JP2016017685A - Water-cooled heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水冷式熱交換器に関する。 The present invention relates to a water-cooled heat exchanger.
従来、船舶の空気調和装置等において水冷式のシェルアンドチューブ型の熱交換器が用いられている。船舶に設置された水冷式の熱交換器では、海水を導入して熱交換媒体として用いることが多い。そのため、海水によって熱交換器内部の金属が腐食してしまうおそれがあった。そこで、このような水冷式熱交換器では、内部に犠牲陽極を設け、犠牲陽極を先に酸化させることによって内部の金属の腐食を防止している(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, water-cooled shell-and-tube heat exchangers have been used in ship air conditioners and the like. In a water-cooled heat exchanger installed in a ship, seawater is often introduced and used as a heat exchange medium. Therefore, there is a possibility that the metal inside the heat exchanger is corroded by seawater. Therefore, in such a water-cooled heat exchanger, a sacrificial anode is provided inside, and the sacrificial anode is first oxidized to prevent corrosion of the internal metal (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、この特許文献1における水冷式熱交換器では、ユーザーは、ケーシングの一部(例えば犠牲陽極を覆う蓋)を取り外して犠牲陽極の腐食度合い(消耗度合い)を確認する必要がある。
However, in the water-cooled heat exchanger disclosed in
特許文献2には、船舶用防食ボルト警報装置が開示されている。この警報装置は、防食ボルトと、警報コントローラとを備える。防食ボルトは、船舶用凝縮器のカバーに据え付けられる。防食ボルトは、継ぎ手ナット、継ぎ手、仕切りボルト及び防食ブロックを含む。防食ブロック、ボルト、継ぎ手及び継ぎ手ナットには、相互につながる第一、第二、第三及び第四の漏れ穴が設けられている。第四の漏れ穴は水圧コントローラに連接され、水圧コントローラは警報コントローラに連接されている。この特許文献2の警報装置では、防食ブロックの腐食を警報コントローラが検知することによって適当な時期に防食ボルトを交換するように注意喚起することができる、とされている。
しかしながら、特許文献2に開示されている警報装置では、防食ボルトの防食ブロックは、防食ボルトの仕切りボルトを介してケーシングの蓋に固定されている。具体的には、仕切りボルトがケーシングの蓋に設けられた開口部に取り付けられ、この仕切りボルトの内側に防食ブロックが取り付けられ、仕切りボルトの外側に防食ボルトの継ぎ手ナット及び継ぎ手が取り付けられている。このように特許文献2の警報装置では、防食ブロック以外にも仕切りボルト、継ぎ手ナット及び継ぎ手が必要であるので、構造が複雑になり、部品点数が多くなるという課題がある。
However, in the alarm device disclosed in
本発明の目的は、少ない部品点数の簡単な構造で、犠牲陽極が消耗したことをケーシングの外部から判別することができる水冷式熱交換器を提供することである。 An object of the present invention is to provide a water-cooled heat exchanger that can determine from the outside of a casing that a sacrificial anode is consumed with a simple structure having a small number of parts.
本発明の水冷式熱交換器は、冷媒室(S1)と水室(S2,S3)とが区画形成されたケーシング(11)と、前記水室(S2,S3)内の水に接するように設けられた犠牲陽極(30)とを備えた熱交換器である。前記ケーシング(11)の壁部(40)には、前記ケーシング(11)の外部と前記水室(S2,S3)との間を連通させる1つ又は複数の貫通孔(50)が設けられている。前記犠牲陽極(30)は、前記水室(S2,S3)内において前記壁部(40)に直接固定されている。前記犠牲陽極(30)の腐食前においては前記貫通孔(50)における前記水室(S2,S3)側の開口(50A)が前記犠牲陽極(30)によって塞がれている一方で、前記犠牲陽極(30)の腐食の進行後には前記水室(S2,S3)内の水が前記貫通孔(50)内に進入して前記貫通孔(50)における外側の開口(50B)に至るように構成されている。 In the water-cooled heat exchanger of the present invention, the casing (11) in which the refrigerant chamber (S1) and the water chambers (S2, S3) are partitioned and the water in the water chamber (S2, S3) are in contact with each other. It is a heat exchanger provided with the provided sacrificial anode (30). The wall (40) of the casing (11) is provided with one or a plurality of through holes (50) for communicating between the outside of the casing (11) and the water chamber (S2, S3). Yes. The sacrificial anode (30) is directly fixed to the wall (40) in the water chamber (S2, S3). Before the sacrificial anode (30) is corroded, the opening (50A) on the side of the water chamber (S2, S3) in the through hole (50) is closed by the sacrificial anode (30). After the corrosion of the anode (30) proceeds, the water in the water chamber (S2, S3) enters the through hole (50) and reaches the outer opening (50B) in the through hole (50). It is configured.
