(57)【要約】  スロット付き支持バッフルと阻止バッフルとが、管束デバイス用に開示される。バッフルは、阻止領域を含み、阻止領域は、熱伝達を改善するために、管束デバイス内部の流体の流れを再指向する。スロット付き支持バッフルは、スロットおよびリブ構造を含み、これが管束の管を支持する。支持バッフルは、細長い管支持具と組み合わせて使用されることがある。【選択図】図２
2010506128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング；
前記ハウジングの内部に位置する管束であって、互いに平行に管列として配列された複数の管を有する管束；および
形成された複数の離隔されたスロットを有する少なくとも１つのスロット付き支持バッフルであって、前記複数の離隔されたスロットがそれぞれ、中を通して前記管を少なくとも１つ受けるようにサイズ設定された、少なくとも１つのスロット付き支持バッフル
を備え、
前記各スロット付き支持バッフルが、外周縁を有し、かつ前記外周縁と前記複数の離隔されたスロットの間に阻止領域が形成され、
前記阻止領域が、前記ハウジングと前記管束外側の管の間の間隙内に位置するようにサイズ設定される
ことを特徴とする管束デバイス。
【請求項２】
少なくとも１つの阻止バッフルを更に備え、前記各阻止バッフルが、
外周縁を有する阻止プレート；
中を通る前記管束の管を受けるようにサイズ設定された少なくとも１つのプレート開口；および
前記阻止プレートの前記外周縁と、前記少なくとも１つのプレート開口の間に形成された阻止プレート阻止領域
を備え、
前記阻止プレート阻止領域が、前記ハウジングと前記管束外側の管の間の間隙の内部に実質的に位置するようにサイズ設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の管束デバイス。
【請求項３】
前記管束が、前記管束の管の一部を、前記管束の別の部分の管から分離する少なくとも１つの区画レーンを有し、
前記少なくとも１つの阻止バッフルがそれぞれ、内部に形成された少なくとも１つの区画レーン阻止プレート阻止領域を有し、
前記少なくとも１つの区画レーン阻止プレート阻止領域がそれぞれ、前記管束の対応する少なくとも１つの区画レーンの内部に受けられるようにサイズ設定される
ことを特徴とする請求項２に記載の管束デバイス。
【請求項４】
前記管束が、前記管束の管の一部を、前記管束の別の部分の管から分離する少なくとも１つの区画レーンを有し、
前記少なくとも１つのスロット付き支持バッフルがそれぞれ、内部に形成された少なくとも１つの区画レーン阻止領域を有し、
各区画レーン阻止領域が、前記管束の前記対応する区画レーンの内部に受けられるようにサイズ設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の管束デバイス。
【請求項５】
前記各支持バッフルが、
前記阻止領域の一部と前記区画レーン阻止領域の間で、前記少なくとも１つの区画レーン阻止領域の片側に位置する前記複数のスロットの第１の群；および
前記阻止領域の別の部分と前記区画レーン阻止領域の間で、前記区画レーン阻止領域の別の側に位置する前記複数のスロットの第２の群
を備えることを特徴とする請求項４に記載の管束デバイス。
【請求項６】
前記各スロット付き支持バッフルが、複数の支持リブを更に備え、
前記各支持リブが、前記複数のスロットに実質的に平行に延在する
ことを特徴とする請求項５に記載の管束デバイス。
【請求項７】
前記各スロット付き支持バッフルが、前記支持リブおよび前記スロットに実質的に直交する方向に延在する少なくとも１つの補強リブを更に備え、
前記各リブが、前記少なくとも１つのリブと前記少なくとも１つのスロットに交差する
ことを特徴とする請求項６に記載の管束デバイス。
【請求項８】
少なくとも１つの第１の方向付けられたスロット付き支持バッフルと、少なくとも１つの第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルを備え、
前記第１の方向付けられたスロット付き支持バッフルがそれぞれ、隣接する前記第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルから離隔され、
前記第１の方向付けられたスロット付き支持バッフルにある前記複数の離隔されたスロットが、第１の向きを有し、
前記第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルにある前記複数の離隔されたスロットが、前記第１の向きとは異なる第２の向きを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の管束デバイス。
【請求項９】
前記管束が、前記管束の管の一部を、前記管束の別の部分の管から分離する少なくとも１つの区画レーンを有し、
前記第１の方向付けられたスロット付き支持バッフルそれぞれと、前記少なくとも１つの第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルそれぞれが、内部に形成された少なくとも１つの区画レーン阻止領域を有し、
前記少なくとも１つの区画レーン阻止領域がそれぞれ、前記管束の対応する前記区画レーンの内部に受けられるようにサイズ設定される
ことを特徴とする請求項８に記載の管束デバイス。
【請求項１０】
前記第１の方向付けられたスロット付きバッフルそれぞれと、前記少なくとも１つの第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルそれぞれが、
第１のスロット群；および
前記第１のスロット群から離隔され、間にある区画レーン阻止領域によって分離された第２のスロット群
を備えることを特徴とする請求項９に記載の管束デバイス。
【請求項１１】
少なくとも１つの阻止バッフルを更に備え、各阻止バッフルが、
外周縁を有する阻止プレート；
中を通して前記管束の管を受けるようにサイズ設定された少なくとも１つのプレート開口；および
前記阻止プレートの前記外周縁と、前記少なくとも１つのプレート開口の間に形成された阻止プレート阻止領域
を備え、
前記阻止プレート阻止領域が、前記ハウジングと前記管束外側の管の間の間隙内に実質的に位置するようにサイズ設定される
ことを特徴とする請求項８に記載の管束デバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの阻止バッフルの１つが、隣接する前記第１の方向付けられたスロット付きバッフルと前記第２の方向付けられたスロット付きバッフルの間に位置することを特徴とする請求項１１に記載の管束デバイス。
【請求項１３】
少なくとも１つの細長い管支持部材を更に備え、
前記少なくとも１つの細長い管支持部材が、隣接する管列の間に形成された空間内に選択的に位置され、
前記各細長い管支持部材が、前記管束内の隣接する管に係合するための管係合区域を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の管束デバイス。
