JP2010054180A - Heat exchanger and spacer set - Google Patents
Heat exchanger and spacer set Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010054180A JP2010054180A JP2008222966A JP2008222966A JP2010054180A JP 2010054180 A JP2010054180 A JP 2010054180A JP 2008222966 A JP2008222966 A JP 2008222966A JP 2008222966 A JP2008222966 A JP 2008222966A JP 2010054180 A JP2010054180 A JP 2010054180A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spacer
- protrusions
- portions
- tubes
- extending
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
- F28D7/082—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration
- F28D7/085—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration in the form of parallel conduits coupled by bent portions
- F28D7/087—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration in the form of parallel conduits coupled by bent portions assembled in arrays, each array being arranged in the same plane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/007—Auxiliary supports for elements
- F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
本発明は、スペーサを利用して熱交換用の管体の位置決めを好適に図ることが可能な熱交換器、および熱交換器の管体の位置決めに用いるのに好適なスペーサセットに関する。 The present invention relates to a heat exchanger capable of suitably positioning a heat exchanging tube using a spacer, and a spacer set suitable for use in positioning a heat exchanger tube.
スペーサまたはスペーサに類する固定具を用いた熱交換器の従来例として、特許文献1,2に記載されたものがある。
特許文献1に記載された熱交換器においては、両端部が半円弧状に形成されて管体への嵌合が可能とされた固定具を用いており、熱交換用の複数の管体のうち、互いに隣り合う2本の管体どうしを前記固定具を利用して連結させている。
一方、特許文献2に記載された熱交換器においては、複数の突起部が所定間隔を隔てて形成されたスペーサを用いており、このスペーサの複数の突起部を熱交換用の複数の管体どうしの間に挿入させることにより、それら複数の管体の配列ピッチを所定寸法に規定させるようにしている。
As conventional examples of a heat exchanger using a spacer or a fixture similar to a spacer, there are those described in
In the heat exchanger described in
On the other hand, in the heat exchanger described in
しかしながら、前記した特許文献1,2においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。
However, in
すなわち、まず特許文献1においては、1つの固定具によって単に2本の管体の配列ピッチが規定されるに過ぎない。このため、熱交換器を構成する管体の本数が多い場合には、それに対応して多くの固定具を用いる必要がある。これでは、固定具のコスト、ひいては熱交換器全体の製造コストが高くなる。また、多くの固定具を複数の管体に組み付けるための作業も煩雑となり、その作業性も悪いものとなる。
That is, in
一方、特許文献2においては、1つのスペーサに設けられている複数の突起部を管体どうしの間に挿入させるために、管体の本数が多い場合でもあっても、突起部の数を多くすることによって容易に対処することが可能であり、特許文献1とは異なり、多くのスペーサを用いる必要はない。ただし、特許文献2に記載のスペーサ自体は、複数の管体どうしの隙間に対してその一側方から複数の突起部を挿入させるだけのものであるために、単に、そのような取り付けを行なっただけでは、スペーサと複数の管体との固定は図られておらず、たとえば熱交換器の振動などに起因して、スペーサが複数の管体から離脱する虞がある。そこで、特許文献2においては、スペーサとは別体の枠体を利用し、この枠体を利用して複数の管体とスペーサとを一括して取り囲むことにより、スペーサを固定させるようにしている。ところが、このような手段では、枠体のサイズは、複数の管体の全体を取り囲む大きなサイズに形成する必要があるために、構成部品の小サイズ化や軽量化など図る観点からすると、未だ改善の余地がある。
On the other hand, in
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、熱交換用の複数の管体の位置決めを、小サイズかつ構造の簡易な部材によって好適に図ることが可能な熱交換器、およびそのような用途に好適なスペーサセットを提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and positioning of a plurality of tubes for heat exchange can be suitably achieved with a small-sized and simple member. The problem is to provide a heat exchanger and a spacer set suitable for such applications.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明の第1の側面により提供される熱交換器は、互いに交差するX,Y,Z方向のうち、全体または一部がX方向に延びてY方向に並んだ熱交換用の複数の管体と、これら複数の管体の位置決めを図るためのスペーサと、を備えている、熱交換器であって、前記スペーサとして、第1および第2のスペーサがあり、前記第1のスペーサは、Y方向に間隔を隔てて並び、かつZ方向に延びる複数の第1の突起部を有しており、これら複数の第1の突起部が前記複数の管体どうしの間に挿入されることにより前記複数の管体のY方向の配列ピッチを規定可能であり、前記第2のスペーサは、Z方向に間隔を隔てて並び、かつY方向に延びる複数の第2の突起部を有しており、これら複数の第2の突起部が前記複数の管体をZ方向において挟んだ格好となるようにして前記複数の管体に装着可能であり、前記第2のスペーサが前記複数の管体に装着されたときには、前記第1のスペーサと前記複数の管体との相対移動を規制するように、前記第1および第2のスペーサどうしが係合可能な構成とされていることを特徴としている。 The heat exchanger provided by the first aspect of the present invention includes a plurality of tubes for heat exchange in which all or part of X, Y, and Z directions intersecting each other extend in the X direction and are arranged in the Y direction. A heat exchanger comprising a body and a spacer for positioning the plurality of tube bodies, wherein the spacer includes a first spacer and a second spacer, By having a plurality of first protrusions arranged at intervals in the Y direction and extending in the Z direction, the plurality of first protrusions are inserted between the plurality of tubes. The arrangement pitch in the Y direction of the plurality of tube bodies can be defined, and the second spacer has a plurality of second protrusions arranged in the Z direction at intervals and extending in the Y direction. The plurality of second protrusions sandwich the plurality of tubes in the Z direction. It can be attached to the plurality of tubular bodies as desired, and when the second spacer is attached to the plurality of tubular bodies, relative movement between the first spacer and the plurality of tubular bodies is performed. In order to regulate, the first and second spacers are configured to be engageable with each other.