この構成では、ケーシング(11)の壁部(40)に設けられた貫通孔(50)における水室(S2,S3)側の開口(50A)は、腐食前の犠牲陽極(30)によって塞がれている一方で、犠牲陽極(30)の腐食の進行後には、水室(S2,S3)内の水が貫通孔(50)内に進入して貫通孔(50)における外側の開口(50B)に至る。このように貫通孔(50)における外側の開口(50B)に至った水をユーザーによる目視、センサによる検知などの手段によって把握することにより、犠牲陽極(30)が消耗したことをケーシング(11)の外部から判別することができる。しかも、この構成では、犠牲陽極(30)は、水室(S2,S3)内において壁部(40)に直接固定されているので、例えば特許文献2の警報装置のように部品点数が多くなることもない。よって、この構成では、少ない部品点数の簡単な構造で、犠牲陽極(30)が消耗したことをケーシング(11)の外部から判別することができる。
In this configuration, the opening (50A) on the water chamber (S2, S3) side in the through hole (50) provided in the wall (40) of the casing (11) is blocked by the sacrificial anode (30) before corrosion. On the other hand, after the corrosion of the sacrificial anode (30) proceeds, the water in the water chamber (S2, S3) enters the through hole (50) and the outer opening (50B) in the through hole (50). ). Thus, the casing (11) indicates that the sacrificial anode (30) has been consumed by grasping the water reaching the outer opening (50B) in the through hole (50) by means such as visual inspection by the user and detection by a sensor. Can be determined from outside. In addition, in this configuration, the sacrificial anode (30) is directly fixed to the wall (40) in the water chamber (S2, S3), so that the number of parts is increased as in the alarm device of
前記水冷式熱交換器は、前記壁部(40)と前記犠牲陽極(30)との間に介在するとともに、前記貫通孔(50)における前記水室(S2,S3)側の前記開口(50A)の周りを囲むパッキン(61)を備えているのが好ましい。この構成では、貫通孔(50)における水室(S2,S3)側の開口(50A)の周りがパッキン(61)によって囲まれているので、例えば、犠牲陽極(30)の腐食が進行する前に水室(S2,S3)内の水が壁部(40)と犠牲陽極(30)との間に入り込んで貫通孔(50)内に進入するのを抑制できる。 The water-cooled heat exchanger is interposed between the wall (40) and the sacrificial anode (30), and the opening (50A) on the water chamber (S2, S3) side in the through hole (50). ) Is preferably provided with a packing (61) surrounding the periphery. In this configuration, since the periphery of the opening (50A) on the water chamber (S2, S3) side in the through hole (50) is surrounded by the packing (61), for example, before the corrosion of the sacrificial anode (30) proceeds. In addition, the water in the water chambers (S2, S3) can be prevented from entering between the wall portion (40) and the sacrificial anode (30) and entering the through hole (50).
前記水冷式熱交換器において、前記壁部(40)及び前記犠牲陽極(30)の少なくとも一方には、前記パッキン(61)が配置される溝(31,44)が形成されているのが好ましい。この構成では、壁部(40)及び犠牲陽極(30)の少なくとも一方に形成された溝(31,44)にパッキン(61)が配置されるので、パッキン(61)の位置決めを容易にでき、また、パッキン(61)の位置ずれを防止できる。 In the water-cooled heat exchanger, it is preferable that grooves (31, 44) in which the packing (61) is disposed are formed in at least one of the wall portion (40) and the sacrificial anode (30). . In this configuration, since the packing (61) is disposed in the groove (31, 44) formed in at least one of the wall (40) and the sacrificial anode (30), the positioning of the packing (61) can be facilitated, In addition, the displacement of the packing (61) can be prevented.
具体的には、前記パッキン(61)は環形状を有し、前記貫通孔(50)における前記水室(S2,S3)側の開口(50A)は、前記パッキン(61)の内側に位置し、前記犠牲陽極(30)は、前記パッキン(61)の内側においてねじで前記壁部(40)に固定される形態を例示することができる。 Specifically, the packing (61) has an annular shape, and the opening (50A) on the water chamber (S2, S3) side in the through hole (50) is located inside the packing (61). The sacrificial anode (30) may be configured to be fixed to the wall (40) with a screw inside the packing (61).
前記水冷式熱交換器は、前記貫通孔(50)における外側の開口(50B)を覆う被覆部材(43)を備え、前記被覆部材(43)は、前記貫通孔(50)に進入した水を前記ケーシング(11)の外部から目視可能なように透明又は半透明の部材によって形成されていてもよい。この構成では、貫通孔(50)における外側の開口(50B)を覆う被覆部材(43)を備えているので、貫通孔(50)に流入して貫通孔(50)における外側の開口(50B)に到達した水がケーシング(11)の外部に漏れ出すのを抑制することができる。また、この構成では、被覆部材(43)は、透明又は半透明の部材によって形成されているので、貫通孔(50)に流入して貫通孔(50)における外側の開口(50B)に到達した水を、被覆部材(43)を通して目視することができる。これにより、犠牲陽極(30)の腐食の進行を視認することができる。 The water-cooled heat exchanger includes a covering member (43) that covers an outer opening (50B) in the through hole (50), and the covering member (43) receives water that has entered the through hole (50). It may be formed of a transparent or translucent member so as to be visible from the outside of the casing (11). In this configuration, since the covering member (43) covering the outer opening (50B) in the through hole (50) is provided, the outer opening (50B) in the through hole (50) flows into the through hole (50). It is possible to suppress water that has reached the outside from leaking out of the casing (11). In this configuration, since the covering member (43) is formed of a transparent or translucent member, the covering member (43) flows into the through hole (50) and reaches the outer opening (50B) in the through hole (50). Water can be seen through the covering member (43). Thereby, the progress of the corrosion of the sacrificial anode (30) can be visually confirmed.
