JP5807926B2 - メカニカルシール用クーラ - Google Patents

Description

本発明は、化学工業用機械、ポンプ、その他の各種機械の回転部に設けられるメカニカルシールのフラッシング流体を冷却するためのメカニカルシール用クーラに関する。

従来、化学工業用機械等の回転軸部に設けられたメカニカルシールにおいて、フラッシング流体の温度が高い場合、クーラ内に配置された螺旋状の伝熱管に高温のフラッシング流体を流すとともに、クーラ内の伝熱管の周囲に冷却水を導き、伝熱管を介して高温のフラッシング流体と冷却水との間で熱交換を行い、フラッシング流体の温度を下げることによりメカニカルシールの冷却を行っている。
ところが、冷却水には、Ｓｉ及びＣａ等の硬質物を含んでいる場合が多いため、伝熱管の外周面に多量の硬質物が付着し、堆積することから、クーラの熱効率が低下し、高温のフラッシング流体を冷却することができないという問題があった。

そのため、従来、図６に示すように、蓋体５１を貫通した伝熱管５２の両端部に径外方向へ張出す軸移動規制部材５３、５３を着脱可能に外嵌固定し、該軸移動規制部材５３、５３をリテーナ６０と蓋体５１に着脱可能に取付けられた押圧部材５４、５４とで挾着保持した熱交換器５０において、蓋体５１に対して伝熱管５２を着脱可能とすることにより、清掃作業時には、ケーシング６２及びこれに溶接により固着された内側の筒状仕切部材５５−１と、蓋体５１及びこれに溶接により固着された外側の筒状仕切部材５５−２並びにコイル状の伝熱管５２とをフランジ部６３で分離し、次いで蓋体５１からコイル状の伝熱管５２取外すことにより、伝熱管５２に付着している堆積物等の異物を除去可能としたものが知られている（以下、「従来技術１」という。たとえば、特許文献１参照。）。
この従来技術１において、フラッシング流体は伝熱管５２の入口５８から伝熱管５２に入り出口５９から排出される間に、冷却水入口５６から流入する冷却水と熱交換して冷却されるものである。
なお、符号５７は、冷却水出口である。

また、図７に示すように、冷却水の流入口６６と流出口６７を形成した密封筒体６８内に、高温の流体を流動させる伝熱管６９を設け、この伝熱管６９の一端から伝熱管６９内に流入する高温の流体を、冷却水によって冷却するようにしたメカニカルシール用のクーラ６５において、伝熱管６９の外周面等に所定の厚さのフッ素樹脂７０をコーティングしたものが知られている（以下、「従来技術２」という。たとえば、特許文献２参照。）。

実公平６−４５１９０号公報 特開平８−１３５８００号公報

上記の従来技術１においては、外側の筒状仕切部材５５−２は蓋体５１に溶接にて固定されているため取り外すことはできないが、伝熱管５２は蓋体５１に対して、入口５８及び出口５９形成する部材、押圧部材５４、５４、軸移動規制部材５３、５３並びにリテーナ６０を取り外すことにより着脱ができるため、伝熱管５２の外表面の洗浄を行うことができるものである。しかし、伝熱管５２を着脱可能に構成するために多数の部品を要し、また、分解にはこれら多数の部品を取り外す必要があることから清掃作業時の分解・組立作業が煩雑となり、清掃作業に多くの時間を費やすという問題があった。また、伝熱管５２と蓋体５１との間にシール部材６１を設けているため、このシール個所から漏洩するという問題もある。

一方、上記の従来技術２においては、伝熱管６９の外周面にフッ素樹脂７０をコーティングすることで、冷却水に含まれる硬質物が伝熱管６９の外周面に付着することを防止しようとするものであるが、伝熱管６９の外周面にフッ素樹脂７０をコーティングしても硬質物の付着を完全に防止できるものではなく、清掃期間が多少延びるだけであり、結局、清掃作業を行うことが必要になる。その際、内側の筒状仕切部材７２−１が溶接にて固着されている密封筒体６８と、外側の筒状仕切部材７２−２及び伝熱管６９が溶接等で固着された蓋体７１とはフランジ部７３で分離できるが、伝熱管６９と外側の筒状仕切部材７２−２とを分解することができない構造であることから、伝熱管６９と外側の筒状仕切部材７２−２との間については清掃作業が困難であるとともに、伝熱管６９のこの部分に付着している硬質物を除去することができないという問題があった。

