(57)【要約】【課題】管表面に付着物を残さず、汎用性の高い管群構造物の制振方法を提供する。【解決手段】管群構造物１０の制振方法は、複数の伝熱管１１の相互の相対変位に応じて変形可能な、気体入りの袋体２０を、複数の伝熱管１１の相互の隙間に嵌め込む制振処理と、気体入りの袋体２０から気体を放出して、複数の伝熱管１１の相互の隙間から袋体２０を離脱させ、袋体２０を管群構造物１０から排除する制振解除理と、含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の管と、相互間に隙間を開けて複数の該管を支持する支持部材と、を備えている管群構造物の制振方法において、
前記複数の管の相互の相対変位に応じて変形可能な制振体を、該複数の管の相互の隙間に離脱可能に嵌め込む制振処理と、
前記複数の管の相互の隙間から前記制振体を変形させて離脱させ、該制振体を前記管群構造物から排除する制振解除処理と、
を実行することを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項２】
請求項１に記載の管群構造物の制振方法において、
前記制振体は、気体が封入されて弾性変形可能な袋体であり、
前記制振処理では、前記複数の管の相互の隙間に、前記気体が封入された前記袋体を嵌め込み、
前記制振解除処理では、前記袋体から気体を放出し、該気体の抜けた該袋体を前記複数の管の相互の隙間から離脱させる、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項３】
請求項２に記載の管群構造物の制振方法において、
前記袋体は、前記気体が入り込む袋本体と、該袋本体の内外への気体の通気口を確保し該通気口を開閉する弁と、を有し、
前記制振処理では、前記複数の管の相互の隙間に前記袋体を介在させてから、開状態の前記弁から前記袋本体内に前記気体を送り込み、該複数の管に該袋本体を密着させて、該隙間に該袋体を嵌め込んだ状態した後、該弁を閉状態にし、
前記制振解除処理では、前記弁を開状態にして、前記袋本体から前記気体を放出して、前記複数の管の相互の隙間から前記袋体を離脱させる、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項４】
請求項２に記載の管群構造物の制振方法において、
前記制振解除処理では、前記袋体に穴を開けて、該袋体から前記気体を放出する、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項に記載の管群構造物の制振方法において、
前記袋体には、前記管群構造物外に伸びる紐が接続され、
前記制振解除処理では、前記袋体から気体を放出した後、前記管群構造物外に伸びる紐を引いて、該気体の抜けた該袋体を該管群構造物から排除する、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一項に記載の管群構造物の制振方法において、
前記袋体は、両端部を有し、
前記制振処理では、前記袋体の前記両端部のそれぞれを、複数の管で構成される管群の外側に位置させる、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項７】
請求項１に記載の管群構造物の制振方法において、
前記制振体は、前記複数の管の相互の隙間寸法よりも、最大寸法が小さい複数の粒状体であり、
前記制振処理では、前記管の相互の隙間に、前記複数の粒状体を密に充填する、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項８】
請求項７に記載の管群構造物の制振方法において、
前記複数の粒状体のそれぞれは、弾性体である、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の管群構造物の制振方法において、
前記制振解除処理では、前記管の相互の隙間に、流体を強制的に送り込んで、該隙間から前記複数の粒状体を離脱させて、該複数の粒状体を前記管群構造物から排出する、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の管群構造物の制振方法において、
前記流体の比重は、複数の粒状体のそれぞれの比重よりも大きい、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の管群構造物の制振方法において、
前記制振体は、
複数の弾性体と、
前記隙間を形成する少なくとも二つの前記管のうちの一方の管に、前記複数の弾性体のうちの少なくとも一の弾性体が接し、且つ、他方の管に、残りの弾性体が接している接触状態で、該複数の弾性体をそれぞれ弾性変形可能に支持し、該複数の弾性体に対する所定の外力の作用により、該複数の該弾性体の支持を解除し得る支持体と、を有し、
前記制振処理では、前記支持体により、前記接触状態で前記複数の弾性体を支持させ、
前記制振解除処理では、前記支持体による、前記複数の弾性体の支持を解除する、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の管群構造物の制振方法において、
前記制振体には、前記接触状態の前記複数の弾性体に、前記所定の外力を作用させて、該複数の弾性体の支持を解除する支持解除手段が設けられている、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の管群構造物の制振方法において、
前記支持解除手段は、前記複数の弾性体のそれぞれに、一端が取り付けられ、他端が管群構造物外に位置する紐を有している、
