特開 2022-182783 多管式熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022182783

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】多管式熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/02 20060101AFI20221201BHJP

   F28D 7/16 20060101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

F28F9/02 Z

F28D7/16 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021090513

(22)【出願日】2021-05-28

(71)【出願人】

【識別番号】000127237

【氏名又は名称】株式会社イズミフードマシナリ

(74)【代理人】

【識別番号】100179969

【弁理士】

【氏名又は名称】駒井 慎二

(72)【発明者】

【氏名】福谷 隆伸

(72)【発明者】

【氏名】小田切 輝

(72)【発明者】

【氏名】入江 創太

(72)【発明者】

【氏名】田村 健太

【テーマコード（参考）】

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L103AA19

(57)【要約】

【課題】大型化やコストアップを招くことなく、簡単な構成で被処理流体に含まれる固形物の管板への付着による堆積を防ぐことができる多管式熱交換器を提供すること。
【解決手段】シェル（缶胴）２と該シェル２の軸方向両端開口部を覆う管板３，４とによって前記シェル２の内部に画成された密閉空間Ｓ内に、複数のチューブ（伝熱管）５を前記管板３，４間に架設し、複数のチューブ５内を流れる被処理流体と密閉空間Ｓ内を流れる熱媒体との間の熱交換によって被処理流体を加熱または冷却する多管式熱交換器１において、隣接する２つのチューブ５の間に凸部３Ｃを形成し、該凸部３Ｃの周長Ｗを被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも長く設定する（Ｗ＞Ｍ）。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

缶胴と該缶胴の軸方向両端開口部を覆う管板とによって前記缶胴の内部に画成された密閉空間内に、複数の伝熱管を架設し、複数の前記伝熱管内を流れる被処理流体と前記密閉空間内を流れる熱媒体との間の熱交換によって前記被処理流体を加熱または冷却する多管式熱交換器であって、
隣接する２つの前記伝熱管の間に凸部を形成し、該凸部の周長を前記被処理流体に含まれる固形物の長さよりも長く設定したことを特徴とする多管式熱交換器。

【請求項2】

前記凸部を介して隣り合う２つの前記伝熱管間の間隔寸法を、前記固形物の長さよりも短く設定したことを特徴とする請求項１に記載の多管式熱交換器。

【請求項3】

前記伝熱管は、その軸方向両端部が前記管板に形成された孔に差し込まれて接続されており、前記凸部は、前記被処理流体が流入する側の前記管板に形成された前記孔の開口部周縁に突設された突起で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の多管式熱交換器。

【請求項4】

前記突起は、その内周面が前記被処理流体の反流入方向に向かって拡径するテーパ平面またはテーパ曲面を形成していることを特徴とする請求項３に記載の多管式熱交換器。

【請求項5】

前記伝熱管は、その軸方向両端部が前記管板に形成された孔に差し込まれて接続されており、前記凸部は、前記被処理流体が流入する側の前記管板に形成された前記孔の開口部周縁に沿って座ぐり孔を形成することによって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の多管式熱交換器。

【請求項6】

前記座ぐり孔の内周面は、前記被処理流体の反流入方向に向かって拡径するテーパ平面またはテーパ曲面を形成していることを特徴とする請求項５に記載の多管式熱交換器。

【請求項7】

前記被処理流体が流入する側の前記管板の外面から該管板への前記伝熱管の接続端までの距離を、前記固形物の長さよりも長く設定したことを特徴とする請求項３～６の何れかに記載の多管式熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、缶胴内に互いに平行に配された複数の伝熱管を収容して構成される多管式熱交換器、特に固形物を含有する飲料などを被処理流体としてこれを加熱または冷却するための多管式熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の多管式熱交換器（シェルアンドチューブ式熱交換器）は、筒状の缶胴（シェル）と該缶胴の軸方向両端開口部を覆う一対の管板とによって缶胴の内部に画成された密閉空間内に、複数の伝熱管（チューブ）を一対の管板間に互いに平行に架設し、複数の伝熱管内を流れる被処理流体と密閉空間内を流れる冷媒または熱媒（以下、これらを「熱媒体」と総称する）との間の熱交換によって被処理流体を加熱または冷却するものである。

