JPH07167583A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH07167583A JPH07167583A JP6256991A JP25699194A JPH07167583A JP H07167583 A JPH07167583 A JP H07167583A JP 6256991 A JP6256991 A JP 6256991A JP 25699194 A JP25699194 A JP 25699194A JP H07167583 A JPH07167583 A JP H07167583A
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- heat exchanger
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- tubular
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Abstract
素を使用し、組立て簡単にして保守容易な熱交換器を提
供する。 【構成】 本発明の熱交換器は、管状ジャケット(2)
と管状ジャケット内に置かれた熱伝達管(3)とより成
る多数の熱交換器要素(1)から構成されている。熱交
換器要素(1)は集合連結されて熱交換器を形成し、そ
の際、熱交換器要素の各端部に、熱交換器のフレームを
構成するモジュールユニット(4)が設けられている。
1個のジャケット連結器(5)が2個のモジュールユニ
ット(4)のそれぞれに連結され、管状ジャケット
(2)の延長部を構成している。ジャケット連結器
(5)はH形の管として設計されている。
Description
製品の流れと熱伝達媒体の流れとをもつ流れシステム内
で互いに連結された複数個の熱交換器要素にして、第1
に、互いに連結されて製品流れ挿入部を形成する1個以
上の熱伝達管と、第2に、前記熱伝達管を取り巻く管状
ジャケットとを含む熱交換器要素を有する熱交換器に関
する。
あり、液体製品を加熱または冷却するために使用されて
いる。例えば、異なる温度の水蒸気または水を使用し
て、好ましくは液状の製品を所期のレベルまで加熱また
は冷却することが可能である。熱交換器は種々のプロセ
ス工業において使用され、乳製品製造業のような食品工
業においてもよく使用されている。良く知られた形式の
熱交換器は、互いに連結されて流れシステムを形成する
1個以上の熱交換器要素より成る、いわゆる管熱交換器
である。熱交換器要素は、1本の外側管状ジャケットに
より囲まれた1本以上の熱伝達管を有している。熱伝達
管は互いに連結され、製品流れ挿入部を形成し、一方該
挿入部は、製品エルボー管を用いて互いに連結され、熱
交換器が使用されるプロセスに対応して加熱冷却される
べき製品を循環させている。熱伝達管は、異なる温度の
水、水蒸気、または他の形式の液体またはガス等の熱伝
達媒体を取り囲む管状ジャケットの中に閉じ込められて
いる。しかし、この形式の熱交換器の製造は複雑で費用
がかかる。また、連結の正確な整合を必要とし、同時
に、熱交換器内の管は、管とフレーム双方に極端な内部
応力を生じさせ兼ねない熱膨張に曝されるから、フレー
ムへの取り付けに当たり或る程度の遊びを必要とする。
熱交換器はそれぞれ独自の設計を必要とするから、管形
式の熱交換器のモジュール(基本単位組み合わせ)を製
造することは、従来困難とされてきた。従来型の管熱交
換器は組み立てるのが複雑であり、予備部品を交換する
に当たり、個々の部品を交換するため費用の嵩む分解が
必要とされることが多い。
の目的は、組立てが簡単であり、熱交換器を構成する部
品が標準化され、モジュール化され、それにより熱交換
器を少数の部品で、フレームと、製品流れと熱伝達媒体
間の連結通路との双方を構成することのできる、熱交換
器内の諸要素を組み合わせることである。本発明の他の
目的は、部品の少数化をもたらし、従来組立てられた熱
交換器における個々の部品の交換に固有な問題を回避す
るような、簡単化され経済的な設計と構造とを実現する
ことである。
1の前段に記載された熱交換器にして、各管状ジャケッ
トが、その両端において、熱交換器要素を支持するよう
に置かれたモジュールユニットに連結されており;1個
のジャケット連結器が隣接する2個のモジュールユニッ
トに連結されるように置かれており、各ジャケット連結
器が管状ジャケットと連通する管状要素を有し、該管状
要素が連結要素により連結されており;および、2個の
隣接する熱交換器要素の各々内の前記熱伝達管が製品エ
ルボー管により連結されていることを特徴としている本
発明の熱交換器によって達成される。本発明の好適実施
例は、さらに、従属形式の請求項に記載された特徴を与
えられている。
