(57)【要約】      （修正有）【課題】熱媒体によって被加熱体を高い熱交換効率で加熱することができる熱交換器を提供する。【解決手段】筒状の胴体２とこの胴体の上下端面を閉塞する天板３及び底板４とを備え、内部に熱媒体が循環する内部空間部を有する本体１０、上記天板及び底板に貫通するよう装着され、上下方向に被加熱体を流通可能に構成される複数の流通管５、上記内部空間部に熱媒体を吐出する吐出口６ａを有する入口管６、及び内部空間部の熱媒体を排出する排出口７ａを有する出口管７を備える熱交換器１であって、上記入口管より内部空間部に吐出される熱媒体を天板側に誘導する誘導手段８を有し、上記排出口が、上記吐出口よりも底板側に設けられていることを特徴とする。上記吐出口から吐出され天板側に誘導された熱媒体が衝突する保護板９が上記天板に配設されているとよい。【選択図】図１
2013091450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の胴体とこの胴体の上下端面を閉塞する天板及び底板とを備え、内部に熱媒体が循環する内部空間部を有する本体、
上記天板及び底板に貫通するよう装着され、上下方向に被加熱体を流通可能に構成される複数の流通管、
上記内部空間部に熱媒体を吐出する吐出口を有する入口管、及び
内部空間部の熱媒体を排出する排出口を有する出口管を備える熱交換器であって、
上記入口管より内部空間部に吐出される熱媒体を天板側に誘導する誘導手段を有し、
上記排出口が、上記吐出口よりも底板側に設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
上記吐出口から吐出され天板側に誘導された熱媒体が衝突する保護板が上記天板に配設されている請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
上記入口管が上記胴体に付設されている請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
上記誘導手段として、上記吐出口と対向し、熱媒体を天板側に誘導する誘導板が配設されている請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
上記誘導板が、上記吐出口における熱媒体の吐出方向と略垂直に配設される衝突板と、この衝突板の上下方向の両側縁からそれぞれ延設され上記胴体に接続される２枚の側板とを有する請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
上記誘導板が孔を有する請求項４又は請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
上記誘導板の孔が、誘導板上へ上記吐出口を吐出方向に投影した吐出口投影領域を含む箇所であって、この吐出口投影領域の中心以外の箇所に形成されている請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
上記誘導板が、複数の上記孔を有する請求項６又は請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
上記出口管が上記底板に付設されている請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
上記熱媒体が蒸気である請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
上記被加熱体が高粘度油である請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高粘度の油を移送する場合、油の粘度が高いままであると移送用のポンプ等の効率が低下したり、故障が生じたりするおそれがある。そのため、高粘度の油を製品として輸送したり、燃料として用いたりする船舶においては、このような高粘度の油の移送を容易にするために、一般に油を加熱して粘度を低下させる手段が用いられる。特に寒冷地等においては、油の粘度が非常に低くなり、移送に支障を来す可能性がさらに高くなるため、油の加熱手段は必要不可欠となる。
【０００３】
