JPH07305984A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】シェル１外部からバッフルプレート４の切欠き
部とは逆方向に振動防止装置Ｃを取付け、順次、バッフ
ルプレート４を上側又は下側から強制的に押し付けるこ
とにより、チューブ７の両端を固定する。 【効果】バッフルプレートを強制的に押し付けること
で、チューブを固定させるため溶接と同等の効果が得ら
れ、チューブの振動防止となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、往復圧縮機により圧縮
されたガスを冷却するシェル＆チューブ型熱交換器に係
り、特に、チューブの振動を防止する構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

工学図書株式会社：熱交換器設計ハンドブック（Ｓ６１
年版）によると、一般に、シェル＆チューブ型熱交換器
は大きく分けてシェル，水室カバー及びチューブネスト
により構成されている。まず、シェルは円筒状のもの
で、内部をガスが通過するために両端に２ケ所ノズルが
設置されており、一方がガス入口，他方がガス出口の役
目をしている。ガスは入口ノズルから入りシェル内部を
通過し、出口ノズルより放出されている間に熱交換作用
により冷却される。

【０００３】水室カバーには上下に二ケのノズルがあ
り、冷却水は下側ノズルより水室カバーに入り複数のチ
ューブ内部を通過し、再度、水室カバーに戻り上側ノズ
ルより放出される。水室カバーの内部には仕切板がある
ため、熱交換前後の冷却水は混じらない構造となってい
る。シェルと水室カバー（冷却水）を仕切っているのが
管板であり、同時に冷却水の通路であるチューブの両端
を固定する役割をしている。チューブには複数のバッフ
ルプレートが、その間隔を一定に保つ役割をするスペー
サを介し、装置されており熱交換性を上げるために、上
側又は下側に切欠きを設け、ガスを蛇行させるようにし
ている。管板，チューブ，バッフルプレート，スペーサ
を組立てたものをチューブネストと称しており、以下に
その組立て手順を述べる。

【０００４】チューブネストを組立てるときには、チュ
ーブ貫通部を有するバッフルプレートをある一定の間隔
に保つよう、バッフルプレート間にスペーサをはさみな
がら一枚ずつ固定していく。この場合、チューブ本数と
バッフルプレートの枚数が多いため、バッフルプレート
のチューブ貫通部とチューブとの間には間隙を設けてお
く必要がある。

【０００５】この場合、バッフルプレートのチューブ貫
通部の孔の内面とチューブが圧縮されたガスの圧力脈動
により、たたかれることで摩耗及びクラックを発生する
ことがあり、例えば、バッフルプレートが破損した場合
にはその破片が熱交換器の下流へ流入し、他機器への不
具合発生の要因になる。

【０００６】例えば、実開平4−122983 号公報には熱交
換器のチューブの振動抑制構造として、バッフルプレー
トを対とすることで２点支持状態とし、耐震性を向上さ
せる方法が紹介されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術を解決するた
めに、バッフルプレートとチューブを溶接で固定する方
法が考えられる。しかし、数十本のチューブを数枚のバ
ッフルプレートの両面に１本ずつ溶接すると溶接作業量
が膨大となり、チューブ間のピッチが小さいことから溶
接作業が非常に困難であるといった問題がある。またチ
ューブを溶接した場合熱膨張により溶接部に欠損が発生
し、かつチューブの減肉にもなり強度的にも問題があ
る。

【０００８】本発明の目的は、一般汎用品の部品を使用
することでコストの低減を図り、かつ新製の熱交換器だ
けではなく既納品の熱交換器にも容易に装着できるよう
な構造でチューブの振動を防止することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はシェル外部からバッフルプレートが取付け
られる位置へ、管座を設け、そこからボルトをねじ込
み、バッフルプレートにシェル外部から力を強制的に作
用させることにより、チューブの振動を防止した。

