CN106605096A - 冷却装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，即使高温环境下的金属制筒状部件产生热变形，也可维持冷却性能。本发明具有：基台部件(2)，其沿高温环境下的金属制筒状部件(100)的表面(100A)，以用面接触的形式设置；散热部件(3)，其凸出于基台部件(2)的表面进行设置；以及热传递保持机构(4)，其保持从金属制筒状部件(100)至基台部件(2)的热传递性。

Description

冷却装置
技术领域
本发明涉及一种冷却装置，该冷却装置冷却例如在火力发电机组和核能发电机组以及化学机组等机组中使用的像配管一样容易达到高温的高温部件。
背景技术
例如，在火力发电机组等中使用的配管具有将通过锅炉加热的蒸汽运送至蒸汽涡轮机的功能，因此，为处于高温高压环境中的金属制筒状部件。这种金属制筒状部件在上述环境下长时间使用后，蠕变损伤加剧，产生蠕变孔洞，该蠕变孔洞连在一起后产生裂痕，最终导致断裂。
为了防止该断裂，通过定期的非破坏检查分析蠕变孔洞的发展程度，导出蠕变损伤度，并进行金属制筒状部件的剩余使用寿命评估(例如，参照专利文献1或专利文献2)。另外，一般而言，金属制筒状部件中，与母材部相比焊接部的蠕变损伤风险较高，因此，检查部位主要为焊接部。
根据非破坏检查的结果一般采取以下对策：如果有蠕变损伤度较高的部件，到下一次定期检查为止，蠕变损伤风险较高，则更换金属制筒状部件；但是如果到下次定期检查为止，蠕变损伤风险较低，则可通过降低机组整体的运转温度来降低金属制筒状构件的金属温度，从而降低蠕变损伤风险。其中，存在降低机组整体的运转温度会导致机组的运转效率降低的问题。
另外，例如，专利文献3中关于配管公开了通过散热片对配管的热量进行散热的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-85347号公报
专利文献2：日本专利特开2008-122345号公报
专利文献3：日本专利特开2003-113989号公报
发明内容
发明要解决的问题
虽然可以像专利文献3所公开的那样通过散热片冷却配管，但在配管产生热变形，并且该热变形影响到散热片时，冷却性能可能会下降。
本发明为解决上述课题而研究得出，其目的在于，提供一种冷却装置，该冷却装置在处于高温环境下的金属制筒状部件产生热变形时，也可维持冷却性能。
技术方案
为达成上述目的，本发明的冷却装置的特征在于，具有：基台部件，其沿高温环境下的金属制筒状部件的表面，以用面接触的形式设置；散热部件，其凸出于所述基台构件的表面进行设置；以及热传递保持机构，其保持从所述金属制筒状部件至所述基台部件的热传递性。
根据该冷却装置，即使高温环境下的金属制筒状部件产生热变形，也可提高冷却性能。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，所述热传递保持机构具有弹性部件，该弹性部件将所述基台部件向所述金属制筒状部件的表面按压。
根据该冷却装置，金属制筒状部件由于高温而变形时，通过热传递保持机构的弹性部件维持基台部件与金属制筒状部件的表面相接触的状态。其结果为，可保持从金属制筒状部件至基台部件的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，所述热传递保持机构具有软化部件，该软化部件设在所述基台部件和所述金属制筒状部件之间，随着所述金属制筒状部件的温度上升而软化。
根据该冷却装置，金属制筒状部件由于高温而变形时，热传递保持机构的软化部件随着温度上升而软化，从而软化部件可维持金属制筒状部件的表面和基台部件的内表面的热连接。其结果为，可保持从金属制筒状部件至基台部件的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，所述热传递保持机构具有变形部件，该变形部件设在所述基台部件和所述金属制筒状部件之间，跟随所述金属制筒状部件的热变形而变形。
根据该冷却装置，金属制筒状部件由于高温而变形时，热传递保持机构的变形部件产生变形，从而变形部件可维持金属制筒状部件的表面和基台部件的内表面的热连接。其结果为，可保持从金属制筒状部件至基台部件的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，所述散热部件形成为沿垂直方向延伸的板材，并且所述板材沿水平方向并列设置有多个。
根据该冷却装置，散热部件的板材沿垂直方向延伸并沿水平方向并列设置有多个，从而促进了自然对流热传递，因此可提高冷却性能。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，所述散热部件沿所述金属制筒状部件的中心轴线以螺旋状设置。
根据该冷却装置，在散热部件的板材之间流通的空气的流速分布均匀化，因此，可提高冷却性能。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，所述散热部件沿延伸方向形成多个狭缝。
根据该冷却装置，高温环境下的金属制筒状部件产生热变形时，散热部件通过狭缝可跟随产生变形，因此，可防止产生散热部件挤压蠕变损伤风险较高的部分并施加压缩力的情况。其结果为，可抑制蠕变损伤风险较高部分出现损伤的情况发生。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，具有鼓风机构，该鼓风机构具有：鼓风管，其配置在所述散热部件的下方，在中空形状的侧方或上方设有开口孔；以及鼓风机，其向所述鼓风管供给空气。
