JP2000095292A - 管状部材の支持構造および管状部材の固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケージ型コイルやスパイラル型コイル等の各
種の管状部材に適用した場合においても、容器と管状部
材との間に生じる熱伸縮に起因した相対変位を確実に吸
収することが出来、しかも耐腐食性、滅菌性および洗浄
性に優れる管状部材の支持構造および当該管状部材の容
器への固定方法を提供する。 【解決手段】 容器内壁３に一端部が固定された横棒状
部８ａの他端部に縦棒状部８ｂが形成されたスライドエ
キスパンションサポート８と、管状部材２ａの外周面に
一端部が固定され、容器内壁３に向けて上記固定部と容
器１の中心とを結ぶ仮想線に対して傾斜する方向に延出
するとともに先端部に形成された貫通孔１０にスライド
エキスパンションサポートの縦棒状部８ｂが相対変位自
在に挿通されたエキスパンションスペーサ９とを備えた
エキスパンション支持体５を、容器の内壁に沿って複数
設けることにより管状部材２ａを容器内壁に支持し、か
つ一のレベルにおいて管状部材の下方への変位を阻止す
る係止手段１４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、培養装置、化学プ
ラント等に使用される各種の容器内部において、コイル
等の管状部材を支持するための支持構造および当該管状
部材の上記容器内部への固定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、培養装置、化学プラント
等に使用される培養槽、発酵槽、反応容器、タンク、ド
ラム類等の各種容器の内部には、熱媒や冷媒などが通る
コイル等の容器の内部を冷却または加熱する流体が流れ
る各種の管状部材が配管されている。図１２および図１
３は、従来のこの種の容器内部におけるコイル（管状部
材）の支持構造を示すものである。

【０００３】図１２および図１３に示すように、この容
器内部におけるコイルの支持構造は、容器５１の内壁５
２に沿って複数本のコイル５５が上下に複数配され、こ
れらコイル５５の上下端がリング状の共通ヘッダ（図示
を略す。）に接続されるとともに、各共通ヘッダからの
パイプが容器壁を貫いて外部連通する、いわゆるケージ
（cage）型コイルを支持するためのものであり、上記内
壁５２に円周方向に間隔をおいて容器中心に向けて突設
した複数のリブ５２ａに、ボルトおよびナットによって
リング状の支持プレート５３を固定し、この支持プレー
ト５３に、各コイル５５をＵボルト５４ａおよびナット
５４ｂで締め付けて支持したものである。

【０００４】また、図１４および図１５は、従来の他の
ケージ型コイルの支持構造を示すもので、容器５１の内
壁５２に同様にして一対の支持プレート５６、５７を円
周方向に設け、これら支持プレート５６，５７間に形成
された貫通孔にコイル５５を挟み込んで、支持プレート
５６，５７同士をボルト５８ａおよびナット５８ｂで締
めつけることにより、上記コイル５５を支持したもので
ある。

【０００５】ところで、上記コイル５５は、いずれも内
部に冷媒や熱媒が流されて容器５１内を冷却あるいは加
熱するものであるため、当該コイル５５と容器５１の内
壁５２との間には、熱伸縮量の差異が発生する。したが
って、上述した従来のコイルの支持構造にあっては、コ
イル５５をＵボルト５４ａや支持プレート５６、５７で
コイル５５を締付けているために、コイル５５が熱膨張
や熱収縮をした際に、上記Ｕボルト５４ａや支持プレー
ト５６，５７との間に摺動が生じて、コイル５５自体が
傷ついたり、あるいはコイル５５や容器５１に歪みを生
じて変形をきたす虞がある。しかも、これらコイルの支
持構造にあっては、ボルトやナット類を多く用いている
ために、化学プラント等で腐食性の高い流体を扱う場合
にあっては、これらボルト、ナット等およびその露出ね
じ部が液溜まりとなって腐食が生じやすく、また特に培
養装置等においては、当該ねじ部に内容物が強固に付着
して、洗浄性や滅菌性が悪化するといった問題点があ
る。

【０００６】この問題点を一部解決したものとして、実
開平５−２２３９５号公報に記載された容器内部におけ
るコイルの支持構造が知られている。このコイルの支持
構造は、図１６に示すように、容器６１の内壁６２に沿
って、コイル６３が容器６１と略同軸をなすようにスパ
イラル状に配設されたスパイラル（spiral）型コイルの
支持構造であり、コイル６３の外周側部に上下方向に延
在するサポートプレート６４を溶接し、このサポートプ
レート６４と容器６１の内壁６２との間に、サポートプ
レート６４を内壁６２から離間させつつ容器６１内部に
支持する弾性変形可能なエキスパンションプレート６
５，６６を設けたものである。

【０００７】このようなコイルの支持構造にあっては、
コイル６３と容器６１との間に生じる熱膨張量の差によ
って、コイル６３に固定されているサポートプレート６
４が内壁６２対して容器６１の軸方向および径方向に相
対変位した場合においても、エキスパンションプレート
６４が弾性変形することにより、当該変位を吸収するこ
とができるとされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この容
器内部におけるコイルの支持構造にあっては、スパイラ
ル型コイル６３全体の熱膨張・熱収縮変位を上下二つの
エキスパンションプレート６５，６６の弾性変形で吸収
するようにしているので、例えば高さが十数メートルの
大型のスパイラル型コイルを容器内に支持する場合に
は、熱膨張・熱収縮に起因する全相対変位量が大きくな
って、到底これを吸収することができず、この結果エキ
スパンションプレート６５，６６が破断したり、あるい
はコイル６３や容器６１に有害な歪みが生じるといった
問題点がある。したがって、このコイルの支持構造は、
小型のスパイラル型コイルには適用することができるも
のの、大型のスパイラル型コイルには適用することが困
難である。

【０００９】また、上記コイルの支持構造は、もっぱら
スパイラル（spiral）型コイル用のものであるが、仮に
この支持構造を横向きにして前述したケージ型コイルに
適用した場合においても、複数本のコイル６３がサポー
トプレート６４に接合されているために、各コイルの軸
線方向、すなわちケージ型コイルにおける上下方向のコ
イルの熱膨張・熱収縮による相対変位には弾性変形する
ことが出来ず、よってケージ型コイルには適用すること
が出来ないという問題点がある。

