特許 6579468 Ｕチューブ熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6579468

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】Ｕチューブ熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28D 7/16 20060101AFI20190912BHJP

   F28F 9/22 20060101ALI20190912BHJP

   F28F 9/02 20060101ALI20190912BHJP

   F28F 9/00 20060101ALI20190912BHJP

【ＦＩ】

   F28D7/16 D

   F28F9/22

   F28F9/02 E

   F28F9/00 A

【請求項の数】7

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-21880(P2016-21880)

(22)【出願日】2016年2月8日

(65)【公開番号】特開2017-141983(P2017-141983A)

(43)【公開日】2017年8月17日

【審査請求日】2018年9月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】中村 太一

(72)【発明者】

【氏名】堀田 克広

(72)【発明者】

【氏名】平岡 賢

【審査官】 飯星 潤耶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３５７３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１８０９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５７００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６４−４６６６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６０−１５２８９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｄ １／００−１３／００

Ｆ２８Ｆ ９／００，９／０２，９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状を成し、両端が閉じている外筒と、
前記外筒内を、前記両端のうちの第一端側の位置で、前記第一端側の管内流体室と第二端側の管外流体室とに仕切る管板と、
前記管外流体室に配置され、両端が前記管板に固定されていると共に該両端が前記管内流体室に臨んでいる複数のＵチューブと、
前記管内流体室を、前記Ｕチューブにおける前記両端のうちの入口端の集まりである入口端群を臨む入口室と、前記Ｕチューブにおける前記両端のうちの出口端の集まりである出口端群を臨む出口室とに仕切る第一仕切壁と、
前記管外流体室を、前記第二端側であって前記Ｕチューブにおける曲管部の集まりである曲管群が存在する曲管室と前記第一端側の室とに仕切りつつ、前記Ｕチューブにおける前記入口端から延びる入口側直管部及び前記Ｕチューブにおける前記出口端から延びる出口側直管部を支持する管支持板と、
前記管外流体室の前記曲管室に対して前記第一端側の室を、前記Ｕチューブにおける前記入口側直管部の集まりである入口側直管群が存在する第一直管室と、前記Ｕチューブにおける前記出口側直管部の集まりである出口側直管群が存在する第二直管室と、に仕切る第二仕切壁と、
を備え、
前記第二仕切壁の前記第二端側であって前記管支持板よりも前記第一端側には、前記第一直管室から前記第二直管室へ貫通する開口が形成され、
前記管支持板には、前記第一直管室から前記曲管室に貫通する一以上の第一パス孔が形成されていると共に、前記第二直管室から前記曲管室に貫通する一以上の第二パス孔が形成されている、
Ｕチューブ熱交換器。

【請求項2】

請求項１に記載のＵチューブ熱交換器において、
前記開口の開口面積は、前記一以上の第一パス孔の全流路断面積及び前記一以上の第二パス孔の全流路断面積よりも広い、
Ｕチューブ熱交換器。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のＵチューブ熱交換器において、
前記管支持板には、複数の前記Ｕチューブにおける各入口側直管部が挿入されている第一管孔と、複数の前記Ｕチューブにおける各出口側直管部が挿入されている第二管孔とが形成されており、
前記第一パス孔は、前記管支持板における複数の前記第一管孔の相互間の位置に形成され、
前記第二パス孔は、前記管支持板における複数の前記第二管孔の相互間の位置に形成されている、
Ｕチューブ熱交換器。

【請求項4】

請求項１又は２に記載のＵチューブ熱交換器において、
前記管支持板には、複数の前記Ｕチューブにおける各入口側直管部が挿入されている第一管孔と、複数の前記Ｕチューブにおける各出口側直管部が挿入されている第二管孔とが形成されており、
前記第一パス孔は、複数の前記第一管孔のうちのいずれかにつながっており、
前記第二パス孔は、複数の前記第二管孔のうちのいずれかにつながっている、
Ｕチューブ熱交換器。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のＵチューブ熱交換器において、
前記曲管室に配置され、複数の前記Ｕチューブから離間し、複数の前記ＵチューブのうちのいずれかのＵチューブにおける前記曲管部に沿って曲がる曲面を有するガイドを備える、
Ｕチューブ熱交換器。

【請求項6】

請求項５に記載のＵチューブ熱交換器において、
複数のＵチューブのうち、いずれかのＵチューブにおける曲管部の曲率半径が他のＵチューブにおける曲管部の曲率半径と異なっており、
前記ガイドは、
最も曲率半径の小さい曲管部である最小曲管部に対して、前記最小曲管部の曲率中心側に位置して、前記最小曲管部の前記曲率中心側に沿って曲がる凸曲面を有する内側ガイドと、
最も曲率半径の大きい曲管部である最大曲管部に対して、前記最大曲管部の曲率中心側とは反対側に位置して、前記最大曲管部の前記反対側に沿って曲がる凹曲面を有する外側ガイドと、
前記最小曲管部と前記最大曲管部との間に位置して、前記最小曲管部の曲率中心側とは反対側に沿って曲がる凹曲面と前記最大曲管部の曲率中心側に沿って曲がる凸曲面とを有する中ガイドと、
のうち少ななくとも一のガイドを有する、
Ｕチューブ熱交換器。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載のＵチューブ熱交換器において、
前記第一直管室に配置され、前記入口側直管部が延びている方向に交差する方向に広がっている一以上の第一バッフルと、
前記第二直管室内に配置され、前記出口側直管部が延びている方向に交差する方向に広がっている一以上の第二バッフルと、
を備え、
前記第一バッフルには、前記入口側直管部が延びている方向に貫通する一以上の第三パス孔が形成され、
前記第二バッフルには、前記入口側直管部が延びている方向に貫通する一以上の第四パス孔が形成されている、
Ｕチューブ熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｕチューブ熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

熱交換器には、外筒と、外筒内を第一端側の管内流体室と第二端側の管外流体室とに仕切る管板と、管外流体室内に配置され両端が管板に固定されている複数のＵチューブと、を備えるＵチューブ熱交換器がある。