根据该冷却装置，从鼓风管的开口孔排出的空气上升至散热部件的周围和散热部件的板材间，从而对基台部件以及散热部件的下侧至周围的空间进行通风换气。其结果为，可保持从金属制筒状部件至基台部件的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，所述鼓风机构具有盖板，该盖板位于所述散热部件的外侧并以覆盖所述金属制筒状部件周围的方式设置，在该盖板内部设有所述鼓风管，在所述盖板的上部形成通风孔。
根据该冷却装置，鼓风机构具有盖板，从而可引导空气的流动，并可通过通风换气显著获得保持从金属制筒状部件至基台部件的热传递性的效果。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，所述鼓风机构具有风斗，其罩在所述盖板的所述通风孔的上方。
根据该冷却装置，鼓风机构具有风斗，从而可防止尘埃进入盖板的贯通孔。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，具有空冷机构，该空冷机构具有：集管，其包围所述金属制筒状部件的外侧；排放喷嘴，其将排放口朝向所述金属制筒状部件侧并配置在所述集管上；以及鼓风机，其向所述集管供给空气。
根据该冷却装置，通过排放喷嘴排出的空气冷却金属制筒状部件。其结果为，可提高冷却金属制筒状部件的冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，在所述空冷机构的所述排放喷嘴的排放口朝向的一侧，至少排除所述基台部件进行配置。
根据该冷却装置，可进一步提高冷却金属制筒状部件的冷却性能。
为达成上述目的，本发明的冷却装置的特征在于，具有：集管，其在不接触高温环境下的金属制筒状部件表面的状态下包围该金属制筒状部件的外侧；排放喷嘴，其将排放口朝向所述金属制筒状部件的表面并配置在所述集管上；以及鼓风机，其向所述集管供给空气。
根据该冷却装置，空冷机构的集管的排放喷嘴排出的空气喷到金属制筒状部件上，从而冷却金属制筒状部件。其结果为，可维持冷却金属制筒状部件的冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。而且，根据该冷却装置，集管在不接触金属制筒状部件表面的状态下包围该金属制筒状部件的外侧，因此，即使高温环境下的金属制筒状部件产生热变形，也可防止集管接触金属制筒状部件，因此，可维持冷却金属制筒状部件的冷却性能。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，具有散热部件，该散热部件位于所述集管和所述金属制筒状部件之间，凸出于所述金属制筒状部件的表面设置。
根据该冷却装置，通过具有散热部件，提高了热传递性，因此，可提高冷却性能。此外，由于热传递性提高，可抑制空冷机构中的空气流量，降低设备成本。
此外，根据本发明的冷却装置，其特征在于，具有：流量调节部，其设在连接所述集管和所述鼓风机的供气管上；以及控制部，其获取供给至所述集管的空气的流量或所述金属制筒状部件的温度，并根据所述流量或所述温度控制所述流量调节部。
根据该冷却装置，可维持冷却金属制筒状部件的冷却性能。
发明效果
根据本发明，即使高温环境下的金属制筒状部件产生热变形，也可维持冷却性能。
附图说明
图1是应用本发明的实施方式所涉及的冷却装置的金属制筒状部件的概要构成图。
图2是应用本发明的实施方式所涉及的冷却装置的金属制筒状部件的概要构成图。
图3是本发明的第1实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图4是图3的A-A截面图。
图5是本发明的第1实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图6是本发明的第1实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图7是本发明的第2实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图8是图7的B-B截面图。
图9是本发明的第2实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图10是本发明的第2实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图11是本发明的第3实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图12是本发明的第4实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图13是本发明的第5实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图14是本发明的第6实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图15是本发明的第6实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图16是本发明的第6实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图17是本发明的第7实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图18是本发明的第8实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图19是本发明的第9实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
具体实施方式
