JP2004093032A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】受衝板が飛散することを防止することができる熱交換器を提供すること。
【解決手段】容器６の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器６内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、前記加熱流体が流入してくる前記容器６の加熱流体入口１４に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視略矩形形状を有する受衝板１５１が設けられており、前記受衝板１５１の対向する二辺が前記容器６の内壁面６ａに溶接により取り付けられ、前記二辺と直交する二辺の、前記二辺に近接する位置にそれぞれ切欠部２０が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】容器６の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器６内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、前記加熱流体が流入してくる前記容器６の加熱流体入口１４に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視略矩形形状を有する受衝板１５１が設けられており、前記受衝板１５１の対向する二辺が前記容器６の内壁面６ａに溶接により取り付けられ、前記二辺と直交する二辺の、前記二辺に近接する位置にそれぞれ切欠部２０が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器に関するものであり、熱交換器としては、たとえば原子力プラント、火力発電プラントなどのタービン発電プラントに配置される、タービンの排気蒸気を冷却、凝縮させて真空を作り、復水を回収する復水器、あるいはボイラへの給水をタービン抽気蒸気によって加熱する給水加熱器などに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の熱交換器、たとえば復水器１の一例を示す概略断面図である。図１０において被加熱流体２（たとえば水）は循環ポンプＰｗによって被加熱流体入口ノズル３から水室４に入り、管板５に取り付けられ胴（容器）６内の邪魔板７等によって束ねられた複数本の伝熱管８の内部を、管外の加熱流体９によって加熱されつつ流れ、再び（図において左側に位置する）管板５を通って出口側水室１０に入り、被加熱流体出口ノズル１１から外部に出ていく。
また、胴６の底部には復水だめ１２が設けられており、冷却・凝縮された復水１３が溜められるようになっている。復水だめ１２に溜められた復水１３は、復水ポンプＰｃにより胴６外に排出されるようになっている。
【０００３】
一方、胴６の上部に設けられている加熱流体入口ノズル１４（図示例では２か所）からは加熱流体９（たとえば蒸気）が流入するが、そのままでは加熱流体入口部直下に位置する伝熱管８に、蒸気およびその中に含まれている水滴との衝突によりエロージョン（浸食）が発生してしまう。そのため、加熱流体入口ノズル１４にはそれぞれ受衝板１５が設けられており、このエロージョンが防止されるようになっている。
【０００４】
これら受衝板１５は、図１０のＸＩ−ＸＩ矢視断面図である図１１および図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図である図１２に示すように、加熱流体入口ノズル１４の直下で、複数本の伝熱管８からなる管群Ｇとの間に配置された、中央部に屈曲部２１を有する平板であり、その対向する二辺（図１２において左右に位置する二辺）が溶接（溶接部を符号Ｗで示す）により胴６の（上部）内壁面６ａに取り付けられたものである。すなわち、加熱流体入口ノズル１４の側に受衝板１５の面が向けられている。これにより、加熱流体入口ノズル１４から流入する加熱流体９の直撃を受け止めて、伝熱管８のエロージョンを防止している。
【０００５】
このような受衝板１５を有する復水器（熱交換器）１に類似したものとして、蒸気管台から流入してくる蒸気を緩衝板に衝突させる給水加熱器がある（たとえば、特許文献１参照。）。
また、蒸気入口管台から流入してくる蒸気を受衝板に衝突させる湿分分離加熱器がある（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００６】
〔特許文献１〕
特開２００１−２８０６０２号公報（図１ないし図３）
〔特許文献２〕
特開平７−３０１６９１号公報（図１および図７）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０ないし図１２に示す受衝板１５には、耐エロージョンの観点からステンレス鋼が一般的に使用される。一方、胴６自体は、使用温度が低い（約１００℃）こと、およびコストダウンの観点から低合金鋼あるいは炭素鋼が使用される。よって、受衝板１５と胴６との取合部は異材（異種材料）溶接とならざるを得ない。機器が使用温度まで上昇すると、ステンレス鋼と低合金鋼（あるいは炭素鋼）との熱伸び差による熱応力が発生し、運転の繰り返しにより溶接部に亀裂が発生し、最終的には受衝板が飛散する可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、受衝板が飛散することを防止することができる熱交換器を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換器では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の熱交換器によれば、容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視略矩形形状を有する受衝板が設けられており、前記受衝板の対向する二辺が前記容器の内壁面に溶接により取り付けられ、前記二辺と直交する二辺の、前記二辺に近接する位置にそれぞれ切欠部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この熱交換器においては、図２を用いて後述するように、受衝板と胴との間の熱伸び差による応力の伝播が、切欠部により分断（あるいは回避）されて、受衝板と胴の内壁面とを結合する溶接端部への応力集中が避けられる（緩和される）ことになる。
【００１１】
請求項２に記載の熱交換器によれば、容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視略十字形状を有する受衝板が設けられており、前記受衝板の対向する二辺が前記容器の内壁面に溶接により取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
この熱交換器においては、図３を用いて後述するように、受衝板と胴の内壁面とを結合する溶接部の長さが短くなり、溶接部の延在方向と略直交する方向の受衝板の反りが低減されることとなる。
【００１３】
請求項３に記載の熱交換器によれば、容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止する受衝板が設けられており、前記受衝板はリブを介して前記容器の内壁面に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
この熱交換器においては、図４および図５を用いて後述するように、受衝板がリブを介して胴の内壁面に取り付けられることにより、受衝板の熱伸びがリブ自体の撓み（あるいは湾曲）により吸収されることとなる。
【００１５】
請求項４に記載の熱交換器によれば、容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視矩形形状を有する受衝板が設けられており、前記受衝板は、平行に配置された少なくとも二本の帯板を介して前記容器の内壁面に取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
この熱交換器においては、図６および図７を用いて後述するように、受衝板が少なくとも二本の帯板を介して胴の内壁面に取り付けられることにより、受衝板の熱伸びが帯板自体の撓み（あるいは湾曲）により吸収されることとなる。