ことを特徴とする管群構造物の制振方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の管が相互間に隙間を開けて支持されている管群構造物の制振方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の伝熱管を備えている熱交換器では、その輸送時や据付時に、伝熱管が振動し、支持部材との接触部等で疲労損傷する場合がある。
【０００３】
輸送時や据付時における伝熱管の疲労損傷を防ぐ方法として、例えば、特許文献１に記載の方法がある。
【０００４】
この方法では、まず、熱交換器の輸送又は据付前に、発泡性樹脂の溶融物を熱交換器のケーシング内に流し込み、ケーシング内で発泡性樹脂の溶融物を発泡させて固化させる。そして、この状態のまま熱交換器を輸送等する。そして、輸送等が終了すると、熱交換器内に、４００〜５００℃程度のガスを流入させて、発泡した樹脂を焼失させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平４−１８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の方法では、発泡した樹脂による弾性変形により、伝熱管の振動エネルギーが吸収されるため、伝熱管の疲労損傷を効果的に抑えることができるものの、樹脂の燃え滓が伝熱管に付着し、熱交換性能を低下させることがある。特に、伝熱管がフィンタイプのものでは、複数のフィン間に燃え滓が残る可能性が高く、著しく熱交換性能を低下させることが考えられる。
【０００７】
さらに、上記特許文献１に記載の方法では、発泡した樹脂を発火させるために、４００〜５００℃程度のガスを熱交換器内に流入させて、発泡した樹脂を発火させるため、伝熱管や、その支持部材、ケーシング等が融点の低い樹脂等で形成されている場合や、このような材料でコーティングされている場合、さらには、加熱ガスを得ることができない場合には、当該方法を適用することができない。
【０００８】
そこで、本発明は、管表面に付着物を残さず、汎用性の高い管群構造物の制振方法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】
【０００９】
前記課題を解決するための管群構造物の制振方法に係る発明は、
複数の管と、相互間に隙間を開けて複数の該管を支持する支持部材と、を備えている管群構造物の制振方法において、
前記複数の管の相互の相対変位に応じて変形可能な制振体を、該複数の管の相互の隙間に離脱可能に嵌め込む制振処理と、前記複数の管の相互の隙間から前記制振体を変形させて離脱させ、該制振体を前記管群構造物から排除する制振解除処理と、を実行することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、制振体の変形により、複数の管相互の相対変位が抑制され、複数の管に対する制振効果を得ることができる。また、本発明では、制振体を変形させることで、この制振体を複数の管相互の隙間から離脱させることで、この制振体を管群構造物外へ移動させることができるので、この管群構造物を有する熱交換器の熱交換性能を低下させる虞がないばかりか、管群構造物を構成する複数の管や支持板部材等が如何なる材料で形成されていても、当該方法を適用することができる。
【００１１】
ここで、上記発明において、前記制振体は、気体が封入されて弾性変形可能な袋体であり、前記制振処理では、前記複数の管の相互の隙間に、前記気体が封入された前記袋体を嵌め込み、前記制振解除処理では、前記袋体から気体を放出し、該気体の抜けた該袋体を前記複数の管の相互の隙間から離脱させてもよい。
【００１２】
以上のように、制振体として、気体が封入された弾性変形可能の袋体を用いた場合には、気体が封入された袋体の弾性変形により、複数の管相互の相対変位を抑制することができる。
【００１３】
制振体として、気体が封入された弾性変形可能の袋体を用いる場合、前記袋体は、前記気体が入り込む袋本体と、該袋本体の内外への気体の通気口を確保し該通気口を開閉する弁と、を有し、前記制振処理では、前記複数の管の相互の隙間に前記袋体を介在させてから、開状態の前記弁から前記袋本体内に前記気体を送り込み、該複数の管に該袋本体を密着させて、該隙間に該袋体を嵌め込んだ状態した後、該弁を閉状態にし、前記制振解除処理では、前記弁を開状態にして、前記袋本体から前記気体を放出して、前記複数の管の相互の隙間から前記袋体を離脱させる、ようにしてもよい。
【００１４】
以上のように、弁を備えた袋体を用いる場合、制振処理では、複数の管の相互の隙間に袋体を介在させてから、開状態の弁から袋本体内に気体を送り込み、複数の管に該袋本体を密着させて、隙間に袋体を嵌め込んだ状態すればよく、また、制振解除処理では、弁を開状態にして、袋本体から気体を放出して、複数の管の相互の隙間から袋体を離脱させればよいため、制振処理での隙間に袋体を嵌め込む手間、及び制振解除処理で隙間から袋体を離脱させる手間を軽減することができる。
【００１５】
また、制振体として、気体が封入された弾性変形可能の袋体を用いる場合、前記制振解除処理では、前記袋体に穴を開けて、該袋体から前記気体を放出してもよい。この場合、体に弁を設けなくても、簡単に、複数の管相互の隙間から袋体を離脱させることができる。
【００１６】
また、制振体として、気体が封入された弾性変形可能の袋体を用いる場合、前記袋体には、前記管群構造物外に伸びる紐を接続し、前記制振解除処理では、前記袋体から気体を放出した後、前記管群構造物外に伸びる紐を引いて、該気体の抜けた該袋体を該管群構造物から排除してもよい。この場合、極めて簡単に、袋体を管群構造物から排除することができる。
【００１７】
また、制振体として、気体が封入された弾性変形可能の袋体を用いる場合、前記制振処理では、前記袋体の両端部のそれぞれを、複数の管で構成される管群の外側に位置させてもよい。この場合、一つの袋体が多数の隙間に嵌まり込むことになるため、少ない数の袋体で、多数の管に対する制振効果を得ることができる。
