(57)【要約】【課題】  熱交換チューブのメンテナンス作業に要する労力と時間を低減させる。【解決手段】  密封容器型熱交換器１は、流通流体の流入室２３と流出室２４が区画されて形成された第１容器部２と、循環する熱交換流体が充填される熱交換室３１が形成された第２容器部３とを備え、流入室２３と流出室２４とを連通する熱交換チューブ４０が熱交換室３１内に配備される。第１容器部２に、流入室２３と流出室２４の一方又は両方に臨み、開放及び閉塞可能な開口部２５を設け、熱交換チューブ４０における一方又は両方の端部４０ｅを開口部２５に臨むように第１容器部２内に延出配置した。【選択図】図２
2007024401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流通流体の流入室と流出室が区画されて形成された第１容器部と、循環する熱交換流体が充填される熱交換室が形成された第２容器部とを備え、前記流入室と前記流出室とを連通する熱交換チューブが前記熱交換室内に配備される密封容器型熱交換器において、
前記第１容器部に、前記流入室と前記流出室の一方又は両方に臨み、開放及び閉塞可能な開口部を設け、
前記熱交換チューブにおける一方又は両方の端部を前記開口部に臨むように前記第１容器部内に延出配置したことを特徴とする密封容器型熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換チューブにおける前記第１容器部内に延出された部分には、前記流入室又は前記流出室と連通する連通穴が形成されることを特徴とする請求項１に記載された密封容器型熱交換器。
【請求項３】
前記第１容器部と前記第２容器部は、仕切り部材を介して接合されており、前記熱交換チューブは、前記仕切り部材を貫通してその端部が前記第１容器側に延出されることを特徴とする請求項１又は２に記載された密封容器型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封容器内で流通流体と熱交換流体との熱交換を行う密封容器型熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種のプラントやガス導管に配置されるガバナステーションにおける配管経路には、この配管経路を流通する流体の温度補正を行うための熱交換器が配備されている。特に、前述のガバナステーションにおいては、高圧導管から導出して中低圧導管に導入するガス配管経路に対して、前述した熱交換器として、ガバナに供給される高圧ガスを加温するヒータが配備されている。
【０００３】
このような配管施設における熱交換器としては各種のものがある（例えば、下記特許文献１，２参照）。従来は、温水を溜めた開放容器内に配管を配備する温水バス型と呼ばれる熱交換器が一般に採用されていたが、近年においては、熱変換効率の向上等の利点が多い密封容器型（シェル＆チューブ型）の熱交換器がこの種の施設に採用されるようになっている。
【０００４】
この密封容器型熱交換器は、循環する熱交換流体が充填された密封容器内にガス配管等の流通流体配管に連通する熱交換部を配備した構造を有している。この密封容器型熱交換器が配管内ガスを加温するヒータとして用いられる場合には、密封容器に熱交換流体としての温水を循環させる循環経路を形成し、密封容器内に充填された温水内に多数のチューブからなる熱交換部（熱交換チューブ）を配備して、このチューブの出入り口にガス配管を連通させる構造を具備している。
【０００５】
図１は、従来の密封容器型熱交換器の構造例を示した部分断面図（同図（ａ）が正面図、同図（ｂ）が側面図）である。この密封容器型熱交換器Ｊ１は、下容器部Ｊ２と上容器部Ｊ３と仕切り部材Ｊ４を備えており、下容器部Ｊ２の開放フランジ部Ｊ２０と上容器部Ｊ３の開放フランジ部Ｊ３０を向き合わせて、仕切り部材Ｊ４を介して両者を接合している。
【０００６】
下容器部Ｊ２には、導管ＧＩＮの流出端が接続される流入部Ｊ２１と、導管ＧＯＵＴの流入端が接続される流出部Ｊ２２とが設けられ、下容器部Ｊ２内で区画された一方の流入室Ｊ２３に流入部Ｊ２１が連通し、区画された他方の流出室Ｊ２４に流出部Ｊ２２が連通している。また、上容器部Ｊ３には、循環される熱交換流体が充填される熱交換室Ｊ３１が形成されており、この熱交換室Ｊ３１内に熱交換流体を流入又は流出する循環口Ｊ３２，Ｊ３３が設けられている。
【０００７】
そして、仕切り部材Ｊ４には熱交換チューブＪ４０の端部が貫通しており、この熱交換チューブＪ４０を介して流入室Ｊ２３と流出室Ｊ２４が連通され、熱交換チューブＪ４０自体は熱交換室Ｊ３１内に配置されて熱交換流体の循環に曝される構造になっている。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２００８１６号公報