【００１０】本発明は、かかる従来の各種コイルの支持
構造が有する課題を有効に解決すべくなされたもので、
ケージ型コイルやスパイラル型コイル等の各種の管状部
材に適用した場合においても、容器と上記管状部材との
間に生じる熱伸縮に起因した相対変位を確実に吸収する
ことが出来、しかも耐腐食性、滅菌性および洗浄性に優
れる管状部材の支持構造および当該管状部材の固定方法
を提供するとを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る管状部材の支持構造は、容器の内壁に沿って配設
され、上記容器の内部を冷却または加熱する流体が流れ
る管状部材を上記容器内壁に支持する支持構造であっ
て、上記容器内壁に一端部が固定された横棒状部の他端
部に縦棒状部が形成されたスライドエキスパンションサ
ポートと、上記管状部材の外周面に一端部が固定され、
上記容器内壁に向けて当該固定部と上記容器の中心とを
結ぶ仮想線に対して傾斜する方向に延出するとともに当
該延出部の上記管状部材よりも内壁側に形成された貫通
孔に上記スライドエキスパンションサポートの縦棒状部
が相対変位自在に挿通されたエキスパンションスペーサ
とを備えたエキスパンション支持体を、上記容器の内壁
に沿って複数設けることにより上記管状部材を上記容器
内壁に支持し、かつ一のレベルにおいて上記管状部材の
下方への変位を阻止する係止手段を設けてなることを特
徴とするものである。

【００１２】ここで、請求項２に記載の発明は、上記ス
ライドエキスパンションサポートが、一つの上記縦棒状
部と一つの横棒状部のみから形成されていることを特徴
とするものであり、他方、請求項３に記載の発明は、上
記スライドエキスパンションサポートが、上記縦棒状部
の端部にさらに他の横棒状部が形成され、これら上下の
横棒状部の端部が、それぞれ上記容器内壁に固定されて
いることを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
〜３のいずれかに記載の管状部材が、容器内壁に沿って
複数本配設され、かつ隣接する上記管状部材間には、曲
線部または屈曲部を有し互いの間隔を保持するスペーサ
が介装されていることを特徴とするものである。

【００１４】さらに、請求項５に記載の発明は、請求項
１〜４のいずれかに記載の係止手段が、上記容器内壁に
一端部が固定された横棒状部の他端部に縦棒状部が形成
されたスライドエキスパンションサポートと、上記管状
部材の外周面に一端部が固定され、上記容器内壁に向け
て当該固定部と上記容器の中心とを結ぶ仮想線に対して
傾斜する方向に延出するとともに当該延出部の上記管状
部材よりも内壁側に形成された貫通孔に該スライドエキ
スパンションサポートの縦棒状部が相対変位自在に挿通
されたエキスパンションスペーサとを備え、上記容器の
内周方向に沿って複数配設されたエキスパンション支持
体における各スライドエキスパンションサポートに、一
のレベルに固定されて、上記エキスパンションスペーサ
の下方への変位を阻止するストッパであることを特徴と
するものである。

【００１５】ここで、請求項６に記載の発明は、上記ス
トッパが設けられたスライドエキスパンションサポート
は、上記縦棒状部の両端部に横棒状部が形成され、これ
ら上下の横棒状部の端部が、それぞれ上記容器内壁に固
定されていることを特徴とするものである。また、請求
項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の
エキスパンションスペーサが、上記管状部材と上記スラ
イドエキスパンションサポートの間で屈曲部または曲線
部を有することを特徴とするものである。

【００１６】さらに、請求項８に記載の発明は、請求項
１〜７のいずれかに記載の発明において、上記スライド
エキスパンションサポートが、一対の上記管状部材間に
設けられ、かつエキスパンションスペーサは、それぞれ
両方の上記管状部材の外周面に各端部が固定されて上記
容器内壁に向けて延出された内壁延出部の先端部に上記
縦棒状部が挿通される貫通孔が形成されていることを特
徴とするものである。

【００１７】また、請求項９に記載の発明は、請求項１
〜８のいずれかに記載の発明において、上記エキスパン
ションスペーサの貫通孔と、上記スライドエキスパンシ
ョンサポートの縦棒状部とが、互いに線接触するように
形成されていることを特徴とするものである。

【００１８】次いで、請求項１０に記載の本発明に係る
管状部材の固定方法は、先ず複数の管状部材からなるユ
ニットを組み立てるとともに、所定位置の上記管状部材
の外周に、外側に向けてその固定部と上記ユニットの中
心とを結ぶ仮想線に対して傾斜する方向に延出させて、
エキスパンションスペーサを固定し、次いで少なくとも
一端側に鏡板が取り付けられていない状態の容器本体
に、上記ユニットを挿入して位置決めした後に、上記エ
キスパンションスペーサの上記延出部の容器内壁側に形
成された貫通孔に、横棒状部の他端部に縦棒状部が形成
されたスライドエキスパンションサポートの当該縦棒状
部を挿入し、そのスライドエキスパンションサポートの
横棒状部の端部を上記容器内壁に固定することを特徴と
するものである。

【００１９】この際に、請求項１１に記載の発明は、少
なくとも一端側に鏡板が取り付けられていない状態の容
器本体の内壁に、予め当板を溶接し、この当板に上記ス
ライドエキスパンションサポートの横棒状部の端部を接
合することを特徴とするものである。

【００２０】請求項１〜９のいずれかに記載の管状部材
の支持構造によれば、容器および／または管状部材が熱
膨張あるいは熱収縮することによって、管状部材が相対
変位した際に、同一レベルに設けられた係止手段を基点
とする上記管状部材の上下方向の変位動については、こ
れより上方のエキスパンション支持体におけるスライド
エキスパンションサポートの縦棒状部に沿って、管状部
材に固定されているエキスパンションスペーサが相対変
位することにより吸収される。一方、管状部材の容器径
方向への変位動は、エキスパンションスペーサによる弾
性変形と、スライドエキスパンションサポートの横棒状
部から縦棒状部へと連なる屈曲部の弾性変形により吸収
される。これにより、上記管状部材や容器に歪みを生ず
ることがない。

