JP2003222492A - 多管式熱交換器、多管式熱交換器の製造方法、および、多管式熱交換器用保持具 - Google Patents
多管式熱交換器、多管式熱交換器の製造方法、および、多管式熱交換器用保持具Info
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Abstract
熱交換用の配管の施工に伴う不都合が解消された多管式
熱交換器等を提供する。 【解決手段】 一方の管板11と最下列の保持具が固定
された半割部材12aを設置した状態で、熱交換用の配
管14と曲がり棒状の保持具13とを順次段ごと交互に
積み上げながら、管板11の挿入孔11aそれぞれに熱
交換用の配管14それぞれを順次段ごとに挿入する。そ
の後、全ての熱交換用の配管14が積み上げられた状態
で、半割部材12aと半割部材12bとを固定した後、
さらに、半割部材12bに対して固定されていない保持
具13を固定する。最後に、他方の管板11の挿入孔1
1aそれぞれに、束になった複数の熱交換用の配管14
それぞれを挿入する。前述の製造工程において、保持具
13により、熱交換用の配管14の全てが互いに間隔を
おいて配置される。
Description
いられる多管式熱交換器、多管式熱交換器の製造方法、
および、多管式熱交換器用保持具に関するものである。
熱交換器が用いられている。従来の多管式の熱交換器
は、図11〜図14に示すように、熱を交換するための
流体が流れる複数の熱交換用の配管114と、複数の熱
交換用の配管114の両端に配され、複数の熱交換用の
配管114が挿入される挿入孔111aを有する2つの
管板111と、2つの管板111の間に等間隔で配置さ
れ、挿入孔112aが設けられた、熱交換用の配管11
4を保持するための保持具であるバッフル112と、管
板111およびバッフル112を連続して固定するため
の棒状のタイロッド113とから構成されている。
いては、まず、図11に示すように、管板111のタイ
ロッド113用の挿入孔111bおよびバッフル112
のタイロッド113の挿入孔112aにそれぞれタイロ
ッド113が挿入されて熱交換用の配管114を通すた
めの通路を予め形成した後に、図12に示すように、熱
交換用の配管114が1本ずつ挿入孔111a,112
aに挿入される。
換用の配管114が挿入孔111a,112aに挿入さ
れた後さらに2本目の熱交換用の配管114が別の挿入
孔111a,112aにそれぞれ挿入される。
交換用の配管114がそれぞれの挿入孔111a,11
2aに挿入されて多管式の熱交換器が完成する。
来の多管式熱交換器においては、長尺の熱交換用の配管
114を挿入孔111a,112aそれぞれに1本ずつ
通していく必要があり、挿入のために多大な時間がかか
るという問題があった。また、管板111およびバッフ
ル112のそれぞれの挿入孔111a,112aが互い
に位置ずれしていると、熱交換用の配管114を挿入す
ることができないという不具合があった。
のであり、その目的は、多管式の熱交換器の製造工程に
おいて、製造時間を短縮することができるとともに、多
管式熱交換器の施工に伴う不都合が解消された多管式熱
交換器、多管式熱交換器の製造方法、および、多管式熱
交換器用保持具を提供することである。
は、熱交換される流体が案内される配管が複数の段ごと
に積み上げられた複数の熱交換用配管と、複数の熱交換
用配管の全てが互いに間隔をおいて配置されるように、
段ごとに対応して別個に設けられ、複数の熱交換用配管
を段ごとに保持するための複数の保持具と、2つの半割
部材が合わせられて、複数の熱交換用配管を束ねるため
の部材であって、複数の保持部材が固定された拘束部材
とを備えている。
方上に複数の保持具を用いて熱交換用配管を互いに間隔
をおいて配置した後に、半割部の他方を一方の半割部材
に接合することより複数の熱交換用配管を束ねる製造方
法を用いることができるため、従来の多管式熱交換器に
比較して、製造時間を短縮することができるとともに、
多管式熱交換器の施工に伴う不都合が解消される。
用配管の全体を束ねるための部材であって、複数の熱交
換用配管の両端部近傍に設けられ、複数の熱交換用配管
のそれぞれが挿入された複数の挿入孔を有する第2拘束
部材をさらに備えている。
が確実となるとともに、第2拘束部材の挿入孔を利用し
て順次熱交換用配管を段ごとに仮拘束しながら保持具を
