JP2989425B2 - 伝熱管の支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス縦流れ型排ガスボ
イラ、排ガスクーラ、独立型節炭器等に用いられる伝熱
管の支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３ないし図５に示すように、従来のガ
ス縦流れ型の排ガスボイラのスパイラル型の伝熱管６の
支持には通常サーペンタインと呼ばれる支持装置１０
（以下単にサーペンタインという）が使用され、また、
内側のガス通路内Ａ′と外側のガス通路Ｂ′を仕切る仕
切板７′が設けられると共に、仕切板７′の伝熱管６の
ベンド部６ａの上下にはガス通路内の燃焼ガスの偏流を
防止して伝熱管６の伝熱面を有効に利用するためにガス
偏流防止板９が設置されている。

【０００３】前記伝熱管６は、図４に示すように、複数
のサーペンタイン１０によって挾持されて固定（支持）
されていて、サブブロック化され、このサブブロックが
集まり、伝熱管群を形成し、この伝熱管群はバンクと称
されている。前記サブブロックには、サーペンタイン１
０を介して吊下げラグ１１が取付けられ、吊棒２を介し
て支持梁１によって排ガスボイラのケーシング本体０１
に支持されている。

【０００４】また、図４に示すように、高さ方向で下側
に位置するバンクは、上側のバンクへ吊棒２を介して支
持されているので、支持梁１には最終的に各バンクの荷
重がすべて伝達されることになる。

【０００５】一方、伝熱管６の端部が接続されている管
寄せ４側のガス通路Ｂ′を仕切るため仕切板７′を内側
ケーシング板５に取付けていて、伝熱管６の管寄せ４に
接続される部分６ｂがこの仕切板７′を貫通している。
また、伝熱管６の直管部に比べてベンド部６ａのドラフ
トロスが少く、特に伝熱管６の直管部にスパイラルフィ
ンが付けられベンド部６ａにスパイラルフィンが少い場
合にはこれが顕著であるために、ベンド部６ａに燃焼ガ
スが流れやすくなりガスの偏流が発生する。この偏流を
防止するために、各バンクの上下の部分には内方へ向う
ガス偏流防止板９が内側ケーシング板５に取付けられて
いて、これによってガスを伝熱管６のベンド部６ａへ向
って押し返すようにしている。

【０００６】なお、伝熱管６の内側ケーシング板７′の
貫通部分は、伝熱管６と内側ケーシング板５の熱伸び差
と作業性を考慮すると完全シール構造にすることは困難
であるため、排ガスボイラとしての完全ガスシールは、
排ガスボイラのケーシング壁３によって実施されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来のガス縦流
れ型排ガスボイラで使用しているサーペンタインを利用
した伝熱管の支持装置及びガス偏流防止板によるガス偏
流防止構造には、下記のような問題点がある。 １．図５からもわかるように、仕切板７′には伝熱管６
の管寄せ４に接続される部分６ｂが各所で貫通している
ので垂直荷重を支持することが困難である。従ってガス
通路外にある管寄せ４の支持には専用の支持梁８が必要
となる。 ２．かりにサーペンタイン１０による支持構造を内側ケ
ーシング板５及び仕切板７′に代えて設置したとする
と、図３及び図４からもわかるように、サーペンタイン
１０と伝熱管６にはスキマがあり内側ケーシング板より
ガスシール性に劣るのでボイラの性能低下を招く。 ３．通常は各バンクの上下にガス偏流防止板９を取付け
るが、伝熱管のベンド部６ａのガス偏流は、ボイラ性能
に大きく影響するため、場合によってはバンクの中間部
にもガス偏流防止板を設置する必要が生じ、非常にコス
トアップとなる。 ４．起動時等内部流体の温度が低い時にはガス偏流防止
板９下流の伝熱管には燃焼ガスが流れにくいため、低温
腐食雰囲気になる可能性がある。特に燃焼ガス中に硫黄
分が含まれる場合には、この傾向が著しい。 ５．ガス偏流防止板９を設置すると、伝熱管のベンド部
６ａの点検が困難となる。特に、経年変化を調べるため
に管の肉厚計測を実施しようとしても、ガス偏流防止板
が障害となり計測ができないのでメンテナンス性に非常
に問題がある。

