JPH0138546B2 - - Google Patents
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- JPH0138546B2 JPH0138546B2 JP16200481A JP16200481A JPH0138546B2 JP H0138546 B2 JPH0138546 B2 JP H0138546B2 JP 16200481 A JP16200481 A JP 16200481A JP 16200481 A JP16200481 A JP 16200481A JP H0138546 B2 JPH0138546 B2 JP H0138546B2
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- tube
- pipe
- groove
- stress
- heat exchanger
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
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- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/08—Tubular elements crimped or corrugated in longitudinal section
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/34—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
- F28F1/36—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely the means being helically wound fins or wire spirals
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はコルゲート形伝熱管を有する造水装
置に係り、特にコルゲート形伝熱管に対する応力
を減少し伝熱管の応力割れを防止する造水装置に
関する。
置に係り、特にコルゲート形伝熱管に対する応力
を減少し伝熱管の応力割れを防止する造水装置に
関する。
海水から淡水を造る造水装置には陸用と舶用と
の二つの用途のものがあるが、陸用の多段フラツ
シユ蒸発装置を第５図により説明する。海水は海
水汲上ポンプ４で汲み上げられ熱放棄部５の伝熱
管外面に凝縮するブライン（海水）の蒸気から淡
水を得て、更に脱炭酸、脱気をする海水前処理装
置６に送られる。前処理された海水は循環ブライ
ンの一部と混合し、複数の蒸発缶体７が連設して
形成される熱回収部８の第一段の蒸発缶体Ａの伝
熱管９ａに流入する。蒸発缶体Ａ内の飽和蒸気温
度より蒸発缶体Ａの底部に流入するブラインは温
度が高いのでブラインではフラツシユ蒸発がさ
れ、発生した蒸気は伝熱管９ａ内を流れるブライ
ンと熱交換し淡水となりトレイ１０ａに滴下回収
される。ブラインは連設した蒸発缶体Ａ〜Ｅ（便
宜のため５室を示す）の伝熱管９ａ〜９ｅを流
れ、最終蒸発缶体の伝熱管９ｅより送出され、つ
いで加熱器１１で蒸気１２の供給を受け加熱さ
れ、最終段の蒸発缶体Ｅの底部に供給されフラツ
シユ蒸発し、各蒸発缶体内のトレイで淡水とし回
収され、淡水槽１３に図示しない淡水ポンプで送
られる。濃縮されたブラインは副産物利用工場に
送られ含有する有価物が回収される。
の二つの用途のものがあるが、陸用の多段フラツ
シユ蒸発装置を第５図により説明する。海水は海
水汲上ポンプ４で汲み上げられ熱放棄部５の伝熱
管外面に凝縮するブライン（海水）の蒸気から淡
水を得て、更に脱炭酸、脱気をする海水前処理装
置６に送られる。前処理された海水は循環ブライ
ンの一部と混合し、複数の蒸発缶体７が連設して
形成される熱回収部８の第一段の蒸発缶体Ａの伝
熱管９ａに流入する。蒸発缶体Ａ内の飽和蒸気温
度より蒸発缶体Ａの底部に流入するブラインは温
度が高いのでブラインではフラツシユ蒸発がさ
れ、発生した蒸気は伝熱管９ａ内を流れるブライ
ンと熱交換し淡水となりトレイ１０ａに滴下回収
される。ブラインは連設した蒸発缶体Ａ〜Ｅ（便
宜のため５室を示す）の伝熱管９ａ〜９ｅを流
れ、最終蒸発缶体の伝熱管９ｅより送出され、つ
いで加熱器１１で蒸気１２の供給を受け加熱さ
れ、最終段の蒸発缶体Ｅの底部に供給されフラツ
シユ蒸発し、各蒸発缶体内のトレイで淡水とし回
収され、淡水槽１３に図示しない淡水ポンプで送
