JP2011179748A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger.
従来から、燃料を燃やすことで高温の燃焼ガスを発生させる燃焼室と、燃焼ガスから流体(水、空気等)へ熱を移動させる熱交換器とを備えるボイラが用いられている。
熱交換器は、水平方向で延在し流体を流動させる複数の伝熱管と、鉛直方向で延在し流体を流動させつつ、上記複数の伝熱管を支持するハンガー管とを有している。ハンガー管が複数の伝熱管を支持する構成としては、特許文献1に示すように、ハンガー管に支持部材を設け、この支持部材により所定の伝熱管を下方から支持すると共に、上記所定の伝熱管の上側に連結部材を介して複数の伝熱管を順次積み上げた構成となっている。
Conventionally, a boiler is used that includes a combustion chamber that generates high-temperature combustion gas by burning fuel and a heat exchanger that transfers heat from the combustion gas to a fluid (water, air, etc.).
The heat exchanger has a plurality of heat transfer tubes that extend in the horizontal direction and allows fluid to flow, and a hanger tube that extends in the vertical direction and flows the fluid while supporting the plurality of heat transfer tubes. As a configuration in which the hanger tube supports a plurality of heat transfer tubes, as shown in
しかし、特許文献1に示す構成では、複数の伝熱管にそれぞれ連結部材(例えば、支持座及び脚部材)を溶接等を用いて設ける必要があり、多大な手間及びコストが生じていた。そこで、一対のハンガー管に、鉛直方向で延在する長尺の支持部材を溶接等により設け、この一対の支持部材によって複数の伝熱管を挟んで支持する構成が用いられている。この構成によれば、複数の伝熱管を支持部材によってまとめて支持できるため、熱交換器の製造に関する手間及びコストを低減することができた。
However, in the configuration shown in
ところで、熱交換器においては、当然のことながら伝熱管の内側と外側との温度差が大きい。このため、伝熱管に設けられる上記支持部材は、伝熱管に密着する側とそうでない側との温度差が大きく、熱膨張差に起因して大きな熱応力を受けることとなる。
支持部材が大きな熱応力を受ける場合には、支持部材の劣化が早まり、支持部材の頻繁なメンテナンスが必要となってしまうため、特に大型のボイラに搭載することが困難となる。
By the way, in a heat exchanger, of course, the temperature difference between the inner side and the outer side of a heat exchanger tube is large. For this reason, the said supporting member provided in a heat exchanger tube has a large temperature difference with the side which closely_contact | adheres to a heat exchanger tube, and the side which is not so, and will receive a big thermal stress resulting from a thermal expansion difference.
When the support member receives a large thermal stress, the support member is rapidly deteriorated, and frequent maintenance of the support member is required. Therefore, it is difficult to mount the support member on a large boiler.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、熱交換器において、ハンガー管に設けられる支持部材に作用する応力を低減させることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the problem mentioned above, and it aims at reducing the stress which acts on the support member provided in a hanger pipe | tube in a heat exchanger.
本発明は、上記課題を解決するための手段として、水平方向に延在する伝熱管と、鉛直方向に延在する伝熱管であるハンガー管と、該ハンガー管に設けられると共に上記水平方向に延在する伝熱管を支持する支持部材とを備え、対向する一対の支持部材によって形成される支持孔に上記水平方向に延在する伝熱管を差し込んで支持する熱交換器であって、上記支持孔が鉛直方向に長い長孔形状を有し、上記支持部材の鉛直方向の先端部が湾曲して上記ハンガー管の周面に対して滑らかに接続されているという構成を採用する。 As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a heat transfer tube extending in the horizontal direction, a hanger tube that is a heat transfer tube extending in the vertical direction, and provided in the hanger tube and extending in the horizontal direction. A heat exchanger that supports the existing heat transfer tube, and inserts and supports the heat transfer tube extending in the horizontal direction in a support hole formed by a pair of opposing support members, the support hole Has a long hole shape that is long in the vertical direction, and the vertical tip end portion of the support member is curved and smoothly connected to the peripheral surface of the hanger tube.
本発明によれば、水平方向に延在する伝熱管が差し込まれる支持孔が鉛直方向に長い長孔であり、支持部材の鉛直方向の先端部が湾曲してハンガー管の周面に対して滑らかに接続されているため、支持部材に作用する応力を低減させることができる。 According to the present invention, the support hole into which the heat transfer tube extending in the horizontal direction is inserted is a long hole that is long in the vertical direction, and the tip end portion in the vertical direction of the support member is curved to be smooth with respect to the peripheral surface of the hanger tube. Therefore, the stress acting on the support member can be reduced.
以下、図面を参照して、本発明に係る熱交換器の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of a heat exchanger according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.
図1は、本実施形態の熱交換器の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
この図に示すように、熱交換器10は、水平方向に延在する伝熱管1と、鉛直方向に延在する伝熱管(以下、ハンガー管2と称する)と、ハンガー管2に取り付けられる支持部材3とを備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged part of the heat exchanger of the present embodiment.