【特許文献２】特開平９−２６１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような従来の密封容器型熱交換器においては、熱交換に有効な表面積と熱伝達性を確保するために、小径且つ薄厚の熱交換チューブが用いられ、これを多数本熱交換室内に配備する構造が採用されている。このような熱交換チューブは、そこからガスなどの流通流体が漏洩した場合には、循環する熱交換流体内に気泡が混入することになって、熱交換効率の低下等の不具合が起こることになるので、必要に応じて点検等のメンテナンスを行うことが望ましく、前述したような漏洩が確認された場合には熱交換チューブを交換することが必要になる。
【００１０】
これに対して、図１に示した従来の密封容器型熱交換器の構造では、熱交換チューブに対して点検等のメンテナンスを行うには、上容器部と下容器部の開放フランジ部における接合を分解せざるを得ない。この分解は、導管からの流通流体の遮断と熱交換流体の循環停止を行うだけでなく、熱交換室内の熱交換流体を一旦排出する大がかりな作業が必要になるので、メンテナンス作業に大変な労力と時間を要するという問題があった。
【００１１】
また、通常、熱交換流体には防錆剤を混入して、運転中に生じる熱交換チューブの腐食を防止しているが、メンテナンス作業のために上容器部と下容器部を開放して熱交換チューブを大気に曝してしまうと、防錆剤で覆われた被膜がその期間中に破壊されて腐食が進行してしまうという問題が生じる。
【００１２】
本発明は、このような事情に対処するために提案されたものであって、熱交換チューブのメンテナンス性を向上するための密封容器型熱交換器の構造を改良すること、熱交換チューブのメンテナンス作業に要する労力と時間を低減させること、熱交換チューブを大気に曝すことなく熱交換チューブのメンテナンス（点検）作業を行うことができること、等が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために、本発明の特徴は以下のとおりである。
一つには、流通流体の流入室と流出室が区画されて形成された第１容器部と、循環する熱交換流体が充填される熱交換室が形成された第２容器部とを備え、前記流入室と前記流出室とを連通する熱交換チューブが前記熱交換室内に配備される密封容器型熱交換器において、前記第１容器部に、前記流入室と前記流出室の一方又は両方に臨み、開放及び閉塞可能な開口部を設け、前記熱交換チューブにおける一方又は両方の端部を前記開口部に臨むように前記第１容器部内に延出配置したことを特徴とする。
【００１４】
また、一つには、前述した密封容器型熱交換器において、前記熱交換チューブにおける前記第１容器部内に延出された部分には、前記流入室又は前記流出室と連通する連通穴が形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、一つには、前述した密封容器型熱交換器において、前記第１容器部と前記第２容器部は、仕切り部材を介して接合されており、前記熱交換チューブは、前記仕切り部材を貫通してその端部が前記第１容器側に延出されることを特徴とする。
【００１６】
このような特徴を有する密封容器型熱交換器によると、第１容器側に設けた開口部を開放することで、第１容器と第２容器を分解することなく、熱交換チューブの端部を開放することができ、簡易に開放された端部から熱交換チューブの点検等を行うことができる。これによって、熱交換チューブのメンテナンス作業に要する労力と時間を極力低減させることができる。点検に際しては、内視鏡等の孔内観察手段や超音波探触子等の管厚測定又は管壁探傷手段を採用することができる。
【００１７】
また、この際の点検等のメンテナンス作業は、第２容器側に何らの影響を与えることなく行うことができるので、第２容器内での熱交換流体の循環を停止させることなく、このメンテナンス作業を行うことができる。これによると、熱交換チューブが大気に曝されることが無いので、メンテナンス期間中に生じる熱交換チューブの腐食進行を防止することができる。
【００１８】
そして、熱交換チューブにおける第１容器部内に延出された部分には、流入室又は流出室と連通する連通穴が形成されているので、流入室から熱交換チューブを介して流出室に至る流通流体の流れに支障がでることはなく、流通流体の熱交換を従来と同様に高効率で行うことができる。
【００１９】
