JPH0245120B2

JPH0245120B2 -

Info

Publication number: JPH0245120B2
Application number: JP60096534A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Azuma; Tetsuo Takehara
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1985-05-07
Filing date: 1985-05-07
Publication date: 1990-10-08
Also published as: JPS61256194A

Description

【発明の詳細な説明】「技術分野」本発明は、例えばセラミツク伝熱管を有する熱
交換器などに適用されるセラミツクチユーブの接
続構造に関する。

「従来技術およびその問題点」近年、高温の燃焼ガスなどの熱交換において、
セラミツク伝熱管を有する熱交換器の採用が試み
られている。

しかしながら、一般にセラミツクは曲げ応用に
弱く、破損しやすい性質がある。このため、長尺
なセラミツク伝熱管を熱交換器本体に収容した場
合には、振動や熱的応力によつて管が破損する虞
れがある。また、長尺なセラミツク伝熱管は、製
造が極めて困難でもある。

したがつて、長尺なセラミツク伝熱管などを必
要とする場合には、比較的短い管を接続して使用
する必要がある。このようなセラミツクチユーブ
の接続構造として、セラミツクチユーブの端部と
端部とを管板によつて接続支持した構造が知られ
ている。

しかしながら、上記のようなセラミツクチユー
ブの接続構造では、セラミツクチユーブを管板に
組付ける際に接続するので、セラミツクチユーブ
と管板との組立てを現場で行なう必要があり、作
業性が悪かつた。また、セラミツクチユーブが複
数本の管束をなすときは、各セラミツクチユーブ
の寸法誤差やバラツキにより、接続箇所がずれて
しまい管板部位における接続が困難となることも
あつた。さらに、セラミツクチユーブを接続する
ことにより、高温下における金属とセラミツクと
の熱膨張率の差が各セラミツクチユーブ毎に加算
されて全体として極めて大きなものとなり、熱膨
張率の差による寸法ずれを吸収する構造とするこ
とが極めて困難であつた。

「発明の目的」本発明の目的は、組立や設計が容易であり、製
品の寸法誤差や、熱膨張率の差による寸法ずれを
容易に吸収することができるセラミツクチユーブ
の接続構造を提供することにある。

「発明の構成」本発明のセラミツクチユーブの接続構造は、セ
ラミツクチユーブの下端を管板に係係合して保持
させ、前記セラミツクチユーブの上端を別の管板
に軸方向移動可能に保持させ、これらの管板の外
周を缶壁で囲んでユニツトとし、これらのユニツ
トを、隣接る管板と管板との間に〓間を設けて、
縦方向に連結したことを特徴とする。

したがつて、本発明の接続構造によれば、上記
ユニツトを縦方向に連結するだけで、所望の長さ
のセラミツクチユーブを有する熱交換器、集塵装
置などを組立てることができ、セラミツクチユー
ブの組込み、輸送、現場での組立て、分解が容易
になる。また、各ユニツトにおいてセラミツクチ
ユーブ下端を下方の管板に係合して保持させ、セ
ラミツクチユーブ上端を上方の管板に軸方向移動
可能に保持させ、ユニツトを連結するときに隣接
する管板と管板との間に〓間を設けるようにした
ので、各セラミツクチユーブの製品寸法誤差や、
セラミツクチユーブと缶壁との熱膨張率の差によ
る寸法ずれが生じても、これらの寸法ずれが上記
管板の〓間によつて各ユニツトごとに吸収され、
寸法ずれが軸方向に加算されて過大な応力がかか
ることはない。

本発明の好ましい態様によれば、前記管板には
複数本のセラミツクチユーブの端部が保持されて
いる。この例では、複数本のセラミツクチユーブ
の管束が管板で保持され、この管板と管板とを接
合することにより、管束を一度に長手方向に接続
することができる。

本発明のさらに好ましい態様によれば、前記管
板は水冷管板とされる。管板は、通常金属で形成
されるので、水冷構造とすることにより耐熱性を
を付与することができる。また、セラミツクチユ
ーブの保持部分や、管板と管板との接合部分が冷
却されることにより、それらの部分におけるシー
ルがしやすくなる。