接下来基于附图对本发明中所涉及的实施方式进行详细说明。并且，本发明并不限定于此实施方式。此外，在下述实施方式的构成要素中，包含所属技术领域的技术人员能够且容易置换的部分、或者本质上相同的部分。
图1和图2是应用本实施方式所涉及的冷却装置的金属制筒状部件的概要构成图。
图1和图2中例示的金属制筒状部件100作为火力发电机组和核能发电机组以及化学机组等机组中使用的配管构成。该金属制筒状部件100在其内部输送高温高压的流体(例如，水蒸气)。也就是说，金属制筒状部件100处于高温环境下。该金属制筒状部件100通过保温材料101覆盖其周围，以抑制对周围温度产生影响。另外，金属制筒状部件100除了为配管外，也可以为在内部储藏高温高压流体的容器。
如此，处于高温环境下的金属制筒状部件100在高温环境下长时间使用后，蠕变损伤加剧，产生蠕变孔洞，该蠕变孔洞连在一起后产生裂痕，最终导致断裂。为了防止该断裂，通过定期的非破坏检查分析蠕变孔洞的发展程度，导出各金属制筒状部件的蠕变损伤度，并进行金属制筒状部件100的剩余使用寿命评估。具体而言，如图2所示，去除覆盖蠕变损伤风险较高部位即焊接部102附近的保温材料101。图2中，覆盖设在配管即金属制筒状部件100的圆周方向的焊接部102附近的保温材料101，为了使焊接部102及其附近露出，形成为沿圆周方向连续去除的状态。
而且，非破坏检查后，至下一次定期检查为止，蠕变损伤风险较高时，替换金属制筒状部件，但是至下一次定期检查为止，蠕变损伤风险有可能变高时，应用下面说明的冷却装置。
[实施方式1]
图3是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。图4是图3的A-A截面图。图5是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。图6是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图3～图6所示的冷却装置1在金属制筒状部件100的表面沿以水平方向H为主方向的方向连续时应用。以水平方向H为主方向的方向是指，水平方向H以及相对于水平方向H倾斜45度以下的方向。图3～图6所示的金属制筒状部件100以中心轴线S沿水平方向H延伸的方式配置。
如图3及图4所示，冷却装置1具有基台部件2、散热部件3、热传递保持机构4。
基台部件2由金属形成板状，为了沿热变形以前的金属制筒状部件100的表面100A以面接触，接触金属制筒状部件100的表面100A的内表面2A仿照金属制筒状部件100的表面100A的形状形成。本实施方式中，基台部件2如图4所示，金属制筒状部件100为配管状，仿照该配管的表面100A的形状，圆筒形状的内表面2A的直径(内径)以与配管的表面100A的外径一致的方式形成。而且，基台部件2中，圆筒形状沿径向分割(本实施方式中为分割为两部分)，在各自的分割端设置的凸缘2B相重叠，通过贯通各凸缘2B的螺栓41以及旋合至该螺栓41的螺母42将分割的各部分结合起来。
散热部件3以凸出于基台部件2的表面2C的方式设置。散热部件3作为由金属形成的板材构成，如图3所示，沿垂直方向P延伸(与水平方向H呈90度交叉)设置，并且沿水平方向H并列设有多个。此外，散热部件3作为由金属形成的板材构成，如图5所示，沿金属制筒状部件100的中心轴线S以螺旋状配置。此外，散热部件3如图6所示，沿板材的延伸方向形成多个狭缝3A。狭缝3A从散热部件3的凸出端朝向基台部件2的表面2C侧形成，可以到达或者不到达基台部件2的表面2C。
另外，散热部件3可以与基台部件2以相同的材料一体或者分别成型，也可以与基台部件2以不同的材料分别成型。此外，散热部件3不限于板材，虽然未图示，但也可以是棒状。再者，虽然未图示，但散热部件3的截面也可以是中空形状。
热传递保持机构4用于保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性。热传递保持机构4如图4所示，构成如下：基台部件2仿照热变形以前的金属制筒状部件100即配管的表面100A的形状，圆筒形状的内表面2A的直径(内径)以与配管的表面100A的外径一致的方式形成；以及，基台部件2将圆筒形状沿径向分割，并将在各自的分割端设置的凸缘2B相重叠，通过贯通各凸缘2B的螺栓41以及旋合至该螺栓41的螺母42将分割的各部分结合起来。也就是说，这里的热传递保持机构4中，由于基台部件2仿照热变形以前的金属制筒状部件100的表面100A的形状形成内表面2A，并且分割端的各凸缘2B通过螺栓41以及螺母42结合，因此，金属制筒状部件100由于高温而变形时，实质上形成维持以过盈配合的方式接触金属制筒状部件100的表面100A的状态。其结果为，可保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
如此，本实施方式的冷却装置1具有：基台部件2，其沿高温环境下的金属制筒状部件100的表面100A，以用面接触的方式设置；散热部件3，其以凸出于基台部件2的表面2C的方式设置；以及热传递保持机构4，其保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性，从而，即使处于高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可提高冷却性能。
此外，本实施方式的冷却装置1中，散热部件3形成为沿垂直方向P延伸的板材，并且板材沿水平方向H并列设置有多个。
根据该冷却装置1，散热部件3的板材沿垂直方向P延伸并沿水平方向H并列设置有多个，从而促进了自然对流热传递，因此可提高冷却性能。
此外，本实施方式的冷却装置1中，散热部件3沿金属制筒状部件100的中心轴线S以螺旋状设置。