この高粘度の油の加熱手段としては、油を貯蔵したタンク内に加熱装置を設けるのが一般的である。この加熱装置としては、蒸気配管をタンク内の底部に配設してタンク内の油を加熱する装置が従来から用いられてきた。しかし、この配管が船舶の建造時に障害となり、工作効率が低下することから、熱媒体を循環させる内部空間部を有する本体内に、油を流通可能な流通管を上下方向に付設した熱交換器が考案されている（特開２００２−２１１４９１号公報等参照）。
【０００４】
この熱交換器は本体内に導入される高温の熱媒体によって、流通管内及び本体周辺の油を加熱するものである。熱媒体によって加熱され高温となった油は密度が低下するため、タンクの上部に流動する。それと同時に、タンク内の密度が高い低温の油がタンクの下部に流動する。すなわち、加熱された流通管内の油は上方に流出し、温度の低い油が下方から流入する。この流動によって、この熱交換器はタンク内の油を効率よく加熱することができる。
【０００５】
しかしながら、上記熱交換器においては、本体内に導入された熱媒体が本体内に一律に拡がらずに加熱ムラが生じたり、熱媒体が十分に油に熱を供与せずに排出されたりする可能性がある。そのため、さらなる熱交換効率の改善の余地が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２１１４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、熱媒体によって被加熱体を高い熱交換効率で加熱することができる熱交換器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】
【０００８】
筒状の胴体とこの胴体の上下端面を閉塞する天板及び底板とを備え、内部に熱媒体が循環する内部空間部を有する本体、
上記天板及び底板に貫通するよう装着され、上下方向に被加熱体を流通可能に構成される複数の流通管、
上記内部空間部に熱媒体を吐出する吐出口を有する入口管、及び
内部空間部の熱媒体を排出する排出口を有する出口管を備える熱交換器であって、
上記入口管より内部空間部に吐出される熱媒体を天板側に誘導する誘導手段を有し、
上記排出口が、上記吐出口よりも底板側に設けられていることを特徴とする熱交換器である。
【０００９】
当該熱交換器においては、入口管より吐出される熱媒体を内部空間部の天板側に誘導する誘導手段を有することによって、本体の内部空間部に吐出された熱媒体が内部空間部の天板側（上方）に誘導される。また当該熱交換器においては、出口管が有する排出口が入口管が有する吐出口よりも底板側に設けられていることによって、内部空間部に吐出された熱媒体が下方の排出口に向かって循環する。つまり、吐出口より内部空間部に吐出された熱媒体は上方に誘導された後、内部空間部に拡がりながら流通管内部及び本体周辺の被加熱体と熱交換を行い、この熱交換によって温度が低下した熱媒体は排出口から排出される。そのため、流通管内部及び本体周辺の被加熱体を略均一に加熱することができ、また、熱媒体が有する熱をより多く熱交換に供することができる。その結果、当該熱交換器は高い熱交換効率を発揮することができる。
【００１０】
上記吐出口から吐出され天板側に誘導された熱媒体が衝突する保護板が上記天板に配設されているとよい。このような保護板を天板に配設することによって、天板側に誘導された熱媒体がこの保護板に衝突するため、この衝突によって熱媒体を内部空間部の側方等に向けてさらに誘導することができるとともに、この熱媒体の衝突によって天板が損耗することを防止することができる。結果として、当該熱交換器の熱交換効率及び耐久性を向上させることができる。
【００１１】
上記入口管は底板に付設することも可能であるが、胴体に付設されているとよい。底板に入口管を付設した場合は、入口管付設箇所に流通管を配設することができないが、胴体に入口管を付設した場合には、本体の内部空間部において流通管を配置することが可能な空間が大きくなる。そのため、流通管の本数や径などの設計自由度を高めることができ、熱交換効率を向上させることができる。
【００１２】
