(57)【要約】【課題】バイパス流を防止、抑制する構造にドレン孔が設けられ、ドレン孔の周辺での胴側流体の温度が変化しない場合や温度の変化が小さい場合でも、ドレン孔を閉塞したり開放したりすることが可能な縦型熱交換器を提供する。【解決手段】伝熱管を収納する内ケーシング２と、内ケーシング２を収納し内ケーシング２の上部を固定する外ケーシング１と、外ケーシング１に設けられた第１のフランジ７と、第１のフランジ７に載置された第２のフランジ６と、内ケーシング２に設けられ第２のフランジ６の上方に位置する第３のフランジ４と、第３のフランジ４の下部に設けられ第２のフランジ６の上方に位置する閉止栓５と、第２のフランジ６と第３のフランジ４を接続する伸縮可能なシール部材３を備える。第１のフランジ７と第２のフランジ６には、それぞれを貫通するドレン孔８が形成されている。閉止栓５は、ドレン孔８に挿入可能なようにドレン孔８の上方に位置する。【選択図】図２
2014214990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱管を収納し、第１の流体が導入される内ケーシングと、
前記内ケーシングを収納し、前記内ケーシングの上部を固定し、第２の流体が導入される外ケーシングと、
前記外ケーシングに設けられ、前記外ケーシングと前記内ケーシングとの間に位置する第１のフランジと、
前記第１のフランジの上に載置された第２のフランジと、
前記内ケーシングに設けられ、前記外ケーシングと前記内ケーシングとの間で前記第２のフランジの上方に位置する第３のフランジと、
前記第３のフランジの下部に設けられ、前記第２のフランジの上方に位置する閉止栓と、
前記第２のフランジと前記第３のフランジとを接続する伸縮可能なシール部材と、を備え、
前記第１の流体は、前記第２の流体より高温であり、
前記第１のフランジと前記第２のフランジには、それぞれを貫通するドレン孔が形成され、
前記閉止栓は、前記ドレン孔に挿入可能なように前記ドレン孔の上方に位置し、
前記伸縮可能なシール部材は、前記閉止栓と前記ドレン孔よりも前記内ケーシングに近い位置に設けられる、
ことを特徴とする縦型熱交換器。
【請求項２】
伝熱管を収納し、第１の流体が導入される内ケーシングと、
前記内ケーシングを収納し、前記内ケーシングの上部を固定し、第２の流体が導入される外ケーシングと、
前記外ケーシングに設けられ、前記外ケーシングと前記内ケーシングとの間に位置する第１のフランジと、
前記第１のフランジの上に載置された第２のフランジと、
前記内ケーシングに設けられ、前記外ケーシングと前記内ケーシングとの間で前記第２のフランジの上方に位置する第３のフランジと、
前記第２のフランジの上部に設けられた第１の支持部材と、
前記第３のフランジの下部に設けられた第２の支持部材と、
前記第１の支持部材に設けられた回転部材と、
前記回転部材に接続され、前記第２のフランジと前記第３のフランジとの間に位置する閉止栓と、
前記第２のフランジと前記第３のフランジとを接続する伸縮可能なシール部材と、を備え、
前記第２の流体は、前記第１の流体より高温であり、
前記第１のフランジと前記第２のフランジには、それぞれを貫通するドレン孔が形成され、
前記回転部材は、一端部に前記閉止栓が接続され、他端部に前記第２の支持部材が接続され、前記閉止栓が上下動できるように前記第１の支持部材に回転可能に設けられ、
前記閉止栓は、前記ドレン孔に挿入可能なように前記ドレン孔の上方に位置し、
前記伸縮可能なシール部材は、前記閉止栓と前記ドレン孔よりも前記内ケーシングに近い位置に設けられる、
ことを特徴とする縦型熱交換器。
【請求項３】
前記閉止栓は、前記内ケーシングと前記外ケーシングにそれぞれ前記第１の流体と前記第２の流体が導入されていないときに、下端部の一部が前記ドレン孔の中に入っている請求項１または２に記載の縦型熱交換器。
【請求項４】
前記閉止栓は、下方向に突出する棒状部材を下部に備え、前記内ケーシングと前記外ケーシングにそれぞれ前記第１の流体と前記第２の流体が導入されていないときに、前記棒状部材の一部または全部が前記ドレン孔の中に入っている請求項１または２に記載の縦型熱交換器。
【請求項５】
