JPH0535357B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多管式熱交換器に関する。

多管式の熱交換器は少なくとも１つの管板を有
するシエルを備え、開放端付管はこの管板に溶接
されている。使用中、管に第１の流体を流し、シ
エルに第２の流体を流して流体間に熱伝達を行な
わせる。管に漏れが発生すると、その管に栓をし
て管を余計なものにするのが普通のやり方である
が、多数の管を余計なものにする場合には、熱交
換器は効率を失うから、管に栓をする代りに熱交
換器の欠陥管を修理する方法をとるのが明らかに
有利である。

英国特許第2032559Aは管状スリーブを多管式
熱交換器の欠陥管に挿入し、スリーブの端領域を
管および管板に密封的に結合させて欠陥部を橋渡
すことからなる多管式熱交換器の欠陥管を修理す
る方法を開示している。このような修理は正常な
作動状態下では受け入れられるけれども、過度温
度状態下では、端接合部に安全な量を越える負荷
を生じてしまうスリーブの剛性のために、疑わし
い。

本発明によれば、多管式熱交換器の欠陥管を修
理する方法即ち、欠陥管の中に管状スリーブを挿
入し、スリーブの端領域を管に密封的に結合して
欠陥部を橋渡しする方法において、管状スリーブ
が次の特徴、即ち、軸線方向の撓み、およびスリ
ーブの端領域の前記結合部に隣接する位置で管に
機械的にキー止めされることのいずれか１つ又は
その両方の組合せを有することを特徴とする。

軸線方向の撓みはスリーブにその長さに沿う複
数の位置で円周方向に波形を付けることによつて
与えられる。

機械的なキー止めは、スリーブの材料を圧入又
は拡張させて溝を付け或は付けずに、管又は管板
と緊密に係合させることによつて行なわれるのが
良い。

スリーブと管との間の結合は、両端とも爆発溶
接であつても良いし、或いは一方の端が爆発溶
接、他方の端がろう付接合であつても良い。

代表的には、過度以下の温度が万一起こると、
剛性のスリーブは収縮し、端接合部をひどい歪状
態にする。しかしながら、軸線方向の撓みが与え
られていると、スリーブは軸線方向に収縮して端
接合部の負荷を十分に軽減することができ、接合
部はその一体性を保持する。

円周方向の波形部を採用する場合には、波形部
は撓んでベローのように作用し、必要な軸線方向
に移動を可能にする。スリーブの設計では、過度
以下の温度での収縮歪み（又は過度以上の温度で
の膨脹歪み）を弱くしてしまつたり、破損個所を
作つてしまつたりするような特定な薄い部分に集
中させないように注意をはらわなければならな
い。スリーブ全体に亘つて一定な肉厚を維持すべ
きである。

スリーブの軸線方向の撓みをもたない機械的な
キー止めを採用する場合には、端接合部の負荷を
軽減するために、キー止めが軸線方向の収縮／膨
脹負荷を吸収するようになつている。

軸線方向の撓みと機械的なキー止めとの組合せ
は、過度温度に直面して修理部の一体性の信頼性
を高める。

本発明は上述したような方法によつて修理され
たときの多管式交換器に関する。

本発明による多管式熱交換器の管の修理方法
を、断片的な断面図である添附図面を参照して例
示として説明する。

図面には、多管式熱交換器の管板１および管２
が示してあり、この熱交換器は、シエルを流れる
液体金属と管を流れる水との間の熱伝達を行なう
ものである。多数の管２があり、その各々は溶接
によつて管板に密封されている。使用中、管と管
板との溶接部のあるものがわるくなり、管に栓を
してそれらの管を余計なものにするのを回避する
ために、欠陥溶接部４を有する各管に管状スリー
ブ３を挿入し、該スリーブは一端領域が管に密封
結合され、他端領域が管板に密封結合され、これ
によつて欠陥溶接部を橋渡しする。

スリーブ３は多数の円周波形部を有し、これら
波形部はベローのように作用し、過度の温度が起
る場合に軸線方向に膨脹することができる。

図面に示すスリーブ３の下端領域は高温ろう付
けによつて管に結合され、上端領域は爆発溶接に
よつて管板に結合される。スリーブの下端領域に
は２つのランド５が形成されており、その外径
は、ランドが管の中へ自由にすべり込むのに適当
な隙間があるようなものである。ランドの中間に
は、ろう付材料を収容するための２つの溝６があ
り、ろう付材料は、管にスリーブを挿入するに先
立つて円形クリツプのように溝に係合する一般的
にトロイド形状に形成される。又、管にスリーブ
を挿入するに先立つて、管の内壁および管板の管
穴をともにきれいにし、スリーブの挿入後、その
下端をロールすえ込みによつて半径方向外方に拡
張させてランドをほとんど管壁と接触させ、これ
によつてスリーブと管との間に溶融ろう付材料の
ための毛管隙間を作る。勿論、すえ込み工具は管
板の上から挿入される。