根据该冷却装置1，在散热部件3的板材之间流通的空气的流速分布均匀化，因此，可提高冷却性能。
此外，本实施方式的冷却装置1中，散热部件3沿板材的延伸方向形成多个狭缝3A。
根据该冷却装置1，高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形时，散热部件3通过狭缝3A可跟随产生变形，因此，可防止产生散热部件3挤压蠕变损伤风险较高的部分并施加压缩力的情况。其结果为，可抑制蠕变损伤风险较高部分出现损伤的情况发生。另外，狭缝3A以切口形式形成时也具有相同的效果。
[实施方式2]
图7是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。图8是图7的B-B截面图。图9是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。图10是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。
图7～图10所示的冷却装置1在金属制筒状部件100的表面沿以垂直方向P为主方向的方向连续时应用。以垂直方向P为主方向的方向是指，垂直方向P以及相对于垂直方向P倾斜45度以下的方向。图7和图10所示的金属制筒状部件100以中心轴线S沿垂直方向P延伸的方式配置。另外，相对于垂直方向P倾斜45度以下的方向与相对于水平方向H倾斜45度的方向相同，应用本实施方式或上述实施方式1的任一个冷却装置1。
如图7～图9所示，冷却装置1具有基台部件2、散热部件3、热传递保持机构4(参照图8)。
基台部件2由金属形成板状，为了沿热变形以前的金属制筒状部件100的表面100A以面接触，接触金属制筒状部件100的表面100A的内表面2A仿照金属制筒状部件100的表面100A的形状形成。本实施方式中，基台部件2如图8所示，金属制筒状部件100为配管状，仿照该配管的表面100A的形状，圆筒形状的内表面2A的直径(内径)以与配管的表面100A的外径一致的方式形成。而且，基台部件2中，圆筒形状沿径向分割(本实施方式中为分割为两部分)，在各自的分割端设置的凸缘2B相重叠，通过贯通各凸缘2B的螺栓41以及旋合至该螺栓41的螺母42将分割的各部分结合起来。
散热部件3以凸出于基台部件2的表面2C的方式设置。散热部件3作为由金属形成的板材构成，如图7和图9所示，沿垂直方向P延伸(与水平方向H呈90度交叉)设置，并且沿水平方向H并列设有多个。此外，散热部件3如图10所示，沿板材的延伸方向形成多个狭缝3A。狭缝3A从散热部件3的凸出端朝向基台部件2的表面2C侧形成，可以到达或者不到达基台部件2的表面2C。
另外，散热部件3可以与基台部件2以相同的材料一体或者分别成型，也可以与基台部件2以不同的材料分别成型。此外，散热部件3不限于板材，虽然未图示，但也可以是棒状。再者，虽然未图示，但散热部件3的截面也可以是中空形状。
热传递保持机构4用于保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性。热传递保持机构4如图8所示，构成如下：基台部件2仿照热变形以前的金属制筒状部件100即配管的表面100A的形状，圆筒形状的内表面2A的直径(内径)以与配管的表面100A的外径一致的方式形成；以及，基台部件2将圆筒形状沿径向分割，并将在各自的分割端设置的凸缘2B相重叠，通过贯通各凸缘2B的螺栓41以及旋合至该螺栓41的螺母42将分割的各部分结合起来。也就是说，这里的热传递保持机构4中，由于基台部件2仿照热变形以前的金属制筒状部件100的表面100A的形状形成内表面2A，并且分割端的各凸缘2B通过螺栓41以及螺母42结合，因此，金属制筒状部件100由于高温而变形时，实质上形成维持以过盈配合的方式接触金属制筒状部件100的表面100A的状态。其结果为，可保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
如此，本实施方式的冷却装置1具有：基台部件2，其沿高温环境下的金属制筒状部件100的表面100A，以用面接触的方式设置；散热部件3，其以凸出于基台部件2的表面2C的方式设置；以及热传递保持机构4，其保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性，从而，即使处于高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可提高冷却性能。
此外，本实施方式的冷却装置1中，散热部件3形成为沿垂直方向P延伸的板材，并且板材沿水平方向H并列设置有多个。
根据该冷却装置1，散热部件3的板材沿垂直方向P延伸并沿水平方向H并列设置有多个，从而促进了自然对流热传递，因此可提高冷却性能。
此外，本实施方式的冷却装置1中，散热部件3沿板材的延伸方向形成多个狭缝3A。
根据该冷却装置1，处于高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，从而散热部件3介由基台部件2变形时，狭缝3A抑制散热部件3的变形。其结果为，即使高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可维持冷却性能。
[实施方式3]
图11是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。另外，本实施方式中，热传递保持机构4与上述实施方式不同，其他构成相同。因此，下面对热传递保持机构4进行说明，其他相同的构成标记相同的符号并省略说明。此外，图11中，作为图4所示的实施方式的改进例进行了显示，但并不限定于此，也可以为其它附图所示的实施方式的改进例。