前記閉止栓は、下部が曲面で形成されており、前記内ケーシングと前記外ケーシングにそれぞれ前記第１の流体と前記第２の流体が導入されていないときに、前記曲面の部分の一部が前記ドレン孔の中に入っている請求項１または２に記載の縦型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、より詳細には、シェルアンドチューブ式の縦型熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラント等では、シェルアンドチューブ式の熱交換器が使用される。シェルアンドチューブ式の熱交換器は、伝熱管を内蔵した内ケーシング（管側ケーシング）と、内ケーシングを収納する外ケーシング（胴側ケーシング）とを備え、伝熱管１８を流れる管側流体と、外ケーシングを流れる胴側流体とで熱交換を行う。
【０００３】
図４は、従来の縦型熱交換器の縦断面図である。内ケーシング２は、伝熱管１８を内蔵し、外ケーシング１の内部に配置される。外ケーシング１は、支持構造物を介して内ケーシング２を支持する。ケーシング１と内ケーシング２との間には隙間部１７があり、内ケーシング２は、外ケーシング１から上方に引き抜き自在である。
【０００４】
熱交換の際、管側流体は、内ケーシング２に設けられた流入口１４から内ケーシング２に入り、伝熱管１８の中を流れる。胴側流体は、外ケーシング１に設けられた流入口１２から、内ケーシング２に設けられた流入口１３を通って内ケーシング２に入り、伝熱管１８を介して管側流体と熱交換を行い、内ケーシング２の側面に設けられた流出口１５を通り、外ケーシング１に設けられた流出口１６から流出する。
【０００５】
胴側流体は、流入口１２から流入口１３へ流れる際に、一部が隙間部１７へ流れ込む。隙間部１７へ流れる胴側流体のことをバイパス流と呼ぶ。外ケーシング１と内ケーシング２との間の隙間部１７を流れるバイパス流は、熱交換に寄与しない無効流であるため、伝熱効率の低下を招く要因となる。このため、バイパス流を防止、抑制する目的で、外ケーシング１と内ケーシング２との間に仕切り構造１９を設け、隙間部１７の流路を塞ぐ必要がある。一方で、熱交換器のメンテナンス時等に隙間部１７に溜まった流体を排出するために、仕切り構造１９にドレン用の孔（ドレン孔）を設ける必要がある。
【０００６】
特許文献１には、運転中にはバイパス流を防止し、メンテナンス時等には流体を排出できるように、外ケーシングと内ケーシングとの間の仕切り構造に流路制御機構を設けた熱交換器が開示されている。この流路制御機構は、バイメタルからなる温度作動型弁を備え、運転中の流体の温度が高い場合には、仕切り構造に設けたドレン孔をバイメタルが閉塞し、メンテナンス時等の流体の温度が低い場合には、バイメタルが上方に湾曲してドレン孔を開放する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−５２９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の熱交換器では、ドレン孔の周辺での胴側流体の温度が変化しない場合や温度の変化が小さい場合には、バイメタルによるドレン孔の開閉機能が発揮できないという課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、バイパス流を防止、抑制する構造にドレン孔が設けられ、ドレン孔の周辺での胴側流体の温度が変化しない場合や温度の変化が小さい場合でも、ドレン孔を閉塞したり開放したりすることが可能な縦型熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による縦型熱交換器は、次のような特徴を備える。伝熱管を収納し、第１の流体が導入される内ケーシングと、前記内ケーシングを収納し、前記内ケーシングの上部を固定し、第２の流体が導入される外ケーシングと、前記外ケーシングに設けられ、前記外ケーシングと前記内ケーシングとの間に位置する第１のフランジと、前記第１のフランジの上に載置された第２のフランジと、前記内ケーシングに設けられ、前記外ケーシングと前記内ケーシングとの間で前記第２のフランジの上方に位置する第３のフランジと、前記第３のフランジの下部に設けられ、前記第２のフランジの上方に位置する閉止栓と、前記第２のフランジと前記第３のフランジとを接続する伸縮可能なシール部材とを備える。前記第１の流体は、前記第２の流体より高温である。前記第１のフランジと前記第２のフランジには、それぞれを貫通するドレン孔が形成されている。前記閉止栓は、前記ドレン孔に挿入可能なように前記ドレン孔の上方に位置する。前記伸縮可能なシール部材は、前記閉止栓と前記ドレン孔よりも前記内ケーシングに近い位置に設けられる。
