JP2002162178A - 熱交換器および熱交換器の邪魔体 - Google Patents
熱交換器および熱交換器の邪魔体Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
- F28D7/163—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
- F28D7/1638—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one
- F28D7/1646—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one with particular pattern of flow of the heat exchange medium flowing outside the conduit assemblies, e.g. change of flow direction
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/0265—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 チューブを支持する管板の壊食を防止するこ
と。 【解決手段】 筐体２内に往復路を形成する複数のチュ
ーブ６を設け、少なくとも筐体端に設けた管板１２によ
り前記チューブを支持すると共にチューブの流体入口側
に給水室４を有し、この給水室に外部から流体を供給す
る給水管３を備えた熱交換器１において、給水管から給
水室内に流体を供給するときの噴流がぶつかる邪魔体１
７を、前記流体噴流の流路上に設置した。
と。 【解決手段】 筐体２内に往復路を形成する複数のチュ
ーブ６を設け、少なくとも筐体端に設けた管板１２によ
り前記チューブを支持すると共にチューブの流体入口側
に給水室４を有し、この給水室に外部から流体を供給す
る給水管３を備えた熱交換器１において、給水管から給
水室内に流体を供給するときの噴流がぶつかる邪魔体１
７を、前記流体噴流の流路上に設置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、機械に用いる潤
滑油、清水その他の作動流体を、工業用水、海水その他
の流体を用いて冷却もしくは加熱する熱交換器および熱
交換器の邪魔体に関するものである。
滑油、清水その他の作動流体を、工業用水、海水その他
の流体を用いて冷却もしくは加熱する熱交換器および熱
交換器の邪魔体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、機械の作動油を冷却するシェル
アンドチューブ形熱交換器１を示す断面図である。この
熱交換器１は、機械に用いる潤滑油、清水その他の作動
流体を冷却もしくは加熱するものであって、円筒形状の
筐体２と、外部から流体を供給する給水管３と、筐体一
端部に設けられ且つ給水管を接続した給水室４および排
水室５と、当該筐体内に設けられた複数のチューブ６
と、当該チューブを筐体内で支持すると共に内部に蛇行
路を形成する複数の邪魔板７と、筐体の他端部に設けら
れた返水室８と、排水室に接続された配水管９とから構
成されている。
アンドチューブ形熱交換器１を示す断面図である。この
熱交換器１は、機械に用いる潤滑油、清水その他の作動
流体を冷却もしくは加熱するものであって、円筒形状の
筐体２と、外部から流体を供給する給水管３と、筐体一
端部に設けられ且つ給水管を接続した給水室４および排
水室５と、当該筐体内に設けられた複数のチューブ６
と、当該チューブを筐体内で支持すると共に内部に蛇行
路を形成する複数の邪魔板７と、筐体の他端部に設けら
れた返水室８と、排水室に接続された配水管９とから構
成されている。
【０００３】前記筐体２の両側には、熱交換の対象とな
る流体の入口１０および出口１１が設けられている。ま
た、前記邪魔板７は、機械の作動油や清水等の冷却もし
くは加熱する流体を、筐体内で蛇行させて流すためのも
のであり、筐体内部において、径方向から交互に設置さ
れている。前記チューブ６は、外部から供給した流体を
通すためのものであり、筐体２の両端で管板１２によっ
て支持されている。なお、チューブ６は、通常、大型の
熱交換器の場合には、Ｕ字形の形状を有し且つ筐体内で
往復路を形成するように設置されているのが一般的であ
る。しかしながら、熱交換器が小型の場合には、同図に
示すようにその形状をＵ字形とはせず、返水室８を設け
ている場合が多い。
る流体の入口１０および出口１１が設けられている。ま
た、前記邪魔板７は、機械の作動油や清水等の冷却もし
くは加熱する流体を、筐体内で蛇行させて流すためのも
のであり、筐体内部において、径方向から交互に設置さ
れている。前記チューブ６は、外部から供給した流体を
通すためのものであり、筐体２の両端で管板１２によっ
て支持されている。なお、チューブ６は、通常、大型の