前記水冷式熱交換器において、前記被覆部材(43)の内面には、前記貫通孔(50)に連通するとともに外側に凹む凹部(45)が設けられており、前記凹部(45)は、前記貫通孔(50)の内寸よりも大きな内寸を有しているのが好ましい。この構成では、被覆部材(43)の凹部(45)に多くの水を収容することができるので、被覆部材(43)の凹部(45)に保持された水を目視しやすくなる。 In the water-cooled heat exchanger, an inner surface of the covering member (43) is provided with a recess (45) that communicates with the through hole (50) and is recessed outward, and the recess (45) It is preferable to have an inner dimension larger than the inner dimension of the through hole (50). In this configuration, since a large amount of water can be stored in the recess (45) of the covering member (43), the water held in the recess (45) of the covering member (43) can be easily seen.
前記水冷式熱交換器において、前記被覆部材(43)は、前記貫通孔(50)と前記ケーシング(11)の外部とを連通する空気孔(46)を有しているのが好ましい。この構成では、空気孔(46)を通じて被覆部材(43)よりも内側の空気がケーシング(11)の外部に流出することが可能になるので、水室(S2,S3)内の水が貫通孔(50)に流入しやすくなる。 In the water-cooled heat exchanger, the covering member (43) preferably has an air hole (46) that communicates the through hole (50) and the outside of the casing (11). In this configuration, air inside the covering member (43) can flow out of the casing (11) through the air hole (46), so that the water in the water chambers (S2, S3) passes through the hole. It becomes easy to flow into (50).
前記水冷式熱交換器は、前記貫通孔(50)から前記ケーシング(11)の外部に流出した水を受けるドレンパン(47)を備えているのが好ましい。この構成では、ドレンパン(47)が貫通孔(50)からケーシング(11)の外部に流出した水を受けることができる。 The water-cooled heat exchanger preferably includes a drain pan (47) that receives water flowing out of the casing (11) from the through hole (50). In this configuration, the drain pan (47) can receive water flowing out of the casing (11) from the through hole (50).
前記水冷式熱交換器は、前記水室(S2,S3)内の水が前記貫通孔(50)に進入したことを検知するセンサ(48)を備えているのが好ましい。この構成では、水室(S2,S3)内の水が貫通孔(50)に進入したことをセンサ(48)によって正確に検知することができる。 The water-cooled heat exchanger preferably includes a sensor (48) that detects that water in the water chamber (S2, S3) has entered the through hole (50). In this configuration, the sensor (48) can accurately detect that the water in the water chamber (S2, S3) has entered the through hole (50).
本発明によれば、犠牲陽極が消耗したことを簡単な構造で外部から容易に判別することができる。 According to the present invention, it is possible to easily determine from the outside that the sacrificial anode is consumed with a simple structure.
以下、本発明の一実施形態に係る水冷式熱交換器10について図面に基づいて詳細に説明する。説明に際し、図1の右側を「前」とし、図1の左側を「後」とする。本実施形態の水冷式熱交換器10は、空気調和装置などの冷凍装置(例えば船舶用の空気調和装置)の凝縮器又は蒸発器として用いられ、導入された海水と冷媒との間で熱交換するためのものであるが、船舶以外の用途の空気調和機などの冷凍装置に用いることもできる。
Hereinafter, a water-cooled
[水冷式熱交換器の全体構造]
図1に示すように、本実施形態に係る水冷式熱交換器10は、所謂シェルアンドチューブ型の熱交換器である。水冷式熱交換器10は、密閉型の円筒形のケーシング11(シェル11)と、ケーシング11の内部に設けられた複数の伝熱管12(チューブ12)とを備えている。熱交換器10は、支持台13に固定され、例えばケーシング11の軸方向(長手方向)が水平方向に延びるように横向きに設置されている。
[Overall structure of water-cooled heat exchanger]