【0003】

ところで、斯かる多管式熱交換器において、加熱または冷却される被処理流体が例えば果実ジュースのような場合、果実ジュースには「さのう」と称される所定長さの固形物（繊維）が含まれているため、複数の伝熱管が固形物の長さよりも短い間隔寸法で配置されている場合には、次のような問題が発生する。すなわち、各伝熱管に被処理流体である例えば果実ジュースが送り込まれる際、この果実ジュースに含まれる固形物（さのう）の両端が隣接する２つの伝熱管の内部に跨ってしまい、この固形物が流入側の管板に流体圧によって押し付けられて堆積するという問題が発生する。

【0004】

上述のように管板に固形物が付着して堆積すると、この堆積した固形物を清掃によって除去する必要があるが、その清掃作業が面倒で多くの時間と労力を要するという問題がある。

【0005】

そこで、例えば、特許文献１には、管板から突出した伝熱管の流入側端部を着脱可能なガイド板で覆い、伝熱管の管板から突出した部分への異物の付着を防止するようにした熱交換器が提案されている。

【0006】

また、特許文献２には、伝熱管（液体流通管）を、被処理流体に含まれる固形物の長さ寸法よりも大きな間隔寸法で配置するようにした多管式熱交換器が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】実開平６－０５５０７６号公報

【特許文献2】特開２００５－２９１６２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１において提案された熱交換器においては、管板にガイド板を複数のボルトによって取り付ける必要があり、その取り付け／取り外しが面倒である他、別部品であるガイド板やボルトなどの部品が必要であるために部品点数が増え、構造の複雑化とコストアップを招くという問題がある。そして、この熱交換器においては、伝熱管の配列間隔については言及していないため、被処理流体に含まれる固形物のガイド板への付着を招く可能性がある。

【0009】

また、特許文献２において提案された多管式熱交換器においては、伝熱管（液体流通管）が被処理流体に含まれる固形物の長さ寸法よりも大きな間隔寸法で配置されているため、伝熱管を収容する缶胴（シェル）の径が大きくなって当該多管式熱交換器が大型化するという問題が発生する。

【0010】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、大型化やコストアップを招くことなく、簡単な構成で被処理流体に含まれる固形物の管板への付着による堆積を防ぐことができる多管式熱交換器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するため、本発明は、缶胴と該缶胴の軸方向両端開口部を覆う管板とによって前記缶胴の内部に画成された密閉空間内に、複数の伝熱管を架設し、複数の前記伝熱管内を流れる被処理流体と前記密閉空間内を流れる熱媒体との間の熱交換によって前記被処理流体を加熱または冷却する多管式熱交換器であって、
隣接する２つの前記伝熱管の間に凸部を形成し、該凸部の周長を前記被処理流体に含まれる固形物の長さよりも長く設定したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、隣接する２つの伝熱管の間に形成された凸部の周長を被処理流体に含まれる固形物の長さよりも長く設定したため、伝熱管を、被処理流体に含まれる固形物の長さ寸法よりも大きな間隔寸法で配置することなく、被処理流体に含まれる固形物の両端が、隣接する２つの伝熱管内に跨る現象の発生を防ぐことができる。このため、多管式熱交換器の大型化やコストアップを招くことなく、簡単な構成で被処理流体に含まれる固形物の管板への付着による堆積を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態１に係る多管式熱交換器の縦断面図である。

【図2】図１のＡ部拡大詳細図である。

【図3】図２のＢ－Ｂ線断面図である。

【図4】（ａ）は伝熱管の管板への接続構造を示す部分縦断面図、（ｂ）は伝熱管の管板への別の接続構造を示す部分縦断面図である。

【図5】図２のＣ部拡大詳細図である。

【図6】本発明の実施の形態２に係る多管式熱交換器要部の縦断面図である。

【図7】図６のＤ部拡大詳細図である。

【図8】本発明の実施の形態２に係る多管式熱交換器の変形例を示す要部縦断面図（図７と同様の図）である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0015】

