JPH0113274Y2

JPH0113274Y2 -

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Publication number: JPH0113274Y2
Application number: JP1980027224U
Authority: JP
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1989-04-18
Also published as: JPS56128992U

Description

【考案の詳細な説明】（技術分野）本考案は、シエルアンドチユーブ式の油冷却用
熱交換器に関する。

（従来技術）第１図および２図は、従来の一般的な油冷却用
の２パスのシエルアンドチユーブ式熱交換器を示
す。冷却水は、矢印Ａのように冷却水入口１、下
部第一水室２、多数の伝熱管３からなる管束４の
半分、上部水室５、管束４の他の半分、下部第二
水室６、冷却水出口７の経路を通つて流れる（な
お、図面では、前記多数の伝熱管３の一部のみを
表示しているが、実際には第２図に示す網目の各
交点にそれぞれ伝熱管３が配置されている）。

一方、冷却されるべき高温の潤滑油等の油は、
胴体入口９から胴体８内に流入し、この胴体８内
において、前記冷却水により管束４を介して冷却
された後、胴体出口１０から胴体８外へ取り出さ
れる。

しかし、第１図のような従来の熱交換器では、
冷却されるべき油が低粘度の場合には、ほぼ理論
計算値通りの熱交換能力を得られるが、冷却され
るべき油が高粘度の場合には、理論計算値を大幅
に下回る劣悪な熱交換能力しか得られないという
欠点があつた。

このような欠点が生じるのは、次の理由によ
る。

すなわち、シエルアンドチユーブ式の熱交換器
には、大別して、管束４の両端部を取り付けられ
る２つの管板１３，１４を共に胴体８に固定して
しまう固定管板式のものと、スライドチユーブシ
ート式やフローテイングヘツド式等のように、管
束４と胴体８８との熱膨脹差に対する対策のた
め、一方の管板１４を胴体８に対し移動自在とす
る形式のものとの２種類がある（第１図はスライ
ドチユーブシート式のものを示す）。

そして、後者の場合は、一方の管板１４を移動
自在とするため、さらには点検、清掃等の目的で
管束４を胴体８外に引き出せるようにするため、
構造上、管束４の外周と胴体８の内周面との間に
比較的大きな環状の空間１２を設けざるを得なか
つた。また、同じ理由から邪魔板１５の外周の円
弧部と胴体８の内周面との間にも間隙１６を設け
ざるを得なかつた。

したがつて、冷却されるべき油が高粘度である
場合は、管束４内の空間１１に至つた油は、管束
４により冷却されて一層粘度が高くなり、そのま
ま該空間１１に停滞してしまい、その後胴体８内
に流入して来る高温の油の障害物となる一方、前
記環状の空間１２に至つた油は、管束４による冷
却効果をあまり受けないので、温度が低下せず、
前記管束４内の空間１１に停滞している低温の油
に比較すれば低粘度で、流動しやすい状態を維持
することとなつていた。

このため、胴体８に流入する高温の油の大部分
は、管束４内の空間１１を通ることなく、矢印Ｂ
のように、間隙１６を含む空間１２のみを通過し
て、十分に冷却されないまま、胴体８外に流出し
てしまう。この結果、第１図および２図のような
従来の熱交換器では、前述のように冷却されるべ
き油が高粘度の場合は、理論計算値を大幅に下回
る劣悪な熱交換能力しか得られなかつた。

また、一般に、前記第１図および２図の熱交換
器のような複数パスの熱交換器では、第２図に示
すように、管板と水室カバーとの間に形成される
空間を複数個の水室に仕切る仕切板１９が存在す
る関係上、この仕切板１９上に沿つて、胴体８内
に管束４の存在しない空間３０が必然的に生じ
る。したがつて、第２図の一点鎖線で示すよう
に、胴体入口９および胴体出口１０を仕切板１９
と同方向に設けると、油の多くが前記空間３０を
通過してしまい、管束４内の空間１１を通過する
油の量が少なくなるので、管束４の伝熱面積を十
分有効に利用できない。このため、第２図の実線
で示されるように、胴体入口９および胴体出口１
０を仕切板１９に対し直角方向に設けることが好
ましい。

しかし、配管等の関係上、前記のように胴体入
口９および胴体出口１０を仕切板１９と同方向に
設けざるを得ない場合があり、従来はそのような
場合には、前記事情により熱交換能力が低下する
という欠点もあつた。

