(57)【要約】【課題】  廃プラスチックの熱分解装置として最適な熱交換器であって、チューブとチューブプレートとの付根に亀裂が生じ難いものを提供する。【解決手段】  ケーシング１の肉厚よりも薄い板厚のチューブプレート５に複数のチューブ６を貫通固定し、ケーシング１の開口３の孔縁部にチューブプレート５の外周を固定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング(1) の対向する一対の両側壁(2) に一対の開口(3) が設けられ、その開口(3) の口縁にダクト(4) の一端が接続され、
前記ケーシング(1) の前記側壁(2) の板厚より薄い板厚の一対のチューブプレート(5) に複数のチューブ(6) の両端が液密に貫通し、
その一対のチューブプレート(5) の外周が前記開口(3) の口縁に夫々接続されて、前記チューブ(6) がケーシング(1) 内に位置し、
前記ケーシング(1) 内に第１熱交換媒体(7) が収容されると共に、前記ダクト(4) を介し夫々の前記チューブ(6) 内に第２熱交換媒体(8) が流通して、両媒体(7) (8) 間に熱交換が行われる熱交換器。
【請求項２】
請求項１において、
前記チューブプレート(5) の外周が前記開口(3) より大に形成され、前記チューブ(6) の長手方向に延在する枠部(9) を介して、前記チューブプレート(5) の外周が前記開口(3) の口縁部に接続された熱交換器。
【請求項３】
請求項１において、
前記開口(3) より大に形成されたチューブプレート(5) の外周が、前記ダクト(4) 側で前記開口(3) の口縁部に接続された熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３において、
前記第１熱交換媒体が廃プラスチックであり、第２熱交換媒体が加熱ガスであって、前記ケーシング内で廃プラスチックが熱分解される熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として廃プラスチックの熱分解装置として最適な熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃プラスチックの熱分解装置として用いる熱交換器は、一般に釜型タイプであって、その釜の外周を加熱するものである。このタイプの熱交換器は熱効率が悪い。そこで、特に熱交換性能の良い他の熱交換器として公知のものを廃プラスチックの熱分解装置に応用するとすれば、図５および図６のようなものが考えられる。
即ち、廃プラスチックが収納されるタンク状のケーシング１の下部に、多数の偏平なチューブ６を並列し、各チューブ６の両端をケーシング１の両側壁２に貫通し、その貫通部をろう付けまたは溶接固定する。そして、側壁２の外面側で多数のチューブ６の端部外周を被嵌するようにダクト４の先端を接続する。そして、ケーシング１内に第１熱交換媒体７として粉砕した廃プラスチックを収納し、一方のダクト４から第２熱交換媒体８として加熱ガスを導き各チューブ６内を流通させる。そして、第２熱交換媒体８と第１熱交換媒体７とを熱交換させ廃プラスチックを溶融し、次いでそれを熱分解して気化させ、その気化ガスを冷却凝縮して油化させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように考えられる熱交換器は、チューブ６内には加熱ガスが流通するため、その熱膨張がケーシング１の熱膨張より大きくなる。そのため、チューブ６とケーシング１の側壁２との間に大きな熱応力が生じ、そこに亀裂が生じるおそれがある。
このような亀裂を防止するには、チューブ６自体に伸縮自在な蛇腹状部を設けたり、或いはケーシング１自体にそれを設けたりすることが考えられる。
しかしながら、係る手段は製作が面倒でコストがかかると共に、蛇腹状部に流体が滞留しがちである。
そこで本発明は、係る問題点を取り除いた構造が簡単で信頼性の高い熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の本発明は、ケーシング(1) の対向する一対の両側壁(2) に一対の開口(3) が設けられ、その開口(3) の口縁にダクト(4) の一端が接続され、
前記ケーシング(1) の前記側壁(2) の板厚より薄い板厚の一対のチューブプレート(5) に複数のチューブ(6) の両端が液密に貫通し、
その一対のチューブプレート(5) の外周が前記開口(3) の口縁に夫々接続されて、前記チューブ(6) がケーシング(1) 内に位置し、
前記ケーシング(1) 内に第１熱交換媒体(7) が収容されると共に、前記ダクト(4) を介し夫々の前記チューブ(6) 内に第２熱交換媒体(8) が流通して、両媒体(7) (8) 間に熱交換が行われる熱交換器である。
【０００５】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記チューブプレート(5) の外周が前記開口(3) より大に形成され、前記チューブ(6) の長手方向に延在する枠部(9) を介して、前記チューブプレート(5) の外周が前記開口(3) の口縁部に接続された熱交換器である。
【０００６】
請求項３に記載の本発明は、請求項１において、
前記開口(3) より大に形成されたチューブプレート(5) の外周が、前記ダクト(4) 側で前記開口(3) の口縁部に接続された熱交換器である。