このように入口管が胴体に付設されている場合には、上記誘導手段として、上記吐出口と対向し、熱媒体を天板側に誘導する誘導板が配設されているとよい。このような誘導板を配設することによって、胴体に設けられた吐出口から吐出された熱媒体をこの誘導板によって天板側に誘導して内部空間部を循環させることができる。また、この誘導板は吐出口に対向しているので、吐出口から吐出される熱媒体が流通管にそのまま衝突して流通管を損耗させることを上記誘導板によって防止して、当該熱交換器の耐久性を向上させることができる。
【００１３】
上記誘導板が、上記吐出口における熱媒体の吐出方向と略垂直に配設される衝突板と、この衝突板の上下方向の両側縁からそれぞれ延設され上記胴体に接続される２枚の側板とを有するとよい。このような誘導板を内部空間部に配設することによって、熱媒体を本体の内部空間部の天板側のみならず底板側にも誘導することができるため、熱媒体が上記保護板に衝突する際の圧力を低減することができ、保護板の損耗を低減させることができる。また、吐出される熱媒体による圧力が、衝突板に略垂直かつ均一に作用するため、衝突板にトルクが発生しにくく、誘導板の変形や折損等を防止することができる。その結果、当該熱交換器の耐久性を向上させることができる。
【００１４】
上記誘導板が孔を有するとよい。このように誘導板が孔を有することによって、熱媒体を天板方向に誘導させるだけでなく、熱媒体の一部を吐出方向に流通させることができるため、熱媒体が内部空間部に的確に拡がりながら循環しやすく、このような熱媒体の拡散循環性を高めて当該熱交換器の熱交換効率をさらに向上させることができる。また、熱媒体の衝突による誘導板への圧力が低下するため、誘導板の損耗等を抑制することができ、当該熱交換器の耐久性をさらに向上させることができる。
【００１５】
上記誘導板の孔が、誘導板上へ上記吐出口を吐出方向に投影した吐出口投影領域を含む箇所であって、この吐出口投影領域の中心以外の箇所に形成されているとよい。このように誘導板に孔を形成すると、吐出口から吐出される熱媒体が誘導板に衝突する箇所に孔が存在するため、吐出口から吐出される熱媒体の一部を効率よく内部空間部の中心部方向へ流動させることができ、熱媒体の内部空間部への拡散循環性を高めることができる。また、吐出口の中心部から吐出される流速の速い熱媒体が誘導板に衝突する箇所（吐出口投影領域の重心）には孔が空いていないため、この流速の早い熱媒体が流通管に衝突することによって生じる流通管の損耗を抑制することができる。そのため、当該熱交換器の耐久性を維持しつつ、熱交換効率をさらに向上させることができる。
【００１６】
上記誘導板が、複数の上記孔を有するとよい。このように誘導板が複数の孔を有することによって、入口管から吐出された熱媒体をよりバランスよく上下方向及び吐出方向に分散させることができ、当該熱交換器の熱交換効率をさらに向上させることができる。
【００１７】
上記出口管は胴体に付設することも可能であるが、底板に付設されているとよい。胴体に出口管を付設した場合は、入口管と出口管との上下位置が近くなり熱媒体の循環路が短くなるが、底板に出口管を付設した場合には、入口管と出口管との上下位置が離れて熱媒体の循環路を上下方向に長くすることができるため、本体の内部空間部を循環する時間（滞留時間）を比較的長くすることができ、当該熱交換器の熱交換効率をさらに向上させることができる。また、熱の放出により温度が低下して密度が上昇した熱媒体は下方に流動しやすいため、当該熱交換器の熱媒体の排出効率（循環効率）を高めることができ、当該熱交換器の熱交換効率をさらに向上させることができる。
【００１８】
上記熱媒体が蒸気であるとよい。このように熱媒体を蒸気とすることによって、当該熱交換器のランニングコストを低減することができる。
【００１９】
上記被加熱体が高粘度油であるとよい。このように被加熱体を高粘度油とすることによって、当該熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。
【００２０】