As shown in FIG. 1, the water-cooled
図1、図2及び図3に示すように、ケーシング11は、円筒状の胴部11aと、胴部11aの一端に設けられた前蓋11bと、胴部11aの他端に設けられた後蓋11cとを備えている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
胴部11aの一端は、円板状の前管板21によって覆われている。一方、胴部11aの他端は、円板状の後管板22によって覆われている。これらの前管板21及び後管板22が設けられていることによって、ケーシング11の内部は、胴部11aと両管板21,22によって囲まれた冷媒室S1と、前蓋11bと前管板21とによって囲まれた前側水室S2と、後蓋11cと後管板22とによって囲まれた後側水室S3とに区画されている。
One end of the
胴部11aの上部であって長手方向の中央部には、冷媒の導入管15の一端が接続されている。一方、胴部11aの下部であって長手方向の中央部と両端部とのそれぞれの間には、冷媒の導出連絡管16の一端部と他端部とがそれぞれ接続されている。導出連絡管16の中央部には、導出管17の一端が接続されている。導入管15及び導出管17は、冷媒室S1に連通している。図示を省略するが、導入管15と導出管17の他端は、空気調和装置等の冷凍装置の冷媒回路に接続されている。
One end of a
前蓋11bの下部には、水の流入管19が接続されている。一方、前蓋11bの上部には、水の流出管18が接続されている。また、前蓋11bの内面には、仕切板11dが形成されている。仕切板11dは、前側水室S2を、流入管19側の入口水室S22と流出管18側の出口水室S21とに仕切っている。つまり、流入管19の一端は入口水室S22において開口し、流出管18の一端は出口水室S21において開口している。
A
冷媒室S1には、複数の伝熱管12が胴部11aの軸方向に延びるように設けられている。複数の伝熱管12は、前端が前管板21に支持される一方、後端が後管板22に支持されるように、両管板21,22に挿入されている。具体的には、前管板21及び後管板22には複数の貫通孔が形成されており、複数の伝熱管12の両端部は、前管板21及び後管板22の複数の貫通孔にそれぞれ挿入されている。なお、複数の伝熱管12の前端は前側水室S2の入口水室S22又は出口水室S21において開口し、後端は後側水室S3において開口している。
A plurality of
このような構成により、入口水室S22、後側水室S3及び出口水室S21は、複数の伝熱管12によって連通されることになる。つまり、冷媒室S1の下半分に配された伝熱管12によって入口水室S22と後側水室S3とが連通され、冷媒室S1の上半分に配された伝熱管12によって後側水室S3と出口水室S21とが連通されている。そして、これら3つの水室S3,S21,S22と複数の伝熱管12とによって複数の水流路が形成されている。
With such a configuration, the inlet water chamber S22, the rear water chamber S3, and the outlet water chamber S21 are communicated by the plurality of
本実施形態では、ケーシング11、伝熱管12、前管板21及び後管板22は、例えば鉄や銅(黄銅、青銅など)によって形成されているが、これに限られない。
In the present embodiment, the
水冷式熱交換器10には、水流路を構成する金属の腐食を防止するために犠牲陽極30が設けられている。水流路を構成する金属としては、管板21,22、伝熱管12、前蓋11b、後蓋11cなどを例示することができる。
The water-cooled
本実施形態では、犠牲陽極30は、例えば亜鉛によって形成されている。しかし、犠牲陽極30の材質は亜鉛に限らず、水流路を構成する金属(本実施形態では鉄、銅など)よりも酸化しやすい金属(イオン化傾向の高い金属)であればよい。
In the present embodiment, the
本実施形態では、犠牲陽極30は、少なくとも一つの水室に設けられている。具体的に、犠牲陽極30は、例えば前側水室S2及び後側水室S3の少なくとも一方に設けられている。犠牲陽極30は、各水室S21,S22,S3に設けられていてもよい。図1〜図3に示す実施形態では、前側水室S2に複数の犠牲陽極30(具体的には2つの犠牲陽極30)が設けられており、後側水室S3に複数の犠牲陽極30(具体的には2つの犠牲陽極30)が設けられている。各犠牲陽極30は、ケーシング11の壁部の一部を構成する前蓋11b及び後蓋11cに直接取り付けられている。
In the present embodiment, the
[水冷式熱交換器の動作]
流入管19を介して入口水室S22には、水(例えば海水)が供給される。入口水室S22に流入した水は、入口水室S22において開口する伝熱管12(図1における下半分の伝熱管)の内部を通って後側水室S3に至る。後側水室S3に流入した水は、流動方向を180°転換し、前端が出口水室S21において開口する伝熱管12(図1における上半分の伝熱管)を通って出口水室S21に至る。そして、出口水室S21に流入した水は、流出管18から排出される。
[Operation of water-cooled heat exchanger]
Water (for example, seawater) is supplied to the inlet water chamber S22 via the
一方、冷媒室S1には、導入管15を介して冷媒回路の冷媒が導入される。冷媒室S1に導入された冷媒は、複数の伝熱管12の外側を上層部から下層部へと流れる。このとき、伝熱管12の外側を流れる冷媒は、伝熱管12の内部を流れる水と熱交換を行う。そして、冷媒室S1の下層部に至った冷媒は、導出連絡管16に流入し、導出管17から排出される。
On the other hand, the refrigerant of the refrigerant circuit is introduced into the refrigerant chamber S1 through the