結合を行うためのろう付ヘツドは、スリーブの
穴内で所要のろう付け領域に位置決めされる高周
波誘導加熱コイルを有する。ろう付け後接合部を
焼きもどすために長さのより長いもう１つの加熱
コイルが使用される。ろう付器具がフイードバツ
ク製造を有し、感知装置からのミリボルトの信号
を使つてろう付サイクルを自動的に制御するのが
良い。感知装置は熱電対であるが、温度変化を測
定するフアイバー光学器、下方に送られる光ガイ
ド、誘線を導びくために設けられた供給管および
ろう付操作用のカバーガス管を使用するもつと適
当な感知装置を開発しても良い。

スリーブの上端は、スリーブの中に配置された
火薬を爆発させ、スリーブを半径方向に激しく拡
張させて管板の管穴と衝合させることによつて管
板に７のところで爆発溶接され、これによつてス
リーブを管板に金属組織的に結合させる。

別の方法では、管の内壁と管板の管穴を、結合
に先立つて電食技術或は電気化学技術によつてき
れいにする。電食技術は、管および管板の穴に挿
入した電極と管および管板の結合表面との間に短
命の反復性電気火花によつて管および管板の結合
表面から材料を除去する技術である。

更に別の方法では、ろう付接合の代わりに爆発
溶接を使用する。このようにすれば、ろう付材料
のための溝を設ける必要がない。

スリーブに軸線方向の可撓性をもたせるのに加
えて、結合された接合部のすぐ内側８，９でスリ
ーブを管板および管に機械的にキー止めしても良
い。これらの位置で、キー止めは、例えば、端領
域の結合の後、管板および又は管壁に切つた小さ
な溝にスリーブを圧入することによつて行なわ
れ、或は別の例では、スリーブ内から加えられる
非常に緊密な接触拡張力によつて行なわれる。所
要のろう付接合はめ合ギヤツプを作るため拡張法
を用いるならば、これは、ろう付領域のすぐ上で
管とスリーブの膨出によつて前記キー止めをしば
しば作る。

【図面の簡単な説明】

添附図面は本発明による多管式熱交換器の管と
管板およびスリーブの関係を示す断片的な断面図
である。 １……管板、２……管、３……スリーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管状スリーブを欠陥管に挿入し、スリーブの
   一方の端領域と管板との間に密封結合部を形成
   し、かつスリーブの他方の端領域と管との間に密
   封結合部を形成して欠陥部を橋渡しする、多管式
   熱交換器の管板に保持された欠陥管を修理する方
   法において、 スリーブは、スリーブに軸方向の可撓性をもた
   せるように、結合した端領域間に複数の円周波形
   部を有する非結合部分を備える、ことを特徴とす
   る欠陥管を修理する方法。 ２ 波形部が管内に位置するように位置決めされ
   る、ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ３ スリーブを端領域の結合部に隣接する管板及
   び管に機械的にキー止めする、ことを含む特許請
   求の範囲第２項に記載の方法。 ４ 機械的キー止めは、端領域の結合の後、スリ
   ーブの材料を拡張させて管及び管板と緊密に係合
   させることにより行われる、ことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項に記載の方法。 ５ スリーブと管との間の結合、及びスリーブと
   管板との間の結合は、両方が爆発溶接により行わ
   れ、或いは一方が爆発溶接で他方がろう付接合で
   行われる、ことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第４項のいずれかに記載の方法。 ６ スリーブの端領域が位置する部分に対向する
   管及び管板の領域を電食技術により洗浄し、比較
   的小さい円周溝を管及び管板のスリーブの端領域
   が位置する部分の内側及びその隣接部に切削加工
   し、管板及び管を通して複数の円周波形部をまわ
   りに有する金属スリーブを挿入し、該波形部は管
   板と管の溝との間で管内に位置するように端領域
   の内方に形成されており、スリーブはろう付材料
   をその上に有しており、管板から遠い方のスリー
   ブの端領域を拡張させて管との間に毛管隙間を構
   成し、ろう付接合を行うようにスリーブの前記遠
   い方の端領域を誘導加熱により加熱し、管板とス
   リーブの隣接する端領域との間に爆発溶接接合を
   形成し、スリーブを管板及び管の溝の中に拡張し
   てスリーブを管板及び管に機械的にキー止めす
   る、ことからなる特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。