なお、吐出口投影領域の中心とは、吐出口投影領域の重心を意味する。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明の熱交換器は、熱媒体によって被加熱体を高い熱交換効率で加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換器を示す模式的説明図であって、（ａ）は側方から見た中央部の断面構造を説明するための模式的説明図で、（ｂ）は上方から見た平面図を説明するための模式的説明図である。
【図２】図１の熱交換器が有する誘導板を示す模式的説明図であって、（ａ）は図１に示した熱交換器のＡ−Ａ線矢視断面構造を説明する模式的説明図で、（ｂ）は誘導板の周辺部を側方から見た中央部の断面構造を説明する模式的説明図である。
【図３】図２の誘導板の一部分（衝突板）の模式的説明図である。
【図４】図１の熱交換器とは異なる形態に係る熱交換器の断面構造を説明するための模式的説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳説するが、まず本発明の第一実施形態の熱交換器を図１を参酌しつつ説明する。
【００２４】
［第一実施形態］
図１の熱交換器１は、熱媒体が循環する内部空間部を有する本体１０と、被加熱体が流通する流通管５と、本体１０の内部空間部に熱媒体を吐出する吐出口６ａを有する入口管６と、本体１０の内部空間部から熱媒体を排出する排出口７ａを有する出口管７とを備えている。また、熱交換器１は、吐出口６ａから吐出される熱媒体を天板側に誘導する誘導板８と、誘導された熱媒体が天板４に衝突するのを防止する保護板９とを本体１０の内部空間部に備えている。
【００２５】
＜本体＞
本体１０は、筒状の胴体２と、胴体２の両端を閉塞するように配設された天板３と底板４とを有する。本体１０には、上記胴体２、天板３及び底板４によって上記内部空間部が形成されている。上記胴体２は筒状に形成され、天板３及び底板４は円板状に形成されている。また、天板３及び底板４を貫通して複数の流通管５が装着されている。さらに、胴体２には入口管６が固着される開口が形成され、底板４には出口管７が固着される開口が形成されている。これらの開口の形成箇所については、後述において入口管６及び出口管７の付設箇所とともに説明する。
【００２６】
本体１０の寸法は、被加熱体及び熱媒体の温度、量、比熱等によって適宜設計することができる。具体的には、例えば、天板３及び底板４の径は３９５ｍｍ、胴体２の径は３５６ｍｍ、胴体２の高さは５８０ｍｍとすることができる。
【００２７】
＜流通管＞
当該熱交換器１は、複数の上記流通管５を備えている。各流通管５は、胴体側面と略平行に配設されており、上端側が天板３に装着され、中途部が内部空間部に配設され、下端側が底部４に装着されている。流通管５は、上端が天板３よりも上方に突出し、下端が底板４よりも下方に突出するよう配設されている。なお、この上端及び下端は天板３及び底板４と面一としてもよい。流通管５は上下方向に被加熱体を流通可能な構造を有しているため、当該熱交換器１を被加熱体が貯留されたタンク等の内部に設置することによって、複数の流通管５の内部に被加熱体が充填及び流通される。流通管５は、本体１０の内部空間部と接しているため、この内部空間部を熱媒体が循環することによって、流通管５内の被加熱体と熱媒体との間で熱交換が行われ、被加熱体が加熱される。加熱された被加熱体は、密度が低下するために当該熱交換器１が設置されたタンク等の上方に流動する。従って、流動管５内の高温の被加熱体は、流動管５を上方（天板側）に移動し流動管５の天板側の端より流出する。これと同時に温度の低い被加熱体が流動管５の下方（底板側）から流入し、低温の被加熱体が順次加熱されるサイクルが生じる。
【００２８】
複数の流通管５は全て同じ径を有する。複数の流通管５は、図１（ｂ）に示すように、胴体２の中心に中央流通管５ａが配置され、その他の各流通管５は、平面視において胴体２の同心円で半径の異なる２つの仮想円Ｃ１及びＣ２上に各流通管５の中心が位置するように略等間隔で配置されている。ただし、後述するように出口管７が固着される開口が底板４上に形成されるため、この開口が形成される箇所の周辺部には流通管５は配置されない。また、後述するように入口管６が固着される開口が胴体２に形成され、この開口の周辺部には入口管６の突出部と後述の誘導板８とが存在するため、複数の流通管５の中で入口管６に最も近接する入口近接流通管５ｂは、上記仮想円Ｃ１又はＣ２上ではなく、仮想円Ｃ１と仮想円Ｃ２との間にその中心が位置するように配設されている。このように入口近接流通管５ｂを配置することによって、本体１０の内部空間部への熱媒体の吐出空間を確保し、熱媒体の内部空間部における循環を妨げることなく、構造強度を確保しつつ、当該熱交換器１の熱交換効率を向上させることができる。