【0003】

このようなＵチューブ熱交換器としては、例えば、特許文献１に記載されているＵチューブ熱交換器がある。このＵチューブ熱交換器の管外流体室には、Ｕチューブの入口側直管部が存在する第一直管室と、Ｕチューブの出口側直管部が存在する第二直管室と、に仕切る隔壁が設けられている。また、第一直管室及び第二直管室には、複数のバッフルが設けられている。このＵチューブ熱交換器では、Ｕチューブ内を流れる管内流体とＵチューブ外を流れる管外流体との伝熱面積を増加させるため、Ｕチューブの曲管部が存在する領域、言い換えると、外筒の鏡板の内側の鏡板領域にも、管外流体を流している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−３５７３９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記Ｕチューブ熱交換器では、Ｕチューブの曲管部の周りにも管外流体が流れるため、曲管部が振動する可能性が高い。このため、曲管部の振動を抑えるために、外筒内で曲管部が存在している領域に管外流体を流さないようにすると、管外流体と管内流体との伝熱面積が小さくなる。

【0006】

そこで、本発明は、管外流体と管内流体との伝熱面積を増加させつつも、Ｕチューブの振動を抑えることができるＵチューブ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】

【0007】

上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのＵチューブ熱交換器は、
筒状を成し、両端が閉じている外筒と、前記外筒内を、前記両端のうちの第一端側の位置で、前記第一端側の管内流体室と第二端側の管外流体室とに仕切る管板と、前記管外流体室に配置され、両端が前記管板に固定されていると共に該両端が前記管内流体室に臨んでいる複数のＵチューブと、前記管内流体室を、前記Ｕチューブにおける前記両端のうちの入口端の集まりである入口端群を臨む入口室と、前記Ｕチューブにおける前記両端のうちの出口端の集まりである出口端群を臨む出口室とに仕切る第一仕切壁と、前記管外流体室を、前記第二端側であって前記Ｕチューブにおける曲管部の集まりである曲管群が存在する曲管室と前記第一端側の室とに仕切りつつ、前記Ｕチューブにおける前記入口端から延びる入口側直管部及び前記Ｕチューブにおける前記出口端から延びる出口側直管部を支持する管支持板と、前記管外流体室の前記曲管室に対して前記第一端側の室を、前記Ｕチューブにおける前記入口側直管部の集まりである入口側直管群が存在する第一直管室と、前記Ｕチューブにおける前記出口側直管部の集まりである出口側直管群が存在する第二直管室と、に仕切る第二仕切壁と、を備え、前記第二仕切壁の前記第二端側であって前記管支持板よりも前記第一端側には、前記第一直管室から前記第二直管室へ貫通する開口が形成され、前記管支持板には、前記第一直管室から前記曲管室に貫通する一以上の第一パス孔が形成されていると共に、前記第二直管室から前記曲管室に貫通する一以上の第二パス孔が形成されている。

【0008】

当該Ｕチューブ熱交換器において、管内流体が管内流体室の入口室に流入したとする。この管内流体は、複数のＵチューブの入口端に形成されている入口からＵチューブ内に流入する。Ｕチューブ内に流入した管内流体は、Ｕチューブの入口側直管部、曲管部、出口側直管部を経て、Ｕチューブの出口端に形成されている出口から管外流体室の出口室に流出する。

【0009】

また、当該Ｕチューブ熱交換器において、例えば、管外流体が管外流体室の第二直管室に流入したとする。第二直管室に流入した管外流体は、この第二直管室内を流れる過程で、複数のＵチューブの出口側直管部内を流れる管内流体と熱交換する。

【0010】

第二直管室に流入した管外流体の一部は、管支持板の第二パス孔を経て、曲管室に流入する。管外流体は、曲管室を流れる過程で、複数のＵチューブの曲管部内を流れる管内流体と熱交換する。曲管室に流入した管外流体は、管支持板の第一パス孔を経て、管外流体室の第一直管室に流入する。また、第二直管室に流入した管外流体の他の一部は、第二仕切壁の開口を経て、第一直管室に流入する。

【0011】

第一直管室に流入した管外流体は、この第一直管室を流れる過程で、複数のＵチューブの入口側直管部内を流れる管内流体と熱交換する。

【0012】

以上のように、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室で、管外流体とＵチューブの曲管部内の管内流体とを熱交換させることができるので、曲管室内に管外流体を導かないＵチューブ熱交換器よりも伝熱面積を増加させることができる。

【0013】

ところで、Ｕチューブの曲管部が存在する曲管室での管外流体の流れの方向成分は、曲管部に沿う方向成分が主となるが、曲管部に対して交差する方向成分も一部に存在する。このため、曲管室を管外流体が一定条件下で流れると、曲管室の曲管部が振動する。

【0014】

そこで、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管部の振動を抑えるため、第二直管室の管外流体のうち、一部を曲管室に流入させる一方で、残りの一部を曲管室に流入させることなく、第二仕切壁の開口から第一直管室に流入させている。この結果、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室を管外流体が流れるものの、その流速が遅くなることにより、曲管部に対して交差する方向成分の流速も遅くなり、曲管部の振動を抑えることができる。

【0015】

なお、以上では、管外流体が第二直管室から第一直管室に流れると仮定して説明したが、管外流体が第一直管室から第二直管室に流れる場合でも、以上と同様の効果を得ることができる。

【0016】

ここで、前記Ｕチューブ熱交換器において、前記開口の開口面積は、前記一以上の第一パス孔の全流路断面積及び前記一以上の第二パス孔の全流路断面積よりも広くてもよい。

【0017】

以上のいずれかの前記Ｕチューブ熱交換器において、前記管支持板には、複数の前記Ｕチューブにおける各入口側直管部が挿入されている第一管孔と、複数の前記Ｕチューブにおける各出口側直管部が挿入されている第二管孔とが形成されており、前記第一パス孔は、前記管支持板における複数の前記第一管孔の相互間の位置に形成され、前記第二パス孔は、前記管支持板における複数の前記第二管孔の相互間の位置に形成されていてもよい。

【0018】

また、以上のいずれかの前記Ｕチューブ熱交換器において、前記管支持板には、複数の前記Ｕチューブにおける各入口側直管部が挿入されている第一管孔と、複数の前記Ｕチューブにおける各出口側直管部が挿入されている第二管孔とが形成されており、前記第一パス孔は、複数の前記第一管孔のうちのいずれかにつながっており、前記第二パス孔は、複数の前記第二管孔のうちのいずれかにつながっていてもよい。

【0019】

以上のいずれかの前記Ｕチューブ熱交換器において、前記曲管室に配置され、複数の前記Ｕチューブから離間し、複数の前記ＵチューブのうちのいずれかのＵチューブにおける前記曲管部に沿って曲がる曲面を有するガイドを備えてもよい。

