JPS6347786B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、化学工業、製薬工業、食品工業等が
要求する耐蝕性熱交換器を熱交換機能の高い多管
式として構成することを可能とするため、管内
面、管板外面にわたり連続グラスライニングを被
覆した多管式熱交換器の製造方法に関する。

（従来の技術） グラスライニング製多管式熱交換器を製造する
ため、管、管板の溶接結合後に管板外面、管内面
にわたる連続グラスライニングを通常の施釉焼成
方法によつて施工すると、管内グラスライニング
被覆にピンホール等の被覆欠陥が発生することを
免れず、検査方法が不確実で、適当な補修方法が
ないため、耐蝕性の信頼できない製品となる。

ピンホールのないガラス内張管は金属管内にガ
ラス管を挿入し加熱軟化膨張させて内張りすする
ことによつて得られるので、従来、このガラス管
内張管を管板に溶接結合したのち、管板外面、管
端内面にわたるグラスライニングの施釉焼成を行
つて管内内張りガラスと連続させてグラスライニ
ング製多管式熱交換器を製造することが提案され
ている。この場合、施釉焼成により管、管板溶接
結合体に生ずる熱変形を最小限に留めるため、管
板および溶接部近傍を局部的に加熱する方法をと
る。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来技術の後者の製造方法においては、管
板、管端の反覆施釉焼成時に、ガラス管内張り管
の端末部分はガラス管内張り時の温度以上の高温
に繰返し加熱される。この管端部分にはガラス面
にふくれ、亀裂、ピンホール等の欠陥が時々発生
する。この欠陥の発生は頻度が少くても製品の信
頼性が失われるという点では変りはない。この欠
陥は、金属管にガラス管を内張りする際、金属管
部と内張りガラス管との境界にガスが残存してお
り、その後の施釉焼成の際の高温加熱によりこの
ガスが高温加熱により昇圧、体積膨張を起し高温
加熱により軟化しているガラス管内張りを押上げ
るために発生すると考えられる。この対策として
は、金属管、内張りガラス管の境界の残存ガスの
減少を図ることが考えられ、そのためガラス管を
内張りする際に管の端末部と中央部との加熱温度
を変えるとか、あるいはガラス管内張り前に予め
金属管内面の全部または管端領域に下引きガラス
を施釉焼成して置くとかの対策があるが、実施の
結果これら対策だけでは確実に欠陥発生を防止す
ることはできなかつた。

ガラス管内張り部にふくれが発生する時期は管
板を施釉焼成する初期の段階に多いが、時には数
回の焼成後に発生することもある。ふくれの発生
が発見されれば欠陥管を抜取り新管と差換えて当
初からの工程を実施するので工数がかかりコスト
アツプになり品質上好ましくない。

本発明は従来技術の上記問題に解決を与え、完
全に欠陥のないグラスライニング製多管式熱交換
器の製造を可能とする方法を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段、作用、実施例） 管板に溶接結合する多数の熱交換管としてガラ
ス管内張り金属管を用い、その溶接後に管板から
管端内面にわたるグラスライニングを施釉焼成す
る場合には、管のガラス内張りのふくれの発生は
管板上面より30〜50mmの範囲に集中していること
を多数管の調査の結果から究明することができ
た。そこで本発明では管板の施釉焼成時にこの範
囲の部分の温度を管理制御し、具体的にはこの部
分がガラス管を内張りする時の加熱温度以下の温
度で通過するようにする加熱を与える。その結
果、仮に金属管内面にガラス管を内張りした際に
金属管部と内張りガラス部との境界にガスが残つ
ていても、それが体積膨張して軟化したガラス内
張りを押上げるような状態とならず、従つて上記
ふくれ危険域のふくれの発生が起らないようにな
る。

これらを総合して、本発明のグラスライニング
製多管式熱交換器の製造方法は、構成としては、
多数の熱交換管が管板に溶接結合された一体金属
素地の面上に管内から管板外面にわたる連続グラ
スライニングを有するグラスライニング製多管式
熱交換器の熱交換体を製造するため、第１工程と
して金属熱交換管内面の全部または一部に下引ガ
ラスを融着被覆しさらにガラス管を挿入して加熱
軟化膨張により内張りしてガラス管内張管とし、
第２工程として多数の前記ガラス管内張管を管板
に溶接結合して一体品とし、第３工程として管板
外面から管端内面にわたり耐蝕性グラスを施釉し
局部加熱によ管板に対しては通常の焼成温度で、
かつ管の端末部分の管板上面より30〜50mmの範囲
に対しては第１工程のガラス管内張り温度以下の
温度で通過するようにしてグラスライニングを融
着施工することを特徴とする。