【００１７】
請求項５に記載の熱交換器によれば、前記少なくとも二本の帯板は、前記受衝板の背面側、すなわち前記伝熱管の側に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
この熱交換器においては、これら帯板が受衝板の背面側、すなわち管群側に配置されているので、仮に受衝板と帯板とを結合する溶接部に亀裂が生じ、その亀裂が大きくなって受衝板が帯板に結合されていない状態（受衝板が帯板および胴の内壁面に対してフリーな状態）になったとしても、受衝板が帯板に受け止められることとなる。
【００１９】
請求項６に記載の熱交換器によれば、前記少なくとも二本の帯板は、連結部材により互いに連結されていることを特徴とする。
【００２０】
この熱交換器においては、隣り合う帯板と帯板とが連結部材により連結されることとなり、これら帯板のばたつき（あるいは振動）が防止（あるいは低減）されるようになっている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る熱交換器の第１実施形態を図１に基づいて説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１は前述した図１２と同様の図であり、受衝板が胴６の（上部）内壁面６ａに取り付けられた状態を示す図である。
【００２２】
図１２に示した受衝板１５と図１に示す受衝板１５１との違いは、図１に示す受衝板１５１には切欠部２０が設けられていることである。
受衝板１５１は平面視略矩形形状を有するとともに、中央部に屈曲部２１を有する平板である。
切欠部２０を有しない対向する二辺はそれぞれ、溶接（溶接部を符号Ｗで示す）により胴６の内壁面６ａに取り付けられている。
【００２３】
屈曲部２１は切欠部２０を有しない対向する二辺、すなわち溶接部Ｗの延在方向と平行に設けられているとともに、胴６の内壁面６ａよりも内側（すなわち管群Ｇの側）に突出するように設けられている。
したがって、加熱流体入口ノズル１４（図１１参照）から流入してきた加熱流体９（たとえば蒸気）は受衝板１５１に衝突した後、切欠部２０が設けられた二辺の側に受衝板１５１の表面に沿って導かれ、管群Ｇの方へ流入していくことになる。
【００２４】
さて、切欠部２０はそれぞれ、溶接部Ｗに近い側で大きく切り取られ、屈曲部２１に近づくにしたがって切り取られる割合が漸次小さくなっている。
このような切欠部２０を設けることによる作用効果を、図２を用いて説明する。図２は加熱流体入口ノズル１４から流入してくる加熱流体９（たとえば蒸気）が受衝板に衝突し、受衝板が胴よりも大きく熱膨張しようとする状態を示す図である。
すなわち、たとえばステンレス鋼から作られた受衝板が、たとえば低合金鋼あるいは炭素鋼から作られた胴よりも大きく伸びようとする状態を示す図である。
【００２５】
図２において二点鎖線は冷態時、すなわち加熱流体入口ノズル１４から加熱流体９（たとえば蒸気）が流入していないときの受衝板を示し、実線は温態時、すなわち加熱流体入口ノズル１４から加熱流体９（たとえば蒸気）が流入して、機器が使用温度まで上昇したときの受衝板を示している。
また、中央部に上下に引いた一点鎖線よりも左側は従来の受衝板１５を示し、一点鎖線よりも右側は第１実施形態における受衝板１５１を示している。
【００２６】
受衝板と胴６とは溶接により結合されているため、これら受衝板と胴６との取合部における受衝板の伸びは、胴６の伸びに支配されることとなる。すなわち、溶接により受衝板の伸びが拘束されていることになる。
これにより、図中において内向き矢印（一点鎖線の側に向いた矢印）で示すように、受衝板に圧縮応力が作用するようになる。この圧縮応力は図中において破線で示すように伝播する。
このため、図２の左側半分に示すように従来の受衝板１５では各部位における圧縮応力がすべて角部（コーナー部）Ｃに集中して、この部分に亀裂が生じるおそれがあった。
しかしながら、本発明の第１実施形態における受衝板１５１では、この圧縮応力の伝播が切欠部２０により分断（あるいは回避）されている。
すなわち、これら切欠部２０により角部Ｃ’への応力集中が避けられる（緩和される）ことになり、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができ、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
【００２７】
また、図１に示すように、受衝板１５１の平面視形状が加熱流体入口ノズル１４の内径よりも大きくなるように構成されていればさらに有利である。
これにより、加熱流体入口ノズル１４から流入してきた加熱流体９（たとえば蒸気）のすべてが受衝板１５１に衝突することとなり、伝熱管８のエロージョンを確実に防止することができる。
【００２８】
図３を用いて本発明に係る熱交換器の第２実施形態を説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図３は前述した図１と同様の図であり、受衝板が胴６の内壁面６ａに取り付けられた状態を示す図である。
【００２９】
図３に示す受衝板１５２は、図１に示す切欠部２０の代わりに段部３０が設けられている。
受衝板１５２は平面視略十字形状を有するとともに、中央部に屈曲部２１を有する平板である。
受衝板１５２の四隅（各角部）には平面視長方形の段部３０がそれぞれ設けられており、溶接部Ｗの長さが図１および図１２に示すものよりも短くなっていることが特徴点である。
図３に示す実施形態では、長方形の長辺側が溶接部Ｗ側に位置し、長方形の短辺側が溶接部Ｗを有しない対向する二辺の側に位置するように、四隅を平面視長方形に切り取った段部３０としている。
このように段部３０を形成させる（四隅を切り取る）ことにより、溶接部Ｗを短くすることができる。
【００３０】
このように、溶接部Ｗの長さを短くすることにより、溶接部Ｗの延在方向と略直交する方向の受衝板１５２の反りを低減させることができ、これにより溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができて、受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
また、第１実施形態のところでも説明したように、段部３０を設けることにより熱応力が緩和されるので、溶接部Ｗに亀裂が発生することをより一層防止することができる。
【００３１】
溶接部Ｗの端部に隅肉処理が施されていればさらに有利である。すなわち、溶接部Ｗに隣接する段部３０の短辺に溶接による隅肉が設けられていれば有利である。
このような隅肉により、溶接部Ｗの端部が補強されることとなり、亀裂の発生をさらに確実に防止することができるようになる。
【００３２】
図４および図５を用いて本発明に係る熱交換器の第３実施形態を説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図４は前述した図１１と同様の図である（ただし、図面をわかりやすくするため溶接部Ｗについては省略している）。また、図５は前述した図３と同様の図であり、図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【００３３】
受衝板１５３は、基本的に従来の受衝板１５と同様の形状を有するものである。しかしながら、従来の受衝板１５と第３実施形態における受衝板１５３との異なる点は、従来受衝板１５の対向する二辺が溶接により直接胴６の内壁面６ａに取り付けられていたのに対して、本実施形態のものでは、複数本（ここでは６本）のリブ４０を介して胴６の内壁面６ａに取り付けられている点である。
リブ４０はその側面形状が略へ字状（図４参照）を有する板状部材であり、その材料としては胴６と同じ低合金鋼や炭素鋼、あるいは受衝板１５３と同じステンレス鋼などが使用される。
【００３４】
ここで、各リブ４０と胴６の内壁面６ａ、および各リブ４０と受衝板１５３はそれぞれ溶接により結合されている。一方胴６の内壁面６ａと受衝板１５３との間には溶接は一切施されていない。
【００３５】
このように、胴６の内壁面６ａと受衝板１５３との間に溶接部Ｗが形成されることなく受衝板１５３が胴６の内壁面６ａに取り付けられることにより、受衝板１５３の熱伸びを十分に許容することができ、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができて、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