また、第１容器部と第２容器部は、仕切り部材を介して接合されており、熱交換チューブは、仕切り部材を貫通してその端部が第１容器側に延出されているので、仕切り部材の貫通部における気密性を確保することで、簡単な構造で第１容器部と第２容器部を気密に分離することができ、第２容器部に影響なく熱交換チューブのメンテナンスを行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の特徴によると、熱交換チューブのメンテナンス性を向上するための密封容器型熱交換器の構造改良が可能になる。そして、熱交換チューブのメンテナンス作業に要する労力と時間を低減させることができる。また、熱交換チューブを大気に曝すことなく熱交換チューブのメンテナンス（点検）作業を行うことができ、熱交換チューブの腐食を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図２は、本発明の実施形態に係る密封容器型熱交換器を説明する部分断面図である。この密封容器型熱交換器１は、第１容器部２と第２容器部３と仕切り部材４を備えており、第１容器部２の開放フランジ部２０と第２容器部３の開放フランジ部３０を向き合わせて、仕切り部材４を介して両者を接合している点は、従来と同様の基本構成を備えている。図示のように、第１容器部２と第２容器部３とを縦型に配備した場合には、第１容器部２が下になり、第２容器部３が上に配置されることになる。
【００２２】
そして、従来技術と同様に、第１容器部２には、導管ＧＩＮの流出端が接続される流入部２１と、導管ＧＯＵＴの流入端が接続される流出部２２とが設けられ、第１容器部２内で区画された一方の流入室２３に流入部２１が連通し、区画された他方の流出室２４に流出部２２が連通している。
【００２３】
また、第２容器部３には、循環される熱交換流体が充填される熱交換室３１が形成されており、この熱交換室３１内に熱交換流体を流入又は流出する循環口３２，３３が設けられている。
【００２４】
そして、仕切り部材４には熱交換チューブ４０が貫通しており、この熱交換チューブ４０を介して流入室２３と流出室２４が連通され、熱交換チューブ４０自体は主要な流通部分が熱交換室３１内に配置され、端部付近が第１容器部２内に延出配置されている。
【００２５】
熱交換チューブ４０は、この実施形態では、Ｕ字状の小口径管で形成されており、熱交換室３１内では複数本の熱交換チューブ４０が束ねられるように仕切り板４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃに支持されている。また、端部付近の部分は、一方の端部付近が流入室２３内に延出され、他方の端部付近が流出室２４内に延出されて、それぞれに、流入室２３，流出室２４と連通する連通穴４０ｐが形成されている。
【００２６】
そして、この実施形態においては、第１容器部２の底部において、蓋部材２５Ａによって開放及び閉塞可能な開口部２５が形成されている。この開口部２５は、区画された流入室２３と流出室２４の両方に臨むように開口されたものであり、この開口部２５に臨むように、熱交換チューブ４０の両端部４０ｅが延出配置されている。
【００２７】
このような構造を有する密封容器型熱交換器１は、導管ＧＩＮから導管ＧＯＵＴに至る流通流体の加温を行うものであり、流入部２１から流入室２３に流入した流通流体が、連通穴４０ｐから熱交換チューブ４０内に入り、この熱交換チューブ４０を経由して流出室２４内の連通穴４０ｐから流出して、流出部２２に至る間に、熱交換室３１内に配置されている熱交換チューブ４０を通過することで熱交換流体との熱交換がなされて加温される。
【００２８】
そして、熱交換チューブ４０のメンテナンス作業を行う場合には、導管ＧＩＮの流入バルブ（図示省略）を遮断した後、蓋部材２５Ａを取り外して開口部２５を開放する。これによって、熱交換チューブ４０の両端部４０ｅが開口部２５を介して開放されることになる。この際、第１容器部２と仕切り部材４と第２容器部３とは接合したままであり、第２容器部３内の熱交換室３１は密封状態が維持されている。
【００２９】
すなわち、第２容器部３内の熱交換室３１内に循環される熱交換流体を満たしたままの状態で、熱交換チューブ４０の主要部を大気に曝すことなく、熱交換チューブ４０の両端部４０ｅを開放することが可能になる。
【００３０】
熱交換チューブ４０のメンテナンスに関しては、開放された端部４０ｅから内視鏡等の孔内観察手段や超音波探触子等の管厚測定又は管壁探傷手段を挿入することで非破壊の点検を行うことができる。
【００３１】
ここで説明した実施形態では、開口部２５は流入室２３と流出室２４の両方に臨み、熱交換チューブ４０の端部４０ｅはその両端部が開口部２５に臨む例を示したが、これに限らず、開口部２５が流入室２３又は流出室２４の一方に臨むように形成され、熱交換チューブ４０の端部４０ｅはその一方の端部が開口部２５に臨むように延出配置されるものであってもよい。
【００３２】
図３は、本発明の他の実施形態に係る密封容器型熱交換器を説明する部分断面図（同図（ａ）が正面図、同図（ｂ）が側面図）である。ここでは、前述した実施形態と同一部位に関しては同一符号を付して重複説明を一部省略する。
【００３３】
