JPH0590181U - 熱交換器伝熱管の振動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 熱交換器伝熱管の振動防止装置に係るもの
で、複数の伝熱管の相互間隙に支持部材を挿入して伝熱
管の振動を抑制する効果を高めるものである。 【構成】 配列された複数の伝熱管４の相互間隙に、帯
板状の支持梁２１と、支持梁２１に取り付けられ温度上
昇とともに変形して伝熱管４に圧接させられる接触部材
２２とを具備する支持部材２０を挿入して構成され、組
み付けに際して伝熱管と接触することなく挿入でき、ま
た、熱交換器の稼働による温度上昇とともに伝熱管に圧
接状態となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、熱交換器伝熱管の振動防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４および図５は、Ｕ字管式熱交換器の従来例を示すものである。 該Ｕ字管式熱交換器は、円筒状をなす熱交換器シェル１の中に、基部管板２と 複数のバッフルプレート３とで支持された状態にＵ字状の伝熱管４が複数設けら れるとともに、熱交換器シェル１の端部に、基部管板２を覆うように水室ケーシ ング５が配され、該水室ケーシング５に配した水室隔離板６によって内部を区画 して、各伝熱管４の両開口に対して個々に連通状態の入口プレナム部７と出口プ レナム部８とを形成している。

【０００３】 前記バッフルプレート３は、管板２にタイロッド９によって支持されており、 熱交換器シェル１の半径方向に互い違い状にずれた位置に長手方向に間隔を空け て配設されることにより、熱交換器シェル１内を長手方向に沿って区画するとと もに、熱交換器シェル１内に蛇行流路を形成している。

【０００４】 そして、入口プレナム部７と出口プレナム部８とには、管内流体用入口１０と 管内流体用出口１１とが配設され、熱交換器シェル１には、シェル内流体用入口 １２とシェル内流体用出口１３とが配設されており、図４の各矢印で示すように 流体を挿通させることにより熱交換が行なわれる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このような熱交換器においては、伝熱管４と該伝熱管４を支持する バッフルプレート３とは、組み付け上の問題から完全に固定することができず、 図５に示すように、伝熱管４の外径より若干大きな口径の挿通孔３ａに伝熱管４ を挿通させるようにしている。

【０００６】 しかしながら、熱交換器シェル１内部の流体の流速の変動等によって部分的に 伝熱管４の振動が大きくなる現象が生ずることがあり、特に、熱交換室３の流体 が流速の大きい気体である場合や、気液混合流体である場合には、その傾向が顕 著なものとなるが、このような場合に、従来のバッフルプレート３であると伝熱 管４の振動を十分に抑えることが困難であり、また、振動が大きくなった場合に は、伝熱管４に衝突して伝熱管を損傷することが考えられる。

【０００７】 本考案は、上述した事情に鑑みてなされたもので、伝熱管４を効果的に支持し て伝熱管４の耐久性および健全性を向上させること等を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決する手段として、本考案は、熱交換器シェル内部に挿入さ れる複数の伝熱管の相互間隙に、伝熱管に接触して振動を防止する支持部材を挿 入してなり、該支持部材は、伝熱管の間に配される帯板状の支持梁と、該支持梁 に取り付けられ温度上昇とともに変形して伝熱管に圧接させられる接触部材とを 具備している構成の熱交換器伝熱管の振動防止装置を提案している。

【０００９】

【作用】

支持部材を熱交換器シェル内部に配列状態とされた伝熱管の相互間隙に挿入し 、熱交換器の稼働による温度上昇に伴って接触部材が変形させられることにより 接触部材が伝熱管に圧接されて伝熱管の振動を拘束する。熱交換器の稼働が停止 されると、接触部材の変形が復元して伝熱管から離間された状態となることによ り、保守時等にあっては、この状態において支持部材を伝熱管から抜き取る作業 が行われる。

【００１０】

【実施例】

以下、図１および図２に基づいて、本考案に係る熱交換器伝熱管の振動防止装 置の第１実施例を説明する。 該第１実施例において、前述した従来例の熱交換器の各部と共通する部分には 、同一符号を付し、また、伝熱管４は、縦横に等間隔Ｇを空けて一定のピッチＰ となるように正方配列されているものとして説明を簡略化する。

