JP2535883Y2

JP2535883Y2 - 二重管式熱交換器

Info

Publication number: JP2535883Y2
Application number: JP1989055479U
Authority: JP
Inventors: 雅市川; 驍赤津; 誠石井; 伸浩四宮
Original assignee: 株式会社電業社機械製作所
Priority date: 1989-05-15
Filing date: 1989-05-15
Publication date: 1997-05-14
Anticipated expiration: 2004-05-15
Also published as: JPH02147666U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、熱による伸縮のずれを吸収できるととも
に、内管と外管を容易に分解および組み立てできるよう
にした二重管式熱交換器に関するものである。

（従来の技術）流体を加熱もしくは冷却する装置として二重管式熱交
換器がある。これは、外管と内管を二重管構造とし、一
方に流れる流体で他方に流れる流体を加熱もしくは冷却
するものである。例えば、雨水ポンプ駆動ディーゼル機
関冷却用であれば、ディーゼル機関の一次冷却水を外管
に流し、雨水等を内管に流し、雨水等によって一次冷却
水を冷却するようにした装置である。そして、プロセス
条件に応じて、二重管式熱交換器をＵ字状として複数段
直列または並列に接続する。

従来の二重管式熱交換器の一例を第５図および第６図
に示す。第５図は、従来のＵ字状の二重管式熱交換器の
一例の縦断面図であり、第６図は、第５図のＡ部拡大図
である。

第５図および第６図において、内管１は、Ｕ字状に形
成され、その両端部に内径の同一な厚肉管2,2が溶接に
より接続される。そして、この厚肉管2,2が外周表面の
両端部近くにリング用溝3,3,4,4が刻設されるとともに
中央部にパッキン溝5,5が刻設される。この内管１が挿
入される外管６は、二本の直管の一端部が連結されてコ
字状が形成され、このコ字状の両端部の外周壁に、外管
６内に流体を流出入させるための開口部7,7およびこの
開口部7,7を他の配管に接続するための外管接続用フラ
ンジ8,8が設けられる。さらに、外管６の連結部の一方
の面が開口され、この開口部９よりＵ字状の内管１を引
き抜くことが可能に構成されるとともに、開口部９を閉
塞できるように、閉塞板10をＯリング11を挟んで固定す
る閉塞用フランジ12が溶接により設けられる。また、外
管６の両先端部には、段差部13,13を有する外管固定用
フランジ14,14が溶接により設けられる。

そして、第５図のごとく、外管６に内管１を挿入し、
リング溝3,3に二分割リング15,15を嵌合させ、その一方
の肩部に外管６の外管固定用フランジ14,14の段差部13,
13を係合させる。また、パッキン溝5,5にＯリング16,16
を挿入させる。さらに、外管固定用フランジ14,14にガ
スケット17,17を当て、厚肉管2,2に押えフランジ18,18
を嵌合させ、この押えフランジ18,18と外管固定用フラ
ンジ14,14をボルト等で連結して、ガスケット17,17を挟
持するとともに二分割リング15,15を挟み、さらに押え
フランジ18,18の内周面にＯリング16,16を密接させる。
このようにして、外管６の両端部が内管１に水密構造で
固定される。

さらに、厚肉管2,2に段差部19,19を有する内管接続用
フランジ20,20を嵌合させる。そして、Ｏリング用溝4,4
に二分割リング21,21を嵌合させ、内管接続用フランジ2
0,20を移動させて二分割リング21,21の一方の肩部に段
差部19,19を係合させる。そして、内管１を複数本直列
接続させるための曲管22の先端に設けられた曲管接続用
フランジ23,23が、厚肉管2,2の先端面にＯリング24,24
を圧接させて内管接続用フランジ20,20に連結され、内
管１と曲管22が水密構造で接続される。

かかる構成において、内管１に雨水等を流し、外管６
に一方の開口部７から他方の開口部７に一次冷却水を流
すことで、雨水等により一次冷却水の冷却がなされる。
また、閉塞板10を閉塞用フランジ12から分離させ、外管
固定用フランジ14,14を押えフランジ18,18から分離さ
せ、内管接続用フランジ20,20を曲管接続用フランジ23,
23から分離させ、さらに二分割リング15,15,21,21を抜
き取り分割すれば、外管６からＵ字状の内管１を引き抜
くことができる。そして、このようにして分解した内管
１と外管６をそれぞれ適宜に清掃できる。また、内管１
のＵ字状の部分は、外管６に固定されていないので、内
管１と外管６の熱による膨張や収縮の伸縮量の違いを吸
収できる。

