JPH053915Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、遊動頭式熱交換器に係り、特に、遊
動頭部の残留空気の除去を行なうようにしている
熱交換器に関するものである。

「従来の技術」 一般に、遊動頭式熱交換器は、熱伸縮差が大き
く汚れの激しい流体における熱交換を行なう場合
等に適用され、第２図及び第３図に示すような構
造となつている。即ち、胴１の中に頭部管板２と
基部管板３とで支持された多数本の伝熱管４が挿
入されて、頭部管板２には、キヤツプ５が被せら
れて各伝熱管４を先端開口位置で連通状態とする
中間プレナム部６を形成するとともに、該キヤツ
プ５のフランジ部７を、例えば２分割構造となつ
ているバツキングフランジ８と、これに組み合わ
されるボルト・ナツト等の締結具９とにより、シ
ールリング１０を介在させた状態で頭部管板２に
固定して、解体可能でかつ液密構造の遊動頭部を
構成するようにしている。そして、胴１の先端部
には、前記遊動頭部、つまり、頭部管板２やキヤ
ツプ５等を胴１の長さ方向に移動可能に収容する
ように、胴蓋１１が若干の間隙を有して被せられ
ている。

また、胴１の基端部には、基部管板３を挟持し
た状態に基部ケーシング１２が被せられ、該基部
ケーシング１２の内部の仕切板１３によつて、各
伝熱管４を第２図の上下に区分して連通状態とす
るための入り口プレナム部１４と、出口プレナム
部１５とが形成されている。該入り口プレナム部
１４と出口プレナム部１５とには、流体入り口１
６と流体出口１７とが配設される。

さらに、胴１には他の流体入り口１８と流体出
口１９とが配設されて、他の流体が挿入されるこ
とにより両流体の相互間で熱交換される。なお、
第２図において、符号２０及び２１は胴蓋１１に
設けられる息抜き及びドレン抜き、符号２２は胴
１の内部を区画するためのバツフルプレートであ
る。

「考案が解決しようとする問題点」 しかし、このような遊動頭式熱交換器である
と、胴蓋１１の内部に空気が残留した場合や、液
状流体が残留した場合は、息抜き２０及びドレン
抜き２１によつて排除することができるものの、
遊動頭部の中間プレナム部６の息抜き及びドレン
抜きを適切に行なうことが困難となり易い。息抜
きの場合を例にとつて説明すると、第３図及び第
４図に寸法Ｑで示すように、中間プレナム部６に
は、空気の滞留部、いわゆるエアポケツトが形成
され、残留空気を排除することが困難となる。

この場合、運転時において、エアポケツトが生
じたままの状態で使用されると、熱交換器の用途
によつては、気相液相境界での腐食促進現象や局
部過熱現象が発生し易くなる。

また、胴蓋１１における息抜き２０及びドレン
抜き２１に接続することも考えられるが、遊動頭
部は熱移動を自在とするものであるから、移動を
妨げない構造であるとともに、移動によつて破損
しない構造であることが要求されて、技術的困難
性をともなうものとなる。

本考案は、これらの問題点を解決するととも
に、遊動頭部の熱移動による影響を全く受けない
息抜きを行なうようにして、安定性を向上させる
ようにしているものである。

「問題点を解決するための手段」 本考案における遊動頭式熱交換器は、胴とその
頭部を覆う胴蓋との内部に、伝熱管を支持する頭
部管板を具備し、該頭部管板に中間プレナム部を
形成するキヤツプを液密状態に設けるとともに、
中間プレナム部の最上部に前記伝熱管の一部を連
通状態の屈曲管の開口部を配設してなる構成とさ
れている。

「作用」 運転前等において、息抜きを行なう場合は、中
間プレナム部の最上部と連通状態となつている伝
熱管を減圧雰囲気とすることにより、中間プレナ
ム部の残留空気を排除する。運転中であると、中
間プレナム部の最上部とこれに連通状態の伝熱管
との間に、流路が形成されて流体とともに気体分
が移動して、熱交換器の外に排除されることにな
り、運転状態においては、中間プレナム部の中を
流体充満状態として、流体中に気体が含まれてい
る場合でも、気体の滞留現象の発生を抑制するこ
とができるものである。

「実施例」 以下、本考案における遊動頭式熱交換器の一実
施例を第１図に基づいて説明する。

該一実施例において、これまでに第２図及び第
３図により説明した遊動頭式熱交換器の各部と共
通する部分には、同一符号を付して説明を簡略化
する。

該一実施例における熱交換器の遊動頭部は、胴
１の胴頭部内に取り付けられている頭部管板２に
支持されている多数の伝熱管４のうち、上部に位
置しているものの１本を上方に折り曲げた状態に
屈曲管２３を連設し、該屈曲管２３の先端開口部
が、キヤツプ５に形成される中間プレナム部６の
最上部に臨まされて、連通状態となる構成とされ
ているものである。

