JPH04151496A - 伝熱管支持体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は多管式熱交換器に係り、特に伝熱管の軸方向中
間領域に配置されてその伝熱管を支持するために使用さ
れる伝熱管支持体に関する。

（従来の技術） 般に、多管式熱交換器は伝熱管の振動抑制と過度のたわ
みを防止するため、適当な間隔で配置される伝熱管支持
体によって伝熱管を支持している。伝熱管支持体で最も
代表的なのは平板に伝熱管の管配列に従って伝熱管の外
径より若干大きい口径の管孔を穿ったバッフルプレート
と呼ばれるものである。しかし、このバッフルプレート
は孔明は加工時、管孔の芯の加工精度を維持するのか難
しく、また複数のバッフルプレートを並べて伝熱管を挿
入する際にも管孔の芯が揃わず、組立が難しいという欠
点がある。

その他の伝熱管支持体としては、薄板を格子状に組合わ
せたものがあり、例えば等間隔に切欠き溝を設けた多数
の薄板を切欠き満を合わせて組上げ、格子状の構造とし
たものや、薄板をＶ字形等に折曲げ、山部と谷部を互い
に組合わせたものがある。前者の薄板を用いた格子状の
構造の伝熱管支持体は、一般に、エラグクレートと呼ば
れている。この薄板は管配列の間の隙間に納めなければ
ならないため、その隙間幅よりも薄い厚さの板が用いら
れる。材料としてはステンレス鋼か使われることが多い
。

このエラグクレートが他の伝熱管支持体、例えば、バッ
フルプレートと比べて優れているは、次の特徴によるも
のである （１）バッフルプレートの厚さは、一般に、２〇−■以
下であるのに対して、エラグクレートは通常約４０ｍ＋
ｓ程度の幅の物が使用され支持性に優れる。

（２）バッフルプレートに比べ管孔の芯ずれが少なく、
組立時に伝熱管の挿入が容易である。

（３）伝熱管との接触面が滑らかであり、伝熱管の支持
手段としてより望ましい。

（４）ステンレス鋼をエラグクレートの材料とすること
により耐腐食性の面からは通常炭素鋼であるバッフルプ
レートより優れている。

（５）バッフルプレートと比べ支持箇所での伝熱特性が
優れると共に、ガスが伝熱管方向に流れやすいので不凝
縮ガスの停滞防止にも有利である。

以下、第４図および第５図を参照して従来の技術の一例
を説明する。第４図は伝熱管支持体の外周部の一部を切
り取った斜視図である。符号］て示される格子の主要な
構成要素である薄板は相手の薄板１と切欠き溝を合わせ
て組上げられ、格子か形成される。伝熱管２はこの格子
の目の部分にはそれぞれ挿入されて管配列が保たれてい
る。これらの薄板１の両端はリング３に切られたスリッ
ト４にはめ込まれ、溶接により固定されている。

リング３の内周側は格子の１辺あるいは２辺を形成する
ように面取りしである。さらに、リング３の外周側は接
する胴との隙間か小さくなるよう胴の内側に沿った形状
となっている。

一方、管外流体か平行流で流れる際に流動抵抗を与える
タブを配置して構成した、いわゆるタブ付エッグクレー
トの代表的な例か第５図に示される。この例のタブ付エ
ッグクレートは一端を半円形に切欠いたものを折り曲げ
て形成されるタブ５を有する薄板６と、タブを持たない
薄板１とを組合わせて作られるものである。

ちなみに、タブ付エッグクレートの利点は次の点にある
。すなわち、バッフルプレートでは伝熱管の支持間隔は
一定ではなくζ隣接しているバッフルプレートの支持間
隔が２倍になる箇所か生しる。これに対してタブ５を計
画的に配置することでタブ付エッグクレートでは支持間
隔を一定に保つことができ、管外流体によってもたらさ
れる振動を防止するうえて、後者の有利さは明らかであ
る。さらに、タブ５の面積を変えることにより伝熱管に
対する平行流および直交流の流動抵抗を変化させること
ができ、管外流動状況を変えることが可能である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した伝熱管支持体はタブの有無にか
かわらず、以下のような問題がある。

第一に、格子の主要な構成要素である薄板１はリング３
のスリット４とのはめ合いを正確にするために精度よく
仕上げる必要がある。特に、大形の熱交換器にこうした
伝熱管支持体を使用する場合、薄板１の使用枚数は非常
に多くなり、薄板１の１枚１枚をこの要求に合うように
仕上げるのは容易でなく、能率面で問題がある。

第二に、リング３にスリット４を加工する際に能率か上
からないことである。このような幅の狭いスリット４を
加工するのは放電加工（ワイヤカット法）が最も適当と
思われるか、この場合の加工速度は放電加工機の能力に
もよるが、あまり速度を上げることはできない。このた
め、製造コストが大きくかさみ実用上の妨げになる。

第三に、管外流体の流動を制御しようとしてタブ５を設
けると、伝熱管２を挿入するときにこれが邪魔になり、
作業性か低下してしまう。一方また、この挿入において
伝熱管２の表面がタブ５のエツジで傷つけられる危険性
もある。

本発明の目的は支持体の厳密な加工精度を要求される部
材等を制限して簡素な手段を構成する方、支持体として
伝熱管の振動の抑制とたわみの防止機能を損なう虞れの
ない伝熱管支持体を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段） 本発明による伝熱管支持体はリングの半径方向に互いに
平行に複数の薄板を設け、円周上の１点で伝熱管と当接
可能な複数の中空の円筒部材を隣接する２枚の薄板の互
いに対向する面に伝熱管ピッチと等しいピッチでそれぞ
れ配置すると共に、その薄板の反対側の面に複数の円筒
部材を上記円筒部材の列に対して伝熱管ピッチの半分の
大きさだけずらし、かつ伝熱管ピッチと等しいピッチを
保持して配置したことを特徴とするものである。

（作用） 上記構成により伝熱管か２枚の薄板の間に入って行くと
き、エラグクレートのように相手薄板と組合わされてな
い薄板は柔軟性に富み、容易にたわむことによって伝熱
管がそこを通り抜けるのを妨げない。しかし、−度伝熱
管か円筒部材および薄板と接触して位置決めされたなら
ば、支持体の剛性は高くなるため、管外流体によっては
振動は起こらない。

かくして、平行な２枚薄板から伝熱管支持体は薄板枚数
が半減し、これに伴なってリングへのスリット加工も半
減し、簡素な構成ながら要求される機能を損なわない手
段とすることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。第１図において、薄板１１は千鳥配列の伝
熱管１２の隙間にあってリング１３の半径方向に互いに
平行に配置されている。

伝熱管１２をその間に挟んで相対する２枚の薄板１１の
向かい合う面には伝熱管ピッチと等しいピッチで中空の
円筒部材１４がそれぞれ配置され、また、同じ２枚の薄
板１１の反対側の面には上記円筒部材１４の列に対して
伝熱管ピッチの半分の大きさだけ位置をずらし、かつ伝
熱管ピッチと等しいピッチを保って同じ中空の円筒部材
１４が配置されている。これらの円筒部材１４の直径は
円周上の１点で伝熱管１２と接触可能なようにその大き
さが決められる。したかつて、伝熱管１２は円周上の４
点で円筒部材１４と接しており、全部で６点で支持され
る。

第２図に２枚の薄板１１のそれぞれの面に配置された円
筒部材１４の全体形状を示している。各円筒部材１４は
薄板１１の全幅にわたる長さを有し、薄板１１に溶接に
よって固定される。

本実施例は上記の構成であるから、薄板１１自身は伝熱
管１２か挿入される前は柔軟性のある１枚の板であり、
伝熱管１２が薄板１１の間に入って行く過程で仮にピッ
チ寸法等に不揃いかある場合も薄板１１か伝熱管１２の
外面に倣ってたわむみ、挿入の妨げにはならない。しか
し、伝熱管１２が円筒部材１４および薄板１１と接触し
て正しく位置決めされた後は支持体自体の剛性が高まり
、管外流体からもたらされる励振力に坑するたけの充分
な強さを持つ。

このエラグクレートのように相手薄板と組む必要のない
伝熱管支持体はエラグクレートを構成する場合に必要と
するほぼ同数の薄板を省略可能であって、厳密な寸法精
度が要求される薄板の枚数を半減することができ、これ
と共にコストがかさむリング１３へのスリットの加工も
半減することか可能である。

しかも、上記の通り、伝熱管１２の支持体への挿入は容
易であり、タブ５のようなエツジの鋭い部分かないので
、伝熱管１２を傷つける心配もない。さらに、エラグク
レートにおける４点の支持に対して最大６点の支持とな
り、支持特性が向上する。

また、伝熱管１２に沿った流れをジグザグ流に変えるに
は中空の円筒部材１４に代えて中空部のない部材、例え
ば円柱部材を必要な箇所に設けることにより任意の流れ
を実現できる。

次に、本発明の他の実施例を第３図を参照して説明する
。本実施例は規則正しい基盤目配列の伝熱管に適用され
るもので、中空の円筒部材１５の中心に薄板１１の厚さ
よりも少し幅の広いスリットを切り、これを伝熱管ピッ
チの半分のピッチで薄板１１上に配置する。エラグクレ
ート式の伝熱管支持体では基盤目配列の伝熱管に適用し
た場合、伝熱管相互の隙間は薄板１１の厚さと等しくな
り、最適な伝熱管ピッチを選ぶことができない。本実施
例によれば、円筒部材１５の大きさを適切に選ぶことに
より伝熱管ピッチは任意に決めることができ、最適な組
合わせか得られる。

なお、千鳥配列の場合も同様に中空の円筒部材１５に代
えて中空部のない円柱部材を用いることで管外流体の伝
熱管軸方向の流れに対する流動抵抗を増すことかでき、
管外流体をジグザグ流で流すことも可能である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、支持体
の厳密な加工精度を要求される部材を制限しながら、支
持体として伝熱管の振動の抑制およびたわみの防止を充
分に果たすことができ、簡素にしてしかも機能の優れた
手段を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る伝熱管支持体の一実施例を示す断
面図、第２図は第１図の伝熱管支持体の斜視図、第３図
は本発明の他の実施例を示す断面図、第４図は従来のエ
ラグクレート式支持体を示す斜視図、第５図は従来のタ
ブ付エッグクレート式支持体を示す斜視図である。 １１・・・・・・薄板 １２・・・・・・・伝熱管 １３・・・・・　リング １４．１５・・・円筒部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リングの半径方向に互いに平行に複数の薄板を設け、円
   周状の１点で伝熱管と当接可能な複数の中空の円筒部材
   を隣接する２枚の前記薄板の互いに対向する面に伝熱管
   ピッチと等しいピッチでそれぞれ配置すると共に、その
   薄板の反対側の面に複数の前記円筒部材を前記円筒部材
   の列に対して伝熱管ピッチの半分の大きさだけ位置をず
   らし、かつ伝熱管ピッチと等しいピッチを保持して配置
   してなる伝熱管支持体。