水冷式熱交換器10では、水室S21,S3,S22及び伝熱管12によって形成される水流路に犠牲陽極30が設けられている。これにより、この水流路では、例えば鉄製、銅製などのケーシング11、伝熱管12、前管板21及び後管板22よりも、イオン化傾向の高い例えば亜鉛製の犠牲陽極30が先に腐食する。これにより、ケーシング11、伝熱管12、前管板21及び後管板22の腐食が防止されることとなる。
In the water-cooled
[導水構造]
図4(A)は、蓋(前蓋11b,後蓋11c)に設けられた犠牲陽極30の付近を拡大した断面図であり、図4(B)は、蓋(前蓋11b,後蓋11c)に設けられた犠牲陽極30の付近を拡大した側面図である。図4(B)は、図4(A)を方向Dに見たときの図である。これらの図は、犠牲陽極30の腐食が進行する前の状態を示している。
[Water guide structure]
4A is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the
図1〜図4に示すように、ケーシング11の壁部の一部を構成する前蓋11bは、犠牲陽極30を取り付ける取付部40を有し、同様に、ケーシング11の壁部の一部を構成する後蓋11cは、犠牲陽極30を取り付ける取付部40を有する。前蓋11bの取付部40には、ケーシング11の外部と前側水室S2との間を連通させる1つ又は複数の貫通孔50が設けられている。後蓋11cの取付部40には、ケーシング11の外部と後側水室S3との間を連通させる1つ又は複数の貫通孔50が設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
犠牲陽極30の腐食前においては貫通孔50における水室側(水室S2側,水室S3側)の開口50Aは、犠牲陽極30によって塞がれている。その一方で、犠牲陽極30の腐食の進行後には水室(水室S2,水室S3)内の水は、貫通孔50内に進入して貫通孔50における外側の開口50Bに至る。
Before the
各取付部40は、内側台座部41と、外側台座部42とを有する。内側台座部41は、その周囲よりも水室側(ケーシング11の内側)に突出している部分である。外側台座部42は、その周囲よりもケーシング11の外側に突出している部分である。本実施形態では、内側台座部41及び外側台座部42は、蓋を構成する他の部分と同じ材料で一体成形された部分である。各貫通孔50は、内側台座部41及び外側台座部42を貫通するように設けられている。なお、内側台座部41及び外側台座部42の一方又は両方を省略することもできる。
Each
前側水室S2内において、犠牲陽極30は前蓋11bの内側台座部41に直接固定されており、後側水室S3内において、犠牲陽極30は後蓋11cの内側台座部41に直接固定されている。本実施形態では、犠牲陽極30は、蓋の内側台座部41に対してねじ62で固定されているが、これに限られず、他の固定手段によって固定されていてもよい。
In the front water chamber S2, the
本実施形態では、蓋の内側台座部41と犠牲陽極30との間にはパッキン61(シール部材61)が設けられている。パッキン61は、貫通孔50における水室S2,S3側の開口50Aの周りを囲むように設けられている。具体的に、パッキン61は環形状を有する。貫通孔50における水室(S2,S3)側の開口50Aは、パッキン61の内側に位置し、犠牲陽極30は、パッキンの内側においてねじ62で内側台座部41に固定されている。
In the present embodiment, a packing 61 (seal member 61) is provided between the
内側台座部41は端面401を有する。本実施形態では、内側台座部41の端面401は平面であり、これに対向する犠牲陽極30の端面301も平面である。これらの端面301,42の間には上述したパッキン61が配置されている。これにより、内側台座部41と犠牲陽極30との間が水密に維持される。なお、端面301,401は、これらの間が水密となる構成であれば、必ずしも平面である必要はない。
The
また、図4(A)に示すように、パッキン61における孔の内周面は、貫通孔50の開口50Aが設けられている位置よりも径方向外側に位置している。そして、パッキン61の厚みは、内側台座部41の端面401と犠牲陽極30の端面301との間に隙間Gが形成されるように調節されている。このような隙間Gが形成されていることにより、図5に示すような腐食が進行したときに、水室の水が隙間Gに流入することができる。隙間Gに流入した水は、隙間Gによって貫通孔50の開口50Aに案内される。
As shown in FIG. 4A, the inner peripheral surface of the hole in the packing 61 is located radially outside the position where the
本実施形態では、内側台座部41には、パッキン61が配置される溝44が形成されている。溝44は、パッキン61の形状に沿った環形状を有する。パッキン61の一部は溝44に嵌まり込んでいる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、貫通孔50の外側の開口は、被覆部材43によって塞がれているが、これに限られず、図6(A),(B)、図7及び図8に示す変形例のように被覆部材43を省略することもできる。被覆部材43は、透明又は半透明の部材によって形成されており、貫通孔50に進入した水をケーシング11の外部から目視することができる。本実施形態では、被覆部材43は、例えばガラス、合成樹脂などの材料によって形成された板状の部材であるが、これに限られない。被覆部材43は、例えばねじ止め、接着剤などの固定手段によって取付部40に固定されている。
In the present embodiment, the opening outside the through-
被覆部材43の内面には、貫通孔50に連通するとともに外側に凹む凹部45が設けられており、凹部45は、貫通孔50の内寸よりも大きな内寸を有している。具体的に、凹部45の上下方向の内寸は、貫通孔50の内寸(内径)よりも大きい。本実施形態では、凹部45の内径は、貫通孔50の内径よりも大きい。