設置することにより、多管式熱交換器の製造が容易とな
る。
交換用配管と点接触することが望ましい。
方向に沿って熱交換用の熱媒体が流れ易くなるため、熱
交換効率が向上する。
長の板状部材または線部材が曲げられて形成され、複数
の山部と複数の谷部とを有し、複数の熱交換用配管が、
複数の谷部のそれぞれに設置されることにより、互いに
間隔をおいて配置されていてもよい。
は線部材を曲げ加工するだけでよいため、保持具の形成
が簡単となる。
それぞれが、拘束部材に溶接により固定されていてもよ
い。
に束ねることができる。本発明の多管式熱交換器は、複
数の保持具が、半割部材の両側端面のそれぞれに段ごと
に交互に固定されていてもよい。
管をより強固に保持することができる。
が互いに溶接により固定されていてもよい。
強固なり、熱交換器として使用する場合の信頼性が向上
する。
交換される流体が案内される配管が複数の段ごとに積み
上げられた複数の熱交換用配管と、該複数の熱交換用配
管の全てが互いに間隔をおいて配置されるように、段ご
とに対応して別個に設けられ、複数の熱交換用配管を段
ごとに保持するための複数の保持具と、第1半割部材お
よび第2半割部材の2つが合わせられて、複数の熱交換
用配管を束ねるための部材であって、複数の保持部材が
固定された第1拘束部材と、複数の熱交換用配管の全体
を束ねるための部材であって、複数の熱交換用配管の両
端部近傍に設けられ、複数の熱交換用配管のそれぞれが
挿入された複数の挿入孔を有する第2拘束部材とを備え
た多管式熱交換器の製造方法である。
挿入孔に最下段用の熱交換用配管を挿入するとともに、
第1半割部材に固定された最下段用の保持具に最下段用
の熱交換用配管を設置する第1工程と、段ごとに対応し
た挿入穴に熱交換用配管を挿入するとともに、保持具を
用いて段ごとに熱交換用配管を互いに間隔をおいて配置
する第2工程と、第2工程で配置された最上段の熱交換
用配管の上に第2半割部材を置いて、第1半割部材と第
2半割部材とを固定する第3工程と、最下段用の保持具
以外の保持具を第1半割部材および第2半割部材に固定
する第4工程と、第2拘束手段の他方の挿入孔に対し
て、互いに間隔をおいて束ねられた複数の熱交換用の配
管それぞれを挿入する第5工程とを備えている。
熱交換器の製造方法に比較して、多管式の熱交換器の製
造工程において、製造時間を短縮することができるとと
もに、多管式熱交換器の施工に伴う不都合が解消され
る。
述の第4工程において、最下段用の保持具以外の保持具
のうち、第1半割部材に対して固定される保持具が、そ
の保持具を設置した直後に第1半割部材に固定され、第
2半割部材に対して固定される保持具が、第2半割部材
と第1半割部材とが固定された後に第2半割部材に固定
される。
保持具を順次固定して熱交換用の配管を設置するので、
保持具のずれがなく、施工性が向上する。
換される流体が案内される配管が複数の段ごとに積み上
げられた複数の熱交換用配管の全てが互いに間隔をおい
て配置されるように、段ごとに対応して複数別個に設け
られ、複数の熱交換用配管を段ごとに保持するために、
2つの半割部材が合わせられて複数の熱交換用配管を束
ねるための拘束部材に固定される保持部材であって、細
長の板状部材または線部材の曲げ加工により形成され、
複数の山部と複数の谷部とを有している。
いれば、前述の製造方法を用いることにより、多管式熱
交換器の製造時間を短縮することができる。
式熱交換器を図1〜図9に基づいて説明する。
00の全体構成を示す模式図である。図1に示すよう
に、本実施の形態の多管式熱交換器100は、熱交換用
の配管の束1と、熱交換用の配管の束1を取り囲むよう
に構成されたケース10と、ケース10の外部からケー
ス10の内部を通ってさらにケース10の内部へ導くた
めの熱交換用の流体の経路を構成する流入流体配管2
と、ケース10の内部へ導かれて熱交換された流体をケ
ース10の外部へ導く流出流体配管3とを有している。
また、本実施の形態の多管式熱交換器100は、ケース
10内に流入スチームを導く流入スチーム配管4と、ケ
ース10からスチームを流出させる流出スチーム配管5
とが設けられている。
めの流体が流される過程において、R1の矢印で示しよ
うに、スチームが流入スチーム配管4の流入口から流入
されケース10内で熱交換用の配管の束1の周囲を通過
し、流出スチーム配管5の流出口から流出される。これ