【０００７】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３において、
前記第１熱交換媒体が廃プラスチックであり、第２熱交換媒体が加熱ガスであって、前記ケーシング内で廃プラスチックが熱分解される熱交換器である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の熱交換器は、薄い板厚のチューブプレート５に複数のチューブ６の両端が液密に貫通し、そのチューブプレート５の外周が板厚の厚いケーシング１の開口３の口縁に夫々接続されたから、ケーシングの強度を保ちつつ、チューブ６とケーシング１との間に熱膨張の差が生じたとき、ケーシング１の側壁２に対してチューブプレート５が容易に変形し、それによって過大な熱応力を吸収することができる。そのため、チューブ６とチューブプレート５との貫通部に亀裂が生じるのを効果的に防止できる。しかも構造が簡単で、それを安価に提供できる。
【０００９】
上記構成において、チューブプレート５の外周を枠体９を介してケーシング１の開口３の口縁部に接続した場合には、チューブプレート５の変形をより容易にし、信頼性の高い熱交換器となり得る。
【００１０】
上記構成において、チューブプレート５の外周を開口３より大きくし、そのチューブプレート５の周縁をダクト４側で開口３の口縁部に接続した場合には、チューブプレート５の変形を容易に行い、チューブ６とチューブプレート５との付根部の亀裂を効果的に防止できる。
【００１１】
上記構成における熱交換器を廃プラスチックの熱分解装置として利用した場合には、その熱交換率が高く信頼性の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。なお、従来技術と同一の構成要素については、同一の符号を付す。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す縦断面図であって、図３のＩ−Ｉ矢視断面図およびＢ部拡大図である。また、図２は同熱交換器の分解斜視図であり、図３は図１の III− III矢視断面図である。
この熱交換器は、廃プラスチックの熱分解装置として最適なものであり、ケーシング１と、複数のチューブ６およびチューブプレート５と、一対のダクト４とを有する。
ケーシング１の両側には開口３が形成され、その開口３にダクト４の端部がろう付けまたは溶接固定されている。ケーシング１（側壁２を含む）は、比較的肉厚の厚いステンレス鋼板等の金属板からなる。
【００１３】
多数の偏平なチューブ６は、互いに平行に配置され、その両端部が一対のチューブプレート５の偏平孔に貫通し、その貫通部が液密に接合される。チューブプレート５の厚みは、ケーシング１のそれよりも充分薄く形成され、一例としてケーシング１の厚みに対して１〜７割程度である。そのチューブプレート５の外周はケーシング１の開口３よりも充分大きく且つ、その開口に相似形に形成されている。チューブプレート５の外周は、枠部９に接合される。
この枠部９は、図１および図２に示す如く、ケーシング１の内面側において、開口３の口縁部に一端が固定され、他端にチューブプレート５が固定される。そしてダクト４の端部にフランジ10を介して接続ダクト4aが接続され、ダクト４内に第２熱交換媒体８として高温の加熱ガスが導かれ、各チューブ６内を流通する。
【００１４】
ケーシング１内には、第１熱交換媒体７として粉砕された廃プラスチックが収納され、第２熱交換媒体８によってそれが溶融すると共に熱分解して気化する。
このとき、チューブ６とケーシング１との間には温度差が生じ、チューブ６がより長く伸張する。すると、図１（Ｂ）の如くチューブプレート５がダクト４側に変形し、開口３とチューブプレート５との付根に加わる熱応力を円滑に吸収する。
【００１５】
次に、図４は本発明の第２の実施の形態を示す要部縦断面図であり、この例が図１のそれと異なる点は、チューブプレート５とケーシング１との取付け位置である。
この例では、薄肉のチューブプレート５がダクト４側において、ケーシング１の開口３の口縁部に溶接等の手段により接合される。そしてケーシング１に比較して熱膨張の大きなチューブ６により、チューブプレート５は実線の状態から鎖線の状態に移動し、そのチューブプレート５の変形によってチューブ６とチューブプレート５との間に生じる熱応力を効果的に吸収する。
なお、本発明の熱交換器の用途は、廃プラスチックの熱分解装置に限らず、化学機械等の他の各種熱交換器としても用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の熱交換器の縦断面図であって、図３のＩ−Ｉ矢視断面図およびＢ部拡大図。
【図２】同熱交換器の分解斜視図。
【図３】図１の III− III矢視断面図。
【００１７】
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す熱交換器の要部縦断面図。
【図５】比較のための熱交換器の縦断面図。
【図６】図５のVI−VI矢視断面略図。
【符号の説明】
【００１８】
１  ケーシング
２  側壁
３  開口
４  ダクト
4a  接続ダクト
【００１９】
５  チューブプレート
６  チューブ
７  第１熱交換媒体
８  第２熱交換媒体
９  枠部
10  フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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