JP2007057134A - Shell-and-tube heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気体(混合気体を含む)や液体(溶液や分散液を含む)等の流体、特に液体の熱交換に好適に用いられる多管式熱交換器に関する。さらに詳細には、缶胴内を流れる液体と伝熱管内を流れる液体との混入を高度に防止することが可能な、シェル・アンド・チューブ型熱交換器に関する。 The present invention relates to a multitubular heat exchanger that is suitably used for heat exchange of fluids such as gases (including mixed gases) and liquids (including solutions and dispersions), particularly liquids. More specifically, the present invention relates to a shell-and-tube heat exchanger that can highly prevent mixing of liquid flowing in a can body and liquid flowing in a heat transfer tube.
従来より、流体の熱交換を効率良く行なう装置として多管式熱交換器が知られている。この多管式熱交換器は、シェルと呼ばれる大径の円筒型缶胴内においてチューブと呼ばれる複数の小径の伝熱管が管板と呼ばれる2枚の支持体間に架設された構造となっており、このためシェル・アンド・チューブ型熱交換器とも呼ばれる。 Conventionally, a multi-tube heat exchanger has been known as an apparatus for efficiently exchanging heat of fluid. This multi-tube heat exchanger has a structure in which a plurality of small-diameter heat transfer tubes called tubes are installed between two supports called tube plates in a large-diameter cylindrical can body called a shell. For this reason, it is also called a shell and tube heat exchanger.
この多管式熱交換器は、熱交換される流体を該伝熱管内に流し、高温または低温の熱媒または冷媒(以下単に熱媒と記す)を該缶胴内に流すことにより、伝熱管の管壁を介して間接的に該流体と該熱媒間で熱交換を行なうものであった。このようにかかる熱交換は、複数本の小径の伝熱管を通して行なわれるため、結果的に熱媒との接触面積が増大されたものとなり極めて交換効率に優れたものとなる。このため、殺菌等を目的とする飲料の熱処理時においても、この種の多管式熱交換器は飲料の加熱または冷却手段として使用されてきた。 In this multi-tube heat exchanger, a heat exchange fluid is caused to flow in the heat transfer tube, and a high-temperature or low-temperature heat medium or refrigerant (hereinafter simply referred to as a heat medium) is caused to flow in the can body. The heat exchange was performed indirectly between the fluid and the heat medium via the tube wall. Such heat exchange is performed through a plurality of small-diameter heat transfer tubes. As a result, the contact area with the heat medium is increased and the exchange efficiency is extremely excellent. For this reason, this kind of multi-tubular heat exchanger has been used as a means for heating or cooling beverages even during heat treatment of beverages for the purpose of sterilization or the like.
ところで、このような多管式熱交換器においては、伝熱管内を流れる流体と缶胴内を流れる流体(熱媒)とが混入しないことが要求される。このため、この要求を満たすべく種々の方法が提案されており、管板を二重構造にした所謂二重管板方式もそのような提案の1つとなるものである(たとえば特許文献1)。 By the way, in such a multi-tube heat exchanger, it is required that the fluid flowing in the heat transfer tube and the fluid (heat medium) flowing in the can body are not mixed. For this reason, various methods have been proposed to satisfy this requirement, and a so-called double tube plate method in which the tube plate has a double structure is one of such proposals (for example, Patent Document 1).
