JPS58123094A - 管板内側面における接合間隙を閉塞した移管式熱交換器、その溶加材及びその閉塞方法 - Google Patents

管板内側面における接合間隙を閉塞した移管式熱交換器、その溶加材及びその閉塞方法

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JPS58123094A
JPS58123094A JP543782A JP543782A JPS58123094A JP S58123094 A JPS58123094 A JP S58123094A JP 543782 A JP543782 A JP 543782A JP 543782 A JP543782 A JP 543782A JP S58123094 A JPS58123094 A JP S58123094A
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JP
Japan
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pipe
filler metal
hole
gap
annular
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JP543782A
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English (en)
Inventor
Minoru Honda
本田 「穣」
Katsutoshi Kano
狩野 勝利
Yoshihide Umetsu
義英 梅津
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FUKUSHIMA TEKKOSHO KK
Original Assignee
FUKUSHIMA TEKKOSHO KK
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 設置される多管式熱交換器の管板内側面におけるパイプ
と透孔との接合間隙を閉塞した多管式熱交換器、及び、
その閉塞に適した溶加材.苦びに,その接合間隙を閉塞
する方法しこ関するものである。
尚.本明細書中、管板内側面とは管板の胴側管板の面を
意味するものとする。
従来,発酵槽内に設置されて各種の発酵を司る多管式,
熱交換器にあっては,発酵槽内の耐圧の点にのみ重点が
おかれていた結果,管板とパイプ接合個所に対してはエ
キスパンダー処理及び管側管板の面をシール溶接等の処
理で充分足りていたのである。
しかしながら、最近の研究の結果,多管式熱交換器にお
いて,次の欠陥が明らかとなったのである。即ち、例え
ば、円板状の管板の直径が832m+のものに120本
のパイプを挿通させる場合,パイプのピッチが45胴、
パイプ相互間の間隙は20wn程度の狭い間隙とならざ
るを得す、このため、管板内側面の透孔とパイプとの僅
少の接合間隙を塞ぐ方法がないままの状態であり,発酵
槽内の発酵液が管板内側の上記接合閘隙内に残留せざる
を得なかった。特に、管板内側面のパイプ挿通個所には
,第1図に示すように接合間隙Sがあるため、発酵液は
この少許の間隙に侵入してしまい,洗浄作業,蒸気殺菌
等による清浄作業にも拘らず前記隙間に残った残留液は
完全に除去できないという欠点があった。
しかも、発酵作業という各種の発酵菌を取扱うものにあ
っては,たとえ僅少の雑菌であっても,次の発酵物その
ものの質的内容と発酵時間に対し重大な悪影響を及ぼす
ものである以上、完全に残留雑菌を除去する手間をかけ
るか,或は、構造的に雑菌の残溜を全く生じない多管式
熱交換器である必要性があった。
更に、前記管板とパイプとの接合間隙に雑菌や微小な異
物が入ると、これらがパイプの隙間腐蝕の大きな原因と
もなっており,これらの各種欠陥の除去が急務とされて
いたのである。
本発明は、前記諸欠点を除去せんために為されたもので