热传递保持机构4用于保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性。热传递保持机构4如图11所示，基台部件2为了沿热变形以前的金属制筒状部件100的表面100A以面接触，接触金属制筒状部件100的表面100A的内表面2A仿照金属制筒状部件100的表面100A的形状形成。本实施方式中，基台部件2如图8所示，金属制筒状部件100为配管状，仿照该配管的表面100A的形状，圆筒形状的内表面2A的直径(内径)以与配管的表面100A的外径一致的方式形成。而且，基台部件2中，圆筒形状沿径向分割(本实施方式中为分割为两部分)，在各自的分割端设置的凸缘2B相重叠，通过贯通各凸缘2B的螺栓41以及旋合至该螺栓41的螺母42将分割的各部分结合起来。此外，本实施方式的热传递保持机构4在螺栓41的头部和凸缘2B之间设有弹性机构即弹簧43。弹簧43为压缩弹簧，在螺栓41的头部和螺母42之间向各凸缘2B相互靠近的方向按压，由此，将基台部件2向金属制筒状部件100的表面100A按压。另外，弹簧43包括线圈弹簧和板簧等。
根据这种冷却装置1，金属制筒状部件100由于高温而变形时，通过热传递保持机构4的弹簧43维持基台部件2与金属制筒状部件100的表面100A相接触的状态。其结果为，可保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
[实施方式4]
图12是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。另外，本实施方式中，热传递保持机构4与上述实施方式不同，其他构成相同。因此，下面对热传递保持机构4进行说明，其他相同的构成标记相同的符号并省略说明。此外，图12中，作为图3所示的实施方式的改进例进行了显示，但并不限定于此，也可以为其它附图所示的实施方式的改进例。
热传递保持机构4用于保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性。热传递保持机构4在金属制筒状部件100的表面100A和基台部件2的内表面2A之间填充有软化部件44。软化部件44随着金属制筒状部件100的温度上升而软化，有金属材料和热喷涂层。此处，金属材料和热喷涂层例如优选熔点为相对于金属制筒状部件100的内部流体温度，为增加100℃以上200℃以下左右的温度，流体温度为500℃时，可列举铝合金(熔点为660℃)，流体温度为650℃时，可列举黄铜(熔点为900℃)等。
根据这种冷却装置1，金属制筒状部件100由于高温而变形时，热传递保持机构4的软化部件44随着温度上升而软化，从而软化部件44可维持金属制筒状部件100的表面100A和基台部件2的内表面2A的热连接。其结果为，可保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
[实施方式5]
图13是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。另外，本实施方式中，热传递保持机构4与上述实施方式不同，其他构成相同。因此，下面对热传递保持机构4进行说明，其他相同的构成标记相同的符号并省略说明。此外，图13中，作为图3所示的实施方式的改进例进行了显示，但并不限定于此，也可以为其它附图所示的实施方式的改进例。
热传递保持机构4用于保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性。热传递保持机构4在金属制筒状部件100的表面100A和基台部件2的内表面2A之间设有变形部件45，该变形部件45跟随金属制筒状部件100的热变形而变形。变形部件45可以安装至金属制筒状部件100的表面100A或基台部件2的内表面2A，也可以与金属制筒状部件100和基台部件2分开，配置在金属制筒状部件100的表面100A和基台部件2的内表面2A之间。变形部件45的刚性比金属制筒状部件100和基台部件2低，优选可沿金属制筒状部件100的径向变形的板状部件，为了易于变形，更优选为沿金属制筒状部件100的径向弯曲和屈曲的形状。此外，变形部件45优选使用低熔点金属，从而不易受到金属制筒状部件100内部的流体温度的影响。此处，低熔点金属例如优选熔点为相对于金属制筒状部件100的内部流体温度，增加100℃以上200℃以下左右的温度的金属，流体温度为500℃时，可列举铝合金(熔点为660℃)，流体温度为650℃时，可列举黄铜(熔点为900℃)等。
根据这种冷却装置1，金属制筒状部件100由于高温而变形时，热传递保持机构4的变形部件45产生变形，从而变形部件45可维持金属制筒状部件100的表面100A和基台部件2的内表面2A的热连接。其结果为，可保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
[实施方式6]
图14是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。图15是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。图16是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。另外，本实施方式中，相对于上述实施方式，具有鼓风机构5这一点不同，其他构成相同。因此，下面对鼓风机构5进行说明，其他相同的构成标记相同的符号并省略说明。此外，图14、图15、图16中，作为图3、图4、图7所示的实施方式的改进例进行了显示，但并不限定于此，也可以为其它附图所示的实施方式的改进例。
鼓风机构5具有盖板51、鼓风管52、鼓风机53、供气管54以及风斗55。
