JPH09133492A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH09133492A JPH09133492A JP30998395A JP30998395A JPH09133492A JP H09133492 A JPH09133492 A JP H09133492A JP 30998395 A JP30998395 A JP 30998395A JP 30998395 A JP30998395 A JP 30998395A JP H09133492 A JPH09133492 A JP H09133492A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
- F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接部に隙間を作ることなく、しかも開先ル
ートを小さくして伝熱管のピッチを小さくし、コンパク
トな熱交換器を提供する。 【解決手段】 対向する管板４，５間に架設された伝熱
管３を囲む缶胴２を備え、伝熱管３を通して熱交換を行
なう熱交換器において、管板４，５の伝熱管取付穴１６
の縁部には管板４，５の内外面に開先部１５ａ，１５ｂ
が形成され、伝熱管３は伝熱管取付穴１６に端部を挿通
させて管板４，５の外部にのみ溶接１４を施すことによ
り固定されている。
ートを小さくして伝熱管のピッチを小さくし、コンパク
トな熱交換器を提供する。 【解決手段】 対向する管板４，５間に架設された伝熱
管３を囲む缶胴２を備え、伝熱管３を通して熱交換を行
なう熱交換器において、管板４，５の伝熱管取付穴１６
の縁部には管板４，５の内外面に開先部１５ａ，１５ｂ
が形成され、伝熱管３は伝熱管取付穴１６に端部を挿通
させて管板４，５の外部にのみ溶接１４を施すことによ
り固定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、腐食性流体を媒体
とする熱交換器に関し、特にボイラまたは直火式吸収冷
凍機、直火式吸収冷温水機等の再生器のような熱交換器
に関する。
とする熱交換器に関し、特にボイラまたは直火式吸収冷
凍機、直火式吸収冷温水機等の再生器のような熱交換器
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、吸収式冷凍機の吸収液の加熱に
用いる炉筒煙管式の高温再生器を示すもので、１は内部
に円筒状の燃焼室２を構成する炉筒、２は炉筒１の外側
を取り囲む外被を形成する缶胴であり、これらは一体に
形成された前後の管板４，５とともに内部に被加熱液体
１１を収容する二重構造の炉体を構成している。炉筒１
および伝熱管３は管板４，５に保持されており、缶胴２
がこれらを囲んでいる。
用いる炉筒煙管式の高温再生器を示すもので、１は内部
に円筒状の燃焼室２を構成する炉筒、２は炉筒１の外側
を取り囲む外被を形成する缶胴であり、これらは一体に
形成された前後の管板４，５とともに内部に被加熱液体
１１を収容する二重構造の炉体を構成している。炉筒１
および伝熱管３は管板４，５に保持されており、缶胴２
がこれらを囲んでいる。
【０００３】このような高温再生器においては、燃焼機
器（バーナ）１０による燃焼炎により、炉筒１より被加
熱液体１１に輻射熱を与え、後部煙室６で反転した燃焼
ガス９は伝熱管３にて対流伝熱を伴いながら被加熱液体
１１との熱交換を行い、前部煙室７を通って煙道８より
燃焼排ガスが外部に放出される。被加熱液体１１は液流
入口１２より再生器に流入し、液流出口１３より流出す
る。
器（バーナ）１０による燃焼炎により、炉筒１より被加
熱液体１１に輻射熱を与え、後部煙室６で反転した燃焼
ガス９は伝熱管３にて対流伝熱を伴いながら被加熱液体
１１との熱交換を行い、前部煙室７を通って煙道８より
燃焼排ガスが外部に放出される。被加熱液体１１は液流
入口１２より再生器に流入し、液流出口１３より流出す
る。
【０００４】図４（ａ）は、伝熱管３と管板４，５との
取付部の構造を示すもので、管板４，５の外側よりシー
ル溶接１４で外界に対し、密閉されている。ところで、
吸収冷凍機で一般に使用されているＬｉ塩溶液のような
熱媒体は腐食性流体であり、上記の構成では、伝熱管３
と管板４，５の隙間Ｓに液が滞留して隙間腐食を起こす
恐れがある。隙間をなくするためにシール溶接に加え
て、拡管を施工するケースも知られているが、隙間を完
全になくすことは困難である。
取付部の構造を示すもので、管板４，５の外側よりシー
ル溶接１４で外界に対し、密閉されている。ところで、
吸収冷凍機で一般に使用されているＬｉ塩溶液のような
熱媒体は腐食性流体であり、上記の構成では、伝熱管３
と管板４，５の隙間Ｓに液が滞留して隙間腐食を起こす