により、熱交換用の配管において、スチームの温度によ
り熱交換用の配管内を通る流体が熱せられて高温の流出
流体が流出流体配管5から流出される。
いては、熱交換される流体として水が熱交換用の配管の
内部を通過することとするが、水以外に牛乳、コーヒー
または薬品などの流体であってもよい。また、水に熱を
与える熱交換用の流体としてはスチームを用いたが、ス
チーム以外の高温の熱流体であってもよい。
の配管内を流れる低温の流体に対して、ケース10内で
あって熱交換用の配管の外部に高温の流体を通すことに
より、低温の流体の温度を上げるための熱交換を行なっ
たが、低温の熱流体をケース10内に通すことにより、
熱交換用の配管内を流れてくる高温の流体から熱を奪っ
て低温の流体が得られるような多管式熱交換器であって
もよい。
交換用の配管の材質は、プラスチックまたはステンレス
等が考えられるが熱交換に適したものであればいかなる
ものであってもよい。また、本実施の形態の多管式の熱
交換器100においては、熱交換される前の流体と熱交
換後の流体との温度差は180℃である。
の多管式熱交換器100の製造工程を順次説明する。ま
ず、図2に示すように、管板11(管板11は挿入孔1
1aを有している)と、半割リング12aと、曲がり棒
状の保持具13とを準備する。管板11と半割リング1
2aとは、管板11を両端として、半割リング12aを
その両端の管板11の間に等間隔で並べて配置され、そ
の配置作業が終了した段階で、熱交換用の配管を組み立
てる作業が開始される。
最下段の曲がり棒状の保持具13が半割リング12aの
側端面に溶接で固定される。なお、この溶接工程は予め
行なわれていてもよい。
状の保持具13の下側が切削されているが、これは、半
割リング12aの外周から突出した部分を削除するため
である。なお、半割リング12aの外周から突出した部
分を削除する工程は、熱交換器の組みたての全てが完了
した後に行ってもよい。
孔11aに熱交換用の配管14を通すとともに、曲がり
棒状の保持具13の谷部分に熱交換用の配管をそれぞれ
置くことにより、順次熱交換用の配管が位置決めされて
いく。なお、この曲がり棒状の保持具13の山部および
谷部の形状は、熱交換用の配管14の直径に応じて適宜
決定されている。
4が配置が終了すると、図4に示すように、最下段に位
置する熱交換用の配管14の上に曲がり棒状の保持具1
3をさらに置く。これにより、最下段の熱交換用の配管
14と2段目の熱交換用の配管14とが所定の間隔をお
いて配置されることになる。また、2段目の曲がり棒状
の保持具13は、単に置くだけでもよいが、半割リング
12aの側端面に溶接で固定することにより、曲がり棒
状の保持具13を半割リング12aに強固に固定するこ
とができる。
2段目の曲がり棒状の保持具13とは、半割リング12
aの異なる側端面側に配置される。このように、曲がり
棒状の保持具13を段ごとに交互に半割リング12aの
異なる側端面側に配置することで、複数の熱交換用の配
管14が延びる方向に沿って流れる熱流体が一箇所で急
激に狭くなった部分を通過することにより、熱流体の流
れが悪くなることを抑制している。
用の配管14を並べた後に、さらに3段目の曲がり棒状
の保持具13を2段目の配管の上にそれぞれ山部および
谷部が2段目の熱交換用の配管14により形成される山
部および谷部に合致するように置かれて半割リング12
aに溶接固定される。これにより2段目の熱交換用の配
管14が半割リング12aに強固に固定される。
4および4段目の曲がり棒状の保持具13が順次置かれ
る。続いて、図7に示すように、4段目の配管および5
段目の曲がり棒状の保持具が置かれる。
a(下側に位置する)の内周側に、熱交換用の配管14
をそれ以上置くことができない状態になると、半割リン
グ12aに保持具13を溶接することができないため、
5段目の曲がり棒状の保持具13を4段目の配管の上に
置く。そして、4段目の上の熱交換用の配管14の上に
半割リング12bを上から載せる。そして、半割リング
12aと半割リング12bとが接合する面を溶接固定し
て、半割リング12aと半割リング12bとの円形のリ
ングを形成した後で、半割リング12bの両側端面のそ
れぞれに交互に3〜5段目の曲がり棒状の保持具13そ
れぞれを溶接固定する。これにより、図9に示すような
多管式の熱交換器100が完成する。
棒状の保持具の谷部に置かれた後に、曲がり棒状の保持
