JPH0113271Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0113271Y2 JPH0113271Y2 JP1980138595U JP13859580U JPH0113271Y2 JP H0113271 Y2 JPH0113271 Y2 JP H0113271Y2 JP 1980138595 U JP1980138595 U JP 1980138595U JP 13859580 U JP13859580 U JP 13859580U JP H0113271 Y2 JPH0113271 Y2 JP H0113271Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- support
- shaped steel
- cylindrical member
- thermal expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、ら旋状伝熱管を具えたシエルアンド
チユーブ型熱交換器の内部構造に関し、特に複数
の層を形成して配設されたら旋状伝熱管の支持装
置に関する。
チユーブ型熱交換器の内部構造に関し、特に複数
の層を形成して配設されたら旋状伝熱管の支持装
置に関する。
ら旋状伝熱管をもつ熱交換器においては、一般
に胴（シエル）内にほぼ同軸状に配置された内筒
と同内筒の外面に溶着され半径方向外方および軸
方向に展延した多孔支持板とによつて内筒のまわ
りにら旋状に形成配設された伝熱管が支持され
る。
に胴（シエル）内にほぼ同軸状に配置された内筒
と同内筒の外面に溶着され半径方向外方および軸
方向に展延した多孔支持板とによつて内筒のまわ
りにら旋状に形成配設された伝熱管が支持され
る。
しかるに、そのような構造、特に大形でら旋状
伝熱管が複数の層（一層は同一のら旋直径をも
つ）を形成するものにおいて、次のような不具合
がある。すなわち、伝熱管、内筒及び多孔支持板
の夫々の温度が異なるのが一般であるから、熱膨
張差による応力が発生する。溶接された内筒と多
孔支持板との間で温度及びその軸方向分布が異な
るため溶接部及びその近傍に過大熱応力が発生す
る、或いは広い多孔支持板に半径方向の温度勾配
が生じて過大な熱応力が発生する。
伝熱管が複数の層（一層は同一のら旋直径をも
つ）を形成するものにおいて、次のような不具合
がある。すなわち、伝熱管、内筒及び多孔支持板
の夫々の温度が異なるのが一般であるから、熱膨
張差による応力が発生する。溶接された内筒と多
孔支持板との間で温度及びその軸方向分布が異な
るため溶接部及びその近傍に過大熱応力が発生す
る、或いは広い多孔支持板に半径方向の温度勾配
が生じて過大な熱応力が発生する。
本考案は、前記した従来構造の不具合に鑑みな
されたもので、熱交換器の胴内で半径方向及び軸
方向に大きな温度差が生じても発生熱応力の小さ
い構造のら旋状伝熱管支持装置を提供することを
目的とする。
されたもので、熱交換器の胴内で半径方向及び軸
方向に大きな温度差が生じても発生熱応力の小さ
い構造のら旋状伝熱管支持装置を提供することを
目的とする。
かかる目的の下に本考案は、ら旋状に成形され
た複数の伝熱管がシエル内にほぼ同軸状に設けら
れたシエルアンドチユーブ型熱交換器において、
前記複数の伝熱管に囲まれて同伝熱管のら旋軸方
向に延びた円筒状部材、同円筒状部材から放射状
に半径方向外方に向かつて前記伝熱管を横切つて
延びると共に複数の長い型鋼部材を順次重ね合わ
せて形成された複数の支持部材及び前記円筒状部
材から半径方向外方へ延出すると共に前記型鋼部
材の長手方向に延びた長円孔を貫通して同支持部
材を同円筒状部材で支承する締結離間防止部材を
有してなり、前記型鋼部材のそれぞれに前記伝熱