【００２１】また、この管状部材の支持構造において
は、管状部材を支持するためにボルトやナット類を必要
としない簡易な構造であるために、固形物や液の溜まり
が生じて腐食の原因や洗浄性や滅菌性の悪化等を招くこ
とがなく、耐腐食性および洗浄性にも優れる。ここで、
スライドエキスパンションサポートの形状としては、例
えば請求項２に記載の発明のように、横棒状部と縦棒状
部とのみからなる略Ｌ字状に形成した場合には、縦棒状
部の一端部が自由端部となるために、弾性能が高く、よ
って当該スライドエキスパンションサポートの弾性変形
により、管状部材の熱膨張・熱収縮による容器径方向の
変位を円滑に吸収することができる。

【００２２】他方、上記スライドエキスパンションサポ
ートを、請求項３に記載の発明のように、上記縦棒状部
の端部にさらに横棒状部が形成された略コ字状に形成す
れば、全体としての強度が向上するとともに、コの字状
構造の弾性変形により、管状部材の熱膨張・熱収縮によ
る容器径方向の変位を吸収することができる。また、請
求項４記載の発明のように、隣接する管状部材間に曲線
部または屈曲部を有するスペーサを設ければ、このスペ
ーサによって、管状部材の間隔を維持して全体の形状が
保持されるとともに、当該管状部材の熱膨張・熱収縮に
よる容器径方向の変位が、上記スペーサの弾性変形によ
り吸収される。

【００２３】さらに、上記係止手段の態様としては、管
状部材を同一レベルにおいて容器の内壁に固定支持体に
よって直接固定してもよく、あるいは上記請求項５また
は６に記載の発明のように、一のレベルに配設されたエ
キスパンション支持体のスライドエキスパンションサポ
ートに、エキスパンションスペーサの下方への変位を阻
止するストッパを設けて管状部材を固定するようにして
もよい。この際、特に請求項６に記載の発明によれば、
略コ字状に形成されたスライドエキスパンションサポー
トの縦棒状部に上記ストッパを固定すれば、大きな荷重
の管状部材であってもこれを安定的に支持することが可
能になる。

【００２４】また、エキスパンションスペーサの形状に
関しては、容器内壁に向けて当該固定部と上記容器の中
心とを結ぶ仮想線に対して傾斜する方向に延出するよう
に形成することにより、管状部材の径方向における変形
能を確保することができ、請求項７に記載の発明のよう
に、屈曲部または曲線部を形成すれば、より好適であ
る。例えば、管状部材とスライドエキスパンションサポ
ートとの間で屈曲された略Ｌ字状に形成すれば、当該略
Ｌ字状の構造の弾性変形によって管状部材の熱膨張・熱
収縮による容器径方向の変位を吸収することができ、よ
ってスパイラルコイルなどのような、容器内壁に沿って
同軸的にスパイラル状に配設された管状部材の支持に適
した構造となる。

【００２５】さらに、ケージ型のコイルのような上下方
向に複数本配設されている管状部材を支持する場合に
は、請求項８に記載の発明のように、上記管状部材の間
にスライドエキスパンションサポートを配設し、上記エ
キスパンションスペーサとして、縦棒状部が挿通される
部分を中心として隣接する両方の管状部材の外周面に至
るＶ字状またはＵ字状に形成すれば、当該Ｖ字状または
Ｕ字状の広がり方向または狭まる方向への弾性変形によ
って、管状部材の熱膨張・熱収縮による容器径方向の変
位を吸収することができる。特に、この種のケージ型の
管状部材においては、Ｖ字状またはＵ字状のエキスパン
ションスペーサによって、管状部材の熱膨張・熱収縮に
よる容器周方向の変位も吸収することができるため好適
である。

【００２６】また、請求項９記載の発明によれば、エキ
スパンションスペーサの貫通孔とスライドエキスパンシ
ョンサポートの縦棒状部との接触が線接触となるので、
洗浄液や水蒸気がスライドサポートの貫通孔内を流通し
やくなり、洗浄性や滅菌性が向上する。

【００２７】次いで、請求項１０記載の管状部材の固定
方法によれば、管状部材のユニットを組み立てるととも
に、予めエキスパンションスペーサを上記管状部材の外
周に固定し、これを容器本体に挿入しているので、管状
部材自体を狭い容器内で組立てる必要がなく、作業の効
率が向上する。また、容器内でエキスパンション支持体
を形成する作業は、それぞれのエキスパンションスペー
サの貫通孔にスライドエキスパンションサポートの縦棒
状部を挿入して位置決め後に、スライドエキスパンショ
ンサポートの横棒状部を容器内壁に溶接するだけで完了
するために、従来の支持構造と比較して、狭い容器内で
の作業量を大幅に削減することが可能となる。

【００２８】この際に、請求項１１記載の発明によれ
ば、管状部材のユニットを挿入する前の容器本体の内壁
に、スライドエキスパンションサポートを接合するため
の当板を溶接しているので、狭い容器内であっても障害
物のない状態で容易に当板を溶接することができ、能率
が向上するとともに、構造的にはスライドエキスパンシ
ョンサポートから容器に作用する応力を緩和することが
できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１〜図５は、
本発明の管状部材の支持構造を、容器１の内部に、冷媒
または熱媒が循環供給されるケージ型のコイルユニット
２を支持するための支持構造に適用した第１の実施形態
を示すものである。上記コイルユニット２は、容器１の
内壁３に沿って複数本のコイル（管状部材）２ａが上下
に複数配され、これらコイル２ａの上下端がリング状の
共通ヘッダ２ｂに接続されるように構成されたものであ
り、その各共通ヘッダ２ｂからはパイプ４が容器壁を貫
いて外部連通する側壁外側のノズル１８に接続するよう
になっている。そして、このコイルユニット２は、コイ
ル２ａが上段および中段に設けられたエキスパンション
支持体５と、下段に設けられたエキスパンション支持体
６との三段において内壁３に支承されることにより、容
器１に支持されている。