本発明は、蓋体側に伝熱管及びバッフル（上記従来技術１及び２における筒状仕切部材に相当）が保持されてなるメカニカルシール用クーラにおいて、蓋体から伝熱管を分解可能にするのではなく、蓋体からバッフルを分解可能に構成することにより、部品点数の増加を最小限にして、伝熱管に付着した硬質物の除去などの清掃作業時における分解・組立作業を簡単かつ短時間に行うことができるメカニカルシール用クーラを提供することを目的とするものである。

上述の目的を達成するために本発明のメカニカルシール用クーラは、第１に、ノズルフランジを貫通して設けられる伝熱管及びノズルフランジに保持されるバッフルを備えたメカニカルシール用クーラにおいて、バッフルをノズルフランジに対して着脱自在に設けることを特徴としている。

また、本発明のメカニカルシール用クーラは、第２に、第１の特徴において、バッフルの端部が当接するノズルフランジに、バッフルの内周面または外周面の少なくとも一部に添接できる形状の接続部材を固定的に設け、バッフルを接続部材に着脱自在に装着することを特徴としている。

また、本発明のメカニカルシール用クーラは、第３に、第１又は第２の特徴において、伝熱管を二重らせん形状にするとともに、伝熱管の外側らせん部と内側らせん部との間に位置して軸方向に２つ割構造のバッフルを設けることを特徴としている。

本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
（１）バッフルをノズルフランジに対して着脱自在に設けることにより、伝熱管を着脱可能にする従来技術に比較して、部品点数を低減することができ、伝熱管に付着した硬質物の除去などの清掃作業時における分解・組立作業を簡単かつ短時間に行うことができる。また、伝熱管の外周面にフッ素樹脂をコーティングした従来技術に比較して、伝熱管の外周面をクリーンな状態に維持することができる。

（２）バッフルが軸方向に２つ割構造に形成されているため、伝熱管が二重らせん形状のものであっても、バッフルを取り外すことができることができるため、清掃しづらかった伝熱管の部分の清掃を容易かつ完全に行うことができる。

本発明の実施形態に係るメカニカルシール用クーラを示す縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 図４のＤ−Ｄ矢視図である。 従来技術１の縦断面図である。 従来技術２の縦断面図である。

本発明に係るメカニカルシール用クーラを実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。

図１は、本発明の実施形態に係るメカニカルシール用クーラを示す縦断面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図、図３は、図２のＢ−Ｂ断面図、図４は、図１のＣ−Ｃ断面図、図５は、図４のＤ−Ｄ矢視図である。
図１において、メカニカルシール用クーラ１は、円筒形状のシェル２、冷却水の流入口３及び流出口４、フラッシング流体を流動させる二重らせん構造の伝熱管５、並びに、円筒形状の外側バッフル６及び内側バッフル７によって形成されている。

シェル２の一端にはシェルフランジ８が、他端にはボトムフランジ９が溶着されており、シェルフランジ８とノズルフランジ１０とはボルト１１により着脱自在に螺着されている。
二重らせん構造の伝熱管５は、入口側接続部１２及び出口側接続部１３を備え、また、入口側接続部１２からノズルフランジ１０を通りシェル２内に位置する内側らせん部５−１、及び、該内側らせん部５−１につながる外側らせん部５−２を備え、該外側らせん部５−２から再びノズルフランジ１０を通って出口側接続部１３につながる構造となっている。
伝熱管５の内側らせん部５−１と外側らせん部５−２との間には外側バッフル６が配設され、内側らせん部５−１の内側には内側バッフル７が配設されている。

外側バッフル６は、その一端側において、後記するように、ノズルフランジ１０に着脱自在に保持され、他端側はボトムフランジ９と隙間を残す位置まで延びている。
内側バッフル７は、その一端側においてボトムフランジ９に溶接等により固着され、他端側はノズルフランジ１０と隙間を残す位置まで延びている。
シェル２の側部に設けられた流入口３からシェル２内に流入した冷却水は、外側バッフル６の外側に位置する外側らせん部５−２と熱交換をしながら下降し、外側バッフル６の下端をとおり、外側バッフル６と内側バッフル７との間に位置する内側らせん部５−１と熱交換をしながら上昇し、流出口４から流出されるようになっている。

