JPH0749258Y2 - 排熱回収用熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は例えばボイラーなどの排ガス中の熱を回収する
のに用いられる熱交換器に関し、とくにそのチューブバ
ンドルを保持するチューブサポートの改良に関する。

（従来の技術） 従来、この種の熱交換器は排ガスがその内を流通するよ
うに構成されたハウジングと、該ハウジング内に折り返
すように設置されたチューブバンドルで構成され、該チ
ューブバンドルの各チューブ内に排ガスの熱を回収する
ための流体が流通する。第４図および第５図は従来のチ
ューブバンドルを示すものであって、同図において
（１）はヘッダーであり、（２）は一群のチューブから
なるチューブバンドルである。各チューブはその一端で
管板（５）を介して導入側のヘッダー（1a）に取付けら
れ、途中で折り返して他端で同様に管板（５）を介して
導出側のヘッダー（1b）に接続される。チューブバンド
ル（２）は適当数のチューブサポート（３）で保持さ
れ、各チューブサポート（３）は第４図および第６図に
示すように１枚の平板で構成され、作動中の温度が部分
で異なるので熱膨張が異なり、熱応力が生じるため、該
熱応力の影響を緩和するためチューブサポートとしては
薄い平板が用いられ、例えば厚さ3mmのプレートが用い
られた。

（考案が解決しようとする課題） 従来のチューブサポートは薄板ではあっても１枚の平板
で構成されたため部分間の温度差、とくに高温側と低温
側の部分間の温度差が大きく、それに伴なって熱変形も
大きく、各チューブに悪影響を与えた。また、チューブ
サポートの板厚が小さいため剛性がなく、各チューブを
支持するため枠（４）が必要となり、構造を複雑にし、
組立、製作に余分な工数を要する等の問題点があった。

本考案の目的は上記問題点を解消することであって、そ
れ故、チューブサポートがチューブに及ぼす影響を減少
し且つ構造を単純化し得る排熱回収用熱交換器を提供す
ることである。

（課題を解決するための手段） 本考案による熱交換器を特徴づける構成はハウジング内
に設置されるチューブバンドルが排ガスの流れに概略平
行になるように設けられた適当数のチューブサポートで
保持されると共に、該チューブサポートは２群のプレー
トからなり、一方の群のプレートはチューブバンドルの
低温側に、且つ他方の群のプレートはチューブバンドル
の高温側に配置されていることである。好ましくは、各
前記群のプレートの数は同数であり且つ一方の群の各プ
レートは他の群の対応のプレートに並置されている。

（作用） この熱交換器における各プレートはチューブバンドルの
低温側または高温側に在り、両者に共通に設置されるも
のではないため、各プレートの部分的な温度差が小さ
く、従って熱応力も小さい。そのためチューブに与える
影響も少なく、且つプレートの板厚を大きくできるの
で、プレートによって各チューブの保持は充分に行なわ
れ、プレートを支持する枠は不要になる。

（実施例） 次に図面に関し本考案の実施例を説明する。第１図に示
すように、本考案による熱交換器もハウジング（10）を
含み、その一端に排ガスの入口（11）が在り且つ他端に
出口（12）が備えられ、排ガスは入口（11）からハウジ
ング（10）内に流入し、該ハウジングを流通し、出口
（12）から流出する。このハウジングには１または複数
のチューブバンドル（２）が設置され、該チューブバン
ドルはハウジング（10）内において折り返すように設置
されたチューブの群からなる。チューブバンドル（２）
の各チューブの両端は管板（５）を介して一端が導入側
のヘッダー（1a）に且つ他端が導出側のヘッダー（1b）
に取付けられ、各チューブ内にはそれらのヘッダーを介
して流体が流通し、該流体によりハウジング（10）内を
流通する排ガスから熱を回収するようになっている。