【0020】

当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室の管外流体が、Ｕチューブの曲管部に沿って流すことができるため、管外流体の流れの方向成分のうち、曲管部に対して交差する方向成分を少なくすることができる。このため、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室に流入する管外流体の流量がガイドを有しない熱交換器と同じあっても、ガイドを有しない熱交換器よりも、複数の曲管部の振動を抑えることができる。

【0021】

言い換えると、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室に流入する管外流体の流量をガイドを有しない熱交換器より多くしても、複数の曲管部の振動を抑えることができる。よって、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室における管外流体と管内流体との熱交換量を多くすることができる。

【0022】

前記ガイドを備える前記Ｕチューブ熱交換器において、複数のＵチューブのうち、いずれかのＵチューブにおける曲管部の曲率半径が他のＵチューブにおける曲管部の曲率半径と異なっており、前記ガイドは、最も曲率半径の小さい曲管部である最小曲管部に対して、前記最小曲管部の曲率中心側に位置して、前記最小曲管部の前記曲率中心側に沿って曲がる凸曲面を有する内側ガイドと、最も曲率半径の大きい曲管部である最大曲管部に対して、前記最大曲管部の曲率中心側とは反対側に位置して、前記最大曲管部の前記反対側に沿って曲がる凹曲面を有する外側ガイドと、前記最小曲管部と前記最大曲管部との間に位置して、前記最小曲管部の曲率中心側とは反対側に沿って曲がる凹曲面と前記最大曲管部の曲率中心側に沿って曲がる凸曲面とを有する中ガイドと、のうち少ななくとも一のガイドを有してもよい。

【0023】

以上のいずれかの前記Ｕチューブ熱交換器において、前記第一直管室に配置され、前記入口側直管部が延びている方向に交差する方向に広がっている一以上の第一バッフルと、前記第二直管室内に配置され、前記出口側直管部が延びている方向に交差する方向に広がっている一以上の第二バッフルと、を備え、前記第一バッフルには、前記入口側直管部が延びている方向に貫通する一以上の第三パス孔が形成され、前記第二バッフルには、前記入口側直管部が延びている方向に貫通する一以上の第四パス孔が形成されていてもよい。

【0024】

当該Ｕチューブ熱交換器では、第一直管室に第一バッフルが配置されているので、第一直管室を流れる管外流体の流路長を長くすることができる。さらに、当該Ｕチューブ熱交換器では、第二直管室に第二バッフルが配置されているので、第二直管室を流れる管外流体の流路長を長くすることができる。このため、当該Ｕチューブ熱交換器では、管外流体と管内流体との熱交換量を多くすることができる。

【0025】

また、当該Ｕチューブ熱交換器では、直管部が延びている方向に交差する方向に広がっているバッフルを有するものの、バッフルには直管部が延びている方向に貫通するパス孔が形成されている。このため、管外流体の流れの方向成分のうち、直管部に対して交差する方向成分を少なくすることができる。よって、当該Ｕチューブ熱交換器では、直管部の振動を抑えることができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一態様によれば、管外流体と管内流体との伝熱面積を広くしつつも、Ｕチューブの振動を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明に係る第一実施形態におけるＵチューブ熱交換器の断面図である。

【図2】図１におけるII−II線断面図である。

【図3】本発明に係る第一実施形態における管孔とパス孔との位置関係を示す説明図である。

【図4】本発明に係る第二実施形態におけるＵチューブ熱交換器の断面図である。

【図5】本発明に係る第三実施形態におけるＵチューブ熱交換器の断面図である。

【図6】本発明に係る第一変形例における管孔とパス孔との位置関係を示す説明図である。

【図7】本発明に係る第二変形例における管孔とパス孔との位置関係を示す説明図である。

【図8】本発明に係る第三変形例における管孔とパス孔との位置関係を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明に係るＵチューブ熱交換器の各種実施形態及び変形例について、図面を参照して詳細に説明する。

【0029】

「第一実施形態」
本発明に係るＵチューブ熱交換器の第一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

【0030】

本実施形態のＵチューブ熱交換器は、図１に示すように、筒状の外筒１０と、外筒１０内を管内流体室９０と管外流体室９３とに仕切る管板３０と、管外流体室９３内に配置されている複数のＵチューブ２０と、管内流体室９０内を入口室９１と出口室９２とに仕切る第一仕切壁４０と、管外流体室９３内を第一直管室９４ａと第二直管室９４ｂとに仕切る第二仕切壁４５と、第一直管室９４ａ内を流れる管外流体Ｆｏの流れの向きを変える複数の第一バッフル６０ａと、第二直管室９４ｂ内を流れる管外流体Ｆｏの流れの向きを変える複数の第二バッフル６０ｂと、複数のＵチューブ２０を支持する管支持板５０と、備える。

【0031】

外筒１０は、筒状を成し、両端が閉じている。この外筒１０は、軸線Ｘを中心として円筒状の胴部１１と、胴部１１の端に接続されている第一鏡板部１２及び第二鏡板部１４と、を有する。ここで、軸線Ｘが延びる方向を軸方向Ｄｘとする。また、この軸方向Ｄｘの一方側を第一端側Ｄ１とし、他方側を第二端側Ｄ２とする。第一鏡板部１２は、胴部１１の第一端側Ｄ１の端に接続され、この胴部１１の第一端側Ｄ１の開口を塞ぐ。この第一鏡板部１２は、その内面が第二鏡板部１４から遠ざかる側、つまり第一端側Ｄ１に凹状に滑らかに凹んでいる。第二鏡板部１４は、胴部１１の第二端側Ｄ２の端に接続され、この胴部１１の第二端側Ｄ２の開口を塞ぐ。この第二鏡板部１４は、その内面が第一鏡板部１２から遠ざかる側、つまり第二端側Ｄ２に凹状に滑らかに凹んでいる。第一鏡板部１２で、最も第一端側Ｄ１の部分は、外筒１０の第一端１３を成す。また、第二鏡板部１４で、最も第二端側Ｄ２の部分は、外筒１０の第二端１５を成す。

【0032】

外筒１０内は、第一端側Ｄ１の位置で、管板３０により、第一端側Ｄ１の管内流体室９０と第二端側Ｄ２の管外流体室９３とに仕切られている。より具体的には、外筒１０内は、第一鏡板部１２と胴部１１との境で、管板３０により、管内流体室９０と管外流体室９３とに仕切られている。