この二重管板方式の多管式熱交換器は、二重構造の管板を第1管板および第2管板とすると、該第1管板と第2管板との間に空隙部を構成し、この空隙部を外部に通じるようにすれば、この空隙部を介して上記熱媒または流体の浸入を外部から容易に検知することができ、両者の混入の検出を容易に行なうことが可能となる。しかも、この空隙部は外部に通じることによりその周辺部に比し減圧状態となるため、その領域に浸入した熱媒または流体は選択的にその空隙部へと浸入して外部へ排出されることになるため、両者の混入をかなり効率良く防止することが可能となる。さらにこの空隙部に外部より冷却空気等を導入することにより、管板部の異常過熱を防止することも可能である。 In this double tube sheet type multi-tube heat exchanger, when the double structure tube plate is a first tube plate and a second tube plate, a gap is formed between the first tube plate and the second tube plate. If the gap is made to communicate with the outside, the intrusion of the heating medium or fluid can be easily detected from the outside through the gap, and the detection of the mixture of both can be easily performed. Is possible. In addition, since this void portion is connected to the outside and is in a reduced pressure state compared to its peripheral portion, the heat medium or fluid that has entered the region can selectively enter the void portion and be discharged to the outside. Therefore, it is possible to prevent the mixing of both of them with considerable efficiency. Furthermore, it is possible to prevent abnormal overheating of the tube sheet portion by introducing cooling air or the like into the gap portion from the outside.
このように二重管板方式の多管式熱交換器は種々のメリットを有する反面、缶胴の両端に形成した場合には合計4枚の管板が必要とされるとともに、その構造が複雑となることから極めて高額の製造コストがかかり、その経済的負担が問題となっていた。
本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、二重管板方式を採用することなく、缶胴内を流れる流体と伝熱管内を流れる流体との混入を高度に防止した多管式熱交換器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the current situation as described above, and the object of the present invention is to employ a fluid flowing in a can body and a fluid flowing in a heat transfer tube without adopting a double tube sheet method. An object of the present invention is to provide a multi-tubular heat exchanger that is highly prevented from mixing.
本発明は、缶胴と、管板と、伝熱管とを少なくとも備えた多管式熱交換器であって、該缶胴は、中空構造の外被となるものであって、その両端部に上記管板が各々取り付けられており、上記伝熱管は、複数本存在し、その各々の少なくとも一の端部が少なくとも一の上記管板に複数形成されている開口部の一に挿入されることにより架設されており、該開口部は、上記管板の外部に通じる孔が形成されていることを特徴とする多管式熱交換器に係るものである。 The present invention is a multi-tube heat exchanger having at least a can body, a tube plate, and a heat transfer tube, the can body being an outer envelope of a hollow structure, at both ends thereof Each of the tube plates is attached, and there are a plurality of the heat transfer tubes, and at least one end portion of each is inserted into one of the openings formed in the at least one tube plate. The opening relates to a multi-tube heat exchanger characterized in that a hole communicating with the outside of the tube sheet is formed.
ここで、上記孔は、他の上記開口部に形成されている孔と互いに連通することにより上記管板の外部に通じることが好ましい。また、上記孔は、他の上記開口部に形成されている孔と直線的な位置関係を有するようにして互いに連通することにより上記管板の外部に通じることが好ましい。 Here, it is preferable that the hole communicates with the hole formed in the other opening to communicate with the outside of the tube sheet. The holes preferably communicate with the outside of the tube sheet by communicating with each other so as to have a linear positional relationship with the holes formed in the other openings.
また、上記管板は、上記開口部を形成する内壁面を1周するようにして少なくとも一の溝が形成されており、上記孔はこの溝の一に繋がるようにして形成されていることが好ましい。 Further, the tube sheet is formed with at least one groove so as to go around the inner wall surface forming the opening, and the hole is formed so as to be connected to one of the grooves. preferable.
また、上記伝熱管は、上記開口部において拡管されていることが好ましく、また上記開口部の一の端面においてシール溶接されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said heat exchanger tube is expanded in the said opening part, and it is preferable that the seal welding is carried out in one end surface of the said opening part.
また、上記多管式熱交換器は、上記孔から外部に排出される流体を検知する検知装置を備えていることが好ましく、また上記孔に熱水、水蒸気または不活性ガスのいずれかが供給されるようにすることもできる。 The multitubular heat exchanger preferably includes a detection device that detects fluid discharged from the hole to the outside, and hot water, water vapor, or an inert gas is supplied to the hole. It can also be made.
