プレート式熱交換器の主要構造部品と詳細内訳
(I)プレート
○ ステンレス鋼(304/316L):最も一般的に使用される材質で、一般的な腐食性媒体に耐性があります。適用温度範囲は-30℃~150℃で、水、油、弱酸/弱塩基などの標準的な媒体に適しています。
○ チタン合金(TA1/TA2):腐食性の高い媒体(海水、ブライン、有機酸など)に耐性があります。低密度で強力な耐食性を特徴とし、適用温度範囲は-50℃~200℃です。コストは高めです。
○ ニッケル合金 / ハステロイ:強酸・強アルカリおよび高温腐食に耐性があり、化学処理や製薬などの産業における極端な腐食条件下に適しています。適用温度は300℃を超える場合があります。
○ 炭素鋼:低コストですが耐食性が低く、非腐食性で清浄な水媒体にのみ適しています。ほとんど使用されません。
2. プレートパラメータ
○ 厚さ:通常0.5~1.2 mm。薄いプレートは熱交換効率が高いですが、耐圧能力は低くなります。厚いプレートは耐圧性が高いですが、効率はわずかに低下します。
○ コルゲーション深さ:2~5 mm。深さが大きいほど流路が広くなり圧力損失は小さくなりますが、熱交換効率は低下します。浅い深さでは流路が狭くなり乱流が強くなるため、効率は高くなりますが圧力損失は大きくなります。
○ プレート寸法:幅は300mmから1000mm、長さは600mmから2000mmの範囲です。寸法が大きいほど、単位あたりの熱交換面積が大きくなります。
11. プレートの機能:流体流路を形成し、乱流を強化し、熱交換表面積を増やし、構造的剛性を確保します。
(II) ガスケット
- 機能:冷媒と熱媒を分離する。外部漏洩(機器と外部環境間)および内部漏洩(冷媒と熱媒間のクロスコンタミネーション)を防ぐ。隣接するプレート間の隙間をシールする。
- 材質と適用条件
○ ニトリルゴム(NBR):耐油性、耐水性。適用温度範囲:-20℃~120℃。油類や冷水を使用する用途に適しています。 ○ EPDMゴム:耐熱性、耐老化性、耐酸性、耐アルカリ性。適用温度範囲:-30℃~180℃。最も汎用性が高く、温水、蒸気、弱酸/弱アルカリに適しています。
○ フッ素ゴム(FKM):耐強腐食性、耐高温性。適用温度範囲:-20℃~250℃。強酸/強アルカリ、有機溶剤に適しています。コストが高い。
○ シリコーンゴム:高低温に耐性があり、適用温度範囲は-60℃~200℃です。適度な耐食性を持ち、食品および医薬品用途のクリーンメディアに適しています。
3. 構造:プレートのシーリング溝に正確にフィットする位置決めクリップを備えた一体成形設計で、ずれを防ぎます。
(III)クランプ機構
- 固定クランププレート:片側に固定され、入口/出口配管に接続されます。炭素鋼またはステンレス鋼製で、支持とシーリングの両方の機能を果たします。
- 可動クランププレート:ガイドロッドに沿ってスライド可能で、クランプボルトと連携してプレートパックを圧縮し、それによって適切なシーリング圧力を確保します。
- 上下ガイドロッド(サイドビーム):上部ガイドロッドはプレートの重量を支え、下部ガイドロッドはプレートのずれを防ぎ、適切なプレート位置合わせを確保するためのガイドとして機能します。
- クランプボルト:炭素鋼またはステンレス鋼製。均一なクランプ力を適用し、不均一な圧力分布による漏れを防ぎます。
(IV)配管接続部および付属品
- 配管接続部:冷媒および熱媒の両方に専用の入口および出口ポートが設けられており、合計4つの接続ポイントがあります。接続部の材質はプレートまたはフレームの材質と一致し、配管径は媒体の流量に応じてサイズ設定されます。利用可能な接続タイプには、フランジ、ねじ込み、溶接があります。
- 付属品
○ 位置決めピン:プレートの位置を固定し、ずれや横方向の動きを防ぎます。
○ ドレンポート:ユニット底部にあり、残留媒体の排出や洗浄排水に使用されます。
○ エアベントバルブ:ユニット上部にあり、流路内に閉じ込められた空気を排出し、最適な熱交換効率を確保します。
○ 温度/圧力ポート:温度センサーおよび圧力センサーの取り付け用に予約されたポートで、運転条件の監視を可能にします。