【００１１】 第１実施例における熱交換器は、熱交換器シェル１、管板２、該管板２にタイ ロッド９で支持されたバッフルプレート３、配列状態の複数の伝熱管４を備えて いる点で従来技術例と共通するが、支持部材２０を伝熱管４の相互間隙Ｇに挿入 している点で相違している。

【００１２】 前記支持部材２０は、熱膨張率の小さい材質で形成された帯板状の支持梁２１ と、該支持梁２１の両面に取り付けられた複数の接触部材２２とを具備して構成 されている。

【００１３】 接触部材２２は、図２に示すように、長方形状の薄板を湾曲させて形成したも のであり、長手方向の中央を長手方向に沿う円弧状に湾曲させて形成した接触部 ２２ａと、該接触部２２ａの両端を接触部２２ａと逆方向に湾曲させて形成した ２箇所の固定部２２ｂとを具備している。この接触部材２２は、前記支持梁２１ と比較して熱膨張率の大きい材質で構成されており、２箇所の固定部２２ｂを支 持梁２１の長手方向に並べて配置し、該固定部２２ｂと支持梁２１とを溶接等に よって固定することにより、接触部２２ａを支持梁２１の厚さ方向に突出させて 取り付けられる。

【００１４】 このような構成の接触部材２２を、前記支持梁２１の長手方向に沿って伝熱管 ４の配列ピッチＰと同じピッチで複数取り付け、また、支持梁２１の両面に表裏 同一の位置に取り付けることによって、支持部材２０が構成される。この支持部 材２０の厚さ方向の最大寸法は、前記支持梁２１の両面に取り付けられた接触部 材２２の接触部２２ａを結ぶ距離であって、前記伝熱管４の相互間隙Ｇより小さ くなるように構成されている。

【００１５】 このように構成された支持部材２０によって熱交換器の伝熱管４を振動しない ように支持するには、伝熱管４の組み立て時に熱交換器シェル１外において、複 数の支持部材２０を、図１に示すように、配列状態の伝熱管４の各相互間隙Ｇに 異なる二方向から挿入することにより、全体として格子状に配置する。このとき 、支持部材２０に設けられた接触部材２２の接触部２２ａを各伝熱管に対面する 位置に配置する。

【００１６】 ここで、支持部材２０の厚さ方向の最大寸法は、隣り合う伝熱管４の相互間隙 Ｇより小さくなるように形成されているので、接触部材２２と伝熱管４とが摩擦 を生ずることなく支持部材２０を伝熱管４の相互間隙Ｇに挿入することができ、 したがって伝熱管４に損傷を与えることがない。

【００１７】 そして、伝熱管４の相互間隙Ｇに挿入された支持部材２０をタイロッド９ある いはバッフルプレート３に溶接等により固定した後に、支持部材２０の取り付け られた伝熱管４を熱交換器シェル１内に挿入することにより熱交換器が構成され る。

【００１８】 このように構成された熱交換器において、熱交換を行うために熱交換流体を熱 交換器シェル１および伝熱管４内に挿通すると、支持部材２０付近の温度が上昇 させられ、支持部材２０に熱膨張が発生する。支持梁２１は熱膨張率が小さく、 接触部材２２は支持梁２１と比較して熱膨張率の大きな材質で構成されているこ とから、接触部材２２の膨張に際し、支持梁２１に固定された２箇所の固定部２ ２ｂの間隔寸法の変化は極めて小さく、結果として、接触部材２２の膨張は、接 触部２２ａを支持部材２０の厚さ方向の最大寸法を増加する方向に変位させるこ とになる。ここで、接触部２２ａは、伝熱管４に対面する位置に配置されている ので、熱膨張によって伝熱管４の方向に変位して伝熱管４に圧接状態に接触する ことになり、これによって伝熱管の振動が拘束されることになる。

【００１９】 一方、伝熱管の交換あるいは熱交換器の定期保守時においては、熱交換器の稼 働が停止され、支持部材２０周辺の温度は低下して接触部材２２の熱膨張による 変形が復元するので、接触部２２ａの伝熱管４への圧接状態が解除され、支持部 材２０を伝熱管４の相互間隙Ｇから容易に抜き取ることができるようになる。

【００２０】 次に、本考案の第２実施例について、図３に基づいて説明する。 第２実施例は、支持部材２５を伝熱管４の相互間隙Ｇに挿入する点で第１実施 例と共通しているが、支持部材２５が、支持梁２１の両面に該支持梁２１の長手 方向に沿う帯状の接触部材２６を取り付けて構成されている点で相違している。