すなわち、受衝板１５３が胴６に対して大きく熱伸びしたとしても、リブ４０自体の撓み（あるいは湾曲）により受衝板１５３の熱伸びを吸収することができるので、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができる。
【００３６】
図６および図７を用いて本発明に係る熱交換器の第４実施形態を説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図６は前述した図４と同様の図である（ただし、図面をわかりやすくするため溶接部Ｗについては省略している）。また、図７は前述した図５と同様の図であり、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【００３７】
受衝板１５４は、基本的に従来の受衝板１５と同様の形状を有するものである。しかしながら、従来の受衝板１５と第４実施形態における受衝板１５４との異なる点は、従来受衝板１５の対向する二辺が溶接により直接胴６の内壁面６ａに取り付けられていたのに対して、本実施形態のものでは、複数本（ここでは３本）の帯板５０を介して胴６の内壁面６ａに取り付けられている点である。
帯板５０はその側面形状が略Ｖ字状（図６参照）を有する板状部材であり、その材料としては胴６と同じ低合金鋼や炭素鋼、あるいは受衝板１５３と同じステンレス鋼などが使用される。
【００３８】
ここで、各帯板５０と胴６の内壁面６ａ、および各帯板５０と受衝板１５４はそれぞれ溶接により結合されている。一方胴６の内壁面６ａと受衝板１５４との間には溶接は一切施されていない。
【００３９】
このように、胴６の内壁面６ａと受衝板１５４との間に溶接部Ｗが形成されることなく受衝板１５４が胴６の内壁面６ａに取り付けられることにより、受衝板１５４の熱伸びを十分に許容することができ、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができて、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
すなわち、受衝板１５４が胴６に対して大きく熱伸びしたとしても、帯板５０自体の撓み（あるいは湾曲）により受衝板１５４の熱伸びを吸収することができるので、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができる。
【００４０】
また、これら帯板５０が受衝板１５４の背面側、すなわち管群Ｇ側、言い換えれば受衝板１５４と管群Ｇとの間に配置されているので、仮に受衝板１５４と帯板５０とを結合する溶接部Ｗに亀裂が生じ、その亀裂が大きくなって受衝板１５４が帯板５０に結合されていない状態（受衝板１５４が帯板５０および胴６の内壁面６ａに対してフリーな状態）になったとしても、加熱流体入口ノズル１４から流入してくる加熱流体９（たとえば蒸気）により受衝板１５４の背面側が帯板５０の表面に押しつけられることとなり、受衝板１５４が管群Ｇに向かって飛散していくことを防止することができる。
すなわち、受衝板１５４が管群Ｇの側に飛散することを防止することができるので、管群Ｇ（すなわち伝熱管８）が損傷を受けることを防止することができる。
【００４１】
図８を用いて本発明に係る熱交換器の第５実施形態を説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図８は前述した図７と同様の図であり、受衝板が胴６の内壁面６ａに取り付けられた状態を示す図である。
【００４２】
本実施形態のものは、基本的に図１に示した受衝板１５１と図７に示した帯板５０とを組み合わせたものである。
基本的にという意味は、図７において帯板５０と受衝板１５４とは溶接により結合されていたが、図８においては帯板５０と受衝板１５１とは溶接により結合されていないという点で大きく異なるからである。
すなわち、各帯板５０と胴６の内壁面６ａ、および受衝板１５１と胴６の内壁面６ａはそれぞれ溶接により結合されている。一方、帯板５０と受衝板１５１との間には溶接は一切施されていない。
【００４３】
このように、図１に示した受衝板１５１と図７に示した帯板５０とを組み合わせることにより、圧縮応力の伝播が切欠部２０により分断（あるいは防止）されて、これら切欠部２０により角部Ｃ’への応力集中が避けられる（緩和される）ことになるので、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができ、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
また、これら帯板５０が受衝板１５１の背面側、すなわち管群Ｇ側、言い換えれば受衝板１５１と管群Ｇとの間に配置されているので、仮に受衝板１５１と胴６の内壁面６ａとを結合する溶接部Ｗに亀裂が生じ、その亀裂が大きくなって受衝板１５１が胴６の内壁面６ａに結合されていない状態（受衝板１５１が帯板５０および胴６の内壁面６ａに対してフリーな状態）になったとしても、加熱流体入口ノズル１４から流入してくる加熱流体９（たとえば蒸気）により受衝板１５１の背面側が帯板５０の表面に押しつけられることとなり、受衝板１５１が管群Ｇに向かって飛散していくことを防止することができる。
すなわち、受衝板１５１が管群Ｇの側に飛散することを防止することができるので、管群Ｇ（すなわち伝熱管８）が損傷を受けることを防止することができる。
【００４４】
また、隣接する帯板５０と帯板５０との間に連結部材６０が設けられていればさらに有利である。これら連結部材６０と帯板５０とはそれぞれ溶接（溶接部を符号Ｗ’で示す）により結合されている。この場合についても、各帯板５０と受衝板１５１との間、および連結部材６０と受衝板１５１との間には、溶接は一切施されていない。
このように隣り合う帯板５０と帯板５０とを連結部材により連結することによりこれら帯板５０のばたつき（あるいは振動）を防止することができるので、各帯板５０と胴６の内壁面６ａとを結合する溶接部Ｗが揺動させられることを防止することができて、溶接部Ｗにおける亀裂の発生を防止することができる。
【００４５】
図９を用いて本発明に係る熱交換器の第６実施形態を説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図９は前述した図８と同様の図であり、受衝板が胴６の内壁面６ａに取り付けられた状態を示す図である。
【００４６】
本実施形態のものは、基本的に図３に示した受衝板１５２と図７に示した帯板５０とを組み合わせたものである。
基本的にという意味は、図７において帯板５０と受衝板１５４とは溶接により結合されていたが、図９においては帯板５０と受衝板１５２とは溶接により結合されていないという点で大きく異なるからである。
すなわち、各帯板５０と胴６の内壁面６ａ、および受衝板１５２と胴６の内壁面６ａはそれぞれ溶接により結合されている。一方、帯板５０と受衝板１５２との間には溶接は一切施されていない。
【００４７】
このように、図３に示した受衝板１５２と図７に示した帯板５０とを組み合わせることにより、溶接部Ｗの長さを短くすることができ、溶接部Ｗの延在方向と略直交する方向の受衝板１５２の反りを低減させることができて、これにより溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができ、受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
また、第１実施形態のところでも説明したように、段部３０を設けることにより熱応力が緩和されるので、溶接部Ｗに亀裂が発生することをより一層防止することができる。
さらに、これら帯板５０が受衝板１５２の背面側、すなわち管群Ｇ側、言い換えれば受衝板１５２と管群Ｇとの間に配置されているので、仮に受衝板１５２と胴６の内壁面６ａとを結合する溶接部Ｗに亀裂が生じ、その亀裂が大きくなって受衝板１５２が胴６の内壁面６ａに結合されていない状態（受衝板１５２が帯板５０および胴６の内壁面６ａに対してフリーな状態）になったとしても、加熱流体入口ノズル１４から流入してくる加熱流体９（たとえば蒸気）により受衝板１５２の背面側が帯板５０の表面に押しつけられることとなり、受衝板１５２が管群Ｇに向かって飛散していくことを防止することができる。