【００２９】
流通管５の径、数、ピッチ（間隔）等は、構造強度や加工性等を考慮しつつ、熱交換効率が高くなるように適宜設計することができる。また、配置も上記図１（ｂ）に示したものに限定されるものではなく、適宜設計することができる。特に、構造強度や熱交換面積を大きくする観点から、流通管が密に存在する設計とすることが好ましい。具体的には、例えば、流通管の径は４８．６ｍｍ、数は１７本とすることができる。
【００３０】
＜入口管＞
入口管６は、吐出口６ａが内部空間部に表出するよう配設されており、この吐出口６ａから上述のように内部空間部に熱媒体が吐出されることになる。
【００３１】
入口管６は、具体的には、直管で形成されており、その中心線が胴体２に形成された開口と略垂直となるようにこの開口に固着されている。また、上述のように入口管６は先端部である吐出口６ａが内部空間部に突出するように付設され、この吐出口６ａはこの中心線と略垂直となるように、つまり開口と略平行となるように形成されている。なお、吐出口６ａは胴体の内面と面一とすること、つまり胴体２の開口と一致させてもよい。また、上記中心線とは、管の流通方向の断面の重心を通る仮想直線を意味する。
【００３２】
上述のように、入口管６は胴体２に付設されており、具体的には、上述した胴体２に形成された開口に固着されている。内部空間部の上下方向長さに対する入口管６の付設位置（開口の中心位置）の内部空間部下面（底板４の上面）からの距離の比としては、２／５以上が好ましく、１／２以上がさらに好ましい。内部空間部下面からの距離が上記範囲より小さいと、熱媒体が内部空間部全体に拡がりにくくなり、熱交換効率が低下するおそれがある。また、入口管６の付設位置の内部空間部上面（天板３の下面）からの距離としては、８０ｍｍ以上が好ましく、９０ｍｍ以上がさらに好ましい。内部空間部正面からの距離が上記範囲より小さいと、後述する保護板９に作用する熱媒体の圧力が大きくなり、損耗が大きくなるおそれがある。また、熱媒体が内部空間部の吐出口６ａの上方に滞留しやすくなり、過加熱が生じるおそれがある。なお、開口の中心とは、開口面の重心を意味する。
【００３３】
入口管６には熱媒体を供給する配管が接続される。入口管６の径は、熱媒体の供給量や流速等によって適宜設計することができる。具体的には、例えば、径は６０．５ｍｍとすることができる。
【００３４】
＜出口管＞
出口管７は、排出口７ａが内部空間部に表出するように配設されており、この排出口７ａから上述のように内部空間部の熱媒体が排出されることになる。
【００３５】
出口管７が有する排出口７ａは、入口管６が有する吐出口６ａよりも底板側に設けられている。具体的には、出口管７は底板４に形成された開口に固着され、先端部である排出口７ａが底板４よりも僅かに上方に設けられている。なお、排出口７ａは底板４と面一とすること、つまり底板４が固着される開口と一致させることもできる。
【００３６】
また出口管７は、入口管６の配設位置に対して平面視反対側に位置するよう配設されており、具体的には、排出口７ａと吐出口６ａとが平面視で内部空間部の中心を挟む位置になるように、出口管７が配設されている。
【００３７】
出口管７には熱交換を行った熱媒体を回収する配管が接続される。出口管７は、具体的には、内部空間部の反対側を向くＬ字型に湾曲した曲管で形成されており、排出口７ａと反対の端に形成される開口が、胴体２と略平行となるように形成されている。出口管７の径は、熱媒体の供給量や流速等によって適宜設計することができる。具体的には、例えば、径は６０．５ｍｍとすることができる。
【００３８】
＜誘導板＞
誘導板８は、図２に示すように、上記吐出口６ａにおける熱媒体の吐出方向と略垂直に配設される衝突板８ａと、この衝突板８ａの上下方向の両側縁からそれぞれ吐出口方向に延伸され胴体２に接続される２枚の側板８ｂとから形成されている。