具13が最下段の配管14の上に置かれた状態において
は、図10に示すように、隙間Xが、曲がり棒状の保持
具13と最下段の配管14との間に形成されていること
が分かる。この隙間Xにより、図1に示した熱交換器1
00内において、熱交換用の配管14の周りに熱交換用
のスチームが流れる方向に通路ができるため、従来技術
で示したようなバッフルを用いて熱交換用の配管を束ね
る場合に比較して、スチームの圧力損失が低減される、
すなわち、スチームの流れがよくなるため、多管式熱交
換器100の熱交換効率を向上させることができる。
用する場合には、挿入孔112a,112bの心出しが
必要であるが、本実施の形態の多管式熱交換器100の
製造方法によれば、曲がり棒状の保持具13を使用する
ため、心出しを行なう必要がなくなる。また、従来技術
に比較して、熱交換用の配管14を挿入するための手間
がなくなるので、多管式熱交換器の製造時間を短縮する
ことができる。
00の製造方法によれば、小さな挿入孔に熱交換用の配
管14を挿入する場合に比較して、熱交換用の配管14
の外周面に傷が形成されることを抑制することができ
る。
ッフルの挿入孔を抜くための加工時に挿入孔の内周面に
引張力が生じてバリが発生し、そのバリを取るための作
業が必要であったが、本実施の形態の多管式の熱交換器
100の製造方法によれば、バッフルを使用しないた
め、バッフルの孔加工後に行なうバリ取りが不要にな
る。
00の製造方法によれば、熱交換用の配管の束を上から
順次置くことにより全体の組立が行なわれるため、作業
員が配管の挿入のために移動することが必要ないため、
作業の負担が軽減される。
00の製造方法によれば、長くて軽量な熱交換用の配管
14を、一度に複数本組込むことができるため作業能率
が向上する。
00の製造方法によれば、曲がり棒状の保持具13を、
組立ての途中で任意の位置に追加することが可能である
ため施工に柔軟性もたせることができる。また、曲がり
棒の保持具13の曲げ部の曲げ角度とピッチを変更する
と、熱交換用の配管14を保持具13に対して斜めに配
置することも可能である。
00によれば、保持具13と熱交換用の配管(伝熱管)
14とは点接触するため隙間Xには、埃等の異物が入り
にくいので、熱交換器の熱交換効率が低下することが防
止される。
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。
器の製造方法、および、多管式熱交換器用保持具によれ
ば、段ごとに半割部の一方上に複数の保持具を用いて熱
交換用配管を互いに間隔をおいて配置した後に、半割部
の他方を一方の半割部材に接合することより複数の熱交
換用配管を束ねることができるため、従来の多管式熱交
換器に比較して、製造時間を短縮することができるとと
もに、多管式熱交換器の施工に伴う不都合が解消され
る。
す模式図である。
明するための図である。
明するための図である。
明するための図である。
明するための図である。
明するための図である。
明するための図である。
明するための図である。
ある。
割リングとの間に形成される隙間および保持具と熱交換
用の配管との間に形成される隙間を説明するための図で
ある。
るための図である。
るための図である。
るための図である。
るための図である。
流体配管、4 流入スチーム配管、5 流出スチーム配
管、6 配管固定部材、10 ケース、R1スチームの
流れを示す矢印、R2 熱交換用の流体の流れを示す矢
印、11 管板、11a,11b 挿入孔、12a,1
2b 半割リング、13 曲がり棒状の保持具、14
熱交換用の配管、X 隙間。
Claims (10)
- 【請求項1】 熱交換される流体が案内される配管が複
数の段ごとに積み上げられた複数の熱交換用配管と、 該複数の熱交換用配管の全てが互いに間隔をおいて配置
されるように、前記段ごとに対応して別個に設けられ、
前記複数の熱交換用配管を前記段ごとに保持するための
複数の保持具と、 2つの半割部材が合わせられて、前記複数の熱交換用配
管を束ねるための部材であって、前記複数の保持部材が
固定された拘束部材とを備えた、多管式熱交換器。 - 【請求項2】 前記複数の熱交換用配管の全体を束ねる
ための部材であって、前記複数の熱交換用配管の両端部
近傍に設けられ、前記複数の熱交換用配管のそれぞれが
挿入された複数の挿入孔を有する第2拘束部材をさらに
