JPH04108182U - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シェルアンドチューブ型熱交換器において，
伝熱管を支持するバッフル板等に生じる熱応力を低減す
ること。 【構成】 バッフル板等の伝熱管貫通部周辺に，テーパ
を付けて，管支持部を薄くする。これにより，管と板と
の接触面積，すなわち伝熱面積が減少し，伝熱効率が低
下するから，板の管周辺部分と他の部分との温度差が小
さくなって，熱応力が低減する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，流体の通路に多数の伝熱管を配置してなる熱交換器，特にその伝熱 管支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は流体通路に多数の伝熱管を配置してなる従来の熱交換器の一例を示す縦 断面図，図５は図４のＶ−Ｖ矢視横断面図である。胴１の内部には多数の伝熱管 ２が配置され，管板３に取り付けられて，入口５から入って出口６から出てゆく 低温流体Ａの，流路となる。また，バッフル板４および管支持板９が，上記伝熱 管２を支持するとともに，入口７から流れ込み出口８から流れ出す高温流体Ｂの ，流路を形成している。更に管の振動をおさえるために，流体振動防止板１０が 設けられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の熱交換器には，次のような解決すべき課題があった。すなわち，管 内流体と管外流体との温度差が大きい場合には，伝熱管２を支持しているバッフ ル板４，管支持板９および流体振動防止板１０において，伝熱管周辺部とその他 一般部との間に大きな温度差が生じ，それによって著しい熱応力が発生するとい う問題があった。

【０００４】 以下バッフル板４を例にとり，図５によって更に詳しく説明する。バッフル板 ４は，管外の高温流体から熱をうけて一般に高温となるが，管周辺部（図５中に 点線で斜線を施した部分）のみは管内の低温流体に熱を吸収されて低温となる。 したがって，管外の高温流体Ｂと管内の低温流体Ａとの温度差が大きい場合には ，板の管周辺部とその他の一般部との温度差が大きくなり，板に著しい熱応力が 生じて，板が破損する可能性があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は，前記従来の課題を解決するために，流体の通路中に複数の伝熱管を 配置してなる熱交換器において，上記伝熱管を支持するバッフル板，管支持板お よび流体振動防止板の各伝熱管貫通部周辺を，テーパを付けて薄くしたことを特 徴とする熱交換器を提案するものである。

【０００６】

【作用】

本考案においては，伝熱管を支持する板の伝熱管周辺部にテーパをつけ，管支 持部を薄くしたので，伝熱管と板との接触面積（伝熱面積）が小さくなり，伝熱 効果が低下して，管周辺部と一般部との温度差が小さくなる。

【０００７】

【実施例】

図１は一般的な熱交換器，シェルアンドＵ字チューブ型熱交換器に本考案を適 用した一実施例を示す縦断面図，図２は図１中鎖線IIで囲まれた部分の拡大図で ある。胴１の内部には多数の伝熱管２が配置され，管板３に取り付けられて，入 口５から入り出口６から出てゆく低温流体Ａの流路となっている。また，バッフ ル板１４および管支持板１９が上記伝熱管２を支持するとともに，入口７から流 れ込み出口８から流れ出す高温流路Ｂの流路を形成している。更に管の振動をお さえるために流路振動防止板２０が設けられている。

【０００８】 本実施例においては，バッフル板１４の伝熱管周辺部にテーパをつけ，管支持 部を薄くしてある。すなわち図２に示されるように，管支持部の厚さを一般部の 1／2 〜 1／3 として，両面にそれぞれテーパを付けてある。管支持板１９，流 体振動防止板２０についても同様である。したがって本実施例では，管と板の接 触面積，つまり伝熱面積が小さい。そのため伝熱効率が悪く，板内の温度差が小 さいので，発生する熱応力も小さい。

【０００９】 図３は本考案の第２の実施例を示す縦断面部分図である。前記実施例では，バ ッフル板１４等の両面にテーパがつけられていたが，本実施例ではテーパを板２ ４の片面のみにつけて，管支持部を薄くしてある。テーパをつける位置は，管外 流体の高温側（上流側）につけるよりも低温側（下流側）につけた方が発生応力 のピークが小さく，高温側につけた場合と比較すると２８％減少する。最終的に ，図３に示すような構造が理想的なものだと考えられる。ここでθは流体の流れ を考慮し，３０°とした。

【００１０】 上記のように，テーパを付ける位置によって熱伝達の効果に多少の差はあるが ，従来のような厚さ均一の平板の場合と比べると熱伝達量が，格段に低下して， 板全体の温度差が小さくなり，熱応力の発生範囲は著しく少なくなる。

【００１１】

【考案の効果】

本考案においては，熱交換器のバッフル板等の管周辺部にテーパをつけ，管支 持部を薄くしたので，管と板の伝熱効率が小さくなり，板の一般部と管周辺部の 温度差が小さくなって，発生する熱応力が低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の第１の実施例に係る熱交換器を
示す縦断面図である。

【図２】図２は図１中鎖線IIで囲まれた部分の拡大図で
ある。

【図３】図３は本考案の第２の実施例を示す縦断面部分
図である。

【図４】図４は従来の熱交換器の一例を示す縦断面図で
ある。

【図５】図５は図４のＶ−Ｖ矢視横断面図である。

【符号の説明】

１ 胴 ２ 伝熱管 ３ 管板 ４，１４，２４ バッフル板 ５ 低温流体入口 ６ 低温流体出口 ７ 高温流体入口 ８ 高温流体出口 ９，１９ 管支持板 １０，２０ 流体振動防止板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の通路中に複数の伝熱管を配置して
   なる熱交換器において，上記伝熱管を支持するパッフル
   板，管支持板および流体振動防止板の各伝熱管貫通部周
   辺を，テーパを付けて薄くしたことを特徴とする熱交換
   器。