すなわち、受衝板１５２が管群Ｇの側に飛散することを防止することができるので、管群Ｇ（すなわち伝熱管８）が損傷を受けることを防止することができる。
【００４８】
また、第５実施形態同様、隣接する帯板５０と帯板５０との間に連結部材６０が設けられていればさらに有利である。これら連結部材６０と帯板５０とはそれぞれ溶接（溶接部を符号Ｗ’で示す）により結合されている。この場合についても、各帯板５０と受衝板１５２との間、および連結部材６０と受衝板１５２との間には、溶接は一切施されていない。
このように隣り合う帯板５０と帯板５０とを連結部材により連結することによりこれら帯板５０のばたつき（あるいは振動）を防止することができるので、各帯板５０と胴６の内壁面６ａとを結合する溶接部Ｗが揺動させられることを防止することができて、溶接部Ｗにおける亀裂の発生を防止することができる。
【００４９】
なお、上述した実施形態において例示した復水器１は、胴６の上部から加熱流体９が流入するタイプのものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、胴６の側部から加熱流体９が流入するタイプのものにも適応できることはいうまでもない。
【００５０】
また、上述した実施形態において受衝板がそれぞれ中央部で山形に屈曲する（たとえば図４参照）ものについて説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば受衝板全体が曲面を有する蒲鉾形のようなものとすることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の熱交換器によれば、以下の効果を奏する。
請求項１に記載の熱交換器によれば、受衝板と胴との間の熱伸び差による応力の伝播が、切欠部により分断（あるいは回避）されて、受衝板と胴の内壁面とを結合する溶接端部への応力集中が避けられる（緩和される）ことになるので、溶接部に亀裂が発生することを防止することができ、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
【００５２】
請求項２に記載の熱交換器によれば、受衝板と胴の内壁面とを結合する溶接部の長さが短くなり、溶接部の延在方向と略直交する方向の受衝板の反りが低減されることとなるので、溶接部に亀裂が発生することを防止することができて、受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
また、請求項１に記載の発明による効果と同様、受衝板と胴の内壁面とを結合する溶接端部への応力集中が避けられる（緩和される）ことになるので、溶接部に亀裂が発生することをさらに効果的に防止することができる。
【００５３】
請求項３に記載の熱交換器によれば、受衝板がリブを介して胴の内壁面に取り付けられることにより、受衝板の熱伸びがリブ自体の撓み（あるいは湾曲）により吸収されることとなるので、溶接部に亀裂が発生することを防止することができて、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
【００５４】
請求項４に記載の熱交換器によれば、受衝板が帯板を介して胴の内壁面に取り付けられることにより、受衝板の熱伸びが帯板自体の撓み（あるいは湾曲）により吸収されることとなるので、溶接部に亀裂が発生することを防止することができて、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
【００５５】
請求項５に記載の熱交換器によれば、帯板が受衝板の背面側、すなわち管群側に配置されているので、仮に受衝板と帯板とを結合する溶接部に亀裂が生じ、その亀裂が大きくなって受衝板が帯板に結合されていない状態（受衝板が帯板および胴の内壁面に対してフリーな状態）になったとしても、加熱流体入口ノズルから流入してくる加熱流体（たとえば蒸気）により受衝板の背面側が帯板の表面に押しつけられることとなり、受衝板が管群に向かって飛散していくことを防止することができる。
すなわち、受衝板が管群の側に飛散することを防止することができるので、管群（すなわち伝熱管）が損傷を受けることを防止することができる。
【００５６】
請求項６に記載の熱交換器によれば、隣り合う帯板と帯板とが連結部材により連結されることとなり、これら帯板のばたつき（あるいは振動）が防止（あるいは低減）されるようになっているので、各帯板と胴の内壁面とを結合する溶接部が揺動させられることを防止することができて、溶接部における亀裂の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱交換器の第１実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部断面図である。
【図２】従来の受衝板と図１に示す受衝板とが、加熱流体入口ノズルから流入してくる加熱流体（たとえば蒸気）により熱膨張しようとする状態を説明するための図である。
【図３】本発明による熱交換器の第２実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部断面図である。
【図４】本発明による熱交換器の第３実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部側断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】本発明による熱交換器の第４実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部側断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【図８】本発明による熱交換器の第５実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部断面図である。
【図９】本発明による熱交換器の第６実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部断面図である。
【図１０】復水器の一具体例を示す概略縦断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ矢視断面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図である。
【符号の説明】
１ 復水器（熱交換器）
２ 被加熱流体
６ 胴（容器）
６ａ 内壁面
８ 伝熱管
９ 加熱流体
１４ 加熱流体入口ノズル（加熱流体入口）
１５ 受衝板
２０ 切欠部
４０ リブ
５０ 帯板
６０ 連結部材
１５１ 受衝板
１５２ 受衝板
１５３ 受衝板
１５４ 受衝板
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器に関するものであり、熱交換器としては、たとえば原子力プラント、火力発電プラントなどのタービン発電プラントに配置される、タービンの排気蒸気を冷却、凝縮させて真空を作り、復水を回収する復水器、あるいはボイラへの給水をタービン抽気蒸気によって加熱する給水加熱器などに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の熱交換器、たとえば復水器１の一例を示す概略断面図である。図１０において被加熱流体２（たとえば水）は循環ポンプＰｗによって被加熱流体入口ノズル３から水室４に入り、管板５に取り付けられ胴（容器）６内の邪魔板７等によって束ねられた複数本の伝熱管８の内部を、管外の加熱流体９によって加熱されつつ流れ、再び（図において左側に位置する）管板５を通って出口側水室１０に入り、被加熱流体出口ノズル１１から外部に出ていく。
また、胴６の底部には復水だめ１２が設けられており、冷却・凝縮された復水１３が溜められるようになっている。復水だめ１２に溜められた復水１３は、復水ポンプＰｃにより胴６外に排出されるようになっている。
【０００３】
一方、胴６の上部に設けられている加熱流体入口ノズル１４（図示例では２か所）からは加熱流体９（たとえば蒸気）が流入するが、そのままでは加熱流体入口部直下に位置する伝熱管８に、蒸気およびその中に含まれている水滴との衝突によりエロージョン（浸食）が発生してしまう。そのため、加熱流体入口ノズル１４にはそれぞれ受衝板１５が設けられており、このエロージョンが防止されるようになっている。