管が各別に挿通される支持円孔を分布して穿設す
ると共に前記支持部材の最内側型鋼部材と前記円
筒状部材との間に熱膨張差吸収用隙間を画成して
組立て、前記型鋼部材間の締結押圧力を運転時の
熱膨張差による相対移動を許容する値に設定した
ことを特徴とする。
た複数の伝熱管がシエル内にほぼ同軸状に設けら
れたシエルアンドチユーブ型熱交換器において、
前記複数の伝熱管に囲まれて同伝熱管のら旋軸方
向に延びた円筒状部材、同円筒状部材から放射状
に半径方向外方に向かつて前記伝熱管を横切つて
延びると共に複数の長い型鋼部材を順次重ね合わ
せて形成された複数の支持部材及び前記円筒状部
材から半径方向外方へ延出すると共に前記型鋼部
材の長手方向に延びた長円孔を貫通して同支持部
材を同円筒状部材で支承する締結離間防止部材を
有してなり、前記型鋼部材のそれぞれに前記伝熱
管が各別に挿通される支持円孔を分布して穿設す
ると共に前記支持部材の最内側型鋼部材と前記円
筒状部材との間に熱膨張差吸収用隙間を画成して
組立て、前記型鋼部材間の締結押圧力を運転時の
熱膨張差による相対移動を許容する値に設定した
ことを特徴とする。
以下、本考案を図示の実施例に基づいて説明す
る。
る。
第１図、第２図、第３図及び要部を拡大して一
部切欠き斜視図として示す第４図において、シエ
ルアンドチユーブ型熱交換器の図示しない胴の内
部に、円筒状部材すなわち内筒１がほぼ同軸状に
配置され支持されている。該胴には１次流体すな
わち加熱媒体用の入口ノズル及び出口ノズル（図
示しない）が一体的に形成され、高温の加熱媒体
が胴内流体として流通するようになつている。
部切欠き斜視図として示す第４図において、シエ
ルアンドチユーブ型熱交換器の図示しない胴の内
部に、円筒状部材すなわち内筒１がほぼ同軸状に
配置され支持されている。該胴には１次流体すな
わち加熱媒体用の入口ノズル及び出口ノズル（図
示しない）が一体的に形成され、高温の加熱媒体
が胴内流体として流通するようになつている。
内筒１の外側から半径方向外方すなわち矢印ａ
の方向及び軸方向すなわち矢印ｂの方向に展延し
て支持部材１０が４個全体として十字状をなすよ
うに設けられている。
の方向及び軸方向すなわち矢印ｂの方向に展延し
て支持部材１０が４個全体として十字状をなすよ
うに設けられている。
拡大部分切欠斜視図である第４図より明瞭に判
るように、支持部材１０はＨ形断面のＨ型鋼材１
１，１２，１３の各フランジ１１ａ，１２ａ，１
３ａの端面を互いに衝合して形成されている。本
実施例の支持部材１０は３個のＨ型鋼材１１，１
２，１３よりなつているが、後述する伝熱管の層
数、半径方向ピツチの大きさ等に応じてその個数
は増減調整されるのは勿論である。Ｈ型鋼材１
１，１２，１３の各ウエブ部１１ｂ，１２ｂ，１
３ｂの長円孔（１１ｃのみ第４図に図示）を貫い
て延びた締結部材すなわちボルト２０は、又、内
筒１に穿設された長円孔（図示しない）を貫き、
その両端に螺合したナツト２１により、積重した
Ｈ型鋼材１１，１２，１３を互いに締結すると共
に、これらによつて形成された支持部材１０を内
筒１に締結している。
るように、支持部材１０はＨ形断面のＨ型鋼材１
１，１２，１３の各フランジ１１ａ，１２ａ，１
３ａの端面を互いに衝合して形成されている。本
実施例の支持部材１０は３個のＨ型鋼材１１，１
２，１３よりなつているが、後述する伝熱管の層
数、半径方向ピツチの大きさ等に応じてその個数
は増減調整されるのは勿論である。Ｈ型鋼材１
１，１２，１３の各ウエブ部１１ｂ，１２ｂ，１
３ｂの長円孔（１１ｃのみ第４図に図示）を貫い
て延びた締結部材すなわちボルト２０は、又、内
筒１に穿設された長円孔（図示しない）を貫き、
その両端に螺合したナツト２１により、積重した
Ｈ型鋼材１１，１２，１３を互いに締結すると共