【0033】

Ｕチューブ２０は、一対の直管部２１と、一対の直管部２１の端相互をつなぐ曲管部２５と、を有する。曲管部２５は、一対の直管部２１の間の位置を曲率中心２６として円弧状を成している。一対の直管部２１のうち、一方の直管部２１は入口側直管部２１ａを成し、他方の直管部２１は出口側直管部２１ｂを成す。入口側直管部２１ａの両端のうち、曲管部２５とは反対側の端は、入口端２２ａを成す。この入口端２２ａには、Ｕチューブ２０内に管内流体Ｆｉが流入する入口が形成されている。また、出口側直管部２１ｂの両端のうち、曲管部２５とは反対側の端は、出口端２２ｂを成す。この出口端２２ｂには、Ｕチューブ２０内から管内流体Ｆｉが流出する出口が形成されている。Ｕチューブ２０の各直管部２１は、いずれも、軸方向Ｄｘに延び、且つ軸方向Ｄｘの位置が同じである。

【0034】

複数のＵチューブ２０は、管外流体室９３内に配置され、複数のＵチューブ２０の両端２２ａ，２２ｂが管板３０に固定されている。管板３０は、実質的に円板状を成している。この管板３０には、軸方向Ｄｘに貫通して、複数のＵチューブ２０の各入口端２２ａ及び各出口端２２ｂが挿通される管孔３１が形成されている。円板状の管板３０における一方の半円内の複数の管孔３１には、複数のＵチューブ２０の入口端２２ａが挿通されている。複数のＵチューブ２０の入口端２２ａは、いずれも管内流体室９０に臨んでいる。Ｕチューブ２０の入口端２２ａは、この管孔３１に固定されている。また、円板状の管板３０における他方の半円内の複数の管孔３１には、複数のＵチューブ２０の出口端２２ｂが挿通されている。複数のＵチューブ２０の出口端２２ｂは、いずれも、管内流体室９０に臨んでいる。Ｕチューブ２０の出口端２２ｂは、この管孔３１に固定されている。複数のＵチューブ２０の各曲管部２５は、管外流体室９３のうち、第二鏡板部１４の内側の領域と胴部１１の内側であって第二鏡板部１４側の領域とを併せた曲管室９５内に配置されている。

【0035】

第一仕切壁４０は、管内流体室９０内を、Ｕチューブ２０の入口端２２ａの集まりである入口端群を臨む入口室９１と、Ｕチューブ２０の出口端２２ｂの集まりである出口端群を臨む出口室９２とに仕切る。第一鏡板部１２には、内側の入口室９１と外部とを連通させる管内側入口ノズル１６と、内側の出口室９２と外部とを連通させる管内側出口ノズル１７と、が設けられている。

【0036】

管支持板５０は、管外流体室９３内に配置され、この管外流体室９３内を、前述の曲管室９５と、この曲管室９５を除く室とに仕切る。言い換えると、管支持板５０は、管外流体室９３内を、第二端側Ｄ２の室と第一端側Ｄ１の室とに仕切る。管支持板５０には、複数のＵチューブ２０の入口側直管部２１ａにおける第二端側Ｄ２の部分が挿通される第一管孔５１ａと、複数のＵチューブ２０の出口側直管部２１ｂにおける第二端側Ｄ２の部分が挿通される第二管孔５１ｂと、が形成されている。複数のＵチューブ２０の入口側直管部２１ａは、第一管孔５１ａに挿通されることで、この管支持板５０に支持される。また、複数のＵチューブ２０の出口側直管部２１ｂは、第二管孔５１ｂに挿通されることで、この管支持板５０に支持される。

【0037】

第二仕切壁４５は、管外流体室９３内に配置され、管外流体室９３内の曲管室９５よりも第一端側Ｄ１の室を、Ｕチューブ２０における入口側直管部２１ａの集まりである入口側直管群が存在する第一直管室９４ａと、Ｕチューブ２０における出口側直管部２１ｂの集まりである出口側直管群が存在する第二直管室９４ｂと、に仕切る。この第二仕切壁４５は、管板３０から管支持板５０まで軸方向Ｄｘに延びている。

【0038】

外筒１０の胴部１１には、内側の第二直管室９４ｂと外部とを連通させる管外側入口ノズル１８と、内側の第一直管室９４ａと外部とを連通させる管外側出口ノズル１９と、が設けられている。

【0039】

第一直管室９４ａ内には、管外流体Ｆｏの流れの向きを変える複数の第一バッフル６０ａが配置されている。また、第二直管室９４ｂ内にも、管外流体Ｆｏの流れの向きを変える複数の第二バッフル６０ｂが配置されている。各バッフル６０ａ，６０ｂは、いずれも、Ｕチューブ２０における各直管部２１が延びている軸方向Ｄｘに対して交差する交差方向に広がる仮想面、具体的には軸線Ｘに対して垂直な方向に広がる仮想面に沿って設けられている。但し、各バッフル６０ａ，６０ｂは、直管室９４内の仮想面の一領域にのみ沿って設けられており、残りの領域には設けられていない。よって、各バッフル６０ａ，６０ｂは、仮想面の一領域では、直管室９４内を第一端側Ｄ１と第二端側Ｄ２とに仕切るものの、仮想面の残り領域には存在せず、直管室９４内を仕切らない。複数の第一バッフル６０ａは、第一直管室９４ａ内で、軸方向Ｄｘの位置が互いに異なるよう配置されている。また、複数の第二バッフル６０ｂは、第二直管室９４ｂ内で、軸方向Ｄｘの位置が互いに異なるよう配置されている。複数の第一バッフル６０ａのうち、軸方向Ｄｘで隣接する二つの第一バッフル６０ａは、直管室９４内を第一端側Ｄ１と第二端側Ｄ２とに仕切る領域が互いに異なっている。また、複数の第二バッフル６０ｂのうち、軸方向Ｄｘで隣接する二つの第二バッフル６０ｂは、直管室９４内を第一端側Ｄ１と第二端側Ｄ２とに仕切る領域が互いに異なっている。第一バッフル６０ａには、Ｕチューブ２０の入口側直管部２１ａが挿通される第一管孔６１ａが形成されている。また、第二バッフル６０ｂには、Ｕチューブ２０の出口側直管部２１ｂが挿通される第二管孔６１ｂが形成されている。