このような構成によれば、第1のスペーサと複数の管体との相対移動が第2のスペーサによって規制され、第1のスペーサを利用した複数の管体の位置決めの確実化が図られる。また、第2のスペーサは、特許文献2に記載された枠体とは異なり、位置決め対象となる複数の管体の全体を囲み込むような大きなサイズに形成する必要はなく、小寸法かつ軽量なものとすることができる。加えて、第2のスペーサを複数の管体に装着する作業も容易であり、組み立て作業コストなどの低減も図ることができる。
According to such a configuration, the relative movement between the first spacer and the plurality of tubes is restricted by the second spacer, and the positioning of the plurality of tubes using the first spacer is ensured. In addition, unlike the frame described in
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1および第2のスペーサは、前記第1のスペーサがX方向に移動すること、およびZ方向のうち、前記複数の第1の突起部が前記複数の管体どうしの間から抜ける方向に移動することが、ともに規制されるように係合可能である。 In a preferred embodiment of the present invention, the first and second spacers may be configured such that the first spacer moves in the X direction, and the plurality of first protrusions in the Z direction are the plurality of first protrusions. It is possible to engage so that the movement in the direction of coming out of between the tube bodies is regulated together.
このような構成によれば、第1のスペーサを利用して複数の管体の位置決めを図ることが、より適切に図られる。 According to such a configuration, it is possible to more appropriately achieve positioning of the plurality of tubular bodies using the first spacer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1のスペーサは、前記複数の第1の突起部の基端部どうしを繋ぐ複数の基端繋ぎ部を有し、かつこれら複数の基端繋ぎ部は、前記複数の第1の突起部が前記複数の管体どうしの間に挿入された際に前記複数の管体の外面に当接可能であり、前記各第1の突起部は、X方向に間隔を隔ててZ方向に延びる一対の延伸部と、これら一対の延伸部の先端部どうしを繋ぐ先端繋ぎ部とを有しており、前記複数の第2の突起部が前記各第1の突起部の一対の延伸部どうしの間に挟まれる配置とされていることにより、前記第1のスペーサのX方向への移動が規制され、前記複数の第2の突起部のいずれかが前記先端繋ぎ部に対してZ方向において当接可能な配置とされていることにより、前記第1のスペーサのZ方向への移動が規制される構成とされている。 In a preferred embodiment of the present invention, the first spacer has a plurality of base end connecting portions that connect base end portions of the plurality of first protrusions, and the plurality of base end connecting portions. Can contact the outer surfaces of the plurality of tubes when the plurality of first projections are inserted between the plurality of tubes, and each of the first projections is in the X direction. A pair of extending portions extending in the Z direction with a gap therebetween, and a tip connecting portion connecting the tip portions of the pair of extending portions, and the plurality of second protrusions are the first projections. By being disposed between the pair of extending portions of the protrusion, movement of the first spacer in the X direction is restricted, and any one of the plurality of second protrusions is the tip. By being arranged so as to be able to come into contact with the connecting portion in the Z direction, the first space is provided. Movement in the Z direction Sa is configured to be regulated.
このような構成によれば、第1のスペーサが複数の管体に相対してX方向およびZ方向に移動しないように規制することが、簡易な構造によって実現できる。 According to such a structure, it can implement | achieve with a simple structure that the 1st spacer controls so that it may not move to a X direction and a Z direction relative to a some pipe body.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1および第2のスペーサは、ともに金属製の線材を曲げることにより構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the first and second spacers are both formed by bending a metal wire.
このような構成によれば、第1および第2のスペーサの軽量化や製造コストの低減化をより徹底することできる。また、それらが熱交換器内において大きく嵩張らないようにして、燃焼ガスなどの熱交換対象媒体の大きな抵抗にならないようにすることもできる。 According to such a configuration, it is possible to further reduce the weight of the first and second spacers and reduce the manufacturing cost. Further, they can be prevented from becoming large resistance in the heat exchange target medium such as combustion gas by preventing them from being bulky in the heat exchanger.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の管体を収容し、かつ熱交換対象媒体が内部に導入されるケーシングを備えており、前記第1のスペーサは、Y方向において前記複数の管体の両側方に位置する両端部を有し、かつこの両端部が前記ケーシングの壁部に当接していることにより前記ケーシングへの固定が図られている。 In a preferred embodiment of the present invention, a casing that houses the plurality of tubes and into which a heat exchange target medium is introduced is provided, and the first spacer includes the plurality of tubes in the Y direction. Fixing to the casing is achieved by having both end portions located on both sides of the body and the both end portions being in contact with the wall portion of the casing.
