JPH0596765U - チューブ式熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】伝熱チューブに亀裂や破損等が起きるのを防止
し、部品交換や補修点検等のメンテナンス作業を容易に
することのできるチューブ式熱交換器を提供する。 【構成】密閉型シェルのシェル本体内に供給される冷却
水と、伝熱チューブの各チューブ内に供給される薬液と
の熱交換時に於いて、伝熱チューブの各チューブに膨脹
及び伸縮が生じたとき、密閉型シェルの各差込み孔に差
込まれた伝熱チューブの各コネクタが膨脹及び伸縮と対
応する寸法分だけ出没摺動して、伝熱チューブの各チュ
ーブに付加される圧縮力や引張り力を吸収緩和し、伝熱
チューブの各チューブに亀裂や破損等が起きるのを防止
する。且つ、伝熱チューブと各コネクタとを一体的に組
付け、シェル本体側と伝熱チューブ側との組付け構造を
独立するため、各々の部品交換や補修点検等のメンテナ
ンス作業が容易に行える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えば、液体と液体、気体と液体、気体と気体等の２流体間で熱 交換するために用いられるチューブ式熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、上述のようなチューブ式熱交換器としては、例えば、図２に示すように 、円筒形状に形成したシェル本体１６の内部に多数本の各チューブ１７ａ…を１ 本に束ねてなる伝熱チューブ１７を収納保持し、同シェル本体１６の開口側両端 部に各スプリットリング１８，１８を介して各フランジ１９，１９を嵌合固定し た後、シェル本体１６と各フランジ１９，１９とを各ボルト２０…及び各ナット ２１…で締付け固定して、シェル本体１６と各フランジ１９，１９との対向端面 間に嵌着した各Ｏリング２２…と、伝熱チューブ１７と各フランジ１９，１９と の対向周面間に嵌着した各Ｏリング２３，２４とで水密状態にシールするチュー ブ式熱交換器１５がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述のチューブ式熱交換器１５は、２流体の熱交換時に於いて、伝熱 チューブ１７の各チューブ１７ａ…が膨脹及び伸縮しようとするが、シェル本体 １６により伝熱チューブ１７の各チューブ１７ａ…が径方向に膨脹するのを抑制 し、且つ、シェル本体１６の開口側両端部と伝熱チューブ１７の左右両端部とを 各フランジ１９，１９で一体的に締付け固定しているので、伝熱チューブ１７の 各チューブ１７ａ…に対して過度の圧縮力や引張り力が付加され、一部のチュー ブ１７ａに亀裂や破損等が起きるため、強度及び耐久性の点ついて改善すべき問 題を有している。

【０００４】 また、シェル本体１６の開口側両端部にフランジ１９と、スプリットリング１ ８と、各Ｏリング２２，２３，２４とを夫々組付けて、シェル本体１６の開口側 両端部と伝熱チューブ１７の左右両端部とを水密状態にシール固定するので、組 付け構造自体が複雑な上、伝熱チューブ１７側のシール構造が独立しておらず、 一部のチューブ１７ａに亀裂や破損等が起きた場合、各ボルト２０…及び各ナッ ト２１…による締付け固定を解除した後、シェル本体１６の開口側両端部からフ ランジ１９と、スプリットリング１８と、各Ｏリング２２，２３，２４とを夫々 取り外して、部品交換や補修点検等の作業を行わなければならず、メンテナンス 作業に手間及び時間が掛かるという問題点を有している。

【０００５】 この考案は上記問題に鑑み、密閉型シェルの差込み孔に対して伝熱チューブの コネクタを出没摺動可能に差込むことにより、伝熱チューブに付加される圧縮力 や引張り力を吸収緩和して、亀裂や破損等が起きるのを防止すると共に、部品交 換や補修点検等のメンテナンス作業が容易に行えるチューブ式熱交換器の提供を 目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は、密閉型シェルの内部に多数本の各チューブを１本に束ねてなる伝 熱チューブを収納保持し、上記伝熱チューブの各チューブを１本に束ねてなる集 束側端部にコネクタを連通接続し、前記密閉型シェルに形成した差込み孔に上記 伝熱チューブに接続したコネクタを差込むと共に、該密閉型シェルの差込み孔と 伝熱チューブのコネクタとの対向周面間をシール部材で出没摺動可能にシールし たチューブ式熱交換器であることを特徴とする。

【０００７】

【作用】

この考案は、密閉型シェル内に供給される流体と、伝熱チューブ内に供給され る流体との熱交換時に於いて、伝熱チューブの各チューブに膨脹及び伸縮が生じ たとき、密閉型シェルの差込み孔に差込まれた伝熱チューブのコネクタが膨脹及 び伸縮と対応する寸法分だけ出没摺動して、伝熱チューブの各チューブに付加さ れる圧縮力や引張り力を吸収緩和する。且つ、伝熱チューブとコネクタを一体的 に組付けて、シェル側とチューブ側との組付け構造を独立することで、各々の部 品交換を容易にする。