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る多管式熱交換器の縦断面図、図２は図１のＡ部拡大詳細図、図３は図２のＢ－Ｂ線断面図、図４（ａ）は伝熱管の管板への接続構造を示す部分縦断面図、図４（ｂ）は伝熱管の管板への別の接続構造を示す部分縦断面図、図５は図２のＣ部拡大詳細図である。

【0016】

本実施の形態に係る多管式熱交換器１は、図１に示すように、横置きされた円筒状の缶胴（以下、「シェル」と称する）２を備えており、このシェル２の軸方向両端（図１の左右両端）の開口部は、一対（図１の左右一対）の円板状の管板３，４によって覆われている。そして、シェル２内には、左右一対の管板３，４によって密閉空間Ｓが画成されており、この密閉空間Ｓには、複数の伝熱管（以下、「チューブ」と称する）５が一対の管板３，４間に水平且つ互いに平行に架設された状態で収容されている。具体的には、図３に示すように、密閉空間Ｓ内には、計１９本のチューブ５が等ピッチ（軸心間距離）Ｐで整然と配列された状態で収容されている。なお、本実施の形態では、シェル２の材質には、ＳＵＳ３０４が使用され、管板３，４とチューブ５にはＳＵＳ３１６Ｌが使用されている。また、図示しないが、シェル２は、長手方向中間部において２分割されており、両分割片は、当該シェル２の熱膨張または熱収縮を吸収するための伸縮継手によって連結されている。

【0017】

また、図１及び図２に示すように、一方（図１及び図２の左側）の管板３の横には、円筒容器状のヘッダ６が取り付けられており、このヘッダ６の底部には、円孔状の被処理流体流入口６ａが形成されている。ヘッダ６と管板３との合わせ面間には、Ｏリングなどのシールリング７が介装されており（図２参照）、このシールリング７のシール作用によってヘッダ６と管板３との間には高いシール性が確保されている。そして、ヘッダ６の被処理流体流入口６ａには、被処理流体流入ノズル８が接続されている。なお、本実施の形態では、被処理流体としては、果実飲料、野菜ジュースなどの飲料が使用され、これらの飲料に含まれる固形物としては、食物繊維、さのう、ナタデココなどが挙げられる。そして、本実施の形態に係る多管式熱交換器１においては、後述のように、被処理流体は、各チューブ５内に図１の左方から流入し、各チューブ５内を左方から右方に向かって流れるが、以下、図１の左側を「流入側」、右側を「流出側」とそれぞれ称する。

【0018】

さらに、図１に示すように、シェル２の流出側の管板４に近い箇所の上部には円孔状の熱媒体流入口２ａが開口しており、この熱媒体流入口２ａには熱媒体流入ノズル９が接続されている。また、シェル２の流入側の管板３に近い箇所の下部には円孔状の熱媒体流出口２ｂが開口しており、この熱媒体流出口２ｂには熱媒体流出ノズル１０が接続されている。

【0019】

ここで、各チューブ５の流入側の端部の管板３への接続構造を図４（ａ）に示すが、管板３には計１９個の円孔３ａ（図４（ａ）には１つのみ図示）が形成されており、各円孔３ａには、各チューブ５の流入側の一端部が管板３の内側からそれぞれ差し込まれる。具体的には、管板３に形成された円孔３ａには、大小異径の小径部３ａ１と大径部３ａ２が形成されており、この円孔３ａの大径部３ａ２にチューブ５の流入側の一端部が密閉空間Ｓ側（図４（ａ）の右側）から差し込まれ、この差し込まれたチューブ５の端部内周部が溶接されることによって、各チューブ５の流入側の端部が管板３にそれぞれ接続される。このように、チューブ５が管板３の円孔３ａの大径部３ａ２に差し込まれて溶接によって接続されることによって、円孔３ａの小径部３ａ１とチューブ５の内周面とが段差なくストレートに繋がる。なお、図４（ａ）において、ａは溶接ビードを示している。