このような構成によれば、第1のスペーサがケーシングの壁部に固定されるために、この第1のスペーサを利用した複数の管体の位置決め固定もより確実化される。 According to such a configuration, since the first spacer is fixed to the wall portion of the casing, the positioning and fixing of the plurality of tubular bodies using the first spacer is further ensured.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の管体のそれぞれは、X方向に延びてZ方向に間隔を隔てて並んだ複数の直状管体部と、これら複数の直状管体部の端部どうしを繋ぐ複数の曲状管体部とが交互に繋がった蛇行状の管体であり、前記第1および第2のスペーサは、前記複数の蛇行状の管体のZ方向における中間高さ位置に設けられている。 In a preferred embodiment of the present invention, each of the plurality of tubes includes a plurality of straight tube portions extending in the X direction and arranged at intervals in the Z direction, and the plurality of straight tube portions. A plurality of curved tube portions that connect the ends of each other, and the first and second spacers are intermediate in the Z direction of the plurality of meander-like tubes. It is provided at the height position.
このような構成によれば、蛇行状の管体の支持が的確に行なわれることとなり、蛇行状の管体の振動などを簡易な手段によって適切に抑制することができる。 According to such a configuration, the meandering tube body is accurately supported, and vibrations of the meandering tube body can be appropriately suppressed by simple means.
本発明の第2の側面により提供されるスペーサセットは、複数の管体の位置決めを図るための第1および第2のスペーサを備えている、スペーサセットであって、前記第1のスペーサは、互いに交差するX,Y,Z方向のうち、Y方向に間隔を隔てて並び、かつZ方向に延びる複数の第1の突起部、およびこれら複数の突起部の基端部どうしを繋ぎ、かつ前記複数の突起部を前記複数の管体どうしの間に挿入した際に前記複数の管体の外面に当接させることが可能な複数の基端繋ぎ部を有しており、前記各第1の突起部は、X方向に間隔を隔ててZ方向に延びた一対の延伸部、およびこれら一対の延伸部の先端部どうしを繋ぐ先端繋ぎ部を有しており、前記第2のスペーサは、Z方向に間隔を隔てて並び、かつY方向に延びた姿勢とすることが可能な複数の第2の突起部を有し、かつこれら複数の第2の突起部の少なくとも1つは、前記各第1の突起部の一対の延伸部どうしの間に挿通されることにより、前記一対の延伸部に対してX方向に当接するとともに、前記先端繋ぎ部に対してZ方向に当接する配置に設定可能な構成とされていることを特徴としている。 The spacer set provided by the second aspect of the present invention is a spacer set including first and second spacers for positioning a plurality of pipes, wherein the first spacer includes: Among the X, Y, and Z directions intersecting with each other, the plurality of first protrusions arranged at intervals in the Y direction and extending in the Z direction, and the base ends of the plurality of protrusions are connected to each other, and A plurality of base end connecting portions that can be brought into contact with the outer surfaces of the plurality of tube bodies when the plurality of protrusions are inserted between the plurality of tube bodies; The protrusion has a pair of extending portions extending in the Z direction with an interval in the X direction, and a tip connecting portion connecting the tip portions of the pair of extending portions. A posture that is arranged at intervals in the direction and extends in the Y direction. A plurality of possible second protrusions, and at least one of the plurality of second protrusions is inserted between a pair of extending portions of each first protrusion, The configuration is such that it can be set to contact with the pair of extending portions in the X direction and contact with the tip connecting portion in the Z direction.
このような構成によれば、本発明の第1の側面により提供される熱交換器について述べたのと同様な効果を適切に得ることができる。 According to such a configuration, it is possible to appropriately obtain the same effects as described for the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1〜図11は、本発明が適用された熱交換器およびこれに関連する構成の一例を示している。なお、これらの図面において、X,Y,Z方向は、互いに交差する方向である。本実施形態において、X,Y方向は、ともに水平方向であり、Z方向は、鉛直方向である。 1 to 11 show an example of a heat exchanger to which the present invention is applied and a configuration related thereto. In these drawings, the X, Y, and Z directions intersect each other. In the present embodiment, the X and Y directions are both horizontal directions, and the Z direction is a vertical direction.