恐れがある。隙間をなくするためにシール溶接に加え
て、拡管を施工するケースも知られているが、隙間を完
全になくすことは困難である。
【０００５】そこで、この隙間対策として、図４（ｂ）
又は（ｃ）に示すように、 （ｂ）管外側に管板厚にわたる開先１５をとり、シール
溶接で隙間を埋める。 （ｃ）管内側に管板厚にわたる開先１５をとり、隙間を
無くして液の滞留をなくす。 などの工夫がなされている。
又は（ｃ）に示すように、 （ｂ）管外側に管板厚にわたる開先１５をとり、シール
溶接で隙間を埋める。 （ｃ）管内側に管板厚にわたる開先１５をとり、隙間を
無くして液の滞留をなくす。 などの工夫がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の技術においては、開先１５を管板４，５の
全厚に渡って形成するため、開先のルートｈが大きくな
ってしまう。従って、複数の伝熱管を有する熱交換器の
場合は、図４（ｄ）に示すように、管同士の開先の干渉
を避けるために管ピッチｄを大きく取らねばならず、全
体寸法、重量、保有液量が増加してしまう欠点があっ
た。この発明は、上記のような課題に鑑みてなされたも
ので、溶接部に隙間を作ることなく、しかも開先ルート
を小さくして伝熱管のピッチを小さくし、コンパクトな
熱交換器を提供することを目的とする。
ような従来の技術においては、開先１５を管板４，５の
全厚に渡って形成するため、開先のルートｈが大きくな
ってしまう。従って、複数の伝熱管を有する熱交換器の
場合は、図４（ｄ）に示すように、管同士の開先の干渉
を避けるために管ピッチｄを大きく取らねばならず、全
体寸法、重量、保有液量が増加してしまう欠点があっ
た。この発明は、上記のような課題に鑑みてなされたも
ので、溶接部に隙間を作ることなく、しかも開先ルート
を小さくして伝熱管のピッチを小さくし、コンパクトな
熱交換器を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、対向する管板間に架設された伝熱管を囲む缶胴を備
え、上記伝熱管を通して熱交換を行なう熱交換器におい
て、上記管板の伝熱管取付穴の縁部には管板の内外面に
開先部が形成され、上記伝熱管は上記伝熱管取付穴に端
部を挿通させて管板の外部にのみ溶接を施すことにより
固定されていることを特徴とする熱交換器である。これ
により、開先自体が小さくなるので、開先部のルートも
小さくなり、また、内側に開先を取っているので溶接部
の隙間も小さくするあるいは無くすことができる。
は、対向する管板間に架設された伝熱管を囲む缶胴を備
え、上記伝熱管を通して熱交換を行なう熱交換器におい
て、上記管板の伝熱管取付穴の縁部には管板の内外面に
開先部が形成され、上記伝熱管は上記伝熱管取付穴に端
部を挿通させて管板の外部にのみ溶接を施すことにより
固定されていることを特徴とする熱交換器である。これ
により、開先自体が小さくなるので、開先部のルートも
小さくなり、また、内側に開先を取っているので溶接部
の隙間も小さくするあるいは無くすことができる。
【０００８】請求項２に記載の発明は、上記管板の上記
内外の開先部の間に伝熱管への突き合わせ面が形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器であ
る。これにより、寸法精度を維持する加工が容易とな
り、また溶接自体の作業性も良い。突き合わせ面は、溶
接において溶け込みが可能であるような程度の、例えば
１〜３ｍｍの幅とし、隙間に溶接金属を溶け込ませるこ
とにより隙間の生成を防止する。
内外の開先部の間に伝熱管への突き合わせ面が形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器であ
る。これにより、寸法精度を維持する加工が容易とな
り、また溶接自体の作業性も良い。突き合わせ面は、溶
接において溶け込みが可能であるような程度の、例えば
１〜３ｍｍの幅とし、隙間に溶接金属を溶け込ませるこ
とにより隙間の生成を防止する。
【０００９】請求項３に記載の発明は、上記開先部の少
なくとも一方の断面が円弧状であることを特徴とする請
求項１又は２に記載の熱交換器である。これによって溶
接金属量を確保しつつさらに開先ルートを小さく抑える
ことができ、及び／又は隙間の発生を抑えることができ
る。請求項４に記載の発明は、上記開先部の少なくとも
一方の断面が折れ線状であり、この折れ線と伝熱管表面
がなす角が伝熱管に近い直線ほど大きくなっていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器である。
これによって、加工をより簡単としながら請求項３と同
様の作用を得ることができる。
なくとも一方の断面が円弧状であることを特徴とする請