られる。濃縮されたブラインは副産物利用工場に
送られ含有する有価物が回収される。
上記の装置の図面より明かなごとく100万m3／
ｄの装置では蒸発缶体も大形化し、これに伴い蒸
発管の長さも長いものとなつてくる。このような 造水装置（海水淡水化装置）などの熱交換器に
用いられる伝熱管として、発明者等はさきに伝熱
効率を高めるためコルゲーシヨン加工を施した管
体、つまりコルゲート管としたものにつき提案し
た。コルゲート管は平滑管の外周壁に対し螺旋状
の溝を転造することにより形成され、この加工を
行なうことにより熱伝達率は従来の平滑管の1.5
倍程度に高め得ることが確認されている。初期の
コルゲート管は溝の始端部から終端部にわたつて
同一深さの溝が形成されていたが、この形式のコ
ルゲート管にあつては管板に近い管の溝に応力に
よる割れが生じ易かつた。つまり伝熱管内を通過
する流体のカルマン渦の力、船体の振動等により
伝熱管が振動して繰り返し応力が発生し、一方管
自体は両端が固定されているため応力は管体両端
の溝に集中し、この部分の溝に応力割れが生じる
事故が起つた。このため発明者等は第１図に示す
如きコルゲート管を提供した。図において、管体
１の外壁に螺旋状に形成した溝２のうち、始端部
Ｓから始まつて管体軸心方向に距離Ｌだけ部分で
所定の深さｈとなるよう溝２の深さを徐々に深く
し、各溝の最深部を結ぶ線ｌと管体側壁とのなす
角が所定の角Θ′となるようにする。管体中間部
は所定の深さｈの溝とし、さらに溝の終端部Ｅか
ら距離Ｌとなる位置から前記角度が同様のΘ′と
なるように徐々に溝を浅く形成した。この様な構
造とすることにより応力が集中する溝の始端部お
よび終端部近傍においては溝が浅くなり管の強度
を増加させている。これにより初期型のコルゲー
ト管に比較して応力による割れは大幅に減少した
が、管体両端の平滑部３の長さと応力の分散状
態、管体の肉厚と管全長との関係に基づく管体の
強度の問題等の解明が必ずしも十分ではなく、造
水装置の寿命の大幅延長のためにはより強度の高
い管体が要求されている。
ｄの装置では蒸発缶体も大形化し、これに伴い蒸
発管の長さも長いものとなつてくる。このような 造水装置（海水淡水化装置）などの熱交換器に
用いられる伝熱管として、発明者等はさきに伝熱
効率を高めるためコルゲーシヨン加工を施した管
体、つまりコルゲート管としたものにつき提案し
た。コルゲート管は平滑管の外周壁に対し螺旋状
の溝を転造することにより形成され、この加工を
行なうことにより熱伝達率は従来の平滑管の1.5
倍程度に高め得ることが確認されている。初期の
コルゲート管は溝の始端部から終端部にわたつて
同一深さの溝が形成されていたが、この形式のコ
ルゲート管にあつては管板に近い管の溝に応力に
よる割れが生じ易かつた。つまり伝熱管内を通過
する流体のカルマン渦の力、船体の振動等により
伝熱管が振動して繰り返し応力が発生し、一方管
自体は両端が固定されているため応力は管体両端
の溝に集中し、この部分の溝に応力割れが生じる
事故が起つた。このため発明者等は第１図に示す
如きコルゲート管を提供した。図において、管体
１の外壁に螺旋状に形成した溝２のうち、始端部
Ｓから始まつて管体軸心方向に距離Ｌだけ部分で
所定の深さｈとなるよう溝２の深さを徐々に深く
し、各溝の最深部を結ぶ線ｌと管体側壁とのなす
角が所定の角Θ′となるようにする。管体中間部
は所定の深さｈの溝とし、さらに溝の終端部Ｅか
ら距離Ｌとなる位置から前記角度が同様のΘ′と
なるように徐々に溝を浅く形成した。この様な構
造とすることにより応力が集中する溝の始端部お
よび終端部近傍においては溝が浅くなり管の強度
を増加させている。これにより初期型のコルゲー
ト管に比較して応力による割れは大幅に減少した
が、管体両端の平滑部３の長さと応力の分散状
態、管体の肉厚と管全長との関係に基づく管体の
強度の問題等の解明が必ずしも十分ではなく、造
水装置の寿命の大幅延長のためにはより強度の高
い管体が要求されている。
この発明の目的は上述した要望に鑑み、応力に
よる割れの発生を殆んど完全に防止し、より耐用
年限の長いコルゲート管の構造を提供することに
ある。
よる割れの発生を殆んど完全に防止し、より耐用
年限の長いコルゲート管の構造を提供することに
ある。
要するにこの発明は溝の始端部から一定距離の
間中央部に向つて溝を徐々に深くし、かつ終端部
から一定距離の部分から終端部に向つて溝を徐々
に浅くしたコルゲート管において、管端部の平滑
部の長さを管径の３〜４倍、溝の漸減部および漸
増部の長さを管径の３〜５倍として管体に対する
応力の分散をより効果的にしたものである。
間中央部に向つて溝を徐々に深くし、かつ終端部