【0020】

そして、本実施の形態では、図４（ａ）に示すように、流入側の管板３の外面から溶接ビードａの流入側の端部までの距離Ｌは、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも長く設定されている（Ｌ＞Ｍ）。なお、各チューブ５の管板３への接続構造の他の例を図４（ｂ）に示すが、この接続構造においては、管板３の内面の各円孔３ａの一端開口部周縁に円筒状のリップ部３ｂを一体に形成し、このリップ部３ｂに形成された円孔３ａの大径部３ａ２にチューブ５の流入側の一端部を差し込み、その突き当て部の内周を溶接することによって、各チューブ５の流入側の一端部を管板３に接続するようにしている。この場合においても、管板３の外面から溶接ビードａの流入側の端部までの距離Ｌは、固形物ｍの長さＭよりも長く設定されている（Ｌ＞Ｍ）。図４（ｂ）に示すような接続構造を採用することによって、図４（ａ）に示す接続構造に対して、必要な距離Ｌを確保するために必要な管板３の厚さを薄くすることができる。

【0021】

ところで、本実施の形態に係る多管式熱交換器１においては、図２に示すように、隣接する２つのチューブ５の間に、凸部である突起３Ａが形成されている。より詳細には、図５に詳細に示すように、流入側の管板３の外面の各円孔３ａの開口部周縁には、反流入方向（図５の左方）に向かって突出するリング状の突起３Ａがそれぞれ一体に突設されている。この突起３Ａは、反流入方向（図５の左方）に向かって先細状となる三角形の縦断面形状を有しており、その内周面は、反流入方向に向かって拡径する（流入方向に向かって縮径する）テーパ平面を形成している。なお、各突起３Ａは、金属板の削り出しによって製作される。

【0022】

そして、本実施の形態では、図５に詳細に示すように、突起３Ａの周長Ｗ、つまり、突起３Ａの斜面の長さｂを合計した値Ｗ＝２ｂは、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭ（図４参照）よりも大きく設定されている（Ｗ＞Ｍ）。

【0023】

また、突起３Ａを介して隣り合う２つのチューブ５の間隔寸法Ｘは、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも短く設定されている（Ｘ＜Ｍ）。したがって、これらの長さＷとＭ及びＸとの間には次式にて表される大小関係が成立している。

【0024】

Ｗ＞Ｍ＞Ｘ …（１）
なお、本実施の形態では、突起３Ａとして三角形の縦断面を有するものを採用したが、例えば、台形の縦断面を有する突起や、半円形の縦断面を有する突起などを採用することができる。因みに、縦断面が台形の突起を採用する場合には、該突起の内周面は、反流入方向に向かって拡径する（流入方向に向かって縮径する）漏斗状のテーパ平面を形成し、縦断面が半円形の突起を採用する場合には、該突起の内周面は、反流入方向に向かって拡径する（流入方向に向かって縮径する）ベルマウス状（Ｒ状）のテーパ曲面を形成する。

【0025】

ところで、本実施の形態に係る多管式熱交換器１の流出側の管板４やこれに接続されるチューブ５の接続構造などは、従来の多管式熱交換器のそれらと同じであるため、これについての説明は省略する。

【0026】

次に、以上のように構成された多管式熱交換器１の作用について説明する。

【0027】

固形物ｍを含有する飲料などの被処理流体は、図１に示す被処理流体流入ノズル８から被処理流体流入口６ａを経てヘッダ６内に流入し、ヘッダ６内に流入した被処理流体は、管板３に開口する計１９個の各円孔３ａ（図２参照）から計１９本の各チューブ５（図３参照）内に流入する。これと同時に、熱媒体は、図１に示す熱媒体流入ノズル９から熱媒体流入口２ａを経てシェル２内の密閉空間Ｓへと流入し、図１の左方に向かって流れるが、その過程において、各チューブ５を流れる被処理流体との間で熱交換を行って該被処理流体を加熱または冷却する。そして、被処理流体の加熱または冷却に供された熱媒体は、シェル２内の密閉空間Ｓから熱媒体流出口２ｂを経て熱媒体流出ノズル１０からシェル２外へと排出される。