【０００４】
これら受衝板１５は、図１０のＸＩ−ＸＩ矢視断面図である図１１および図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図である図１２に示すように、加熱流体入口ノズル１４の直下で、複数本の伝熱管８からなる管群Ｇとの間に配置された、中央部に屈曲部２１を有する平板であり、その対向する二辺（図１２において左右に位置する二辺）が溶接（溶接部を符号Ｗで示す）により胴６の（上部）内壁面６ａに取り付けられたものである。すなわち、加熱流体入口ノズル１４の側に受衝板１５の面が向けられている。これにより、加熱流体入口ノズル１４から流入する加熱流体９の直撃を受け止めて、伝熱管８のエロージョンを防止している。
【０００５】
このような受衝板１５を有する復水器（熱交換器）１に類似したものとして、蒸気管台から流入してくる蒸気を緩衝板に衝突させる給水加熱器がある（たとえば、特許文献１参照。）。
また、蒸気入口管台から流入してくる蒸気を受衝板に衝突させる湿分分離加熱器がある（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００６】
〔特許文献１〕
特開２００１−２８０６０２号公報（図１ないし図３）
〔特許文献２〕
特開平７−３０１６９１号公報（図１および図７）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０ないし図１２に示す受衝板１５には、耐エロージョンの観点からステンレス鋼が一般的に使用される。一方、胴６自体は、使用温度が低い（約１００℃）こと、およびコストダウンの観点から低合金鋼あるいは炭素鋼が使用される。よって、受衝板１５と胴６との取合部は異材（異種材料）溶接とならざるを得ない。機器が使用温度まで上昇すると、ステンレス鋼と低合金鋼（あるいは炭素鋼）との熱伸び差による熱応力が発生し、運転の繰り返しにより溶接部に亀裂が発生し、最終的には受衝板が飛散する可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、受衝板が飛散することを防止することができる熱交換器を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換器では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の熱交換器によれば、容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視略矩形形状を有する受衝板が設けられており、前記受衝板の対向する二辺が前記容器の内壁面に溶接により取り付けられ、前記二辺と直交する二辺の、前記二辺に近接する位置にそれぞれ切欠部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この熱交換器においては、図２を用いて後述するように、受衝板と胴との間の熱伸び差による応力の伝播が、切欠部により分断（あるいは回避）されて、受衝板と胴の内壁面とを結合する溶接端部への応力集中が避けられる（緩和される）ことになる。
【００１１】
請求項２に記載の熱交換器によれば、容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視略十字形状を有する受衝板が設けられており、前記受衝板の対向する二辺が前記容器の内壁面に溶接により取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
この熱交換器においては、図３を用いて後述するように、受衝板と胴の内壁面とを結合する溶接部の長さが短くなり、溶接部の延在方向と略直交する方向の受衝板の反りが低減されることとなる。
【００１３】
請求項３に記載の熱交換器によれば、容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止する受衝板が設けられており、前記受衝板はリブを介して前記容器の内壁面に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
この熱交換器においては、図４および図５を用いて後述するように、受衝板がリブを介して胴の内壁面に取り付けられることにより、受衝板の熱伸びがリブ自体の撓み（あるいは湾曲）により吸収されることとなる。
【００１５】
請求項４に記載の熱交換器によれば、容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視矩形形状を有する受衝板が設けられており、前記受衝板は、平行に配置された少なくとも二本の帯板を介して前記容器の内壁面に取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
この熱交換器においては、図６および図７を用いて後述するように、受衝板が少なくとも二本の帯板を介して胴の内壁面に取り付けられることにより、受衝板の熱伸びが帯板自体の撓み（あるいは湾曲）により吸収されることとなる。
【００１７】
請求項５に記載の熱交換器によれば、前記少なくとも二本の帯板は、前記受衝板の背面側、すなわち前記伝熱管の側に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
この熱交換器においては、これら帯板が受衝板の背面側、すなわち管群側に配置されているので、仮に受衝板と帯板とを結合する溶接部に亀裂が生じ、その亀裂が大きくなって受衝板が帯板に結合されていない状態（受衝板が帯板および胴の内壁面に対してフリーな状態）になったとしても、受衝板が帯板に受け止められることとなる。
【００１９】
請求項６に記載の熱交換器によれば、前記少なくとも二本の帯板は、連結部材により互いに連結されていることを特徴とする。
【００２０】
この熱交換器においては、隣り合う帯板と帯板とが連結部材により連結されることとなり、これら帯板のばたつき（あるいは振動）が防止（あるいは低減）されるようになっている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る熱交換器の第１実施形態を図１に基づいて説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１は前述した図１２と同様の図であり、受衝板が胴６の（上部）内壁面６ａに取り付けられた状態を示す図である。
【００２２】
図１２に示した受衝板１５と図１に示す受衝板１５１との違いは、図１に示す受衝板１５１には切欠部２０が設けられていることである。
受衝板１５１は平面視略矩形形状を有するとともに、中央部に屈曲部２１を有する平板である。
切欠部２０を有しない対向する二辺はそれぞれ、溶接（溶接部を符号Ｗで示す）により胴６の内壁面６ａに取り付けられている。
【００２３】
屈曲部２１は切欠部２０を有しない対向する二辺、すなわち溶接部Ｗの延在方向と平行に設けられているとともに、胴６の内壁面６ａよりも内側（すなわち管群Ｇの側）に突出するように設けられている。
したがって、加熱流体入口ノズル１４（図１１参照）から流入してきた加熱流体９（たとえば蒸気）は受衝板１５１に衝突した後、切欠部２０が設けられた二辺の側に受衝板１５１の表面に沿って導かれ、管群Ｇの方へ流入していくことになる。
【００２４】
さて、切欠部２０はそれぞれ、溶接部Ｗに近い側で大きく切り取られ、屈曲部２１に近づくにしたがって切り取られる割合が漸次小さくなっている。
このような切欠部２０を設けることによる作用効果を、図２を用いて説明する。図２は加熱流体入口ノズル１４から流入してくる加熱流体９（たとえば蒸気）が受衝板に衝突し、受衝板が胴よりも大きく熱膨張しようとする状態を示す図である。
すなわち、たとえばステンレス鋼から作られた受衝板が、たとえば低合金鋼あるいは炭素鋼から作られた胴よりも大きく伸びようとする状態を示す図である。
【００２５】
図２において二点鎖線は冷態時、すなわち加熱流体入口ノズル１４から加熱流体９（たとえば蒸気）が流入していないときの受衝板を示し、実線は温態時、すなわち加熱流体入口ノズル１４から加熱流体９（たとえば蒸気）が流入して、機器が使用温度まで上昇したときの受衝板を示している。