盖板51位于散热部件3的外侧，以覆盖包括冷却装置1的金属制筒状部件100的周围的方式设置。盖板51形成为覆盖金属制筒状部件100的周围的圆筒形状，在其上部贯通设置有通风孔51A。此外，盖板51相对于金属制筒状部件100(图14中为保温材料101)设有规定的间隙51B。间隙51B以在处于高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形时，避免与金属制筒状部件100(或保温材料101)接触的方式设定。
鼓风管52位于散热部件3的外侧，配置在冷却装置1的下方。鼓风管52配置在盖板51的内部下方。鼓风管52形成为中空形状，开口孔52A朝向侧方或上方贯通设置。
鼓风机53向鼓风管52供给空气，通过供气管54与鼓风管52连结。
风斗55位于盖板51的上方，与盖板51空开规定间隔设置，以覆盖通风孔51A的上方。
该鼓风机构5通过鼓风机53介由供气管54向鼓风管52的内部供给空气，该空气从开口孔52A朝向侧方或上方排放。从鼓风管52的开口孔52A排放的空气在盖板51的内部上升，从通风孔51A排放至盖板51的外侧。
另外，也可以不设置盖板51和风斗55，此时，鼓风管52的开口孔52A朝向上方设置。
然而，图16中，金属制筒状部件100以中心轴线S沿垂直方向P延伸的方式配置。此时，鼓风管52位于散热部件3的外侧，并在冷却装置1的下方形成覆盖金属制筒状部件100的周围的环状。
根据这种冷却装置1，从鼓风管52的开口孔52A排出的空气上升至散热部件3的周围和散热部件3的板材间，从而对基台部件2以及散热部件3的下侧至周围的空间进行通风换气。其结果为，可保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
此外，该冷却装置1中，鼓风机构5具有盖板51，从而可引导空气的流动，并可通过通风换气显著获得保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性的效果。
此外，该冷却装置1中，鼓风机构5具有风斗55，从而可防止尘埃进入盖板51的通风孔51A。
另外，为了使鼓风机构5的空气沿散热部件3从下方适当流动至上方，优选将散热部件3应用于为沿垂直方向P延伸的板材的冷却装置1。
[实施方式7]
图17是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。另外，本实施方式中，相对于上述实施方式，具有空冷机构6这一点不同，其他构成相同。因此，下面对空冷机构6进行说明，其他相同的构成标记相同的符号并省略说明。此外，图17中，作为图3所示的实施方式的改进例进行了显示，但并不限定于此，也可以为其它附图所示的实施方式的改进例。
空冷机构6具有：集管61、排放喷嘴62、鼓风机63、供气管64、流量调节部65、压力检测部66、集管温度检测部67、金属制筒状部件温度检测部68以及控制部69。
集管61位于散热部件3的外侧，设为环状，以包围包括冷却装置1的金属制筒状部件100的外侧。集管61形成为中空形状。此外，虽然未图示，但集管61位于散热部件3的外侧，包括冷却装置1在内，与金属制筒状部件100为非接触状态，相对于金属制筒状部件100和其它部件，通过支撑部件支撑。
排放喷嘴62的排放口朝向金属制筒状部件100侧，配置在集管61上。
鼓风机63向集管61供给空气，通过供气管64与集管61连结。
流量调节部65设在供气管64上，调节通过供气管64至集管61的空气的流量。流量调节部65通过流量调节阀构成。
压力检测部66检测集管61的内部压力。
集管温度检测部67检测集管61的内部温度。
金属制筒状部件温度检测部68检测金属制筒状部件100的表面100A的温度。
控制部69的构成为，具有CPU(中央处理器)、ROM(只读存储器)和RAM(随机存储器)等的计算处理功能和存储功能。控制部69控制鼓风机63的驱动。此外，控制部69根据通过压力检测部66检测的集管61的内部压力计算大气压和集管61内部压力的压力差。另外，控制部69基于集管温度检测部67检测的集管61的内部温度，和之前计算出的压力差，计算供给至集管61的空气的流量。而且，控制部69可基于计算出的流量，控制流量调节部65，使供给至集管61的空气的流量为从排放喷嘴62排出的冷却金属制筒状部件100所需的空气流量。此外，控制部69也可基于通过金属制筒状部件温度检测部68检测的金属制筒状部件100的表面100A的温度，控制流量调节部65，以达到从排放喷嘴62排出的冷却金属制筒状部件100所需的空气流量。
根据这种冷却装置1，通过具有空冷机构6，用排放喷嘴62排出的空气冷却金属制筒状部件100。该空冷机构6具有：包围金属制筒状部件100的集管61；将排放口朝向金属制筒状部件100侧，并且配置在集管61上的排放喷嘴62；将空气供给至集管61的鼓风机63。其结果为，可提高冷却金属制筒状部件100的冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
此外，本实施方式的冷却装置1中，优选具有流量调节部65以及控制部69，该控制部69获取供给至集管61的空气的流量或金属制筒状部件100的温度，并根据流量或温度控制流量调节部65。
根据该冷却装置1，可维持冷却金属制筒状部件100的冷却性能。
此外，本实施方式的冷却装置1中，如图17所示，在空冷机构6的排放喷嘴62的排放口朝向的一侧，优选至少排除基台部件2配置。至少基台部件2是指仅基台部件2或基台部件2和散热部件3。也就是说，在空冷机构6的排放喷嘴62的排放口朝向的一侧，为仅排除基台部件2或同时排除基台部件2和散热部件3状态。图17中，基台部件2为设有多个贯通部2D的多孔板。另外，在仅排除基台部件2或同时排除基台部件2和散热部件3的状态中，优选露出蠕变损伤风险较高的部分即焊接部102。
