JP2009250443A

JP2009250443A - シェルアンドチューブ熱交換器とその製造方法

Info

Publication number: JP2009250443A
Application number: JP2008094598A
Authority: JP
Inventors: Rikiya Fujiwara; 力弥藤原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】シェルアンドチューブ熱交換器を従来より低コストで製造すること。そのために、蓋部材を胴部材に取付けるためのフランジと締結用のボルトを省略することを可能にする。
【解決手段】シェルアンドチューブ熱交換器を製造するにあたり、予じめ管板３に対して所定長さの管状継足し部材７を溶接しておき、そのあと管板３に対するチューブ端部２ａ，２ａ・・・の拡管接合を実施し、さらに管状継足し部材７に対して蓋部材５を溶接する。
【選択図】図１

Description

本願発明は胴部材（シェル）内に多数本のチューブを収容し、それらのチューブを胴部材の端部に設けた管板で支持するとともに、管板の外側を蓋部材で密閉してなるシェルアンドチューブ熱交換器とその製造方法に関するのである。

上記のようなシェルアンドチューブ熱交換器においては、通常の場合、下記文献に記載されているように、蓋部材を管板に結合するようにあたっては図４及び図５に示すように、蓋部材５の外周に装着されている環状のフランジ部材４と管板３の外周部との間をボルト６によって締結していた。

ＪＩＳＢ８２４９（多管円筒形熱交換器）の４．１０「ボルト締めフランジ」の項及び表１９，２０

ところで、本願発明者は、シェルアンドチューブ熱交換器を従来より低コストで製造することを目的として種々の対策を考案中であるが、その１つとして比較的高価な材料（ＪＩＳＧ３１０６溶接構造用圧延鋼材等）が使用されているフランジ部材４と締結用のボルト６，６・・・を省略し蓋部材５を直接管板３に溶接することに想到した。

しかしながら、蓋部材５を直接管板３に溶接した場合、管板３に対して拡管の方法により接合されている多数本のチューブ２，２，２・・・の端部接合部２ａ，２ａ，２ａ・・・が溶接時の熱的影響により緩みを生じることが懸念される（特に管板３の外周部において）。

そこで、本願発明者は、シェルアンドチューブ熱交換器を製造するにあたり、図１に例示するように、予じめ管板３に対して所定長さの管状継足し部材７を溶接しておき、そのあと管板３に対するチューブ端部２ａ，２ａ・・・の拡管接合を実施し、さらに管状継足し部材７に対して蓋部材５を溶接することにより、蓋部材５の溶接時の熱影響が直接管板３とチューブ端部２ａ，２ａ・・・との拡管接合部に及ばないようにすることに想到した。

上記の結果、比較的高価な部材である管板３と締結用のボルト６，６・・・を比較的安価な材料（たとえばＪＩＳＧ３１０１一般構造用圧延鋼材等）からなる管状継足し部材７でもって代替することができ、シェルアンドチューブ熱交換器の製造コストの低減効果が得られる。

図１ないし図３を参照して本願発明の実施例にかかるシェルアンドチューブ熱交換器とその製造方法を説明すると、図１ないし図３において符号１は胴部材（材料＝ＪＩＳＧ３１０１一般構造用圧延鋼材）、２，２・・・・は熱交換用のチューブ（材料＝ＪＩＳＨ３６０３りん酸銅継目無管）、３，３は胴部材１の両端に溶接される管板（材料＝ＪＩＳＧ３１０６溶接構造用圧延鋼材）で、各チューブ２，２・・・の端部２ａ，２ａ・・・がこの管板３，３に形成した管受孔３ａ，３ａ・・・（図２）に挿入されたあと拡管の方法で接合される。

各管板３に対しては、各チューブ端部２ａ，２ａ・・・の拡管接合前に予じめ所定長さ（５０ｍｍ程度）の円管状継足し部材７（胴部材１とほぼ同径で同一材料）が溶接（７ａ）されており、各チューブ２，２・・・はその端部２ａ，２ａ・・・を拡管する方法により管板３，３に接合される（図３）。そのあと、管状継足し部材７に対して蓋部材５，５が溶接（７ｂ）されるが、その場合、管状継足し部材７が熱的緩衝材となって溶接熱が管板３と各チューブ端部２ａ，２ａ・・・の拡管接合部に悪影響を及ぼすことを防止することができる。管状継足し部材７の材質と長さ及び肉厚は、管板３と各チューブ端部２ａ，２ａ・・・の拡管接合部に対する蓋部材溶接時の熱影響低減作用を考慮して適宜決定される。

本願発明の実施例にかかるシェルアンドチューブ熱交換器の構造とその製造方法の説明図である。図１に示すシェルアンドチューブ熱交換器の製造工程説明図である。図２に続く製造工程説明図である。従来公知のシェルアンドチューブ熱交換器の構造説明図である。図４に示すシェルアンドチューブ熱交換器の製造方法説明図である。

符号の説明

１は胴部材、２はチューブ、３は管板、４はフランジ部材、５は蓋部材、６はボルト、７は管状継足し部材である。

Claims

胴部材（１）内に多数本のチューブ（２），（２）・・・を収容し、それらのチューブ（２），（２）・・・を前記胴部材（１）の端部に設けた管板（３）で支持するとともに、前記管板（３）の外側を蓋部材（５）で密閉してなるシェルアンドチューブ熱交換器であって、前記管板（３）には所定長さの管状継足し部材（７）が溶接され、さらに該管状継足し部材（７）の外側に前記蓋部材（５）が溶接されていることを特徴とするシェルアンドチューブ熱交換器。
胴部材（１）内に多数本のチューブ（２），（２）・・・を収容し、それらのチューブ（２），（２）・・・を前記胴部材（１）の端部に設けた管板（３）で支持するとともに、前記管板（３）の外側を蓋部材（５）で密閉してなるシェルアンドチューブ熱交換器を製造するにあたり、前記管板（３）に対する前記各チューブ（２），（２）・・・の結合前に前記管板（３）に対して所定長さの管状継足し部材（７）を溶接しておくとともに、前記管板（３）に対する各チューブの結合後、前記管状継足し部材（７）に蓋部材（５）を溶接して前記管板（３）の外側を密閉することを特徴とするシェルアンドチューブ熱交換器の製造方法。