The inner surface of the covering
本実施形態では、凹部45の底部451は、貫通孔50の底部501よりも低い位置に設けられている。この場合には、貫通孔50を流れてくる水は、凹部45に流入した後、再び貫通孔50に逆流しにくくなる。これにより、犠牲陽極30の腐食が進行して一旦水が凹部45に流入した後は、目視する時期にかかわらず、犠牲陽極30の腐食を把握することができる。
In the present embodiment, the
被覆部材43は、貫通孔50とケーシング11の外部とを連通する空気孔46を有している。したがって、水室S2,S3内の水が貫通孔50に流入しやすくなる。空気孔46は、凹部45の底部451よりも上方に設けられている。したがって、空気孔46が凹部45の底部451と同じ高さに設けられている場合に比べて、凹部45に流入した水が空気孔46からケーシング11の外部に流出しにくくなる。なお、本実施形態では、空気孔46は、被覆部材43の側部に形成されているが、これに限られず、例えば被覆部材43の上部に形成されていてもよい。
The covering
図5(A)は、蓋(前蓋11b,後蓋11c)に設けられた犠牲陽極30の付近を拡大した断面図であり、図5(B)は、蓋(前蓋11b,後蓋11c)に設けられた犠牲陽極30の付近を拡大した側面図である。これらの図は、犠牲陽極30の腐食が進行した後の状態を示している。図5に示すように犠牲陽極30が消耗すると、取付部40の貫通孔50が水室S2又は水室S3と連通する。これにより、水室S2,S3内の水Wは、一点鎖線の矢印で示すように隙間Gに流入し、この隙間Gに案内されて貫通孔50の開口50Aに到達し、貫通孔50内に流入する。貫通孔50内に流入した水Wは、貫通孔50に案内されて外側の開口50Bから貫通孔50外に流出する。流出した水Wは、凹部45に流入し、凹部45内に溜まる。そして、水冷式熱交換器10の点検などを行うユーザーは、貫通孔50から流出した水W(凹部45内に溜まった水W)を、被覆部材43を通じてケーシング11の外部から視認することができる。なお、水室S2,S3内の水が貫通孔50に流入するときには、被覆部材43の凹部45内の空気の一部は、空気孔46を通じてケーシング11の外部に流出する。
5A is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the
[実施形態のまとめ]
本実施形態では、ケーシング11の壁部(具体的には取付部40)に設けられた貫通孔50における水室S2,S3側の開口50Aは、腐食前の犠牲陽極30によって塞がれている一方で、犠牲陽極30の腐食の進行後には、水室S2,S3内の水が貫通孔50内に進入して貫通孔50における外側の開口50Bに至る。このように貫通孔50における外側の開口50Bに至った水をユーザーによる目視、センサによる検知などの手段によって把握することにより、犠牲陽極30が消耗したことをケーシング11の外部から判別することができる。しかも、本実施形態では、犠牲陽極30は、水室S2,S3内において壁部(具体的には取付部40)に直接固定されているので、例えば特許文献2の警報装置のように部品点数が多くなることもない。よって、本実施形態では、少ない部品点数の簡単な構造で、犠牲陽極30が消耗したことをケーシング11の外部から判別することができる。
[Summary of Embodiment]
In the present embodiment, the
本実施形態では、壁部(具体的には取付部40)と犠牲陽極30との間に介在するとともに、貫通孔50における水室S2,S3側の開口50Aの周りを囲むパッキン61を備えている。この構成では、貫通孔50における水室S2,S3側の開口50Aの周りがパッキン61によって囲まれているので、例えば、犠牲陽極30の腐食が進行する前に水室S2,S3内の水が壁部(具体的には取付部40)と犠牲陽極30との間に入り込んで貫通孔50内に進入するのを抑制できる。
In the present embodiment, a packing 61 is provided between the wall portion (specifically, the attachment portion 40) and the
水冷式熱交換器10は、壁部(具体的には取付部40)と犠牲陽極30との間に介在する環状のパッキン61を備えている。貫通孔50における水室S2,S3側の開口50Aは、パッキン61の内側に位置している。この構成では、例えば、犠牲陽極30の腐食が進行する前に水室S2,S3内の水が壁部(具体的には取付部40)と犠牲陽極30との間に入り込んで貫通孔50内に進入するという不具合が生じるのを抑制できる。そして、犠牲陽極30の腐食がパッキンよりも内側まで進行したときには、水室S2,S3内の水が貫通孔50に進入して犠牲陽極30の腐食の進行が把握される。
The water-cooled
本実施形態では、壁部(具体的には取付部40)にはパッキン61が配置される溝44が形成されている。したがって、パッキン61の位置決めを容易にでき、また、パッキン61の位置ずれを防止できる。具体的には、パッキン61は環形状を有し、貫通孔50における水室S2,S3側の開口50Aは、パッキン61の内側に位置し、犠牲陽極30は、パッキン61の内側においてねじ62で壁部(具体的には取付部40)に固定されている。
In the present embodiment, a
本実施形態では、水冷式熱交換器10は、貫通孔50における外側の開口50Bを覆う被覆部材43を備え、被覆部材43は、貫通孔50に進入した水をケーシング11の外部から目視可能なように透明又は半透明の部材によって形成されている。したがって、貫通孔50に流入して貫通孔50における外側の開口50Bに到達した水がケーシング11の外部に漏れ出すのを抑制することができる。また、被覆部材43は、透明又は半透明の部材によって形成されているので、貫通孔50に流入して外側の開口50Bに到達した水を、被覆部材43を通して目視することができる。
In the present embodiment, the water-cooled
