JPS602471Y2 - 縦型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、伝熱管が縦方向に走る縦型熱交換器の改良
に関する。

接触式硫酸製造において、二酸化イオウガスは触媒の存
在の下で三酸化イオウガスに転化されるが、その転化に
際しては二酸化イオウガスを転化必要温度まで昇温させ
ることが必要である。

ここで問題とする縦型熱交換器は、そのような場合に用
いられている。

ところで、その縦型熱交換器にあっては、縦方向に走る
伝熱管をその下部において管板によって支持している。

この場合、その管板（下部管板）には伝熱管の重量のみ
ならず、下部管板より上部のシェル（外板）重量、さら
には熱交換器内部の内圧もかかるので、下部管板につい
ては、それらに耐えうるだけの強度をもたせることが必
要である。

従来、下部管板の強度を維持する方法としては、それ自
体の厚さを厚くする方法がとられている。

しかし、そうした場合、下部管板の厚さはきわめて厚く
（たとえば、９７１ｆｔ１ｆｔ程度）なり、それ自゛体
が高温にさらされると、下部管板が変形したり割れたり
することもある。

すると、伝熱管がちぎれたり、シェルが変形するなどの
問題を生じ、ひいてはガス洩れや高温側ガスと低温側ガ
スとの混合などの問題も生じることにもなる。

これは又、；公害問題や他の機器の損傷につながること
でもある。

特に、こうした問題は、熱交換器を断続運転したときに
、急熱、急冷をくり返すことから起こりやすい。

また、下部管板を厚くすれば、それを支えるシェルをも
丈夫なものにしなければならな°いという問題もある。

この考案は、以上の点を考慮してなされたもので、下部
管板の厚さを薄くでき、結果的に、安全性および信頼性
の高い縦型熱交換器を提供することを目的とする。

この考案においては、上記の目的を達成するために、下
部管板の下方に支柱を設け、この支柱によって下部管板
を支持するようにしている。

ところで、支柱は高温側の熱風の通路内に位置するため
、その熱風に直接さらされ、しかも、支柱とシェルとの
温度および材質が異なることから、支柱とシェルとの間
に熱による伸びの差が生じることになる。

したがって、支柱に完全に固定した場合には、熱膨張に
より支柱が下部管板を突き上げ、支柱に大きな圧縮応力
が生じることになる。

そこで、この考案においては、支柱を、互いの間にギャ
ップが形成された上側部分および下側部分と、これら上
側部分と下側部分との互いに対向する端部のいずれか一
方の外周にそれぞれの一端部が固定され、それぞれの他
端部が互いに協働して他方の端部外周を挟持する断面く
字状の複数の支え片とから構成している。

以下、添付図面を参照しながら、この考案の内容につい
て詳細に説明する。

この考案の縦型熱交換器においても、第１図に示すよう
に、縦方向に走る多数の伝熱管１は上部管板２と下部管
板３とによって支持されており、それら両管板２，３自
体はシェル４に固定されている。

そして、高温側の熱風は矢印Ｈ１のように下部管板３の
下方から導入され、縦方向に走る伝熱管１の中を通り、
上部管板２の上方部分から矢印Ｈ２のように大気中へと
放出される。

一方、昇温させるべき二酸化イオウガスは、シェル４の
一側の部分から矢印Ｌ１のように導入され、伝熱管１の
部分で昇温され、その昇温されたガスがシェル４の他側
の部分から矢印Ｌ２のように転化器へと供給される。

以上の点は従来のものと同様である。

このような縦型熱交換器にあって、この考案では下部管
板３の下方に、それを支えるための支柱５を設けた点に
特徴がある。

支柱５としてここではステンレス鋼製のパイプを用いて
いるが、下部管板３はそのパイプ状の支。

柱５を複数本用いて支える構造である。

この支持構造については第２図が明らかにしているが、
各支柱５は伝熱管１群の下方にほぼ等間隔をもって配置
されており、また、下部管板３に対する取り付は強度を
増す意味で、何本かを別の支持板６に：よって互いに連
結している。

また、第３図に示すように、支柱５は上下に部分され、
上側部分５ａと下側部分５ｂとの間にギャップ７が設け
られている。

この場合、そのギャップ７の部分には、パイプ状の支柱
５（上側部分づ５ａと下側部分５ｂとからなる。

）の外周両側に断面く字形状の支え片８ａ、８ｂがそれ
ぞれ設けられている。

これらの支え片８ａ、８ｂは下半分が支柱部分５ｂに溶
接されているのに対し、上半分は何ら溶接されておらず
、上側部分５ａの外周をその両側から挟持するようにな
っている。

したがって、たとえ熱風にさらされ、熱膨張による伸び
が生じたとしても、その伸びはギャップ７によって吸収
されるため、各支柱５には前述したような圧縮応力が生
じることはない。

また、支え片８ａ、８ｂは断面く字状をなしているから
、曲げ強度が高＜、シたがって支柱５に多大な荷重が加
わっても、支柱５がギャップ７部分から曲がったり、上
側部分５ａと下側部分５ｂとがずれたりするのを防止す
ることができる。

以上のように、この考案にあっては、伝熱管を支持する
下側の管板の下方に、その管板を支えるための支柱を設
けているため、管板目体の厚さをそれほど厚くすること
なく（たとえば、従来９７ｍ厚であったものが３５順厚
程度になる。

）、伝熱管などからの荷ｌを支えるのに充分であり、ま
た、管板が薄くなることから、熱応力の影響が小さくな
り、安全性および信頼性の面でもより高いものとなるな
どの優れた効果を奏する。

また、支柱を、互いの間にギャップが形成された上側部
分および下側部分と、これら両立部分の一方に固定され
、他方に挟持する断面く字状の複数の支え片とから構成
しているから、熱膨張による伸びを吸収して支柱に過大
な圧縮応力が生じるのを防止することができ、しかも支
え片の断面形状が曲げ強度の高いく字状になしているか
ら、支柱をギャップ部分から曲がったり、上側部分と下
側部分とがずれたりするのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す全体図、第２図は第
１図の■−■線に沿った断面図、第３図は第１図のＡ部
分の詳細を示す図で、ａが側断面図、ｂが正面からの半
断面図である。 １・・・・・・伝熱管、２・・・・・・上部管板、３・
・・・・・下部管板、５・・・・・・支柱、５ａ、５ｂ
・・・・・・支柱部分、７・・・・・・ギャップ、８
ａ、 ８ ｂ・・・・・・支え片。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 伝熱管が縦方向に走る縦型熱交換器において、前記伝熱
   管を支持する下側の管板を支えるための支柱を設けてお
   り、この支柱を、互いの間にギャップが猛威された上側
   部分および下側部分と、これら上側部分と下側部分との
   互いに対向する端部のいずれか一方の外周にそれぞれの
   一端部が固定され、それぞれの他端部が互いに協働して
   他方の端部を挟持する断面く字状の複数の支え片とから
   構成したことを特徴とする縦型熱交換器。