JPS6141397B2

JPS6141397B2 -

Info

Publication number: JPS6141397B2
Application number: JP10387181A
Authority: JP
Inventors: Ronarudo Pein Jon
Original assignee: HIITO TORANSUFUAA Pty Ltd
Current assignee: HIITO TORANSUFUAA Pty Ltd
Priority date: 1980-07-01
Filing date: 1981-07-01
Publication date: 1986-09-13
Also published as: JPS57122288A; DE3125933A1; DE3125933C2

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、熱交換器に関するものである。

更に詳述すれば、本発明は米国特許第4146088
号に示される型の熱交換器に関するものである
が、該型に限定されるものではない。前記米国特
許は端部マニホルドの間に固定された複数の同軸
管部材より構成される熱交換器を開示している。
該熱交換器の流体通路は近接した管部材の管の環
状領域に形成されている。端部マニホルドには管
部材の端部の内面に密封状態で係合せしめたＯリ
ングを設けている。本発明は、かかる熱交換器の
改良に関し、各種の方法で有効に使用できるもの
である。

本発明は、基本的にＯリング又はリングと管部
材の端部の間の領域内の排出流体の流れを形成す
る手段を提供する。かかる排出流は第１に、Ｏリ
ングを冷却する冷却剤として機能することができ
るので、熱交換器はより高温の流体の処理に適し
たものとなる。第２に、排出流体は近接した流体
の間の環状通路内に流れる流体よりも比較的高圧
に維持できるので、もし、Ｏリングと管部材の端
部の間に漏れがあるならば、排出流体はこの環状
空間に流入し、熱交換器内での処理流体の混合は
起こらない。代わりに、排出流体は比較的低圧に
維持でき、排出流体内の熱交換流体のいずれか又
は両方の存在を検出するために監視装置を設ける
ことができる。従つて、一方又は他方の熱交換流
体が検出されるならば、それはＯリングシールが
破損又は損傷していることを示している。同様
に、排出流体でＯリング間の通路を殺菌して、シ
ールが破損した場合の生物的汚染を防ぐことがで
きる。

従つて、本発明は、上記目的を達成すべく、同
軸的に配置され、少なくとも第１、第２第３の漸
増する直径を有する管部材を設け、該管部材を一
対の端部マニホルドにより半径方向に離間せしめ
て、熱交換を行なう第１及び第２流体の為の環状
流体通路を形成し、上記マニホルドの少なくとも
一つは、その一部を大略円錐状に形成すると共
に、上記管部材の内面に密封状態で係合する夫々
対をなす第１、第２及び第３のシール部材を設け
て、マニホルドと管部材の端部を密封し、少なく
とも上記第２の対をなすシール部材の間に円周方
向流体通路を形成すると共に、更に、マニホルド
の上記円錐状部は第１及び第２流体が通過する第
１室及び第２室を備え、該第１室及び第２室は半
径方向に於いて、互いに正反対の位置に置かれる
と共に、両室間に、第３室を設け、該円錐状部に
は、又、大略半径方向で、上記円周方向流体通路
に向かつて、該第３室より互いに反対方向に延在
するダクトを設けた流体用熱交換器に於いて、該
第３室は軸方向に延在せしめた筒部材により、更
に、３つの小室、即ち、該筒部材内の中央小室及
び該中央小室の互いに反対側の循環流体入口小
室、並びに、循環流体出口小室に分割され、該中
央小室、循環流体入口及び出口小室、上記ダクト
を該熱交換器の中心を通る一直線上に配置せしめ
ると共に、更に、上記マニホルドには、循環流体
入口及び出口小室に夫々連通する循環流体入口及
び出口ダクトを設け、循環流体供給時に於いて
は、上記循環流体入口ダクトより流入した循環流
体は循環流体入口小室及び半径方向に設けられた
ダクトの１つを通過後、円周方向流体通路に流入
し、更に、上記半径方向ダクトとは反対側に位置
する別の半径方向ダクト、循環流体出口小室を順
に通過後、循環流体出口ダクトに流出せしめるこ
とを特徴とする流体用熱交換器を提供するもので
ある。

本発明は、又、第１及び第２の流体を、熱交換
器中に第１及び第２の流体通路中に通し、該流体
通路を、第１及び第２のシール部材により互いに
離間せしめ、該第１及び第２のシール部材間に形
成した第３の流体通路を設けると共に、循環流体
を、第３の流体通路に通し、第１又は第２の流体
の漏洩の形跡を検出するために第３の流体通路か
ら排出される循環流体を分析する工程を設けた、
第１流体と、該第１流体と異なる温度を有する第
２流体との間の熱交換方法を提供するものであ
る。