また、中央部に上下に引いた一点鎖線よりも左側は従来の受衝板１５を示し、一点鎖線よりも右側は第１実施形態における受衝板１５１を示している。
【００２６】
受衝板と胴６とは溶接により結合されているため、これら受衝板と胴６との取合部における受衝板の伸びは、胴６の伸びに支配されることとなる。すなわち、溶接により受衝板の伸びが拘束されていることになる。
これにより、図中において内向き矢印（一点鎖線の側に向いた矢印）で示すように、受衝板に圧縮応力が作用するようになる。この圧縮応力は図中において破線で示すように伝播する。
このため、図２の左側半分に示すように従来の受衝板１５では各部位における圧縮応力がすべて角部（コーナー部）Ｃに集中して、この部分に亀裂が生じるおそれがあった。
しかしながら、本発明の第１実施形態における受衝板１５１では、この圧縮応力の伝播が切欠部２０により分断（あるいは回避）されている。
すなわち、これら切欠部２０により角部Ｃ’への応力集中が避けられる（緩和される）ことになり、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができ、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
【００２７】
また、図１に示すように、受衝板１５１の平面視形状が加熱流体入口ノズル１４の内径よりも大きくなるように構成されていればさらに有利である。
これにより、加熱流体入口ノズル１４から流入してきた加熱流体９（たとえば蒸気）のすべてが受衝板１５１に衝突することとなり、伝熱管８のエロージョンを確実に防止することができる。
【００２８】
図３を用いて本発明に係る熱交換器の第２実施形態を説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図３は前述した図１と同様の図であり、受衝板が胴６の内壁面６ａに取り付けられた状態を示す図である。
【００２９】
図３に示す受衝板１５２は、図１に示す切欠部２０の代わりに段部３０が設けられている。
受衝板１５２は平面視略十字形状を有するとともに、中央部に屈曲部２１を有する平板である。
受衝板１５２の四隅（各角部）には平面視長方形の段部３０がそれぞれ設けられており、溶接部Ｗの長さが図１および図１２に示すものよりも短くなっていることが特徴点である。
図３に示す実施形態では、長方形の長辺側が溶接部Ｗ側に位置し、長方形の短辺側が溶接部Ｗを有しない対向する二辺の側に位置するように、四隅を平面視長方形に切り取った段部３０としている。
このように段部３０を形成させる（四隅を切り取る）ことにより、溶接部Ｗを短くすることができる。
【００３０】
このように、溶接部Ｗの長さを短くすることにより、溶接部Ｗの延在方向と略直交する方向の受衝板１５２の反りを低減させることができ、これにより溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができて、受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
また、第１実施形態のところでも説明したように、段部３０を設けることにより熱応力が緩和されるので、溶接部Ｗに亀裂が発生することをより一層防止することができる。
【００３１】
溶接部Ｗの端部に隅肉処理が施されていればさらに有利である。すなわち、溶接部Ｗに隣接する段部３０の短辺に溶接による隅肉が設けられていれば有利である。
このような隅肉により、溶接部Ｗの端部が補強されることとなり、亀裂の発生をさらに確実に防止することができるようになる。
【００３２】
図４および図５を用いて本発明に係る熱交換器の第３実施形態を説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図４は前述した図１１と同様の図である（ただし、図面をわかりやすくするため溶接部Ｗについては省略している）。また、図５は前述した図３と同様の図であり、図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【００３３】
受衝板１５３は、基本的に従来の受衝板１５と同様の形状を有するものである。しかしながら、従来の受衝板１５と第３実施形態における受衝板１５３との異なる点は、従来受衝板１５の対向する二辺が溶接により直接胴６の内壁面６ａに取り付けられていたのに対して、本実施形態のものでは、複数本（ここでは６本）のリブ４０を介して胴６の内壁面６ａに取り付けられている点である。
リブ４０はその側面形状が略へ字状（図４参照）を有する板状部材であり、その材料としては胴６と同じ低合金鋼や炭素鋼、あるいは受衝板１５３と同じステンレス鋼などが使用される。
【００３４】
ここで、各リブ４０と胴６の内壁面６ａ、および各リブ４０と受衝板１５３はそれぞれ溶接により結合されている。一方胴６の内壁面６ａと受衝板１５３との間には溶接は一切施されていない。
【００３５】
このように、胴６の内壁面６ａと受衝板１５３との間に溶接部Ｗが形成されることなく受衝板１５３が胴６の内壁面６ａに取り付けられることにより、受衝板１５３の熱伸びを十分に許容することができ、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができて、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
すなわち、受衝板１５３が胴６に対して大きく熱伸びしたとしても、リブ４０自体の撓み（あるいは湾曲）により受衝板１５３の熱伸びを吸収することができるので、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができる。
【００３６】
図６および図７を用いて本発明に係る熱交換器の第４実施形態を説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図６は前述した図４と同様の図である（ただし、図面をわかりやすくするため溶接部Ｗについては省略している）。また、図７は前述した図５と同様の図であり、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【００３７】
受衝板１５４は、基本的に従来の受衝板１５と同様の形状を有するものである。しかしながら、従来の受衝板１５と第４実施形態における受衝板１５４との異なる点は、従来受衝板１５の対向する二辺が溶接により直接胴６の内壁面６ａに取り付けられていたのに対して、本実施形態のものでは、複数本（ここでは３本）の帯板５０を介して胴６の内壁面６ａに取り付けられている点である。
帯板５０はその側面形状が略Ｖ字状（図６参照）を有する板状部材であり、その材料としては胴６と同じ低合金鋼や炭素鋼、あるいは受衝板１５３と同じステンレス鋼などが使用される。
【００３８】
ここで、各帯板５０と胴６の内壁面６ａ、および各帯板５０と受衝板１５４はそれぞれ溶接により結合されている。一方胴６の内壁面６ａと受衝板１５４との間には溶接は一切施されていない。
【００３９】
このように、胴６の内壁面６ａと受衝板１５４との間に溶接部Ｗが形成されることなく受衝板１５４が胴６の内壁面６ａに取り付けられることにより、受衝板１５４の熱伸びを十分に許容することができ、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができて、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
すなわち、受衝板１５４が胴６に対して大きく熱伸びしたとしても、帯板５０自体の撓み（あるいは湾曲）により受衝板１５４の熱伸びを吸収することができるので、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができる。
【００４０】
また、これら帯板５０が受衝板１５４の背面側、すなわち管群Ｇ側、言い換えれば受衝板１５４と管群Ｇとの間に配置されているので、仮に受衝板１５４と帯板５０とを結合する溶接部Ｗに亀裂が生じ、その亀裂が大きくなって受衝板１５４が帯板５０に結合されていない状態（受衝板１５４が帯板５０および胴６の内壁面６ａに対してフリーな状態）になったとしても、加熱流体入口ノズル１４から流入してくる加熱流体９（たとえば蒸気）により受衝板１５４の背面側が帯板５０の表面に押しつけられることとなり、受衝板１５４が管群Ｇに向かって飛散していくことを防止することができる。