この場合において、伝熱管４の先端部は頭部管
板２によつて支持されるため、屈曲管２３は伝熱
管４に溶接等の方法で接続することによつて取り
付けられる。

このような構成を有している遊動頭式熱交換器
であると、運転前等において、熱交換器の中に液
体状の流体を流体入り口１６、入り口プレナム部
１４、伝熱管４、中間プレナム部６、伝熱管４、
流体出口１７を経由して流れ込むと、流体が充満
状態となるが、流体の送り込みが緩やかである
と、中間プレナム部６の上部に空気が残留するこ
とがある。この場合における残留空気の抜き取
り、即ち、息抜きを行なうときは、流体の送り込
みを停止した状態で、中間プレナム部６の最上部
と連通状態となつている屈曲管２３と連結されて
いる伝熱管４を減圧雰囲気とすることにより、中
間プレナム部６の残留空気を簡単に排除すること
ができる。なお、胴蓋１１の内部の残留空気の除
去及びドレン抜きは、息抜き２０及びドレン抜き
によつて実施される。

一方、熱交換器を運転状態にすると、流体の種
類によつては、その中に空気、他のガス分等の気
体が混入して、中間プレナム部６の最上部に気体
が分離して滞留する現象が起こり得るが、流体が
伝熱管４及び屈曲管２３を経由して、第１図の矢
印で示すように、中間プレナム部６の最上部に噴
出するため、この最上部の近傍に流路が形成され
て、流体とともに気体分が押し流されて移動し、
他の伝熱管４、出口プレナム部１５、流体出口１
７を経由して、熱交換器の外に排除されることに
なる。即ち、運転状態においては、中間プレナム
部６の中を常時流体充満状態として、流体中に気
体が含まれている場合でも、気体が分離して滞留
する現象の発生を抑制することができるものであ
る。

一方、遊動頭部におけるドレン抜きは、熱交換
器から流体を抜き取つた場合に、中間プレナム部
６の最下部に滞留している残留流体を、その近傍
に臨まされている伝熱管４を減圧雰囲気にするこ
とにより、屈曲管２３で吸引して行なわれる。

次いで、遊動頭式熱交換器における流体の流れ
について補足説明すると、第１の流体は、第２図
の実線で示す矢印のように、流体入り口１６か
ら、入り口プレナム部１４、基部管板３、伝熱管
４、頭部管板２、中間プレナム部６、伝熱管４、
出口プレナム部１５、流体出口１７の順に流れ、
そして、第１の流体と熱交換される第２の流体
は、第２図の破線で示す矢印のように、他の流体
入り口１８から、胴１の内部を仕切つているバツ
フルプレート２２により他の流体出口１９まで導
かれ、この間において熱交換される。

［他の実施態様］ なお、以上の実施例に代えて次のように構成す
ることもできる。

(イ) 伝熱管の先端にエルボ等の曲管を取り付けて
中間プレナム部の最上部に臨ませること。

(ロ) 伝熱管の先端にＬ型管を取り付けること。

(ハ) 中間プレナム部に臨ませる伝熱管の本数を任
意とすること。

(ニ) 流体出入り口、高温・低温流体の使用区分を
自由にすること。

(ホ) 伝熱管を複数回往復させること。

(ヘ) 上記の場合において、中間プレナム部及び入
り口・出口プレナム部をさらに分割すること。

「考案の効果」 以上説明したように、本考案における遊動頭式
熱交換器は、 胴頭部内に伝熱管を支持する頭部管板を具備
して、該頭部管板にキヤツプを液密状態に設け
ることにより、中間プレナム部を形成している
ものであるから、中間プレナム部の流体を確実
に隔離することができるとともに、遊動頭部の
脱着を容易にする。

中間プレナム部の最上部に、伝熱管と連通状
態の屈曲管の開口部を配設してなるものである
から、運転前において、伝熱管を減圧雰囲気と
することにより、遊動頭部における中間プレナ
ム部の残留空気を確実に除去することができ
る。

上記により、運転中においても、中間プレナ
ム部の最上部に流路が形成されて、流体ととも
に気体分が移動して、熱交換器の外に排除する
ことができる。

運転状態において気体の滞留が生じないの
で、中間プレナム部の中を流体充満状態とし
て、気相液相境界での腐食促進現象や局部過熱
現象の発生をなくし、熱交換器の健全性を向上
させることができるとともに、適用範囲を拡大
することができる。

伝熱管の先端部分によつて息抜きされるた
め、遊動頭部の熱移動による影響を受けること
がなく、信頼性を向上させることができる。

等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案における遊動頭式熱交換器の一
実施例の要部を示す縦断面図、第２図は遊動頭式
熱交換器の全体構造を示す縦断面図、第３図は第
２図の−線矢視図、第４図は遊動頭式熱交換
器における空気の残留現象の説明図である。 １……胴、２……頭部管板、３……基部管板、
４……伝熱管、５……キヤツプ、６……中間プレ
ナム部、７……フランジ部、８……バツキングフ
ランジ、９……締結具、１０……シールリング、
１１……胴蓋、１２……基部ケーシング、１３…
…仕切板、１４……入り口プレナム部、１５……
出口プレナム部、１６……流体入り口、１７……
流体出口、１８……流体入り口、１９……流体出
口、２０……息抜き、２１……ドレン抜き、２２
……バツフルプレート、２３……屈曲管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 胴１とその頭部を覆う胴蓋１１との内部に、伝
   熱管４を支持する頭部管板２を具備し、該頭部管
   板に中間プレナム部６を形成するキヤツプ５を液
   密状態に設けるとともに、中間プレナム部の最上
   部に前記伝熱管の一部を連通状態の屈曲管２３の
   開口部を配設してなることを特徴とする遊動頭式
   熱交換器。