【０００８】

【考案の効果】

この考案によれば、２流体の熱交換時に於いて、伝熱チューブの膨脹及び伸縮 をコネクタの出没摺動により許容して、同伝熱チューブに付加される圧縮力や引 張り力を吸収緩和するので、伝熱チューブの各チューブに亀裂や破損等が起きる のを積極的に防止でき、強度及び耐久性の向上を図ることができる。

【０００９】 しかも、伝熱チューブを構成する一部のチューブに亀裂や破損等が起きた場合 、同伝熱チューブとコネクタとを一体的に組付けた状態のまま交換するので、従 来型のチューブ式熱交換器のようにシェル全体を分解修理するような手間及び作 業が省け、部品交換や補修点検等のメンテナンス作業が容易に行えると共に、シ ェル側とチューブ側とが独立した組付け構造であるため各々の部品交換が容易に 行える。且つ、分解時に於いて伝熱チューブ内の流体が漏出したりせず、作業時 の安全性及び流体の純度保持性に優れている。

【００１０】

【実施例】

この考案の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。 図面は薬液と冷却水との２流体間で熱交換するために用いられるチューブ式熱 交換器を示し、図１に於いて、このチューブ式熱交換器１は、水密状態に密閉さ れた密閉型シェル２の内部に、多数本の各チューブ３ａ…を１本に束ねてなる伝 熱チューブ３を伸縮自在に収納保持して、同密閉型シェル２の内部空間に供給さ れる冷却水Ｍと、伝熱チューブ３の各チューブ３ａ…に供給される薬液Ｙとの間 で熱交換する。

【００１１】 上述の密閉型シェル２は、ＰＶＣ等の合成樹脂で円筒形状に形成したシェル本 体４の一端側外周面に冷却水Ｍを注水するための注水口４ａを形成し、同シェル 本体４の他端側外周面に冷却水Ｍを排出するための排水口４ｂを形成している。 且つ、シェル本体４の開口側両端部にＰＶＣ等の合成樹脂で形成した２枚の各密 閉板５，５を嵌着し、同各密閉板５，５の外側面にステンレス等の金属で形成し た各押圧板６，６を嵌着して、シェル本体４と各密閉板５，５との対向周縁部を 各ボルト７…及び各ナット８…で夫々締付け固定すると共に、同シェル本体４と 各密閉板５，５との対向端面間にＮＢＲ等の合成樹脂で形成した各Ｏリング９， ９を嵌着して、同シェル本体４と各密閉板５，５との対向端面間を水密状態にシ ールしている。

【００１２】 且つ、各密閉板５，５及び各押圧板６，６の中心部に、後述する伝熱チューブ ３の各コネクタ１３，１３を差込むための各差込み孔１０，１０を連通して開口 し、同各差込み孔１０，１０に伝熱チューブ３の各コネクタ１３，１３を出没摺 動可能に差込むと共に、各密閉板５，５と各コネクタ１３，１３との対向周面間 にＮＢＲ等の合成樹脂で形成した各Ｏリング１１，１１を嵌着して、同各密閉板 ５，５と各コネクタ１３，１３との対向周面間を出没摺動が許容される水密状態 にシールしている。

【００１３】 前述の伝熱チューブ３は、ＰＴＦＥやＰＦＡ等の合成樹脂で小径に形成した多 数本の各チューブ３ａ…を一本に束ねて、同各チューブ３ａ…の集束側両端部を ＰＴＦＥやＰＦＡ等の合成樹脂で形成した各シースリング１２，１２に差込み固 定すると共に、各チューブ３ａ…の集束側両端部と各シースリング１２，１２と を一体的に熱融着して、同各チューブ３ａ…の集束側両端部をハニカム形状に加 熱成形している。

【００１４】 且つ、左右両端部に固定した各シースリング１２，１２の外周面上にＰＴＦＥ やＰＦＡ等の合成樹脂で形成した各コネクタ１３，１３を螺合固定し、一端側に 接続したコネクタ１３の差込み側端部に薬液Ｙを供給するための供給口１３ａを 形成し、他端側に接続したコネクタ１３の差込み側端部に薬液Ｙを吐出するため の吐出口１３ｂを形成すると共に、各シースリング１２，１２と各コネクタ１３ ，１３との対向端面間にＮＢＲ等の合成樹脂で形成した各Ｏリング１４，１４を 嵌着して、同各シースリング１２，１２と各コネクタ１３，１３との対向端面間 を水密状態にシールし、同各シースリング１２，１２の外周面部と各コネクタ１ ３，１３の外周端部とを水密状態に溶接している。