【００１０】

【作用】バッフルプレートは、順次、上側又は下側に切
欠きがあるようチューブネストに組付けられており、こ
の部分をガスが蛇行して流れる。そこでバッフルプレー
トにこの切欠き部とは逆側から力を作用させれば、３枚
のバッフルプレートを１組として見た場合に、チューブ
両端は両側のバッフルプレートによって一方向から、チ
ューブ中央は中央のバッフルプレートによって対向方向
から押し付けられ、あるいは引っ張られて固定されるた
めチューブの振れを防止できる。

【００１１】なお、シェル１内径とバッフルプレート４
外径には保守及び組立時チューブネスト２が抜き出せる
よう、微少な間隙が設けてある。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２，図３
により説明する。

【００１３】図１に熱交換器の組立図を示す。熱交換器
はシェル１，チューブネスト２，水室カバー３より構成
されている。チューブネスト２はチューブ７の両端を管
板２ａ，２ｂで固定し、その間に数枚のバッフルプレー
ト４を配置してある。

【００１４】バッフルプレート４は上側又は、下側に切
欠きがあるためＡよりシェル１へ入ったガスはこの切欠
き部を蛇行してＢへ出る。シェル１の外面には各々のバ
ッフルプレート４の切欠き部とは逆側の位置へ、振動防
止装置Ｃを取付けてある。

【００１５】図２に振動防止装置Ｃの詳細を示す。振動
防止装置Ｃは管座５，マシンボルト６，Ｏリング８によ
り構成されている。管座５はシェル１へ溶接で取付けら
れ、内側はねじが切ってある。これにマシンボルト６を
ねじ込みバッフルプレート４を押しつける。これにより
バッフルプレート４はチューブ７を押しつける。チュー
ブを押し付ける方向は、順次、逆となるため、バッフル
プレート４間のチューブ７は一方は上へ、一方は下に押
されるため固定される。この場合、シェル１内のガスが
外部へもれないように、ボルト６と管座５はＯリング８
によりシールしている。

【００１６】図３に図２の代案を示す。振動防止装置Ｃ
は管座５，スタッドボルト９，Ｏリング８，ナット１０
により構成されている。管座５はシェル１へ溶接で取付
けられ、内側にはねじが切っていない。バッフルプレー
ト４にはねじが切ってあるので、管座５よりスタッドボ
ルト９を差し込みバッフルプレート４にねじ込む。次
に、バッフルプレート４にねじ込まれた側と反対のスタ
ッドボルト９のねじ部にナット１０を取付け締め上げ
る。これによりバッフルプレート４は引っ張られチュー
ブ７を押し付ける。チューブを押し付ける方法は順次逆
となるため、バッフルプレート４間のチューブ７は一方
は上へ、一方は下に押し付けるため固定される。この場
合、シェル１内のガスが外部へもれないように、スタッ
ドボルト９と管座５はＯリング８によりシールしてい
る。

【００１７】図２及び図３ではその構成部品が一般用品
であるため、既納品の現地トラブル時に早急な対策が可
能である。また、新製の熱交換器ではバッフルプレート
のチューブ貫通孔を大きく設計し、チューブ挿通を容易
にし、作業を効率化する。その様にしても最後にボルト
で各チューブをきちっと締上げておくので、摩耗やクラ
ックは発生しない。

【００１８】

【発明の効果】本発明によればバッフルプレートを外部
から強制的に押し付けることで、チューブを固定させる
ことにより簡単な構成により、複雑な組立作業を必要と
することなくチューブの振動を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す熱交換器の説明図。

【図２】図１における振動防止装置の断面図。

【図３】図１における振動防止装置の断面図。

【符号の説明】

１…シェル、２…チューブネスト、２ａ，２ｂ…管板、
３…水室カバー、４…バッフルプレート、７…チュー
ブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】往復圧縮機により圧縮されたガスを冷却す
   るシェル＆チューブ型熱交換器において、チューブネス
   トに設けられたバッフルプレートに、シェル外部から力
   を強制的に作用させるチューブ固定手段を設けたことを
   特徴とする熱交換器。