（考案が解決しようとする課題）上記の従来の二重管式熱交換器の構造にあっては、外
管６と内管１との固定および配管接続のために、二分割
リング15,15,21,21や各種フランジが多く用いられてお
り、構造が複雑である。そこで、保守管理のために内管
１と外管６を分解しまたは組み立てるための手間が煩雑
である。

さらに、二分割リング15,15,21,21を固定するための
リング用溝3,3,4,4が必要であり、そのために内管１の
両端に厚肉管2,2を溶接により接続しなければならな
い。しかも、二分割リング15,15,21,21とこれらが嵌合
するリング用溝3,3,4,4は、外管６の両端部をガタつか
せないように固定するには、高い加工精度が要求され
る。そこで、加工費用が高くなるとともに、材料費の高
い厚肉管2,2を用いる等のために、装置全体として製造
コストが高いという不具合があった。

さらに、熱による伸縮を吸収するために、内管１がＵ
字状とされ、このＵ字状部分は外管６に固定されていな
い。そこで、内管１が大きな一体部品として形成され、
取り扱いに不自由である。また、内管１のＵ字状の両側
直線部分が平行でないと、外管６に組み付けたときにＵ
字状部分に応力集中が応じて、内管１にクラックが生じ
易いとともに耐用寿命も短いものとなる。さらに、Ｕ字
状により管路長さが長い分だけ、内管１内の清掃に不便
である。

本考案は、上記のごとき従来の二重管式熱交換器の事
情に鑑みてなされたもので、熱による伸縮を吸収できる
とともに、簡単な構造によって水密構造でありながら内
管と外管を容易に分解および組み立てできる二重管式熱
交換器を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）かかる目的を達成するために、本考案の二重管式熱交
換器は、外管と内管を二重管構造とし、一方に流れる流
体で他方に流れる流体を加熱もしくは冷却する二重管式
熱交換器において、前記内管の一端に前記外管の内径よ
り小径のつばを有するラップジョイントを設け、前記内
管の一端を二分割内管固定用フランジで前記ラップジョ
イントのつばを挟んで他の配管と接続し、軸方向に伸縮
可能な伸縮管を前記内管の一端部外周に嵌めてその両端
を前記外管の一端部と前記内管の一端部に水密構造で接
続して構成されている。

そして、前記伸縮管の両端にフランジ部を設け、前記
外管の一端に伸縮管固定用フランジを設け、前記伸縮管
の一端のフランジ部を前記伸縮管固定用フランジと固定
用フランジで挟持固定し、前記伸縮管の他端のフランジ
部を前記ラップジョイントのつばと前記二分割内管固定
用フランジで挟持固定して構成しても良い。

（作用）外管の一端部と内管の一端部に、軸方向に伸縮可能な
伸縮管の両端を接続するので、外管と内管の熱のための
伸縮量のずれを吸収し得る。

そして、伸縮管の両端にフランジ部を設けてこれらの
フランジ部を外管および内管の一端部にそれぞれ挟持固
定するならば、簡単な構造で外管の一端部を水密構造と
することができる。

（実施例）以下、本考案の実施例を第１図ないし第３図を参照し
て説明する。第１図は、本考案の二重管式熱交換器の一
実施例を複数本曲管で接続した縦断面図であり、第２図
は、第１図のＢ部拡大図であり、第３図は、第１図のＣ
部拡大図であり、第４図は、第１図のＣ部の他の例の拡
大図である。