図1によく表われているように、本実施形態の熱交換器HEは、熱交換対象媒体としての燃焼ガスが内部に導入されるケーシング3、このケーシング3内に配された熱交換用の複数の管体4、およびこれら複数の管体4の位置決め固定を図るためのスペーサセットSを具備している。
As clearly shown in FIG. 1, the heat exchanger HE of the present embodiment includes a
ケーシング3は、金属板を用いて構成された略直方体状であり、その下部および上部には、燃焼ガス用の導入口30および排出口31が形成されている。この熱交換器HEは、図示されていない燃焼器により発生された燃焼ガスをケーシング3内にそのまま導くことによって前記燃焼ガスから顕熱を回収させる用途に用いることが可能であるが、これに代えて、潜熱回収用途に用いることも可能である。潜熱回収用途に用いる場合、この熱交換器HEとは別の熱交換器を利用して顕熱を回収した後の燃焼ガスをケーシング3内に導入させることとなる。潜熱回収を行なうと、燃焼ガス中の成分を含んだ強酸性のドレイン(凝縮水)が発生するため、好ましくは、ケーシング3や複数の管体4は、耐酸性に優れるステンレスなどの材質とされる。スペーサセットSの構成要素である後述の第1および第2のスペーサ1,2も、同様な材質とされる。
The
複数の管体4のそれぞれは、正面視において蛇行した形状を有しており、X方向に延びてZ方向に間隔を隔てて並んだ複数の直状管体部40と、これら複数の直状管体部40の端部どうしを繋ぐ半円弧状の複数の曲状管体部41とが交互に繋がった構成である。図2によく表われているように、複数の管体4は、Y方向に並んで設けられており、これらの上端部および下端部には、入水用および出湯用の一対のヘッダ48,49が連結されている。ただし、図1に示すように、複数の管体4の上下両端部のうち、ヘッダ48,49の近傍部分は、ケーシング3の壁部を貫通してその内部から外部に引き出されており、それらの貫通部分(符号n1で示す部分)において複数の管体4はケーシング3に支持されている。複数の管体4の上下両端部をケーシング3に支持させただけでは、複数の管体4の上下高さ方向中間部が振動を生じ易いものとなるが、本実施形態においては、後述するように、複数組のスペーサセットSが、複数の管体4の上下高さ方向中間部に設けられていることにより、振動の抑制が好適に図られている。
Each of the plurality of
スペーサセットSは、図3に示すように、第1および第2のスペーサ1,2を備えている。これら第1および第2のスペーサ1,2は、ともに断面円形状のステンレスなどの金属製線材を折り曲げることにより形成されており、次のような構成である。
As shown in FIG. 3, the spacer set S includes first and
すなわち、第1のスペーサ1は、複数の管体4のY方向の位置決めを図るためのものであり、図8(a)に示すように、U字状に曲げられた複数の部分が一連に、かつ規則的に繋がった形態を有している。この第1のスペーサ1は、同図(c)において理解し易いように、Y方向に間隔を隔てて並び、かつZ方向に延びる複数の第1の突起部10と、これら複数の第1の突起部10の基端部(上端部)どうしを繋ぐ複数の基端繋ぎ部11とを有している。複数の基端繋ぎ部11は、いずれも上向きに膨出した半円弧状であり、X方向に間隔を隔てて2列の千鳥状に並び、一方の列に位置する基端繋ぎ部11aと、他方の列に位置する基端繋ぎ部11bとに区分されている。
That is, the
図10および図11によく表われているように、第1のスペーサ1は、Y方向に並ぶ複数の直状管体部40どうしの間に複数の第1の突起部10が挿入されるようにして複数の管体4に装着される。ただし、この装着状態では、基端繋ぎ部11aが直状管体部40の外面に当接し、かつ基端繋ぎ部11bが直状管体部40どうしの間に位置するように設定される。複数の突起部10は、直状管体部40どうしの間に挿入させるための部分であるが、本実施形態では、図4および図6に示すように、第1のスペーサ1のY方向の両端の突起部10’およびこれに隣接する突起部10”は、直状管体部40どうしの間には挿入されず、直状管体部40とケーシング3の側壁部32との間の寸法L1を規定するための部分として利用される。両端の突起部10’は、ケーシング3の側壁部32に安定的に当接させ得る形状とされている。
As shown in FIGS. 10 and 11, in the
図8(a),(b)などによく表われているように、各第1の突起部10は、X方向に間隔Laを隔ててZ方向に延びる一対の延伸部10aと、これら一対の延伸部10aの下端先端部どうしを繋ぐ先端繋ぎ部10bとを有している。先端繋ぎ部10bは、下向きに膨出した半円弧状である。また、図8(c)に示すように、第1の突起部10のZ方向の長さL2は、直状管体部40のZ方向の配列ピッチP1よりも長い寸法とされている。このことにより、この第1のスペーサ1を複数の管体4に装着させた際には、第1の突起部10がZ方向に隣接し合う上下2段の直状管体部40のそれぞれの隙間に挿入することとなって、上下2段の直状管体部40のY方向の配列ピッチP2を一括して規定できるようになっている。先端繋ぎ部10bは、下段側の直状管体部40よりも下方に位置するように構成されている。
8A and 8B, each of the
第2のスペーサ2は、第1のスペーサ1と複数の管体4との相対移動を抑制するためのものである。図9(c)において理解し易いように、この第2のスペーサ2は、Z方向に間隔を隔てて並び、かつY方向に延びる複数の第2の突起部20と、これら複数の第2の突起部20の一端部どうしを繋ぐ複数の基端繋ぎ部21a,21bとを有している。複数の基端繋ぎ部21aは、半円弧状であるのに対し、基端繋ぎ部21bは、Z方向に延びた直線状である。各第2の突起部20は、X方向に間隔を隔ててY方向に延びる一対の延伸部20aと、これら一対の延伸部20aの先端部どうしを繋ぐ先端繋ぎ部20bとを有している。
The
第2のスペーサ2は、図10に示すように、第1のスペーサ1が複数の管体4に予め装着されている状態において、その一側方から複数の管体4に装着される。この装着作業は、複数の管体4がケーシング3内に未だ収容されておらず、その一側方が開放されている状態で行なわれる。第2のスペーサ2の装着は、この第2のスペーサ2の上側の一対の第2の突起部20によって上段側の複数の直状管体部40を上下に挟み込み、かつ下側の一対の第2の突起部20によって下段側の複数の直状管体部40を上下に挟み込むようにして行なわれる。また、その際には、第2の突起部20を、各第1の突起部10の一対の延伸部10aどうしの間に挿通させる。第2の突起部20のX方向の幅Lbと、一対の延伸部10aのX方向の間隔Laとは、Lb≦Laの関係である。なお、最上段に位置する第2の突起部20については、基端繋ぎ部11a,11bどうしの間に配置させる。このようなことにより、図5に示すように、第1のスペーサ1は、X方向への移動が規制されるように第2のスペーサ2と係合する。第2のスペーサ2の最下段に位置する第2の突起部20(20’)については、第1のスペーサ1の先端繋ぎ部10bの上方に配置させて、Z方向においてこの先端繋ぎ部10bとの当接係合を可能とする。このことにより、仮に第1のスペーサ1に上方移動力が作用しても、先端繋ぎ部10bが第2の突起部20’に当接するために、第1のスペーサ1が上方へ移動することは適切に抑制されることとなる。