求項１又は２に記載の熱交換器である。これによって溶
接金属量を確保しつつさらに開先ルートを小さく抑える
ことができ、及び／又は隙間の発生を抑えることができ
る。請求項４に記載の発明は、上記開先部の少なくとも
一方の断面が折れ線状であり、この折れ線と伝熱管表面
がなす角が伝熱管に近い直線ほど大きくなっていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器である。
これによって、加工をより簡単としながら請求項３と同
様の作用を得ることができる。
【００１０】請求項５に記載の発明は、前記熱交換器
は、ボイラまたは直火式吸収冷凍機、直火式吸収冷温水
機の再生器であることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれかに記載の熱交換器である。請求項６に記載の発
明は、対向する管板間に架設された伝熱管を囲む缶胴を
備えた熱交換器の製造方法において、上記管板の伝熱管
取付穴の縁部に管板の内外面に開先部を形成し、上記伝
熱管を上記伝熱管取付穴に端部を挿通させて管板の外部
にのみ溶接を施すことにより固定することを特徴とする
熱交換器の製造方法である。
は、ボイラまたは直火式吸収冷凍機、直火式吸収冷温水
機の再生器であることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれかに記載の熱交換器である。請求項６に記載の発
明は、対向する管板間に架設された伝熱管を囲む缶胴を
備えた熱交換器の製造方法において、上記管板の伝熱管
取付穴の縁部に管板の内外面に開先部を形成し、上記伝
熱管を上記伝熱管取付穴に端部を挿通させて管板の外部
にのみ溶接を施すことにより固定することを特徴とする
熱交換器の製造方法である。
【００１１】
【実施例】以下、図２を参照してこの発明の実施例を説
明する。図２（ａ）はこの発明の第１実施例を示すもの
で、管板４，５に設けられた伝熱管取付穴１６の縁部
に、内外両面から開先１５ａ，１５ｂが形成され、管板
４，５の外部の開先１５ｂと伝熱管３の間にのみシール
溶接が施されて伝熱管３が固定されている。この実施例
の開先形状は左右対称なＶ字状であり、内端が尖ってい
て突き合わせ面は形成されていない。開先面と伝熱管面
のなす角度θは、管板４，５の板厚や伝熱管３の外径、
溶接条件等を考慮して適宜に設定される。
明する。図２（ａ）はこの発明の第１実施例を示すもの
で、管板４，５に設けられた伝熱管取付穴１６の縁部
に、内外両面から開先１５ａ，１５ｂが形成され、管板
４，５の外部の開先１５ｂと伝熱管３の間にのみシール
溶接が施されて伝熱管３が固定されている。この実施例
の開先形状は左右対称なＶ字状であり、内端が尖ってい
て突き合わせ面は形成されていない。開先面と伝熱管面
のなす角度θは、管板４，５の板厚や伝熱管３の外径、
溶接条件等を考慮して適宜に設定される。
【００１２】このような伝熱管の固定方法を図３を参照
して説明する。伝熱管取付穴１６を形成した管板４，５
の表裏面に、エンドミルなどの適当な工具１７により穴
の縁の表裏に開先１５ａ，１５ｂを形成する（同図
（ａ））。次に、伝熱管３を取付穴１６に挿通し（同図
（ｂ））、位置決めした後に、適当な溶接方法により管
板４，５の外部にシール溶接１４を全周に渡って形成し
（同図（ｃ））、固定する（同図（ｄ））。
して説明する。伝熱管取付穴１６を形成した管板４，５
の表裏面に、エンドミルなどの適当な工具１７により穴
の縁の表裏に開先１５ａ，１５ｂを形成する（同図
（ａ））。次に、伝熱管３を取付穴１６に挿通し（同図
（ｂ））、位置決めした後に、適当な溶接方法により管
板４，５の外部にシール溶接１４を全周に渡って形成し
（同図（ｃ））、固定する（同図（ｄ））。
【００１３】このような構成の伝熱管においては、開先
部１５ａ，１５ｂと伝熱管３の外面の間に突き合わせ面
が無いので、溶接部に隙間ができず、従って、隙間から
腐食することもない。しかも開先自体は板厚の半分に形
成されているので、開先ルートは図３（ｄ）に示す開先
を全厚に渡って形成した場合のほぼ半分となる。これに
より、伝熱管のピッチを小さくし、コンパクトな熱交換
器を提供することができる。
部１５ａ，１５ｂと伝熱管３の外面の間に突き合わせ面
が無いので、溶接部に隙間ができず、従って、隙間から
腐食することもない。しかも開先自体は板厚の半分に形
成されているので、開先ルートは図３（ｄ）に示す開先
を全厚に渡って形成した場合のほぼ半分となる。これに
より、伝熱管のピッチを小さくし、コンパクトな熱交換
器を提供することができる。
【００１４】図２（ｂ）は他の実施例であり、内外から
取られた開先の間に幅ｗが１〜３ｍｍ程度の突き合わせ
面１８を残すようにしたものである。これによって開先