【請求項１４】
少なくとも１つの細長い管支持部材を更に備え、
前記少なくとも１つの細長い管支持部材が、隣接する管列の間に形成された空間内に選択的に位置され、
前記各細長い管支持部材が、前記管束内の隣接する管に係合するための管係合区域を有し、
前記少なくとも１つの細長い管支持部材が、隣接する前記第１の方向付けられた支持バッフルと前記第２の方向付けられた支持バッフルの間に位置する
ことを特徴とする請求項８に記載の管束デバイス。
【請求項１５】
少なくとも１つの細長い管支持部材を更に備え、
前記少なくとも１つの細長い管支持部材が、隣接する管列の間に形成された空間内に選択的に位置され、
前記各細長い管支持部材が、前記管束内の隣接する管に係合するための管係合区域を有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の管束デバイス。
【請求項１６】
管束内の複数の管を支持するために使用するスロット付き支持バッフルであって、
外周縁を有するプレート；
前記プレートに形成された複数の離隔されたスロット；および
前記外周縁と前記複数の離隔されたスロットの間に形成された阻止領域
を備え、
前記複数の離隔されたスロットがそれぞれ、中を通して前記管束内の管の少なくとも１つを受けるようにサイズ設定されることを特徴とするスロット付き支持バッフル。
【請求項１７】
前記阻止領域の一部を前記阻止領域の別の部分と相互接続する、内部に形成された少なくとも１つの区画レーン阻止プレート阻止領域を更に備え、
前記複数のスロットの第１の群が、前記阻止領域の一部と前記区画レーン阻止領域の間で、少なくとも１つの区画レーン阻止領域の１つの片側に位置され、
前記複数のスロットの第２の群が、前記阻止領域の別の部分と前記区画レーン阻止領域の間で、前記少なくとも１つの区画レーン阻止領域の１つの別の側に位置する
ことを特徴とする請求項１６に記載のスロット付き支持バッフル。
【請求項１８】
複数の支持リブを更に備え、前記各支持リブが、前記複数のスロットに実質的に平行に延在することを特徴とする請求項１７に記載のスロット付き支持バッフル。
【請求項１９】
前記各スロット付き支持バッフルが、前記支持リブおよび前記スロットに実質的に直交する方向に延在する少なくとも１つの補強リブを更に備え、
前記各リブが、少なくとも１つの前記リブおよび少なくとも１つの前記スロットに交差する
ことを特徴とする請求項１８に記載のスロット付き支持バッフル。
【請求項２０】
複数のリブを更に備え、
前記各リブが、前記阻止領域の一部から前記阻止領域の別の部分に延在し、かつ
前記各リブが、前記複数のスロットおよび前記区画レーン阻止部分に実質的に平行に延在する
ことを特徴とする請求項１９に記載のスロット付き支持バッフル。
【請求項２１】
複数の管を有する管束デバイスと共に使用する阻止バッフルであって、
外周縁を有するプレート；
前記プレートに形成された一対の開口；および
前記外周縁と前記一対の開口の間に形成された阻止領域
を備え、
前記一対の開口がそれぞれ、前記管束デバイスの管の一部を受けるようにサイズ設定される
ことを特徴とする阻止バッフル。
【請求項２２】
前記阻止領域の一部を前記阻止領域の別の部分と相互接続する、内部に形成された少なくとも１つの区画レーン阻止プレート阻止領域を更に備えることを特徴とする請求項２１に記載の阻止バッフル。
【請求項２３】
管束デバイス内部の流体の流れを制御する方法であって、
前記管束デバイスが、ハウジングと、内部に位置する管束を有し、
前記管束が、複数の離隔された平行な管を有し、
前記ハウジングと前記管束の間に間隙が存在し、
前記管束が、前記離隔された平行な管の第１の群を、前記離隔された平行な管の第２の群から分離する区画レーンを有し、
前記間隙内の流体の流れの少なくとも一部を前記管束に向けて再指向する工程；および
前記区画レーン内の流体の流れの少なくとも一部を前記管束に向けて再指向する工程
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記間隙内の流体の流れの少なくとも一部を前記管束に向けて再指向する工程が、形成された複数の離隔されたスロットを有する少なくとも１つのスロット付き支持バッフルを前記管束での所定の位置に提供する工程を含み、
前記複数の離隔されたスロットがそれぞれ、中を通して前記管の少なくとも１つを受けるようにサイズ設定され、
各スロット付き支持バッフルが、外周縁を有し、
前記外周縁と前記複数の離隔されたスロットの間に阻止領域が形成され、
前記阻止領域が、前記ハウジングと前記管束デバイス外側の管の間の間隙内に実質的に位置するようにサイズ設定され、
前記阻止領域が、流体の流れを、前記間隙から前記複数の離隔されたスロットに向けて再指向する
ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記間隙内の流体の流れの少なくとも一部を前記管束に向けて再指向する工程が、前記管束に沿って所定の位置に少なくとも１つの阻止バッフルを提供する工程を含み、
前記各阻止バッフルが、外周縁を有する阻止プレートと、中を通して前記管束デバイスの管を受けるようにサイズ設定された少なくとも１つのプレート開口を有し、
前記阻止プレートの前記外周縁と前記少なくとも１つのプレート開口の間に阻止プレート阻止領域が形成され、
前記阻止プレート阻止領域が、前記ハウジングと前記管束デバイス外側の管の間の間隙内に位置するようにサイズ設定され、
前記阻止プレート阻止領域が、流体の流れを、前記間隙から前記複数の離隔されたスロットに向けて指向する
ことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、原子炉、電気加熱器、または管若しくは他の要素を通る流体の流れを有する平行な円筒形状の任意の集合体などのデバイスにおける、熱交換器、凝縮器、および管若しくはロッド状要素の集合体を有する同様の流体取扱い機器などの管束デバイスに関する。特に、本発明は、束内部の個々の管に対する支持を提供するため、および熱交換器シェル内部の流体の流れを束の熱伝達管に向けて指向するために、束と関連して使用するバッフル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
シェルや管熱交換器などの管束機器、およびフローダンパや整流器など他の同様の流体取扱いデバイスは、機器を通して流体を伝達するために束状に組織された管を利用する。そのような管束では、典型的には、管の内部を通る流体流れと、管の外部にわたる流体流れとが存在する。束内の管の構成は、管が設置される管板によって定められる。管に関する１つの一般的な構成は、互いに直交して整列された、各対または列の間の管レーン（管間の直線経路）を有する整列された列として設置された管を有する長方形または正方形構成である。この構成では、各管は、管束の周縁以外では８つの他の管に隣接し、その列を隣接する２つの列から分離する管レーンを挟んで、対応する管に直接対向する。三角形管構成では、各管が６つの他の管（同じ列内の２つの隣接する管と、２つの隣接する列内の４つの管）に隣接するように、１つおきの列にある管が互いに整列される。