【００１１】
本発明による縦型熱交換器は、次のような特徴を備えることもできる。伝熱管を収納し、第１の流体が導入される内ケーシングと、前記内ケーシングを収納し、前記内ケーシングの上部を固定し、第２の流体が導入される外ケーシングと、前記外ケーシングに設けられ、前記外ケーシングと前記内ケーシングとの間に位置する第１のフランジと、前記第１のフランジの上に載置された第２のフランジと、前記内ケーシングに設けられ、前記外ケーシングと前記内ケーシングとの間で前記第２のフランジの上方に位置する第３のフランジと、前記第２のフランジの上部に設けられた第１の支持部材と、前記第３のフランジの下部に設けられた第２の支持部材と、前記第１の支持部材に設けられた回転部材と、前記回転部材に接続され、前記第２のフランジと前記第３のフランジとの間に位置する閉止栓と、前記第２のフランジと前記第３のフランジとを接続する伸縮可能なシール部材とを備える。前記第２の流体は、前記第１の流体より高温である。前記第１のフランジと前記第２のフランジには、それぞれを貫通するドレン孔が形成されている。前記回転部材は、一端部に前記閉止栓が接続され、他端部に前記第２の支持部材が接続され、前記閉止栓が上下動できるように前記第１の支持部材に回転可能に設けられる。前記閉止栓は、前記ドレン孔に挿入可能なように前記ドレン孔の上方に位置する。前記伸縮可能なシール部材は、前記閉止栓と前記ドレン孔よりも前記内ケーシングに近い位置に設けられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による縦型熱交換器は、バイパス流を防止、抑制する構造にドレン孔が設けられ、ドレン孔の周辺での胴側流体の温度が変化しない場合や温度の変化が小さい場合でも、ドレン孔を閉塞したり開放したりすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例による縦型熱交換器の縦断面図である。
【図２】実施例１による縦型熱交換器のバイパス流量制御構造を示す図である。
【図３Ａ】実施例２による縦型熱交換器のバイパス流量制御構造を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示した矢印Ａの方向から見たバイパス流量制御構造の図である。
【図４】従来の縦型熱交換器の縦断面図である。
【図５】実施例１による縦型熱交換器の、図２の矢印Ｂの位置での水平断面を示す図である。
【図６Ａ】閉止栓のドレン孔に対する上下方向の位置の例を示す図である。
【図６Ｂ】閉止栓のドレン孔に対する上下方向の位置と閉止栓の形状の例を示す図である。
【図６Ｃ】閉止栓のドレン孔に対する上下方向の位置と閉止栓の形状の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による縦型熱交換器は、伝熱管を収納し管側流体が導入される内ケーシングと、内ケーシングを収納し胴側流体が導入される外ケーシングと、外ケーシングに設けられた外ケーシング側フランジと、外ケーシング側フランジの上に載置されたシール部フランジと、内ケーシングに設けられシール部フランジの上方に位置する内ケーシング側フランジと、シール部フランジと内ケーシング側フランジとの間に位置する閉止栓とを備え、管側流体と胴側流体とで熱交換を行う。シール部フランジと外ケーシング側フランジには、それぞれを貫通するドレン孔が形成されており、閉止栓は、ドレン孔に挿入可能なようにドレン孔の上方に位置する。ドレン孔は、外ケーシングと内ケーシングとの間の隙間部に溜まった流体を排出するドレン用の孔である。
【００１５】
熱交換器の運転時には、内ケーシングと外ケーシングとの間で熱変位量に差が生じ、この熱変位量の差によって内ケーシング側フランジと外ケーシング側フランジとが互いに近づくので、閉止栓はドレン孔を閉塞する。メンテナンス時等には、内ケーシングと外ケーシングとの間で熱変位量に差が生じないので、ドレン孔は開放されている。