に、これらによつて形成された支持部材１０を内
筒１に締結している。
ボルト２０とナツト２１の螺合によるボルト２
０の引張力ＴはＨ型鋼材１１，１２，１３の隣接
フランジ１１ａ，１２ａ，１３ａ間の圧縮力Ｆに
転換されるから、隣接するＨ型鋼材例えば１１，
１２間の摺動抵抗力（摩擦力）は、μF（μは摩擦
係数）となる。運転状態で発生する熱膨張差によ
る相対変位力が、摩擦力μFを上まわれば、相対
変位が許容されるので、ボルト２０の引張力Ｔひ
いてはナツト２１の締付トルクを適宜な手段例え
ば公知のトルクレンチで規定すれば摩擦力μFは
調整される。
０の引張力ＴはＨ型鋼材１１，１２，１３の隣接
フランジ１１ａ，１２ａ，１３ａ間の圧縮力Ｆに
転換されるから、隣接するＨ型鋼材例えば１１，
１２間の摺動抵抗力（摩擦力）は、μF（μは摩擦
係数）となる。運転状態で発生する熱膨張差によ
る相対変位力が、摩擦力μFを上まわれば、相対
変位が許容されるので、ボルト２０の引張力Ｔひ
いてはナツト２１の締付トルクを適宜な手段例え
ば公知のトルクレンチで規定すれば摩擦力μFは
調整される。
このような締付トルクの調整は、勿論運転時の
高温状態を想定して常温の組立時に行われるが、
本実施例においては後述する隙間２５は、運転時
熱膨張差を吸収してなくなる。したがつてその状
態を想定し、組立用スペーサをはさんでトルクの
調整を行い、その後取り外すと、トルクの調整が
簡単にできる。
高温状態を想定して常温の組立時に行われるが、
本実施例においては後述する隙間２５は、運転時
熱膨張差を吸収してなくなる。したがつてその状
態を想定し、組立用スペーサをはさんでトルクの
調整を行い、その後取り外すと、トルクの調整が
簡単にできる。
前記長円孔１１ｃの長軸は、内筒１の軸方向す
なわちＨ型鋼材１１の長手方向軸と一致してい
る。同様にＨ型鋼材１２，１３の長円孔（図示し
ない）の長軸も、その長手方向軸と一致してい
る。
なわちＨ型鋼材１１の長手方向軸と一致してい
る。同様にＨ型鋼材１２，１３の長円孔（図示し
ない）の長軸も、その長手方向軸と一致してい
る。
夫々ら旋の半径が異なる複数の伝熱管３１，３
２，３３，３４，３５，３６は、Ｈ型鋼材１１，
１２，１３に所定のピツチをおいて穿設された貫
通孔１１ｄ，１１ｅ，１２ｄ，１２ｅ，１３ｄ，
１３ｅを貫通し、その両端は前記胴の両端の鏡板
と一体的に形成されたヘツダー（図示しない）に
連通し、伝熱管３１〜３６の中には、２次流体す
なわち被加熱媒体が流通し伝熱管３１〜３６の管
壁を介して前記加熱媒体と熱交換関係を保持して
いる。
２，３３，３４，３５，３６は、Ｈ型鋼材１１，
１２，１３に所定のピツチをおいて穿設された貫
通孔１１ｄ，１１ｅ，１２ｄ，１２ｅ，１３ｄ，
１３ｅを貫通し、その両端は前記胴の両端の鏡板
と一体的に形成されたヘツダー（図示しない）に
連通し、伝熱管３１〜３６の中には、２次流体す
なわち被加熱媒体が流通し伝熱管３１〜３６の管
壁を介して前記加熱媒体と熱交換関係を保持して
いる。
貫通指示孔１１ｄ，１１ｅ，１２ｄ，１２ｅ，
１３ｄ，１３ｅの径は、ら旋状にわん曲した伝熱
管３１〜３６を挿通し支持するので、伝熱管３１
〜３６の直径より若干大きい。
１３ｄ，１３ｅの径は、ら旋状にわん曲した伝熱
管３１〜３６を挿通し支持するので、伝熱管３１
〜３６の直径より若干大きい。
伝熱管３１〜３６は、前述のように両端がヘツ
ダーに連絡しているので、それ自体一つの構造物
であるが、その性質上剛性が小さく何の支持もな
ければ振動しやすい。
ダーに連絡しているので、それ自体一つの構造物
であるが、その性質上剛性が小さく何の支持もな
ければ振動しやすい。
前記支持部材１０と内筒１との間には、隙間２
５が形成されるように、前述のボルト２０、ナツ
ト２１が組付けられている。
５が形成されるように、前述のボルト２０、ナツ