て詳細に説明する。図2は、3個の熱交換器要素1をも
つ熱交換器の一部を示す。各熱交換器要素1は、内部に
多数の熱伝達管3が設けられた外側管状ジャケット2を
有する。モジュールユニット4は熱交換器要素1の管状
ジャケット2の各端部に固定されている。ジャケット連
結器5は、2個の隣接するモジュールユニット4に固定
して取り付けられている。その結果、ジャケット連結器
5は管状ジャケット2の延長部を構成し、熱伝達管3の
延長部を取り囲んでいる。熱伝達管3は、各端部におい
て、管板22に溶接固定され製品流れ挿入部を構成して
いる。製品流れ挿入部同士は、製品エルボー管6または
製品連結器19により互いに連結されている。従来型式
の製品流れ挿入部が、ジャケット連結器5内に1個以上
のガスケット7に対向して、管状ジャケット2とジャケ
ット連結器5に対し相対的に移動可能に挿入されてい
る。図3は図2の線A−Aに沿う断面図であり、熱伝達
管3が管状ジャケット2内に置かれている。図はまた、
ねじを用いて2個のモジュールユニット4に固定結合さ
れたジャケット連結器5の端部を示す。図4は、2個の
熱交換器要素1と、製品エルボー管6を構成する外側エ
ルボー管とをもつ熱交換器の一部の端面立面図である。
製品エルボー管6は製品流れ挿入部に対しフランジ継手
によりその位置に保持されている。
す。モジュールユニット4は、好適実施例においては、
管状ジャケット2の各端部に溶接されたフランジ部分8
と、フランジ部分8にルーズに取り付けられたモジュー
ル片9とを有している。これらの部品8、9は勿論単一
部品として構成されていてもよい。フランジ部分8はさ
らに、モジュール片9が取り付けられている管状ジャケ
ット2の延長部を構成している。モジュール片9は、ジ
ャケット連結器5に結合するためのねじ孔11を有して
いる。モジュール片9はさらに滑動面10を有し、この
滑動面は隣接するモジュールユニット4の滑動面に衝接
するようにされている。モジュール片9は熱交換器全体
のフレームを構成し、滑動面10は熱交換器内で互いに
連結された熱交換器要素1の荷重を引き受けている。同
時に、滑動面10は、熱交換器要素1同士が互いに移動
することを可能にし、かくて、熱交換器要素1が受ける
熱作用を補償している。6メートルに及ぶような極端に
長い熱交換器要素が使用される場合には、1個のモジュ
ール片9が、熱交換器要素1をその中央部において支持
するために使用されよう。
H形管、すなわち、2本の管状要素12と、管状要素1
2に直角に延び管状要素間を連通させる連結要素13と
をもつH形管より成るジャケット連結器5を示してい
る。管状要素12の内径は、熱交換器要素1の管状ジャ
ケット2の内径よりも、ほぼ0〜10パーセントだけ大
きく、このことは、熱伝達媒体がジャケット連結器5内
を通過するとき、媒体に対する流れ抵抗を減少させるこ
とに役だっている。減少された流れ抵抗は、熱交換器に
関連するポンプの容量を減少させ得る点で貢献してい
る。2本の管状要素12の1個の端部は、2個の隣接す
るモジュールユニット4のモジュール片に対して定位置
にねじ止めされる。熱伝達管をもつ製品流れ挿入部が管
状ジャケット2とジャケット連結器5の中に挿入された
のち、製品流れ挿入部は、熱交換器の製品流入、流出部
において、製品エルボー管6または製品連結部19に連
結される。図9は、上述のH形管5の半分だけから成る
ジャケット連結器14を示す。このジャケット連結器1
4は、熱伝達媒体を流入させ、または流出させるために
使用される。エルボー管16は、熱伝達媒体を流入、流
出させるために形成された開放管ソケット15に連結さ
れる。
ユニット4を示し、これらユニットはその共通隅部にお
いて継手17により互いに連結されている。継手17の
形状は色々であるが、実質的には、十字形をしており、
モジュールユニット4のモジュール片9の中にルーズに
挿入され、モジュール片9の溝と形態的に安定して係合
している。継手17は一端においてロックされ、モジュ
ールユニット4とジャケット連結器5との間のねじ連結
器に衝接するようになっている。実質的に十字形の継手
17は金属、好ましくはステンレス鋼で作られるが、ポ
リマーまたはセラミックで作られてもよい。この設計に
より、モジュールユニット4は、熱交換器内において殆
ど均質な壁を構成し、この殆ど均質な壁は、熱交換器の
種々の部分において温度差に起因する固有の対流が起こ
ることを防止する。長い熱交換器要素1の中央領域を支
持するためモジュール片9が使用される場合には、モジ
ュール片9は完全に均質ではなく、種々の区画の間に流
通が生じ得る。この場合、モジュール片9は支持機能を
果たすだけである。
の二つの違った側面を示す。製品を熱交換器内の違った
点において供給し、製品を熱交換器の選択された部分を
通して取り出し、また、熱伝達媒体を他の点において導
