JPH0674873U - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は内筒の肉厚を薄くしてコスト
の低減を達成することができると共に、管束部の強度や
組立て作業効率を向上させた新規な熱交換器を提供する
ものである。 【構成】 本考案は、高温流体を流通すべく立設された
外筒１軸心部に、これと同軸となるように内筒２を設
け、該内筒２の周囲に、低温流体を流通する螺旋状の伝
熱管５を伝熱管支持金具６で支持固定したコイル体４を
内外多層に設けた熱交換器において、上記外筒１に、内
筒２に向けて延びる複数の支持梁８を設け、該支持梁８
に上記各コイル体４を吊り下げたことを特徴としてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は原子力、石油化学工業などで使用される熱交換器に関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

従来の熱交換器は図６に示すように、高温流体を流通すべく立設された外筒ａ の軸心部に、これと同軸となるように内筒ｂを設け、さらにこの内筒ｂの周囲に 、低温流体を流通すべく管束部ｇを備えた構成をしている。そして、図示するよ うに、外筒ａの上下に形成された高温流体入口から出口側に流れる金属ナトリウ ム等の高温流体の熱によって、外筒ａの左右に形成された低温流体入口から管束 部ｇを通過して低温流体出口側へ流れる水等の低温流体を加熱し、発電タービン （図示せず）等を駆動するための蒸気を発生するようにしたものである。

【０００３】 また、この管束部ｇは図７及び図８に示すように、内筒ｂを軸として螺旋状に 形成された伝熱管ｃを、内筒ｂに沿って上下方向に延出した複数の伝熱管支持金 具ｄで固定支持してなる筒状のコイル体ｈを、内筒ｂから外筒ａ側に同心円状に 多層に配列してなるものである。

【０００４】 すなわち、コイル体ｈを構成する伝熱管支持金具ｄは、その長さ方向に所定の 間隔を隔てて複数の挿通孔ｅが形成されており、これらそれぞれの挿通孔ｅに伝 熱管ｃを挿通させることで、伝熱管ｃを螺旋状に支持固定し、熱交換流体の流れ に伴う伝熱管ｃの揺動を未然に防止するようにしたものである。そして、コイル 体ｈを構成する伝熱管支持金具ｄは図７及び図８に示すように、一端が内筒ｂ側 に接続され、他端が外筒ａ側に水平にかつ放射状に伸びた複数の支持梁ｆに、そ の上端部が連結ボルトｉ等によって吊り下げられるように支持されている。そし て、さらに隣接しているそれぞれの伝熱管支持金具ｄ同志は図９に示すように、 たがじめによって内筒ｂ側に一体的に組み立てられるようになっている。

【０００５】 また、この管束部ｇの組み立て方法としては、図７に示すように、それぞれ径 の異なる複数の筒状のコイル体ｈを、それぞれ同軸になるように内筒ｂ側から順 に一つずつ外筒ａ側に向けて多層に配列して組み立てられるようになっている。 すなわち、図１０で一例を示せば、先ず、内筒ｂの外側に最小径のコイル体ｈ ₁ を挿入した後、このコイル体ｈ₁ の外側にこのコイルｈ₁ よりやや径大のコイ ル体ｈ₂ を挿入して配置し、さらに、このコイル体ｈ₂ の外側にこのコイル体ｈ ₂ より径大のコイル体ｈ₃ を挿入配置し、以後順次径の大きいコイル体ｈｎを外 筒ａ側に向けて多層にかつそれぞれの伝熱管支持金具ｄが直線状に配列するよう にして組み立てられることになる。また、この時、各コイル体ｈの配列を容易に するために、各コイル体ｈの各伝熱管支持金具ｄ間には径方向にある程度のギャ ップ（隙間）が必要となっているが、このギャップには組み立られた後に、楔状 のスペーサｊが挾みこまれ、ギャップを拘束してガタつきが防止されるようにな っている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、この管束部ｇを支持している支持梁ｆの外筒側端部は、熱膨張、収 縮に伴う熱応力を許容するために、外筒ａには接続されていないため、管束部ｇ の荷重は全て内筒ｂに、しかも一部分に集中してかかることになる。従って、こ の内筒ｂの剛性を高めるために、内筒ｂの肉厚を厚くする必要があるが、そうす ると、材料増大に伴う製造コストや装置全体の荷重が増大してしまうといった欠 点がある。