また、従来、ドーナツ型邪魔板の外周に薄い金
属板を巻き付け、この板の要所を金属製バンドで
締めることにより、胴体の内周面と邪魔板との間
の間隙をなくす構造の熱交換器もあつたが、この
場合には、金属板の巻き付けの合わせ目より流体
が漏洩する虞があり、しかも多数のバンド掛け作
業は多大の時間を必要とし、かつ繁雑であるとい
う欠点があつた。

さらに、実開昭47−26055号は、前記金属板を
巻き付ける構造の熱交換器の欠点を解消できるも
のとして、「冷媒流体の入口及び出口を有する中
空の胴体と、この胴体中空部にそれぞれ挿通され
た多数本の管と、これら管に固定支持され且それ
ぞれが交互に配置された複数個のドーナツ形バツ
フル及びデイスク形バツフルと、前記ドーナツ形
バツフルのそれぞれの外周部分に密着され且つそ
の外周壁を沿つて流れる前記冷媒流体を阻止する
ように設けられた熱可塑性樹脂の円筒とを具備し
て成る熱交換器」を提案している。

しかし、この実開昭47−26055号に開示されて
いる熱交換器では、前記熱可塑性樹脂の円筒の両
端を、構造上、管板から大きく離間しなければな
らなかつたため、前記入口および出口付近におい
ては、前記第１図の熱交換器における油の場合と
同様に、大部分の冷媒流体は抵抗の多い管束内の
空間を通らず、管束の外周と胴体の内面との間に
形成される環状の空間を通過してしまうので、前
記入口および出口付近における管束の伝熱面積が
有効に使われず、これにより熱交換能力が著しく
低下するという欠点があつた。

また、前記熱可塑性樹脂の円筒は、まずその内
部にバツフル（邪魔板）を挿通された後、外周よ
り加熱されて収縮させられることにより、前記バ
ツフルの外周に密着されるので、前記円筒をすべ
てのバツフルの外周に密着させるには、前記円筒
全体を一定温度に加熱する必要があるが、実際に
は、そのようなことは困難であるという欠点もあ
つた。

また、前記実開昭47−26055号の構造の熱交換
器を複数パスの熱交換器とした場合には、前記熱
可塑性樹脂の円筒の両端部が管板から大きく離間
されているため、前記胴体の入口および出口の方
向によつては、前記胴体の入口および出口付近に
おいて、前記第１図の従来の熱交換器の場合と同
様に、冷媒流体が、仕切板に沿つて胴体内に形成
される管束の存在しない空間を通過してしまい、
より一層、熱交換能力が低下するという欠点もあ
つた。

さらに、胴体内に高温の油を通す油冷却用の熱
交換器においては、前記実開昭47−26055号のよ
うな構造とすると、 (イ) 前記熱可塑性樹脂の円筒が高温により変形す
る。

(ロ) 前記熱可塑性樹脂の円筒が前記油等によつて
膨潤する。

(ハ) 前記油等の種類によつては、前記熱可塑性樹
脂の円筒が溶解する。

等の欠点も生じる。

（考案の目的）本考案は、前記従来の種々の欠点を解消するこ
とのできる油冷却用の熱交換器を提供することを
目的とする。

（考案の構成）本考案による油冷却用熱交換器は、胴体と、こ
の胴体の周壁に設けられ、該胴体内に冷却すべき
油を流入させる胴体入口と、前記胴体の周壁に設
けられ、該胴体内から前記油を流出させる胴体出
口と、前記胴体の上下端部にそれぞれ配された上
部管板および下部管板と、前記胴体の上端部に取
り付けられ、前記上部管板との間に上部水室を形
成する上部水室カバーと、前記胴体の下端部に取
り付けられ、前記下部管板との間に下部水室を形
成する下部水室カバーと、前記上部水室または
（および）前記下部水室を複数個の水室に仕切る
仕切板と、前記上部水室または前記下部水室にそ
れぞれ連通された冷却水入口および冷却水出口
と、前記胴体内において上端部を前記上部管板
に、下端部を前記下部管板に取付けられ、前記上
部水室と前記下部水室とを連通する管束と、前記
胴体内に収容され、前記管束を取り囲む内筒と、
前記管束に貫通された状態で、前記内筒内に収容
された複数の邪魔板と、前記胴体入口と前記胴体
出口との間において前記胴体の内周面と前記内筒
の外周面との間をシールするシール材とを有して
なる複数パスの油冷却用熱交換器において、前記
邪魔板は欠円状とされ、前記内筒は、前記邪魔板
の外周の円弧部に金属板を巻き付け、この金属板
の継ぎ目を溶接することにより構成され、前記内
筒の上下端部は前記各管板に接続されるかまたは
近接され、前記内筒の周壁の両端部付近には、そ
れぞれ該内筒の内外を連通する内筒入口および内
筒出口が前記仕切板に対し直角方向に設けられて
おり、前記シール材は環状をなし、前記内筒の外
周面に取り付けられたシール取付座に支持されて
いることを特徴とするものである。

（実施例）以下、本考案を図面に示す実施例に基づいてさ
らに詳細に説明する。

第３図および４図は、本考案を油冷却用の２パ
スのスライドチユーブシート式熱交換器に適用し
た実施例を示す。

胴体８は中空円筒状をなし、下端部付近に胴体
入口９を、また上端部付近に胴体出口１０をそれ
ぞれ設けられている。前記胴体８の上端部には、
上部水室カバー１７が図示しないボルトにより着
脱自在に取り付けられている。

前記胴体８の下端部には、下部管板１３および
下部水室カバー１８が図示しないボルトより着脱
自在に取り付けられている。

前記下部管板１３は胴体８と下部水室カバー１
８との間に挟持された状態となつており、該下部
管板１３は胴体８内の空間と下部水室カバー１８
内の空間とを仕切つている。前記下部水室カバー
１８内の空間は、さらに仕切板１９により下部第
一水室２と下部第二水室６とに仕切られている。
前記下部水室カバー１８には、冷却水入口１およ
び冷却水出口７が前記仕切板１９と直角方向に設
けられ、これらの冷却水入口１、冷却水出口７
は、それぞれ下部第一水室２、下部第二水室６に
臨まされている。

前記下部管板１３には、管束４を構成する多数
の伝熱管３の下端部が取り付けられており、これ
らの伝熱管３の半数はその下端部開口を下部第一
水室２に臨まされ、残りの半数の伝熱管３の下端
部開口は下部第二水室６に臨まされている。前記
各伝熱管３は胴体８内を鉛直方向に延びており、
その上端部は上部管板１４に取り付けられてい
る。なお、図面では、前記多数の伝熱管３の一部
のみを表示しているが、実際には第４図に示す網
目の各交点にそれぞれ伝熱管３が配置されてい
る。

前記上部管板１４の外周は、胴体８と上部水室
カバー１７との合わせ目に支持されたＯリング２
０に摺接されるようになつており、これにより該
管板１４は、胴体８および上部水室カバー１７に
対して移動自在な状態で、胴体８内の空間と上部
水室カバー１７内に形成される上部水室５とを仕
切つている。前記上部水室５には、各伝熱管３の
上端部開口が臨まされている。

前記下部管板１３には、複数の固定棒２１が立
設され、これらの固定棒２１には、適当数の欠円
状の邪魔板１５が、各伝熱管３に貫通された状態
で、取り付けられている。

前記各邪魔板１５の外周の円弧部には、内筒２
２がきつく嵌合されている。この内筒２２の上端
部は上部管板１４に、溶接で点付けされることに
より接続されている。他方、前記内筒２２の下端
部は下部管板１３に近接されているが、該管板１
３から浮いた状態となつている。なお、前記内筒
２２は、邪魔板１５の外周の円弧部に鉄板を巻き
付け、この鉄板の継ぎ目を溶接することにより製
作されている。

前記内筒２２の外周面のうち、胴体入口９より
やや上方の部分には、シール取付座２３が取り付
けられている。このシール取付座２３には環状の
シール材２４が取り付けられており、該シール材
２４は胴体８の内周面に当接されて、胴体８の内
周面と内筒２２の外周面との間をシールしてい
る。

前記内筒２２の周壁のうち、シール取付座２３
より下方の部分には、内筒入口２５が設けられて
いる。また、前記内筒２２の周壁の上端部付近に
は、内筒出口２６が設けられている。なお、前記
内筒入口２５および内筒出口２６は、仕切板１９
と直角方向（したがつて仕切板１９上に沿つて胴
体８内に形成される管束４の存在しない空間３０
に対しても直角方向）に設けられている。

この熱交換器では、冷却水は、前記第１図の従
来の熱交換器と同様に矢印Ａのように、冷却水入
口１、下部第一水室２、管束４の半数、上部水室
５、管束４の残りの半数、下部第二水室６の経路
を通つて流れる。

他方、冷却されるべき油の流れについてみる
と、シール材２４が設けられているため、胴体入
口９から胴体８内に流入した前記油は、内筒２２
内を経ることなく、胴体８の内周面と内筒２２の
外周面との間に形成される環状の空間２７のみを
通過して胴体出口１０に達することは不可能であ
る。

したがつて、冷却されるべき油は、必ず矢印Ｃ
のように胴体入口９から胴体８内に流入した後、
さらに内筒入口２５を経て内筒２２内に流入し、
管束４内の空間１１を邪魔板１５の存在のために
蛇行しながら通過し、この間に管束４を介して冷
却水に十分熱を奪われ、しかる後に内筒出口２６
から内筒２２外へ出て、さらに胴体出口１０から
胴体８外へ流出することになる。

なお、内筒２２は、前記のように欠円状の邪魔
板１５の外周の円弧部にきつく嵌合されているた
め、前記油が内筒２２の内周面と邪魔板１５の外
周の円弧部との間から漏洩することがなく、すべ
ての油が内筒２２の内周面と邪魔板１５の外周の
直線部との間を通過するので、前記油の蛇行が完
全に行われる。

また、この熱交換器では、前記のように内筒２
２の両端部が管板１３，１４に接続または近接さ
れているで、前記実開昭47−26055号の場合のよ
うに、胴体入口９および胴体出口１０付近におい
て、管束４内の空間１１を通過せずに、胴体８の
内周面と管束４の外周との間に形成される環状の
空間２７を通過してしまうようなことがない。し
たがつて、胴体入口９および胴体出口１０付近に
おいても、管束４の伝熱面積を最大限有効に利用
できる。

以上の結果、この熱交換器では、冷却されるべ
き油が高粘度であつても、従来の理論計算値をむ
しろ上回るような極めて優れた熱交換能力を得る
ことができる。

また、この熱交換器では、前記のように内筒２
２の両端部が管板１３，１４に接続または近接さ
れており、かつ内筒入口２５および内筒出口２６
が仕切板１９に対し直角方向に設けられているの
で、仮に第１図の一点鎖線で示されるように、胴
体入口９および胴体出口１０が仕切板１９と同方
向に設けられても、内筒入口２５から内筒２２内
に流入する油の流れおよび内筒出口２６から内筒
２２外に流出する油の流れは、仕切板１９上に沿
つて胴体８内に形成された管束４の存在しない空
間３０に対して直角方向となるので、従来のよう
に油の多くが前記空間３０を通過してしまい、熱
交換能力の低下を招くことがない。

換言すれば、この熱交換器においては、熱交換
能力を低下させることなく、胴体入口９および胴
体口１０の方向を自由に選択することができる。

また、この熱交換器では、内筒２２は、邪魔板
１５の外周の円弧部に金属板（鉄板）を巻き付
け、この金属板の継ぎ目を溶接することにより製
作されているので、邪魔板の外周に薄い金属板を
巻き付け、この板の要所を金属製バンドで締める
前記従来の熱交換器のような欠点を生じることが
ない。すなわち、前記金属板の合せ目から油が漏
洩する虞がなく、しかも製作に多大の時間を必要
とすることもなく、生産性が良い。

また、上述のようにして内筒２２を構成し、こ
の内筒２２の外周面にシール取付座２３を取り付
け、該シール取付座２３にリング状のシール材２
４を支持させるのみで、既存の熱交換器を本考案
による熱交換器に改造できるので、既存の熱交換
器を極めて簡単に本考案よる熱交換器に改造する
ことができる。

また、内筒２２が金属で製作されるので、前記
実開昭47−26055号の如く内筒を熱可塑性樹脂で
構成する場合のように、高温により内筒が変形し
たり、該内筒に接触する油により該内筒が膨潤し
たり、溶解したりする虞がない。

なお、前記実施例では、点検、清掃等の際は、
前記ボルトを取り外し、上部水室カバー１７、胴
体８および下部水室カバー１８を分解すれば、管
束４を管板１３，１４、邪魔板１５および内筒２
２とともに胴体８から取り出すことができる。

また、内筒２２は上部管板１４にのみ固着され
ているので、内筒２２と管束４との間の熱膨脹差
により不都合を生じることはない。

また、前記実施例では、シール材２４を胴体入
口９付近に設けているが、胴体出口１０より下方
であるならば、シール材２４を、より上方に設け
ても前記と全く同じ効果が得られる。

また、胴体８と内筒２２との間に複数のシール
を介装し、これらの複数のシール材と胴体８との
内筒２２との間に形成される空間を、胴体８内の
他の空間と非連通状態としてもよい。

また、前記実施例では、内筒２２を上部管板１
４に接続しているが、内筒２２を下部管板１３の
方に接続してもよいし、いずれの管板１３，１４
にも接続しないようにしてもよい。

また、本考案による熱交換器は、前記のように
して、胴体内に流入した流体が必ず管束部分の空
間を通過してから胴体外へ流出する構成とされて
いるので、前記実施例のように胴体に高粘度の油
を通過させる場合のみならず、胴体に低粘度の油
を通過させる場合にも、従来より熱交換能力を向
上させることができる。

さらに、本考案は、前記実施例のようなスライ
ドチユーブシート式の熱交換器のみならず、他の
形式の熱交換器にも適用できるものである。

（考案の効果）以上のように本考案による油冷却用熱交換器
は、 (a) 邪魔板の外周の円弧部に金属板を巻き付け、
この金属板の継ぎ目を溶接することにより、内
筒を構成するので、前記金属板の合わせ目より
流体が漏洩することがなく、かつ生産性が良
い。

(b) 上述のようにして内筒を構成し、この内筒の
外周面にシール取付座を取り付け、該シール取
付座にリング状のシール材を支持させるのみ
で、既存の熱交換器を本考案による熱交換器に
改造できるので、既存の熱交換器を極めて簡単
に本考案よる熱交換器に改造することができ
る。

(c) 内筒の両端部が管板に接続されるかまたは近
接され、かつ内筒の両端付近に、該内筒の内外
を連通する内筒入口と内筒出口とが仕切板と直
角方向に設けられているので、熱交換能力を低
下させることなく、胴体入口および胴体出口の
方向を自由に選択することができる。

(d) 内筒が金属板で構成されるので、内筒を熱可
塑性樹脂で構成する場合のように、高温より内
筒が変形したり、該内筒に接触する流体により
該内筒が膨潤したり、溶解したりする虞がな
い。等の優れた効果を得ることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱交換器を示す縦断面図、第２
図は第１図の−線における断面図、第３図は
本考案による熱交換器の一実施例を示す縦断面
図、第４図は第３図の−線における断面図で
ある。４……管束、８……胴体、９……胴体入口、１
０……胴体出口、１３，１４……管板、１５……
邪魔板、１９……仕切板、２２……内筒、２３…
シール取付座、２４……シール材、２５……内筒
入口、２６……内筒出口。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

胴体と、この胴体の周壁に設けられ、該胴体内
に冷却すべき油を流入させる胴体入口と、前記胴
体の周壁に設けられ、該胴体内から前記油を流出
させる胴体出口と、前記胴体の上下端部にそれぞ
れ配された上部管板および下部管板と、前記胴体
の上端部に取り付けられ、前記上部管板との間に
上部水室を形成する上部水室カバーと、前記胴体
の下端部に取り付けられ、前記下部管板との間に
下部水室を形成する下部水室カバーと、前記上部
水室または（および）前記下部水室を複数個の水
室に仕切る仕切板と、前記上部水室または前記下
部水室にそれぞれ連通された冷却水入口および冷
却水出口と、前記胴体内において上端部を前記上
部管板に、下端部を前記下部管板に取り付けら
れ、前記上部水室と前記下部水室とを連通する管
束と、前記胴体内に収容され、前記管束を取り囲
む内筒と、前記管束に貫通された状態で、前記内
筒内に収容された複数の邪魔板と、前記胴体入口
と前記胴体出口との間において前記胴体の内周面
と前記内筒の外周面との間をシールするシール材
とを有してなる複数パスの油冷却用熱交換器にお
いて、前記邪魔板は欠円状とされ、前記内筒は、
前記邪魔板の外周の円弧部に金属板を巻き付け、
この金属板の継ぎ目を溶接することにより構成さ
れ、前記内筒の上下端部は前記各管板に接続され
るかまたは近接され、前記内筒の周壁の両端部付
近には、それぞれ該内筒の内外を連通する内筒入
口および内筒出口が前記仕切板に対し直角方向に
設けられており、前記シール材は環状をなし、前
記内筒の外周面に取り付けられたシール取付座に
支持されていることを特徴とする油冷却用熱交換
器。