あって、管板内側面における管板とパイプとの接合間隙
を閉塞した多管式熱交換器と,この閉塞に最適の略環状
の溶加材と、接合間隙の各種の閉塞方法によって,発酵
槽内等の使用に充分耐え得ると共に,残留雑菌による発
酵物への悪影響を及ぼさない。
しかも、パイプの隙間腐蝕を防止できると共に、溶接に
よる残留応力を軽減できる多管式熱交換器等を提供せん
ことを目的とするものである。
即ち,本発明は,所要個数の透孔を穿設した管板の透孔
と該透孔に挿入したパイプとの管板内側面における接合
間隙を,溶加材にて、又は溶加材なしに閉塞させた多管
式熱交換器と、その閉塞に適する環状溶加材と、その閉
塞方法である。
以下、本発明を,実施例図に基づき詳述する。
第2図は本発明に係る管板内側面における接合間隙を閉
塞した多管式熱交換器の取付位置関係を示した配置図で
あって、(1)は発酵槽(2)は多管式熱交換器である
。多管式熱交換(2)には上下両端部に蒸気又は水を通
すための導入側パイプ(8)と排出側パイプ(4)とが
固着される。或はこれらのパイプには導入・排出が逆に
される場合もある。(5)は複数本の伝熱パイプである
更に、発酵槽(1)内には、撹拌棒α6)が回転自在に
取付けられており、その下部には所要数かつ所要形状の
攪拌羽根0η0カ・・・が軸着されている。
又、前記多管式熱交換器(2)は発酵槽(1)内に数基
設置されるものとし、攪拌時に邪魔板としても作用しつ
つ攪拌効果に寄与している。
第3図A、Bは上記パイプ(5)等の取付状態を示した
分解図である。図中、(6)は管板であって、パイプ(
5)と同材質(ステンレス)のもので構成される。実施
例のものでは管板(6)の直径は832■、厚さ25W
IIRであシ、この円板に直径25m、長さ4mのパイ
プを縦方向に15本、横方向に8本、計120本植設さ
せるものである。このため、パイプ相互間のピッチが4
5 mn sパイプの間隙は20m+と云う狭さとなる
第4図は管板(6)とパイプ(5)との接合状態を示し
た第1実施例の断面図であって、(7)は管板(6)に
穿設したパイプ用の透孔である。(8)は透孔(7)の
内側面(9)に形成した環状開先部であって、第5図の
部分拡大図に示すように環状開先部(8)内に溶加材(
2)をその全部又は一部が埋設するように嵌着させる。
しかして、上記溶加材(2)は、第6図A、B及至第8
図A、Bに示すように環状に形成され、その断面形状は
円、三角、四角等、溶加材として適宜に変更可能なもの
とする。又、溶加材は略環状であれば足り、必ずしも環
状体であることを要しない。更に、溶加材α0)の材質
は、管板(6)及びパイプ(5)と同材質のものが発酵
槽内又は反応槽内に使用される多管式熱交換器には最適
であるが、多管式熱交換器の用途に多じては、融点の低
い半田、銀ろう等のろう合金等であってもよく、更に場
合によっては接着剤等の使用も可能である。01)は透
孔(7)とパイプ(5)との接合間隙である。
溶加材00)嵌着の手段としては、前記の他、第9図に
示す第2実施例のように、環状開先部(8)を形成する
ことなく、管板(6)の内側面(9)にパイプ(5)と
同心的に嵌着させる方式でもよい。
又、溶加材α0)を融点の低いものにした場合は、予め
、管板(6)に植設した数多のパイプ(5)(5)・・
・に夫々溶加材(2)aO)・・・を嵌合させておき、
管板(6)の下面又は上面(内側面)から加熱すれば、
加熱温度によっては同時又はそれに近い状態で、管板(
6)の内側面における透孔(7)とパイプ(5)との接
合間隙(11)を溶加材α0)で閉塞させることが可能
である。
第10図は本発明の第5実施例を示したものであって1
図中、(抑は二つ側方式の溶接ヘッドであって、<18
)はその移動電極である。第3実施例においては−先ず
予め透孔内側面(9)に透孔(7)と同心的で、かつ、
固着すべきパイプ(5)の肉厚と略同−の肉厚が内側側
に残る環状凹条溝α→を形成させ、次に残存肉厚部(2
)ンを溶接機等にて溶融させて、接合間隙01)を閉塞