以下、本発明の構成を、実施例について、添付
した図面に従い説明する。

本発明の熱交換器は、一対の端部マニホルド２
の間に配置した同軸の熱伝導管部材４より構成さ
れている。該マニホルドは、端部マニホルド間の
管部材を締付けるのに使える長いテンシヨンボル
ト７を貫通させた中心穴６を有する。本実施例で
は、５本の管部材４を設け、夫々を望ましくはス
テンレス鋼で形成し、熱伝達性を向上するため
に、その円筒壁上に、螺旋状の溝（図示せず）を
設けてもよい。近接した管部材の間の空間は熱交
換器の環状流体通路を形成する。

熱交換器の両方の端部マニホルドは同一の構成
であり、従つて、一方のマニホルドの構造につい
てのみ記述する。

第１図及び第３図に示すように、各マニホルド
は、管状入口／出口差込１０及び１２と一体鋳造
した円錐本体部分８より構成されている。差込１
０及び１２により、公知の手段で端部マニホルド
への流体導管の接続が可能である。差込１０及び
１２は入口又は出口のいずれにも使えるが、以下
の記述では、差込１０は第１の熱交換流体の入
口、差込１２は第２の熱交換流体の出口として使
用するものとする。本体部分８は、夫々が差込１
０及び１２と連通する入口室１４及び出口室１６
を有する。円錐部分８は更に、管部材２１により
別々の室１８及び１９に分割される中心開口部を
有し、管部材２１の端部は穴６を通り、穴６に溶
接されている。管部材２１にテンシヨンボルト７
を貫通させる。従つて、中心開口部の室１８は、
軸方向に延在せしめた管部材２１の挿入による簡
単な構成で、更に、３つの小室、即ち、該管部材
内のテンシヨンボルト７を貫通させる中央小室及
び該中央小室の互いに反対側の循環流体入口小室
１８、並びに、循環流体出口小室１９に分割さ
れ、該中央小室、循環流体入口及び出口小室、通
路３４，３８を該熱交換器の中心を通る一直線上
に配置せしめられる。

マニホルドの本体部分８の外面には、本体部分
の軸方向に離間せしめ且つ管部材４の夫々の端部
内に挿入せしめた、一連の円筒部材２０を有して
おり、円筒部分２０はテーパ移行部分により連結
されている。各円筒部分には、管部材４の内面を
確実に密封するためのＯリング２５を受けるため
の２個の離間せしめた溝を設けている。肩部が円
筒部分２０の夫々の端に形成され、管部材４の端
部が当接する座面となる。

第１図に示すように、流体室１４及び１６はテ
ーパ移行部分内に形成された半径方向溝２８及び
２９を介して、近接した管部材４の間に形成され
た環状流体通路に連通している。

本発明によれば、Ｏリング２５の夫々の対の間
に循環又は排出流体の流れを形成する手段が設け
られている。溝３０をＯリング２５の対の間の本
体部分８内に設けて、排出流体の円周方向通路を
形成している。第３図に示すように、マニホルド
には、夫々の溝３０と連通する多数の半径方向入
口ダクト３４を有する室１８に開口する排出流体
入口ダクト３２を設けている。本体部分８の反対
側には、溝３０からの多数の半径方向帰り通路３
８を有する室１９に開口する排出流体出口ダクト
３６が形成されている。第４図に示すように、排
出流体は次に室１８から通路３４を通つてから、
溝３０に沿つて、Ｏリング２５の各対の間に設け
た半円形の通路へ到着する。流体は次に、帰り室
１９への帰り通路３８に流入する。

他の変形例として排出流体をＯリング２５を冷
却する冷却剤として使用して、熱交換器に比較的
高温の熱交換流体を使用できるようにすることも
できる。

第２実施例として、排出流体を第１及び第２熱
交換流体の圧力の一方又は他方よりも高い圧力で
循環して、Ｏリング２５の部分に少しでも漏れが
あれば、熱伝達流体の混合よりもむしろ、管部材
間の熱伝達通路への排出流体の流入が起こるよう
にすることもできる。