この熱交換器はチューブバンドル（２）を保持するため
のチューブサポートに特徴を有するものであって、第２
図に示すように該チューブサポートは２群のプレート
（６）、（７）から成り、その一方の群のプレート
（６）はチューブバンドル（２）の低温側、即ち導入側
のヘッダー（1a）からチューブバンドルの折り返し部
（2a）までのチューブバンドルの区域に設置され、且つ
他方の群のプレート（７）は高温側、即ち折り返し部
（2a）から導出側のヘッダー（1b）までのチューブバン
ドル（２）の区域に設置される。なお、第１図及び第２
図から明らかなように、チューブバンドル（２）の各チ
ューブは排ガスの流れにほぼ垂直になるように配置さ
れ、且つ各プレート（６）、（７）は排ガスの流れに概
略平行になるように設けられる。好ましくは、第２図に
見られるように、各群のプレート（６）と（７）の数は
同数であり且つ一方の群の各プレート（６）は他の群の
対応のプレート（７）に並置される。なお、各プレート
（６）、（７）は止め輪など、適当なストッパーによっ
てチューブ（２）に固定される。

従って、チューブサポートを構成する各プレート
（６）、（７）は従来のように高温側と低温側に共通に
用いられるチューブサポート（３）に比し、その半分以
下の大きさであることは明らかである。しかし、各プレ
ート（６）、（７）は従来のチューブサポート（３）よ
りかなり大きな板厚を有し、各プレートの板厚は好まし
くは従来のものより２倍以上になっている。

なお、所望により、チューブバンドル（２）を保持する
一群のプレート（６）と他の群のプレート（７）とは食
い違い関係で設置されるなど、互にずれた位置に在って
もよく、さらには一群のプレート（６）の個数と他の群
のプレート（７）の個数が異なってもよい。

作動時、高温の排ガスが入口（11）からハウジング（1
0）内を通って出口（12）から流出し、同時に低温のガ
スなどの熱回収用の流体を一方のヘッダー（1a）からチ
ューブバンドル（２）の各チューブ内に流通してヘッダ
ー（1b）から流出し、排ガスとの熱交換によって該流体
を加熱することによって熱回収が行なわれる。一例では
ハウジング（10）を流通することによって900℃の排ガ
スはチューブ内を流通するガスとの熱交換により450℃
になり、且つチューブ内のガスは25℃で流入したものが
550℃の高温ガスとなって取出され、予熱用のガスなど
として好適に用いられる。多くの場合、第１図に示すよ
うに２群のチューブバンドルが設けられる場合、一方の
チューブバンドルを出た流体はさらに他方のチューブバ
ンドルに導入される。

この熱交換器ではチューブサポートとしての各プレート
は低温側と高温側で区分されているので、各プレートに
おける部分的または区域による温度差は比較的小さくな
り、熱膨張が均一化され、従って熱応力も小さく、チュ
ーブに与える影響も小さくなる。そのため各プレート
（６）、（７）の板厚を大きくすることが可能になり、
従ってチューブの保持を良好にし、枠による補強を不要
にする。

（考案の効果） 従って、本考案によれば、チューブサポートを構成する
各プレートの区域的な温度差が小さくなるためチューブ
に対する熱影響が緩和され、プレートの板厚を大きくで
きるのでチューブ全体の支え枠を不要にし、且つチュー
ブ保持用のプレートを小さくしたためチューブバンドル
の脱着を容易にし、工数を減少し、コストの節減に寄与
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による熱交換器の一例の側面図、第２図
はその要部の側面図、第３図は同要部の端面図、第４図
および第５図は従来例を示す側面図および端面図、そし
て第６図は従来のチューブバンドル保持用のチューブサ
ポートの平面図である。 図中、2:チューブバンドル、６、7:プレート、10:ハウ
ジング

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排ガスが流通するようになっているハウジ
   ングと、前記ハウジング内に折り返すように設置され内
   部に熱回収用の流体が流れるチューブバンドルを含み、
   前記チューブバンドルは前記排ガスの流れに概略平行に
   なるように設けられた適当数の平板状のチューブサポー
   トによって保持されている熱交換器において、前記チュ
   ーブサポートは２群のプレートからなり、その一群の前
   記プレートは低温側に且つ他の群の前記プレートは高温
   側にそれぞれ配置されていることを特徴とする排熱回収
   用熱交換器。
2. 【請求項２】各前記群のプレートの数は同数であり且つ
   一方の群の各プレートは他の群の対応のプレートに並置
   されていることを特徴とする請求項１記載の排熱回収用
   熱交換器。