As shown in FIG. 10, the
複数の管体4は、第1および第2のスペーサ1,2の装着作業が完了した状態でケーシング3内に収容される。この収容状態においては、第1のスペーサ1のY方向の両端部19(第1の突起部10’の形成箇所)がケーシング3の両側壁部32に当接した状態とされている。このことにより、ケーシング3に対する第1のスペーサ1のY方向の位置決めが図られる。また、Y方向の最外列に位置する直状管体部40とケーシング3の側壁部32との隙間の寸法が規定される。さらに、第2のスペーサ2のY方向の両側方には、側壁部32が存在するが、この側壁部32は、第2のスペーサ2が複数の直状管体部40からY方向に離脱することを防止する役割を発揮するようになっている。
The plurality of
次に、熱交換器HEの作用について説明する。 Next, the operation of the heat exchanger HE will be described.
まず、複数の管体4の上下両端部がケーシング3に支持されただけでは、複数の管体4の上下高さ方向の中間部が不安定となり、この部分に振動を生じ易いものとなるが、この熱交換器HEでは、次に述べるように、第1および第2のスペーサ1,2の作用により、前記した不具合は解消される。すなわち、第1のスペーサ1の複数の第1の突起部10は、複数の直状管体部40どうしの間に挿入した状態とされて、これら直状管体部40のY方向の配列ピッチP2を規定している。また、第1のスペーサ1の両端部19は、ケーシング3の両側壁部32に当接して、最外列の直状管体部40とケーシング3の両側壁部32との隙間の寸法L1も規定している。このため、第1のスペーサ1が複数の直状管体部40から抜け外れない限りは(このことは後述するように、第2のスペーサ2によって防止される)、複数の直状管体部40のY方向への位置決め固定が適切に図られ、管体4がY方向に振動することが抑制される。
First, if only the upper and lower ends of the plurality of
一方、第2のスペーサ2は、第1のスペーサ1が複数の直状管体部40に対して、X方向やY方向に移動することを好適に規制する。より詳細には、図4および図5に示したように、第2の突起部20は、各第1の突起部10の一対の延伸部10aどうしの間や、基端繋ぎ部11a,11bどうしの間に位置しているために、第1のスペーサ1にX方向への移動力が作用しても、前記した部分どうしが当接する作用により、第1のスペーサ1がX方向に移動することは好適に規制される。第2のスペーサ2自体がX方向に移動し易い場合には、第1のスペーサ1が第2のスペーサ2をX方向に押して移動する虞があるものの、第2のスペーサ2を複数の直状管体部40に装着する場合、第2のスペーサ2が安易に移動しないように設定することが可能であり、前記した虞を適切に無くすことができる。
On the other hand, the
また、図5を参照して説明したように、第2のスペーサ2の最下段の第2の突起部20は、先端繋ぎ部20bの上方に位置しており、この先端繋ぎ部20bの上昇、ひいては第1のスペーサ1が上昇することを阻止する。したがって、第1のスペーサ1が不用意に上昇して、複数の直状管体部40から抜け外れる虞もない。加えて、第1のスペーサ1の基端繋ぎ部11aは、複数の直状管体部40に当接しており、それら複数の直状管体部40に相対させてそれよりも低い高さに下降させることが困難な状態とされている。このため、第1のスペーサ1は、上方および下方のいずれの方向にも移動することが規制された状態となる。
Further, as described with reference to FIG. 5, the
このように、本実施形態においては、第2のスペーサ2が設けられていることにより、第1のスペーサ1と複数の直状管体部40とのX方向およびZ方向への相対移動が適切に規制される。したがって、複数の直状管体部40、ひいては複数の管体4を、第1のスペーサ1によって確実かつ強固に支持し、複数の管体4が振動することをより生じ難くすることができる。複数の管体4の振動を防止する上では、図1(a)に示すように、各管体4の幅方向(同図の左右方向)一端側の符号n1で示す2箇所がケーシング3の一側壁に支持されているのに対し、各管体4の幅方向他端側の少なくとも1箇所(図面では2箇所)をスペーサセットSを利用して位置決め固定させることがより好ましい。第1および第2のスペーサ1,2は、ともに小径の金属製線材を折り曲げて製作されたものであるために、それらを軽量かつコンパクトなものとし、かつそれらの製造コストも廉価にすることができる。また、第1および第2のスペーサ1,2を複数の管体4に装着する作業は、それらの第1および第2の突起部10,20を複数の直状管体部40の上方または一側方からそれらの間に差し込むようにして容易かつ迅速に行なうことが可能であり、熱交換器HEの組み立て作業性も良好なものとすることができる。
As described above, in the present embodiment, since the
ケーシング3内に燃焼ガスを導入させて複数の管体4により熱回収を行なう場合、前記燃焼ガスは、複数の管体4どうしの間を通過するが、第1および第2のスペーサ1,2は、既述したように、小径の金属製線材を折り曲げて形成されたものであり、複数の管体4どうしの間を大きな面積で塞がないようにすることができる。したがって、熱交換器HEの排気抵抗を小さく抑えることもできる。
When the combustion gas is introduced into the
図12は、本発明の他の実施形態を示している。同図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。 FIG. 12 shows another embodiment of the present invention. In the figure, the same or similar elements as those in the above embodiment are given the same reference numerals as in the above embodiment.