【0040】

図１及び図２に示すように、第二仕切壁４５の第二端側Ｄ２であって管支持板５０よりも第一端側Ｄ１には、第一直管室９４ａから第二直管室９４ｂへ貫通する開口４６が形成されている。また、管支持板５０には、複数の第一管孔５１ａの相互間の位置を第一直管室９４ａから曲管室９５へ貫通する第一パス孔５２ａと、複数の第二管孔５１ｂの相互間の位置を第二直管室９４ｂから曲管室９５へ貫通する第二パス孔５２ｂと、が形成されている。第一バッフル６０ａには、各第一管孔６１ａの相互間の位置を軸方向Ｄｘに貫通する複数の第三パス孔６２ａが形成されている。第二バッフル６０ｂには、各第二管孔６１ｂの相互間の位置を軸方向Ｄｘに貫通する複数の第四パス孔６２ｂが形成されている。

【0041】

本実施形態の管配置は、図３に示すように、正三角形配置である。すなわち、本実施形態の複数のＵチューブ２０における各直管部２１は、いずれも、正三角形の頂点の位置に配置されている。ここで、管支持板５０の第一管孔５１ａ、管支持板５０の第二管孔５１ｂ、第一バッフル６０ａの第一管孔６１ａ、第二バッフル６０ｂの第二管孔６１ｂを単に管孔８１とする。また、管支持板５０の複数の第一管孔５１ａの相互間に形成されている第一パス孔５２ａ、管支持板５０の複数の第二管孔５１ｂの相互間に形成されている第二パス孔５２ｂ、第一バッフル６０ａの複数の第一管孔６１ａの相互間に形成されている第三パス孔６２ａ、第二バッフル６０ｂの複数の第二管孔６１ｂの相互間に形成されている第四パス孔６２ｂを単にパス孔８２とする。このパス孔８２は、前述の正三角形の中心に形成されている。

【0042】

管支持板５０に形成されている複数の第一パス孔５２ａの全流路断面積と、管支持板５０に形成されている複数の第二パス孔５２ｂの全流路断面積とは、実質的に同じである。第二仕切壁４５に形成されている開口４６の開口面積は、複数の第一パス孔５２ａの全流路断面積及び複数の第二パス孔５２ｂの全流路断面積より広い。

【0043】

管内流体Ｆｉは、管内側入口ノズル１６から管内流体室９０の入口室９１に流入する。入口室９１に流入した管内流体Ｆｉは、複数のＵチューブ２０の入口からＵチューブ２０内に流入する。Ｕチューブ２０内に流入した管内流体Ｆｉは、Ｕチューブ２０の入口側直管部２１ａ、曲管部２５、出口側直管部２１ｂを経て、Ｕチューブ２０の出口から管内流体室９０の出口室９２に流出する。出口室９２に至った管内流体Ｆｉは、管内側出口ノズル１７から外部に流出する。

【0044】

管外流体Ｆｏは、管外側入口ノズル１８から管外流体室９３の第二直管室９４ｂに流入する。第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏは、この第二直管室９４ｂを流れる。この際、管外流体Ｆｏは、外筒１０の胴部１１の内面と第二仕切壁４５と複数の第二バッフル６０ｂとで形成される蛇行した流路に沿って流れる。すなわち、管外流体Ｆｏは、第二直管室９４ｂを蛇行しながら第二端側Ｄ２へ流れる。また、第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏの一部は、各第二バッフル６０ｂの複数の第四パス孔６２ｂ内を第二端側Ｄ２へ流れる。管外流体Ｆｏは、以上のように第二直管室９４ｂを流れる過程で、複数のＵチューブ２０の出口側直管部２１ｂ内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。

【0045】

第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏの一部は、管支持板５０の第二パス孔５２ｂを経て、曲管室９５に流入する。管外流体Ｆｏは、曲管室９５を流れる過程で、複数のＵチューブ２０の曲管部２５内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。

【0046】

曲管室９５に流入した管外流体Ｆｏは、管支持板５０の第一パス孔５２ａを経て、管外流体室９３の第一直管室９４ａに流入する。また、第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏの他の一部は、第二仕切壁４５の開口４６を経て、第一直管室９４ａに流入する。

【0047】

第一直管室９４ａに流入した管外流体Ｆｏは、この第一直管室９４ａを流れる。この際、管外流体Ｆｏは、外筒１０の胴部１１の内面と第二仕切壁４５と複数の第一バッフル６０ａとで形成される蛇行した流路に沿って流れる。すなわち、管外流体Ｆｏは、第一直管室９４ａを蛇行しながら第一端側Ｄ１へ流れる。また、第一直管室９４ａに流入した管外流体Ｆｏの一部は、各第一バッフル６０ａの複数の第三パス孔６２ａ内を第一端側Ｄ１へ流れる。管外流体Ｆｏは、以上のように第一直管室９４ａを流れる過程で、複数のＵチューブ２０の入口側直管部２１ａ内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。

【0048】

複数のＵチューブ２０の入口側直管部２１ａ内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換した管外流体Ｆｏは、管外側出口ノズル１９から外部に流出する。

【0049】

以上のように、本実施形態のＵチューブ熱交換器では、曲管室９５で、管外流体ＦｏとＵチューブ２０の曲管部２５内の管内流体Ｆｉとを熱交換させることができるので、曲管室９５に管外流体Ｆｏを導かないＵチューブ熱交換器よりも伝熱面積を増加させることができる。

【0050】

ところで、本実施形態では、Ｕチューブ２０の曲管部２５は、直管部２１のようにバッフル等で支持されていない。さらに、この曲管部２５が存在する曲管室９５での管外流体Ｆｏの流れの方向成分は、曲管部２５に対して交差する方向成分が多い。このため、曲管室９５内に管外流体Ｆｏが一定条件下で流れると、曲管室９５内の曲管部２５が振動する。

【0051】

そこで、本実施形態では、曲管部２５の振動を抑えるため、第二直管室９４ｂ内の管外流体Ｆｏのうち、一部を曲管室９５に流入させる一方で、残りの一部を曲管室９５に流入させることなく、第二仕切壁４５の開口４６から第一直管室９４ａに流入させている。この結果、本実施形態では、前述したように、曲管室９５を管外流体Ｆｏが流れるものの、その流速が遅くなり、曲管部２５の振動を抑えることができる。

【0052】

本実施形態では、曲管室９５に流入する管外流体Ｆｏの流量を少なくして、曲管室９５を流れる管外流体Ｆｏの流速を遅くするため、管支持板５０における複数の第一パス孔５２ａの全流路断面積及び管支持板５０における複数の第二パス孔５２ｂの全流路断面積を、第二仕切壁４５に形成されている開口４６の開口面積より小さくしている。