させる方法である。この場合、環状凹条溝04)の断面
形状は第10図のようにチャンネル状であっても、第1
2図のようにυ状であってもよい。
更に第11図に示す第4実施例の場合には、溶加材αQ
を用いて前記残存肉厚部■)を溶融させることも可能で
あり、第10図及び第11図示の場合には、いずれも第
12図に示すように、管板(6)内側面(9)に環状四
条溝(14)が残ってしまう。そこでとの凹条溝Q→に
雑菌が残留するという不都合を避けるため、溶融前に予
め第15図に示すように管板(6)の内側面(9)を前
記環状凹条溝α→の底部と略同一平面となる迄切削する
ことで、パイプ接合個所の雑菌残留、雑菌耐着の防止を
図っている。
伺、上記同一平面への切削加工は、第2図示の実施例の
ように多管式熱交換器の取付位置が上下方向に配設され
る時は下側の管板内側面についてのみ行えばよく、上側
管板の内側面の切削加工は施こさなくてもよい場合が生
じる。
これに反し、多管式熱交換器が左右方向(パイプの長手
方向〕に配設される時は、左右両方の管板内側面に前記
切削加工を予め施す必要がある。
第14図は第4図及び第5図に示す本発明の第1実施例
に基づいて溶加材酸を溶融させた後の管板(6)とパイ
プ(5)の接合断面図であって、パイプ(5)と管板内
側面(9)との接合角度は90°を示し、接合間隙01
)は完全に閉塞された状態を示しており、構造的にはこ
の状態が最も望ましい。
又、第15図は第9図に示ず第2実施例により溶融され
た後の接合状態を示したものであって、この場合には溶
加材酸が多少盛上った状態で接合間隙CI刀を完全に閉
塞させており、いわゆる隅肉溶接によって溶接された場
合と同様の断面形状を呈している。
本発明は前記のような構成であって、主として発酵槽内
又は反応槽内に用いられる多管式熱交換器を、その管板
に穿設した数多の透孔(γ)と該透孔(γ)に挿入した
パイプ(6)との管板(6)内側面(9)における接合
間隙a力を、溶加材(10)にて、又は溶加材α0)な
しに閉塞させるようにしたことで、従来、洗浄作業や蒸
気殺菌作業にも拘らずしばしば発酵槽(1)等の内部で
生じていた接合個所の空隙に詰った雑菌の繁殖による発
酵対象物の変質や製造予定時間の変動等の不都合を完全
に排除することが可能となったのである。
同時に、狭いパイプ間同志の実溶接が可能となったこと
で、管板(6)とパイプ(6)との接合間隙(11)を
完全に閉塞できるようになり、ノくイブ末端の隙間腐蝕
を未然に防止できるようになり、多管式熱交換器の耐久
年数を著しく増大させることが可能である。
父、この閉塞に用いる溶加材α0)を従来のような溶接
棒とすることなく、接合間隙(11)にぴったりと合致
した環状体又は略環状の溶加材としたことで1作業能率
の飛躍的向上と、仕上げ結果の完壁性が期待できるよう
になったのである。
しかも、その閉塞方法において、予め管板(6)の内側
面(9)に環状開先部(8)を形成し、これに略環状の
溶加材α句をセットすることで、−個ずつ溶融すること
も、同時に沢山の溶融を行うことも随時可能となり、従
来の溶融方法に比べ、作業能率を著しく向上させ得るの
である。
又、溶加材を使用しない閉塞方法においては、環状凹条
溝(1番)を形成することで、管板(6)とパイプ(5
)とを両者同質のもので接合間隙C11)を閉塞できる
結果1反応槽等、特にパイプ隙間部が腐蝕しやすい雰囲
気の場合に好都合である。
上記のように1本発明は管板の裏溶着をすることで、発
酵槽内等に使用される多管式熱交換器本来の機能をフル
に発揮することができるのであって、その産業に寄与す
る効果には大きなものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術における多管式熱交換器の管板とパイ
プの取付状態を示す部分断面図、第2図は本発明に係る
管板内側面における接合間隙を閉塞した多管式熱交換器
の取付配置図、第6図A、Bは管板とパイプの取付状態