すなわち、受衝板１５４が管群Ｇの側に飛散することを防止することができるので、管群Ｇ（すなわち伝熱管８）が損傷を受けることを防止することができる。
【００４１】
図８を用いて本発明に係る熱交換器の第５実施形態を説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図８は前述した図７と同様の図であり、受衝板が胴６の内壁面６ａに取り付けられた状態を示す図である。
【００４２】
本実施形態のものは、基本的に図１に示した受衝板１５１と図７に示した帯板５０とを組み合わせたものである。
基本的にという意味は、図７において帯板５０と受衝板１５４とは溶接により結合されていたが、図８においては帯板５０と受衝板１５１とは溶接により結合されていないという点で大きく異なるからである。
すなわち、各帯板５０と胴６の内壁面６ａ、および受衝板１５１と胴６の内壁面６ａはそれぞれ溶接により結合されている。一方、帯板５０と受衝板１５１との間には溶接は一切施されていない。
【００４３】
このように、図１に示した受衝板１５１と図７に示した帯板５０とを組み合わせることにより、圧縮応力の伝播が切欠部２０により分断（あるいは防止）されて、これら切欠部２０により角部Ｃ’への応力集中が避けられる（緩和される）ことになるので、溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができ、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
また、これら帯板５０が受衝板１５１の背面側、すなわち管群Ｇ側、言い換えれば受衝板１５１と管群Ｇとの間に配置されているので、仮に受衝板１５１と胴６の内壁面６ａとを結合する溶接部Ｗに亀裂が生じ、その亀裂が大きくなって受衝板１５１が胴６の内壁面６ａに結合されていない状態（受衝板１５１が帯板５０および胴６の内壁面６ａに対してフリーな状態）になったとしても、加熱流体入口ノズル１４から流入してくる加熱流体９（たとえば蒸気）により受衝板１５１の背面側が帯板５０の表面に押しつけられることとなり、受衝板１５１が管群Ｇに向かって飛散していくことを防止することができる。
すなわち、受衝板１５１が管群Ｇの側に飛散することを防止することができるので、管群Ｇ（すなわち伝熱管８）が損傷を受けることを防止することができる。
【００４４】
また、隣接する帯板５０と帯板５０との間に連結部材６０が設けられていればさらに有利である。これら連結部材６０と帯板５０とはそれぞれ溶接（溶接部を符号Ｗ’で示す）により結合されている。この場合についても、各帯板５０と受衝板１５１との間、および連結部材６０と受衝板１５１との間には、溶接は一切施されていない。
このように隣り合う帯板５０と帯板５０とを連結部材により連結することによりこれら帯板５０のばたつき（あるいは振動）を防止することができるので、各帯板５０と胴６の内壁面６ａとを結合する溶接部Ｗが揺動させられることを防止することができて、溶接部Ｗにおける亀裂の発生を防止することができる。
【００４５】
図９を用いて本発明に係る熱交換器の第６実施形態を説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図９は前述した図８と同様の図であり、受衝板が胴６の内壁面６ａに取り付けられた状態を示す図である。
【００４６】
本実施形態のものは、基本的に図３に示した受衝板１５２と図７に示した帯板５０とを組み合わせたものである。
基本的にという意味は、図７において帯板５０と受衝板１５４とは溶接により結合されていたが、図９においては帯板５０と受衝板１５２とは溶接により結合されていないという点で大きく異なるからである。
すなわち、各帯板５０と胴６の内壁面６ａ、および受衝板１５２と胴６の内壁面６ａはそれぞれ溶接により結合されている。一方、帯板５０と受衝板１５２との間には溶接は一切施されていない。
【００４７】
このように、図３に示した受衝板１５２と図７に示した帯板５０とを組み合わせることにより、溶接部Ｗの長さを短くすることができ、溶接部Ｗの延在方向と略直交する方向の受衝板１５２の反りを低減させることができて、これにより溶接部Ｗに亀裂が発生することを防止することができ、受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
また、第１実施形態のところでも説明したように、段部３０を設けることにより熱応力が緩和されるので、溶接部Ｗに亀裂が発生することをより一層防止することができる。
さらに、これら帯板５０が受衝板１５２の背面側、すなわち管群Ｇ側、言い換えれば受衝板１５２と管群Ｇとの間に配置されているので、仮に受衝板１５２と胴６の内壁面６ａとを結合する溶接部Ｗに亀裂が生じ、その亀裂が大きくなって受衝板１５２が胴６の内壁面６ａに結合されていない状態（受衝板１５２が帯板５０および胴６の内壁面６ａに対してフリーな状態）になったとしても、加熱流体入口ノズル１４から流入してくる加熱流体９（たとえば蒸気）により受衝板１５２の背面側が帯板５０の表面に押しつけられることとなり、受衝板１５２が管群Ｇに向かって飛散していくことを防止することができる。
すなわち、受衝板１５２が管群Ｇの側に飛散することを防止することができるので、管群Ｇ（すなわち伝熱管８）が損傷を受けることを防止することができる。
【００４８】
また、第５実施形態同様、隣接する帯板５０と帯板５０との間に連結部材６０が設けられていればさらに有利である。これら連結部材６０と帯板５０とはそれぞれ溶接（溶接部を符号Ｗ’で示す）により結合されている。この場合についても、各帯板５０と受衝板１５２との間、および連結部材６０と受衝板１５２との間には、溶接は一切施されていない。
このように隣り合う帯板５０と帯板５０とを連結部材により連結することによりこれら帯板５０のばたつき（あるいは振動）を防止することができるので、各帯板５０と胴６の内壁面６ａとを結合する溶接部Ｗが揺動させられることを防止することができて、溶接部Ｗにおける亀裂の発生を防止することができる。
【００４９】
なお、上述した実施形態において例示した復水器１は、胴６の上部から加熱流体９が流入するタイプのものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、胴６の側部から加熱流体９が流入するタイプのものにも適応できることはいうまでもない。
【００５０】
また、上述した実施形態において受衝板がそれぞれ中央部で山形に屈曲する（たとえば図４参照）ものについて説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば受衝板全体が曲面を有する蒲鉾形のようなものとすることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の熱交換器によれば、以下の効果を奏する。
請求項１に記載の熱交換器によれば、受衝板と胴との間の熱伸び差による応力の伝播が、切欠部により分断（あるいは回避）されて、受衝板と胴の内壁面とを結合する溶接端部への応力集中が避けられる（緩和される）ことになるので、溶接部に亀裂が発生することを防止することができ、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
【００５２】
請求項２に記載の熱交換器によれば、受衝板と胴の内壁面とを結合する溶接部の長さが短くなり、溶接部の延在方向と略直交する方向の受衝板の反りが低減されることとなるので、溶接部に亀裂が発生することを防止することができて、受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
また、請求項１に記載の発明による効果と同様、受衝板と胴の内壁面とを結合する溶接端部への応力集中が避けられる（緩和される）ことになるので、溶接部に亀裂が発生することをさらに効果的に防止することができる。
【００５３】
請求項３に記載の熱交換器によれば、受衝板がリブを介して胴の内壁面に取り付けられることにより、受衝板の熱伸びがリブ自体の撓み（あるいは湾曲）により吸収されることとなるので、溶接部に亀裂が発生することを防止することができて、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
【００５４】