根据该冷却装置1，可进一步提高冷却金属制筒状部件100的冷却性能。
[实施方式8]
图18是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。另外，本实施方式具有上述实施方式7的空冷机构6，但不具有基台部件2、散热部件3以及热传递保持机构4。此外，图18中，显示了在中心轴线S以水平方向H为主方向配置的金属制筒状部件100中配备空冷机构6的形态，但并不限定于此，也可以在中心轴线S以垂直方向P为主方向配置的金属制筒状部件100中配备空冷机构6。
本实施方式的冷却装置10如图18所示，具有：集管61，其在不接触高温环境下的金属制筒状部件100的表面100A的状态下包围金属制筒状部件100的外侧；排放喷嘴62，其将排放口朝向金属制筒状部件100的表面100A，并配置在集管61上；以及鼓风机63，其向集管61供给空气。
根据该冷却装置10，空冷机构6的集管61的排放喷嘴62排出的空气喷到金属制筒状部件100上，从而冷却金属制筒状部件100。其结果为，可维持冷却金属制筒状部件100的冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。而且，根据该冷却装置10，集管61在不接触金属制筒状部件100的表面100A的状态下包围金属制筒状部件100的外侧，因此，即使高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可防止集管61接触金属制筒状部件100，因此，可维持冷却金属制筒状部件100的冷却性能。
此外，本实施方式的冷却装置10中，优选具有流量调节部65以及控制部69，该控制部69获取供给至集管61的空气的流量或金属制筒状部件100的温度，并根据流量或温度控制流量调节部65。
根据该冷却装置10，可维持冷却金属制筒状部件100的冷却性能。
[实施方式9]
图19是本实施方式所涉及的冷却装置的概要构成图。另外，本实施方式中，相对于上述实施方式8，具有散热部件70这一点不同，其他构成相同。因此，下面对散热部件70进行说明，其他相同的构成标记相同的符号并省略说明。此外，图19中，显示了在中心轴线S以水平方向H为主方向配置的金属制筒状部件100中配备空冷机构6的形态，但并不限定于此，也可以在中心轴线S以垂直方向P为主方向配置的金属制筒状部件100中配备空冷机构6。
本实施方式的冷却装置10如图19所示，散热部件70位于集管61和金属制筒状部件100之间，凸出于金属制筒状部件100的表面100A设置。
另外，散热部件70可以与金属制筒状部件100以相同的材料一体或者分别成型，也可以与金属制筒状部件100以不同的材料分别成型。此外，散热部件70不限于板材，虽然未图示，但也可以是棒状。再者，虽然未图示，但散热部件70的截面也可以是中空形状。此外，虽然未图示，但散热部件70也可以沿中心轴线S延伸设置，并且沿金属制筒状部件100的圆周方向并列设置多个。
根据这种冷却装置10，通过具有散热部件70，提高了热传递性，因此，可提高冷却性能。此外，由于热传递性提高，可抑制空冷机构6中的空气流量，降低设备成本。
此外，本实施方式的冷却装置10中，散热部件70作为由金属形成的板材构成，也可以沿金属制筒状部件100的中心轴线S以螺旋状配置。
根据该冷却装置10，金属制筒状部件100由于高温而变形时，螺旋状的散热部件70实质上以过盈配合的方式，维持与金属制筒状部件100的表面100A相接触的状态。其结果为，可保持从金属制筒状部件100至基台部件2的热传递性，并且，即使高温环境下的金属制筒状部件100产生热变形，也可维持冷却性能。由此，可降低蠕变损伤风险较高部分的金属温度，降低蠕变损伤风险。
符号说明
1、10 冷却装置
2 基台部件
2A 内表面
2B 凸缘
2C 表面
2D 贯通部
3 散热部件
3A 狭缝
4 热传递保持机构
41 螺栓
42 螺母
43 弹簧(弹性部件)
44 软化部件
45 变形部件
5 鼓风机构
51 盖板
51A 通风孔
51B 间隙
52 鼓风管
52A 开口孔
53 鼓风机
54 供气管
55 风斗
6 空冷机构
61 集管
62 排放喷嘴
63 鼓风机
64 供气管
65 流量调节部
66 压力检测部
67 集管温度检测部
68 金属制筒状部件温度检测部
69 控制部
70 散热部件
100 金属制筒状部件
100A 表面
101 保温材料
102 焊接部
H 水平方向
P 垂直方向
S 中心轴线
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.[修改后]一种冷却装置，其特征在于，具有：基台部件，其沿高温环境下的金属制筒状部件的表面，以用面接触的形式设置；
散热部件，其凸出于所述基台部件的表面进行设置；
以及热传递保持机构，其保持从所述金属制筒状部件至所述基台部件的热传递性，
所述热传递保持机构具有板状部件沿所述金属制筒状部件的径向弯曲和屈曲的变形部件，所述变形部件设在所述基台部件和所述金属制筒状部件之间，随着所述金属制筒状部件的热变形而变形。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述热传递保持机构具有弹性部件，所述弹性部件将所述基台部件向所述金属制筒状部件的表面按压。
3.[删除]
4.[删除]
5.[修改后]根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述散热部件形成为沿垂直方向延伸的板材，并且所述板材沿水平方向并列设置有多个。