本発明による接合構造は、例えば熱交換器にお
けるセラミツク伝熱管の接合や、高温排ガスなど
からの集塵装置における多孔質セラミツクチユー
ブの接合などに適用することができる。

「発明の実施例」第１図には、本発明によるセラミツクチユーブ
の接続構造が示されている。連結すべき一方のセ
ラミツクチユーブ１ａの下端部が金属製の管板２
ａにより保持されている。また、連結すべき他方
のセラミツクチユーブ１ｂの上端部が金属製の管
板２ｂに保持されている。この場合、各セラミツ
クチユーブ１ａ，１ｂは、各管板２ａ，２ｂの挿
通孔３ａ，３ｂにそれぞれ挿通され、筒状のシー
ル部材４ａ，４ｂを介して各管板２ａ，２ｂに保
持されている。シール部材４ａ，４ｂとしては、
金属とセラミツクスとの熱膨張率の差に起因する
セラミツクチユーブ１ａ，１ｂの位置ずれを吸収
し、かつ、気密性が保持される構造とされ、例え
ば金属製伸縮継手や、耐熱性ゴム等のパツキン
や、セラミツク粉末を用いたコンパウンドシール
などが採用される。なお、上部の管板２ａの下面
には支持リング５が固着され、支持リング５によ
りセラミツクチユーブ１ａの下端部を支持してい
る。また、各管板２ａ，２ｂには水室６ａ，６ｂ
が形成されており、これによつて水冷がなされる
ようになつている。各管板２ａ，２ｂの外周は、
缶壁７ａ，７ｂによつて囲まれている。さらに、
缶壁７ａ，７ｂの外周にはフランジ８ａ，８ｂが
固着されている。そして、管板２ａ，２ｂは、こ
のフランジ８ａ，８ｂ面を突き合わされ、ボルト
９およびナツト１０により締付けられることによ
り、接合されている。この場合、フランジ８ａ，
８ｂの間にはパツキン１１が介在され、缶体内部
を密封シールしている。そして、管板２ａ，２ｂ
の間には所定の間隙１２が形成され、セラミツク
チユーブ１ａ，１ｂは間隙１２を介して互いに連
通している。間隙１２を設けると次のような利点
がある。まず、複数本のセラミツクチユーブ１
ａ，１ｂの長さは不揃いであることが多いが、こ
うした不揃いが間隙１２によつて許容されること
になる。また、管板２ａの下面、管板２ｂの上面
の面仕上げをラフにできる。さらに、セラミツク
チユーブ１と管板２ａ，２ｂとのシール構造、接
続構造の選択が容易となる。なお、図示していな
いが、管板２ａ，２ｂは、実際には複数本のセラ
ミツクチユーブ１ａ，１ｂをそれぞれ支持してい
る。図中、１３はキヤスタブル等からなる断熱材
である。

第２図には上記接続構造を適用してなる熱交換
器が示されている。この熱交換器２１は、複数の
ユニツト２２，２３，２４が縦方向に連結されて
できている。各ユニツト２２，２３，２４は、そ
れぞれ複数のセラミツクチユーブ１の両端部が管
板２によつて支持されてなる。そして、管板２が
上記接続構造によつて接合されることにより、セ
ラミツクチユーブ１は軸方向に連通されている。
なお、最上部のユニツト２２の上部管板２は被加
熱ガス流入口２５を有するヘツダ２６に接続さ
れ、最下部のユニツト２４の下部管板２は被加熱
ガス流出口２７を有するヘツダ２８に接続されて
いる。そして、各ユニツト２２，２３，２４に
は、加熱ガス流入口２９および加熱ガス流出口３
０がそれぞれ設けられている。図中、３１は管板
２の冷却水出入口であり、１３はユニツト２２，
２３，２４、ヘツダ２６，２８の金属製缶壁およ
び金属製の管板２に内張りされた断熱材である。

上記の構成において、被加熱ガスは、被加熱ガ
ス流入口２５からヘツダ２６内に入り、ユニツト
２２，２３，２４の複数本のセラミツクチユーブ
１内を順次通つてヘツダ２８内に入り、被加熱ガ
ス流出口２７より流出する。一方、加熱ガスは、
各ユニツト２２，２３，２４に設けられた加熱ガ
ス流入口２９より入り、加熱ガス流出口３０より
流出する。加熱ガスは熱交換器２１の内部で複数
本のセラミツクチユーブ１に接触して熱を伝達
し、セラミツクチユーブ１内を流れる被加熱ガス
を加熱する。

この熱交換器２１の組立てに際しては、各ユニ
ツト２２，２３，２４の管板２をそれぞれ突き合
わせてボルト９およびナツト１０で締付け固定
し、最上部のユニツト２２の上部管板２にヘツダ
２６を接続し、最下部のユニツト２４の下部管板
２にヘツダ２８を接合するだけでよい。また、補
修などに際しては、各管板２を分離するだけで容
易に分解することができる。このように、複数本
のセラミツクチユーブ１をあらかじめ管板２に組
付けてユニツト化したので、セラミツクチユーブ
１の組込み、輸送、現場での組立て、分解が容易
となる。

また、各セラミツクチユーブ１の製造に伴なう
寸法誤差は、各ユニツト２２，２３，２４の管板
２においてれぞれ吸収されるので、寸法誤差が軸
方向に加算されて支障を生じることはない。同様
にして、熱膨張率の差による寸法ずれも、各ユニ
ツト２２，２３，２４の管板２においてそれぞれ
吸収されるので、寸法ずれが軸方向に加算されて
過大な応力がかかることはない。

なお、上記実施例において、管板２ａ，２ｂの
接合部において、接続すべきセラミツクチユーブ
１ａ，１ｂの位置は、必ずしも対応している必要
はなく、互いにずれていてもよい。その場合、セ
ラミツクチユーブ１は管板２ａ，２ｂの間の間隙
１２を介して連通するので流路が閉塞されること
はない。また、各ユニツト２２，２３，２４にお
いて支持されているセラミツクチユーブ１の数は
ユニツト毎に異なつていてもよく、例えば下方の
ユニツト２３，２４に向うにしたがつてセラミツ
クチユーブ１の数少なくなつていてもよい。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、接続す
べきセラミツクチユーブの端部をそれぞれ管板で
保持し、この管板と管板とを接合するようにした
ので、あらかじめセラミツクチユーブと管板とを
組付けてユニツト化しておき、設計、輸送、組立
て、分解を容易にすることができる。また、セラ
ミツクチユーブの製造に伴なう寸法誤差や、高温
下における熱膨張率の差による寸法ずれが各管板
において吸収されるので、軸方向に累積されるこ
とはなく、全体として無理な応力がからない構造
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるセラミツクチユーブの接
続構造の実施例を示す要部縦断面図、第２図は同
接続構造を適用した熱交換器の一例を示す一部切
欠断面図である。図中、１，１ａ，１ｂはセラミツクチユーブ、
２，２ａ，２ｂは管板、４ａ，４ｂはシール部
材、５は支持リング、６ａ，６ｂは水室、７ａ，
７ｂは缶壁、８ａ，８ｂはフランジ、９はボル
ト、１０はナツト、２２，２３，２４はユニツト
である。

Claims

【特許請求の範囲】１セラミツクチユーブの下端を管板に係合して
保持させ、前記セラミツクチユーブの上端を別の
管板に軸方向移動可能に保持させ、これらの管板
の外周を缶壁で囲んでユニツトとし、これらのユ
ニツトを、隣接する管板と管板との間に〓間を設
けて、縦方向に連結したことを特徴とするセラミ
ツクチユーブの接続構造。２特許請求の範囲第１項において、前記管板に
は複数本のセラミツクチユーブの端部が保持され
ているセラミツクチユーブの接続構造。３特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、前記管板は水冷管板であるセラミツクチユー
ブの接続構造。４特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
において、前記した管板と管板とが間〓を介して
接合されているセラミツクチユーブの接続構造。