本発明の多管式熱交換器は、上述の通りの構成を有することにより、低廉な製造コストにもかかわらず缶胴内を流れる流体と伝熱管内を流れる流体との混入を高度に防止することを可能としたものである。 The multi-tube heat exchanger according to the present invention has a configuration as described above, and highly prevents the fluid flowing in the can body and the fluid flowing in the heat transfer tube from being mixed despite the low manufacturing cost. It is possible to do that.
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明しているが、本願の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In the following description of the embodiments, the description is made with reference to the drawings. In the drawings of the present application, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.
<多管式熱交換器>
本発明の多管式熱交換器の概略断面図を図1に示す。図1に示されるように、本発明の多管式熱交換器100は、缶胴1と、管板2、21と、伝熱管3とを少なくとも備えたものである。なお、図1において、管板2、21は、孔46により2つの部分に分離された二重管板のようにも見えるが、これは断面構成上そのように見えるだけであって現実は各々1枚の管板となっている。
<Multi-tube heat exchanger>
A schematic cross-sectional view of the multitubular heat exchanger of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the
ここで、上記缶胴1は、中空構造の外被となるものであって、その両端部に上記管板2、21が各々取り付けられている。この2枚の管板2、21は、上記缶胴1の長手方向において屈曲部がない場合には、互いに対向するように取り付けられることになる。また、上記伝熱管3は、複数本存在し、その各々の少なくとも一の端部が少なくとも一の管板に複数形成されている開口部の一に挿入されることにより架設されている。より好ましくは、図1に示したようにこのような複数の伝熱管3は、その各々の両端部が上記管板2、21に各々複数形成されている開口部25の一に挿入されることにより架設されたものとなる。そして、上記開口部25には、上記管板2、21の外部に通じる孔46が形成されていることを特徴としている。
Here, the said can body 1 becomes a jacket of a hollow structure, Comprising: The said
本発明の多管式熱交換器100は、上記のような基本構成を有することにより、缶胴1内と伝熱管3内とを互いに温度の異なる流体が流れることにより、伝熱管3の管壁を介して間接的にそれらの流体間で熱交換を行なうものである。
The
なお、以下では各伝熱管の両端部が2枚の両管板の各々に複数形成されている開口部に挿入されることにより架設される態様を例として説明するが、本発明の態様はこれのみに限られるものではなく、両管板のうちのいずれか一の管板の開口部に対して上記伝熱管のいずれか一の端部のみが挿入され、その挿入された開口部において上記のような孔が形成され、他の端部はもう一方の管板に対して異なった接続方法により接続され上記のような孔が形成されないような態様も含まれる。このような態様においても本発明の上記効果は示される。 In the following description, a mode in which both ends of each heat transfer tube are installed by being inserted into a plurality of openings formed in each of the two tube plates will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and only one end of the heat transfer tube is inserted into the opening of any one of the two tube plates. Such a hole is formed, and the other end is connected to the other tube plate by a different connection method, and the above-described hole is not formed. Even in such an embodiment, the above-described effects of the present invention are shown.
<缶胴>
上記缶胴1は、シェルとも呼ばれるものであり、中空構造の外被となるものであって多管式熱交換器の言わば本体となるものである。通常、その形状は、外径が30mm〜700mm、長さが2m〜6mの円筒状の形状を有している。しかし、その外径および長さはこのような範囲に限定されるものではなく、またその断面形状もこのように円形のもののみに限られるものではない。その断面形状は、四角形や六角形等の多角形の形状としたり楕円形の形状とすることもでき何等制限されない。
<Can body>
The can body 1 is also referred to as a shell, and serves as a shell of a hollow structure and serves as a main body of a multi-tube heat exchanger. Usually, the shape has a cylindrical shape with an outer diameter of 30 mm to 700 mm and a length of 2 m to 6 m. However, the outer diameter and length are not limited to such a range, and the cross-sectional shape is not limited to such a circular shape. The cross-sectional shape can be a polygonal shape such as a quadrangle or a hexagon, or an elliptical shape, and is not limited at all.