【0028】

他方、各チューブ５を図１の右方に向かって流れる過程で熱媒体によって加熱または冷却された被処理流体は、管板４に接続された不図示の配管を経てシェル２の外部へと排出される。以後は上記と同様の作用が繰り返されて被処理流体が熱媒体との熱交換によって連続的に加熱または冷却される。なお、被処理流体を加熱する場合には、熱媒体として温水やスチームなどの熱媒が使用され、被処理流体を冷却する場合には、熱媒体として冷水やブラインなどの冷媒が使用される。

【0029】

以上において、本実施の形態に係る多管式熱交換器１においては、隣接する２つのチューブ５の間に突起３Ａを形成し、この突起３Ａの周長Ｗを被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも長く設定したため（Ｗ＞Ｍ）、チューブ５を、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さ寸法Ｍより大きな間隔寸法で配置することなく、被処理流体に含まれる固形物ｍの両端が隣接する２つのチューブ５内に跨る現象の発生を防ぐことができる。この結果、被処理流体に含まれる固形物ｍが管板３の円孔３ａの周囲に付着して堆積することがなく、堆積した固形物ｍを清掃によって取り除く必要がない。このため、当該多管式熱交換器１のメンテナンスが容易化するとともに、固形物ｍの堆積による被処理流体の流量低下が防がれる。

【0030】

そして、本実施の形態では、図５に示すように、突起３Ａを介して隣り合う２つのチューブ５間の間隔寸法Ｘを被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも短く設定したため（Ｘ＜Ｍ）、隣接する２つのチューブ５のピッチ（軸中心管距離）Ｐ（図３及び図５参照）を変えることなく、被処理流体に含まれる固形物ｍの両端が、隣接する２つのチューブ５内に跨る現象の発生を防ぐことができる。このため、多管式熱交換器１の大型化やコストアップを招くことなく、簡単な構成で被処理流体に含まれる固形物ｍの管板３への付着による堆積を防ぐことができる。

【0031】

また、本実施の形態では、管板３の外面の各円孔３ａの開口部周縁に沿って突設された突起３Ａの内周面が反流入方向に向かって拡径（流入方向に向かって縮径）するテーパ平面を形成しているため、ヘッダ６から各チューブ５へと向かう被処理流体は、図１及び図５に矢印にて示すように、突起３Ａによって絞られながら縮流となって各チューブ５に流入する。このため、各チューブ５へと流入する被処理流体の圧力損失が低く抑えられ、被処理流体の流量が不足するなどの不具合の発生が防がれる。

【0032】

さらに、本実施の形態では、図４に示すように、流入側の管板３の外面から溶接ビードａの流入側の端部までの距離Ｌを、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも長く設定したため（Ｌ＞Ｍ）、各チューブ５内に流入した固形物ｍが溶接ビードａ（図４参照）に引っ掛かって堆積することがなく、各チューブ５の流路面積の減少によって被処理流体の流量不足の問題が発生することもない。

【0033】

なお、前述のように、突起３Ａの縦断面形状を台形とした場合には、該突起３Ａの内周面が流入方向に向かって縮径する漏斗状のテーパ平面を形成し、突起３Ａの縦断面を半円形とした場合には、該突起３Ａの内周面が流入方向に向かって縮径するベルマウス状のテーパ曲面（Ｒ曲面）を形成するため、これらの何れの場合においても、各チューブ５に流入する被処理流体は、絞られて縮流となるため、被処理流体の圧力損失が低く抑えられる。

【0034】

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図６及び図７に基づいて以下に説明する。

【0035】

図６は本実施の形態に係る多管式熱交換器要部の縦断面図、図７は図６のＤ部拡大詳細図であり、これらの図においては図１～図５において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