【００１６】
本発明による縦型熱交換器は、ドレン孔の周辺での胴側流体の温度が変化しない場合や温度の変化が小さい場合でも、運転時のように内ケーシングの内部の伝熱管を流れる管側流体と外ケーシングを流れる胴側流体との温度差が大きい場合には、閉止栓がドレン孔を閉塞する。このため、外ケーシングと内ケーシングとの間にある隙間部を流れるバイパス流の発生を防止、抑制することができ、伝熱効率の低下を防止できる。一方、メンテナンス時等のように内ケーシングと外ケーシングとの温度差が小さい場合には、ドレン孔を開放して隙間部に溜まった流体を排出することができる。このように、本発明による縦型熱交換器は、従来の縦型熱交換器に比べ、より広範に適用できる。
【００１７】
以下、本発明の実施例による縦型熱交換器を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例による縦型熱交換器の縦断面図である。本実施例による縦型熱交換器は、伝熱管１８を収納した内ケーシング２（管側ケーシング）と、内ケーシング２を収納する外ケーシング１（胴側ケーシング）とを備え、内ケーシング２から伝熱管１８へ導入される管側流体と、外ケーシング１から内ケーシング２へ導入される胴側流体とで熱交換を行う。外ケーシング１は、支持構造物を介して内ケーシング２の上部を固定し、内ケーシング２を支持する。ケーシング１と内ケーシング２との間には隙間部１７があり、内ケーシング２は、外ケーシング１から上方に引き抜き自在である。
【００１９】
熱交換の際、管側流体は、内ケーシング２に設けられた流入口１４から内ケーシング２の中へ導入され、伝熱管１８の中を流れる。胴側流体は、外ケーシング１に設けられた流入口１２から外ケーシング１の中へ導入され、内ケーシング２に設けられた流入口１３を通って内ケーシング２に入り、伝熱管１８を介して管側流体と熱交換を行う。熱交換の後、胴側流体は、内ケーシング２の側面に設けられた流出口１５を通り、外ケーシング１に設けられた流出口１６を通って熱交換器から流出する。熱交換した管側流体も、熱交換器から流出する。
【００２０】
胴側流体は、流入口１２から流入口１３へ流れる際に、一部が隙間部１７へバイパス流として流れ込む。バイパス流は、伝熱効率の低下を招く要因となる。そこで、本実施例による縦型熱交換器は、バイパス流を防止、抑制するために、内ケーシング２と外ケーシング１との間に、バイパス流量制御構造２０を備える。バイパス流量制御構造２０は、流入口１２と流入口１３よりも下方に設けられ、隙間部１７に溜まった流体を熱交換器から排出するためのドレン孔を備える。
【００２１】
図２は、本実施例による縦型熱交換器のバイパス流量制御構造２０を示す図である。本実施例でのバイパス流量制御構造２０は、図１に示した縦型熱交換器において、流入口１４から流入する管側流体の温度が、流入口１２及び流入口１３から流入する胴側流体の温度よりも、高い場合に用いる構造である。
【００２２】
本実施例による縦型熱交換器は、バイパス流量制御構造２０として、内ケーシング側フランジ４と、閉止栓５と、外ケーシング側フランジ７と、シール部フランジ６と、伸縮可能なシール部材３とを備える。外ケーシング側フランジ７とシール部フランジ６には、外ケーシング側フランジ７とシール部フランジ６とを貫通するドレン孔８が形成されている。
【００２３】
内ケーシング側フランジ４は、内ケーシング２に設けられ、内ケーシング２と外ケーシング１との間に位置する。閉止栓５は、内ケーシング側フランジ４の下部に設けられる。閉止栓５は、ドレン孔８を閉塞するためのものであり、ドレン孔８に挿入可能なようにドレン孔８の上方に位置する。外ケーシング側フランジ７は、外ケーシング１に設けられ、外ケーシング１と内ケーシング２との間に位置する。シール部フランジ６は、外ケーシング側フランジ７の上に載置される。内ケーシング側フランジ４と閉止栓５は、外ケーシング側フランジ７とシール部フランジ６の上方に位置する。
【００２４】