このような缶胴1は、その両端部において後述の2枚の管板2、21が取り付けられ、複数本の伝熱管3が支持されている。なお、缶胴1の材質は、特に限定されるものではないが好ましくはステンレス鋼である。
Such a can body 1 has two
缶胴1には、通常、ノズル15が形成されており、上記缶胴1内に流体を供給し、または上記缶胴1内から流体を排出できる構造となっている。このようなノズル15は、たとえば図1に示したように上記缶胴1の両端付近に各々1箇所ずつ計2個形成されるものとすることができる。すなわち、このように2個のノズルのうち、その一のノズルにより缶胴1内に流体が供給され、他の一のノズルによりその流体は排出されることになる。
The can body 1 is usually provided with a
そして、このようなノズルの各々は、上記缶胴1の両端付近であって、特に管板2、21の各々に近接させて配置させることが好ましい。缶胴の長手方向において各ノズルが配置される位置よりもさらに端側に管板2、21は配置されることになるが、各ノズルとこれらの管板との間に一定の距離をもった空間が形成されるとその部分に缶胴内を流れる流体が淀むことになるからである。
Each of such nozzles is preferably arranged in the vicinity of both ends of the can body 1 and particularly close to each of the
また、上記缶胴1は、それ自体が一体となった一体構造のものとすることができるが、たとえば図1に示したように上記ノズルの一を含む部分を短管状に分割するような分割式の構造とすることもできる。このように上記ノズルの一を含む部分を短管状に分割することにより、管板を容易に観察したり洗浄したりすることができ、汚れや不具合を有効に防止することができる点、衛生的見地からも好ましいものである。 In addition, the can body 1 can be of an integral structure that is integrated with itself, but for example, as shown in FIG. 1, a portion that includes one of the nozzles is divided into short tubes. It can also be a formula structure. In this way, by dividing the portion including one of the nozzles into short tubes, the tube sheet can be easily observed and cleaned, and dirt and defects can be effectively prevented. It is also preferable from the viewpoint.
なお、このように短管状に分割する部分がノズルの一を含むのは、仮にこのノズルの一と管板との間に接合部5を形成するとこの接合部5の形成に伴い缶胴内に不必要な空間を生じることになり、この空間に缶胴内の流体が淀むことを防止するためである。 In addition, the part divided into the short tube in this way includes one of the nozzles. If the joint 5 is formed between one of the nozzles and the tube plate, the inside of the can body is formed along with the formation of the joint 5. This is because an unnecessary space is generated, and the fluid in the can body is prevented from standing in this space.
一方、上記のように短管状に分割する部分と缶胴との接合部5には、ヘルール構造の三角溝を有する継手部が用いられ、この継手部にはパッキンとしてOリング55(合成ゴム等の弾性体でできたリング状の封止材)を用いることが好ましい。 On the other hand, a joint portion having a ferrule-structured triangular groove is used for the joint portion 5 between the portion divided into a short tube and the can body as described above, and an O-ring 55 (synthetic rubber or the like) is used as a packing in the joint portion. It is preferable to use a ring-shaped sealing material made of an elastic body.