図12は、複数の管体4Aの側面視であるが、各管体4Aは、図1および図2に示した複数の管体4と同様に、正面視において蛇行した形状を有し、複数の直状管体部40と複数の曲状管体部41とが交互に繋がった構成である。ただし、上下方向において隣接する2つの直状管体部40どうしは、水平方向に適当な寸法L7だけ位置ずれしており、複数の管体4Aは、図12に示す側面視においても蛇行した形状となっている。このような構成によれば、図1および図2に示した管体4と比較すると、直状管体部40どうしの上下方向の配列ピッチを短くし、管体4Aの全体の高さを低くすることができる利点が得られる(管体4,4Aの全体の高さを同一に揃える場合には、管体4Aの方が伝熱面積を大きくして、熱回収量を多くすることができる)。このような管体4Aを位置決め対象とする場合、第1のスペーサ1Aについては、第1の突起部10Aを直状管体部40が位置ずれしている角度θに対応させて、第1の突起部10Aを傾斜させた構成とすればよい。第1のスペーサ1Aの両端部19に位置する第1の突起部10A’については、ケーシングの鉛直状の側壁部(図示略)に当接させるための部分であるため、傾斜させる必要はない。第2のスペーサ2Aについては、第2の突起部20Aが水平方向に延びたままの形状でよいが、基端繋ぎ部21Aについては、上下2段の直状管体部40の傾斜角度θに対応させた形状とすればよい。
FIG. 12 is a side view of the plurality of
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る熱交換器、およびスペーサセットの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the heat exchanger and the spacer set according to the present invention can be varied in design in various ways.
熱交換用の管体としては、蛇行状管体とは異なる形態の管体、たとえば直線状に延びる管体や、螺旋状に巻かれた管体などを用いることが可能である。また、本発明でいう熱交換器は、顕熱回収用、潜熱回収用の種別を問わない。熱交換対象媒体としても、燃焼ガス以外のたとえば高温の排ガスなどを用いることもできる。 As the tube for heat exchange, it is possible to use a tube having a form different from that of the meandering tube, for example, a tube extending in a straight line, a tube wound in a spiral shape, or the like. In addition, the heat exchanger referred to in the present invention may be of any type for sensible heat recovery and latent heat recovery. For example, high-temperature exhaust gas other than the combustion gas can be used as the heat exchange target medium.
第1および第2のスペーサは、線材を曲げて簡易に形成することが可能であるが、線材以外の材料を用いて製造することも可能である。上述した実施形態では、上下2段に並んだ複数の管体部に第1および第2のスペーサを装着してそれら上下2段の管体部の位置決め固定を図っているが、これとは異なり、単なる1段に並んだ管体部の位置決め固定、あるいは3段以上に並んだ管体部の位置決めを図る構成とすることもできる。本発明でいうX,Y、Z方向は、互いに交差する方向であるが、これらの方向は、水平方向や鉛直方向以外の方向とすることができる。本発明でいうスペーサセットは、熱交換用の管体以外の管体の位置決めに利用することも可能である。 The first and second spacers can be easily formed by bending a wire, but can also be manufactured using a material other than the wire. In the above-described embodiment, the first and second spacers are attached to a plurality of tubular body parts arranged in two upper and lower stages, and positioning and fixing of the two upper and lower pipe body parts are attempted. Further, it is also possible to adopt a configuration in which positioning and fixing of the tube sections arranged in a single stage or positioning of the tube sections arranged in three or more stages is attempted. The X, Y, and Z directions in the present invention are directions intersecting each other, but these directions can be directions other than the horizontal direction and the vertical direction. The spacer set referred to in the present invention can also be used for positioning pipes other than the heat exchanging pipe.