ドレン孔８は、閉止栓５の直下に位置し、閉止栓５と対になる。内ケーシング２を外ケーシング１に収納するときには、閉止栓５がドレン孔８を閉塞できるように、閉止栓５と、外ケーシング側フランジ７とシール部フランジ６とを貫通するドレン孔８との位置を合わせる必要がある。閉止栓５とドレン孔８との対は、内ケーシング２と外ケーシング１との間に少なくとも１つ設ける。閉止栓５とドレン孔８との対を複数設ける場合には、それぞれの対を等間隔に配置するのが好ましい。
【００２５】
伸縮可能なシール部材３は、閉止栓５とドレン孔８よりも内ケーシング２に近い位置に設けられ、内ケーシング側フランジ４とシール部フランジ６とを接続する。伸縮可能なシール部材３と閉止栓５とで、バイパス流の発生を防止したり、バイパス流の量を抑制したりすることができる。伸縮可能なシール部材３には、例えば、ベローズやゴムを用いることができる。
【００２６】
図５は、本実施例による縦型熱交換器のバイパス流量制御構造２０の、図２の矢印Ｂの位置での水平断面を示す図である。図５に示すように、伸縮可能なシール部材３は、外ケーシング１と内ケーシング２との間に、全周にわたって設けられている。すなわち、内ケーシング側フランジ４とシール部フランジ６は、外ケーシング１と内ケーシング２との間で、全周にわたって接続されている。なお、本実施例では、図５に示すように、閉止栓５とドレン孔８との対は、内ケーシング２と外ケーシング１との間に２つ設けられている。
【００２７】
シール部フランジ６は、伸縮可能なシール部材３により、外ケーシング側フランジ７に押し付けられて位置が固定される。すなわち、内ケーシング２は、高さ方向の位置が、内ケーシング側フランジ４が伸縮可能なシール部材３を圧縮してシール部フランジ６を外ケーシング側フランジ７に押し付けるような位置に、外ケーシング１に収納される。このため、シール部フランジ６と外ケーシング側フランジ７は、互いに隙間なく密着している。シール部フランジ６と外ケーシング側フランジ７は、溶接などで互いに固着していないので、内ケーシング２を外ケーシング１から上方に引き抜くと、容易に離れることができる。
【００２８】
本実施例による縦型熱交換器を運転するときには、流入口１４から内ケーシング２に管側流体を導入し、流入口１２から外ケーシング１に胴側流体を導入する。これらの流体の持つ熱により、内ケーシング２と外ケーシング１は、上部が互いに固定されているので下方向に向かって膨張する。上述したように、管側流体の温度は、胴側流体の温度よりも高い。従って、内ケーシング２は、外ケーシング１よりも高温になって大きく膨張するので、下方向の熱変位量が外ケーシング１よりも大きい。このような内ケーシング２と外ケーシング１の熱変位量の違いにより、内ケーシング側フランジ４と外ケーシング側フランジ７は互いに近づき、閉止栓５は、下方向に移動し、ドレン孔８に入ってドレン孔８を塞ぐ。
【００２９】
閉止栓５がドレン孔８を塞いでいる状態で、例えば縦型熱交換器の運転を停止した後などのように、内ケーシング２と外ケーシング１の温度の差が少なくなると、内ケーシング２と外ケーシング１の熱変位量の差が小さくなる。すると、内ケーシング側フランジ４と外ケーシング側フランジ７は互いに離れていき、閉止栓５は、上方に移動し、ドレン孔８から上方に抜けてドレン孔８を開放する。
【００３０】
本実施例による縦型熱交換器をメンテナンスするときには、内ケーシング２と外ケーシング１に流体を流さず、内ケーシング２と外ケーシング１の温度がほぼ等しい。このため、内ケーシング２と外ケーシング１の熱変位量に大きな差が生じず、閉止栓５は、ドレン孔８を塞がない。このように、内ケーシング２と外ケーシング１の温度がほぼ等しいと、ドレン孔８を開放することができる。
【００３１】
閉止栓５とドレン孔８との距離、すなわち、閉止栓５とシール部フランジ６との距離は、外ケーシング１、内ケーシング２、及び伝熱管１８の熱膨張率や、胴側流体や管側流体の温度によって決めることができる。
【００３２】
上記の構造により、本実施例による縦型熱交換器は、ドレン孔８の周辺での胴側流体の温度が変化しない場合や温度の変化が小さい場合でも、内ケーシング２と外ケーシング１の熱変位量の違いを利用することにより、ドレン孔８を開閉することが可能である。
【実施例２】
【００３３】
図３Ａ、図３Ｂは、本実施例による縦型熱交換器のバイパス流量制御構造３０を示す図である。図３Ｂは、図３Ａに示した矢印Ａの方向から見たバイパス流量制御構造３０の図である。