請求項４に記載の熱交換器によれば、受衝板が帯板を介して胴の内壁面に取り付けられることにより、受衝板の熱伸びが帯板自体の撓み（あるいは湾曲）により吸収されることとなるので、溶接部に亀裂が発生することを防止することができて、これにより受衝板が最終的に飛散することを防止することができる。
【００５５】
請求項５に記載の熱交換器によれば、帯板が受衝板の背面側、すなわち管群側に配置されているので、仮に受衝板と帯板とを結合する溶接部に亀裂が生じ、その亀裂が大きくなって受衝板が帯板に結合されていない状態（受衝板が帯板および胴の内壁面に対してフリーな状態）になったとしても、加熱流体入口ノズルから流入してくる加熱流体（たとえば蒸気）により受衝板の背面側が帯板の表面に押しつけられることとなり、受衝板が管群に向かって飛散していくことを防止することができる。
すなわち、受衝板が管群の側に飛散することを防止することができるので、管群（すなわち伝熱管）が損傷を受けることを防止することができる。
【００５６】
請求項６に記載の熱交換器によれば、隣り合う帯板と帯板とが連結部材により連結されることとなり、これら帯板のばたつき（あるいは振動）が防止（あるいは低減）されるようになっているので、各帯板と胴の内壁面とを結合する溶接部が揺動させられることを防止することができて、溶接部における亀裂の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱交換器の第１実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部断面図である。
【図２】従来の受衝板と図１に示す受衝板とが、加熱流体入口ノズルから流入してくる加熱流体（たとえば蒸気）により熱膨張しようとする状態を説明するための図である。
【図３】本発明による熱交換器の第２実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部断面図である。
【図４】本発明による熱交換器の第３実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部側断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】本発明による熱交換器の第４実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部側断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【図８】本発明による熱交換器の第５実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部断面図である。
【図９】本発明による熱交換器の第６実施形態を示す図であって、受衝板が胴の（上部）内壁面に取り付けられた状態を示す要部断面図である。
【図１０】復水器の一具体例を示す概略縦断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ矢視断面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図である。
【符号の説明】
１ 復水器（熱交換器）
２ 被加熱流体
６ 胴（容器）
６ａ 内壁面
８ 伝熱管
９ 加熱流体
１４ 加熱流体入口ノズル（加熱流体入口）
１５ 受衝板
２０ 切欠部
４０ リブ
５０ 帯板
６０ 連結部材
１５１ 受衝板
１５２ 受衝板
１５３ 受衝板
１５４ 受衝板
Claims (6)
- 容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、
前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視略矩形形状を有する受衝板が設けられており、
前記受衝板の対向する二辺が前記容器の内壁面に溶接により取り付けられ、
前記二辺と直交する二辺の、前記二辺に近接する位置にそれぞれ切欠部が設けられていることを特徴とする熱交換器。 - 容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、
前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視略十字形状を有する受衝板が設けられており、
前記受衝板の対向する二辺が前記容器の内壁面に溶接により取り付けられていることを特徴とする熱交換器。 - 容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、
前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止する受衝板が設けられており、
前記受衝板はリブを介して前記容器の内壁面に取り付けられていることを特徴とする熱交換器。 - 容器の内部に複数本の伝熱管を有し、これら伝熱管内に被加熱流体を流通させるとともに、前記容器内に加熱流体を流通させて熱交換する熱交換器において、
前記加熱流体が流入してくる前記容器の加熱流体入口に、前記加熱流体が前記伝熱管に直接当たることを防止するとともに平面視矩形形状を有する受衝板が設けられており、
前記受衝板は、平行に配置された少なくとも二本の帯板を介して前記容器の内壁面に取り付けられていることを特徴とする熱交換器。 - 前記少なくとも二本の帯板は、前記受衝板の背面側、すなわち前記伝熱管の側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
- 前記少なくとも二本の帯板は、連結部材により互いに連結されていることを特徴とする請求項４または５に記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002255984A JP2004093032A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 熱交換器 |
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| JP2002255984A JP2004093032A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 熱交換器 |
Publications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002255984A Withdrawn JP2004093032A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 熱交換器 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2004093032A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015068613A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 株式会社東芝 | 復水器 |
| WO2017145368A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 三菱重工業株式会社 | 冷却装置、圧縮機システム |
-
2002
- 2002-08-30 JP JP2002255984A patent/JP2004093032A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
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| WO2017145368A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 三菱重工業株式会社 | 冷却装置、圧縮機システム |
| US10914319B2 (en) | 2016-02-26 | 2021-02-09 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Cooling device and compressor system |
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