代わりに、排出流体を熱伝達流体に比べて低圧
で循環し、排出流体内の熱伝達流体の一方又は他
方の存在を監視する監視装置を設けて、Ｏリング
の破損又は損傷を検出する有効な手段とすること
もできる。この構成は第２図で略図的に表わされ
ており、入口ダクト３２への導管５２に接続する
排出流体供給源５０と出口ダクト３６への導管５
６に接続する排出流体分析器５４が示されてい
る。分析器は熱交換器の入口１０と出口１２を通
過する流体の一方又は両方の形跡の存在を監視す
る。前記供給源と分析器は連続的又は定期的に運
転することができる。分析器５４から供給源５０
への排出流体の帰り通路を設けてもよい。

本発明から、当業者には多くの変形例が明らか
であろう。例えば、本発明の原理は豪州特許第
489755号に開示された熱交換器又は、流体の主通
路の間に一対のシールを使用する他のあらゆる熱
交換器に応用できる。

従つて、本発明は上記実施例に詳記した如き構
成よりなり、所期の目的を達成し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる熱交換器の部分縦断面
図であり、第２図は第１図の２−２断面図であ
り、第３図は本発明にかかる熱交換器の部分詳細
図であり、第４図は第３図の４−４断面図であ
る。２……端部マニホルド、４……管部材、６……
穴、７……テンシヨンボルト、８……円錐本体部
分、１０，１２……差込、１４……入口室、１６
……出口室、２０……円管部、２５……Ｏリン
グ、３０……溝、３２……入口ダクト、３４……
出口ダクト、５０……排出流体供給源、５４……
排出流体分析器。

Claims

【特許請求の範囲】１同軸的に配置され、少なくとも第１、第２及
び第３の漸増する直径を有する管部材を設け、該
管部材を一対の端部マニホルドにより半径方向に
離間せしめて、熱交換を行なう第１及び第２流体
の為の環状流体通路を形成し、上記マニホルドの
少なくとも一つは、その一部を大略円錐状に形成
すると共に、上記管部材の内面に密封状態で係合
する夫々対をなす第１、第２及び第３のシール部
材を設けて、マニホルドと管部材の端部を密封
し、少なくとも上記第２の対をなすシール部材の
間に円周方向流体通路を形成すると共に、更に、
マニホルドの上記円錐状部は第１及び第２流体が
通過する第１室及び第２室を備え、該第１室及び
第２室は半径方向に於いて、互いに正反対の位置
に置かれると共に、両室間に、第３室を設け、該
円錐状部には、又、大略半径方向で、上記円周方
向流体通路に向かつて、該第３室より互いに反対
方向に延在するダクトを設けた流体用熱交換器に
於いて、該第３室は軸方向に延在せしめた筒部材
により、更に、３つの小室、即ち、該筒部材内の
中央小室及び該中央小室の互いに反対側の循環流
体入口小室、並びに、循環流体出口小室に分割さ
れ、該中央小室、循還流体入口及び出口小室、上
記ダクトを該熱交換器の中心を通る一直線上に配
置せしめると共に、更に、上記マニホルドには、
循環流体入口及び出口小室に夫々連通する循環流
体入口及び出口ダクトを設け、循環流体供給時に
於いては、上記循環流体入口ダクトより流入した
循環流体は循環流体入口小室及び半径方向に設け
られたダクトの１つを通過後、円周方向流体通路
に流入し、更に、上記半径方向ダクトとは反対側
に位置する別の半径方向ダクト、循環流体出口小
室を順に通過後、循環流体出口ダクトに流出せし
めることを特徴とする流体用熱交換器。２特許請求の範囲第１項に記載の熱交換器であ
つて、管部材はその内面に密封状態で係合する対
をなすシール部材を備えると共に、該シール部材
間に円周方向流体通路を設けたことを特徴とする
流体用熱交換器。３特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の熱
交換器であつて、端部マニホルドの両方を同一の
形状とし、長いテンシヨンボルトを第１の管部材
及び筒部材の内部に延在せしめて、該マニホルド
の円錐部分に形成された肩部を座面として該管部
材の端部を当接させることを特徴とする流体用熱
交換器。４特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
１項に記載の熱交換器であつて、シール部材はＯ
リングを備えると共に、該Ｏリング冷却用とし
て、比較的低温度で循環流体を供給する為に設け
られた循環流体供給手段は導管により、循環流体
入口ダクトに連結されたことを特徴とする流体用
熱交換器。