6.[修改后]根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述散热部件沿所述金属制筒状部件的中心轴线以螺旋状设置。
7.根据权利要求5或6所述的冷却装置，其特征在于，所述散热部件沿延伸方向形成多个狭缝。
8.[修改后]根据权利要求1、2、5～7中任一项所述的冷却装置，其特征在于，具有鼓风机构，所述鼓风机构具有：鼓风管，其配置在所述散热部件的下方，在中空形状的侧方或上方设有开口孔；以及鼓风机，其向所述鼓风管供给空气。
9.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，所述鼓风机构具有盖板，所述盖板位于所述散热部件的外侧并以覆盖所述金属制筒状部件周围的方式设置，在所述盖板内部设有所述鼓风管，在所述盖板的上部形成通风孔。
10.根据权利要求9所述的冷却装置，其特征在于，所述鼓风机构具有风斗，其罩在所述盖板的所述通风孔的上方。
11.[修改后]根据权利要求1、2、5～7中任一项所述的冷却装置，其特征在于，具有空冷机构，所述空冷机构具有：集管，其包围所述金属制筒状部件的外侧；排放喷嘴，其将排放口朝向所述金属制筒状部件侧并配置在所述集管上；以及鼓风机，其向所述集管供给空气。
12.根据权利要求11所述的冷却装置，其特征在于，在所述空冷机构的所述排放喷嘴的排放口朝向的一侧，至少排除所述基台部件进行配置。
13.一种冷却装置，其特征在于，具有：集管，其在不接触高温环境下的金属制筒状部件表面的状态下包围所述金属制筒状部件的外侧；
排放喷嘴，其将排放口朝向所述金属制筒状部件的表面并配置在所述集管上；
以及鼓风机，其向所述集管供给空气。
14.根据权利要求13所述的冷却装置，其特征在于，具有散热部件，所述散热部件位于所述集管和所述金属制筒状部件之间，凸出于所述金属制筒状部件的表面设置。
15.根据权利要求11～14中任一项所述的冷却装置，其特征在于，具有：流量调节部，其设在连接所述集管和所述鼓风机的供气管上；
以及控制部，其获取供给至所述集管的空气的流量或所述金属制筒状部件的温度，并根据所述流量或所述温度控制所述流量调节部。

Claims (15)

1.一种冷却装置，其特征在于，具有：基台部件，其沿高温环境下的金属制筒状部件的表面，以用面接触的形式设置；
散热部件，其凸出于所述基台部件的表面进行设置；
以及热传递保持机构，其保持从所述金属制筒状部件至所述基台部件的热传递性。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述热传递保持机构具有弹性部件，所述弹性部件将所述基台部件向所述金属制筒状部件的表面按压。
3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述热传递保持机构具有软化部件，所述软化部件设在所述基台部件和所述金属制筒状部件之间，随着所述金属制筒状部件的温度上升而软化。
4.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述热传递保持机构具有变形部件，所述变形部件设在所述基台部件和所述金属制筒状部件之间，跟随所述金属制筒状部件的热变形而变形。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述散热部件形成为沿垂直方向延伸的板材，并且所述板材沿水平方向并列设置有多个。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述散热部件沿所述金属制筒状部件的中心轴线以螺旋状设置。
7.根据权利要求5或6所述的冷却装置，其特征在于，所述散热部件沿延伸方向形成多个狭缝。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的冷却装置，其特征在于，具有鼓风机构，所述鼓风机构具有：鼓风管，其配置在所述散热部件的下方，在中空形状的侧方或上方设有开口孔；以及鼓风机，其向所述鼓风管供给空气。
9.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，所述鼓风机构具有盖板，所述盖板位于所述散热部件的外侧并以覆盖所述金属制筒状部件周围的方式设置，在所述盖板内部设有所述鼓风管，在所述盖板的上部形成通风孔。
10.根据权利要求9所述的冷却装置，其特征在于，所述鼓风机构具有风斗，其罩在所述盖板的所述通风孔的上方。
11.根据权利要求1～7中任一项所述的冷却装置，其特征在于，具有空冷机构，所述空冷机构具有：集管，其包围所述金属制筒状部件的外侧；排放喷嘴，其将排放口朝向所述金属制筒状部件侧并配置在所述集管上；以及鼓风机，其向所述集管供给空气。
12.根据权利要求11所述的冷却装置，其特征在于，在所述空冷机构的所述排放喷嘴的排放口朝向的一侧，至少排除所述基台部件进行配置。
13.一种冷却装置，其特征在于，具有：集管，其在不接触高温环境下的金属制筒状部件表面的状态下包围所述金属制筒状部件的外侧；
排放喷嘴，其将排放口朝向所述金属制筒状部件的表面并配置在所述集管上；
以及鼓风机，其向所述集管供给空气。
14.根据权利要求13所述的冷却装置，其特征在于，具有散热部件，所述散热部件位于所述集管和所述金属制筒状部件之间，凸出于所述金属制筒状部件的表面设置。
15.根据权利要求11～14中任一项所述的冷却装置，其特征在于，具有：流量调节部，其设在连接所述集管和所述鼓风机的供气管上；
以及控制部，其获取供给至所述集管的空气的流量或所述金属制筒状部件的温度，并根据所述流量或所述温度控制所述流量调节部。
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