【００３０】上記エキスパンション支持体５は、図３に
示すように、容器１の内壁３に溶接された当板７に一端
部が固定されたスライドエキスパンションサポート８
と、コイル２ａの外周面に一端部が接合され、容器１の
内壁３に向けて容器１の中心とその接合部とを結ぶ仮想
線に対して傾斜する方向に延出するエキスパンションス
ペーサ９とから概略構成されたものである。このスライ
ドエキスパンションサポート８は、一対のコイル２ａ間
に位置するように配設された丸棒部材であり、当板７か
ら略水平方向に延びる横棒状部８ａと、この横棒状部８
ａの先端部が下方に屈曲されて略鉛直方向に向く縦棒状
部８ｂとが形成されている。他方、エキスパンションス
ペーサ９は、所定の弾性と強度を有する金属板によって
成形されたもので、両方のコイル２ａの外周面から縦棒
状部８ｂに向けて延出するＶ字状またはＵ字状に形成さ
れている。そして、このＶ字状またはＵ字状の先端部に
スライドサポート受け９ａが一体的に接合されている。

【００３１】このスライドサポート受け９ａは、略水平
方向に突出する板状部材であり、その中心部には、略鉛
直方向の貫通孔１０が穿設されている。そして、この貫
通孔１０に、スライドエキスパンションサポート８の縦
棒状部８ｂが上下方向に相対変位自在に挿通されてい
る。ここで、貫通孔１０は、図５に示すように、貫通方
向の中央部分が両端部分より内方に突出し、該突出部分
が上記縦棒状部８ｂの外径よりも僅かに大径となるよう
に形成されており、これにより貫通孔１０の内壁が、縦
棒状部８ｂの外周面と線接触するようになっている。そ
して、このエキスパンション支持体５が設けられていな
いコイル２ａ間には、互いを円周方向に連結する円弧板
状のコイルスペーサ１１が設けられている。

【００３２】また、図４は、下段に設けられたエキスパ
ンション支持体６を示すもので、このエキスパンション
支持体６においては、コイルユニット２の全重量を支持
するするために、エキスパンションスライドサポート１
２、エキスパンションスペーサ１３、およびストッパ
（係止手段）１４とから構成されている。すなわち、ス
ライドエキスパンションサポート１２は、同様に一対の
コイル２ａ間に配設されており、当板７から略水平方向
に延びる横棒状部１２ａと、この横棒状部１２ａの先端
部が下方に屈曲されて屈曲されて略鉛直方向に向く縦棒
状部１２ｂと、さらにこの縦棒状部１２ｂの下端部から
内壁３側に延出して端部が当板７に接合された横棒状部
１２ａとによって、全体として略コ字状に形成されてい
る。

【００３３】また、エキスパンションスペーサ１３は、
上記エキスパンションスペーサ９と略同形状に両方のコ
イル２ａの外周面から縦棒状部８ｂに向けて延出するＶ
字状またはＵ字状に形成されている。そして、このエキ
スパンションスペーサ１３においては、その先端部に略
円筒状の厚肉のスライドサポート受け１３ａが一体的に
接合されている。なお、このスライドサポート受け１３
ａに穿設された略鉛直方向の貫通孔１５についても、図
５に示したものと同様に、貫通方向の中央部分が両端部
分より内方に突出して形成されることにより、当該貫通
孔１５の内壁と縦棒状部１２ｂの外周面とが、互いに線
接触するようになっている。

【００３４】さらに、それぞれのスライドエキスパンシ
ョンサポート１２の縦棒状部１２ｂには、スライドサポ
ート受け１３ａの下方への変位を係止する上記ストッパ
１４がそれぞれ同一レベルで一体的に接合されている。
そして、これらエキスパンション支持体５，６は、本実
施形態においてはそれぞれ容器１の円周方向に向けて等
間隔をおいた４個所に同一レベルで配設されている。

【００３５】以上の構成からなるコイルの支持構造によ
れば、コイルユニット２内に冷媒または熱媒が流される
ことにより、コイルユニット２が熱膨張あるいは熱収縮
する結果、容器１に対して相対変位した際に、同一レベ
ルに設けられたストッパ１４を基点とするコイル２ａの
上下方向の変位動については、これより上方のエキスパ
ンション支持体５におけるスライドエキスパンションサ
ポート８の縦棒状部８ｂに沿って、コイル２ａに固定さ
れているエキスパンションスペーサ９が上下方向に相対
変位することにより吸収される。また、コイル２ａの容
器１の径方向への変位動は、エキスパンションスペーサ
９のＶ字形またはＵ字形が広がる方向または狭まる方向
へ弾性変形するとともに、スライドエキスパンションサ
ポート８の横棒状部８ａから縦棒状部８ｂへと連なる屈
曲部が弾性変形することにより吸収される。この結果、
空の状態から内部に冷媒または熱媒が流れることによっ
て、コイル２ａの熱膨張・熱収縮の変化量が大きくなっ
た場合においても、当該コイル２ａや容器１に歪みを生
ずることがない。

【００３６】また、このコイルの支持構造においては、
コイル２ａを支持するために従来のもののようにボルト
やナット類を必要としないうえに、エキスパンションス
ペーサ９、１３の貫通孔１０、１５とスライドエキスパ
ンションサポート８，１２の縦棒状部８ｂ、１３ｂとの
接触が線接触となるので、洗浄液や水蒸気がスライドサ
ポートの貫通孔内を流通し易くなり、よって固形物や液
の溜まりが生じて腐食の原因や洗浄性や滅菌性の悪化等
を招くことがないために、耐腐食性および洗浄性にも優
れる。

【００３７】加えて、下段のエキスパンション支持体６
においては、スライドエキスパンションサポート１２を
略コ字状に形成しているので、ストッパ１４を介して作
用するコイルユニット２のほぼ全重量を安定的に支持す
ることができるとともに、コの字状構造の弾性変形によ
り、コイル２ａの熱膨張・熱収縮による容器径方向の変
位を吸収することができる。