第１図ないし第３図において、内管30,30…は直管で
あり、この内管30,30…の両端が後述するごとき構造に
よって曲管31,31…によって複数本直列接続される。内
管30,30…の両端には、同径のラップジョイント33,33…
が溶接によって接続される。このラップジョイント33,3
3…は、外管32,32…の内径（D₁）より小径（D₂）のつば
を有する。外管32,32…の両端部の外周壁には、外管32,
32…に流体を流出入させるための開口部36,36…および
これらの開口部36,36…を相互に接続するための外管接
続用フランジ37,37…が設けられる。また、外管32,32…
の一端に、伸縮管固定用フランジ60が溶接により固定さ
れる。そして、軸方向に伸縮可能な伸縮管61が内管30の
一端部外周に嵌められる。さらに、伸縮管61の一端のフ
ランジ部が、伸縮管固定用フランジ60と固定フランジ62
で挟持固定される。また、伸縮管61の他端のフランジ部
が、ラップジョイント33のつばと二分割内管固定用フラ
ンジ47の間で挟持固定されて内管30の一端に固定され、
外管32の一端部が水密構造に構成される。この伸縮管61
は、例えばキャンバス材をゴムや合成樹脂等の水密性を
有する可撓性部材で被覆して蛇腹状の管に形成したもの
である。また、内管30,30…の他端部外周に外管32,32…
の内径（D₁）より小径（D₃）の摺動部スティフナー34,3
4…が溶接により設けられる。そして、外管32,32…の一
端に、摺動部スティフナー34,34…に遊嵌する内周を有
するとともにパッキン溝を形成する段差部38,38…を有
する外管遊動用フランジ39,39…が溶接により設けられ
る。この外管遊動用フランジ39,39…には、摺動部ステ
ィフナー34,34…の外周面に密接するパッキン部材とし
てのＯリング40,40…が段差部38,38…内に挿入され、さ
らにＯリング40,40…を固定するＯリング止めフランジ4
1,41…がボルト等により連結される。

さらに、曲管31,31…の両端には、同径のラップジョ
イント44,44…が溶接により接続される。なお、曲管31,
31の両端は、ラップジョイント44,44…のつばより内径
が小さい曲管接続用フランジ45,45…が遊嵌された状態
で、ラップジョイント44,44…に嵌装される。そして、
内管30,30…の両端のラップジョイント33,33…と曲管3
1,31…のラップジョイント44,44…が、ガスケット46,46
…を挟んで突き当てられる。さらに、内管30,30…はラ
ップジョイント33,33…のつばより内径の小さい二分割
内管固定用フランジ47,47…が組み付けられ、スペーサ
リング48,48…をフランジ外周部に介して曲管接続用フ
ランジ45,45…とボルト等により連結されて、内管30,30
…と曲管31,31…が水密構造で接続される。同時に、二
分割内管固定用フランジ47,47…とラップジョイント44,
44…のつばの間に挟持される伸縮管61,61…の一端のフ
ランジ部が締め付け固定され、伸縮管61,61…の一端と
内管30,30…が水密構造とされる。

さらに、必要に応じて、他端部における内管30,30…
と外管32,32…の水密構造による連結を、第４図に示す
ごとき構造としても良い。すなわち、外管遊動用フラン
ジ39,39の段差部38,38にパッキン50,50がパッキン止め
フランジ51,51で固定して設けられる。さらに、他端の
外管遊動用フランジ39と曲管31の先端に溶接された曲管
接続用フランジ52との間が、コ字状の固定部材53で連結
される。なお、内管30のラップジョイント33のつばと曲
管接続用フランジ52との間にはガスケット46が挟持さ
れ、二分割内管固定用フランジ47と曲管接続用フランジ
52がスペーサリング48を介してボルトで連結される。

このように、外管32,32…に内管30,30…を組み付け、
順次外管32,32…の外管接続用フランジ37,37…をガスケ
ット49,49…を介して複数接続して外管32,32…をジクザ
ク状に構成し、さらに内管30,30…の両端を曲管31,31…
でジグザグ状に接続する。そして、ジグザグ状の内管3
0,30…の一端から雨水等を流入させ、これと流れの向き
が逆となるようにジグザグ状の外管32,32…の一方の開
口部36から一次冷却水を流入させて、一次冷却水を冷却
する。