ト２１が組付けられている。
隙間２５の大きさＣは、例えば次のようにして
設定される。
設定される。
Ｃ＝内筒１の熱膨張量（半径増分）
−伝熱管３６の熱膨張量（半径増分）
−Ｈ型鋼材１３の所要寸法の熱膨張量
この隙間２５は、ボルト２０、ナツト２１を締
付けてもなくならない。すなわち、ボルト２０
は、放射方向、本実施例では十字状にのびている
から、１本のボルト２０のナツト２１をしめあげ
ても、他の３本のボルト２０のナツト２１で支持
された伝熱管３１〜３６は、内筒１へは近づかな
い。
付けてもなくならない。すなわち、ボルト２０
は、放射方向、本実施例では十字状にのびている
から、１本のボルト２０のナツト２１をしめあげ
ても、他の３本のボルト２０のナツト２１で支持
された伝熱管３１〜３６は、内筒１へは近づかな
い。
換言すれば、４本のボルト２０・ナツト２１、
伝熱管３１〜３６及び４個の支持部材１０は協動
して構造体を形成している。尤も組立時において
は、最内側のＨ型鋼材１３は、若干がたつくこと
はあるが、運転時にはがたがなくなり、適切な支
持状態が得られる。
伝熱管３１〜３６及び４個の支持部材１０は協動
して構造体を形成している。尤も組立時において
は、最内側のＨ型鋼材１３は、若干がたつくこと
はあるが、運転時にはがたがなくなり、適切な支
持状態が得られる。
前記した構成の本実施例において、伝熱管３１
〜３６の中を相対的に低温の被加熱媒体が流れ、
伝熱管３１〜３６の外を胴内流体として相対的に
高温の加熱媒体が流れ、両媒体間で熱交換が行わ
れる。そして内筒１、支持部材１０（Ｈ型鋼材１
１，１２，１３）及び伝熱管３１〜３６は、その
曝される媒体によつて昇温されその温度及び構成
材料の熱膨脹率に応じて熱膨脹する。
〜３６の中を相対的に低温の被加熱媒体が流れ、
伝熱管３１〜３６の外を胴内流体として相対的に
高温の加熱媒体が流れ、両媒体間で熱交換が行わ
れる。そして内筒１、支持部材１０（Ｈ型鋼材１
１，１２，１３）及び伝熱管３１〜３６は、その
曝される媒体によつて昇温されその温度及び構成
材料の熱膨脹率に応じて熱膨脹する。
内筒１の半径方向熱膨脹差は、隙間２５によつ
て吸収され、内筒１と支持部材１０特にＨ型鋼材
１３の長手方向（矢印ｂと同方向）の熱膨脹差は
隙間２５及び前記長内孔とボルト２０の間の隙間
によつて吸収され、支持部材１０の半径方向温度
勾配によるＨ型鋼材１１，１２，１３の長手方向
熱膨脹差は、それら相互間の摺動によつて吸収さ
れる。
て吸収され、内筒１と支持部材１０特にＨ型鋼材
１３の長手方向（矢印ｂと同方向）の熱膨脹差は
隙間２５及び前記長内孔とボルト２０の間の隙間
によつて吸収され、支持部材１０の半径方向温度
勾配によるＨ型鋼材１１，１２，１３の長手方向
熱膨脹差は、それら相互間の摺動によつて吸収さ
れる。
以上説明したように、本実施例において、内筒
１と支持部材１０との間に温度差による熱膨脹量
に差が生じ、或いは支持部材１０に半径方向温度
勾配が生じても、隙間２５、長内孔とボルト２０
の関係又は支持部材１０のＨ型鋼材１１，１２，
１３を積重した特異な構造により熱膨脹量の差は
夫々吸収され、過大な熱応力を発生することな
く、伝熱管３１〜３６を安全に支持することがで
きる。
１と支持部材１０との間に温度差による熱膨脹量
に差が生じ、或いは支持部材１０に半径方向温度
勾配が生じても、隙間２５、長内孔とボルト２０
の関係又は支持部材１０のＨ型鋼材１１，１２，
１３を積重した特異な構造により熱膨脹量の差は
夫々吸収され、過大な熱応力を発生することな
く、伝熱管３１〜３６を安全に支持することがで
きる。
なお、前記実施例においては、支持部材１０を
Ｈ型鋼材を積重して構成したが、他の断面形状の
鋼材例えばＵ型鋼材を使用しても同様の作用効果
が得られることは勿論である。