【００３８】次に、図６に基づいて、本発明に係る管状
部材の固定方法を、以上の構成からなるコイル２ａの支
持構造を有する容器１内に取り付ける場合に適用した一
実施形態について説明する。先ず、図中（ａ）に示すよ
うに、容器１の頭部鏡板２０と底部鏡板２１（図ではス
カート付き底部鏡板）および筒状の容器本体２２とを別
体に製作する。これと並行して、（ｂ）に示すように、
上記容器の外において、容器内壁に沿って上下に複数配
されるコイル２ａと、これらコイル２ａの上下端で接続
されるリング状の共通ヘッダ２ｂとで形成されるケージ
型の上記コイルユニット２を組み立てる。この際に、コ
イルユニット２のコイル２ａ間に、コイルスペーサ１１
を接合するとともに、所定位置のコイル２ａに、スライ
ドサポート受け９ａ、１３ａが接合されたエキスパンシ
ョンスペーサ９、１３を取り付ける。このようにして、
コイルユニット２の組立が完了した後に、当該コイルユ
ニット２について、その耐圧テストおよび気密テストを
行う。

【００３９】他方、容器１については、容器本体２２の
内壁３の所定位置に、当板７を溶接しておく。次に、
（ｃ）に示すように、容器本体２２内に、上記コイルユ
ニット２を挿入し、治具を用いて容器本体２２に対する
位置決めを行なった後に、所定位置に固定する。この際
に、容器本体２２には、予め頭部鏡板２０または底部鏡
板２１のいずれか一方を先行して取付けておいてもよ
い。そして、この状態において、スライドサポート受け
９ａ、１３ａの貫通孔１０，１５に、それぞれスライド
エキスパンションサポート８、１２を挿入し、位置決め
した後に、これらスライドエキスパンションサポート
８，１２を当板７に溶接する。また、スライドエキスパ
ンションサポート１２については、その縦棒状部１２ｂ
に、ストッパー１４が円周方向に同一レベルとなるよう
に固定する。

【００４０】このようにして、上記コイルユニット２を
支持するためのすべてのエキスパンション支持体５，６
を取り付けた後に、コイルユニット２の位置決めに用い
ていた治具を取り外す。次いで、コイルユニット２の共
通ヘッダ２ｂと、側壁外側のノズル１８との間にパイプ
４を溶接により取付ける。その際に、この状態において
未だ取り付けられていない頭部鏡板２０および／または
底部鏡板２１等に外側ノズル１８があるのであれば、
（ｄ）に示すように、未だ取り付けられていない頭部鏡
板２０および／または底部鏡板２１等を取りつけて、容
器本体２２を閉じた後に、マンホールから内部に入っ
て、最終的に取り付けた頭部鏡板２０および／または底
部鏡板２１の外側ノズル１８と、コイルユニット１との
間のパイプ４を取付ける。以上のようにして、容器１の
組立が完了した後に、（ｅ）に示すように、最終的に当
該容器１の耐圧テスト、気密テストを行う。

【００４１】このように、上記構成からなる管状部材の
固定方法によれば、コイルユニット２を組み立てるとと
もに、予めコイル２ａの外周にコイルスペーサ１１およ
びエキスパンションスペーサ９，１３を固定し、これを
容器本体２２に挿入しているので、コイルユニット２等
を狭い容器１の内で組立てる必要がなく、作業の効率が
向上する。また、容器１内でエキスパンション支持体
５，６を形成する作業は、それぞれのエキスパンション
スペーサ９，１３の貫通孔１０、１５に、スライドエキ
スパンションサポート８，１２の縦棒状部８ｂ、１３ｂ
を挿入して位置決め後に、スライドエキスパンションサ
ポート８、１２の横棒状部８ａ、１２ａを容器１の内壁
３に予め接合した当板７に溶接するのみで完了するため
に、従来の支持構造と比較して、狭い容器１内での作業
量を大幅に削減することができる。

【００４２】特に、コイルユニット２を容器本体２２内
に挿入する前に、容器本体２２の内壁３に、上記当板７
を溶接しているので、狭い容器内であっても障害物のな
い状態で容易に当板７を溶接することができ、能率が向
上するとともに、構造的には、当板７によってスライド
エキスパンションサポート８，１２から容器１に作用す
る応力を緩和することができる。

【００４３】（実施の形態２）図７は、本発明に係る管
状部材の支持構造を、荷重が重く比較的温度差が小さい
ケージ型コイルユニット３０の支持構造に適用した第２
の実施形態を示すもので、図１〜図５に示したものと同
一構成部分については、同一符号を付してその説明を簡
略化する。このコイルの支持構造においては、上下方向
の４個所に、コイル３０ａを容器１の内壁３に支持する
同様のエキスパンション支持体（図示を略す）が設けら
れており、さらに最下段となる共通ヘッダ３０ｂと容器
１の内壁３との間には、両端部がそれぞれ内壁３および
共通ヘッダ３０ｂの外周面に接合された固定支持体（係
止手段）３１が配設されている。この固定支持体３１
は、円周方向に等間隔をおいた複数箇所に、互いに同一
レベルとなるように設けられている。

【００４４】したがって、このコイルの支持構造によっ
ても、第１の実施形態に示したものと同様の作用効果が
得られるほか、さらに最下段に位置する共通ヘッダ３０
ｂと容器１の内壁３との間に、コイルユニット３０を直
接容器１の内壁３に固定する固定支持体３１を介装して
いるので、荷重が重いコイルユニット３０に対しても、
その全重量を安定的に支持することができる。

【００４５】（実施の形態３）図８は、本発明に係る管
状部材の支持構造の第３の実施形態における要部を示す
ものであり、同様に図１〜図５に示したものと同一構成
部分に付いては、同一符号を用いて、図示およびその説
明を省略する。このコイルの支持構造においては、コイ
ル２ａを上下方向に近接した２個所において支持するエ
キスパンション支持体３５が用いられている。すなわ
ち、このエキスパンション支持体３５は、エキスパンシ
ョンスライドサポート３６と、２組の上記エキスパンシ
ョンスペーサ９とから構成されている。

【００４６】上記スライドエキスパンションサポート３
６は、コイル２ａを支持すべき上下方向の２個所に跨る
長さ寸法の縦棒状部３６ｂと、この縦棒状部３６ｂの上
下端部から、それぞれ略水平方向に延出する横棒状部３
６ａとからなる略コ字状に形成されており、各横棒状部
３６ａの先端部が内壁３に接合された当板７に溶接され
ている。そして、このスライドエキスパンションサポー
ト３６の縦棒状部３６ｂに、コイル２ａの上下方向２個
所に取り付けられたエキスパンションスペーサ９のスラ
イドサポート受け９ａが挿通されている。さらに、上記
縦棒状部３６ｂには、スライドサポート受け９ａを係止
するためのストッパ１４が固定されている。