熱交換器の場合には、Ｕ字形の形状を有し且つ筐体内で
往復路を形成するように設置されているのが一般的であ
る。しかしながら、熱交換器が小型の場合には、同図に
示すようにその形状をＵ字形とはせず、返水室８を設け
ている場合が多い。
【０００４】熱交換器１の外部から給水管３によって給
水室４に供給された流体は、返水室８を経由して往復
し、排水室５および配水管９を通って排水される。一
方、外部から供給される流体は、前述の冷却もしくは加
熱される流体と、筐体内で直交するように流れ、前記チ
ューブ内を流れる流体との間で熱交換を行う。熱交換を
行った流体は、その後、排水室５に流れ込む。なお、給
水室４に供給される流体は、熱交換の対象である機械の
作動油や清水等を冷却するためのものであって、具体的
には外部から導入した工業用水や海水が用いられる。
水室４に供給された流体は、返水室８を経由して往復
し、排水室５および配水管９を通って排水される。一
方、外部から供給される流体は、前述の冷却もしくは加
熱される流体と、筐体内で直交するように流れ、前記チ
ューブ内を流れる流体との間で熱交換を行う。熱交換を
行った流体は、その後、排水室５に流れ込む。なお、給
水室４に供給される流体は、熱交換の対象である機械の
作動油や清水等を冷却するためのものであって、具体的
には外部から導入した工業用水や海水が用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記熱
交換器１では、熱交換器１の定格以上に冷却水等の流体
を供給する必要が生じた場合、給水管３によって供給さ
れる冷却水の流速は、給水室４の内部における流速より
も極めて大きいものとなる。このような流体が給水口１
３から給水室４に流れ込むと、図８に示すように、その
流れが噴流１４となり、流速の低いか或いは静止してい
る給水室内の流体を摩擦によって引き込む結果、これら
の流体間に圧力差が生じ、キャビテーションが発生す
る。
交換器１では、熱交換器１の定格以上に冷却水等の流体
を供給する必要が生じた場合、給水管３によって供給さ
れる冷却水の流速は、給水室４の内部における流速より
も極めて大きいものとなる。このような流体が給水口１
３から給水室４に流れ込むと、図８に示すように、その
流れが噴流１４となり、流速の低いか或いは静止してい
る給水室内の流体を摩擦によって引き込む結果、これら
の流体間に圧力差が生じ、キャビテーションが発生す
る。
【０００６】そして、キャビテーションによって生じた
気泡１５は、噴流によって管板１２にぶつかり、この気
泡の消滅による水撃作用により管板を壊食させる（キャ
ビテーション・エロージョン）。この結果、当該壊食に
よる管板１２の破損が進み、管板１２とチューブ６の接
合部１６から流体が漏れだし、熱交換が行われる他方の
流体に混入することになる。したがって、従来の熱交換
器においては、管板１２が壊食した場合、管板全体を定
期的に交換する必要があった。
気泡１５は、噴流によって管板１２にぶつかり、この気
泡の消滅による水撃作用により管板を壊食させる（キャ
ビテーション・エロージョン）。この結果、当該壊食に
よる管板１２の破損が進み、管板１２とチューブ６の接
合部１６から流体が漏れだし、熱交換が行われる他方の
流体に混入することになる。したがって、従来の熱交換
器においては、管板１２が壊食した場合、管板全体を定
期的に交換する必要があった。
【０００７】一方、このような問題を解決する手段とし
ては、ディフェーザを設置して流体の流速を減速させる
のが一般的である。しかし、ディフェーザによって十分
に流体を減速させ、管板１２の壊食を防止しようとする
場合、相当に大きいものが必要となり、特に小型の熱交
換器の場合にあっては、その熱交換器と同じくらいの寸
法のディフェーザを設置しなければならない。
ては、ディフェーザを設置して流体の流速を減速させる
のが一般的である。しかし、ディフェーザによって十分
に流体を減速させ、管板１２の壊食を防止しようとする
場合、相当に大きいものが必要となり、特に小型の熱交
換器の場合にあっては、その熱交換器と同じくらいの寸
法のディフェーザを設置しなければならない。
【０００８】そこで、この発明は上記に鑑みてなされた
ものであって、キャビテーション気泡１５による給水室
４の管板１２の壊食を、限られたスペース内で簡易かつ
十分に防止できる熱交換器および熱交換器の邪魔体を提
供することを目的とする。
ものであって、キャビテーション気泡１５による給水室
４の管板１２の壊食を、限られたスペース内で簡易かつ
十分に防止できる熱交換器および熱交換器の邪魔体を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る熱交換器は、筐体内に往復路を形成
する複数のチューブを設け、少なくとも筐体端に設けた
管板により前記チューブを支持すると共にチューブの流
体入口側に給水室を有し、この給水室に外部から流体を