以下、本発明を添付図を参照し、特に第３工程
に関して詳細に一層具体的に説明する。

第１図は、第３工程の管板側からの局部的加熱
による管板の施釉焼成時に、炉内雰囲気温度に対
する管板部から内張り金属管部端末部にわたる各
部の温度分布を示すものであつて、熱交換面積10
m²用のものについての実測結果であり横軸に管板
表面からの距離（mm）をとり、縦軸に温度（℃）
をとり、雰囲気温度800、850、900、950℃をパラ
メータとして各部温度分布を表示してある。図中
に管板表面からの距離が30〜50mmの範囲Ａおよび
第１工程のガラス管内張り温度650℃の線Ｂを記
入してある。

本発明の第３工程としては、範囲Ａが線Ｂの上
に出ることのない雰囲気温度、図例では850℃の
程度、800℃のもとで管板の施釉焼成を施工すれ
ば、前記30〜50mm範囲Ａに対しては第１工程のガ
ラス管内張り温度Ｂ以下の温度で通過させること
ができる。

なお、この場合、第３工程の管板焼成温度が従
来の焼成温度より低温となり、そのため低温グラ
スを用いて施工しなければならないことがあり、
要求仕様によつてはグラスの耐蝕性が問題になる
場合もあるが、これはグラスライニング後グラス
表面に銀化合物を含むペーストを塗布して熱処理
し、グラス表面層のアルカリインとペースト中の
銀イオンとを置換する表面処理法によつて解決す
ることができる。

第２図は、10m²熱交換器を例として、本発明方
法を実施する場合の第３工程実施要領を示す部分
図である。

第１工程で熱交換金属管１の内面にガラス管内
張り２を施工したガラス管内張り管３は、第２工
程で管板４の取付孔５に通され溶接６により結合
一体化される。

第３工程では、先づ管板、管結合体のグラスラ
イニングを施工する管板面およびそれに続く管端
部分をサンドブラストする。次に通常のグラスラ
イニング法により同部分に施釉乾燥し焼成を行
う。焼成は管板外面を覆う部分焼成炉７を用い
る。この炉は雰囲気温度の制御を容易とするため
電熱ヒータ８を熱源とする。焼成を行う前に管板
４およびガラス内張管３の端末部分の例えば５ケ
所を選び温度センサ９を取付けておく。こうして
焼成は、第１図を参照して管板上面より30〜50mm
までの管端末部の範囲が第１工程のガラス管の内
張り温度650℃以下になるよう管板焼成雰囲気温
度を850℃に選び温度センサにより温度を確認し
ながら行い、グラスライニング１０を融着被覆す
る。４回の第３工程の施釉焼成後にガラス管内張
管３の端末部内側を肉視および高電圧ピンホール
テスタで検査したが、欠陥は全く認められなかつ
た。

（発明の効果） 本発明によると、従来技術ではグラスライニン
グの無欠陥を保証することが至難であつたグラス
ライニング製多管式熱交換器を確実に100％無欠
陥で比較的容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３工程管板グラスライニング時にお
ける部分焼成炉内雰囲気温度に対する管板部およ
びガラス管内張管部端末部分の温度分布図、第２
図は管板部およびガラス内張管部端末に対するグ
ラスライニング施工状況を示す縦断部分図であ
る。 １……熱交換金属管、２……ガラス管内張り、
３……ガラス管内張管、４……管板、５……取付
孔、６……溶接、７……部分焼成炉、８……電源
ヒータ、９……温度センサ、１０……グラスライ
ニング、Ａ……管端部範囲、Ｂ……ガラス管内張
温度線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多数の熱交換器が管板に溶接結合された一体
   金属素地の面上に管内から管板外面にわたる連続
   グラスライニングを有するグラスライニング製多
   管式熱交換器の熱交換体を製造するため、第１工
   程として金属熱交換管内面の全部または一部に下
   引ガラスを融着被覆しさらにガラス管を挿入して
   加熱軟化膨張により内張りしてガラス管内張管と
   し、第２工程として多数の前記ガラス管内張管を
   金属管板に溶接結合して一体品とし、第３工程と
   して管板外面から管端内面にわたり耐蝕性グラス
   を施釉し局部加熱により管板に対しては通常の焼
   成温度で、かつ管の端末部分の管板上面より30〜
   50mmの範囲に対しては第１工程のガラス管内張り
   温度以下の温度で通過するようにしてグラスライ
   ニングを融着施工することを特徴とするグラスラ
   イニング製多管式熱交換器の製造方法。