この実施形態では、縦型に形成された第１容器部２と第２容器部３からなる密封容器型熱交換器１ａにおいて、第１容器部２の側面に開口部２５とそれを開放及び閉塞する蓋部材２５Ａを設けたものである。ここでは、熱交換チューブ４０の第１容器部２側に延出された部分を、仕切り部材４から垂直に延出された部分に対して下端側を水平に湾曲させて、端部４０ｅを側面の開口部２５に臨ませている。
【００３４】
この実施形態においても、開口部２５は流入室２３と流出室２４の両方に臨み、熱交換チューブ４０の端部４０ｅはその両端部が開口部２５に臨む例を示しているが、これに限らず、開口部２５が流入室２３又は流出室２４の一方に臨むように形成され、熱交換チューブ４０の端部４０ｅはその一方の端部が開口部２５に臨むように延出配置されるものであってもよい。
【００３５】
この実施形態においても、熱交換チューブ４０の端部４０ｅが開口部２５を介して開放されることになり、第２容器部３内の熱交換室３１内に循環される熱交換流体を満たしたままの状態で、熱交換チューブ４０の主要部を大気に曝すことなく、熱交換チューブ４０の端部４０ｅを開放することが可能になる。
【００３６】
図４は、本発明の他の実施形態に係る密封容器型熱交換器を説明する部分断面図（同図（ａ）が正面図、同図（ｂ）が側面図）である。ここでも、前述した実施形態と同一部位に関しては同一符号を付して重複説明を一部省略する。
【００３７】
この実施形態は、図３に示す実施形態と同様に、縦型に形成された第１容器部２と第２容器部３からなる密封容器型熱交換器１ａにおいて、第１容器部２の側面に開口部２５とそれを開放及び閉塞する蓋部材２５Ａを設けたものである。
【００３８】
この実施形態においても、熱交換チューブ４０の端部４０ｅが開口部２５を介して開放されることになり、第２容器部３内の熱交換室３１内に循環される熱交換流体を満たしたままの状態で、熱交換チューブ４０の主要部を大気に曝すことなく、熱交換チューブ４０の端部４０ｅを開放することが可能になる。
【００３９】
また、この実施形態では、仕切り部材４から、調整棒５を立てて、この調整棒５に仕切り板４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを支持させている。これによると、第２容器部３の上部に突出させた調整棒５の上端を調整手段５０で調整することで、仕切り板４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの位置を変更することができる。
【００４０】
以上説明したように、本発明の実施形態によると、熱交換チューブ４０のメンテナンス性を向上するための密封容器型熱交換器の構造改良が可能になる。そして、熱交換チューブ４０のメンテナンス作業に要する労力と時間を低減させることができる。また、熱交換チューブ４０を大気に曝すことなく熱交換チューブ４０のメンテナンス（点検）作業を行うことができ、熱交換チューブ４０の腐食を防止することができる。
【００４１】
なお、本発明の実施形態における第１容器部２と第２容器部３は接合される別部材からなるものであってもよいし、一体容器を各部に区分したものであってもよい。また、仕切り部材４に関しても、別部材を接合するものであっても、第１容器部２又は第２容器部３の一部として構成されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来技術の説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る密封容器型熱交換器を説明する部分断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る密封容器型熱交換器を説明する部分断面図（同図（ａ）が正面図、同図（ｂ）が側面図）である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る密封容器型熱交換器を説明する部分断面図（同図（ａ）が正面図、同図（ｂ）が側面図）である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１ａ，１ｂ    密封容器型熱交換器
２    第１容器部
２０，３０    開放フランジ部
２１    流入部
２２    流出部
２３    流入室
２４    流出室
２５    開放口
２５Ａ    蓋部材
３    第２容器部
３１    熱交換室
３２，３３    循環口
４    仕切り部材
４０    熱交換チューブ
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ    仕切り板
５    調整棒
５０    調整手段
【図１】
2007024401.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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