を示す上面断面と側面断面図、第4図は同上の管板とパ
イプの取付状態を示した第1実施の部分断面図、第5図
は同上の部分拡大図、第6図A、B乃至第8図A、Bは
、夫々溶加材の斜視図と断端面図、第9図は第2実施例
の部分断面図、第10図は第3実施例の部分断面図、第
11図は第4実施例の部分断面図、第12図は同上の溶
着後の状態を示した部分断面図、第13図は管板内側面
切削後の部分断面図、第14図は第1実施例のものの溶
着後の状態を示す部分断面図、第15図は第2実施例の
ものの溶着後の状態を示す部分断面図である。 (1)・・発酵槽、(2)・・・多管式熱交換器、(3
)・・・導入側パイプ、(4)・・・排出側パイプ、(
δ)・・・伝熱パイプ、(6)・・・管板、(γ)・・
・透孔、(8)・・・環状開先部、(9)・・・内側部
、叫・・・溶加材。 01)・・・接合間隙、(増・・・溶接ヘッド、θB)
・・・移動電極、04)・・・環状凹条溝、(ロ))・
・・残存肉厚部、α6)・・・攪拌棒、aη・・・攪拌
羽根。 特許出願人  株式会社福嶋鉄工所 第6図A 第6図B OL/−10 第7図へ 第7図B 71、/l。 第8図A 第8図B M”

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所要個数の透孔を穿設した管板の透孔と該透孔に
    挿入したパイプとの管板内側面における接合間隙を、溶
    加材にて又は溶加材なしに閉塞させたことを特徴とする
    多管式熱交換器。
  2. (2)所要個数の透孔を穿設した管板の透孔と該透孔に
    挿入したパイプとの管板内側面における接合間隙を閉塞
    させるために使用することを特徴とする環状溶加材。
  3. (3)上記溶加材の断面形状が略円形又は略三角形又は
    略四角形である特許請求の範囲第2項記載の環状溶加材
  4. (4)所要個数の透孔を穿設した管板の透孔と該透孔に
    挿入したパイプとの管板内側面における接合間隙を、溶
    加材にて閉塞させるために、透孔内側面に予め環状開先
    部を形成し。 次いで環状開先部に、パイプ挿通の前又は後を通じて、
    略環状の溶加材をその全部又は一部が前記環状開先部内
    に埋設可能なように嵌着セットした後、管板をその上面
    又は下面から加熱して溶加材を溶融させ、管板内側面に
    おけるパイプと透孔との接合間隙を閉塞するようにした
    ことを特徴とする多管式熱交換器の間隙閉塞方法。
  5. (5)所要個数の透孔を穿設した管板の透孔と該透孔に
    挿入したパイプとの管板内側面における接合間隙を、溶
    加材なしに閉塞させるために、先ず透孔内側面に透孔と
    同心的でかつ固着すべきパイプの肉厚と略同−肉厚を内
    gA11周に残した環状凹条溝を形成し1次に残存肉厚
    部以外の管板内側面を前記環状凹条溝の底部と略同一平
    面となるように切削し、又は切□削しないままの状態で
    、更に前記残存肉厚部を溶接機等にて溶融させて接合間
    隙を閉塞させるようにしたことを特徴とする多管式熱交
    換器の間隙閉塞方法。
  6. (6)所要個数の透孔を穿設した管板の透孔と該透孔に
    挿入したパイプとの管板内側面における接合間隙を、溶
    加材にて閉塞させるために、先ず透孔内側面に透孔と同
    心的でかつ、固着すべきパイプの肉厚と略同−肉厚を内
    側層に残した環状凹条溝を形成し1次に残存肉厚部上外
    の管板内側面を前記環状凹条溝の底部と略同一平面とな
    るように切削し、又は切削しないままの状態で、更に前
    記残存肉厚部上に環状溶加材をパイプ挿通の前又は後を
    通じて嵌着セットした後、環状溶加材を溶融させて接合
    間隙を閉塞させるようにしたことを特徴とする多管式熱
    交換器の間隙閉塞方法。
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