【0036】

本実施の形態に係る多管式熱交換器においては、流入側の管板３に形成された円孔３ａの開口部周縁に沿ってテーパ円孔状の座ぐり孔３ｃを形成することによって、図７に詳細に示すように、管板３の外面の隣接する２つのチューブ５（円孔３ａ）の間に縦断面が台形状の凸部３Ｂがそれぞれ形成されている。そして、管板３の各円孔３ａの開口部周縁に形成されたテーパ円孔状（漏斗状）の座ぐり孔３ｃの内周面は、反流入方向（図６及び図７の左方）に向かって拡径する（流入方向に向かって縮径する）テーパ平面を形成している。なお、凸部３Ｂは、管板３に形成された円孔３ａの開口部周縁を工具を用いて座ぐり加工することによって形成される。

【0037】

ここで、本実施の形態においても、図７に詳細に示すように、突部３Ｂの周長Ｗ、つまり、突部３Ｂの斜面の長さｃ，ｄ，ｅを合計した値Ｗ＝ｃ＋ｄ＋ｅは、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも大きく設定されている（Ｗ＞Ｍ）。

【0038】

また、突部３Ｂを介して隣り合う２つのチューブ５の間隔寸法Ｘは、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも短く設定されている（Ｘ＜Ｍ）。したがって、これらの長さＷとＸ及びＭとの間には、前記（１）式で表される大小関係が成立している。

【0039】

なお、他の構成は前記実施の形態１の構成と同じであるため、これについての図示及び説明は省略する。

【0040】

前述のように、本実施の形態においても、隣接する２つのチューブ５の間に形成された突部３Ｂの周長Ｗを被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも長く設定したため（Ｗ＞Ｍ）、チューブ５を、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さ寸法Ｍよりも大きな間隔寸法で配置することなく、被処理流体に含まれる固形物ｍの両端が隣接する２つのチューブ５内に跨る現象の発生を防ぐことができる。この結果、被処理流体に含まれる固形物ｍが管板３の円孔３ａの周囲に付着して堆積することがなく、堆積した固形物ｍを清掃によって取り除く必要がなく、当該多管式熱交換器１のメンテナンスが容易化するとともに、固形物ｍの堆積による被処理流体の流量低下が防がれる。

【0041】

そして、本実施の形態においても、突部３Ｂを介して隣り合う２つのチューブ５間の間隔寸法Ｘを被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも短く設定したため（Ｘ＜Ｍ）、チューブ５を、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さ寸法Ｍよりも大きな間隔寸法で配置することなく、被処理流体に含まれる固形物ｍの両端が、隣接する２つの伝熱管５内に跨る現象の発生を防ぐことができる。このため、多管式熱交換器１の大型化やコストアップを招くことなく、簡単な構成で被処理流体に含まれる固形物ｍの管板３への付着による堆積を防ぐことができる。

【0042】

また、本実施の形態では、管板３の外面の各円孔３ａの開口部周縁に沿って突設された突部３Ｂの内周面が反流入方向に向かって拡径（流入方向に向かって縮径）する漏斗状のテーパ平面を形成しているため、ヘッダ６から各チューブ５へと向かう被処理流体は、図７に矢印にて示すように、突部３Ｂによって絞られながら縮流となって各チューブ５に流入する。このため、各チューブ５へと流入する被処理流体の圧力損失が低く抑えられ、被処理流体の流量が不足するなどの不具合の発生が防がれる。

【0043】

さらに、本実施の形態においても、図４に示す構成が採用されている。すなわち、流入側の管板３の外面から溶接ビードａの流入側の端部までの距離Ｌを、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも長く設定したため（Ｌ＞Ｍ）、各チューブ５内に流入した固形物ｍが溶接ビードａに引っ掛かって堆積することがなく、各チューブ５の流路面積の減少によって被処理流体の流量不足の問題が発生することもない。