As shown in this figure, the
伝熱管1及びハンガー管2の内部には、熱の伝達媒体となる流体が流れている。なお、伝熱管1は、図1に示すように、鉛直方向に複数配列されている。
そして、これらの伝熱管1は、ハンガー管2に取り付けられた支持部材3によって支持されている。
A fluid serving as a heat transfer medium flows inside the
These
支持部材3は、隣り合うハンガー管2の各々に対して設けられており、互いに対向して配置されている。
この支持部材3は、互いに対向する面側に溝部3aを備えている。対向する支持部材3に形成された溝部3a同士が対向されることによって、各伝熱管1が差し込まれる支持孔20が形成されている。そして、当該支持孔20は、鉛直方向に長い長孔とされている。そして、各伝熱管1は、支持孔20に差し込まれることによって支持されている。
The
The
また、支持部材3の鉛直方向における両側の先端部3b(図1では片側のみ図示)は、ハンガー管2側に凹む湾曲形状を有しており、ハンガー管2の周面に対して滑らかに接続されている。
なお、支持部材3は、ハンガー管2に対して溶接によって接続されている。そして、支持部材3の先端部3bを予め湾曲させ、この先端部3bが湾曲された支持部材3をハンガー管2の周面に対して溶接することによって、容易に支持部材3の先端部3bをハンガー管2の周面に対して滑らかに接続することができる。また、溶接後に機械加工等を施すことにより、支持部材3の先端部3bをハンガー管2の周面に対して滑らかに接続しても良い。
Moreover, the front-end |
The
以上のような本実施形態の熱交換器10によれば、支持孔20が鉛直方向に長い長孔とされている。このため、支持孔20が真円形状である従来の熱交換器と比較して、本実施形態の熱交換器10では、伝熱管1の延在方向から見た表面積が減少することとなる。支持部材3への外部空間からの入熱はその多くが伝熱管1の延在方向から見た表面を経由してのものであるため、本実施形態の熱交換器10によれば、支持部材3への外部空間からの入熱量を減少させることができる。したがって、ハンガー管2に密着する側とそうでない側との温度差を小さくして支持部材3における熱膨張差に起因する熱応力を小さくすることができる。
According to the
また、本実施形態の熱交換器10によれば、支持部材3の先端部3bをハンガー管2の周面に対して滑らかに接続しているため、支持部材の先端部がハンガー管の周面に対して屈曲して接続される従来の熱交換器よりも先端部3bに作用する応力を低減させることができる。
Moreover, according to the
このように本実施形態の熱交換器10によれば、ハンガー管2に設けられる支持部材3に作用する応力を低減させることが可能となる。
As described above, according to the
図2は、改良前(従来の熱交換器)と改良形状(本実施形態の熱交換器)とにおける支持部材に作用する応力を比較したグラフである。この図に示すように、支持孔を形成する溝部の周囲及び鉛直方向における先端部のいずれにおいても、改良形状の場合の方が支持部材に作用する応力が低減することが分かる。 FIG. 2 is a graph comparing the stresses acting on the support member before improvement (conventional heat exchanger) and improved shape (heat exchanger of this embodiment). As shown in this figure, it can be seen that the stress acting on the support member is reduced in the case of the improved shape both in the periphery of the groove portion forming the support hole and in the tip portion in the vertical direction.
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
10……熱交換器、20……支持孔、1……伝熱管、2……ハンガー管、3……支持部材、3a……溝部、3b……先端部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記支持孔が鉛直方向に長い長孔形状を有し、
前記支持部材の鉛直方向の先端部が湾曲して前記ハンガー管の周面に対して滑らかに接続されている
ことを特徴とする熱交換器。 A heat transfer tube extending in the horizontal direction; a hanger tube that is a heat transfer tube extending in the vertical direction; and a support member that is provided on the hanger tube and supports the heat transfer tube extending in the horizontal direction. A heat exchanger for supporting the heat transfer tube extending in the horizontal direction by inserting it into a support hole formed by a pair of support members,
The support hole has a long hole shape that is long in the vertical direction,
A heat exchanger, wherein a vertical tip end portion of the support member is curved and is smoothly connected to a peripheral surface of the hanger tube.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010044225A JP2011179748A (en) | 2010-03-01 | 2010-03-01 | Heat exchanger |
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JP2010044225A Pending JP2011179748A (en) | 2010-03-01 | 2010-03-01 | Heat exchanger |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108626712A (en) * | 2018-05-08 | 2018-10-09 | 五冶集团上海有限公司 | A kind of heating surface tubes in boilers row's mounting hanger and its application |
Citations (4)
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JPS5965204U (en) * | 1982-10-22 | 1984-05-01 | 三菱重工業株式会社 | Heating tube support device |
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JPS63116707U (en) * | 1987-01-14 | 1988-07-28 |
-
2010
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