供給する給水管を備えた熱交換器において、給水管から
給水室内に流体を供給するときの噴流がぶつかる邪魔体
を、前記流体噴流の流路上に設置したことを特徴とす
る。
め、請求項１に係る熱交換器は、筐体内に往復路を形成
する複数のチューブを設け、少なくとも筐体端に設けた
管板により前記チューブを支持すると共にチューブの流
体入口側に給水室を有し、この給水室に外部から流体を
供給する給水管を備えた熱交換器において、給水管から
給水室内に流体を供給するときの噴流がぶつかる邪魔体
を、前記流体噴流の流路上に設置したことを特徴とす
る。
【００１０】ここで、「給水管」とは、熱交換器の外部
から内部に熱交換を行うための流体を供給するものをい
い、「給水室」とは、給水管によって供給された流体を
筐体内のチューブに分配するためのものをいう。また、
本発明は、これらの給水管および給水室の構造によって
発生するキャビテーション・エロージョンを防止ないし
は緩和するものであるため、当該給水管および給水室の
構造は、別個独立に設けられたものに限られず、一体型
のものも含まれる。
から内部に熱交換を行うための流体を供給するものをい
い、「給水室」とは、給水管によって供給された流体を
筐体内のチューブに分配するためのものをいう。また、
本発明は、これらの給水管および給水室の構造によって
発生するキャビテーション・エロージョンを防止ないし
は緩和するものであるため、当該給水管および給水室の
構造は、別個独立に設けられたものに限られず、一体型
のものも含まれる。
【００１１】「邪魔体」とは、流体の供給もしくは供給
量の増加に伴って生ずる噴流が、直接的に管板にぶつか
ることを防止する機能を持ったものであり、具体的に
は、板状体、網状体、繊維状体その他の噴流による気泡
を受け止めることができる構造を有するもの全てが含ま
れる。また、後述するような多段状の構造とする場合も
考えられる。なお、邪魔体の大きさは、上記した設置目
的から、噴流が流れ込む給水口の開口部よりも大きい寸
法とするのが望ましい。
量の増加に伴って生ずる噴流が、直接的に管板にぶつか
ることを防止する機能を持ったものであり、具体的に
は、板状体、網状体、繊維状体その他の噴流による気泡
を受け止めることができる構造を有するもの全てが含ま
れる。また、後述するような多段状の構造とする場合も
考えられる。なお、邪魔体の大きさは、上記した設置目
的から、噴流が流れ込む給水口の開口部よりも大きい寸
法とするのが望ましい。
【００１２】この請求項１の発明によれば、キャビテー
ションにより発生した気泡は、噴流の流路上に設けられ
た前記邪魔体にぶつかり消滅する。このときの水撃作用
は、主に邪魔板の面部上に発生することになるから、気
泡が直接的に管板にぶつからないようになる。この結
果、管板の壊食が有効に防止されることになる。
ションにより発生した気泡は、噴流の流路上に設けられ
た前記邪魔体にぶつかり消滅する。このときの水撃作用
は、主に邪魔板の面部上に発生することになるから、気
泡が直接的に管板にぶつからないようになる。この結
果、管板の壊食が有効に防止されることになる。
【００１３】また、請求項２に係る熱交換器は、筐体内
に往復路を形成する複数のチューブを設け、少なくとも
筐体端に設けた管板により前記チューブを支持すると共
にチューブの流体入口側に給水室を有し、この給水室に
外部から流体を供給する給水管を備えた熱交換器におい
て、給水管から給水室内に流体を供給するときの噴流の
流れ方向に対して直交する面部を有する邪魔体を設けた
ことを特徴とするものである。
に往復路を形成する複数のチューブを設け、少なくとも
筐体端に設けた管板により前記チューブを支持すると共
にチューブの流体入口側に給水室を有し、この給水室に
外部から流体を供給する給水管を備えた熱交換器におい
て、給水管から給水室内に流体を供給するときの噴流の
流れ方向に対して直交する面部を有する邪魔体を設けた
ことを特徴とするものである。
【００１４】このように、面部を有する邪魔体を、その
面部が発生する噴流の流路と直交するように配置するこ
ととすれば、単に邪魔体を噴流の流路上に設置した場合
と比較して、より効率的に噴流によって運ばれる該気泡
を受け止めることができ、管板の壊食を防止できる。
面部が発生する噴流の流路と直交するように配置するこ
ととすれば、単に邪魔体を噴流の流路上に設置した場合
と比較して、より効率的に噴流によって運ばれる該気泡
を受け止めることができ、管板の壊食を防止できる。
【００１５】また、請求項３に係る熱交換器は、前記邪
魔体を、給水室の内形状と略相似形状に形成したことを
特徴とするものである。邪魔体が有する面部の形状をこ
のようにした場合には、面部において減速した流体は、
均等に邪魔体を迂回し、チューブに分散される。従っ
て、均一な流量・流速の流体をチューブに供給すること
ができる。
魔体を、給水室の内形状と略相似形状に形成したことを
特徴とするものである。邪魔体が有する面部の形状をこ
のようにした場合には、面部において減速した流体は、