【００４７】このようなコイルの支持構造によれば、上
述した第１および第２の実施形態と同様の作用効果が得
られるうえ、さらに一のスライドエキスパンションサポ
ート３６によって、コイル２ａの上下２個所を支持する
ことが可能になり、かつ各エキスパンションサポート９
における下方への変位を一定のレベルで係止することが
できる。

【００４８】（実施の形態４）さらに、図９は、本発明
に係る管状部材の支持構造を、容器１内にスパイラルコ
イル（管状部材）４０を支持する場合に適用した第４の
実施形態を示すものである。このスパイラルコイル４０
は、容器１の内壁３に沿って同軸的にスパイラル状に配
設されたものであり、上下方向に略等間隔をおいた複数
箇所（図では３個所）において、一のエキスパンション
支持体４１によって容器１の内壁３に支持されている。
このエキスパンション支持体４１は、一のスライドエキ
スパンションサポート４２と、３組のエキスパンション
スペーサ４３，４４とから構成されている。

【００４９】上記スライドエキスパンションサポート４
２は、スパイラルコイル４０を支持すべき上下方向の３
個所に跨る長さ寸法の縦棒状部４２ｂと、この縦棒状部
４２ｂの上下端部から、それぞれ略水平方向に延出する
横棒状部４２ａとからなる略コ字状に形成されており、
各横棒状部４２ａの先端部が内壁３に接合された当板７
に溶接されている。そして、上２段のスパイラルコイル
４０に、それぞれエキスパンションサポート４３が取り
付けられ、最下段のスパイラルコイル４０にエキスパン
ションサポート４４が取り付けられている。上記エキス
パンションサポート４３は、スパイラルコイル４０とス
ライドエキスパンションサポート４２との間で屈曲され
た略Ｌ字状に形成されており、一端部がスパイラルコイ
ル４０の外周面に接合されている。また、他端部には、
スライドサポート受け４３ａが一体的に接合され、この
スライドサポート受け４３ａに穿設された貫通孔４５
に、上記縦棒状部４２ｂが挿通されている。

【００５０】他方、エキスパンションサポート４４は、
エキスパンションサポート４２を間に挟むコイル４０の
２個所に一端部が接合された２つの略Ｌ形部からなり、
これら略Ｌ形部の他端部間にスライドサポート受け４４
ａが接合されることにより、全体としてＵ字状またはコ
字状に形成されている。そして、このスライドサポート
受け４４ａの貫通孔４６に、上記縦棒状部４２ｂが挿通
されている。また、この縦棒状部４２ｂには、スライド
サポート受け４４ａの下方への変位を阻止するストッパ
（係止手段）４７が固定されている。なお、これらのス
ライドサポート受け４３ａ、４４ａに穿設された貫通孔
４５、４６についても、図５に示したものと同様に、貫
通方向の中央部分が両端部分より内方に突出して形成さ
れることにより、当該貫通孔４５、４６と縦棒状部４２
ｂの外周面とが線接触するようになっている。さらに、
上下方向に隣接するスパイラルコイル４０間には、コイ
ルスペーサ４８が介装されている。

【００５１】以上の構成からなるスパイラルコイル４０
の支持構造にあっては、当該スパイラルコイル４０内に
冷媒または熱媒が流されることにより、スパイラルコイ
ル４０が熱膨張あるいは熱収縮して容器１に対して相対
変位した際に、同一レベルに設けられたストッパ４７を
基点とするスパイラルコイル４０の上下方向の変位動に
ついては、これより上方のエキスパンション支持体４１
におけるスライドエキスパンションサポート４２の縦棒
状部４２ｂに沿って、スパイラルコイル４０に固定され
ているエキスパンションスペーサ４３が上下方向に相対
変位することにより吸収される。また、スパイラルコイ
ル４０の容器１の径方向への変位動は、略Ｌ字状のエキ
スパンションスペーサ４３およびＵ字状またはコ字状の
エキスパンションスペーサ４４による弾性変形と、さら
にスライドエキスパンションサポート４２の縦棒状部４
２ｂにおける弾性変形とにより吸収される。

【００５２】したがって、上記スパイラルコイル４０の
支持に適用した本実施形態においても、空の状態から内
部に冷媒または熱媒が流れて、スパイラルコイル４０の
熱膨張・熱収縮の変化量が大きくなった場合において
も、これによって生じる相対変位を吸収することがで
き、よって当該スパイラルコイル４０や容器１に歪みを
生ずることがない。加えて、第１ないし第３の実施形態
に示したものと同様に、支持するために従来のもののよ
うにボルトやナット類を必要としないうえに、エキスパ
ンションスペーサ４３，４４の貫通孔４５，４６と縦棒
状部４２ｂとの接触が線接触となるので、洗浄液や水蒸
気がスライドサポートの貫通孔内を流通しやくなるため
に、固形物や液の溜まりが生じて腐食の原因や洗浄性や
滅菌性の悪化等を招くことがなく、耐腐食性および洗浄
性にも優れるといった効果も得られる。

【００５３】なお、上述した各実施の形態においては、
本発明を冷媒または熱媒が流れるコイルの支持構造に適
用した場合に付いてのみ説明したが、これに限定される
ものではなく、各種の容器内に配設される様々な種類の
管状部材の支持および当該支持構造を有する容器の組立
に適用することが可能である。また、それぞれのエキス
パンション支持体５，６，３５，４１において、そのエ
キスパンションスペーサ９，１３，４３，４４の先端部
に、別途貫通孔１０，１５，４５，４６が穿設されたス
ライドサポート受け９ａ、１３ａ、４３ａ、４４ａを一
体的に接合しているが、これに限らず、パイプを利用し
たり、上記エキスパンションスペーサの先端部を肉厚に
形成して直接貫通孔を穿設してもよい。