<管板>
本発明の管板は、上記缶胴1の両端部に各々取り付けられることから、少なくとも2枚配置されるものである。すなわち、図1に示されるように2枚の管板2、21が、上記缶胴1の両端部に各々取り付けられる。この取り付け方法は特に限定されるものではなく、たとえば図1に示した管板2のように接合部5により固定して取り付けることができるとともに、管板21のように可動状態として取り付けることもできる。通常、固定して取り付けられる管板を固定管板と呼び、可動状態として取り付けられる管板を遊動管板と呼ぶ。2枚の管板2、21は、両者を固定管板としても良いし、いずれか一方を遊動管板とすることもできる。なお、固定管板とする場合は、図1に示した接合部5により取り外し可能な状態で固定する場合の他、溶接等により缶胴1と一体化させることもできる。しかし、缶胴1内の洗浄性等を考慮すると、取り外し可能な状態で固定することが好ましい。この点、上記接合部5には上記缶胴1の接合部5と同様にヘルール構造を採用することが好ましい。
<Tube sheet>
Since the tube sheet of the present invention is attached to both end portions of the can body 1, at least two tube sheets are arranged. That is, as shown in FIG. 1, two
上記遊動管板(管板21)は、たとえば管板の厚み方向の両端部の各々の外周に沿って第1溝部27と第2溝部28とを有するとともに、この第1溝部27と第2溝部28とに各々Oリング55を挿入することによって、上記缶胴1内の内壁10と接触しながら任意方向に移動可能な状態とすることができる。
The floating tube plate (tube plate 21) has, for example, a
このような管板2、21は、複数の開口部25を備えることにより、その開口部25に後述の伝熱管3の両端部を挿入することによって伝熱管3を架設(支持)する作用を有するものである。このような管板2、21は、固定管板の場合はその外形が缶胴1の外形とほぼ等しくなるものであり、その厚みが20mm〜100mmの形状を有する。また、遊動管板の場合は、その外径が缶胴1の内径(約30〜700mm)とほぼ等しくなるものであり、その厚みが20mm〜100mmの形状を有する。また、管板2、21の材質は、特に限定されるものではないが好ましくはステンレス鋼である。
<伝熱管>
上記伝熱管3は、チューブとも呼ばれるものであり、上記缶胴1内に複数本存在するものである。その本数は、より好ましくは4〜120本である。
<Heat transfer tube>
The
このような伝熱管3の形状は、外径を10mm〜40mmの円筒状の形状とすることが好ましく、その長さは上記缶胴1の長さとほぼ同じである。また、その断面形状は缶胴1と同様、円形のもののみに限られるものではなく、四角形や六角形等の多角形の形状としたり、楕円形の形状とすることもでき、その断面形状は制限されない。しかし、伝熱管3は上記管板2、21の開口部25に挿入されるものであるため、その断面形状は該開口部の形状と一致する必要があり、該開口部の形状が通常加工容易な円形を呈することからこの伝熱管3の断面形状も円形とすることが好ましい。なお、伝熱管3の材質は、特に限定されるものではないが好ましくはステンレス鋼である。
The shape of the
このような伝熱管3は、上記の通り複数本存在するものであるが、その各々の両端部が上記2枚の管板2、21に各々複数形成されている開口部25の一に挿入されることにより架設(支持)されている。
There are a plurality of such
<開口部および孔>
本発明の上記管板に形成される複数の開口部の各々は、上記管板の外部に通じる孔が形成されていることを特徴としている。このような孔は、従来の二重管板方式の1対の管板間に形成されていた空隙部と同様の作用効果を示すものであり、缶胴または伝熱管を流れる熱媒または流体の浸入を検知しかつ両者の混入を高度に防止する作用効果を示すものである。
<Openings and holes>
Each of the plurality of openings formed in the tube sheet of the present invention is characterized in that a hole communicating with the outside of the tube sheet is formed. Such a hole exhibits the same effect as a gap formed between a pair of conventional tube plates, and is used for the heat medium or fluid flowing through the can body or the heat transfer tube. It shows the effect of detecting intrusion and preventing the mixing of both at a high level.
すなわち、該孔は上記管板の外部(通常は大気中)に通じることにより、この孔を介して上記熱媒または流体の浸入を外部から容易に検知することができ、以って両者の混入を未然に防止するためのモニターとしての作用を示す。しかもこの孔は、このようなモニター的な作用を示すばかりではなく、管板の外部に通じることからその周辺部(缶胴内や管板内)に比し減圧状態となるため、その孔に浸入した熱媒または流体はこの孔から再度缶胴内や伝熱管内へ戻ることはなく孔を通じて選択的に外部へ排出されることとなり、以って両者の混入を高度に防止することが可能となる。 That is, when the hole communicates with the outside of the tube plate (usually in the atmosphere), the intrusion of the heating medium or fluid can be easily detected from the outside through the hole, and both of them are mixed. The function as a monitor for preventing the above is shown. Moreover, this hole not only shows such a monitoring effect, but also leads to the outside of the tube sheet, so it is in a reduced pressure state compared to its peripheral part (inside the can body or in the tube sheet). The infiltrated heat transfer medium or fluid does not return to the inside of the can body or heat transfer pipe from this hole again, but is selectively discharged to the outside through the hole. It becomes.