Ｈ型鋼材を積重して構成したが、他の断面形状の
鋼材例えばＵ型鋼材を使用しても同様の作用効果
が得られることは勿論である。
第１図、本考案の実施例を示す側面図、第２図
は、同じく平面図、第３図は前記実施例の要部を
拡大して示した部分拡大平面図、第４図は要部の
一部切欠き斜視図である。 １……内筒、１０……支持部材、１１，１２，
１３……Ｈ型鋼材、２０……ボルト、２１……ナ
ツト、２５……隙間、３１〜３６……伝熱管。
は、同じく平面図、第３図は前記実施例の要部を
拡大して示した部分拡大平面図、第４図は要部の
一部切欠き斜視図である。 １……内筒、１０……支持部材、１１，１２，
１３……Ｈ型鋼材、２０……ボルト、２１……ナ
ツト、２５……隙間、３１〜３６……伝熱管。
Claims (1)
- ら旋状に成形された複数の伝熱管がシエル内に
ほぼ同軸状に設けられたシエルアンドチユーブ型
熱交換器において、前記複数の伝熱管に囲まれて
同伝熱管のら旋方向に延びた円筒状部材、同円筒
状部材から放射状に半径方向外方に向かつて前記
伝熱管を横切つて延びると共に複数の長い型鋼部
材を順次重ね合わせて形成された複数の支持部材
及び前記円筒状部材から半径方向外方へ延出する
と共に前記型鋼部材の長手方向に延びた長円孔を
貫通して同支持部材を同円筒状部材で支承する締
結離間防止部材を有してなり、前記型鋼部材のそ
れぞれに前記伝熱管が各別に挿通される支持円孔
を分布して穿設すると共に前記支持部材の最内側
型鋼部材と前記円筒状部材との間に熱膨張差吸収
用隙間を画成して組立て、前記型鋼部材間の締結
押圧力を運転時の熱膨張差による相対移動を許容
する値に設定したことを特徴とするら旋状伝熱管
の支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980138595U JPH0113271Y2 (ja) | 1980-09-29 | 1980-09-29 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980138595U JPH0113271Y2 (ja) | 1980-09-29 | 1980-09-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5761385U JPS5761385U (ja) | 1982-04-12 |
| JPH0113271Y2 true JPH0113271Y2 (ja) | 1989-04-18 |
Family
ID=29498616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980138595U Expired JPH0113271Y2 (ja) | 1980-09-29 | 1980-09-29 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0113271Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51129961A (en) * | 1975-05-06 | 1976-11-11 | Babcock Hitachi Kk | Heat exchanger |
| JPS53157970U (ja) * | 1977-05-19 | 1978-12-11 |
-
1980
- 1980-09-29 JP JP1980138595U patent/JPH0113271Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5761385U (ja) | 1982-04-12 |
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