【００５４】さらに、図５に示したように、上記エキス
パンションスペーサの貫通孔１０，１５，４５，４６の
貫通方向中央部を両端部分より内方に突出させることに
より、上記縦棒状部８ｂ、１２ｂ、３６ｂ、４２ｂと
が、互いに線接触するようにしたが、これに限らず、貫
通孔の一端部分が内方に突出させてもよく、さらには例
えば図１０に示すように、縦棒状部２５よりも貫通孔２
６を大径に形成して、互いに線接触するようにしたり、
あるいは図１１に示すように、貫通孔２７を大径に形成
するとともに、縦棒状部２８を含むスライドエキスパン
ションサポート自体として角棒状のものを用いることに
より、互いに線接触するようにしても同様の効果を得る
ことができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜９のい
ずれかに記載の管状部材の支持構造によれば、容器およ
び／または管状部材が熱膨張あるいは熱収縮することに
よって、管状部材が相対変位した際に、同一レベルに設
けられた係止手段を基点とする上記管状部材の上下方向
の変位動を、スライドエキスパンションサポートの縦棒
状部に沿ってエキスパンションスペーサが相対変位する
ことにより吸収し、かつ管状部材の容器径方向への変位
動を、エキスパンションスペーサによる弾性変形と、ス
ライドエキスパンションサポートの弾性変形により吸収
することができるために、ケージ型コイルやスパイラル
型コイル等の各種の管状部材に適用した場合において
も、当該管状部材や容器に歪みを生ずることがなく、し
かも管状部材を支持するためにボルトやナット類を必要
としないために、固形物や液の溜まりが生じて腐食の原
因や洗浄性や滅菌性の悪化等を招くことがなく、耐腐食
性および洗浄性にも優れるといった優れた効果が得られ
る。

【００５６】ここで、特に請求項２に記載の発明によれ
ば、縦棒状部の一端部が自由端部となる結果、弾性能が
高くなり、よって当該スライドエキスパンションサポー
トの弾性変形により、管状部材の熱膨張・熱収縮による
容器径方向の変位を円滑に吸収することができ、請求項
３に記載の発明によれば、全体としての強度が向上する
とともに、コの字状構造の弾性変形により、管状部材の
熱膨張・熱収縮による容器径方向の変位を吸収すること
ができる。

【００５７】さらに、請求項４記載の発明によれば、ス
ペーサによって、管状部材の間隔を維持して全体の形状
が保持されるとともに、当該管状部材の熱膨張・熱収縮
による容器径方向の変位が、上記スペーサの弾性変形に
より吸収され、また請求項６に記載の発明によれば、略
コ字状に形成されたスライドエキスパンションサポート
の縦棒状部に上記ストッパを固定することにより、大き
な荷重の管状部材であってもこれを安定的に支持するこ
とが可能になる。

【００５８】また、請求項７に記載の発明によれば、屈
曲部または曲線部によって管状部材の径方向における変
形能を確保することができ、スパイラルコイルなどのよ
うな、容器内壁に沿って同軸的にスパイラル状に配設さ
れた管状部材の支持に適した構造になるとともに、さら
に請求項８に記載の発明によれば、ケージ型のコイルの
ような上下方向に複数本配設されている管状部材を支持
する場合に、Ｖ字状またはＵ字状をなすエキスパンショ
ンスペーサの広がり方向または狭まる方向への弾性変形
によって、管状部材の熱膨張・熱収縮による容器径方向
の変位を吸収することができるといった効果が得られ
る。

【００５９】また、請求項９記載の発明によれば、エキ
スパンションスペーサの貫通孔とスライドエキスパンシ
ョンサポートの縦棒状部との接触が線接触となるので、
洗浄液や水蒸気がスライドサポートの貫通孔内を流通し
やくなり、洗浄性や滅菌性が向上する。

【００６０】そして、請求項１０または１１に記載の管
状部材の固定方法によれば、管状部材のユニットを組み
立てる際に、予めエキスパンションスペーサを上記管状
部材の外周に固定して、これを容器本体に挿入している
ので、管状部材自体を狭い容器内で組立てる必要がなく
作業の効率が向上するとともに、容器内におけるエキス
パンション支持体の組立作業も極めて容易であるため
に、従来の支持構造と比較して、狭い容器内での作業量
を大幅に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管状部材の支持構造の第１実施形態を
示す縦断面図である。