ルートがさらに小さくなる。また、図２（ａ）のように
Ｖ字状の開先とすると、穴径を維持するために高い加工
精度が要求されるが、突き合わせ面１８を残すと加工が
容易となり、また溶接自体の作業性も良いからである。
この場合、突き合わせ面１８が隙間を作ることになる
が、シール溶接によりこの隙間に溶接金属を溶け込ませ
ることにより、隙間の生成を防止することができる。ま
た、溶け込みが可能であるような幅とする。
取られた開先の間に幅ｗが１〜３ｍｍ程度の突き合わせ
面１８を残すようにしたものである。これによって開先
ルートがさらに小さくなる。また、図２（ａ）のように
Ｖ字状の開先とすると、穴径を維持するために高い加工
精度が要求されるが、突き合わせ面１８を残すと加工が
容易となり、また溶接自体の作業性も良いからである。
この場合、突き合わせ面１８が隙間を作ることになる
が、シール溶接によりこの隙間に溶接金属を溶け込ませ
ることにより、隙間の生成を防止することができる。ま
た、溶け込みが可能であるような幅とする。
【００１５】図２（ｃ）は開先部１５ａ，１５ｂの断面
を円弧状としたもので、これによって溶接金属量を確保
しつつさらに開先ルートを小さく抑えることができる。
また、内側接液部にあっては先端部が大きく開放されて
いるために、隙間腐食が起きにくい。この例は断面全部
を円弧としたが、適宜の曲線としても、これらのあるい
はこれらと直線との組み合わせとしてもよい。
を円弧状としたもので、これによって溶接金属量を確保
しつつさらに開先ルートを小さく抑えることができる。
また、内側接液部にあっては先端部が大きく開放されて
いるために、隙間腐食が起きにくい。この例は断面全部
を円弧としたが、適宜の曲線としても、これらのあるい
はこれらと直線との組み合わせとしてもよい。
【００１６】図２（ｄ）は開先部の断面が折れ線となる
ように構成したもので、穴の内側の線が伝熱管外面とな
す角βを外側の線がなす角αより大きくすることによ
り、（ｃ）の実施例と同等の作用効果を奏することがで
きる。それぞれの角度の値や、２つの線の交点の位置な
どは適宜に設定することができる。
ように構成したもので、穴の内側の線が伝熱管外面とな
す角βを外側の線がなす角αより大きくすることによ
り、（ｃ）の実施例と同等の作用効果を奏することがで
きる。それぞれの角度の値や、２つの線の交点の位置な
どは適宜に設定することができる。
【００１７】上記の実施例は、いずれも開先部の内外の
形状・寸法を同じとしたが、異なるようにしてもよい。
例えば、図２（ａ）において開先１５ａ，１５ｂの先端
の位置を板厚中心よりも外側にすればさらにルートｈを
小さくできる。従って、板厚が大きく、このようにして
も溶接強度やシール性を確保できる場合は、この方法を
採用することができる。勿論必要な場合は中心を内側に
移動してもよい。また、それぞれの実施例において内外
の直線の角度や曲線の曲率を変えても良く、図２（ｂ）
ないし（ｄ）を適当に組み合わせても良い。以上、主に
直火式吸収冷凍機の再生器を例にとって述べてきたが、
ボイラ又はシェル＆チューブ型の熱交換器でもよい。
形状・寸法を同じとしたが、異なるようにしてもよい。
例えば、図２（ａ）において開先１５ａ，１５ｂの先端
の位置を板厚中心よりも外側にすればさらにルートｈを
小さくできる。従って、板厚が大きく、このようにして
も溶接強度やシール性を確保できる場合は、この方法を
採用することができる。勿論必要な場合は中心を内側に
移動してもよい。また、それぞれの実施例において内外
の直線の角度や曲線の曲率を変えても良く、図２（ｂ）
ないし（ｄ）を適当に組み合わせても良い。以上、主に
直火式吸収冷凍機の再生器を例にとって述べてきたが、
ボイラ又はシェル＆チューブ型の熱交換器でもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、溶接部に隙間を作ることなく、しかも開先ルートを
小さくして伝熱管のピッチを小さくし、コンパクトな熱
交換器を提供することができる。
ば、溶接部に隙間を作ることなく、しかも開先ルートを
小さくして伝熱管のピッチを小さくし、コンパクトな熱
交換器を提供することができる。
【図１】熱交換機の全体を示す概略断面図である。
【図２】この発明のいくつかの実施例の高温再生器の要
部を示す断面図である。
部を示す断面図である。
【図３】この発明の一実施例を製造する際の溶接工程を
示す図である。
示す図である。
【図４】従来の実施例の要部を示す断面図である。
２ 缶胴 ３ 伝熱管 ４，５ 管板 １４ 溶接 １５ａ，１５ｂ 開先部 １６ 取付穴 １８ 突き合わせ面
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 晃好 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内