【００３９】
上記衝突板８ａは、具体的には、矩形型の平板で形成され、熱媒体の吐出方向と略垂直となるように配設されている。衝突板８ａを胴体２に固定する側板８ｂも矩形型の平板で形成され、熱媒体の吐出方向と略平行に衝突板８ａ及び胴体２と接続されている。内部空間部の吐出口６ａ近辺には、この衝突板８ａ、２枚の側板８ｂ及び胴体２とで囲まれる吐出空間部が形成されている。この吐出空間部は上下方向に開口しているため、吐出口６ａより吐出された熱媒体は、衝突板８ａに衝突した後、吐出空間部から内部空間部の上下方向へ流出していくことになる。
【００４０】
また、誘導板８は、図２及び図３に示すように、複数の孔８ｃを有している。複数の孔８ｃは、吐出口６ａを衝突板８ａ上へ投影した吐出口投影領域Ｄを含む箇所であって、この吐出口投影領域Ｄの中心以外の箇所に形成されている。具体的には、例えば、図３に示すように左右対称に、吐出口投影領域Ｄの中心を挟んで上下左右に２つずつ、合計４つの孔８ｃを設けることができる。なお、誘導板８が有する孔８ｃの数は、これに限定されるものではなく、単数であってもよい。
【００４１】
衝突板８ａは、上記吐出口投影領域Ｄ全域を含む面を有する。具体的には、例えば、上下方向の長さを１００ｍｍ、水平方向の長さを７８ｍｍとすることができる。また、衝突板８ａの上下位置については、衝突板８ａの中心（重心）の上下方向位置が、吐出口６ａの中心の上下方向の位置よりも下方にあることが好ましい。衝突板８ａの中心が吐出口６ａの中心よりも下方にあることによって、吐出される熱媒体の多くを上方へ誘導させることができるため、熱媒体の拡散循環性を高めて当該熱交換器１の熱交換効率を向上させることができる。具体的には、例えば、衝突板８ａの上下方向の長さに対する吐出口６ａの中心の衝突板８ａ上端からの上下方向距離の比を０．４とすることができる。また、衝突板８ａの吐出口６ａからの距離は、適宜設計することができ、具体的には、例えば２０ｍｍとすることができる。
【００４２】
誘導板８の厚み、孔８ｃの径等については、特に限定されるものではなく、耐久性、加工性、コスト等を考慮して適宜設計することができる。具体的には、例えば、誘導板８の厚みは６ｍｍ、孔８ｃの径は１６ｍｍとすることができる。
【００４３】
＜保護板＞
当該熱交換器１は、入口管６から本体１０の内部空間部に吐出され、誘導板８によって天板側に誘導された熱媒体を内部空間部の側方等に向けてさらに誘導するとともに、この熱媒体の衝突によって天板３が損耗することを防止するために保護板９を有している。具体的には、保護板９は平板形状を有しており、天板３の熱媒体が衝突する位置に天板３と面接触するように一体化して固着されている。
【００４４】
保護板９の面形状、厚み等については、特に限定されるものではなく、耐久性、加工性、コスト等を考慮して適宜設計することができる。具体的には、例えば、入口管６と同様の径の円板から形成することができ、厚みは１０ｍｍとすることができる。
【００４５】
＜熱交換器＞
当該熱交換器１は、本体１０をタンク等の内部に固定するための複数の脚部材（図示せず）を有している。この脚部材としては、例えば、２枚の側面板と底面板とから形成され、この底面板が底板４と略平行になるように上記側面板を底板４の下面に固定した脚部材を用いることができる。また、この複数の脚部材は底面４の下面に略等間隔に配設される。この脚部材の底面板をタンク等の内部の底部に溶接又はボルト締結等の手段で固定することによって、タンク等の内部に固着させることができる。この脚部材の数は、本体１０の形状、重量等によって適宜設計することができる。具体的には、例えば、脚部材の数は３とすることができる。
【００４６】
また、当該熱交換器１は、本体１０を搬送するための複数のフック（図示せず）を有している。このフックとしては、例えば、Ｕ字型の鋼管の両端を天板３の上面に垂直に固着したフックを用いることができる。また、複数のフックは天板３の上面に略等間隔に配設される。このフックをクレーン等で吊り上げることによって、当該熱交換器１をタンク内等に搬送することができる。このフックの数は、本体１０の形状、重量等によって適宜設計することができる。具体的には、例えば、フックの数は２とすることができる。
【００４７】
当該熱交換器１を構成する胴体２、天板３、底板４、流通管５、入口管６、出口管７、誘導板８、保護板９等の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば炭素鋼等を用いることができる。上記各部材の接続は、例えば、溶接にて行うことができる。
【００４８】
当該熱交換器１においては、入口管６によって本体１０の内部空間部に吐出された熱媒体の一部が誘導板８によって内部空間部の天板側に誘導され、また別の一部が底板側に誘導され、さらに別の一部が吐出方向に孔８ｃを流通し、底板４に設けられた出口管７に向かって内部空間部を循環する。つまり、熱媒体は内部空間部を拡散循環し、流通管５内部及び本体１０周辺の被加熱体と熱交換を行う。そのため、当該熱交換器１を被加熱体が貯留されたタンク等の内部に設置することによって、流通管５内部及び本体１０周辺の被加熱体を略均一に加熱することができ、また、熱媒体が有する熱をより多く熱交換に供することができる。その結果、当該熱交換器１は高い熱交換効率を発揮することができる。
【００４９】
当該熱交換器１は、熱媒体として蒸気を用いることができるように構成されている。なお、熱媒体としては蒸気に限定されるものではないが、蒸気はサーマルオイル（熱媒油）等に比してランニングコストが低いため、熱媒体として蒸気を用いることによって、低コストで被加熱体を加熱することができる。特に、貨物船等の船舶で当該熱交換器１を用いる場合には、船舶で用いられている動力用蒸気や、雑用蒸気を熱媒体として利用することができるため、熱媒体設備を追加する必要がなく、導入コストを低減することができる。
【００５０】
また、当該熱交換器１は、被加熱体として高粘度油を用いることができるように構成されている。なお、被加熱体としては高粘度油に限定されるものではないが、被加熱体を高粘度油とすることで、熱媒体との熱交換が促進されるため、当該熱交換器１の熱交換効率を向上させることができる。
【００５１】
当該熱交換器１は、２つ以上を直列又は並列に接続して用いることができる。具体的には、複数の熱交換器１をタンク等の内部に設置し、一の熱交換器１の出口管７と他の熱交換器１の入口管６とを接続して複数の当該熱交換器１を直列に接続したり、複数の熱交換器１の入口管６へ熱媒体を供給する配管をそれぞれ接続し、さらにこれらの熱交換器１の出口管７へ熱媒体を回収する配管をそれぞれ接続して複数の当該熱交換器１を並列に接続したりすることによって、タンク等の内部の被加熱体を好適に加熱することができる。
【００５２】
［第二実施形態］
図４の熱交換器１１は、熱媒体が循環する内部空間部を有する本体１０と、被加熱体が流通する複数の流通管５と、本体１０に熱媒体を吐出する吐出口６ａを有する入口管６と、本体１０から熱媒体を排出する排出口７ａを有する出口管７と、吐出された熱媒体が天板４に衝突するのを防止する保護板９とを備えている。当該熱交換器１１は、第一実施形態の熱交換器１と同様に、被加熱体が貯留されたタンク等の内部に設置して使用される。胴体２、天板３、底板４、流通管５及び保護板９については、第一実施形態の熱交換器１と同様である。
【００５３】
当該熱交換器１１の底板４には、胴体２（本体１０の側面）に近い位置に２つの開口が形成されている。この２つの開口は底板４の中心を対称点とする対称位置に形成されており、一方の開口に入口管６が固着され、他方の開口に出口管７が固着されている。本実施形態においては、入口管６が熱媒体を天板側に誘導する誘導手段の役割を果たし、入口管６が有する吐出口６ａは、底板４と略平行となるように形成され、内部空間部に突出して配設されている。そのため、熱媒体は吐出口６ａより内部空間部の上方（天板側）に向かって吐出される。出口管７が有する排出口７ａは、吐出口６ａと同様に、底板４と略平行となるように形成され、内部空間部に突出して配設されており、熱媒体は内部空間部の下方に向かって排出されることになる。入口管６及び出口管７は、それぞれＬ字型に湾曲した管からなり、吐出口６ａ及び排出口７ａと反対側の開口はそれぞれ内部空間部と反対側に向くように配設されている。さらに、吐出口６ａは、排出口７ａよりも天板側に設けられている。具体的には、例えば、吐出口６ａを排出口７ａより１５０ｍｍ高い位置に配設することができる。
【００５４】
当該熱交換器１１においては、入口管６より本体１０の内部空間部の上方に向かって熱媒体が吐出され、上方に流動した熱媒体が天板３に配設された保護板９に衝突し、底板４に設けられた出口管７に向かって循環する。つまり、熱媒体は内部空間部に拡散循環し、流通管５内部及び本体１０周辺の被加熱体と熱交換を行う。そのため、当該熱交換器１１を被加熱体が貯留されたタンク等の内部に設置することによって、流通管５内部及び本体１０周辺の被加熱体を略均一に加熱することができ、また、熱媒体が有する熱をより多く熱交換に供することができる。そのため、当該熱交換器１１は誘導板８を有さずとも良好な熱交換効率を発揮することができる。
【００５５】
［その他の実施形態］
本発明の熱交換器は、上述の実施形態に限定されるものではなく、以下のような実施形態とすることもできる。
【００５６】
当該熱交換器において、出口管が配設される位置は、排出口が吐出口よりも底板側にあれば特に限定されるものではなく、例えば、胴体（本体側面）に出口管が付設されていてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態においては、保護板と天板とを別体の部材から構成し、天板に保護板を固着したものについて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、保護板と天板とを一体の部材から構成することも可能であり、具体的には、例えば、一枚の鋼板において部分的に厚みを大きくして保護板を構成することも可能である。
【００５８】
さらに、上記第一実施形態の熱交換器１において、入口管６から本体１０内に吐出され、誘導板８によって底板側に誘導された熱媒体が衝突する底板用保護板を底板４に配設してもよい。このような底板用保護板をさらに配設することによって、熱媒体の衝突によって底板４が損耗することを防止することができる。
【００５９】
また、上記第一実施形態の熱交換器１において、衝突板８ａが吐出口６ａと一定の角度をなすように配設されていてもよい。つまり、衝突板８ａが吐出口６ａにおける熱媒体の吐出方向と略垂直とならなくてもよい。特に、吐出口投影領域Ｄの上方部が下方部に比して吐出口６ａとの距離が大きくなるように衝突板８ａを傾斜させて配設することによって、内部空間部の形状等にあわせて熱媒体の上下方向の分流量が好適になるよう設計することができるため、当該熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。具体的には、例えば、衝突板８ａと吐出口６ａとのなす角度を、吐出口投影領域Ｄの上方部が下方部に比して吐出口６ａとの距離が大きくなる傾斜方向を正として、５°以上３０°以下とすることができる。
【００６０】
また、上記第一実施形態の熱交換器１において、熱媒体を天板側に誘導する誘導手段として、誘導板８を配設する代わりに、吐出口６ａが底板４と略平行になるように、つまり熱媒体の吐出方向が上下方向と略平行となるように、入口管６を湾曲させてもよい。入口管６をこのような形状とすることによって、誘導板８を配設せずに熱媒体を天板側に誘導することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明の熱交換器は、熱媒体によって被加熱体を高い熱交換効率で加熱することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１、１１  熱交換器
１０  本体
２  胴体
３  天板
４  底板
５  流通管
５ａ  中心流通管
５ｂ  入口近接流通管
６  入口管
６ａ  吐出口
７  出口管
７ａ  排出口
８  誘導板
８ａ  衝突板
８ｂ  側板
８ｃ  孔
９  保護板
Ｄ  吐出口投影領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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