入し、媒体をそこから取り出すことにより、整合ユニッ
トが形成されるが、図はその一例だけを示している。図
8に示した実施例に従ったジャケット連結器14が熱伝
達媒体の流入、流出に使用されている場合には、入り口
または出口通路を構成するエルボー管16は熱交換器内
において1個のモジュール位置を占有する。このモジュ
ール位置は熱交換器要素1を欠いているから、1個のモ
ジュールユニット4に対応する支持体がこのモジュール
位置に使用されなければならない。このような場合に
は、管状ジャケット2と熱伝達管3とのための孔を有し
ていないモジュール片18が使用される。このことは、
複雑な熱交換器を組み立てるのに必要な堅固性、安定性
を得るために必要である。図12、図13はまた、完成
した、組み立てられた熱交換器が全ての側面に、図にお
いては板の剛性を増加させるため緩やかな弓形をした被
覆板20が設けられていることを示している。被覆板2
0はモジュール片9に適切に固定されている。被覆板2
0は、熱交換器要素の温度が周囲環境の温度に比べて高
くなったとき使用される。熱交換器全体は、熱交換器を
床から持ち上げておくために床フレーム21上に載架さ
れる。図14は、モジュールユニット4が、一つのモジ
ュール寸法Mが、使用される熱交換器要素1の大きさ、
型式に依存して、2、3、4または6個のモジュール片
を包含するように、標準化構成の中にどの様に配置され
るかを示している。
器に比して組立て容易である。さらに、O−ガスケット
や他の予備部品の交換に当たっては、交換しようとする
部品の上方に位置する部品を取り外す必要がないため容
易になる。取り外すか、緩めるかを要する唯一の部品
は、製品エルボー管とジャケット連結器とである。この
ことは、熱交換器の組立て、保守のための費用を減少さ
せることへの主要な貢献である。上記記載から明らかな
ように、本発明は、相当程度標準化され、モジュール化
されており、また、そのユニットが組み合わされて、従
来の管熱交換器に比して、より小型で、製造、組立て、
改造がより簡単な一つの完成ユニットを形成するように
されている熱交換器を実現している。本発明は上述し図
示した例に限定されるものではなく、添付した請求項の
精神、範囲から逸脱することなく、多くの改変が考えら
れよう。
の半分の平面図。
の平面図。
図。
要図。
Claims (7)
- 【請求項1】 フレームに担持され、製品の流れと、熱
伝達媒体の流れとをもつ流れシステム内で互いに連結さ
れた複数個の熱交換器要素(1)にして、第1に、互い
に連結されて製品流れ挿入部を形成する1個以上の熱伝
達管(3)と、第2に、前記熱伝達管(3)を取り巻く
管状ジャケット(2)とを含む複数個の熱交換器要素
(1)を有する熱交換器において、 前記各管状ジャケット(2)が、その両端において、前
記熱交換器要素を支持するように置かれたモジュールユ
ニット(4)に連結されており;1個のジャケット連結
器(5)が隣接する2個のモジュールユニット(4)に
連結されるように置かれており、各ジャケット連結器
(5)が管状ジャケット(2)と連通する管状要素(1
2)を有し、該管状要素(12)が連結要素(13)に
より互いに連結されており;および、2個の隣接する熱
交換器要素(1)のそれぞれの中の前記熱伝達管(3)
が製品エルボー管(6)により連結されていることを特
徴とする熱交換器。 - 【請求項2】 請求項1に記載の熱交換器において、前
記ジャケット連結器(5)が、2本の平行な管状要素
(12)と、該管状要素(12)に直角な連結要素(1
3)とを有するH形状の管を構成していることを特徴と
する熱交換器。 - 【請求項3】 請求項1に記載の熱交換器において、前
記モジュールユニット(4)が継手(17)を用いて互
いに移動可能に連結されていることを特徴とする熱交換
器。 - 【請求項4】 請求項3に記載の熱交換器において、前
記継手(17)が、ほぼ十字形をなし、4個の互いに隣
接するモジュールユニットと、形態的に安定に、しか
し、融通をもって係合していることを特徴とする熱交換
器。 - 【請求項5】 請求項3に記載の熱交換器において、前
記継手がステンレス鋼で作られていることを特徴とする
熱交換器。 - 【請求項6】 請求項1に記載の熱交換器において、前
記ジャケット連結器(5)が、2個の互いに隣接したモ
ジュールユニット(4)に固定して連結されていること
を特徴とする熱交換器。 - 【請求項7】 請求項1に記載の熱交換器において、前
記熱伝達媒体の入り口、または出口が、半切断されたジ
ャケット連結器(14)と、入口、または出口エルボー
管(16)とにより形成されていることを特徴とする熱
交換器。
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