【０００７】 一方、上述したように、この管束部ｇの組み立てに際しては、各コイル体ｈ同 志のガタつきを防止するために、多数のスペーサｊを取り付けなければならない ため、その組み立て作業には多くの時間がかかってしまったり、各伝熱管支持金 具ｄ間の荷重伝達が不均一となり強度的に弱いものであった。

【０００８】 そこで、本考案はこの問題点を有効に解決するために案出されたものであり、 その主な目的は内筒の肉厚を薄くしてコストの低減を達成することができると共 に、管束部の強度や組立て作業効率を向上させた新規な熱交換器を提供するもの である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための第一の考案は、高温流体を流通すべく立設された外 筒軸心部に、これと同軸となるように内筒を設け、該内筒の周囲に、低温流体を 流通する螺旋状の伝熱管を伝熱管支持金具で支持固定したコイル体を内外多層に 設けた熱交換器において、上記外筒に、内筒に向けて延びる複数の支持梁を設け 、該支持梁に上記各コイル体を吊り下げたものであり、また、第二の考案は、高 温流体を流通すべく立設された外筒軸心部に、これと同軸となるように内筒を設 け、該内筒の周囲に、低温流体を流通する螺旋状の伝熱管を伝熱管支持金具で支 持固定したコイル体を内外多層に設けた熱交換器において、上記コイル体の伝熱 管支持金具を、その内外間で径方向に整列するように、かつ相互に接するように 上記支持梁に吊り下げ、かつ、内外層の伝熱管支持金具同志が上下に重なるよう にその内外側面にテーパーを形成したものである。

【００１０】

【作用】

第一の考案は上述したように、支持梁を外筒に取り付けたため、コイル体の荷 重が分散されて外筒側に加わることになり、内筒を従来に比して薄肉、軽量とす ることができる。

【００１１】 また、第二の考案は上述したように、コイル体の伝熱管支持金具内外面にテー パーを形成したものであるため、各伝熱管支持金具を内外に配列する時には、各 伝熱管支持金具間に組み立てに必要なギャップを有し、配列し終えると相互のテ ーパー面が密接することになってギャップが生じなくなる。従って、従来、使用 していたギャップを拘束するためのスペーサが不要となり、さらに各伝熱管支持 金具間の荷重伝達が均一となる。

【００１２】

【実施例】

次に、本考案の一実施例を添付図面を参照しながら詳述する。

【００１３】 図１は本考案の熱交換器の一実施例を示したものである。図示するように、こ の熱交換器は金属ナトリウム等の高温流体を流通すべく外筒１の軸心部に、これ と同軸となるようにその下鏡部に内筒２が立設され、さらにこの内筒２の周囲に 、水等の低温流体を流通すべく管束部３を備えた構成をしている。

【００１４】 この管束部３は上述したように、径の異なる複数の筒状のコイル体４を内筒２ から外筒１側に同心円状に多層に配列してなるものである。このコイル体４は一 端が低温流体入口に位置し、他端が低温流体出口に位置すると共に、螺旋状に成 形された伝熱管５を、内筒２の長さ方向に沿って上下方向に延出した複数の伝熱 管支持金具６の長さ方向に所定の間隔を隔てて形成された挿通孔７に挿通させる ことで固定支持したものである。

【００１５】 また、図１及び図３に示すように、外筒１の内壁面には、内筒２側に水平に延 びる複数の支持梁８が設けられており、上記各コイル体４が連結ボルト（図示せ ず）によって一層ずつ吊り下げられるように支持されている。尚、この支持梁８ の内筒２側端部は、内筒２には接続されておらず、熱膨張、収縮に伴う熱応力が 許容されるようになっている。

【００１６】 また、図５に示すように、コイル体４の伝熱管支持金具６の内外側面には、垂 直方向に対して半径方向に傾斜したテーパー１０が形成されており、これを内筒 ２の径方向に配列したときに相互が略上下に重なり合って密着するようになって いる。さらに、図２に示すように、内筒２の径方向に配列されたこれら伝熱管支 持金具６同志はボルト９によって外筒１の内壁面に一体的に固定されるようにな っている。