から一定距離の部分から終端部に向つて溝を徐々
に浅くしたコルゲート管において、管端部の平滑
部の長さを管径の３〜４倍、溝の漸減部および漸
増部の長さを管径の３〜５倍として管体に対する
応力の分散をより効果的にしたものである。
以下この発明の実施例を図面により説明する。
第２図において管体１に対しては転造により溝
２が管体の外周壁に対し管軸心方向に螺旋状に形
成してある。溝２は始端部Ｓから始まつて管体軸
心方向に向つて徐々に深く形成し、各溝の最深部
を結ぶ線ｌと管体表面とのなす角が所定の角度Θ
となるようにして溝深さを増加した漸増部Ａを形
成する。角度Θは前述のΘ′よりも小さくし、つ
まりこの漸増部の長さL1は従来型よりも長くし
て管径Ｄの約３倍から５倍ときわめてゆるやかに
溝の深さを増し、均一深さｈの溝を有する中間部
Ｂとの接続部に応力が集中するのを防止する。一
方中間部Ｂから終端部Ｅに向つては漸増部Ａと同
様所定の角度Θをもつて溝２の深さが減少する漸
減部Ｃが形成される。この漸減部Ｃの長さも、管
径Ｄの約３から５倍のL1とする。
２が管体の外周壁に対し管軸心方向に螺旋状に形
成してある。溝２は始端部Ｓから始まつて管体軸
心方向に向つて徐々に深く形成し、各溝の最深部
を結ぶ線ｌと管体表面とのなす角が所定の角度Θ
となるようにして溝深さを増加した漸増部Ａを形
成する。角度Θは前述のΘ′よりも小さくし、つ
まりこの漸増部の長さL1は従来型よりも長くし
て管径Ｄの約３倍から５倍ときわめてゆるやかに
溝の深さを増し、均一深さｈの溝を有する中間部
Ｂとの接続部に応力が集中するのを防止する。一
方中間部Ｂから終端部Ｅに向つては漸増部Ａと同
様所定の角度Θをもつて溝２の深さが減少する漸
減部Ｃが形成される。この漸減部Ｃの長さも、管
径Ｄの約３から５倍のL1とする。
次に溝の始端部Ｓ、終端部Ｅから管端部までは
平滑部３となつている。この平滑部３も従来型よ
り長くし、その長さL2は管径Ｄの約３倍から４
倍とする。これにより従来は管端の拡管固定によ
り最も応力が集中した管体端部は、強度が高い平
滑部となるため応力の分散が図られることにな
る。
平滑部３となつている。この平滑部３も従来型よ
り長くし、その長さL2は管径Ｄの約３倍から４
倍とする。これにより従来は管端の拡管固定によ
り最も応力が集中した管体端部は、強度が高い平
滑部となるため応力の分散が図られることにな
る。
なお発明者等は管体の肉厚と管径との比率、管
径と管長との関係とを種々変化させ、所定の伝熱
効率を保持する範囲で強度の試験をしたところ、
平滑部３における管の肉厚Ｗは管径の約６％から
７％、管体１の全長L3は管径Ｄの約90倍以下が
良好であり、これらの管体の複数本で伝熱管群を
構成すれば強度および伝熱効率共に良好であるこ
とを確認した。
径と管長との関係とを種々変化させ、所定の伝熱
効率を保持する範囲で強度の試験をしたところ、
平滑部３における管の肉厚Ｗは管径の約６％から
７％、管体１の全長L3は管径Ｄの約90倍以下が
良好であり、これらの管体の複数本で伝熱管群を
構成すれば強度および伝熱効率共に良好であるこ
とを確認した。
以上の構成の伝熱管の複数本を装置本体内に配
置することにより造水装置を構成する。
置することにより造水装置を構成する。
第４図は上述した伝熱管と、従来型伝熱管との
応力の分布状態を比較した線図である。
応力の分布状態を比較した線図である。
図中線図ａは同一深さの溝を形成した初期型コ
ルゲート管の応力分布を示し、溝の始端部Ｓ、終
端部Ｅにおいて大きな応力が集中していることが
わかる。次にｂは第１図に示したコルゲート型伝
熱管であり、初期型と比較すると大幅に応力の分
散が図られているが、漸減部、漸増部および平滑
部の長さ不足等により、やはり管端部近傍に応力
集中が見られる。これに対して、この発明に係る
造水装置のコルゲート管においては線図ｃの如く
応力はさらに良好に分散され、応力割れの危険性
は殆んどない。これは、平滑部３および漸減部
Ａ、漸増部Ｃを長く形成し、さらに管の肉厚と長
さの関係も適正値としたため管体各部に加わる応
力に対応した強度が得られた為である。
ルゲート管の応力分布を示し、溝の始端部Ｓ、終
端部Ｅにおいて大きな応力が集中していることが
わかる。次にｂは第１図に示したコルゲート型伝
熱管であり、初期型と比較すると大幅に応力の分
散が図られているが、漸減部、漸増部および平滑
部の長さ不足等により、やはり管端部近傍に応力
集中が見られる。これに対して、この発明に係る
造水装置のコルゲート管においては線図ｃの如く
応力はさらに良好に分散され、応力割れの危険性
は殆んどない。これは、平滑部３および漸減部
Ａ、漸増部Ｃを長く形成し、さらに管の肉厚と長