【０００３】
機器サイズを減少することによって資本コストを減少するために、または生産性因子を増加するために、しばしば、既存の交換器のスループットの増加が望まれる。熱交換器でのレートの増加を評価するときに関連する一般的な制限因子は、管の流れ誘発振動損傷の可能性である。管の周りの流体流れパターンは、管束内で、組織された振動性質またはランダムな振動性質の流れ誘発振動をもたらすことがあり、管と周囲の流体との間で熱伝達が行われる熱交換器などのデバイスの場合には、流体が管の周りを循環して流れるときに、流体の速度、温度、および密度の変化が、振動の可能性を高めることがある。これらの振動が何らかの臨界振幅に達する場合、束の損壊が生じることがある。管振動問題は、熱交換器機器が元の管とは異なる材料の管に交換される場合、例えば比較的剛性の材料が、より軽量の管で置き換えられる場合に悪化することがある。また、機器がより厳しい動作要件を課されるときに、例えば、他の既存の機器が最新のものにされ、以前には満足のいくものであった熱交換器が、新たな条件下では流れ誘発振動を受けるときに、流れ誘発振動が生じることもある。熱交換器が流れの中に依然としてあり、しかし熱伝達が生じない特定の条件下で、更には、熱伝達を伴う、または伴わない、流れの中にロッドまたはロッド状要素の集合体を有する他の束デバイスにおいて、振動が生じることさえありうる。
【０００４】
いくつかの様々な機器設計が、管振動の問題に対処するために改良されている。一例は、ロッド・バッフル設計である。ロッド・バッフル熱交換器は、管を支持するため、および振動に対して管を固定するためにロッド・バッフルを利用するシェルおよび管タイプの熱交換器である。用語「バッフル」は、管束の長さに沿って約１５ｃｍごとに配置されたケージを表し、その中で、ケージ状管支持構造を形成するために複数の支持ロッドの端部が接続される。それゆえ、用語「ロッド・バッフル」が用いられる。しかし、ロッド・バッフル交換器は、従来のシェルおよび管交換器よりも約３０〜４０％高価である傾向があり、かつこの種の管束デバイスが流れ誘発振動により故障する状況が生じている。ロッド・バッフルは、非常に精密な寸法を有さなければならない。ロッド・バッフル内のロッドのサイズがわずかに小さい場合、管チャタリングが生じる。ロッドのサイズがわずかに大きい場合、管装填が非常に難しくなり、高価になる。ロッド・バッフル熱交換器は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４に記載されている。
【０００５】
特許文献３に記載されるように、ガス圧縮用途などロッド・バッフル設計のいくつかの用途は、長手方向の流れから利益を得て、シェル側圧力損失が最小にされる。シェル側圧力損失の減少は、ロッド・バッフル間隔を増大し、それによりロッド・バッフルの数を減少することによって達成されることがあり、または、管ピッチ寸法、即ち、管の中心から測定される隣接する２つの管列の間の距離を増加することによって管の数を減少することによって達成されることがある。バッフル間隔の増大は、流れ誘発管振動発生の可能性を高めるので、バッフル間隔を増大することは、通常は魅力的な選択肢でない。特許文献３に記載されるロッド・バッフル設計が、ロッド・バッフル構成の圧力降下問題に対処する試みを提示する。
【０００６】
代替設計は、「エッグクレート（Ｅｇｇｃｒａｔｅ）」支持設計である。しかし、これは、ロッド・バッフル設計よりも更に高価である。ロッド・バッフルと同様に、エッグクレートも、管チャタリングを受け易く、それが管故障をもたらすことがある。チャタリングは、支持具と管外径との間の間隙により、管が管支持具にぶつかる運動である。間隙は、束が構成されるときにエッグクレート支持具を通して管を挿入することを可能にするために必要とされる。
【０００７】
良好な機器設計に加えて、管振動を低減するために他の手段が取られることもある。管支持デバイス、またはこれらの支持デバイスとして一般に知られている（本明細書で言及される）管ステークが、流れ誘発振動を制御するため、および管の過剰な移動を防止するために管束内に設置されることがある。いくつかの管支持具または管ステークが提案され、市販されている。Ｗｉｌｌｉａｍｓに付与された特許文献５、Ｈａｈｎに付与された特許文献６、Ｈａｈｎに付与された特許文献７およびＨａｈｎに付与された特許文献８が、例えば、振動を低減するために管束内に挿入することができる様々なタイプの管ステークまたは管支持具を記載する。また、改良された管ステークがＷａｎｎｉらに付与された特許文献９に示されており、その開示を参照により本明細書に具体的に援用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４，３４２，３６０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３８８，６３８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５５３，６６５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，６４２，７７８号明細書
【特許文献５】米国特許第４，６４８，４４２号明細書
【特許文献６】米国特許第４，９１９，１９９号明細書
【特許文献７】米国特許第５，２１３，１５５号明細書
【特許文献８】米国特許第６，４０１，８０３号明細書
【特許文献９】米国特許第７，０３２，６５５号明細書
【特許文献１０】米国特許出願第１１／１２８，８８４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、束デバイス内で管を支持する少なくとも１つのバッフルを有する管束デバイス（例えば、熱交換器）を提供することである。少なくとも１つのバッフルは、少なくとも１つのスロット付き支持バッフルからなることがあり、このバッフルは、管束内部で管を支持し、同時にまた、管束デバイスおよび少なくとも１つの阻止バッフルの内部の流体の流れを制御し、これが管束デバイス内部の流体の流れを制御する。
【００１０】
管束デバイスは、ハウジングまたはシェルと、ハウジングまたはシェルの内部に位置する管束とを含む。管束は、管列として互いに平行に配列された複数の管を有する。管束は、管束内の管の１つの群を管束内の管の別の群から分離する少なくとも１つの区画レーンを含むことがある。管束内の区画レーンの数は、管束を通して管が成すパスの数に依存する。単一パス管束デバイスの場合、区画レーンが省かれることがある。管束デバイスを通る複数のパスが想定されるとき、管束デバイスは、管束をいくつかの区域に分割するために１つまたは複数の区画レーンを含む。
【００１１】