図２及び図３に示すように、外側バッフル６の端部が当接するノズルフランジ１０に、外側バッフル６の内周面の一部に添接できる形状の接続部材１４が４個所溶接にて固定されている。本例では、接続部材１４は外側バッフル６の内周面に設けられているが、これに限らず、外側バッフル６の外周面に設けられてもよく、また、円周方向に４個所に限らず、２個所あるいは６個所などでもよい。
そして、外側バッフル６は、接続部材１４にボルト１５により着脱自在に固定される。さらに、外側バッフル６は、二重らせん構造の伝熱管５をそのままの状態にしておいても、二重らせん構造の伝熱管５に邪魔されることなくシェル２から取り外せるようにするため、軸方向に２つ割構造に形成されている。

図４及び図５に示すように、外側バッフル６の軸方向の下端部の外周面には、２つ割の部分をまたぐようにして１対の固定プレート１６が配設されている。それぞれの固定プレート１６は、外側バッフル６の一方の側に溶接にて固定され、他方の側に延びた部分の外面にナット１７が溶接されている。ナット１７の位置する部分の外側バッフル６及び固定プレート１６には、ボルト１８が貫通できる孔が設けられており、ボルト１８を外側バッフル６及び固定プレート１６の孔に内側から貫通させてナット１７に螺合させることにより外側バッフル６の２つ割の部分を一体的に保持することができる。
なお、外側バッフル６に十分な厚みがある場合には、ナット１７を設けることなく、外側バッフル６自身に雌ねじ孔を形成しておき、ボルト１８を固定プレート１６の孔に外側から貫通させて外側バッフル６の雌ねじ孔に螺合させることにより、外側バッフル６の２つ割の部分を一体的に保持するようにしてもよい。

伝熱管５に付着した硬質物の除去などの清掃作業時における分解・組立作業を行うには、まず、シェルフランジ８とノズルフランジ１０とを固定しているボルト１１を緩め、シェル２側とノズルフランジ１０及び伝熱管５の側とを分離する。次いで、外側バッフル６とノズルフランジ１０に溶接された接続部材１４とを固定しているボルト１５を緩め、さらに、外側バッフル６の軸方向の下端部の２つ割の部分を保持するところの固定プレート１６に螺合しているボルト１８を緩める。この状態においては、外側バッフル６は２つに分離されており、伝熱管５の内側らせん部５−１と外側らせん部５−２との連結部分１９に邪魔されることなく、取り出すことができる。外側バッフル６が取り出されると、伝熱管５の内側らせん部５−１及び外側らせん部５−２の内外周には、清掃の障害になるものは存在しないから、伝熱管５の表面を効率よく清掃することができる。
このように、外側バッフル６の分解には、ボルト１５及びボルト１８を緩めるだけであり、簡単且つ短時間に行うことができる。

上記の実施形態においては、伝熱管５を二重らせん構造とし、伝熱管５の内側らせん部５−１と外側らせん部５−２との間には外側バッフル６が配設され、内側らせん部５−１の内側には内側バッフル７が配設された例について説明したが、本発明はこれに限定されず、伝熱管５を一重とし、この伝熱管５の内側に１つのバッフルを配設する構造にしてもよいことはいうまでもない。

１ メカニカルシール用クーラ
２ 円筒形状のシェル
３ 冷却水の流入口
４ 冷却水の流出口
５ 伝熱管
５−１ 内側らせん部
５−２ 外側らせん部
６ 円筒形状の外側バッフル
７ 円筒形状の内側バッフル
８ シェルフランジ
９ ボトムフランジ
１０ ノズルフランジ
１１ ボルト
１２ 入口側接続部
１３ 出口側接続部
１４ 接続部材
１５ ボルト
１６ 固定プレート
１７ ナット
１８ ボルト
１９ 内側らせん部と外側らせん部との連結部分

Claims (3)

1. シェルの一端に着脱自在に設けられるノズルフランジを備えたメカニカルシール用クーラにおいて、前記ノズルフランジには、該ノズルフランジを貫通して前記シェル内に延びる伝熱管が設けられると共に該ノズルフランジに当接してバッフルが設けられ、前記バッフルは前記ノズルフランジに対して着脱自在に設けられることを特徴とするメカニカルシール用クーラ。
2. 前記バッフルの端部が当接する前記ノズルフランジに、前記バッフルの内周面または外周面の少なくとも一部に添接できる形状の接続部材を固定的に設け、前記バッフルを接続部材に対して着脱自在に装着することを特徴とする請求項１記載のメカニカルシール用クーラ。
3. 前記伝熱管を二重らせん形状にするとともに、軸方向に２つ割構造のバッフルを伝熱管の外側らせん部と内側らせん部との間に位置して設けることを特徴とする請求項１又は２記載のメカニカルシール用クーラ。

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