かかる構成において、外管32,32…の一端に設けた伸
縮管61,61…により、熱により内管30,30…と外管32,32
…の伸縮量がずれても、ずれが吸収されるとともに外管
32,32…の一端部の水密構造が維持される。しかも、こ
の一端部にあっては、パッキン部材を摺接等させるため
の摺接部分がなく、精密な加工精度を必要とせず、極め
て簡単な構造によって装置を安価に製造することができ
る。そして、内管30,30…の一端を他の配管である曲管3
1,31…に接続するのに、ラップジョイント33,33…と二
分割内管固定用フランジ47,47…を用いているので、こ
の二分割内管固定用フランジ47,47…を分解して伸縮管6
1,61…を内管30,30…から分離し、また伸縮管固定用フ
ランジ60と固定フランジ62で挟持される伸縮管61のフラ
ンジ部を分離し、さらに内管30,30…の他端の二分割内
管固定用フランジ47,47…を分解し、そして必要であれ
ば外管遊動用フランジ39,39…とフランジ41,41…の連結
を分解することで、外管32,32…から内管30,30…を引き
抜くことができる。さらに、内管30,30…の両端部を外
管32,32…に接続する構造が簡単であり、分解および組
み立ての手間が省かれる。また、従来の二重管熱交換器
のごとく、内管１にリング用溝3,3,4,4等の刻設が不要
であり、それだけ加工に手間がかからず、しかも厚肉管
2,2等をも用いないので、製造コストが安価である。さ
らに、直管の内管30,30…と、これらを接続する曲管31,
31…に分解すれば、内管30,30…と曲管31,31…はともに
管路長さが短い分だけ清掃が容易である。そして、内管
30,30…を曲管31,31…で接続することで、従来の二重管
式熱交換器のごとく不用意な応力集中を生じることがな
く、耐用寿命が長い。

（考案の効果）本考案の二重管式熱交換器は、以上説明したように構
成されているので、以下に記載されるような格別な効果
を奏する。

伸縮管を用いて、外管の一端部を水密構造に構成する
ので、熱による外管と内管の伸縮量のずれを吸収でき
る。しかも、パッキン部材を摺接させるための精度の高
い加工等を必要としない。そして、内管の先端に、外管
の内径または伸縮管固定用フランジの内径のいずれか小
さい方より小径のつばを有するラップジョイントを溶接
し、このラップジョイントと二分割内管固定用フランジ
で他の配管に接続するとともに、伸縮管のフランジ部を
伸縮管固定用フランジと固定用フランジで挟持固定する
構造としたので、これらを分離することにより、容易に
内管を外管から引き抜くことができる。

また、伸縮管の両端にフランジ部を設け、これらのフ
ランジ部を外管の一端と内管の一端にそれぞれ固定して
水密構造とするならば、構造が簡単であるとともに工作
が容易であることから、装置を安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の二重管式熱交換器の一実施例を複数
本曲管で接続した縦断面図である。第２図は、第１図の
Ｂ部拡大図である。第３図は、第１図のＣ部拡大図であ
る。第４図は、第１図のＣ部の他の例の拡大図である。
第５図は、従来のＵ字状の二重管式熱交換器の一例の縦
断面図である。第６図は、第５図のＡ部拡大図である。 30:内管、31:曲管、32:外管、33,34:ラップジョイン
ト、45:曲管接続用フランジ、46:ガスケット、47:二分
割内管固定用フランジ、60:伸縮管固定用フランジ、61:
伸縮管、62:固定フランジ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者石井誠静岡県三島市緑町10番24号株式会社電業社機械製作所三島事業所内 (72)考案者四宮伸浩静岡県三島市緑町10番24号株式会社電業社機械製作所三島事業所内 (56)参考文献実開昭63−104891（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−36783（ＪＰ，Ｕ) 実開昭48−71447（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外管と内管を二重管構造とし、一方に流れ
る流体で他方に流れる流体を加熱もしくは冷却する二重
管式熱交換器において、前記内管の一端に前記外管の内
径より小径のつばを有するラップジョイントを設け、前
記内管の一端を二分割内管固定用フランジで前記ラップ
ジョイントのつばを挟んで他の配管と接続し、軸方向に
伸縮可能な伸縮管を前記内管の一端部外周に嵌めてその
両端を前記外管の一端部と前記内管の一端部に水密構造
で接続して構成したことを特徴とする二重管式熱交換
器。
【請求項２】請求項１記載の二重管式熱交換器におい
て、前記伸縮管の両端にフランジ部を設け、前記外管の
一端に伸縮管固定用フランジを設け、前記伸縮管の一端
のフランジ部を前記伸縮管固定用フランジと固定用フラ
ンジで挟持固定し、前記伸縮管の他端のフランジ部を前
記ラップジョイントのつばと前記二分割内管固定用フラ
ンジで挟持固定して構成したことを特徴とする二重管式
熱交換器。