【０００８】本発明は、前記の問題点を解決してガス偏
流によるボイラ等の性能低下を未然に防止し、かつ、経
済性にすぐれた伝熱管の支持装置を提供しようとするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の伝熱管の支持装
置は、側方に設けられた管寄せに接続された管部とベン
ド部を備えガス通路に配置された伝熱管が貫通し前記ガ
ス通路の外壁を構成する仕切板を設け、前記仕切板は、
ガス流れ方向に分割されて互に接して配設された短冊状
の複数の板からなり、同板の互に接する側面には前記伝
熱管を管周囲が密閉するように挟み込んで固定し、かつ
同板の上下端部には二叉部が形成され、同二叉部には前
記ガス通路を形成し上部支持梁に取付けられた内側ケー
シング板の端部が挿入されて同内側ケーシング板に結合
された構成とし、前記仕切板により前記管寄せに接続さ
れた管部とベンド部をガス通路の外側に位置させると共
に前記伝熱管と管寄せを支持していることを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】本発明では、仕切板が伝熱管と管寄せを支持し
ているために、従来は必要であったガス通路外の管寄せ
用の支持梁を必要としない。また、伝熱管のベンド部を
ガス通路外に位置させているので、伝熱管に対するガス
偏流は考慮する必要はなくなり伝熱面を有効に使用する
ことができると共に、ガスの偏流をなくすることによっ
てガスはガス通路内を均一に流れるので、従来のガス偏
流防止板設置時には懸念された起動時等内部流体の温度
が低い時のガス偏流防止板下流域での低温腐食雰囲気の
発生が無くなる。

【００１１】更に、伝熱管のベンド部はすべてガス通路
外へ配置されるので、従来のガス偏流防止板設置時には
困難であった点検は容易に実施できる。また、伝熱管の
ベンド部は、燃焼ガスにはさらされないので経年劣化の
可能性が無い。

【００１２】以上の作用により、本発明は、従来の伝熱
管の支持装置とガス偏流防止板のもつ問題点の解決が図
られると共に信頼性が向上し、かつ、経済性が向上す
る。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例を、図１及び図２によって
説明する。本実施例は、図３ないし図５に示される従来
のガス縦流れ型の排ガスボイラの伝熱管の支持を行って
いたサーペンタインとガス偏流の防止を行っていたガス
偏流防止板を以下説明するスカラップ状の仕切板に置換
したものに相当し、図１および図２において変更のない
部分には図３ないし図５におけると同一の符号を付しそ
の説明を省略する。

【００１４】本実施例では、図２に示すように短冊状の
複数の仕切板７を採用している。各仕切板７は、伝熱管
６が貫通する伝熱管６とほぼ径の等しい半円形の複数の
凹部７ａを側部に備えたスカラップ状の同形状の２枚の
素材板７ｄより構成され、その２枚の素材板７ｄの本体
部７ｃが接合され、その上下の部分には２枚の素材板７
ｄ，７ｄの間に二叉状の開口部７ｂが形成されている。
２枚の仕切板７，７は、図２（ｃ）に示すように、対を
なしてその凹部７ａを対向して配置され、その凹部７ａ
に伝熱管６をガスをシールした状態で貫通させるように
なっており、このような仕切板７が、図２（ｃ）に示す
ように横方向に並んで複数配置される。以上の伝熱管６
が貫通した複数の仕切板７の上下の開口部７ｂには排ガ
スボイラの内側ケーシング板５が挿入されて同仕切板７
が内側ケーシング板５に取付けられている。

【００１５】前記仕切板７は、図１に示すように、伝熱
管６の両側部に設けられてガス通路Ａの外壁を構成し、
同仕切板７と排ガスボイラのケーシング壁３との間には
ガス通路の外側の部分Ｂが形成されこの部分Ｂに管寄せ
４が配置されると共に、伝熱管６のベンド部６ａも同部
分Ｂ内に位置している。従って、伝熱管６の管寄せに接
続される部分６ｂは、前記ベンド部６ａと同様に前記の
外側の部分Ｂ内に位置していると共に、伝熱管６の側部
と管寄せ４の重量は仕切板７を介して内側ケーシング板
５に伝えられるようになっている。

【００１６】なお、伝熱管６の中間の部分は、図３ない
し図５に示す従来の装置と同様に、サーペンタイン１０
と吊棒２を介して排ガスボイラの支持梁１に支持されて
いる。