HE 熱交換器
S スペーサセット
1 第1のスペーサ
2 第2のスペーサ
3 ケーシング
4 管体
10 第1の突起部
10a 延伸部(第1の突起部の)
10b 先端繋ぎ部(第1の突起部の)
11 基端繋ぎ部(第1のスペーサの)
19 両端部(第1のスペーサの)
20 第2の突起部
20a 延伸部(第2の突起部の)
21a,21b 基端繋ぎ部(第2のスペーサの)
32 側壁部(ケーシングの)
40 直状管体部
41 曲状管体部
HE Heat exchanger S Spacer set 1
10b Tip connecting portion (of the first protrusion)
11 Base end joint (of the first spacer)
19 Both ends (of the first spacer)
20
21a, 21b Base end joint (of the second spacer)
32 side wall (casing)
40
Claims (7)
これら複数の管体の位置決めを図るためのスペーサと、
を備えている、熱交換器であって、
前記スペーサとして、第1および第2のスペーサがあり、
前記第1のスペーサは、Y方向に間隔を隔てて並び、かつZ方向に延びる複数の第1の突起部を有しており、これら複数の第1の突起部が前記複数の管体どうしの間に挿入されることにより前記複数の管体のY方向の配列ピッチを規定可能であり、
前記第2のスペーサは、Z方向に間隔を隔てて並び、かつY方向に延びる複数の第2の突起部を有しており、これら複数の第2の突起部が前記複数の管体をZ方向において挟んだ格好となるようにして前記複数の管体に装着可能であり、
前記第2のスペーサが前記複数の管体に装着されたときには、前記第1のスペーサと前記複数の管体との相対移動を規制するように、前記第1および第2のスペーサどうしが係合可能な構成とされていることを特徴とする、熱交換器。 Among the X, Y, and Z directions intersecting with each other, a plurality of tubes for heat exchange, all or part of which extend in the X direction and are arranged in the Y direction,
A spacer for positioning the plurality of tubes,
A heat exchanger comprising:
As the spacer, there are first and second spacers,
The first spacer has a plurality of first protrusions arranged at intervals in the Y direction and extending in the Z direction, and the plurality of first protrusions are formed between the plurality of tube bodies. It is possible to define the arrangement pitch in the Y direction of the plurality of tubes by being inserted in between,
The second spacer has a plurality of second protrusions arranged at intervals in the Z direction and extending in the Y direction, and the plurality of second protrusions attach the plurality of tubes to the Z direction. It can be attached to the plurality of tubes so as to be sandwiched in the direction,
When the second spacer is attached to the plurality of tubes, the first and second spacers are engaged with each other so as to restrict relative movement between the first spacer and the plurality of tubes. A heat exchanger characterized in that it is configured as possible.
前記各第1の突起部は、X方向に間隔を隔ててZ方向に延びる一対の延伸部と、これら一対の延伸部の先端部どうしを繋ぐ先端繋ぎ部とを有しており、
前記複数の第2の突起部が前記各第1の突起部の一対の延伸部どうしの間に挟まれる配置とされていることにより、前記第1のスペーサのX方向への移動が規制され、
前記複数の第2の突起部のいずれかが前記先端繋ぎ部に対してZ方向において当接可能な配置とされていることにより、前記第1のスペーサのZ方向への移動が規制される構成とされている、請求項1または2に記載の熱交換器。 The first spacer has a plurality of base end connecting portions connecting base end portions of the plurality of first protrusions, and the plurality of base end connecting portions are the plurality of first protrusions. Can be brought into contact with the outer surface of the plurality of tubes when inserted between the plurality of tubes.
Each of the first protrusions has a pair of extending portions extending in the Z direction with an interval in the X direction, and a tip connecting portion connecting the tip portions of the pair of extending portions,
Since the plurality of second protrusions are disposed between a pair of extending portions of the first protrusions, movement of the first spacer in the X direction is restricted,
A configuration in which movement of the first spacer in the Z direction is restricted by any of the plurality of second protrusions being arranged so as to be able to contact the tip connecting portion in the Z direction. The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein
前記第1のスペーサは、Y方向において前記複数の管体の両側方に位置する両端部を有し、かつこの両端部が前記ケーシングの壁部に当接していることにより前記ケーシングへの固定が図られている、請求項1ないし4のいずれかに記載の熱交換器。 A casing that houses the plurality of tubes and into which a heat exchange target medium is introduced;
The first spacer has both end portions located on both sides of the plurality of tubular bodies in the Y direction, and the both end portions are in contact with the wall portion of the casing, thereby being fixed to the casing. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, which is illustrated.
前記第1および第2のスペーサは、前記複数の蛇行状の管体のZ方向における中間高さ位置に設けられている、請求項1ないし5のいずれかに記載の熱交換器。 Each of the plurality of tubular bodies includes a plurality of straight tubular body portions extending in the X direction and arranged at intervals in the Z direction, and a plurality of curved shapes connecting ends of the plurality of straight tubular body portions. It is a serpentine tubular body that is alternately connected to the tubular body part,
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein the first and second spacers are provided at intermediate height positions in the Z direction of the plurality of meandering tubes.