Claims (6)
- 【請求項１】 対向する管板間に架設された伝熱管を囲
む缶胴を備え、上記伝熱管を通して熱交換を行なう熱交
換器において、 上記管板の伝熱管取付穴の縁部には管板の内外面に開先
部が形成され、上記伝熱管は上記伝熱管取付穴に端部を
挿通させて管板の外部にのみ溶接を施すことにより固定
されていることを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 上記管板の上記内外の開先部の間に伝熱
管への突き合わせ面が形成されていることを特徴とする
請求項１に記載の熱交換器。 - 【請求項３】 上記開先部の少なくとも一方の断面が円
弧状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱
交換器。 - 【請求項４】 上記開先部の少なくとも一方の断面が折
れ線状であり、この折れ線と伝熱管表面がなす角が伝熱
管に近い直線ほど大きくなっていることを特徴とする請
求項１又は２に記載の熱交換器。 - 【請求項５】 前記熱交換器は、ボイラまたは直火式吸
収冷凍機、直火式吸収冷温水機の再生器であることを特
徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換
器。 - 【請求項６】 対向する管板間に架設された伝熱管を囲
む缶胴を備えた熱交換器の製造方法において、 上記管板の伝熱管取付穴の縁部に管板の内外面に開先部
を形成し、上記伝熱管を上記伝熱管取付穴に端部を挿通
させて管板の外部にのみ溶接を施すことにより固定する
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30998395A JPH09133492A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30998395A JPH09133492A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133492A true JPH09133492A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17999730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30998395A Pending JPH09133492A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09133492A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000043662A1 (en) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Hino Motors, Ltd. | Egr cooler |
| JP2003240482A (ja) * | 2002-02-14 | 2003-08-27 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 多管式熱交換器、これを具備した蒸留装置、および熱交換方法 |
| EP1906130A3 (de) * | 2006-07-06 | 2008-04-09 | Behr GmbH & Co. KG | Wärmetauscher zur Abgaskühlung, Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers |
| JP2011226722A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Toyota Motor Corp | Ｅｇｒクーラー |
| JP2014109396A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Noritz Corp | 熱交換器およびその製造方法 |
| JP2014109397A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Noritz Corp | 熱交換器 |
| CN106168453A (zh) * | 2015-05-22 | 2016-11-30 | 三菱重工环境·化学工程株式会社 | 热交换器 |
-
1995
- 1995-11-02 JP JP30998395A patent/JPH09133492A/ja active Pending
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