【0053】

但し、曲管室９５内での管外流体Ｆｏと管内流体Ｆｉとの熱交換量を増加させるためには、曲管室９５内に流入させる管外流体Ｆｏの流量を多くすることが好ましい。よって、曲管部２５の振動を抑えることができる範囲内で、複数の第一パス孔５２ａの全流路断面積及び複数の第二パス孔５２ｂの全流路断面積を大きくすることが好ましい。このため、Ｕチューブ熱交換器を構成する各部材の各種寸法、管外流体室９３に流入する管外流体Ｆｏの流量、この管外流体Ｆｏの密度、複数のＵチューブ２０に流入する管内流体Ｆｉの流量、この管内流体Ｆｉの密度等によっては、複数の第一パス孔５２ａの全流路断面積及び複数の第二パス孔５２ｂの全流路断面積が、第二仕切壁４５に形成されている開口４６の開口面積より大きくなる場合もあり得る。

【0054】

本実施形態の第一直管室９４ａ内には複数の第一バッフル６０ａが配置されている。また、第二直管室９４ｂ内には複数の第二バッフル６０ｂが配置されている。このように、直管室９４内にバッフル６０ａ，６０ｂが配置されていると、直管室９４内の一部では、Ｕチューブ２０の直管部２１に対して、管外流体Ｆｏが交差方向に流れる。このため、熱交換の効率が良いものの、直管室９４内の直管部２１でも振動する可能性がある。本実施形態の各バッフル６０ａ，６０ｂには、直管部２１が延びる軸方向Ｄｘに貫通する複数のパス孔６２ａ，６２ｂが形成されているので、直管室９４内での管外流体Ｆｏの流れの方向成分のうち、直管部２１が延びる軸方向Ｄｘに交差する方向成分を少なくすることができる。このため、本実施形態では、直管室９４内に複数のバッフル６０ａ，６０ｂを配置しているものの、直管室９４内の直管部２１の振動を抑え、且つ熱交換の効率も良くすることができる。

【0055】

「第二実施形態」
本発明に係るＵチューブ熱交換器の第二実施形態について、図４を参照して説明する。

【0056】

本実施形態のＵチューブ熱交換器は、上記第一実施形態のＵチューブ熱交換器に、内側ガイド７１、中ガイド７３、及び外側ガイド７６を追加したものである。内側ガイド７１、中ガイド７３、及び外側ガイド７６は、いずれも、曲管室９５内に配置されている。

【0057】

複数のＵチューブ２０の各曲管部２５の曲率半径は、いずれかの他の曲管部２５の曲率半径と異なっている。このため、複数のＵチューブ２０には、最も曲率半径の小さい曲管部２５である最小曲管部２５ａを有するＵチューブ２０ａ、最も曲率半径の大きい曲管部２５である最大曲管部２５ｃを有するＵチューブ２０ｃ、曲率半径が中間の曲管部２５である中間曲管部２５ｂを有するＵチューブ２０ｂがある。複数のＵチューブ２０の各曲管部２５の曲率中心２６は、いずれも、実質的に軸線Ｘ上であって、曲管室９５内の第一端側Ｄ１の位置になる。このため、中間曲管部２５ｂは、最大曲管部２５ｃよりも曲率中心２６側に位置し、最小曲管部２５ａは、中間曲管部２５ｂよりも曲率中心２６側に位置する。なお、本実施形態において、複数の中間曲管部２５ｂに関しても、曲率半径が相互に異なっている。

【0058】

内側ガイド７１は、最小曲管部２５ａから、この最小曲管部２５ａの曲率中心２６側に離間した位置に配置されている。この内側ガイド７１は、最小曲管部２５ａの曲率中心２６側に沿って曲がる凸曲面７２を有する。この内側ガイド７１は、例えば、管支持板５０に固定されている。

【0059】

外側ガイド７６は、最大曲管部２５ｃから、この最大曲管部２５ｃの曲率中心２６側とは反対側に離間した位置に配置されている。この外側ガイド７６は、最大曲管部２５ｃの曲率中心２６側とは反対側に沿って曲がる凹曲面７７を有する。この外側ガイド７６は、例えば、管支持板５０、又は外筒１０の内面に固定されている。

【0060】

中ガイド７３は、複数の中間曲管部２５ｂの間であって、各中間曲管部２５ｂから離間した位置に配置されている。この中ガイド７３は、凹曲面７４と、凸曲面７５と、を有する。中ガイド７３の凹曲面７４は、この中ガイド７３を基準にして曲率中心２６側に位置する曲管部２５の曲率中心２６側とは反対側に沿って曲がっている。また、中ガイド７３の凸曲面７５は、この中ガイド７３を基準にして曲率中心２６側とは反対側に位置する曲管部２５の曲率中心２６側に沿って曲がる凸曲面７５と、を有する。

【0061】

以上のように、本実施形態では、曲管室９５に、内側ガイド７１、中ガイド７３及び外側ガイド７６を配置したので、曲管室９５での管外流体Ｆｏは、曲管室９５の曲率中心２６側でも、その反対側でも、さらにその間の位置でも、曲管部２５の曲りに沿った流れになる。すなわち、本実施形態では、曲管室９５での管外流体Ｆｏの流れの方向成分のうち、曲管部２５に交差する方向成分を少なくすることができる。

【0062】

このため、本実施形態では、曲管室９５に流入する管外流体Ｆｏの流量が上記第一実施形態と同じあっても、上記第一実施形態よりも、曲管室９５における複数の曲管部２５の振動を抑えることができる。

【0063】

言い換えると、本実施形態では、曲管室９５に流入する管外流体Ｆｏの流量を上記第一実施形態より多くしても、曲管室９５における複数の曲管部２５の振動を抑えることができる。よって、本実施形態では、曲管室９５における管外流体Ｆｏと管内流体Ｆｉとの熱交換量を多くすることができる。

【0064】

なお、本実施形態では、内側ガイド７１、中ガイド７３及び外側ガイド７６を曲管室９５内に配置している。しかしながら、曲管室９５内には、内側ガイド７１、中ガイド７３及び外側ガイド７６のうち、いずれか一種類のガイド、又はいずれか二種類のガイドのみを配置してもよい。