これをより具体的に説明すると、たとえば伝熱管内を流れる流体を供給する側(通常ヘッダー側と呼ばれ、図1における管板21のさらに右側)から流体が伝熱管の挿入部分等を通じて管板21内に浸入すると、該流体は孔46を介して外部に排出され缶胴1内を流れる流体(通常熱媒)と混入することが防止される。一方、缶胴1内を流れる流体が図1の管板21の左側から伝熱管の挿入部分等を通じて管板21内に浸入した場合にも、該流体は孔46を介して外部に排出され、管板21の右側に存在する流体と混入することが防止される。したがって、このようなメカニズムにより、缶胴1内を流れる流体と伝熱管3内を流れる流体の両者はその混入が防止されるのである。本発明は、二重管板方式の構造の管板を採用することなくこのように両流体の混入を高度に防止したものであり、製造コストを極めて低廉化させることに成功したものである。
More specifically, for example, the fluid flows from the side supplying the fluid flowing in the heat transfer tube (usually called the header side, further to the right side of the
ここで、このような開口部は伝熱管の外径とほぼ同一の径を有するものであり、製造が容易という観点からその断面形状は通常円形とすることが好ましく、1つの管板あたり伝熱管の本数と同数のものが管板の厚み方向を貫通するようにして各々形成される。 Here, such an opening has substantially the same diameter as the outer diameter of the heat transfer tube, and from the viewpoint of easy manufacture, the cross-sectional shape is preferably generally circular, and the heat transfer tube per one tube plate Are formed so as to penetrate the thickness direction of the tube sheet.
また、上記孔は、好ましくは2〜4mmの径を有するものであり、製造が容易という観点からその断面形状は通常円形とすることが好ましい。また、図2に示したように、このような孔46は1つの開口部あたり少なくとも2つ形成され、通常各々の孔は他の開口部25に形成されている孔46と互いに連通することにより管板2の外部(通常は大気中)に通じることになる。
The hole preferably has a diameter of 2 to 4 mm, and the cross-sectional shape is preferably generally circular from the viewpoint of easy manufacture. In addition, as shown in FIG. 2, at least two
また、このような孔46は、図2に示したように他の開口部25に形成されている孔46と直線的な位置関係を有するようにして互いに連通することにより管板2の外部に通じることが好ましい。これは製造上の理由によるものであり、このような孔46は管板の直径方向に平行する方向に複数(または一)の開口部25を貫通するようにして形成されるためである。なお、この場合、直線的な位置関係を有する各々の孔46は一直線状に配列されることが好ましいが、ある開口部を貫通する孔46と他の開口部(または同一の開口部)を貫通する孔46とが完全に一直線状に配列されていない場合も含まれる。
Further, as shown in FIG. 2,
一方、上記管板2は、図3に示したように開口部を形成する内壁面29を1周するようにして少なくとも一の溝48が形成されており、孔46はこの溝48の一に繋がるようにして形成されていることが好ましい。後述するように伝熱管3が上記開口部25において拡管される場合、伝熱管3の管壁31は溝48に入り込むようにして内壁面29に密着し、以って伝熱管と開口部との接続がより完全なものとなる。このような溝48は、その深さが0.1〜2mm程度であり、幅2〜7mm程度とすることが好ましく、1つの開口部あたり2つ形成されていることが好ましい。この2つのうち1つは上記孔46に繋がるものであり、他の1つは孔46に繋がることなく主として拡管による接続効果の向上のみを目的として形成するものとすることができる。
On the other hand, the
なお、上述の通り孔46は管板の外部に通じるものであるが、管板が上記図1に示した遊動管板(管板21)である場合(すなわち管板21の外周に缶胴1が配置される場合)は、孔46は図4に示したように缶胴1と管板21との間に生じる空間49(すなわち図1における第1溝部27に挿入されているOリング55と、第2溝部28に挿入されているOリング55と、管板21と、缶胴1とにより囲まれた空間49)に通じ、その空間49を介して缶胴1に形成された検知孔47により外部と通ずるようにすることが好ましい。これに対して、管板が上記図1に示した固定管板(管板2)である場合(すなわち管板2の外周に缶胴1が外被として配置されない場合)は、先の図2に示したように孔46は直接外部に通じることになる。