【００２１】 該接触部材２６は、図３に示すように、帯状の薄板を幅方向に沿う円弧状に湾 曲させて形成した接触部２６ａと、該接触部２６ａの両縁を接触部２６ａと逆方 向に折り返して形成した固定部２６ｂとを具備している。この接触部材２６は第 １実施例と同様に支持梁２１より熱膨張率の大きな材質で構成されている。そし て、帯状の接触部材２６を帯状の支持梁２１に沿うように配し、固定部２６ｂを 支持梁２１に溶接等によって固定することにより、支持梁２１の両面に接触部材 ２６が管状の凸部を形成し、これによって支持部材２５が形成される。

【００２２】 このように形成された支持部材２５を伝熱管４の相互間隙Ｇに挿入して構成さ れた熱交換器を稼働すると、温度上昇によって接触部材２６が膨張する。支持梁 ２１の熱膨張率は小さいので、接触部材２６の２箇所の固定部２６ｂの間隔寸法 の変化は極めて小さく、結果として、接触部材２６の膨張は、接触部２６ａを支 持部材２５の厚さ方向に変位させることになる。そして、第１実施例と同様にし て、接触部２６ａが伝熱管に圧接状態となり、伝熱管４の振動が防止される。

【００２３】 さらに、支持部材２５は、接触部材２６が支持梁２１の両面に長手方向に沿う 管状の凸部を形成して構成されているので、該支持部材２５を伝熱管４の相互間 隙Ｇに伝熱管４と交差する方向に挿入することにより、複数の伝熱管に接触部２ ６ａを対面させることができ、また、対面する位置に位置決めする作業が不要と なる。

【００２４】 〈他の実施態様〉 なお、本考案に係る熱交換器伝熱管の振動防止装置にあっては、次の技術を採 用することができる。 支持部材を他の固定手段によって固定すること。 接触部材を熱膨張率の異なる金属を合せることにより形成したバイメタルに よって構成すること。 接触部材を形状記憶合金によって構成すること。

【００２５】

【考案の効果】

以上、説明したように本考案に係る熱交換器伝熱管の振動防止装置によれば、 複数の伝熱管の相互間隙に、帯板状の支持梁と、該支持梁に取り付けられ温度上 昇とともに変形して伝熱管に圧接させられる接触部材とを具備する支持部材を挿 入してなる構成であるので、以下の効果を奏する。 （１）支持部材が伝熱管に擦れないように挿入され、伝熱管を傷つけることなく 、かつ、現場合わせで容易に支持装置を組み付けることができる。 （２）支持部材を伝熱管に圧接させるので、伝熱管の振動が確実に抑制され、伝 熱管の耐久性および健全性が向上される。 （３）支持部材を複数の伝熱管の相互間隙に挿入するので、１つの支持部材の挿 入によって複数の伝熱管を支持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る熱交換器伝熱管の振動防止装置の
第１実施例を示す平面図である。

【図２】図１の支持部材を示す拡大図である。

【図３】本考案に係る熱交換器伝熱管の振動防止装置の
第２実施例による支持部材を示す拡大図である。

【図４】Ｕ字管式熱交換器の従来例を示す正断面図であ
る。

【図５】熱交換器伝熱管の支持構造の従来例を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器シェル ２ 管板 ３ バッフルプレート ３ａ 挿通孔 ４ 伝熱管 ５ 水室ケーシング ６ 隔離板 ７ 入口プレナム部 ８ 出口プレナム部 ９ タイロッド １０ 管内流体用入口 １１ 管内流体用出口 １２ シェル内流体用入口 １３ シェル内流体用出口 ２０・２５ 支持部材 ２１ 支持梁 ２２・２６ 接触部材 ２２ａ・２６ａ 接触部 ２２ｂ・２６ｂ 固定部 Ｇ 相互間隙 Ｐ 配列ピッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器シェル内部に挿入される複数の
   伝熱管の相互間隙に、伝熱管に接触して振動を防止する
   支持部材を挿入してなり、該支持部材は、伝熱管の間に
   配される帯板状の支持梁と、該支持梁に取り付けられ温
   度上昇とともに変形して伝熱管に圧接させられる接触部
   材とを具備していることを特徴とする熱交換器伝熱管の
   振動防止装置。