前記第1のスペーサは、互いに交差するX,Y,Z方向のうち、Y方向に間隔を隔てて並び、かつZ方向に延びる複数の第1の突起部、およびこれら複数の突起部の基端部どうしを繋ぎ、かつ前記複数の突起部を前記複数の管体どうしの間に挿入した際に前記複数の管体の外面に当接させることが可能な複数の基端繋ぎ部を有しており、
前記各第1の突起部は、X方向に間隔を隔ててZ方向に延びた一対の延伸部、およびこれら一対の延伸部の先端部どうしを繋ぐ先端繋ぎ部を有しており、
前記第2のスペーサは、Z方向に間隔を隔てて並び、かつY方向に延びた姿勢とすることが可能な複数の第2の突起部を有し、かつこれら複数の第2の突起部の少なくとも1つは、前記各第1の突起部の一対の延伸部どうしの間に挿通されることにより、前記一対の延伸部に対してX方向に当接するとともに、前記先端繋ぎ部に対してZ方向に当接する配置に設定可能な構成とされていることを特徴とする、スペーサセット。 A spacer set comprising first and second spacers for positioning a plurality of tubes,
The first spacer includes a plurality of first protrusions arranged in the Y direction and extending in the Z direction among the X, Y, and Z directions intersecting with each other, and base ends of the plurality of protrusions And having a plurality of proximal end connecting portions that can be brought into contact with the outer surfaces of the plurality of tubes when the plurality of protrusions are inserted between the plurality of tubes. And
Each of the first protrusions has a pair of extending portions extending in the Z direction with an interval in the X direction, and a tip connecting portion connecting the tip portions of the pair of extending portions,
The second spacer has a plurality of second protrusions that are arranged at intervals in the Z direction and can be in a posture extending in the Y direction, and the plurality of second protrusions At least one is inserted between the pair of extending portions of each of the first protrusions so as to abut against the pair of extending portions in the X direction and to the tip connecting portion Z A spacer set characterized in that it can be set to an arrangement that abuts in a direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008222966A JP5228709B2 (en) | 2008-08-31 | 2008-08-31 | Heat exchanger and spacer set |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008222966A JP5228709B2 (en) | 2008-08-31 | 2008-08-31 | Heat exchanger and spacer set |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010054180A true JP2010054180A (en) | 2010-03-11 |
JP5228709B2 JP5228709B2 (en) | 2013-07-03 |
Family
ID=42070295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008222966A Expired - Fee Related JP5228709B2 (en) | 2008-08-31 | 2008-08-31 | Heat exchanger and spacer set |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5228709B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011007353A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Noritz Corp | Heat exchanger and water heater |
JP2014102021A (en) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Chofu Seisakusho Co Ltd | Heat exchanger |
CN111006521A (en) * | 2019-12-04 | 2020-04-14 | 山东王晁煤电集团新能发电有限公司 | Novel anti-blocking economizer structure |
CN116793135A (en) * | 2023-08-25 | 2023-09-22 | 潍坊金健钛设备有限公司 | Supporting device for heat exchange tube of high flux tube heat exchanger |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS545242A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Takasago Thermal Eng Co Lts | Assembling and supporting of cooling coil for enclosed evapolation cooling tower |
JPS5942479U (en) * | 1982-09-10 | 1984-03-19 | 三菱重工業株式会社 | Heat exchanger tube support device |
JP2008151473A (en) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Noritz Corp | Heat exchanger and water heating apparatus |
-
2008
- 2008-08-31 JP JP2008222966A patent/JP5228709B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS545242A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Takasago Thermal Eng Co Lts | Assembling and supporting of cooling coil for enclosed evapolation cooling tower |
JPS5942479U (en) * | 1982-09-10 | 1984-03-19 | 三菱重工業株式会社 | Heat exchanger tube support device |
JP2008151473A (en) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Noritz Corp | Heat exchanger and water heating apparatus |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011007353A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Noritz Corp | Heat exchanger and water heater |
JP2014102021A (en) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Chofu Seisakusho Co Ltd | Heat exchanger |
CN111006521A (en) * | 2019-12-04 | 2020-04-14 | 山东王晁煤电集团新能发电有限公司 | Novel anti-blocking economizer structure |
CN116793135A (en) * | 2023-08-25 | 2023-09-22 | 潍坊金健钛设备有限公司 | Supporting device for heat exchange tube of high flux tube heat exchanger |
CN116793135B (en) * | 2023-08-25 | 2023-11-07 | 潍坊金健钛设备有限公司 | Supporting device for heat exchange tube of high flux tube heat exchanger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5228709B2 (en) | 2013-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5158404B2 (en) | Heat exchanger and water heater | |
JP4989979B2 (en) | Heat exchanger | |
JP2009512833A (en) | Vibration resistant tube support for tube bundles with U-shaped bends | |
JP6819263B2 (en) | How to manufacture heat exchangers, water heaters and heat exchangers | |
JP4844382B2 (en) | SPACER FOR TUBE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND HEAT EXCHANGER WITH TUBE SPACER | |
JP5228709B2 (en) | Heat exchanger and spacer set | |
JP2010169289A (en) | Bent heat exchanger and method of manufacturing the same | |
JP2010019534A (en) | Heat exchanger | |
JP2005221118A (en) | Shell-and-tube exchanger | |
JP2007139376A (en) | Heat exchanger | |
JP2009008287A (en) | Heat exchanger and water heating system | |
JP2008121959A (en) | Heat exchanger and water heating apparatus | |
JP5365364B2 (en) | Heat exchanger and water heater | |
JP2013130348A (en) | Latent heat heat-exchanger and water heating apparatus | |
KR100813804B1 (en) | Heat exchanger structure of boiler | |
JP2013127341A (en) | Heat exchanger | |
JP2009019859A (en) | Heat exchanger and water heater | |
US20050082050A1 (en) | Multiple row heat exchanger using ''end-to-end'' or ''tube touching'' positioning of the tubes for row spacing | |
JP5742073B2 (en) | Heat exchanger and hot water device provided with the same | |
JP5076837B2 (en) | Heat exchanger and hot water supply device | |
JP2009264664A (en) | Heat exchanger | |
JP2019020041A (en) | Heat exchanger and heat source machine | |
JP7077122B2 (en) | Heat exchanger | |
JP7309569B2 (en) | Heat exchanger | |
CN215114070U (en) | Heat exchanger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110801 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120827 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120831 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121012 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130304 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5228709 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |