JPH0749268Y2 - 熱交換器用冷却ファンの取リ付け構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、熱交換器用冷却ファンの取り付け構造に係
り、特に、大きな水平加速度による事故の発生を防止す
るものである。

「従来技術」 例えば原子力関連施設で使用される各種の熱交換器の中
で、空気等の気体を冷却媒体としている型式のものは、
熱交換効率を向上させるために、伝熱管の表面にフィン
を一体に取り付けたフィン付き伝熱管を使用するととも
に、冷却空気を冷却ファンによって強制的に送り込ん
で、伝熱管との熱交換性を高めることが行なわれる。

この場合、冷却空気が温度の高低によって比重差を生じ
るために、低温の空気が下に、かつ、高温の空気が上に
なるように、冷却空気の流れを設定することが必要であ
り、かかる要求を満たす熱交換器においては、伝熱管が
水平に架設されることになり、このため、冷却空気の流
れは、下から上に向かう設定がなされる。

そして、伝熱管との熱交換効率を高めるためには、伝熱
管の回りを垂直な隔壁で囲む熱交換部を設けるととも
に、冷却空気流を冷却ファンから熱交換部まで効率よく
誘導するように、冷却ファンのファンフードを前記垂直
な隔壁等から吊持した構造とすることが有効であると考
えられている。

「考案が解決しようとする課題」 しかし、冷却ファンのファンフードを上方から吊持した
構造とすると、ファンフードと冷却ファンとの支持点が
上下に離間した状態に設置されるために、両支持点が上
下に離間していることに基づいて振動系が二分され、水
平振動が加わった場合に、振動特性が複雑なものとなっ
て、冷却ファンとファンフードとがばらばらに振動し、
冷却ファンの羽根とファンフードの内面とが接触して損
傷する等の冷却ファンの健全性を損なう恐れが残されて
おり、一方、冷却ファンの羽根とファンフードの内面と
の間隙を大きくすると、冷却ファンの効率が低下するこ
とになる。

本考案は、これらの課題を鑑みてなされたものであり、 i.大加速度に対するファンフードの取り付け強度を向上
させること。

ii.振動系の位相を同一として耐震性を高めること。

iii 水平方向の大加速度による事故の発生を防止する
こと。

を目的としている。

「課題を解決するための手段」 かかる課題を解決する手段として、複数の伝熱管が左右
及び上下に間隔を空けて相互平行に配される熱交換部の
下方に、冷却空気を熱交換部に向かって駆動する冷却フ
ァンと、該冷却ファンを回転駆動させるモータと、冷却
ファン及びモータの間に介在する減速装置とが共通の支
持部に支持された状態に配されるとともに、冷却ファン
を囲繞して前記熱交換部への冷却空気の流路を設定する
ファンフードが支持部に支持された状態に配され、両支
持部が、水平ビームを組み合わせた架設状態でかつ同一
振動系の支持架台に搭載されることを特徴とする熱交換
器用冷却ファンの取り付け構造としている。

「作用」 冷却ファンを起動したとき、従来例で述べた熱交換器と
同様に、低温状態の空気がファンフードを経由して熱交
換部に送り込まれ、その伝熱管に冷却空気が接触するこ
とにより冷却する熱交換を行なう。

支持架台が地震等によって水平方向に振動した場合に
は、冷却ファンとファンフードとの支持部が、支持架台
と同様に水平方向に振動し、この場合、同一振動系とな
る。両支持部に連結されている冷却ファンとファンフー
ドとは、同一振動系で水平振動するものとなり、水平振
動時における冷却ファンの羽根とファンフードの内面と
の間隙は、同一振動系の同一支持架台の上に両支持部が
支持されることによって、振動波形の位相差がなく、か
つ、同一距離だけ離間していることにより、振幅差を０
または小さな範囲とし、間隙部分の相対的な振幅差の発
生を減少させる。

「実施例」 以下、本考案に係る熱交換器用冷却ファンの取り付け構
造の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明する。

図中、符号１は複数本の水平ビームを格子状等に組み合
わせた状態の支持架台、２は冷却ファン、３はファン駆
動用のモータ、４は減速装置、５は羽根、６はファンフ
ード、７はモータ３及び減速装置４の支持部（コモンベ
ッド）、８はファンフード６の支持部（フード基部）、
９はファンフード６の外側位置において支持架台１の上
面を覆いかつ支持架台１の周辺部における上下方向の空
気の流通を遮断するためのファンデッキ、10は熱交換器
の全体枠組みの側部を構成しかつ前記支持架台１を架設
状態に支持している柱、11は柱10の部分に取り付けられ
冷却ファン２の回りを囲んでいる仕切壁、12は前記全体
枠組みの一部をなし水平ビームを組み合わせてなる上部
梁、13は全体枠組みの一部をなすとともに支持架台１の
回りの柱10の間に架設される水平ビームからなる中間
梁、14は冷却ファン２の上方に位置するプレナム部、15
はプレナム部14の上方に位置する熱交換部、16は熱交換
部15において左右及び上下に間隔を空けて相互平行に水
平に架設されている複数本の伝熱管、17は支持架台１の
下方に位置している空気導入部、18は熱交換部15の上方
に位置して熱交換後の空気を排出するルーバー、Ｇは羽
根５とファンフード６との間に形成される間隙（クリア
ランス）である。

このような構造の熱交換器において、冷却ファン２を起
動すると、モータ３の回転が減速装置４を経由して羽根
５に伝達されることにより羽根５が水平回転し、第１図
に各矢印で示すように、空気導入部17から低温状態の空
気が取り入れられ、支持架台１の間を通ってプレナム部
14から熱交換部15に送り込まれ、伝熱管16を冷却する熱
交換が行なわれ、熱交換によって温度の上昇した空気
は、ルーバー18から外部に排出されることになる。

なお、ファンフード６の半径外方向に位置する空間部に
は、一部の空気が停滞する現象が生じるが、第１図及び
第２図に示すように、支持架台１及び中間梁13の枠組み
の間は、ファンデッキ９によって閉塞されており、プレ
ナム部14及び熱交換部15への送風に直接影響を及ぼすこ
とがない。

次いで、冷却ファン２の付近の耐震性について検討する
と、支持架台１の剛性が十分なものである場合は、水平
方向の振動に対して各部が同一の挙動を示し、支持架台
１の部分を同一振動系として取り扱うことができる。

即ち、支持架台１が地震等によって、第１図にＡ−Ｂで
示す水平方向に振動した場合には、両支持部７・８が一
体に水平移動することになり、振動波形の位相差を生じ
ないので、両支持部７・８によって支持されている冷却
ファン２とファンフード６とが、水平方向に同期した状
態で振動する。そして、両支持部７・８から上方に突出
している冷却ファン２とファンフード６との支持架台１
からの離間距離は、間隙Ｇの部分で見ると同一距離であ
り、両支持部７・８が水平振動した場合の振幅差は、冷
却ファン７及びファンフード６が剛体である場合と、振
動ばね係数が同一である場合とには０、つまり、間隙Ｇ
が変化しない。しかし、実際上、両者の共振周波数の差
が異なること等により、振幅量に差を生じる場合が起こ
り得る。この場合の振幅差は、同一振動波形で同一位相
であることにより、振幅量の差の分だけ間隙Ｇが変化す
るものとなり、小さな変化量に抑制することができる。

「考案の効果」 以上説明したように、本考案に係る熱交換器用冷却ファ
ンの取り付け構造によれば、以下の効果が得られる。

ファンフードの支持部が支持架台の上に直接取り付
けられるため、ファンフードの重量の保持等の支持構造
が単純化されて、大加速度に対する取り付け強度を向上
させることができる。

冷却ファンとファンフードとの両支持部が共通の支
持架台の上に取り付けられるため、水平方向の振動発生
時に振動波形の位相差を生じることがなく、かつ、冷却
ファンの羽根とファンフードの内面との間隙までの支持
距離が等しくなって、羽根とファンフードの内面との振
幅差を小さなものに抑制し、羽根の接触事故等の発生を
防止することができる。

上記により、冷却ファンの羽根とファンフードとの
間隙設定を小さくかつ容易にして、冷却効率を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る熱交換器用冷却ファンの取り付け構
造の一実施例を示すもので、第１図は一部を省略した要
部の正断面図、第２図は冷却ファンを取り付けた状態の
熱交換器全体の一部を切欠した斜視図である。 １……支持架台、２……冷却ファン、３……モータ、４
……減速装置、５……羽根、６……ファンフード、７…
…支持部（コモンベッド）、８……支持部（フード基
部）、９……ファンデッキ、10……柱、11……仕切壁、
12……上部梁、13……中間梁、14……プレナム部、15…
…熱交換部、16……伝熱管、17……空気導入部、18……
ルーバー、Ｇ……間隙（クリアランス）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の伝熱管（16）が左右及び上下に間隔
   を空けて相互平行に配される熱交換部（15）の下方に、
   冷却空気を熱交換部に向かって駆動する冷却ファン
   （２）と、該冷却ファンを回転駆動させるモータ（３）
   と、冷却ファン及びモータの間に介在する減速装置
   （４）とが共通の支持部（７）に支持された状態に配さ
   れるとともに、冷却ファンを囲繞して前記熱交換部への
   冷却空気の流路を設定するファンフード（６）が支持部
   （８）に支持された状態に配され、両支持部（７）
   （８）が、水平ビームを組み合わせた架設状態でかつ同
   一振動系の支持架台（１）に搭載されることを特徴とす
   る熱交換器用冷却ファンの取り付け構造。