【0044】

次に、本実施の形態の変形例を図８に基づいて以下に説明する。

【0045】

図８は本実施の形態に係る多管式熱交換器の変形例を示す要部縦断面図（図７と同様の図）であり、本変形例においては、凸部３Ｃとして半径ｒの半円形の縦断面を有するものを採用している。なお、隣接する２つのチューブ５の間に縦断面半円形の凸部３Ｃを形成するには、管板３に形成された円孔３ａの開口部周縁に座ぐり加工によってテーパ凹曲面状（Ｒ曲面状）の座ぐり孔３ｄを形成すれば良い。ここで、管板３に形成された円孔３ａに被処理流体が流入する形状、つまり、座ぐり孔３ｄの内周面の形状は、反流入方向に向かって拡径する（流入方向に向かって縮径する）ベルマウス状の円弧曲面（Ｒ曲面）を形成している。

【0046】

ここで、本変形例においても、突部３Ｃの周長Ｗ（＝π・ｒ）は、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも大きく設定されている（Ｗ＞Ｍ）。

【0047】

また、突部３Ｃを介して隣り合う２つのチューブ５の間隔寸法Ｘは、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも短く設定されている（Ｘ＜Ｍ）。したがって、これらの長さＷとＸ及びＭとの間には次式にて表される大小関係が成立している。

【0048】

Ｗ＞Ｍ＞Ｘ …（２）
前述のように、本変形例においても、隣接する２つのチューブ５の間に突部３Ｃを形成し、この凸部３Ｃの周長Ｗを被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも長く設定したため（Ｗ＞Ｍ）、チューブ５を、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さ寸法Ｍよりも大きな間隔寸法で配置することなく、被処理流体に含まれる固形物ｍの両端が隣接する２つのチューブ５内に跨る現象の発生を防ぐことができる。この結果、被処理流体に含まれる固形物ｍが管板３の円孔３ａの周囲に付着して堆積することがなく、堆積した固形物を清掃によって取り除く必要がなく、当該多管式熱交換器１のメンテナンスが容易化するとともに、固形物ｍの堆積による被処理流体の流量低下が防がれる。

【0049】

そして、本変形例においても、前述のように、突部３Ｃを介して隣り合う２つのチューブ５間の間隔寸法Ｘを被処理流体に含まれる固形物ｍの長さＭよりも短く設定したため（Ｘ＜Ｍ）、チューブ５を、被処理流体に含まれる固形物ｍの長さ寸法Ｍよりも大きな間隔寸法で配置することなく、被処理流体に含まれる固形物ｍの両端が、隣接する２つのチューブ５内に跨る現象の発生を防ぐことができる。このため、多管式熱交換器１の大型化やコストアップを招くことなく、簡単な構成で被処理流体に含まれる固形物ｍの管板３への付着による堆積を防ぐことができる。

【0050】

また、本変形例においても、管板３の外面の各円孔３ａの開口部周縁に沿形成された座ぐり穴３ｄによって形成された凸部３Ｃの内周面が反流入方向に向かって拡径（流入方向に向かって縮径）するベルマウス状のテーパ曲面（Ｒ曲面）を形成しているため、各チューブ５へと向かう被処理流体は、図８に矢印にて示すように、突部３Ｃによって絞られながら縮流となって各チューブ５に流入する。このため、各チューブ５へと流入する被処理流体の圧力損失が低く抑えられ、被処理流体の流量が不足するなどの不具合の発生が防がれる。

【0051】

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、多管式熱交換器１の大型化やコストアップを招くことなく、簡単な構成で被処理流体に含まれる固形物ｍの管板３への付着による堆積を防ぐことができるという効果が得られる。

【0052】

なお、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0053】

１ 多管式熱交換器
２ シェル（缶胴）
３，４ 管板
３Ａ 突起（凸部）
３Ｂ，３Ｃ 凸部
３ａ 円孔
３ｃ，３ｄ 座ぐり孔
５ チューブ（伝熱管）
Ｌ 管板の外面から伝熱管の接続部までの距離
Ｍ 固形物の長さ
ｍ 固形物
Ｐ チューブのピッチ
Ｓ 密閉空間
Ｗ 凸部の周長
Ｘ 隣り合うチューブ間の間隔寸法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】