本実施形態では、水冷式熱交換器10において、被覆部材43の内面には、貫通孔50に連通するとともに外側に凹む凹部45が設けられており、凹部45は、貫通孔50の内寸よりも大きな内寸を有している。したがって、被覆部材43の凹部45に多くの水を収容することができるので、被覆部材43の凹部45に保持された水を目視しやすくなる。
In the present embodiment, in the water-cooled
本実施形態では、被覆部材43は、貫通孔50とケーシング11の外部とを連通する空気孔46を有している。したがって、空気孔46を通じて被覆部材43よりも内側の空気がケーシング11の外部に流出することが可能になるので、水室S2,S3内の水が貫通孔50に流入しやすくなる。
In the present embodiment, the covering
[変形例1]
図6(A)は、水冷式熱交換器10の変形例1を示す断面図である。この変形例1の水冷式熱交換器10は、図4に示すような被覆部材43が設けられていない点で、図4に示す実施形態と異なっている。この変形例1では、犠牲陽極30が消耗すると、水室S2,S3内の水が貫通孔50内に流入し、この貫通孔50に案内されて外側の開口50Bから貫通孔50外に流出する。そして、水冷式熱交換器10の点検などを行うユーザーは、貫通孔50から流出した水をケーシング11の外部から視認することができる。
[Modification 1]
FIG. 6A is a cross-sectional
[変形例2]
図6(B)は、水冷式熱交換器10の変形例2を示す断面図である。この変形例2の水冷式熱交換器10は、ドレンパン47を備えている点で、図6に示す変形例1と異なっている。ドレンパン47は、貫通孔50における外側の開口50Bよりも下方であって、貫通孔50の開口50Bから流出して流下する水を受け入れることができる位置に設けられている。
[Modification 2]
FIG. 6B is a cross-sectional view showing a second modification of the water-cooled
この変形例2では、犠牲陽極30が消耗すると、水室S2,S3内の水が貫通孔50内に流入し、この貫通孔50に案内されて外側の開口50Bから貫通孔50外に流出する。流出した水は、流下してドレンパン47内に収容される。そして、水冷式熱交換器10の点検などを行うユーザーは、貫通孔50から流下する水をケーシング11の外部から視認することができ、また、ドレンパン47内に収容された水をケーシング11の外部から視認することができる。
In the second modification, when the
[変形例3]
図7は、水冷式熱交換器10の変形例3を示す断面図である。この変形例3の水冷式熱交換器10は、水検知センサ48を備えている点で、図6に示す変形例1と異なっている。水検知センサ48は、水室S2,S3内の水が貫通孔50に進入したこと、具体的には、水室S2,S3内の水が貫通孔50に進入して貫通孔50の外側の開口50Bに到達したことを検知することができるセンサである。このような水検知センサ48としては、例えば温度センサ、湿度センサなどを挙げることができるが、これらに限られない。
[Modification 3]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a third modification of the water-cooled
この変形例3では、犠牲陽極30が消耗すると、水室S2,S3内の水が貫通孔50内に進入し、この貫通孔50に案内されて外側の開口50Bに到達する。水が貫通孔50に進入したことや、水が貫通孔50に進入して貫通孔50の外側の開口50Bに到達したことが水検知センサ48によって検知されると、水冷式熱交換器10の点検などを行うユーザーは、図略の報知手段によって犠牲陽極30が消耗したことを認識することができる。報知手段としては、例えば、犠牲陽極30が消耗したことを知らせる表示をすることができる図略の表示部、犠牲陽極30が消耗したことを知らせる音を発する図略のスピーカーなどを挙げることができるが、これらに限られない。
In the third modification, when the
[変形例4]
図8は、水冷式熱交換器10の変形例4を示す断面図である。この変形例4の水冷式熱交換器10は、バルブ49を備えている点で、図6(A)に示す変形例1と異なっている。バルブ49は、開閉可能な流路を有し、この流路は、貫通孔50の外側の開口50Bに接続されている。バルブ49が閉状態とされているときには、流路の端部49Aと貫通孔50とは連通しないので、流路の端部49Aから水は流出しない。一方、バルブ49が開状態とされると、流路の端部49Aと貫通孔50とが連通する。したがって、犠牲陽極30が消耗したときにバルブ49が開状態とされると、水室S2,S3内の水は、貫通孔50に案内されて外側の開口50Bに到達し、バルブ49の流路に流入し、流路の端部49Aからケーシング11の外部に流出する。したがって、水冷式熱交換器10の点検などを行うユーザーは、定期的にバルブ49の開閉動作を行うことによって、犠牲陽極30が消耗したことを認識することができる。
[Modification 4]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fourth modification of the water-cooled
[変形例5]
図9は、水冷式熱交換器10の変形例5を示す断面図である。この変形例5の水冷式熱交換器10では、犠牲陽極30にはパッキン61が配置される溝31が形成されている。溝31は、パッキン61の形状に沿った環形状を有する。パッキン61の一部は溝31に嵌まり込んでいる。
[Modification 5]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing Modification 5 of the water-cooled
[他の変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
[Other variations]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the meaning.