均等に邪魔体を迂回し、チューブに分散される。従っ
て、均一な流量・流速の流体をチューブに供給すること
ができる。
【００１６】また、請求項４に係る熱交換器は、前記邪
魔体を、流体の噴流方向に複数設置したことを特徴とす
るものである。このように、邪魔体の設置数を増やせ
ば、単体のみで設置した場合に比べ、より効果的に管板
の壊食を防止できる。
魔体を、流体の噴流方向に複数設置したことを特徴とす
るものである。このように、邪魔体の設置数を増やせ
ば、単体のみで設置した場合に比べ、より効果的に管板
の壊食を防止できる。
【００１７】また、請求項５に係る熱交換器は、前記邪
魔体を、流体の噴流方向に複数設置し、かつ各邪魔体に
複数の孔を設けたことを特徴とするものである。このよ
うに、邪魔体に複数の孔を設けたのは、その範囲につい
ての流体の流れ抜けることを許容するためであり、この
ような邪魔体を複数設けたのは、キャビテーションによ
って生じた気泡を段階的にうけとめるためである。この
結果、管板の壊食を防ぐに十分な効果を得ることができ
る。特に、前記段階的に配置した邪魔体に設けた孔は、
流路方向で相互に直線配置しないようにすることで、気
泡を邪魔体にぶつけやすくなるため、管板の壊食を更に
効果的に防止することができる。
魔体を、流体の噴流方向に複数設置し、かつ各邪魔体に
複数の孔を設けたことを特徴とするものである。このよ
うに、邪魔体に複数の孔を設けたのは、その範囲につい
ての流体の流れ抜けることを許容するためであり、この
ような邪魔体を複数設けたのは、キャビテーションによ
って生じた気泡を段階的にうけとめるためである。この
結果、管板の壊食を防ぐに十分な効果を得ることができ
る。特に、前記段階的に配置した邪魔体に設けた孔は、
流路方向で相互に直線配置しないようにすることで、気
泡を邪魔体にぶつけやすくなるため、管板の壊食を更に
効果的に防止することができる。
【００１８】また、請求項６の熱交換器の邪魔体は、複
数のチューブを管板で支持した熱交換器の筐体端部に設
けた給水室内に固定するための固定手段と、給水室に接
続された給水管から給水室に流入する流体噴流がぶつか
る面部とを備えたことを特徴とするものである。
数のチューブを管板で支持した熱交換器の筐体端部に設
けた給水室内に固定するための固定手段と、給水室に接
続された給水管から給水室に流入する流体噴流がぶつか
る面部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１９】「固定手段」とは、ネジ、ボルトその他の
部材による固定手段のほか、脚部をバネ状、カギ状その
他の構造とすること、また脚部を給水室、返水室を構成
する部材と一体成型することによって固定する手段も含
まれる。また、その材質には、実用的に電食による損耗
の恐れがなく、噴流の衝突による作用力に抗しうる強度
を有する金属、またはプラスチックなどの材料が用いら
れる。なお、この熱交換器の邪魔体は、流体噴流による
キャビテーション・エロージョンを保護対象である管板
の代わりに受けるものであるため、通常は、消耗品とし
て定期的な交換が必要となる。従って、熱交換器に容易
に取り付け、また取り外すことが可能な構造とすること
が望ましい。なお、前記面部は、前述の流体噴流によっ
て運ばれるキャビテーションの気泡を受け止めることが
できる形状および大きさを有するものであれば、どのよ
うなものあっても構わない。
部材による固定手段のほか、脚部をバネ状、カギ状その
他の構造とすること、また脚部を給水室、返水室を構成
する部材と一体成型することによって固定する手段も含
まれる。また、その材質には、実用的に電食による損耗
の恐れがなく、噴流の衝突による作用力に抗しうる強度
を有する金属、またはプラスチックなどの材料が用いら
れる。なお、この熱交換器の邪魔体は、流体噴流による
キャビテーション・エロージョンを保護対象である管板
の代わりに受けるものであるため、通常は、消耗品とし
て定期的な交換が必要となる。従って、熱交換器に容易
に取り付け、また取り外すことが可能な構造とすること
が望ましい。なお、前記面部は、前述の流体噴流によっ
て運ばれるキャビテーションの気泡を受け止めることが
できる形状および大きさを有するものであれば、どのよ
うなものあっても構わない。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、以下に示す実
施の形態の構成要素には、当業者が通常設計変更できる
ものが含まれるものとする。
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、以下に示す実
施の形態の構成要素には、当業者が通常設計変更できる
ものが含まれるものとする。
【００２１】図１は、この発明の実施の形態にかかる熱
交換器１の要部断面図である。図２は、図１に示した給
水室４付近の拡大図である。図３は、本発明に係る熱交
換器１に用いる邪魔体１７を示す斜視図である。図４