【００１５】 図示実施例は上記の如く構成するものとして、以下、チューブ式熱交換器１に よる熱交換を説明する。 先ず、図１に示すように、密閉型シェル２を構成するシェル本体４の一端側に 開口した注水口４ａから冷却水Ｍを供給し、同シェル本体４の他端側に開口した 排水口４ｂから冷却水Ｍを排出して、密閉型シェル２を構成するシェル本体４の 内部空間に冷却水Ｍを循環供給する。同時に、伝熱チューブ３の一端側に接続し たコネクタ１３の供給口１３ａから薬液Ｙを供給し、同伝熱チューブ３の他端側 に接続したコネクタ１３の吐出口１３ｂから薬液Ｙを吐出して、流動途中に於い て、伝熱チューブ３の各チューブ３ａ…内に供給される薬液Ｙを、密閉型シェル ２のシェル本体４内に供給される冷却水Ｍにより所定温度に冷却し、薬液Ｙと冷 却水Ｍとの間で熱交換する。

【００１６】 すなわち、密閉型シェル２のシェル本体４内に供給される冷却水Ｍと、伝熱チ ューブ３の各チューブ３ａ…内に供給される薬液Ｙとの熱交換時に於いて、伝熱 チューブ３の各チューブ３ａ…に膨脹及び伸縮が生じたとき、同伝熱チューブ３ の左右両端部に接続した各コネクタ１３，１３が膨脹及び伸縮と対応する寸法分 だけ出没摺動して、同伝熱チューブ３の各チューブ３ａ…に付加される圧縮力や 引張り力を吸収緩和するので、伝熱チューブ３の各チューブ３ａ…に亀裂や破損 等が起きるのを積極的に防止でき、強度及び耐久性の向上を図ることができる。

【００１７】 しかも、伝熱チューブ３を構成する一部のチューブ３ａに亀裂や破損等が起き た場合、同伝熱チューブ３と各コネクタ１３，１３とを一体的に組付けた状態の まま交換するので、従来型のチューブ式熱交換器１５のようにシェル全体を分解 修理するような手間及び作業が省け、部品交換や補修点検等のメンテナンス作業 が容易に行えると共に、伝熱チューブ３側とシェル本体４側とが独立した組付け 構造であるため各々の部品交換が容易に行える。且つ、分解時に於いて伝熱チュ ーブ３内の薬液Ｙが外部に漏出したりせず、作業時の安全性及び純度保持性に優 れている。

【００１８】 この考案の構成と、上述の実施例との対応において、 この考案の流体は、実施例の冷却水Ｍと、薬液Ｙとに対応し、 以下同様に、 シール部材は、Ｏリング１１に対応するも、 この考案は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

【００１９】 上述の実施例では伝熱チューブ３の左右両端部に接続した各コネクタ１３，１ ３をシェル本体４の各差込み孔１０，１０に夫々差込んでいるが、例えば、シェ ル本体４の一端側に形成した差込み孔１０に、伝熱チューブ３の一端側のみに接 続したコネクタ１３を出没可能に差込むもよく、上述の実施例と同様に、伝熱チ ューブ３の一端側に接続したコネクタ１３が膨脹及び伸縮と対応する寸法分だけ 出没摺動して、同伝熱チューブ３の各チューブ３ａ…に付加される圧縮力や引張 り力を吸収緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】チューブ式熱交換器の全体構造を示す縦断側面
図。

【図２】従来型のチューブ式熱交換器の一部構造を示す
縦断側面図。

【符号の説明】

Ｍ…冷却水 Ｙ…薬液 １…チューブ式熱交換器 ２…密閉型シェル ３…伝熱チューブ ３ａ…チューブ ４…シェル本体 ５…密閉板 １１…Ｏリング １０…差込み孔 １３…コネクタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉型シェルの内部に多数本の各チューブ
   を１本に束ねてなる伝熱チューブを収納保持し、該密閉
   型シェル内に供給される流体と伝熱チューブ内に供給さ
   れる流体との間で熱交換するチューブ式熱交換器であっ
   て、 上記伝熱チューブの各チューブを１本に束ねてなる集束
   側端部にコネクタを連通接続し、 前記密閉型シェルに形成した差込み孔に上記伝熱チュー
   ブに接続したコネクタを差込むと共に、該密閉型シェル
   の差込み孔と伝熱チューブのコネクタとの対向周面間を
   シール部材で出没摺動可能にシールしたチューブ式熱交
   換器。