【００１８】
また、上記発明において、前記制振体は、前記複数の管の相互の隙間寸法よりも、最大寸法が小さい複数の粒状体であり、前記制振処理では、前記管の相互の隙間に、前記複数の粒状体を密に充填してもよい。この場合、複数の粒状体の相互変位により、複数の管相互の相対変位が抑制され、制振効果を得ることができる。
【００１９】
制振体として、上記のように、複数の粒状体を用いる場合、前記複数の粒状体のそれぞれは、弾性体であってもよい。このように、複数の粒状体のそれぞれが弾性体であると、粒状体の弾性変形によっても、複数の管相互の相対変位を抑制でき、高い制振効果を得ることができる。
【００２０】
さらに、制振体として、上記のように、複数の粒状体を用いる場合、前記制振解除処理では、前記管の相互の隙間に、流体を強制的に送り込んで、該隙間から前記複数の粒状体を離脱させて、該複数の粒状体を前記管群構造物から排出してもよい。この場合、さらに、前記流体の比重は、前記複数の粒状体のそれぞれの比重よりも大きいことが好ましい。このように、流体の比重が複数の粒状体のそれぞれの比重よりも大きいと、流体による複数の粒状体の搬送力が高まるため、効率よく、複数の粒状体を管群構造物から排出することができる。
【００２１】
また、上記発明において、前記制振体は、複数の弾性体と、前記隙間を形成する少なくとも二つの前記管のうちの一方の管に、前記複数の弾性体のうちの少なくとも一の弾性体が接し、且つ、他方の管に、残りの弾性体が接している接触状態で、該複数の弾性体をそれぞれ弾性変形可能に支持し、該複数の弾性体に対する所定の外力の作用により、該複数の該弾性体の支持を解除し得る支持体と、を有し、前記制振処理では、前記支持体により、前記接触状態で前記複数の弾性体を支持させ、前記制振解除処理では、前記支持体による、前記複数の弾性体の支持を解除してもよい。
【００２２】
以上のように、制振体として、複数の弾性体とその支持体とを有するものを用いる場合、弾性体の弾性変形によって、複数の管相互の相対変位を抑制でき、制振効果を得ることができる。
【００２３】
ここで、複数の弾性体とその支持体とを有するものを用いる場合には、前記制振体には、前記接触状態の前記複数の弾性体に、前記所定の外力を作用させて、該複数の弾性体の支持を解除する支持解除手段が設けられている、ことが好ましい。この際、前記支持解除手段は、前記複数の弾性体のそれぞれに、一端が取り付けられ、他端が管群構造物外に位置する紐を有している、ことが好ましい。
【００２４】
このように、制振体に支持解除手段が設けられている場合、支持体による複数の制振体の支持を容易に解除することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、制振体の変形により、複数の管相互の相対変位が抑制され、複数の管に対する制振効果を得ることができる。
また、本発明では、制振体を変形させることで、この制振体を複数の管相互の隙間から離脱させることで、この制振体を管群構造物外へ移動させることができるので、この管群構造物を有する熱交換器の熱交換性能を低下させる虞がないばかりか、管群構造物を構成する複数の管や支持板部材等が如何なる材料で形成されていても、当該方法を適用することができる。よって、本発明によれば、汎用性の高い制振方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る第一実施形態における制振方法を施した管群構造物の断面図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態における変形例の制振方法の施した管群構造物の要部断面図である。
【図３】本発明に係る第二実施形態における制振方法を施した管群構造物の断面図である。
【図４】本発明に係る第二実施形態における変形例の制振方法を施した管群構造物の要部断面図である。
【図５】本発明に係る第三実施形態における制振方法を施した管群構造物の断面図である。
【図６】本発明に係る第四実施形態における制振方法を施した管群構造物の断面図である。
【図７】本発明に係る第四実施形態における制振方法を施した管群構造物の要部拡大断面図である。
【図８】図７におけるＶIII−ＶIII線断面図（支持状態）である。
【図９】図８におけるIＸ−IＸ線断面図（支持状態）である。
【図１０】図７におけるＶIII−ＶIII線断面図（支持解除状態）である。
【図１１】図８におけるIＸ−IＸ線断面図（支持解除状態）である。
【図１２】本発明に係る実施形態における管群構造物を備えた熱交換器の縦断面図である。
【図１３】図１２におけるＸIII−ＸIII線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る各種実施形態としての管群構造物の制振方法について説明する。
【００２８】
まず、図１２及び図１３を用いて、本発明に係る制振方法が適用される管群構造物の実施形態について説明する。
【００２９】
この管群構造物１０は、多管式熱交換器の構成要素である。多管式熱交換器は、この管群構造物１０と、管群構造物１０が収納されるケーシング１５とを有している。ケーシング１５には、管外流体をケーシング１５内に流入させるための管外流体入り口１６と、ケーシング１５内から管外流体を流出させるための管外流体出口１７とが形成されている。
【００３０】
管群構造物１０は、多数の伝熱管１１と、多数の伝熱管１１を支える複数の支持板１２，１３と、複数の保持ロッド１４と、を有している。各支持板１２，１３は、互いに平行に且つ所定の間隔で、複数の保持ロッド１４により支持されている。各支持板１２，１３には、多数の伝熱管１１が通る貫通孔が形成されている。複数の貫通孔は、正三角形の頂点の位置に形成されている。多数の伝熱管１１は、各支持板１２，１３に開けられた貫通孔に挿通されている。
【００３１】
複数の支持板１２，１３には、伝熱管１１の両端部を支える一対の管板１２と、伝熱管１１の中間部分を支える複数の中間支持板１３と、を有している。管板１２の貫通孔に挿通された伝熱管１１の端部は、この管板１２に溶接されている。また、中間支持板１３の貫通孔に貫通された伝熱管１１の中間部は、この中間支持板１３に溶接されていない。これは、伝熱管１１の熱膨張等を考慮しているからである。
【００３２】
複数の伝熱管１１の配列は、いわゆる正三角形配列で、この配列状態が維持されるよう、複数の伝熱管１１は、複数の支持板１２，１３により支持されている。
【００３３】
なお、ここでは、全ての中間支持板１２，１３に対して、伝熱管１１を溶接していないが、伝熱管１１の熱膨張等を考慮する必要がない場合には、幾つか又は全ての中間支持板１３に対して伝熱管１１を溶接してもよい。
【００３４】
以下、以上で説明した管群構造物１０に対して、本発明の制振方法を適用した各種実施形態について説明する。なお、以上の管群構造物１０は、伝熱管１１の両端を管板１２で支持する固定管板式の管群構造物１０であるが、多数の管を備え、多数の管を支持板で支持しているものであれば、本発明の制振方法を適用でき、例えば、U字型の伝熱管を一枚の管板で支持するU字管式の管群構造物であっても、本発明の制振方法を適用できる。
【００３５】
「第一実施形態」
本発明に係る第一実施形態としての制振方法について、図１を用いて説明する。
【００３６】
本実施形態の制振方法では、複数の伝熱管１１相互の隙間に、気体を入れた袋体２０を嵌め込んで、複数の伝熱管１１相互の相対変位を抑える。
【００３７】
袋体２０は、ポリエチレン、ポリプロピレンやナイロン等の樹脂で形成された袋本体２１と、袋の開口を塞ぐ弁２５と、を備えている。ここで用いている弁２５は、例えば、浮き袋等の空気出し入れ口に設けられる弁と同タイプのもので、ハンドルやレバー等がなく、樹脂性の弁箱の通気口に、同じく樹脂製の弁体を人手等で直接差し込むタイプのものである。なお、ここでは、袋体２０のコストを下げるために、このような弁２５を用いているが、ハンドルやレバー等を有する弁を用いても何ら不都合はない。
【００３８】
本実施形態では、まず、気体が実質的に入っていない袋体２０を複数の伝熱管１１相互の隙間に挿入する。この際、袋体２０の弁２５は、操作容易性を考慮して、複数の伝熱管１１の束である管群の外側に位置させる。また、弁２５が設けられている側とは反対側の袋体２０の端部２２も、管群の外側に位置させる。次に、弁２５を開状態にして、この弁２５の通気口から空気、窒素等の気体を袋本体２１内に送り込み、袋本体２１を膨らませる。そして、弁２５を閉状態する。この結果、袋体２０は、複数の伝熱管１１に密着し、複数の伝熱管１１相互の隙間に嵌め込まれた状態になる。以上で、制振処理で終了する。
【００３９】
この制振処理が終了すると、複数の伝熱管１１相互に隙間に袋体２０が嵌め込まれた状態の管群構造物１０を木箱等に入れて搬送し、木箱等から管群構造物１０を出す。
【００４０】
管群構造物１０の搬送や据付等では、管群構造物１０の移動等により、伝熱管１１に対して振動エネルギーが加えられる。しかしながら、本実施形態では、気体が入って膨らんだ袋体２０が制振体として機能し、この制振体の弾性変形により、複数の伝熱管１１相互の相対変位が抑制され、制振効果を得ることができる。このため、本実施形態では、伝熱管１１の振動による、この伝熱管１１の疲労損傷等を効果的に抑えることができる。なお、伝熱管１１に加えられた振動エネルギーは、制振体を弾性変形させるエネルギーや熱エネルギーに変化し、散逸する。
【００４１】
ここで、この制振処理では、多数の袋体２０を予め準備して、多数の伝熱管１１の全てに袋体２０が密着するようにしてよいが、複数の伝熱管１１毎の曲げ振動モードを予め調べておき、この振動モードに応じて、局所的に袋体２０を配置してもよい。また、図１に示すように、水平方向に長くなるように袋体２０を配置してもよいが、鉛直方向に長くなるように袋体２０を配置してもよいし、管列沿って斜めに長くなるように袋体２０を配置してもよい。また、ここでは、少ない数の袋体２０で、効率的に制振効果を得るために、比較的に長い袋体２０を用いて、袋体２０の両端部が管群の外側に位置するようにしているが、弁２５が設けられていない側の袋体２０の端部２２は、管群内に位置していてもよい。
【００４２】
管群構造物１０の搬送又は据え付けが終了し、伝熱管１１に対して振動エネルギーが加えられる虞がなくなると、制振解除処理を行う。
【００４３】
この制振解除処理では、袋体２０の弁２５を開状態にして、袋本体２１内に気体を抜くことで、袋体２０及び気体で構成される制振体を変形させ、袋体２０を管群構造物１０から取り除く。
【００４４】
以上のように、本実施形態では、気体が入った袋体２０の弾性変形により、複数の伝熱管１１相互の相対変位が抑制され、制振効果を得ることができる。よって、本実施形態では、伝熱管１１の振動による、この伝熱管１１の疲労損傷等を効果的に抑えることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、気体が入った袋体２０を制振体として用いているので、この制振体を確実に管群構造物１０から排除でき、この管群構造物１０を有する熱交換器の熱交換性能を低下させる虞がない。さらに、本実施形態では、気体が入った袋体２０を制振体として用い、制振体を排除する際には、袋体２０から気体を抜いた後、この袋体２０を管群構造物１０から引き抜けばよいので、管群構造物１０を構成する伝熱管１１や支持板等が如何なる材料で形成されていても、本実施形態の方法を適用することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、複数の伝熱管１１毎の曲げ振動モードが予め判明しており、この振動モードに応じて、局所的に袋体２０を配置できるような場合には、袋体２０の数量を減らすことができ、結果として、制振処理及び制振解除処理での手間を軽減することができる。
【００４７】
ところで、以上の実施形態の制振方法では、熱交換器のケーシング１５に収納されていない管群構造物１０を対象にしているが、ケーシング１５に収納された管群構造物１０を対象にすることも可能である。
【００４８】
この場合、制振解除処理で、袋体２０を熱交換器のケーシング１５外に、効率よく排除する必要がある。そこで、このような場合には、図２に示すように、袋体２０に、紐２９の一端を取り付け、他端をケーシング１５の管外流体入り口１６又は管外流体出口１７からケーシング１５外に位置させておき、制振解除処理では、この紐２９の他端を引っ張って、袋体２０をケーシング１５外に引き抜くことが好ましい。さらに、弁の構成要素である弁体、又はこの弁体を操作するハンドルやレバー等に、紐２９の一端を取り付けて、紐２９の他端を引くことで、閉状態の弁２５が開状態になるようにすることが好ましい。
【００４９】
「第二実施形態」
次に、本発明に係る第二実施形態としての制振方法について、図３を用いて説明する。
【００５０】
本実施形態の制振方法でも、第一実施形態と同様、複数の伝熱管１１の相互の隙間に、気体を入れた袋体３０を嵌め込んで、複数の伝熱管１１相互の相対変位を抑える。
【００５１】
但し、本実施形態の袋体３０は、第一実施形態の袋体２０のように弁２５を有していない。このため、本実施形態の袋体３０には、予め気体が封止されている。また、気体が封止されている袋体３０は、球形で、その外径が、複数の伝熱管１１の相互の隙間寸法よりも若干大きい程度である。このため、例えば、一の伝熱管１１と、これに隣り合う二の伝熱管１１との間の隙間に嵌り込んでいる袋体３０は、これらの伝熱管１１とは異なる三の伝熱管１１や四の伝熱管１１との間の隙間には嵌まり込めない。
【００５２】
本実施形態の袋体３０は、第一実施形態の袋体２０と同様、ポリエチレン、ポリプロピレンやナイロン等の樹脂で形成してもよいが、第一実施形態の袋体２０よりも小さなサイズで、第一実施形態とほぼ同様の弾性変形量を確保するために、ゴムで形成することが好ましい。
【００５３】
本実施形態では、制振処理を管群構造物１０の組立工程中に実行する。すなわち、伝熱管１１を支持板１２，１３の貫通孔に挿通させている過程で、複数の伝熱管１１相互の隙間に、気体が封止されている袋体３０を逐次嵌め込む。但し、複数の伝熱管１１毎の振動モードに応じて、局所的に袋体３０を配置する場合で、管群構造物１０の外部から袋体３０を配置できる場合には、完成後の管群構造物１０に対して、制振処理を行ってもよい。
【００５４】
本実施形態のように、複数の伝熱管１１の配列が正三角形配列である場合、一つの伝熱管１１の同一断面位置において、三つの袋体３０が密着するように、これらの袋体３０を配置する。言い換えると、一つの袋体３０に三つの伝熱管１１が密着するように、袋体３０を配置する。但し、一つの伝熱管１１の同一断面位置において、二つの袋体３０を密着するように、これらの袋体３０を配置してもよい。また、複数の伝熱管１１の配列が正方形配列である場合には、一つの伝熱管１１の同一断面位置において、四つの袋体３０が密着するように、これらの袋体３０を配置してもよいし、二つの袋体３０が密着するように、これらの袋体３０を配置してもよい。
【００５５】
制振解除処理では、管群構造物１０の外から、管列に沿って、複数の伝熱管１１の相互の隙間に針等、先の尖った棒状の部材を入れて、複数の伝熱管１１相互の隙間に嵌っている袋体３０に孔を開ける。袋体３０に孔が開くと、袋体３０内に封止されていた気体が孔から放出されて、袋体３０が萎む。この結果、伝熱管１１に密着していた袋体３０が伝熱管１１から離れて落ちる。なお、複数の袋体３０のうち、一部の袋体３０がいずれかの伝熱管１１に引っ掛かっている場合を考慮して、管群構造物１０外から管群構造物１０内に、
例えば、強風を送って、仮に、伝熱管１１に引っ掛かった袋体３０があったとしても、これを強制的に排除することが好ましい。
【００５６】
ところで、本実施形態の制振方法も、第一実施形態と同様、熱交換器のケーシング１５に収納されていない管群構造物１０を対象にしているが、ケーシング１５に収納された管群構造物１０を対象にすることも可能である。
【００５７】
この場合、図４に示すように、複数の袋体３０相互を紐３９で連結すると共に、この紐３９の一端をケーシング１５の管外流体入り口１６又は管外流体出口１７からケーシング１５外に位置させておき、制振解除処理では、この紐３９の一端を引っ張って、袋体３０をケーシング１５外に引き抜くことが好ましい。このように、複数の袋体３０相互を連結した紐３９の一端を引くと、これに連結されている複数の袋体３０は、紐３９との連結部が破れて萎み、伝熱管１１相互間の隙間から外れ、ケーシング１５外に順次排除される。なお、複数の伝熱管１１の相互の隙間から袋体３０を効率的に排除するため、管群構造物１０がケーシング１５に収納されていない場合でも、複数の袋体３０相互を紐３９で連結してもよい。
【００５８】
以上、本実施形態においても、第一実施形態と同様に、気体が入った袋体３０を制振体として用いているので、第一実施形態と基本的に同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、第一実施形態よりも、小さい袋体３０を用いているので、管群構造物１０の断面中における特定の位置や、管群構造物１０の伝熱管１１の長手方向における特定の位置にピンポイントで、この袋体３０を配置できる。
【００５９】
一方、本実施形態では、基本的に、管群構造物１０の組立工程中に制振処理を実行する必要があるのに対して、第一実施形態では、管群構造物１０の完成後においても制振処理を行えるので、この点では、第一実施形態の方が好ましい。さらに、第一実施形態では、一つの袋体３０を多数の伝熱管１１相互の複数の隙間に介在させることができるので、制振処理や制振解除処理での手間を第二実施形態よりも少なくすることができる。
【００６０】
「第三実施形態」
次に、本発明に係る第三実施形態としての制振方法について、図５を用いて説明する。
【００６１】
本実施形態の制振方法では、複数の伝熱管１１の相互の隙間に、多数の粒状体４０を嵌め込んで、複数の伝熱管１１相互の相対変位を抑える。
【００６２】
粒状体４０は、球形を成し、その外径が伝熱管１１の相互の最小隙間寸法の１／２以下である。但し、粒状体４０は、後述するように、粒状体４０相互の変位が容易に行えるよう、球形であることが好ましいが、その他の形状であってもよい。また、この粒状体４０は、樹脂やゴム等の弾性あり、比較的比重の小さい材料で形成されていることが好ましいが、基本的には、如何なる材料で形成されていてもよい。
【００６３】
本実施形態では、管群構造物１０がケーシング１５に収納されている状態で、制振処理を実行する。この制振処理では、ケーシング１５の管外流体入り口１６又は管外流体出口１７から、多数の粒状体４０を含む流体を強制的に送り込み、管外流体出口１７又は管外流体入り口１６に粒状体４０よりも孔径の小さい網等を配置して、ケーシング１５に多数の粒状体４０を貯め、ケーシング１５内の伝熱管１１相互の隙間に粒状体４０を密に充填する。
【００６４】
この過程で、ケーシング１５内の管外部分の全体に粒状体４０が行き渡り、多数の伝熱管１１相互の多数の隙間が粒状体４０で埋まるよう、ケーシング１５ごと管群構造物１０を何度か傾けて、粒状体４０が局所的に溜まってしまうことを回避することが好ましい。
【００６５】
また、熱交換器の管外流体又は管内流体として、液体が用いられ、ケーシング１５及び管群構造物１０が水密構造になっている場合には、多数の粒状体４０をケーシング１５内に送り込むための流体として、液体である水を用いることが好ましい。これは、水のように、気体に比べて比重の高い液体は、粒状体４０の搬送力が大きいため、比較的容易に、ケーシング１５内の管外部分の全体に粒状体４０を行き渡らせることができるからである。なお、多数の粒状体４０をケーシング１５内に送り込むための流体として、空気等の気体を用いる場合には、ケーシング１５内に気体を強制的に流入させると共に、ケーシング１５の気体を流入させる口とは反対の口から、ケーシング１５内の気体を強制的に吸引することが好ましい。
【００６６】
本実施形態では、管群構造物１０の移動等により、伝熱管１１に対して振動エネルギーが加えられると、多数の粒状体４０が制振体として機能し、この制振体の変形、つまり、多数の粒状体４０の相互の変位により、さらに、粒状体４０自体が弾性を有していれば、粒状体４０の弾性変形により、複数の伝熱管１１相互の相対変位が抑制され、制振効果を得ることができる。このため、本実施形態では、伝熱管１１の振動による、この伝熱管１１の疲労損傷等を効果的に抑えることができる。なお、本実施形態において、伝熱管１１に加えられた振動エネルギーは、以上の実施形態とは異なり、粒状体４０の運動エネルギーや粒状体４０相互の摩擦エネルギー変化し、散逸する。
【００６７】
本実施形態の制振解除工程では、ケーシング１５の管外流体入り口１６又は管外流体出口１７から、流体を強制的に送り込み、ケーシング１５の管外流体出口１７又は管外流体入り口１６から流体と共に粒状体４０を排出させる。この際、熱交換器の管外流体又は管内流体として、液体が用いられ、ケーシング１５及び管群構造物１０が水密構造になっている場合には、制振処理の際と同様、ケーシング１５内に送り込むための流体として、液体である水を用いることが好ましい。なお、ケーシング１５内に送り込むための流体として、空気等の気体を用いる場合には、ケーシング１５の管外流体出口１７又は管外流体入り口１６から、ケーシング１５内の空気を強制的に吸引し、この空気と共に粒状体４０を排出させてもよい。
【００６８】
ところで、本実施形態の制振方法は、熱交換器のケーシング１５内に収納されている管群構造物１０を対象にしているが、ケーシング１５に収納されていない管群構造物１０を対象にすることも可能である。
【００６９】
この場合、制振処理では、管群構造物１０を輸送する際に用いる木箱等の筐体内に、多数の粒状体４０を満たしておき、この筐体内に、管群構造物１０を揺すりながら入れる。さらに、好ましくは、筐体内に管群構造物１０が入った後、伝熱管１１相互の隙間に粒状体４０が密に充填されるよう、筐体に振動エネルギーを加えて、筐体内の多数の粒状体４０を振動させる。
【００７０】
また、この場合の制振解除処理では、管群構造物１０を木箱等の筐体から出すことで、多数の粒状体４０を保持していた筐体が管群構造物１０の回りからなくなるので、管群構造物１０の伝熱管１１相互の隙間から粒状体４０を除くことができる。なお、伝熱管１１相互の隙間から粒状体４０を確実に除くために、管群構造物１０の外部から管群構造物１０に向かって強風を吹き付けることが好ましい。
【００７１】
以上、本実施形態では、多数の粒状体４０の相互変位により、複数の伝熱管１１相互の相対変位が抑制され、制振効果を得ることができる。よって、本実施形態では、伝熱管１１の振動による、この伝熱管１１の疲労損傷等を効果的に抑えることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、多数の粒状体４０を制振体として用いているので、この制振体が伝熱管１１に付着することなく、管群構造物１０から排除でき、この管群構造物１０を有する熱交換器の熱交換性能を低下させる虞がない。さらに、本実施形態では、多数の粒状体４０を制振体として用い、制振体を排除する際には、多数の粒状体４０を管群構造物１０外へ移動させればよいので、管群構造物１０を構成する伝熱管１１や支持板等が如何なる材料で形成されていても、本実施形態の方法を適用することができる。
【００７３】
また、第一及び第二実施形態では、隣り合う伝熱管１１相互に確実に密着し得るサイズの袋体３０を用いる必要があるのに対して、本実施形態では、外径が伝熱管１１の相互の最小隙間寸法の１／２以下の粒状体４０を用いればよいので、一種類の粒状体４０があれば、第一及び第二実施形態よりも、伝熱管１１相互の隙間寸法が異なる各種管群構造物１０に対処できる。但し、制振処理及び制振解除処理での手間は、本実施形態よりも第一実施形態の方が少ない。
【００７４】
なお、本実施形態において、外径が伝熱管１１相互の最小隙間寸法の１／２〜１／５程度の比較的大きな粒状体４０を用いると、粒状体４０一個一個の管理や取り扱いが比較的容易になり、外径が伝熱管１１の相互の最小隙間寸法の１／５〜１／１０程度の比較的小さな粒状体４０を用いると、伝熱管１１相互の隙間への粒状体４０の充填及びこの隙間からの粒状体４０の排除が比較的容易になる傾向がある。
「第四実施形態」
次に、本発明に係る第四実施形態としての制振方法について、図６〜図１１を用いて説明する。
【００７５】
本実施形態の制振体５０は、図７〜図９に示すように、複数の弾性体５５と、この複数の弾性体５５を支持する支持体６０と、を有している。支持体６０は、筒状を成し、一方の端部側に三つの弾性体５５が支持され、他方の端部側にも三つの弾性体５５が支持されている。弾性体５５には、支持体６０に支持されている状態からこの支持を解除するための紐６９が取り付けられている。
【００７６】
弾性体５５は、金属製の板状の部材を湾曲させて、板バネとして形成したものである。この弾性体５５は、伝熱管１１に接する接触部５６と、支持体６０に支持される被支持部５７と、接触部５６と被支持部５７との間の首部５８と、を有している。弾性体５５は、首部５８から接触部５６にかけて湾曲している。
【００７７】
本実施形態において、弾性体５５の接触部５６の厚さと被支持部５７の厚さは、図８に示すように、ほぼ同じで、首部５８の厚さはこれらの厚さより若干薄い。また、弾性体５５の接触部５６の幅（厚さ方向に対して垂直な方向の寸法）は、図９に示すように、伝熱管１１との接触面積を広くするために、弾性体５５中で最も広く、被支持部５７の幅は、この接触部５６の幅より狭い。また、首部５８の幅は、弾性体５５中で最も狭い。
【００７８】
前述の紐６９の一端は、弾性体５５の被支持部５７の端部に取り付けられている。
【００７９】
支持体６０は、円筒状の筒体６１と、筒体６１の両端開口を塞ぐ端板６３と、弾性体５５に取り付けられている紐６９の筒体６１内での位置を規制するための紐ガイド部材６５と、を有している。
【００８０】
支持体６０の各端板６３には、弾性体５５の被支持部５７が嵌り込む嵌合孔６４が三つ形成されている。嵌合孔６４の開口面積は、図９に示すように、弾性体５５の被支持部５７がしっかりと嵌り込むよう、この被支持部５７の断面積とほぼ同じ面積で、弾性体５５の接触部５６の断面積より小さく、弾性体５５の首部５８の断面積より大きい。
【００８１】
支持体６０の紐ガイド部材６５は、筒体６１内のほぼ中央部に設けられている。また、支持体６０の筒体６１の外周であって、筒体６１の軸方向における中央部には、内側から外側へ貫通する紐引出し口６２が形成されている。紐ガイド部材６５には、筒体６１の横断面方向において、端板６３の嵌合孔６４の位置とほぼ同じ位置に紐導入口６６が形成されている。この紐ガイド部材６５内には、各紐導入口６６と連通し、筒体６１の紐引出し口６２に通じる孔６７が形成されている。
【００８２】
弾性体５５に一端が取り付けられている紐６９は、紐ガイド部材６５の紐導入口６６から紐ガイド部材６５内の孔６７を通って、筒体６１の紐引出し口６２から、筒体６１外に出ている。仮に、弾性体５５の被支持部５７が支持体６０の嵌合孔６４に嵌まり込んで、この弾性体５５が支持体６０に支持されている状態のときに、紐６９の他端を引くと、紐６９の一端は、紐ガイド部材６５の存在により、筒体６１の軸とほぼ平行な方向に引かれ、この紐６９の一端に取り付けられている弾性体５５も、筒体６１の軸とほぼ平行な方向に引かれ、筒体６１の軸方向における中央部に向かって移動する。この移動により、弾性体５５の被支持部５７は、支持体６０の嵌合孔６４から外れ、筒体６１内に完全に入り込み、支持体６０の嵌合孔６４の位置には、弾性体５５の首部５８が位置するようになる。ここで、前述したように、支持体６０の嵌合孔６４の開口面積は、弾性体５５の首部５８の断面積よりも大きい。このため、支持体６０の嵌合孔６４に、弾性体５５の首部５８が位置すると、支持体６０による弾性体５５の支持拘束は解除される。
【００８３】
なお、一つの支持体６０に設けられている六個の弾性体５５の各紐６９は、操作性の観点から、支持体６０の筒体６１から出た箇所で束にする等で、一つにまとめておくことが好ましい。
【００８４】
次に、本実施形態の制振処理について説明する。本実施形態では、制振処理を管群構造物１０の組立工程中に実行する。すなわち、伝熱管１１を支持板１２，１３の貫通孔に挿通させている過程で、伝熱管１１相互の隙間に、以上で説明した制振体５０を嵌め込む。但し、複数の伝熱管１１毎の振動モードに応じて、局所的に制振体５０を配置する場合で、管群構造物１０の外部から袋体３０を配置できる場合には、完成後の管群構造物１０に対して、制振処理を行ってもよい。
【００８５】
伝熱管１１相互の隙間に制振体５０を嵌め込む際には、図６〜図９に示すように、制振体５０の各弾性体５５が支持体６０に支持されている状態にする。すなわち、弾性体５５の被支持部５７が支持体６０の嵌合孔６４に嵌り込んでいる状態にする。この状態では、各弾性体５５の接触部５６は、伝熱管１１の外周面に圧接している。具体的に、一つの支持体６０の一方の端部側の三つの弾性体５５の各接触部５６は、この支持体６０に対して、隣接している三つの伝熱管１１に圧接している。また、この支持体６０の他方の端部側の三つの弾性体５５の各接触部５６も、支持体６０の一方の端部側の三つの弾性体５５が接している三つの伝熱管１１に圧接している。このため、この状態の制振体５０は、三つの伝熱管１１に対して自由に相対移動できない。
【００８６】
伝熱管１１相互の隙間に制振体５０を嵌め込むと、この制振体５０の各弾性体５５に一端が取り付けられている各紐６９の他端を、管群構造物１０外に位置させる。なお、この後、管群構造物１０を熱交換器のケーシング１５に収納してから、熱交換器を搬送等する場合には、この管群構造物１０をケーシング１５に収納する過程で、各制振体５０から伸びる紐６９の端を、ケーシング１５の管外流体入り口１６又は管外流体出口１７から、ケーシング１５外に引き出しておく。
【００８７】
以上、本実施形態では、管群構造物１０の移動等により、伝熱管１１に対して振動エネルギーが加えられると、伝熱管１１に接している弾性体５５の弾性変形により、複数の伝熱管１１相互の相対変位が抑制され、制振効果を得ることができる。このため、本実施形態でも、伝熱管１１の振動による、この伝熱管１１の疲労損傷等を効果的に抑えることができる。なお、本実施形態において、伝熱管１１に加えられた振動エネルギーは、制振体５０を弾性変形させるエネルギーや熱エネルギーに変化し、散逸する。
【００８８】
次に、本実施形態の制振解除処理について説明する。この制振解除処理では、管群構造物１０の外から、一端が制振体５０の各弾性体５５に取り付けられている各紐６９の他端の束を引っ張る。紐６９の他端の束が引っ張られると、前述したように、各紐６９の一端に取り付けられている各弾性体５５は、支持部の筒体６１に対して、筒体６１の軸方向における中央部に向かって移動する。この移動により、弾性体５５の被支持部５７は、支持体６０の嵌合孔６４から外れ、筒体６１内に完全に入り込み、支持体６０の嵌合孔６４の位置には、この嵌合孔６４の開口面積より小さな弾性体５５の首部５８が位置するようになり、弾性体５５に対する支持体６０の支持拘束が解除される。
【００８９】
このため、弾性体５５の接触部５６は、伝熱管１１に対して圧接しなくなり、制振体５０は伝熱管１１に対して自由に相対移動できるようになる。そして、各紐６９の他端の束をさらに引っ張ると、この制振体５０は管群構造物１０外に排除される。
【００９０】
以上のように、本実施形態では、制振体５０の弾性変形により、複数の伝熱管１１相互の相対変位が抑制され、制振効果を得ることができる。よって、本実施形態では、伝熱管１１の振動による、この伝熱管１１の疲労損傷等を効果的に抑えることができる。
【００９１】
また、本実施形態では、制振体５０を管群構造物１０から排除する際には、支持体６０による弾性体５５の支持を解除すれば、伝熱管１１に対して制振体５０が自由に相対移動できるようになるため、この制振体５０を確実に管群構造物１０から排除でき、この管群構造物１０を有する熱交換器の熱交換性能を低下させる虞がない。さらに、本実施形態では、以上で述べたように、支持体６０による弾性体５５の支持を解除することで、制振体５０を管群構造物１０から排除できるため、管群構造物１０を構成する伝熱管１１や支持板等が如何なる材料で形成されていても、本実施形態の方法を適用することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、数の伝熱管１１毎の曲げ振動モードが予め判明しており、この振動モードに応じて、局所的に制振体５０を配置できるような場合には、制振体５０の数量を減らすことができ、結果として、制振処理及び制振解除処理での手間を軽減することができる。
【００９３】
さらに、本実施形態では、弾性体５５のバネ定数や、支持体６０の質量を適宜設計することで、この制振体５０に動吸振器として機能を担わせることができ、極めて高い制振効果を得ることができる。
【００９４】
なお、本実施形態では、複数の伝熱管１１の配列が正三角形配列であるため、制振処理において、一つの制振体５０が隣接する三つの伝熱管１１に接するように、制振体５０を配置しているが、一つの制振体５０が隣接する三つの伝熱管１１のうち、二つの伝熱管１１に接するように、制振体を配置してもよい。また、複数の伝熱管１１の配列が正方形配列である場合には、制振処理において、一つの制振体５０が隣接する四つ伝熱管１１に接するように、制振体５０を配置してもよいし、一つの伝熱管１１に隣接する四つの伝熱管１１のうちの二つの伝熱管１１に接するように、制振体５０を配置してもよい。
【００９５】
また、本実施形態において、筒体６１に、その外周側から内周側へ貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔にくさび部材を嵌め込むことで、支持解除状態の弾性体５５をくさび部材により移動させて、この弾性体５５を支持状態にするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０：管群構造物、１１：伝熱管、１２，１３：支持板、１４：保持ロッド、１５：ケーシング、２０，３０：袋体、２１：袋本体、２５：弁、２９，３９，６９：紐、４０：粒状体、５０：制振体、５５：弾性体、５６：接触部、５７：被支持部、５８：首部、６０：支持体、６４：嵌合孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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