【００１７】 次に、本考案の熱交換器の組み立て方法及び作用を説明する。

【００１８】 本考案の熱交換器を組み立てるには図４に示すように、先ず、外筒１の下鏡に 設けられた内筒２の外周部に、これを囲繞するように最小径のコイル体４ａを挿 入し、次に、このコイル体４ａの外周部に、各コイル体４ａ，４ｂ，４ｃ…４ｎ の各伝熱管支持金具６ａ，６ｂ，６ｃ…６ｎ同志が径方向に直線状になるように 、徐々に径が大きいコイル体４ｂ，４ｃ…４ｎをその上方から順々に挿入して多 層に配列して管束部３を形成する。

【００１９】 この時、図５に示すように、各コイル体４ａ，４ｂ，４ｃ…４ｎに複数設けら れた各伝熱管支持金具６ａ，６ｂ，６ｃ…６ｎの両側面にはそれぞれ、径方向に 傾斜したテーパー１０が形成されているため、後のコイル体４を挿入する際には 各伝熱管支持金具６間にギャップが発生することになり、その挿入は容易に行わ れる。そして、後のコイル体４を挿入し終えると、各伝熱管支持金具６同志は上 下に重なり合うように密着するため、その間にはギャップがなくなる。従って、 従来のように、ギャップを拘束するためのスペーサが不要となり、その組立作業 効率は大巾に向上し、さらに、各伝熱管支持金具６相互に加わる荷重が均一とな る。

【００２０】 次に、このように形成された管束部３の各伝熱管支持金具６の上端部を、外筒 １の内壁面に取り付けられた複数の支持梁８に、従来方法と同様に連結ボルト（ 図示せず）等によって吊り下げると共に、各伝熱管支持金具６ａ，６ｂ，６ｃ… ６ｎ同志をボルト９によって一体的に外筒１の内壁面に固定することになる。従 って、管束部３の荷重が全て、剛性の高い外筒１側に分散されて加わることにな るため、内筒２の肉厚を従来に比して薄肉、軽量とすることができ、コストの低 減が達成できる。

【００２１】

【考案の効果】

以上要するに本考案によれば、管束部を支持する支持梁を、剛性の高い外筒 側に取り付けたため、内筒を従来に比して薄肉、軽量とすることができ、コスト の低減が達成できる。コイル体の伝熱管支持金具の両側面にテーパーを形成し たため、各コイル体を内外に配列する時には、各伝熱管支持金具間に組み立てに 必要なギャップを有し、配列し終えると相互のテーパー面が密接することになっ てギャップが生じなくなる。従って、従来、使用していたギャップを拘束するた めのスペーサが不要となり、さらに各伝熱管支持金具間の荷重伝達が均一となる ため、組立作業の効率及び装置の信頼性が向上する。等といった優れた効果を有 する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す概略断面図である。

【図２】コイル体の伝熱管支持金具の取り付け状態を示
す平面図である。

【図３】図１中Ａ−Ａ矢視図である。

【図４】管束部の組立例を示す概略斜視図である。

【図５】コイル体を組立てる前後の伝熱管支持金具の位
置関係を示す状態図である。

【図６】従来の熱交換器の一例を示す概略断面図であ
る。

【図７】従来の管束部の取り付け状態を示す部分側面図
である。

【図８】従来の管束部の構造を示す部分斜視図である。

【図９】従来の伝熱管支持金具の配列状態を示す部分平
面図である。

【図１０】従来の伝熱管支持金具の配列状態を示す部分
側面図である。

【符号の説明】

１ 外筒 ２ 内筒 ４ コイル体 ５ 伝熱管 ６ 伝熱管支持金具 ８ 支持梁 １０ テーパー

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温流体を流通すべく立設された外筒軸
   心部に、これと同軸となるように内筒を設け、該内筒の
   周囲に、低温流体を流通する螺旋状の伝熱管を伝熱管支
   持金具で支持固定したコイル体を内外多層に設けた熱交
   換器において、上記外筒に、内筒に向けて延びる複数の
   支持梁を設け、該支持梁に上記各コイル体を吊り下げた
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 高温流体を流通すべく立設された外筒軸
   心部に、これと同軸となるように内筒を設け、該内筒の
   周囲に、低温流体を流通する螺旋状の伝熱管を伝熱管支
   持金具で支持固定したコイル体を内外多層に設けた熱交
   換器において、上記コイル体の伝熱管支持金具を、その
   内外間で径方向に整列するように、かつ相互に接するよ
   うに上記支持梁に吊り下げ、かつ、内外層の伝熱管支持
   金具同志が上下に重なるようにその内外側面にテーパー
   を形成したことを特徴とする熱交換器。