As described above, the
<伝熱管の接続>
上記伝熱管3は、上記開口部において拡管されていることにより、管板と接続することが好ましい。これにより、接続の効果が向上し、伝熱管の管壁31と管板の内壁面29との間に生じる空隙45を可能な限り減少させ、その空隙45に流体が浸入することを有効に防止することができる。
<Connection of heat transfer tube>
The
また、上記伝熱管3は、図3に示したように開口部の一の端面(好ましくは伝熱管内を流れる流体を供給または排出するヘッダー側の面)においてシール溶接4がされていることが好ましい。これにより、伝熱管の管壁31と管板の内壁面29との間に流体(伝熱管内を流れる流体)が浸入することを有効に防止することができる。
In addition, the
なお、図3に示したように、上記シール溶接がされない側の開口部の表面には突起部26を形成することができ、この突起部26と伝熱管の管壁31とを溶接することにより伝熱管と管板とを接続するようにすることもできる。
In addition, as shown in FIG. 3, the
<熱交換方法>
本発明の多管式熱交換器100は、上述のように、缶胴1内と伝熱管3内とを互いに温度の異なる流体が流れることにより、伝熱管3の管壁31を介して間接的にそれらの流体間で熱交換を行なうものである。この場合、缶胴1内を流れる流体の方向と、伝熱管3内を流れる流体の方向は、互いに対向させることが好ましいが、並行させることもできる。また、通常缶胴1内の流体は熱媒となるものであり、伝熱管3内の流体は熱交換の対象となる流体が流れることになるが、このような態様のみに限定されるものではない。また、缶胴1内を流れる流体と伝熱管3内を流れる流体とを循環させることも可能である。
<Heat exchange method>
As described above, the
なお、本発明の多管式熱交換器100を用いて熱交換される流体は、特に限定されるものではないが、たとえば牛乳、乳性飲料、果汁飲料、コーヒー、紅茶、緑茶、炭酸飲料、アルコール、ミネラルウォーター、栄養ドリンク、だし、たれ、麺汁等の飲料、あるいはこれらの飲料の製造過程で用いられる調合用や抽出用の水等を挙げることができる。
In addition, although the fluid exchanged using the
なお、本発明の多管式熱交換器100を用いて熱交換される流体は、このように飲料のみに限られるものではなく、各種液状医薬品(目薬等)をはじめ種々の化学品等の液体が含まれる。また、この流体は、液体のみに限られるものではなく、気体も含まれる。
In addition, the fluid exchanged using the
<その他>
本発明の多管式熱交換器100は、上記のように缶胴1と、管板2、21と、伝熱管3とを備えたものである限り、これら以外の任意の構成を付加することができる。たとえば、上記伝熱管3は、補助支持材等によりさらに支持されたものとすることもできる。
<Others>
As long as the
また、本発明の多管式熱交換器100は、上記孔から外部に排出される流体を検知する検知装置を備えたものとすることができ、また上記孔に熱水、水蒸気または不活性ガスのいずれかが供給されるようにすることもできる。上記検知装置としては、流体を検知する手段として知られる従来公知の手段を特に限定することなく採用することができ、たとえば近接スイッチ(検出面に接近する物体(流体)または近傍に存在する物体(流体)の有無を機械的に接触することなく検出するスイッチ)、光電スイッチ(光路をさえぎる物体(流体)を検出するスイッチ)、電極(導電性の物体(流体)により2つの電極が導通することによりその物体(流体)を検出するスイッチ)等を挙げることができる。このような検知装置は、上記孔が外部に通じる最外表面の近傍部に設置することが好ましく、たとえば図4における検知孔47の周辺部や、図2において孔46が形成される管板2最表面部の周辺部(複数の孔46が形成される場合は必ずしも全ての孔に対応させて設置する必要はない)に設置することができる。
Further, the
一方、上記孔に高温の熱水、水蒸気または不活性ガスのいずれかを供給することにより上記孔内の殺菌効果を付与することができるため好適な態様として挙げることができる。この場合、これらの供給により該孔内が周辺領域より加圧状態とならないようにすることが好ましい。なお、熱水、水蒸気または不活性ガスの温度は、約100℃以上とすることが好ましく、不活性ガスとしては窒素やアルゴン等を挙げることができる。 On the other hand, a sterilizing effect in the hole can be imparted by supplying any one of hot water, water vapor, or inert gas to the hole, which can be cited as a preferred embodiment. In this case, it is preferable to prevent the inside of the hole from being in a pressurized state from the peripheral region by supplying them. In addition, it is preferable that the temperature of hot water, water vapor | steam, or an inert gas shall be about 100 degreeC or more, and nitrogen, argon, etc. can be mentioned as an inert gas.