【0065】

「第三実施形態」
本発明に係るＵチューブ熱交換器の第三実施形態について、図５を参照して説明する。

【0066】

本実施形態のＵチューブ熱交換器は、上記第一実施形態のＵチューブ熱交換器に、内筒８５を追加したものである。内筒８５は、外筒１０内に配置されている。

【0067】

内筒８５は、軸線Ｘを中心として円筒状の胴部８６と、胴部８６の第二端側Ｄ２に接続されている鏡板部８７と、胴部８６の第一端側Ｄ１に接続されている仕切板部８８と、を有する。円筒状の胴部８６は、外筒１０の胴部１１の内面から、軸線Ｘに近づく側に離間している。言い換えると、内筒８５の胴部８６の外径は、外筒１０の胴部１１の内径よりも小さい。鏡板部８７は、胴部８６における第二端側Ｄ２の端の開口を閉じる。この鏡板部８７は、その内面が第二端側Ｄ２に凹状に滑らかに凹み、その外面が第二端側Ｄ２に凸状に滑らかに突出している。特に、鏡板部８７の内面は、最大曲管部２５ｃに沿って滑らかに曲がっている。一方、胴部８６における第一端側Ｄ１の端には、鏡板部等が設けられていない。このため、内筒８５の第一端側Ｄ１の端は開口している。この鏡板部８７の外面は、外筒１０の第二鏡板部１４の内面から、この第二鏡板部１４の内側に離間している。胴部８６は、軸方向Ｄｘにおける第一端側Ｄ１の端の位置が、管外側入口ノズル１８よりも第二端側Ｄ２に位置するよう、管外流体室９３内に配置されている。胴部８６における第一端側Ｄ１の端であって、第二直管室９４ｂ内の部分には、軸線Ｘに対する径方向外側に広がる仕切板部８８が設けられている。この仕切板部８８の径方向外側の縁は、外筒１０の内面に接続されている。よって、管外側入口ノズル１８から第二直管室９４ｂ内に流入した管外流体Ｆｏは、外筒１０と内筒８５との間の隙間に直接流入しない。一方、胴部８６における第一端側Ｄ１の端であって、第一直管室９４ａ内の部分には、軸線Ｘに対する径方向外側に広がる仕切板部が設けられていない。よって、第一直管室９４ａ内でＵチューブ２０の入口側直管部２１ａ内の管内流体Ｆｉと熱交換した管外流体Ｆｏは、外筒１０の内面と内筒８５の胴部８６における第一端側Ｄ１の端との間の隙間から、外筒１０の内面と内筒８５の外面との間の筒内出口流路９６に流入する。

【0068】

本実施形態の管外側出口ノズル１９ａは、上記第一実施形態と異なり、管外側入口ノズル１８と同様、外筒１０の胴部１１であって、第二直管室９４ｂの外側の部分に接続されている。この管外側出口ノズル１９ａは、筒内出口流路９６と外部とを連通させる。

【0069】

本実施形態における複数の第一バッフル６０ａ、複数の第二バッフル６０ｂ、及び管支持板５０は、いずれも、内筒８５内に配置されている。

【0070】

本実施形態でも、管外流体Ｆｏは、管外側入口ノズル１８から第二直管室９４ｂ内に流入する。この管外流体Ｆｏは、内筒８５内の第二直管室９４ｂを流れる過程で、Ｕチューブ２０の出口側直管部２１ｂ内の管内流体Ｆｉと熱交換する。第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏの一部は、管支持板５０の第二パス孔５２ｂを経て、内筒８５内の曲管室９５に流入する。管外流体Ｆｏは、曲管室９５を流れる過程で、複数のＵチューブ２０の曲管部２５内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。曲管室９５に流入した管外流体Ｆｏは、管支持板５０の第一パス孔５２ａを経て、内筒８５内の第一直管室９４ａに流入する。また、第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏの他の一部は、第二仕切壁４５の開口４６を経て、内筒８５内の第一直管室９４ａに流入する。第一直管室９４ａに流入した管外流体Ｆｏは、内筒８５内の第一直管室９４ａ内を流れ過程で、複数のＵチューブ２０の入口側直管部２１ａ内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。第一直管室９４ａでＵチューブ２０の入口側直管部２１ａ内の管内流体Ｆｉと熱交換した管外流体Ｆｏは、前述したように、外筒１０の内面と内筒８５の外面との間の筒内出口流路９６に流入する。筒内出口流路９６に流入した管外流体Ｆｏは、管外側出口ノズル１９ａから外部に流出する。

【0071】

本実施形態では、外筒１０内に内筒８５を配置し、管外側入口ノズル１８と同様、管外側出口ノズル１９ａを外筒１０の胴部１１であって第二直管室９４ｂの外側の部分に接続している。このため、外筒１０の内面に接触する流体は、第一直管室９４ａ側でも第二直管室９４ｂ側でも、ほとんどが複数のＵチューブ２０内の管内流体Ｆｉと熱交換した管外流体Ｆｏになる。よって、外筒１０の第一直管室９４ａ側の温度と外筒１０の第二直管室９４ｂ側の温度との温度差を小さくすることができる。

【0072】

Ｕチューブ熱交換器に流入する管外流体Ｆｏの温度と、Ｕチューブ熱交換器内で熱交換した管外流体Ｆｏの温度との温度差大きい場合、上記第一実施形態のように内筒８５が存在しない熱交換器では、外筒１０の第一直管室９４ａ側の温度と外筒１０の第二直管室９４ｂ側の温度との温度差が大きくなる。このため、外筒１０の第一直管室９４ａ側の熱膨張量と外筒１０の第二直管室９４ｂ側の熱膨張量との膨張差により、外筒１０の曲げ変形量が大きくなる。

【0073】

本実施形態では、前述したように、外筒１０内に内筒８５を配置したことにより、外筒１０の第一直管室９４ａ側の温度と外筒１０の第二直管室９４ｂ側の温度との温度差を小さくすることができ、外筒１０の曲げ変形を抑えることができる。

【0074】

また、本実施形態の内筒８５における鏡板部８７の内面は、前述したように、最大曲管部２５ｃに沿って滑らかに曲がっている。このため、内筒８５の鏡板部８７は、上記第二実施形態における外側ガイド７６として機能する。よって、本実施形態では、第二実施形態と同様、曲管室９５に流入する管外流体Ｆｏの流量を上記第一実施形態より多くしても、曲管室９５における複数の曲管部２５の振動を抑えることができる。

