縁に隙間をあけたスタッドピンが棚状に連設され、Ｂ流路はＡ流路と直角、即ちＡ流路が渦巻状の巻回に対してＢ流路は軸方向に流れるようにしたことを特徴とする請求項１〜６に記載のスパイラル式熱交換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２４９９０（Ｐ２００９−２４９９０Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８５２４５（Ｐ２００７−２８５２４５）
【出願日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【出願人】（０００１３０７９８）松本技研株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【出願人】（０００１３０７９８）松本技研株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]