【００３４】
本実施例による縦型熱交換器は、図１に示した縦型熱交換器と同様な構成を取り、実施例１で示したバイパス流量制御構造２０（図２）の代わりに、図３Ａ、図３Ｂに示すバイパス流量制御構造３０を備える。図３Ａ、図３Ｂにおいて、図２と同一の符号は、図２と同一または共通する要素を示し、これらの要素については説明を省略する。本実施例でのバイパス流量制御構造３０は、図１に示した縦型熱交換器において、流入口１２及び流入口１３から流入する胴側流体の温度が、流入口１４から流入する管側流体の温度よりも、高い場合に用いる構造である。バイパス流量制御構造３０は、流入口１２と流入口１３よりも下方に設けられ、ドレン孔８を備える。
【００３５】
図３Ａに示すように、本実施例による縦型熱交換器は、バイパス流量制御構造３０として、内ケーシング側フランジ４と、閉止栓５と、外ケーシング側フランジ７と、シール部フランジ６と、伸縮可能なシール部材３とを備え、さらに、支持用部材１０と、支点用部材１１と、回転部材９とを備える。外ケーシング側フランジ７とシール部フランジ６には、外ケーシング側フランジ７とシール部フランジ６とを貫通するドレン孔８が形成されている。
【００３６】
図３Ｂに示すように、支持用部材１０は、内ケーシング側フランジ４の下部に設けられる。支点用部材１１は、シール部フランジ６の上部に設けられる。回転部材９は、固定用ピン９ｂによって、支点用部材１１に回転可能に設けられる。回転部材９の一端部には、固定用ピン９ｃによって閉止栓５が接続され、他端部には、固定用ピン９ａによって支持用部材１０が接続される。閉止栓５と支持用部材１０は、それぞれ固定用ピン９ｃと固定用ピン９ａを中心として、回転部材９に対して回転可能である。
【００３７】
閉止栓５は、ドレン孔８を閉塞するためのものであり、シール部フランジ６と内ケーシング側フランジ４との間に位置する。回転部材９が支点用部材１１に対して回転すると、閉止栓５は、上下動する。閉止栓５とドレン孔８の位置関係は、実施例１と同様である。また、閉止栓５とドレン孔８との対の数や配置も、実施例１と同様である。
【００３８】
本実施例による縦型熱交換器を運転するときには、流入口１４から内ケーシング２に管側流体を導入し、流入口１２から外ケーシング１に胴側流体を導入する。これらの流体の持つ熱により、内ケーシング２と外ケーシング１は、上部が互いに固定されているので下方向に向かって膨張する。上述したように、胴側流体の温度は、管側流体の温度よりも高い。従って、外ケーシング１は、内ケーシング２よりも高温になって大きく膨張するので、下方向の熱変位量が内ケーシング２よりも大きい。このような外ケーシング１と内ケーシング２の熱変位量の違いにより、外ケーシング側フランジ７と内ケーシング側フランジ４は互いに遠ざかる。これに伴い、シール部フランジ６に設けられた支点用部材１１は、内ケーシング側フランジ４から遠ざかる。支点用部材１１が内ケーシング側フランジ４から遠ざかると、回転部材９は、固定用ピン９ｂを中心に、閉止栓５が接続されている一端部が下がり、支持用部材１０が接続されている他端部が上がるように回転する。回転部材９の回転により、閉止栓５は、下方向に移動し、ドレン孔８に入ってドレン孔８を塞ぐ。
【００３９】
閉止栓５がドレン孔８を塞いでいる状態で、例えば縦型熱交換器の運転を停止した後などのように、外ケーシング１と内ケーシング２の温度の差が少なくなると、外ケーシング１と内ケーシング２の熱変位量の差が小さくなる。すると、外ケーシング側フランジ７と内ケーシング側フランジ４は互いに近づいていき、回転部材９は、固定用ピン９ｂを中心に、閉止栓５が接続されている一端部が上がるように回転する。回転部材９の回転により、閉止栓５は、上方に移動し、ドレン孔８から上方に抜けてドレン孔８を開放する。
【００４０】
本実施例による縦型熱交換器をメンテナンスするときには、外ケーシング１と内ケーシング２に流体を流さず、外ケーシング１と内ケーシング２の温度がほぼ等しい。このため、外ケーシング１と内ケーシング２の熱変位量に大きな差が生じず、閉止栓５は、ドレン孔８を塞がない。このように、外ケーシング１と内ケーシング２の温度がほぼ等しいと、ドレン孔８を開放することができる。
【００４１】