本発明の一態様によれば、管束デバイスは、少なくとも１つのスロット付き支持バッフルを含む。スロット付き支持バッフルは、管束内部の個々の管のための支持を提供する。各支持バッフルは、そこに形成された複数の離隔されたスロットを含む。スロットはそれぞれ、中を通して管束の管の少なくとも１つを受け取るようにサイズ設定される。各スロットの断面は、管束デバイス内部の管の簡単な挿入のために、管の外径よりもわずかに大きい。各スロット付き支持バッフルは、外周縁と、外周縁と複数の離隔されたスロットとの間に形成された阻止領域とを有する。阻止領域は、そこを通る流体の流れを妨げる。その結果、管束デバイスを通って流れる流体は、流体が阻止領域に接触するときに管束に向けて内側に指向される。阻止領域は、ハウジングと管束デバイスの外側管との間の間隙の内部に位置するようにサイズ設定される。また、各スロット付き支持バッフルは、内部に形成された少なくとも１つの区画レーン阻止領域を含むことがある。区画レーン阻止領域は、管束の１つまたは複数の区画レーンの内部に受け取られるようにサイズ設定される。区画レーン阻止領域は、区画レーンを通る流体の流れを妨げる。その結果、区画レーンを通って流れる流体は、流体が区画レーン阻止領域に接触するときに管束の管に向けて指向される。単一パス管束デバイスの場合、区画レーンが省かれるものと想定されている。各スロット付き支持バッフルは、管束内の区画レーンに対応する複数の阻止領域を含むことがある。
【００１２】
本発明の一態様によれば、各支持バッフルは、阻止領域の一部と区画レーン阻止領域との間で、区画レーン阻止領域の片側に位置する複数のスロットの第１の群と、阻止領域の別の部分と中央阻止領域との間で、区画レーン阻止領域の別の側に位置する複数のスロットの第２の群とを含むことがある。スロットは、区画レーン阻止領域に実質的に平行な方向に延在することがある。或いは、スロットは、区画レーン阻止領域に実質的に直交する方向に延在してもよい。支持リブが、スロットの間に延在する。状況によっては（即ち、より大きなバッフル・サイズ）では、リブが補強を必要とすることがある。本発明の別の態様によれば、各スロット付き支持バッフルが、更に、支持リブおよびスロットに実質的に直交する方向に延在する少なくとも１つの補強リブを含むことがあり、各リブが、少なくとも１つのリブと少なくとも１つのスロットとに交差する。
【００１３】
本発明の一態様によれば、管束デバイスが、少なくとも２つのスロット付き支持バッフルを含むものと想定されている。特に、管束デバイスが、少なくとも１つの第１の方向付けられたスロット付き支持バッフルと、少なくとも１つの第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルとを含むものと想定されている。第１の方向付けられたスロット付き支持バッフルはそれぞれ、隣接する第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルから離隔される。そのような構成では、第１の方向付けられたスロット付き支持バッフルにある複数の離隔されたスロットが、第１の向きを有し、第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルにある複数の離隔されたスロットが、第１の向きとは異なる第２の向きを有する。第１の方向付けられたスロット付き支持バッフルと第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルとに関する区画レーン阻止領域が、同じ向きを有することがある。第１の方向付けられたスロット付きバッフルそれぞれと、少なくとも１つの第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルそれぞれとが、区画レーン阻止領域の片側に位置する第１のスロット群と、区画レーン阻止領域の別の側に位置する第２のスロット群とを含む。第１の方向付けられたスロット付き支持バッフルに関する第１の群の各スロットと第２の群の各スロットとが、区画レーン阻止領域に実質的に平行な方向に延在することがある。第２の方向付けられたスロット付き支持バッフルに関する第１の群の各スロットと第２の群の各スロットとが、区画レーン阻止領域に実質的に垂直な方向に延在する。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、管束デバイスは、少なくとも１つの阻止バッフルを含む。支持バッフルとは異なり、阻止バッフルは、管を支持しない。その代わり、阻止バッフルは、管束デバイス内部の流体の流れを制御する働きをする。各阻止バッフルが、外周縁と、中を通して管束デバイスの管を受け取るようにサイズ設定された少なくとも１つのプレート開口とを有する阻止プレートを含む。阻止プレート阻止領域が、阻止プレートの外周縁と少なくとも１つのプレート開口との間に形成される。阻止プレート阻止領域は、そこを通る流体の流れを妨げる。その結果、管束デバイスを通って流れる流体は、流体が阻止プレート阻止領域に接触するときに管束に向けて内側に指向される。阻止プレート阻止領域は、ハウジングと管束の外側管との間の間隙の内部に位置するようにサイズ設定される。更に、阻止プレート・バッフルは、内部に形成された少なくとも１つの区画レーン阻止プレート阻止領域を含むことがある。区画レーン阻止プレート阻止領域の数は、管束内部の区画レーンの数に依存する。上述したように、管束は、区画レーンを含まないこともある（例えば、単一パス熱交換器は、典型的には区画レーンを含まない）。従って、区画レーン阻止プレート阻止領域が省かれることがある。各区画レーン阻止プレート阻止領域は、管束デバイスの対応する区画レーンの内部に受け取られるようにサイズ設定される。例えば、阻止プレート・バッフルが、中を通る２つのパスを有するＵ字湾曲管束デバイスで使用されるとき、区画レーン阻止プレート阻止領域は、プレートの２つの開口の間の阻止プレート阻止領域の両側から延在することがある。区画レーン・プレート阻止領域は、そこを通る流体の流れを妨げる。その結果、区画レーンを通って流れる流体は、流体が区画レーン阻止プレート阻止領域に接触するときに管束の管に向けて指向される。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、阻止バッフルは、隣接するスロット付き支持バッフルの間に位置する。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、振動を低減するために管束の管を支持するために、少なくとも１つの細長い管支持部材が提供される。各細長い管支持部材が、隣接する管列の間に形成される空間内に選択的に位置する。細長い管支持具は、阻止バッフルとスロット付き支持バッフルとの間で管の間に挿入されることがある。
【００１７】