【図２】図１の横断面図である。

【図３】図１の上方のエキスパンション支持体を示す斜
視図である。

【図４】図１の最下段のエキスパンション支持体を示す
斜視図である。

【図５】図３のスライドサポート受けの貫通孔部分を示
す縦断面図である。

【図６】本発明の管状部材の固定方法の一実施形態を説
明するための工程図である。

【図７】本発明の管状部材の支持構造の第２実施形態を
示す要部の縦断面図である。

【図８】本発明の管状部材の支持構造の第３実施形態を
示す要部の縦断面図である。

【図９】本発明の管状部材の支持構造の第４実施形態を
示す要部の縦断面図である。

【図１０】スライドサポート受けの貫通孔部分の変形例
を示す縦断面図である。

【図１１】スライドサポート受けの貫通孔部分の他の変
形例を示す縦断面図である。

【図１２】従来のケージ型コイルの支持構造を示す横断
面図である。

【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線視図である。

【図１４】従来の他のケージ型コイルの支持構造を示す
横断面図である。

【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線視図である。

【図１６】従来のスパイラルコイルの支持構造を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 容器 ２，３０ ケージ型のコイルユニット ２ａ、３０ａ コイル（管状部材） ３ 内壁 ５，６，３５，４１ エキスパンション支持体 ７ 当板 ８、１２、３６、４２ スライドエキスパンションサポ
ート ８ａ、１２ａ、３６ａ、４２ａ 横棒状部 ８ｂ、１２ｂ、２５，２８、３６ｂ、４２ｂ 縦棒状部 ９，１３，４３，４４ エキスパンションスペーサ ９ａ，１３ａ，４３ａ，４４ａ スライドサポート受け １０，１５，２６，２７、４５，４６ 貫通孔 １１、４８ コイルスペーサ １４，４７ ストッパ（係止手段） ２０ 頭部鏡板 ２１ 底部鏡板 ２２ 容器本体 ３１ 固定支持体（係止手段） ４０ スパイラルコイル（管状部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉元 弘志 愛知県知多郡武豊町字５号地２番地 ファ イザー製薬株式会社名古屋工場 (72)発明者 平光 徹至 愛知県知多郡武豊町字５号地２番地 ファ イザー製薬株式会社名古屋工場 (72)発明者 小川 義夫 横浜市磯子区新磯子町27番地１号 株式会 社新潟鉄工所横浜工場 (72)発明者 和泉 孝志 横浜市磯子区新磯子町27番地１号 株式会 社新潟鉄工所横浜工場 (72)発明者 佐々木 邦俊 横浜市磯子区新磯子町27番地１号 株式会 社新潟鉄工所横浜工場 (72)発明者 高木 浩 東京都大田区蒲田本町１丁目９番３号 株 式会社新潟鉄工所エンジニアリングセンタ ー Ｆターム(参考） 3E070 AA03 AB01 AB09 DA01 EA01 EA04 EB02 KB02 KC01 RA01 VA30 4B029 AA02 BB01 CC01 DD01 DF01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器の内壁に沿って配設され、上記容器
   の内部を冷却または加熱する流体が流れる管状部材を上
   記容器内壁に支持する支持構造であって、上記容器内壁
   に一端部が固定された横棒状部の他端部に縦棒状部が形
   成されたスライドエキスパンションサポートと、上記管
   状部材の外周面に一端部が固定され、上記容器内壁に向
   けて当該固定部と上記容器の中心とを結ぶ仮想線に対し
   て傾斜する方向に延出するとともに当該延出部の上記管
   状部材よりも内壁側に形成された貫通孔に上記スライド
   エキスパンションサポートの縦棒状部が相対変位自在に
   挿通されたエキスパンションスペーサとを備えたエキス
   パンション支持体を、上記容器の内壁に沿って複数設け
   ることにより上記管状部材を上記容器内壁に支持し、か
   つ一のレベルにおいて上記管状部材の下方への変位を阻
   止する係止手段を設けてなることを特徴とする管状部材
   の支持構造。
2. 【請求項２】 上記スライドエキスパンションサポート
   は、一つの上記縦棒状部と一つの横棒状部のみから形成
   されていることを特徴とする請求項１に記載の管状部材
   の支持構造。
3. 【請求項３】 上記スライドエキスパンションサポート
   は、上記縦棒状部の端部にさらに他の横棒状部が形成さ
   れ、これら上下の横棒状部の端部が、それぞれ上記容器
   内壁に固定されていることを特徴とする請求項１に記載
   の管状部材の支持構造。
4. 【請求項４】 上記管状部材は、上記容器内壁に沿って
   複数本配設され、かつ隣接する上記管状部材間には、曲
   線部または屈曲部を有し互いの間隔を保持するスペーサ
   が介装されていることを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれかに記載の管状部材の支持構造。
5. 【請求項５】 上記係止手段は、上記容器内壁に一端部
   が固定された横棒状部の他端部に縦棒状部が形成された
   スライドエキスパンションサポートと、上記管状部材の
   外周面に一端部が固定され、上記容器内壁に向けて当該
   固定部と上記容器の中心とを結ぶ仮想線に対して傾斜す
   る方向に延出するとともに当該延出部の上記管状部材よ
   りも内壁側に形成された貫通孔に該スライドエキスパン
   ションサポートの縦棒状部が相対変位自在に挿通された
   エキスパンションスペーサとを備え、上記容器の内周方
   向に沿って複数配設されたエキスパンション支持体にお
   ける各スライドエキスパンションサポートに、一のレベ
   ルに固定されて、上記エキスパンションスペーサの下方
   への変位を阻止するストッパであることを特徴とする請
   求項１ないし４のいずれかに記載の管状部材の支持構
   造。
6. 【請求項６】 上記ストッパが設けられたスライドエキ
   スパンションサポートは、上記縦棒状部の両端部に横棒
   状部が形成され、これら上下の横棒状部の端部が、それ
   ぞれ上記容器内壁に固定されていることを特徴とする請
   求項５に記載の管状部材の支持構造。
7. 【請求項７】 上記エキスパンションスペーサは、上記
   管状部材と上記スライドエキスパンションサポートの間
   で屈曲部または曲線部を有することを特徴とする請求項
   １ないし６のいずれかに記載の管状部材の支持構造。
8. 【請求項８】 上記スライドエキスパンションサポート
   は、一対の上記管状部材間に設けられ、かつエキスパン
   ションスペーサは、それぞれ両方の上記管状部材の外周
   面に各端部が固定されて上記容器内壁に向けて延出され
   た内壁延出部の先端部に上記縦棒状部が挿通される貫通
   孔が形成されていることを特徴とする請求項１ないし７
   のいずれかに記載の管状部材の支持構造。
9. 【請求項９】 上記エキスパンションスペーサの貫通孔
   と、上記スライドエキスパンションサポートの縦棒状部
   とが、互いに線接触するように形成されていることを特
   徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の管状部材
   の支持構造。
10. 【請求項１０】 先ず複数の管状部材からなるユニット
    を組み立てるとともに、所定位置の上記管状部材の外周
    に、外側に向けてその固定部と上記ユニットの中心とを
    結ぶ仮想線に対して傾斜する方向に延出させて、エキス
    パンションスペーサを固定し、 次いで少なくとも一端側に鏡板が取り付けられていない
    状態の容器本体に、上記ユニットを挿入して位置決めし
    た後に、 上記エキスパンションスペーサの上記延出部の容器内壁
    側に形成された貫通孔に、横棒状部の他端部に縦棒状部
    が形成されたスライドエキスパンションサポートの当該
    縦棒状部を挿入し、そのスライドエキスパンションサポ
    ートの横棒状部の端部を上記容器内壁に固定することを
    特徴とする管状部材の固定方法。
11. 【請求項１１】 少なくとも一端側に鏡板が取り付けら
    れていない状態の容器本体の内壁に、予め当板を溶接
    し、この当板に上記スライドエキスパンションサポート
    の横棒状部の端部を接合することを特徴とする請求項１
    ０に記載の管状部材の固定方法。