閉止栓５とドレン孔８との距離、すなわち、閉止栓５とシール部フランジ６との距離は、外ケーシング１、内ケーシング２、及び伝熱管１８の熱膨張率や、胴側流体や管側流体の温度や、回転部材９の長さ（固定用ピン９ｂと固定用ピン９ｃとの距離や、固定用ピン９ｂと固定用ピン９ａとの距離）によって決めることができる。
【００４２】
なお、図３Ａ、図３Ｂでは、２つの回転部材９が支点用部材１１に設けられている例を示した。１つの回転部材９が支点用部材１１に設けられていてもよい。
【００４３】
上記の構造により、本実施例による縦型熱交換器は、ドレン孔８の周辺での胴側流体の温度が変化しない場合や温度の変化が小さい場合でも、外ケーシング１と内ケーシング２の熱変位量の違いを利用することにより、ドレン孔８を開閉することが可能である。
【実施例３】
【００４４】
実施例１と実施例２による縦型熱交換器において、閉止栓５がドレン孔８を確実に塞ぐことができるように、外ケーシング１と内ケーシング２の熱変位量の差が小さい状態（ドレン孔８が開放されている状態）において、閉止栓５のドレン孔８に対する上下方向の位置を適切に設定することができる。また、閉止栓５がドレン孔８を確実に塞ぐことができるように、閉止栓５を適切な形状にすることもできる。
【００４５】
以下、図６Ａ〜図６Ｃを用いて、外ケーシング１と内ケーシング２の熱変位量の差が小さくドレン孔８が開放されている状態（例えば、内ケーシング２と外ケーシング１にそれぞれ管側流体と胴側流体が導入されていないとき）における閉止栓５のドレン孔８に対する上下方向の位置や、閉止栓５の形状の例を説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、実施例１と実施例２による縦型熱交換器のバイパス流量制御構造のうち、閉止栓５とシール部フランジ６と外ケーシング側フランジ７を示す図であり、図２、図３Ａと同一の符号は、図２、図３Ａと同一または共通する要素を示す。
【００４６】
図６Ａは、ドレン孔８が開放されている状態における、閉止栓５とドレン孔８の位置関係の例を示す図である。閉止栓５は、下端部の一部が予めドレン孔８の中に入っており、下方向に移動したときにドレン孔８から外れることなくドレン孔８を確実に塞ぐことができる。
【００４７】
図６Ｂは、ドレン孔８が開放されている状態における、閉止栓５とドレン孔８の例を示す図である。閉止栓５は、下方向に突出する棒状部材５ａを下部に備え、棒状部材５ａの一部または全部が予めドレン孔８の中に入っている。このため、閉止栓５は、下方向に移動したときにドレン孔８から外れることなくドレン孔８を確実に塞ぐことができる。
【００４８】
図６Ｃは、ドレン孔８が開放されている状態における、閉止栓５とドレン孔８の例を示す図である。閉止栓５は、下部が曲面で形成されており、この曲面の部分の一部が予めドレン孔８の中に入っている。このため、閉止栓５は、下方向に移動したときにドレン孔８から外れることなくドレン孔８を確実に塞ぐことができる。この曲面の形状として、例えば、球面形状（部分球の形状）を採用することができる。
【００４９】
このように、本発明による縦型熱交換器では、閉止栓５がドレン孔８を確実に塞ぐことができるように、ドレン孔８が開放されている状態において、閉止栓５のドレン孔８に対する上下方向の位置を適切に設定したり、閉止栓５を適切な形状にしたりしてもよい。
【００５０】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５１】
１…外ケーシング、２…内ケーシング、３…伸縮可能なシール部材、４…内ケーシング側フランジ、５…閉止栓、５ａ…棒状部材、６…シール部フランジ、７…外ケーシング側フランジ、８…ドレン孔、９…回転部材、９ａ，９ｂ，９ｃ…固定用ピン、１０…支持用部材、１１…支点用部材、１２…外ケーシング１の流入口、１３…内ケーシング２の流入口、１４…内ケーシング２の流入口、１５…内ケーシング２の流出口、１６…外ケーシング１の流出口、１７…隙間部、１８…伝熱管、１９…仕切り構造、２０，３０…バイパス流量制御構造。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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