【0075】

なお、本実施形態においても、第二実施形態のように、内側ガイド７１や中ガイド７３を設けてもよい。

【0076】

「パス孔の変形例」
管支持板５０、第一バッフル６０ａ及び第二バッフル６０ｂに形成するパス孔の各種変形例について、図６〜図８を参照して説明する。なお、以下では、管支持板５０の第一管孔５１ａ及び第二管孔５１ｂ、第一バッフル６０ａの第一管孔６１ａ、第二バッフル６０ｂの第二管孔６１ｂを単に管孔８１とする。また、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂ、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ、第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂを単にパス孔とする。

【0077】

まず、図６を参照して、パス孔の第一変形例について説明する。

【0078】

本変形例における管配置も、上記第一実施形態と同様、正三角形配置である。すなわち、本変形例の複数のＵチューブ２０における各入口側直管部２１ａは、いずれも、正三角形の頂点の位置に配置されている。また、複数のＵチューブ２０における各出口側直管部２１ｂも、正三角形の頂点に配置されている。言い換えると、複数の管孔８１は、いずれも正三角形の頂点の位置に配置されている。

【0079】

本変形例のパス孔８２ａも、上記第一実施形態と同様、複数の管孔８１の相互間に形成されている。但し、本変形例のパス孔８２ａは、上記正三角形の中心に形成された第一孔部８２ａｘと、この正三角形に隣接する他の正三角形の中心に形成された第二孔部８２ａｙと、第一孔部８２ａｘと第二孔部８２ａｙとをつなぐ繋ぎ孔部８２ａｚと、を有して構成される。言い換えると、本変形例のパス孔８２ａは、上記正三角形の中心からこの正三角形に隣接する他の正三角形の中心にかけて広がっている孔である。

【0080】

次に、図７を参照して、パス孔の第二変形例について説明する。

【0081】

本変形例における管配置も、上記第一実施形態及び上記第一変形例と同様、正三角形配置である。

【0082】

ところで、上記第一実施形態のパス孔８２及び上記第一変形例のパス孔８２ａは、いずれも、管孔８１に対して独立した孔である。一方、本変形例のパス孔８２ｂは、管孔８１につながっている。本変形例では、一つの管孔８１に対して三つのパス孔８２ｂがつながっている。管孔８１は、前述したように、正三角形の頂点を中心とした円形の孔である。一つのパス孔８２ｂは、正三角形の頂点からこの正三角形の底辺の中点に向って、管孔８１から広がっている。一つの管孔８１に対する残りのパス孔８２ｂも、同様に、正三角形の頂点からこの正三角形の底辺の中点に向って、管孔８１から広がっている。但し、三つのパス孔８２ｂは、正三角形の頂点を基準にして、１２０°の間隔で配置されている。

【0083】

次に、図８を参照して、パス孔の第三変形例について説明する。

【0084】

本変形例における管配置は、上記第一実施形態、上記第一変形例及び上記第二変形例と異なり、正方形配置である。すなわち、本変形例の複数のＵチューブ２０における各入口側直管部２１ａは、いずれも、正方形の頂点の位置に配置されている。また、複数のＵチューブ２０における各出口側直管部２１ｂも、正方形の頂点に配置されている。言い換えると、複数の管孔８１は、いずれも正方形の頂点の位置に配置されている。

【0085】

本変形例のパス孔８２ｃは、前述の正方形の中心に形成されている。本変形例と上記第一実施形態とは、管配置が異なるものの、複数の管孔８１の中心を結んで形成される正多角形の中心にパス孔を形成する点で、共通する。

【0086】

なお、本変形例のように、管配置が正方形配置である場合でも、上記第二変形例と同様、正方形の中心に形成された第一孔部と、この正方形に隣接する他の正方形の中心に形成された第二孔部と、第一孔部と第二孔部とをつなげる繋ぎ孔部と、を有してパス孔を構成してもよい。また、本変形例のように、管配置が正方形配置である場合も、上記第二変形例と同様、管孔８１にパス孔をつなげてもよい。管配置が正方形配置である場合、一つの管孔８１に対して四つのパス孔がつながる。四つのパス孔は、正方形の頂点を基準にして９０°の間隔で配置される。

【0087】

なお、図３、図６〜図８では、便宜上、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂ、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ、第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂをまとめて単にパス孔とし、各板に形成されている管孔もまとめて単に管孔としている。このため、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂの寸法と、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ及び第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂの寸法とが同じであるように見えるが、両寸法は必ずしも同じである必要性はない。

【0088】

また、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂの形状等と、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ及び第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂの形状等とは、一致している必要性もない。例えば、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂの形状等として、上記第一実施形態の形状等を採用し、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ及び第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂの形状等として、上記第一変形例や第二変形例等の孔形状等を採用してもよい。また、逆に、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ及び第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂの形状等として、上記第一実施形態の形状等を採用し、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂの形状等として、上記第一変形例や第二変形例等の孔形状等を採用してもよい。

【符号の説明】

【0089】

１０：外筒、１１：胴部、１２：第一鏡板部、１３：第一端、１４：第二鏡板部、：第二端１５、１６：管内側入口ノズル、１７：管内側出口ノズル、１８：管外側入口ノズル、１９，１９ａ：管外側出口ノズル、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ：Ｕチューブ、２１：直管部、２１ａ：入口側直管部、２１ｂ：出口側直管部、２２ａ：入口端、２２ｂ：出口端、２５：曲管部、２５ａ：最小曲管部、２５ｂ：中間曲管部、２５ｃ：最大曲管部、２６：曲率中心、３０：管板、３１：管孔、４０：第一仕切壁、４５：第二仕切壁、４６：開口、５０：管支持板、５１ａ：第一管孔、５１ｂ：第二管孔、５２ａ：第一パス孔、５２ｂ：第二パス孔、６０ａ：第一バッフル、６０ｂ：第二バッフル、６１ａ：第一管孔、６１ｂ：第二管孔、６２ａ：第三パス孔、６２ｂ：第四パス孔、７１：内側ガイド、７２：凸曲面、７３：中ガイド、７４：凹曲面、７５：凸曲面、７６：外側ガイド、７７：凹曲面、８１：管孔、８２，８２ａ，８２ｂ，８２ｃ：パス孔、８５：内筒、８６：胴部、８７：鏡板部、８８：仕切板部、９０：管内流体室、９１：入口室、９２：出口室、９３：管外流体室、９４：直管室、９４ａ：第一直管室、９４ｂ：第二直管室、９５：曲管室、９６：筒内出口流路、Ｆｉ：管内流体、Ｆｏ：管外流体、Ｘ：軸線、Ｄｘ：軸方向、Ｄ１：第一端側、Ｄ２：第二端側

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】