備えた、請求項1に記載の多管式熱交換器。 - 【請求項3】 前記保持具は、前記熱交換用配管と点接
触する、請求項1または2に記載の多管式熱交換器。 - 【請求項4】 前記保持具は、細長の板状部材または線
部材が曲げられて形成され、複数の山部と複数の谷部と
を有し、 前記複数の熱交換用配管は、前記複数の谷部のそれぞれ
に設置されることにより、互いに間隔をおいて配置され
た、請求項1〜3のいずれかに記載の多管式熱交換器。 - 【請求項5】 前記複数の保持具それぞれは、前記拘束
部材に溶接により固定された、請求項1〜4のいずれか
に記載の多管式熱交換器。 - 【請求項6】 前記複数の保持具は、前記半割部材の両
側端面のそれぞれに段ごとに交互に固定された、請求項
1〜5のいずれかに記載の多管式熱交換器。 - 【請求項7】 前記2つの半割部は互いに溶接により固
定された、請求項1〜6のいずれかに記載の多管式熱交
換器。 - 【請求項8】 熱交換される流体が案内される配管が複
数の段ごとに積み上げられた複数の熱交換用配管と、該
複数の熱交換用配管の全てが互いに間隔をおいて配置さ
れるように、前記段ごとに対応して別個に設けられ、前
記複数の熱交換用配管を前記段ごとに保持するための複
数の保持具と、第1半割部材および第2半割部材の2つ
が合わせられて、前記複数の熱交換用配管を束ねるため
の部材であって、前記複数の保持部材が固定された第1
拘束部材と、前記複数の熱交換用配管の全体を束ねるた
めの部材であって、前記複数の熱交換用配管の両端部近
傍に設けられ、前記複数の熱交換用配管のそれぞれが挿
入された複数の挿入孔を有する第2拘束部材とを備えた
多管式熱交換器の製造方法であって、 前記第2拘束部材の一方の最下段用の前記挿入孔に最下
段用の熱交換用配管を挿入するとともに、前記第1半割
部材に固定された最下段用の前記保持具に前記最下段用
の熱交換用配管を設置する第1工程と、 前記段ごとに対応した前記挿入穴に前記熱交換用配管を
挿入するとともに、前記保持具を用いて前記段ごとに前
記熱交換用配管を互いに間隔をおいて配置する第2工程
と、 前記第2工程で配置された最上段の前記熱交換用配管の
上に前記第2半割部材を置いて、前記第1半割部材と前
記第2半割部材とを固定する第3工程と、 前記最下段用の保持具以外の保持具を前記第1半割部材
および前記第2半割部材に固定する第4工程と、 前記第2拘束手段の他方の挿入孔に対して、互いに間隔
をおいて束ねられた前記複数の熱交換用の配管それぞれ
を挿入する第5工程とを備えた、多管式熱交換器の製造
方法。 - 【請求項9】 前記第4工程において、前記最下段用の
保持具以外の保持具のうち、前記第1半割部材に対して
固定される保持具が、該保持具を設置した直後に前記第
1半割部材に固定され、前記第2半割部材に対して固定
される保持具が、前記第2半割部材と前記第1半割部材
とが固定された後に前記第2半割部材に固定される、請
求項8に記載の多管式熱交換器の製造方法。 - 【請求項10】 熱交換される流体が案内される配管が
複数の段ごとに積み上げられた複数の熱交換用配管の全
てが互いに間隔をおいて配置されるように、前記段ごと
に対応して複数別個に設けられ、前記複数の熱交換用配
管を前記段ごとに保持するために、2つの半割部材が合
わせられて前記複数の熱交換用配管を束ねるための拘束
部材に固定される保持部材であって、 細長の板状部材または線部材の曲げ加工により形成さ
れ、複数の山部と複数の谷部とを有する、多管式熱交換
器用保持具。
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DE102011113788A1 (de) * | 2011-09-20 | 2013-03-21 | Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertragungsanordnung |
JP2014102021A (ja) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Chofu Seisakusho Co Ltd | 熱交換器 |
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2002
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