【００１７】以上のように構成された本実施例では、図
１（ａ）中白抜き矢印で示すように、下部から排ガスボ
イラへ入った燃焼ガスは、ガス通路Ａ内を上昇し、その
際に伝熱管６のまわりを流れて熱交換が行われる。この
際、仕切板７によって、ガス通路Ａとその外側の部分Ｂ
とは区画されているために、燃焼ガスは前記部分Ｂ内を
流れることがなく、かつ、伝熱管６のベンド部６ａは同
部分Ｂ内に配置されているために、燃焼ガスの偏流が発
生せず、ガス通路Ａ内においてガス流れが均一となって
伝熱管６の伝熱面を有効に使うことができる。また、前
記部分Ｂ内を燃焼ガスが流れないために、従来の装置に
おけるガス偏流防止板を設ける必要がない。

【００１８】更に、伝熱管６の両側部と管寄せ４は、仕
切板７を介して排ガスボイラの内側ケーシング板５に確
実に、かつ、ガスをシールした状態で支持されていると
共に、伝熱管の両側部と管寄せを支持する支持梁を必要
としない。

【００１９】従って、本実施例は、「発明が解決しよう
とする課題」欄で説明した従来の装置における問題点を
解決することができると共に、信頼性を向上しコストダ
ウンを図ることができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、特許請求の範囲に記載した構
成を具備していて、伝熱管が貫通する仕切板を設け、同
仕切板に従来の伝熱管の支持装置とガス偏流防止板を兼
用させているために、次の効果を奏することができる。 １．仕切板は、伝熱管の側部と管寄せの垂直荷重を支持
しているので、従来は必要であった管寄せ用の支持梁が
不要となる。 ２．伝熱管のベンド部をガス通路外へ位置させることと
なるので、伝熱管に対するガス偏流は考慮する必要はな
くなり、伝熱面を有効に使うことができる。 ３．ガス通路内をガスが均一に流れるので、従来のガス
偏流防止板設置時に懸念された起動時等内部流体の温度
が低い時のガス偏流防止板下流域での低温腐食雰囲気の
発生を無くすることができる。 ４．伝熱管のベンド部はすべてガス通路外へ配置される
ので、従来のガス偏流防止板設置時には困難であった点
検を容易に実施することができる。また、伝熱管のベン
ド部はガスにはさらされないので経年劣化の可能性が無
い。 ５．ケーシング外壁の寸法は変わらないが、内側ケーシ
ング間の寸法が縮小され、大巾なコストダウンができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例の全体を示す説
明図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ部の詳細図である。

【図２】図２は同実施例に用いられる仕切板を示し、図
２（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ矢視図、図２（ｂ）は側
面図、図２（ｃ）は各仕切板の構成を示す正面図であ
る。

【図３】従来のガス縦流れ型の排ガスボイラを示し、図
３（ａ）はその全体を示す説明図、図３（ｂ）は図３
（ａ）のＹ部の詳細図である。

【図４】同従来の排ガスボイラに用いられる伝熱管の支
持装置（サーペンタイン）を示し、図４（ａ）は図３
（ｂ）のＢ−Ｂ矢視図、図４（ｂ）は側面図である。

【図５】同従来の排ガスボイラに用いられる仕切板とガ
ス偏流防止板を示し、図５（ａ）は図３（ｂ）のＣ−Ｃ
矢視図、図５（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１ 支持梁 ２ 吊棒 ３ ケーシング壁 ４ 管寄せ ５ 内側ケーシング板 ６ 伝熱管 ６ａ 伝熱管のベンド部 ６ｂ 伝熱管の管寄せに接続される部分 ７ 仕切板 ７ａ 仕切板の凹部 ９ ガス偏流防止板 １０ サーペンタイン（支持装置） Ａ ガス通路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側方に設けられた管寄せに接続された管
   部とベンド部を備えガス通路に配置された伝熱管が貫通
   し前記ガス通路の外壁を構成する仕切板を設け、前記仕
   切板は、ガス流れ方向に分割されて互に接して配設され
   た短冊状の複数の板からなり、同板の互に接する側面に
   は前記伝熱管を管周囲が密閉するように挟み込んで固定
   し、かつ同板の上下端部には二叉部が形成され、同二叉
   部には前記ガス通路を形成し上部支持梁に取付けられた
   内側ケーシング板の端部が挿入されて同内側ケーシング
   板に結合された構成とし、前記仕切板により前記管寄せ
   に接続された管部とベンド部をガス通路の外側に位置さ
   せると共に前記伝熱管と管寄せを支持していることを特
   徴とする伝熱管の支持装置。