は、図１に示した熱交換器１の給水室４および排水室５
の説明図であり、同図（ａ）に端面図、（ｂ）に断面図
を示す。この熱交換器１は、図７に示した熱交換器の給
水室４内部に邪魔板１７を設けた点に特徴がある。その
他の構成は、図７に示した熱交換器１と同様であるから
その説明を省略し、同一の構成要素には同一の符号を付
する。当該邪魔板１７は、給水室内の給水口１３より下
流であって且つ流体噴流の流路上に設置され、複数の脚
１８によって給水室４の壁に固定されている。また、邪
魔板１７は、給水口１３の断面形状と相似する円盤形状
をしており、その面部１９が前記噴流の流速方向と直交
するように位置する。
交換器１の要部断面図である。図２は、図１に示した給
水室４付近の拡大図である。図３は、本発明に係る熱交
換器１に用いる邪魔体１７を示す斜視図である。図４
は、図１に示した熱交換器１の給水室４および排水室５
の説明図であり、同図（ａ）に端面図、（ｂ）に断面図
を示す。この熱交換器１は、図７に示した熱交換器の給
水室４内部に邪魔板１７を設けた点に特徴がある。その
他の構成は、図７に示した熱交換器１と同様であるから
その説明を省略し、同一の構成要素には同一の符号を付
する。当該邪魔板１７は、給水室内の給水口１３より下
流であって且つ流体噴流の流路上に設置され、複数の脚
１８によって給水室４の壁に固定されている。また、邪
魔板１７は、給水口１３の断面形状と相似する円盤形状
をしており、その面部１９が前記噴流の流速方向と直交
するように位置する。
【００２２】給水口１３から流れ込んだ流体は、噴流１
４となってその圧力が臨界値以下となってキャビテーシ
ョンを生じさせる。キャビテーションにより発生した気
泡１５は、噴流１４にのって邪魔板１７の面部１９にぶ
つけられ、消滅するときの水撃作用により当該邪魔板１
７を壊食させる。また、流体の噴流は、邪魔板１７にぶ
つかることによって十分に減速され、その後、当該邪魔
板１７と給水室４の壁面との間を迂回してチューブ６に
分配される。このとき、気泡１５は、前記邪魔板１７に
よって殆ど消滅しているから、管板１２に至る気泡は極
めて少なくなる。この結果、簡易な構成の邪魔体１７に
よって、管板１２のキャビテーション・エロージョンが
効果的に防止される。また、かかる構成では、邪魔体１
７が管板１２の代わりに壊食することになるが、当該邪
魔板を交換するのは極めて容易であり、邪魔板自体も簡
単かつ安価な構造であるので、熱交換器１の熱交換量を
増加させることができ、かつメンテナンスコストを低下
させることができる。
４となってその圧力が臨界値以下となってキャビテーシ
ョンを生じさせる。キャビテーションにより発生した気
泡１５は、噴流１４にのって邪魔板１７の面部１９にぶ
つけられ、消滅するときの水撃作用により当該邪魔板１
７を壊食させる。また、流体の噴流は、邪魔板１７にぶ
つかることによって十分に減速され、その後、当該邪魔
板１７と給水室４の壁面との間を迂回してチューブ６に
分配される。このとき、気泡１５は、前記邪魔板１７に
よって殆ど消滅しているから、管板１２に至る気泡は極
めて少なくなる。この結果、簡易な構成の邪魔体１７に
よって、管板１２のキャビテーション・エロージョンが
効果的に防止される。また、かかる構成では、邪魔体１
７が管板１２の代わりに壊食することになるが、当該邪
魔板を交換するのは極めて容易であり、邪魔板自体も簡
単かつ安価な構造であるので、熱交換器１の熱交換量を
増加させることができ、かつメンテナンスコストを低下
させることができる。
【００２３】また、図３（ｂ）は、上記邪魔板１７の変
形例を示す斜視図である。この邪魔板１７は、噴流をぶ
つける面部を網状体としたものである。このように、面
部を網状体で構成するようにしても、気泡１５を効果的
に消滅させることが可能であり、また、網状体の寸法に
よっては不純物の捕捉をすることも可能である。なお、
網状体の開口寸法は、１ｍｍ程度が好ましい。さらに、
網状体の邪魔体に変えて、たわし状やスポンジ状の邪魔
体を用いることもできる。
形例を示す斜視図である。この邪魔板１７は、噴流をぶ
つける面部を網状体としたものである。このように、面
部を網状体で構成するようにしても、気泡１５を効果的
に消滅させることが可能であり、また、網状体の寸法に
よっては不純物の捕捉をすることも可能である。なお、
網状体の開口寸法は、１ｍｍ程度が好ましい。さらに、
網状体の邪魔体に変えて、たわし状やスポンジ状の邪魔
体を用いることもできる。
【００２４】図５は、上記邪魔板の変形例を示す説明図
であり、同図（ａ）に給水室４および排水室５の端面
図、（ｂ）にその断面図を示す。この邪魔板２０は、そ
の面部を給水室４の断面形状と略相似の形状にした点に
特徴がある。面部の形状をこのようにした場合には、面
部において減速した流体は、均等に邪魔板２０を迂回
し、チューブ６に分散供給される。
であり、同図（ａ）に給水室４および排水室５の端面
図、（ｂ）にその断面図を示す。この邪魔板２０は、そ
の面部を給水室４の断面形状と略相似の形状にした点に
特徴がある。面部の形状をこのようにした場合には、面
部において減速した流体は、均等に邪魔板２０を迂回
し、チューブ６に分散供給される。
【００２５】図６は、邪魔板を多段構成にした場合を示
す断面図である。この邪魔板２１には、複数の孔が穿孔
されている。孔の径および個数は、流体の噴流を減速さ
せるために十分なように熱交換器毎に適宜決定する。こ
のような邪魔板は、給水室内の噴流の上流から下流にか
けて段階状に配置されている。噴流が初段の邪魔板にぶ
つかることで気泡が消滅すると共に当該邪魔板の孔から
流速を増した流体が次段の邪魔板にぶつけられる。この
次段の邪魔板によってさらに噴流に含まれる気泡が消滅
し、その孔を通過した気泡はさらに後段の邪魔板によっ
て消滅させられる。この結果、流体噴流に含まれる気泡
が段階的に消滅させられることになるから、管板１２の
壊食を有効に防止することができるようになる。
す断面図である。この邪魔板２１には、複数の孔が穿孔
されている。孔の径および個数は、流体の噴流を減速さ
せるために十分なように熱交換器毎に適宜決定する。こ
のような邪魔板は、給水室内の噴流の上流から下流にか
けて段階状に配置されている。噴流が初段の邪魔板にぶ
つかることで気泡が消滅すると共に当該邪魔板の孔から
流速を増した流体が次段の邪魔板にぶつけられる。この
次段の邪魔板によってさらに噴流に含まれる気泡が消滅
し、その孔を通過した気泡はさらに後段の邪魔板によっ
て消滅させられる。この結果、流体噴流に含まれる気泡
が段階的に消滅させられることになるから、管板１２の
壊食を有効に防止することができるようになる。
【００２６】また、上段の邪魔板の孔と下段の邪魔板の
孔とは、直線状に並ばないように、相互にずらして配置
するのが好ましい。このようにすれば、孔を通過した噴
流を次段の邪魔板の面部に衝突させることができるか
ら、より気泡を消滅させやすくなる。さらに、邪魔板の
孔の開口率を噴流の上流から下流にかけて次第に大きく
するようにしてもよい（図示省略）。このようにすれ
ば、各段の邪魔板の周囲から逃げる流体があることによ
って下流側邪魔板を通過する流量が減少することに加
え、孔の開口率を次第に大きくすることにより下流側邪
魔板の孔を通過する流速をさらに減速させることで、邪
魔板の孔を通過した流体が新たにキャビテーション気泡
を生成しないようにする効果がある。
孔とは、直線状に並ばないように、相互にずらして配置
するのが好ましい。このようにすれば、孔を通過した噴
流を次段の邪魔板の面部に衝突させることができるか
ら、より気泡を消滅させやすくなる。さらに、邪魔板の
孔の開口率を噴流の上流から下流にかけて次第に大きく
するようにしてもよい（図示省略）。このようにすれ
ば、各段の邪魔板の周囲から逃げる流体があることによ
って下流側邪魔板を通過する流量が減少することに加
え、孔の開口率を次第に大きくすることにより下流側邪
魔板の孔を通過する流速をさらに減速させることで、邪
魔板の孔を通過した流体が新たにキャビテーション気泡
を生成しないようにする効果がある。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の熱交換
器（請求項１）では、筐体内に往復路を形成する複数の
チューブを設け、少なくとも筐体端に設けた管板により
前記チューブを支持すると共にチューブの流体入口側に
給水室を有し、この給水室に外部から流体を供給する給
水管を備え、前記給水管から給水室内に流体を供給する
ときの噴流がぶつかる邪魔体を、前記流体噴流の流路上
に設置したので、当該邪魔体によってキャビテーション
気泡が殆ど消滅する。このため、キャビテーション気泡
による管板の壊食を簡易かつ十分に防止できる。
器（請求項１）では、筐体内に往復路を形成する複数の
チューブを設け、少なくとも筐体端に設けた管板により
前記チューブを支持すると共にチューブの流体入口側に
給水室を有し、この給水室に外部から流体を供給する給
水管を備え、前記給水管から給水室内に流体を供給する
ときの噴流がぶつかる邪魔体を、前記流体噴流の流路上
に設置したので、当該邪魔体によってキャビテーション
気泡が殆ど消滅する。このため、キャビテーション気泡
による管板の壊食を簡易かつ十分に防止できる。
【００２８】また、この発明の熱交換器（請求項２）で
は、筐体内に往復路を形成する複数のチューブを設け、
少なくとも筐体端に設けた管板により前記チューブを支
持すると共にチューブの流体入口側に給水室を有し、こ
の給水室に外部から流体を供給する給水管を備え、前記
給水管から給水室内に流体を供給するときの噴流の流れ
方向に対して直交する面部を有する邪魔体を設けたの
で、噴流が面部に直接ぶつかってキャビテーション気泡
が消滅する。この結果、キャビテーション気泡による管
板の壊食を簡易かつ十分に防止できる。
は、筐体内に往復路を形成する複数のチューブを設け、
少なくとも筐体端に設けた管板により前記チューブを支
持すると共にチューブの流体入口側に給水室を有し、こ
の給水室に外部から流体を供給する給水管を備え、前記
給水管から給水室内に流体を供給するときの噴流の流れ
方向に対して直交する面部を有する邪魔体を設けたの
で、噴流が面部に直接ぶつかってキャビテーション気泡
が消滅する。この結果、キャビテーション気泡による管
板の壊食を簡易かつ十分に防止できる。
【００２９】また、この発明の熱交換器では、邪魔体
を、給水室の内形状と略相似形状に形成したこと（請求
項３）、邪魔体を、流体の噴流方向に複数設置したこと
（請求項４）、前記邪魔体を流体の噴流方向に複数設置
し且つ各邪魔体に複数の孔を設けたこと（請求項５）に
よって、より効果的に管板の壊食を防止できる。
を、給水室の内形状と略相似形状に形成したこと（請求
項３）、邪魔体を、流体の噴流方向に複数設置したこと
（請求項４）、前記邪魔体を流体の噴流方向に複数設置
し且つ各邪魔体に複数の孔を設けたこと（請求項５）に
よって、より効果的に管板の壊食を防止できる。
【００３０】また、この発明の熱交換器の邪魔体（請求
項６）では、複数のチューブを管板で支持した熱交換器
の筐体端部に設けた給水室内に固定するための固定手段
と、給水室に接続された給水管から給水室に流入する流
体噴流がぶつかる面部とを備えたので、簡単な構造をも
って給水室内に生じるキャビテーション気泡を消滅さ
せ、管板の壊食を防止することができる。
項６）では、複数のチューブを管板で支持した熱交換器
の筐体端部に設けた給水室内に固定するための固定手段
と、給水室に接続された給水管から給水室に流入する流
体噴流がぶつかる面部とを備えたので、簡単な構造をも
って給水室内に生じるキャビテーション気泡を消滅さ
せ、管板の壊食を防止することができる。
【図１】この発明の実施の形態にかかる熱交換器の要部
断面図である。
断面図である。
【図２】図１に示した給水口付近の拡大図である。
【図３】本発明に係る熱交換器に用いる邪魔体を示す斜
視図である。
視図である。
【図４】図１に示した熱交換器の給水室および排水室の
説明図である。
説明図である。
【図５】図３に示した邪魔板の変形例を示す説明図であ
る。
る。
【図６】邪魔板を多段構成にした場合を示す断面図であ
る。
る。
【図７】従来のシェルアンドチューブ形熱交換器を示す
断面図である。
断面図である。
【図８】キャビテーション・エロージョンの発生形態を
示す説明図である。
示す説明図である。
１ 熱交換器 ２ 筐体 ３ 給水管 ４ 給水室 ５ 排水室 ６ チューブ ７ 邪魔板 ８ 返水室 ９ 配水管 １０ 流体入口 １１ 流体出口 １２ 管板 １３ 給水口 １４ 噴流 １５ 気泡 １６ 接合部 １７ 邪魔体 １８ 脚部 １９ 面部
Claims (6)
- 【請求項１】 筐体内に往復路を形成する複数のチュー
ブを設け、少なくとも筐体端に設けた管板により前記チ
ューブを支持すると共にチューブの流体入口側に給水室
を有し、この給水室に外部から流体を供給する給水管を
備えた熱交換器において、 給水管から給水室内に流体を供給するときの噴流がぶつ
かる邪魔体を、前記流体噴流の流路上に設置したことを
特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 筐体内に往復路を形成する複数のチュー
ブを設け、少なくとも筐体端に設けた管板により前記チ
ューブを支持すると共にチューブの流体入口側に給水室
を有し、この給水室に外部から流体を供給する給水管を
備えた熱交換器において、 給水管から給水室内に流体を供給するときの噴流の流れ
方向に対して直交する面部を有する邪魔体を設けたこと
を特徴とする熱交換器。 - 【請求項３】 前記邪魔体を、給水室の内形状と略相似
形状に形成したことを特徴とする請求項１または２に記
載の熱交換器。 - 【請求項４】 前記邪魔体を、流体の噴流方向に複数設
置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに
記載する熱交換器。 - 【請求項５】 前記邪魔体を流体の噴流方向に複数設置
し且つ各邪魔体に複数の孔を設けたことを特徴とする請
求項１〜３のいずれか一つに記載する熱交換器。 - 【請求項６】 複数のチューブを管板で支持した熱交換
器の筐体端部に設けた給水室内に固定するための固定手
段と、給水室に接続された給水管から給水室に流入する
流体噴流がぶつかる面部とを備えたことを特徴とする熱
交換器の邪魔体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000354950A JP2002162178A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 熱交換器および熱交換器の邪魔体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000354950A JP2002162178A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 熱交換器および熱交換器の邪魔体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002162178A true JP2002162178A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18827454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000354950A Withdrawn JP2002162178A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 熱交換器および熱交換器の邪魔体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002162178A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008522081A (ja) * | 2004-11-30 | 2008-06-26 | キャリア コーポレイション | 廃熱発電の方法および装置 |
| WO2009034914A1 (ja) * | 2007-09-11 | 2009-03-19 | Komatsu Ltd. | ラジエータ |
| CN100557305C (zh) * | 2008-08-22 | 2009-11-04 | 常州联合锅炉容器有限公司 | 蒸汽发生器 |
| WO2018070463A1 (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 株式会社Ihi | 流体分散装置及び熱処理装置 |
| EP3311089A4 (en) * | 2015-06-19 | 2019-02-20 | Ingersoll-Rand Company | MODULAR COVER FOR HEAT EXCHANGER WITH VARIABLE PASSAGE |
| US11129306B1 (en) | 2020-04-10 | 2021-09-21 | Wistron Corporation | Fluid distribution apparatus and fluid distribution module with choke |
-
2000
- 2000-11-21 JP JP2000354950A patent/JP2002162178A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008522081A (ja) * | 2004-11-30 | 2008-06-26 | キャリア コーポレイション | 廃熱発電の方法および装置 |
| WO2009034914A1 (ja) * | 2007-09-11 | 2009-03-19 | Komatsu Ltd. | ラジエータ |
| JP2009085585A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-23 | Komatsu Ltd | ラジエータ |
| JP2009085584A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-23 | Komatsu Ltd | ラジエータ |
| CN100557305C (zh) * | 2008-08-22 | 2009-11-04 | 常州联合锅炉容器有限公司 | 蒸汽发生器 |
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| WO2018070463A1 (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 株式会社Ihi | 流体分散装置及び熱処理装置 |
| US10987644B2 (en) | 2016-10-13 | 2021-04-27 | Ihi Corporation | Fluid dispersing device and heat treatment device |
| US11129306B1 (en) | 2020-04-10 | 2021-09-21 | Wistron Corporation | Fluid distribution apparatus and fluid distribution module with choke |
| TWI773981B (zh) * | 2020-04-10 | 2022-08-11 | 緯創資通股份有限公司 | 流體分流裝置以及具有阻流器的流體分流模組 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080205 |