また、本発明の多管式熱交換器100は、上記ノズル15や管板2、21等を介して複数の多管式熱交換器と接続することにより、多段の熱交換システムを構築することもできる。
In addition, the
このように本発明の多管式熱交換器100は、複数の本発明の多管式熱交換器100と組み合せて用いることができるとともに、加熱装置や冷却装置または熱媒供給装置や冷媒供給装置、あるいはこれらとポンプとを組み合せて用いることができる。
Thus, the
また、本発明の多管式熱交換器100は、これら以外の他の配管と組み合せて用いることも当然可能である。たとえば、上記の缶胴1と同一の内径を有する配管を上記管板2、21側に接続することにより、上記伝熱管3内を流れる流体を供給または排出することができる。また、上記ノズル15と同一の内径を有する配管を上記ノズル15に接続することにより、上記缶胴1内を流れる流体を供給または排出することができる。
Of course, the
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の各実施の形態の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。 As described above, the embodiments of the present invention have been described, but it is also planned from the beginning to appropriately combine the configurations of the above-described embodiments.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 缶胴、10 内壁、15 ノズル、2,21 管板、25 開口部、26 突起部、27 第1溝部、28 第2溝部、29 内壁面、3 伝熱管、31 管壁、4 シール溶接、45 空隙、46 孔、47 検知孔、48 溝、49 空間、5 接合部、55 Oリング、100 多管式熱交換器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Can body, 10 Inner wall, 15 Nozzle, 2,21 Tube plate, 25 Opening part, 26 Protrusion part, 27 1st groove part, 28 2nd groove part, 29 Inner wall surface, 3 Heat exchanger tube, 31 Tube wall, 4 Seal welding, 45 voids, 46 holes, 47 detection holes, 48 grooves, 49 spaces, 5 joints, 55 O-ring, 100 multi-tube heat exchanger.
Claims (8)
前記缶胴は、中空構造の外被となるものであって、その両端部に前記管板が各々取り付けられており、
前記伝熱管は、複数本存在し、その各々の少なくとも一の端部が少なくとも一の前記管板に複数形成されている開口部の一に挿入されることにより架設されており、
前記開口部は、前記管板の外部に通じる孔が形成されていることを特徴とする多管式熱交換器。 A multi-tubular heat exchanger comprising at least a can body, a tube sheet, and a heat transfer tube,
The can body is an envelope of a hollow structure, and the tube plates are attached to both ends thereof,
There are a plurality of the heat transfer tubes, and at least one end portion of each of the heat transfer tubes is installed by being inserted into one of the openings formed in the at least one tube plate,
The opening is formed with a hole that communicates with the outside of the tube plate.
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