さの関係も適正値としたため管体各部に加わる応
力に対応した強度が得られた為である。
この発明を実施することにより伝熱管に加わる
応力の分散が良好に行なわれ、伝熱管の寿命を大
幅に延長させることができる。
応力の分散が良好に行なわれ、伝熱管の寿命を大
幅に延長させることができる。
第１図は従来のコルゲート管の一部を破断した
側面図、第２図はこの発明に係るコルゲート管の
一部を破断した側面図、第３図は第２図の―
線による断面図、第４図は従来型コルゲート管と
この発明に係るコルゲート管との応力分散状態を
比較する線図、第５図は多段フラツシユ造水装置
の概念を示す説明図である。 １……管体、２……螺旋状溝、３……平滑部、
Ａ……漸増部、Ｂ……中間部、Ｃ……漸減部、Ｄ
……管径、Ｅ……溝の終端部、Ｓ……溝の始端
部、Ｗ……平滑部の肉厚。
側面図、第２図はこの発明に係るコルゲート管の
一部を破断した側面図、第３図は第２図の―
線による断面図、第４図は従来型コルゲート管と
この発明に係るコルゲート管との応力分散状態を
比較する線図、第５図は多段フラツシユ造水装置
の概念を示す説明図である。 １……管体、２……螺旋状溝、３……平滑部、
Ａ……漸増部、Ｂ……中間部、Ｃ……漸減部、Ｄ
……管径、Ｅ……溝の終端部、Ｓ……溝の始端
部、Ｗ……平滑部の肉厚。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 造水装置の伝熱管管体周壁に螺旋状の溝を形
成し、溝の進行方向に対して始端部から順に溝深
さの漸増部、中間部および漸減部を形成したもの
において、管端部の平滑部長さを管径の約３ない
し４倍、漸増部および漸減部の長さを管径の約３
ないし５倍としたコルゲート形伝熱管をもつこと
を特徴とするコルゲート形伝熱管付き造水装置。 ２ 管端部の平滑部の肉厚を管径の約６ないし７
％、管長を管径の約90倍以下としたコルゲート形
伝熱管の複数本で伝熱部を形成したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のコルゲート形伝
熱管付き造水装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16200481A JPS5864493A (ja) | 1981-10-13 | 1981-10-13 | コルゲ−ト形伝熱管付き造水装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16200481A JPS5864493A (ja) | 1981-10-13 | 1981-10-13 | コルゲ−ト形伝熱管付き造水装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5864493A JPS5864493A (ja) | 1983-04-16 |
| JPH0138546B2 true JPH0138546B2 (ja) | 1989-08-15 |
Family
ID=15746205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16200481A Granted JPS5864493A (ja) | 1981-10-13 | 1981-10-13 | コルゲ−ト形伝熱管付き造水装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5864493A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62179088U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-13 | ||
| DE10100241A1 (de) * | 2001-01-05 | 2002-07-18 | Hde Metallwerk Gmbh | Wärmetauscherrohr für flüssige oder gasförmige Medien |
| JP6041584B2 (ja) * | 2012-01-16 | 2016-12-14 | 株式会社ササクラ | 真空蒸発式造水装置 |
-
1981
- 1981-10-13 JP JP16200481A patent/JPS5864493A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5864493A (ja) | 1983-04-16 |
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