本発明の別の態様は、管束デバイス内部の流体の流れを制御する方法を提供することである。この方法は、間隙内の流体の流れの少なくとも一部を管束に向けて再指向するステップを含む。この方法は、更に、区画レーン内の流体の流れの少なくとも一部を管束に向けて再指向するステップを含む。流体流れの再指向は、管束に沿って選択された位置にバッフルを位置させることによって達成される。スロット付き支持バッフルおよび阻止バッフルにある阻止領域および阻止プレート阻止領域は、流体の流れを、ハウジングまたはシェルと管束との間の間隙から管束内へ再指向して、熱伝達を改善する。区画レーン阻止領域は、流体の流れを区画レーンから再指向して、熱伝達を改善する。
【００１８】
次に、本発明を、添付図面に関連付けて説明する。図面中、同じ参照符号は、同じ要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるバッフルを使用して支持される管を有する管束の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による垂直スロットを有するスロット付きバッフルの端面図である。
【図３】本発明の一実施形態による水平スロットを有するスロット付きバッフルの端面図である。
【図４】図３に示される水平スロットを有するスロット付きバッフルの変形形態の端面図である。
【図５】本発明の一実施形態による阻止バッフルの端面図である。
【図６】本発明の一実施形態に従って使用される管ステークの概略図である。
【図７】本発明に従って使用される別の管ステークの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を、図面に関連付けてより詳細に説明する。図１は、本発明の一態様による管束１０の概略図である。管束１０は、管束デバイス１（例えば、熱交換器、または他の適切な熱伝達構成要素）の一部である。管束１０は、複数の平行な管１１を含む。本発明は管に限定されないものと想定されている。ロッドおよび他の熱伝達または流体流れ要素が採用されることもあり、本発明の範囲内で好適とみなされるものと想定されている。図１に示されるように、平行な管１１は、一対の管板１３および１４の間に延在する。管板１３は、ハウジングまたはシェル２０に溶接された固定管板であってよい。また、管板１３は、ハウジング２０に固定されているが溶接されてはいない静止管板であってもよい。図１に例示される管板１４は、浮動管板である。管１１は、長方形状で構成されることがある。しかし、本発明は、複数の管板１３および１４の間に延在する平行な管に限定されるものとは意図されていない。単一の管板が使用されることもあるものと想定されている。そのような構成では、平行な管が、束の片側に沿って延在し、Ｕ字湾曲部分を通って、束の反対側に沿って戻る。管束１０は、従来の様式で管束デバイス１の周囲シェルまたはハウジング２０内に取り付けられるものと想定されている。
【００２１】
管束デバイス１は、管束１０を取り囲むシェルまたはハウジング２０を含む。典型的には、管１１の内部を通る流体流れと、シェル２０の内部で管１１の外部にわたる流体流れとの両方が存在する。上述したように、束１０の損壊を回避するために、管束１０の内部での流れ誘発振動を低減する必要がある。また、管束の振動を低減するためのアセンブリを提供することも望ましく、このアセンブリは、流体の流れを、管束デバイスのシェル２０から管束１０に向けて内側に、管１１に向けて指向する。流体の流れを、シェル２０から管束１０の管１１に向けて指向すること、および任意の管を含まない束の区画レーンから管１１に向けて指向することによって、熱伝達が改善される。
【００２２】
本発明の一態様によれば、熱交換器１の管束１０は、垂直スロットを有する少なくとも１つのスロット付きバッフル３０を設けられる。垂直スロットを有するスロット付きバッフル３０は、振動を低減するために、束１０内の管１１のための支持を提供する。スロット付きバッフル３０の阻止領域は、任意の迂回流を、最外管１１とシェル２０の内径との間から管１１に向けて内側に再指向するように構成される。本発明の一実施形態による垂直スロットを有するスロット付きバッフル３０が、図２に例示される。垂直スロットを有するスロット付きバッフル３０は、シェル２０の内径に対応する外径を有するプレートから構成される（プレートの外径は、シェルの内径よりもわずかに小さい）。プレートは、そこに形成された複数の切欠３２および３３を含む。切欠３２および３３は、切断、レーザ切断、研削、水切断、スタンピング、およびパンチングを含めた、しかしそれらに限定されない、プレートに切欠を作成することができる複数の手段の任意の１つによって形成されうるものと想定されている。切欠３２は、内部にタイ・バー５を受け取るようにサイズ設定される。また、タイ・バー５が、切欠３２を受け取るための相補切欠を含むこともあるものと想定されている。切欠３３は、スキッド・バー６を受け取るようにサイズ設定される。スキッド・バー６は、シェル２０内への管束１０の挿入中の支持を保証するために提供される。切欠３２および３３は、スロット付きバッフル３０と、水平スロットを有するスロット付きバッフル４０または５０（以下に説明する）と、阻止バッフル６０（以下に説明する）とが適切な向きで保たれることを保証する。タイ・バー５と、スキッド・バー６と、バッフル３０、４０、および６０とが、一体となって剛性ケージを形成し、これが束１０の管１１の挿入を容易にする。タイ・バー５およびスキッド・バー６は、好ましくは、バッフル３０、４０、および５０の切欠３２および３３に溶接またはその他の手段で固定される。タイ・バー５は、プレートの周縁を越えて延在しないようにサイズ設定されるものと想定されている。しかし、スキッド・バー６は、好ましくは、約１／３２インチ、即ち０．８ｍｍだけプレートの周縁を越えて外側に延在する。スキッド・バー６はレールを形成し、束１０が、シェル２０の内部で定位置まで摺動されるときにそのレールに乗る。
【００２３】
プレートの周縁から内側に、プレートの中央に向かって、阻止領域３４が延在する。阻止領域３４は、管束１０とシェル２０の内面との間の領域をほぼ占有するようにサイズ設定される。シェルまたはハウジング２０内への束１０の挿入を可能にするために、シェル２０の内面とバッフル３０の外周縁との間に小さな間隙が残るものと想定されている。阻止領域３４は、管束１０とシェル２０との間の空間内部を流れる流体の流れを阻止するために提供される。阻止領域３４は、束１０を迂回する流体の流れを最小限にするために、管束デバイス１内部の流れをシェル２０から管束１０の管１１に向けて再指向する。これは、より多くの流体を管１１の熱交換面を通るように指向することによって、熱交換器の効率を改善する。
【００２４】
典型的には、管束１０は、管束１０内部の管１１を別個の群に分離する少なくとも１つの区画レーンを含む。区画レーンは、任意の管１１を含まない。区画レーンは、水平および垂直向きを有することがある。区画レーンを通って流れる流体は、管１１の熱伝達面に接触しない。従って、熱伝達を改善するために、束１０内部の流体の流れを区画レーンから管１１に向けて再指向することが望ましい。バッフル３０は、少なくとも１つの区画レーン阻止領域３５を含む。少なくとも１つの区画レーン阻止領域３５は、管束１０の区画レーンの内部に受け取られるようにサイズ設定される。阻止領域３４と同様に、区画レーン阻止領域３５は、熱交換器１のシェル内部の流体の流れを管束１０の管１１に向けて再指向する。区画レーン阻止領域３５は、管１１を迂回する流体の量を最小にするために、区画レーン内部の流体の流れを束１０の管１１に向けて再指向する。また、これは、より多くの流体を管１１の熱交換面を通るように指向することによって、熱交換器の効率を改善する。束１０内の管１１にわたるこのクロスフロー成分の存在は、本発明によるバッフルを有さないこのタイプの交換器で通常生じる純粋な軸方向の流れに比べて熱伝達を改善する。
【００２５】
図２に示されるように、スロット付きバッフル３０は、区画レーン阻止領域３５の両側に位置する複数の垂直スロット３６を含む。図２に例示されるスロット付きバッフル３０は、中央区画レーンを有する管束において使用するために（即ち、管束デバイスを通る２つのパスを有するＵ字湾曲管束において使用するために）構成される。単一パス管束デバイスの場合、区画レーンが省かれる。従って、スロット３６が、スロット付きバッフル３０全体にわたって延在する。スロット３６は、管束１０の管１１を受け取って支持するようにサイズ設定される。例示の目的で、管束１０の複数の管１１が図２に示される。図示されるように、垂直スロット３６は、区画レーン阻止領域３５にほぼ垂直な方向に延在する。上述したように、区画レーンは、水平向き、垂直向き、および／または垂直に向けられたセグメント、および水平に向けられたセグメントを有することがあるものと想定されている。従って、区画レーン阻止領域３５も、水平向き、垂直向き、または垂直に向けられたセグメント、および水平に向けられたセグメントを有することがある。垂直スロット３６は、水平区画レーンまたは水平区画セグメントに垂直であり、垂直区画レーンまたは垂直区画セグメントに平行である。スロット３６は、束１０内の管１１の列に対応するように配列される。垂直方向に延在する複数のリブ３７が、バッフル３０に提供される。図２に示されるように、各リブ３７は、スロット３６の間に垂直に延在する。各リブ３７は、好ましくは、管束１０内の隣接する管１１の間隔よりもわずかに小さい厚さを有する。以下でより詳細に説明するように、この間隔は、管１１を束として簡単に装填することができるので、組立てプロセスを補助する。
【００２６】
本発明によれば、スロット３６は、切断、レーザまたは水切断、穴開け、およびスタンピングによって形成することができる。少なくとも１つの管１１を受け取るようにサイズ設定されたスロット３６を作成することができるという条件の下で、他の製造技法も本発明の範囲内で好適とみなされるものと想定されている。また、製造技法は、複数のバッフル３０の作成に適していることが好ましい。
【００２７】
バッフル３０のサイズは、交換器１のサイズに基づく。状況によっては、スロット３６の長さは、安定性および強度の面でリブ３７が追加の補強を必要とするほど十分に長い。この補強は、プレートの厚さを増加することを含めたいくつかの手段の１つで達成することができる。また、リブ３７にほぼ直交して延在する少なくとも１つの補強リブを含むこともできる。このリブは、安定性のためにリブ３７に相互接続することがある。補強リブは、リブ３７の幅と同じ、またはリブ３７の幅よりも大きい幅を有する。補強リブの一例が、図４にリブ４８として例示される。
【００２８】
熱交換器１の管束１０は、水平スロットを有する少なくとも１つのスロット付きバッフル４０を設けられる。図３は、振動を低減するために、束１０内の管１１のための支持を提供する水平スロットを有するスロット付きバッフル４０を例示する。バッフル３０と同様に、バッフル４０は、流体の流れを、管束１０の外側管１１とシェル２０の内面との間の間隙から、シェル２０から束１０内の管１１に向けて内側に、かつ区画レーンから管１１に向けて外側に再指向するように構成される。スロット付きバッフル４０は、シェル２０の通常の円周に対応する外周を有するプレートから構成される。プレートは、そこに形成された、バッフル３０に関連して上述した複数の切欠３２および３３を含む。
【００２９】
プレートの周縁からプレートの中央に向かって内側に、阻止領域４４が延在する。阻止領域４４は、阻止領域３４と同様の構成を有する。阻止領域４４は、束１０を迂回する流体の流れを最小にするために、管束デバイス内部の流れをシェル２０から管束１０の管１１に向けて指向するように構成される。これは、より多くの流体を熱交換面を通るように指向することによって、熱交換器の効率を改善する。また、バッフル４０は、少なくとも１つの区画レーン阻止領域４５を含むことがある。区画レーン阻止領域３５と同様に、区画レーン阻止領域４５は、管束１０の区画レーンの内部に受け取られるようにサイズ設定される。阻止領域４４と同様に、区画レーン阻止領域４５は、管束デバイス１内部の流体の流れを管束１０の管１１に向けて再指向する。区画レーン阻止領域４５は、管１１を迂回する流体の量を最小にするために、区画レーン内部の流体の流れを束１０の管１１に向けて再指向する。単一管パス交換器では、区画レーンが存在しないことがある。
【００３０】
図３に示されるように、スロット付きバッフル４０は、複数の水平スロット４６を含む。図３における２パス管束デバイスで示されるように、スロット４６は、区画レーン阻止領域３５の両側に位置する。スロット４６は、管束１０の管１１を受け取って支持するようにサイズ設定される。例示の目的で、管束１０の複数の管１１が図３に示される。図示されるように、水平スロット４６は、区画レーン阻止領域３５にほぼ垂直な方向に延在する。上述したように、区画レーンは、水平向き、垂直向き、および／または垂直に向けられたセグメント、および水平に向けられたセグメントを有することがあるものと想定されている。従って、区画レーン阻止領域３５も、水平向き、垂直向き、または垂直に向けられたセグメント、および水平に向けられたセグメントを有することがある。水平スロット３７は、水平区画レーンまたは水平区画セグメントに平行であり、垂直区画レーンまたは垂直区画セグメントに垂直である。水平方向に延在する複数のリブ４７が、バッフル４０に提供される。図３に示されるように、各リブ４７は、スロット４６の間に延在する。各リブ４７は、好ましくは、管束１０内の隣接する管１１の間隔よりもわずかに小さい厚さを有する。
【００３１】
本発明によれば、スロット３６と同様に、スロット４６は、切断、レーザまたは水切断、穴開け、およびスタンピングによって形成することができる。少なくとも１つの管１１を受け取るようにサイズ設定されたスロット４６を作成することができるという条件の下で、他の製造技法も本発明の範囲内で好適とみなされるものと想定されている。また、製造技法は、複数のバッフル４０の作成に適していることが好ましい。
【００３２】
バッフル４０の変形形態が図４に示される。スロット付きバッフル５０は、少なくとも１つの垂直リブ４８を有する水平スロットを含む。垂直リブ４８は、リブ４７を補強するためにリブ４７に相互接続する。リブ４８は、リブ４７の幅と同じ、またはリブ４７の幅よりも大きい幅を有する。単一の垂直リブ４８が図示されるが、更なる安定性を提供するために更なるリブ４７が提供されることもあるものと想定されている。これは特に、より大きな交換器で使用されるより大きなサイズのバッフルに関して有用である。
【００３３】
用語「水平」および「垂直」は、本発明に関連して使用されるとき、個々のバッフル構成要素の他のバッフル構成要素に関する向きを表すための基準として意図されていることを、本出願人は注記する。この用語は、熱交換器内部でのバッフルの向き、またはバッフルを形成する構成要素の向きを表すことは意図されていない。管束デバイス１は、使用時にいくつかの向きの１つを有することができるものと想定されている。従って、管束デバイスは、一般に、水平に、垂直に、または水平に関して任意の角度に向けることができる。
【００３４】
熱交換器１の管束１０は、好ましくは、少なくとも１つの阻止バッフル６０を設けられる。阻止バッフル６０は、流体の流れを、シェル２０から束１０内の管１１に向けて内側に、かつ束の区画レーンから外側に指向するように構成される。本発明の一実施形態による阻止バッフル６０が、図５に例示される。阻止バッフル６０は、シェル２０の一般的な円周に対応する外周を有するプレートから構成される。プレートは、形成された複数の切欠３２および３３を含む。
【００３５】
プレートの周縁からプレートの中央に向かって内側に、阻止領域６４が延在する。阻止領域６４は、管束１０とシェル２０の内面との間の領域をほぼ占めるようにサイズ設定される。シェル２０内への管束１０の挿入を可能にするために、バッフル６０とシェル２０の内面との間に小さな間隙がある。阻止領域６４は、管束１０の外側管とシェル２０の内面との間の間隙内部を流れる流体の流れを再指向するために提供される。阻止領域６４は、束１０を迂回する流体の流れを最小にするために、熱交換器内部の流れをシェル２０から管束１０に向けて再指向する。これは、より多くの流体を、熱交換面を通るように指向することによって、熱交換器の効率を改善する。
【００３６】
上述したように、管束１０は、少なくとも１つの区画レーンを含むことがある。バッフル３０および４０と同様に、バッフル６０は、区画レーン阻止領域６５を含む。区画レーン阻止領域６５は、阻止領域３５および４５に関連して上述した様式で、管束２０の区画レーン内部に受け取られるようにサイズ設定される。阻止領域６４と同様に、区画レーン阻止領域６５は、熱交換器１内部の流体の流れを管束１０の管１１に向けて再指向する。開口６６および６７が、区画レーン阻止領域３５の両側に形成される。開口６６および６７は、中を通して束１１の管１０を受け取るようにサイズ設定される。管束１０が複数の区画レーンを含む場合、バッフル６０の開口の数は、束１０内部の管１１の群に対応するように増加する。また、管束デバイス１が単一パス・デバイスである場合、一般に区画レーンは存在しない。そのような構成では、バッフル６０は、単一の開口を含む。
【００３７】
次に、管束デバイス１の組立てをより詳細に説明する。タイ・バー５と、スキッド・バー６と、バッフル３０、４０、および６０とを使用して、管束１０用の剛性ケージが構成される。剛性ケージは、バッフル３０、４０、および６０の当該のスロット３２および３３の内部にタイ・バー５およびスキッド・バー６を固定することによって形成される。上述したように、タイ・バー５およびスキッド・バー６は、好ましくは、溶接または他の適切な取り付け機構によってスロット３２および３３の内部に固定される。図１に示されるように、スロット付きバッフル３０と、スロット付きバッフル４０または５０とが、交互パターンで２フィート〜５フィートの間隔を空けて配置される。図１に示されるように、垂直バッフルと水平バッフルとの間に、少なくとも１つの阻止バッフル６０が位置することがある。
【００３８】
剛性ケージが組み立てられると、管束１０の管１１をケージ内に挿入することができる。管１１は、バッフル３０および４０のスロット３６および４６とバッフル６０の開口６６および６７とを通して挿入することによって、束１０として装填される。バッフル３０および４０のリブ３７および４７が、管１１のための支持構造を形成するように協働する。リブ３７および４７は、管１１を支持し、管１１が隣接する管１１と接触するのを防止する。管１１がケージの内部に位置する後、管板１３および１４を束１０の端部に固定することができる。これは、各管１１の端部を管板に溶接またはその他の手段で固定することによって達成される。上述したように、管板の少なくとも１つが静止している。管の端部は、一対の管板１３に固定することができ、１つの静止管板１３と１つの浮動管板１４とに固定することもでき、または、管の両端が同じ管板１３に固定されるようにＵ字管が使用されるときには、１つの静止管板１３に固定することもできるものと想定されている。組み立てられた管束１０は、スキッド・バー６に沿ってシェル内に束１０を摺動することによって、シェル２０内に挿入される。束１０がシェル２０内部で適切に方向付けられると、管板１３がシェル２０に固定される。
【００３９】
上述したように、束１０とシェル２０との間に間隙が存在する。流体がシェル２０の内部を流れるとき、いくらかの流体は、間隙に向かって進行し、交換器の間隙領域を通って流れる。これは、交換器の熱伝達効率を効果的に低くする。流体の流れを束１０の管１１に向けて内側に再指向するために、スロット付きバッフル３０、４０、および６０が提供される。間隙内部を流れる流体が、スロット付きバッフル３０、４０、および６０と接触する。阻止領域３４、４４、５４、および６４が、間隙領域内の流体の流れを阻止して再指向する。従って、流体は、スロット３６および４６と開領域６６および６７とを通って流れるように内側に再指向される。スロット３６および４６と開領域６６および６７とを通る流体の流れにより、流体は、熱伝達面を含む管１１を通って流れる。区画レーン阻止領域３５、４５、５５、および６５は、束１０内の区画レーン内部の流体の流れを阻止または抑止する。流体が区画レーンの内部を流れるとき、区画レーン阻止領域３５、４５、および６５は、流体流れを区画レーンから管束１０内に再指向し、それにより流体が管１１と接触する。管束２０に沿って間隔を空けられた位置でのバッフル３０、４０、および６０の配置は、流体の流れを、熱伝達要素を含まない熱交換器１内部の領域から、熱伝達能力を有する領域に再指向するのに十分なものである。
【００４０】
シェル２０内部の流体の流れを再指向することに加えて、バッフル３０、４０、および５０は、管振動を低減する働きもする。バッフル３０および４０のリブ３７および４７は、互いに異なる向きを有する。バッフル３０のリブ３７と周囲の阻止領域３４および３５とが、管１１の相対移動を制限する。各管１１は、束１０内部でのそれらの位置に応じて、管１１の両側に位置する各１つのリブ３７、管１１の両側に位置する１つのリブ３７と阻止領域３４、または管１１の両側に位置する１つのリブと区画レーン阻止領域３５を有する。リブ３７と阻止領域３４および３５とが、プレート３１と同じ平面内でリブ３７に実質的に直交する方向での管１１の移動を制限する。管１１が振動し始める場合、そのような振動は、隣接するリブ３７および／または阻止領域３４および３５との接触によって減衰される。
【００４１】
図３および４に示される、バッフル４０のリブ４７と周囲の阻止領域４４または５４、および４５または５５とが、管１１の相対移動を制限する。各管１１は、束１０内部でのそれらの位置に応じて、管１１の両側に位置する１つのリブ４７、管１１の両側に位置する１つのリブ４７と阻止領域４４または５４、または管１１の両側に位置する１つのリブと区画レーン阻止領域４５または５５のいずれかを有する。リブ４７と阻止領域４４または５４、および４５または５５とが、プレート４１と同じ平面内でリブ４７に実質的に直交し、かつリブ３７に平行な方向での管１１の移動を制限する。管１１が振動し始める場合、そのような振動は、隣接するリブ４７および／または阻止領域４４または５４、および４５または５５との接触によって減衰される。
【００４２】
バッフル３０および４０、または３０および５０の使用は、協働して、束１０内部の管１１の振動を効果的に低減するが、振動を防止するには十分でない。管１１は、依然として流れによって偏向されることがあり、そのために、束１０の管１１の間で少なくとも１つの管支持ステーク７０および／または８０を使用して、より大きな軸方向強度をもたらし、振動を最小限にすることが望ましいことがある。図１に示されるように、ステーク７０および／または８０は、管束１０内部でバッフル３０、４０、５０、および６０の間で、間隔を空けられた位置に位置することがある。更に、管支持機構の使用は、正弦曲線形に各管を偏向する。これは、軸方向シェル側の流れを乱してクロスフロー成分を提供する傾向があり、それにより熱伝達を改善する。即ち、主として堅牢な管束を保証する目的で使用される管支持機構がまた、熱伝達の向上をもたらす。
【００４３】
しかし、ステーク７０または８０による完全な支持がなくても、管１１を支持し、かつ交換器１内部の流体の流れを指向するバッフル３０、４０、および６０の効果は損なわれない。長方形管構成では、リブ３７および４７の交互の垂直／水平配置により、各セットでのステーク７０が、隣接するバッフル３０および４０の一方のリブ３７および４７に平行であり、それにより管１１は、ステーク７０によって、ステーク７０と平行なリブに対してしっかりと保持される。同様に、三角形管構成では、所与の位置でのステークの向きがバッフル３０および４０の一方のリブに平行であり、管１１をそのバッフルのリブに対してしっかりと保持することが好ましい。
【００４４】
使用されうる管ステーク７０または８０は、そのような目的に一般に使用される任意のタイプのものであってよく、ただし条件として、それらは、管束内への挿入時に管離隔距離の増加を与えるように寸法設定され、ケージの支持ロッドに対して管をしっかりと保持し、常に束内で管の位置を保定するための機構を有する。従って、寸法が目的に適うものであるという条件の下で、例えば、Ｗｉｌｌｉａｍｓに付与された特許文献５、Ｈａｈｎに付与された特許文献６、Ｈａｈｎに付与された特許文献７およびＨａｈｎに付与された特許文献８に記載される管ステークが使用されることがある。しかし、好ましいタイプの管ステークは、図６および７に図示され、Ｗａｎｎｉらに付与された特許文献９およびＷａｎｎｉらによる特許文献１０に開示され、それらの開示を参照により本明細書に具体的に援用する。
【００４５】
管ステーク７０が、管束１０を補剛するために挿入され、その際、ステーク７０は、隣接するバッフル３０および４０の間の中点付近で束１０内に挿入される。そのような構成により、ステーク７０は、阻止バッフル６０に近接して位置されうる。上述したように、管１０がバッフル３０および４０による支持を受けるので、各管レーン（即ち、管１１の隣接する列間のレーン）内にステーク７０を挿入する必要はない。連続する位置で同じ管レーンに管支持ステークを挿入すると束がより強くなるが、各連続する位置で挿入レーンを交替して、ステークを１つおきの管レーンにのみ挿入することも可能である。例えば、ステークを、管束の長さに沿って、連続するステーク設置位置で、第１の位置では奇数番目の管レーンに挿入し、第２の位置では偶数番目の管レーンに挿入するなどとしてよい。ステーク７０の挿入向き（整列）は、バッフル３０および４０と同様に交互にされ、即ち、ステーク７０は、それらが束内に挿入される各場所または位置で異なる向きで挿入される。また、任意の緩い管を締め付けるために、必要であれば、束入口または出口領域、或いは任意の他の位置に追加のステークを挿入することもできる。
【００４６】
図６は、管ステークまたは支持具７０の一例を例示する。このタイプの管ステークまたは支持具は、（管束内部の）内側部分に沿った波形構成を含み、この波形構成は、管をわずかにずらして、管のための弾性支持を提供し、それと同時に、束内にステークを容易に挿入できるようにする。各ステークは、その外縁部で窪みを有し、窪みは、波形構成と同様に管をわずかにずらし、しかし、より確実に最外管に係止して、取扱い中または操作時のステーク・ストリップの望ましくない転位の可能性を最小にする。
【００４７】
管支持具またはステーク７０は、レーンの両方の側にある管１１によって画定される管レーン内に延在する金属のストリップから形成される。管束全体で、一続きの管列によって形成された列として延在する追加の管が存在し、他の管列が、同様の従来の様式で配列され、管束を形成する。これら２つの隣接管列と他の隣接管列との間の管レーンは、同様に、管束にわたって広がる。各管ステーク７０は、隆起された管係合区域の横列を有する。管係合区域は、交互の窪み７１または波形構成７２の列、またはそれらの組合せ７３として形成されることがある。そのような構成により、窪み７１および／または波形構成７２および／または組合せ７３は、ステーク７０の両側から延在する。
【００４８】
図７は、本発明に関連して使用する管支持具８０の別の例を例示する。管支持具８０は、一体に固定された金属の２つの平坦なストリップ８１、８２から形成される細長い平坦な部材を備える。管支持具８０は、少なくとも１つの管係合区域８３を含む。
【００４９】
本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正および／または変形を施すことができることは、当業者には明らかである。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内にあるという条件の下で、本明細書における装置および方法の修正形態および変形形態を包含するものと意図される。
【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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【国際調査報告】
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