前記実施形態では、ケーシング11の内部は、冷媒室S1と前側水室S2と後側水室S3とに区画形成されていたが、ケーシング11は、冷媒室S1とこの冷媒室S1の前側にのみ水室S21,S22が区画形成されたものであってもよい。この場合には、入口水室S22と出口水室S21は、例えばU字形状の伝熱管によって接続される。
In the embodiment, the inside of the
前記実施形態では、壁部(具体的には取付部40)及び犠牲陽極30の少なくとも一方にパッキン61が配置される溝44が形成されている場合を例示したが、これに限られず、溝44を省略することもできる。
In the embodiment, the case where the
前記実施形態では、パッキン61は環形状を有し、パッキン61における孔の内周面は貫通孔50の開口50Aが設けられている位置よりも径方向外側に位置し、パッキン61の厚みは、内側台座部41の端面401と犠牲陽極30の端面301との間に隙間Gが形成されるように調節されているが、これに限られず、隙間Gは形成されていなくてもよい。この場合、パッキン61は、例えば、貫通孔50の開口50Aと同じ位置に開口50Aと同程度の貫通孔を有し、ねじ62と同じ位置にねじ孔と同程度の貫通孔を有する形態が挙げられる。
In the embodiment, the packing 61 has an annular shape, and the inner peripheral surface of the hole in the packing 61 is located on the radially outer side than the position where the
前記実施形態では、被覆部材43の内面には凹部45が設けられており、凹部45の内寸が貫通孔50の内寸よりも大きい場合を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、凹部45の内寸は貫通孔50の内寸と同じであってもよく、また、凹部45を省略することもできる。
In the above embodiment, the inner surface of the covering
前記実施形態では、被覆部材43が空気孔46を有している場合を例に挙げて説明したが、これに限られず、空気孔46を省略することもできる。
In the embodiment, the case where the covering
前記実施形態では、ケーシング11の壁部(具体的には取付部40)には、複数の貫通孔50が設けられている場合を例に挙げて説明したが、これに限られず、1つの貫通孔50のみが設けられている形態であってもよい。
In the above-described embodiment, the case where a plurality of through
前記実施形態の水冷式熱交換器10は、船舶の空気調和装置等に用いられ、海水を導入する水冷式の熱交換器において特に有用であるが、これ以外の用途に用いられる水冷式の熱交換器においても用いることができる。
The water-cooled
10 水冷式熱交換器
11 ケーシング(シェル)
11a 胴部
11b 前蓋
11c 後蓋
11d 仕切板
12 伝熱管
30 犠牲陽極
301 犠牲陽極の端面
31 溝
40 取付部
401 取付部の端面
41 内側台座部
42 外側台座部
43 被覆部材
44 溝
45 凹部
451 凹部の底部
46 空気孔
47 ドレンパン
48 水検知センサ
49 バルブ
49A バルブの流路の端部
50 貫通孔
501 貫通孔の底部
50A 貫通孔における水室側の開口
50B 貫通孔における外側の開口
61 パッキン
G 隙間
S1 冷媒室
S2 前側水室
S21 出口水室
S22 入口水室
S3 後側水室
W 水
10 Water-cooled
Claims (9)
前記ケーシング(11)の壁部(40)には、前記ケーシング(11)の外部と前記水室(S2,S3)との間を連通させる1つ又は複数の貫通孔(50)が設けられており、
前記犠牲陽極(30)は、前記水室(S2,S3)内において前記壁部(40)に直接固定されており、
前記犠牲陽極(30)の腐食前においては前記貫通孔(50)における前記水室(S2,S3)側の開口(50A)が前記犠牲陽極(30)によって塞がれている一方で、前記犠牲陽極(30)の腐食の進行後には前記水室(S2,S3)内の水が前記貫通孔(50)内に進入して前記貫通孔(50)における外側の開口(50B)に至るように構成されている水冷式熱交換器。 A casing (11) in which a refrigerant chamber (S1) and water chambers (S2, S3) are partitioned and a sacrificial anode (30) provided in contact with water in the water chambers (S2, S3). A water-cooled heat exchanger provided,
The wall (40) of the casing (11) is provided with one or a plurality of through holes (50) for communicating between the outside of the casing (11) and the water chamber (S2, S3). And
The sacrificial anode (30) is directly fixed to the wall (40) in the water chamber (S2, S3),
Before the sacrificial anode (30) is corroded, the opening (50A) on the side of the water chamber (S2, S3) in the through hole (50) is closed by the sacrificial anode (30). After the corrosion of the anode (30) proceeds, the water in the water chamber (S2, S3) enters the through hole (50) and reaches the outer opening (50B) in the through hole (50). Constructed water-cooled heat exchanger.
前記貫通孔(50)における前記水室(S2,S3)側の開口(50A)は、前記パッキン(61)の内側に位置し、
前記犠牲陽極(30)は、前記パッキン(61)の内側においてねじ(62)で前記壁部(40)に固定されている、請求項2又は3に記載の水冷式熱交換器。 The packing (61) has an annular shape,
The opening (50A) on the water chamber (S2, S3) side in the through hole (50) is located inside the packing (61),
The water-cooled heat exchanger according to claim 2 or 3, wherein the sacrificial anode (30) is fixed to the wall (40) with a screw (62) inside the packing (61).
前記被覆部材(43)は、前記貫通孔(50)に進入した水を前記ケーシング(11)の外部から目視可能なように透明又は半透明の部材によって形成されている、請求項1〜4の何れか1項に記載の水冷式熱交換器。 A covering member (43) covering the outer opening (50B) in the through hole (50);
The said covering member (43) is formed of the transparent or semi-transparent member so that the water which entered the said through-hole (50) can be visually recognized from the exterior of the said casing (11). The water-cooled heat exchanger according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
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CN107694200A (en) * | 2017-11-03 | 2018-02-16 | 中船黄埔文冲船舶有限公司 | A kind of anti-corrosion filter unit peculiar to vessel |
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2014
- 2014-07-08 JP JP2014140445A patent/JP2016017685A/en active Pending
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