JPH062788A

JPH062788A - 互いに適宜の間隔を隔てて配置される多数の長尺物を支持する方法及び装置

Info

Publication number: JPH062788A
Application number: JP3085128A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Nakao; 清中尾
Original assignee: Toyo Engineering Corp
Current assignee: Toyo Engineering Corp
Priority date: 1991-04-17
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1994-01-11
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: MX9201799A; CN1065910A; CN1039742C; JPH0784909B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】化学プラント、動力プラントなどで使用される
熱交換器、反応器、ボイラーなどに取りつけられる伝熱
管、蒸発管、計測器保護管、ステーその他の長尺物の固
定方法及び装置を提供する。【構成】通常用いられる最少結束単位、即ち、三本の管
１，２及び３を結束する。これらの管にはそれぞれ矩形
板忙のスペーサ１ａ，２ａ，３ａが溶接されている。こ
れらは管を容器内の所定の位置に取付けた後に溶接して
もよく、又管を取付ける前に予めそれぞれの管に溶接し
ておいてもよい。これらの管１，２，３はベルト１０に
より巻き締められ、これにより結束され、相互に振動し
ないよう、強力に支持される。而して実際には管は三本
に止まらず、格子状または同心環状に多数配列されてお
り、この最少単位の支持装置は、多段にマトリックス状
若しくは網目状に設けられ、管系全体が一体的に一つの
構成体に編成されるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化学プラントや動力プ
ラントなどの分野で使用される熱交換器、反応器、ボイ
ラーなどに取りつけられる伝熱管、蒸発管、計測器保護
管、ステー、鉄骨、その他の長尺物（本明細書に於いて
長尺物とは、これらの全てを含むものとする）の固定方
法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱交換器、反応器、ボイラーなどの圧力
容器や、冷却塔などの開放容器内部では、略平行に配置
された多数の長い細管が用いられている。これらの管は
通常その両端が容器の内部隔壁に設けた孔を貫通してお
り、その貫通孔部分でその隔壁に溶接されている。そし
て、これらの細管は、激しく流動、沸騰、対流又は反応
する流体に曝されており、そのため、中間部分で振れ止
めや撓み止めが必要となる。

【０００３】このような目的では、流体の流動を阻害す
ることなく、又は、所望の流路に沿って流体を誘導しな
がら、細管を結束、固定する必要がある。而して従来
は、これらの流体の流動を阻害しないように格子状又は
櫛歯状に形成した支持装置を設けてこれで管を固定した
り、或いは、流体の流れを誘導したり混合を促進するた
め設けられる邪魔板などを支持装置として利用し、これ
に管を固定して、管束を支持していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、管とこれ
らの支持装置の接合を溶接で行う場合、管の全部が同一
の支持部材に強固に溶接固定されることになるが、この
ようにすると、一般にこれらの管には強い温度勾配があ
り、又、温度の時間的変動も大きいので、管束はもとよ
り、上記支持装置や、邪魔板などにも異常な応力が加わ
り、それらの永久的な変形、応力割れ、金属疲労などが
生じるという問題が生じる。

【０００５】又、このような方法により多数の管を支持
するようにした場合、管の一部を交換又は修理すること
が極めて困難となる。又、これらの支持装置を採用する
場合、管の配列に対する制約が大きくなり、設計の自由
度が小さくなるという問題がある。

【０００６】更に又、反応器などに於いては、これらの
邪魔板式又は格子式の支持装置を設けると、容器内部に
触媒などの固形物を充填したり、取出したりする際、作
業が著しく困難になるという問題がある。更に、管の外
側を流動する流体に粉体等の固形物が含まれている場
合、これらの支持部材の表面に固形物が堆積して、熱伝
導や流体の流動を著しく阻害して運転操作に悪影響を与
えることがある。本発明はこれらの問題の問題を解決す
るためなされたものである。

【０００７】

【課題を解決する手段】本発明の叙上の目的は、反応器
などの容器内に、その軸直角方向に適宜の間隔を隔てて
配置され、少なくとも自転しないように固定された互い
に相隣る複数の長尺物の間に、それぞれ一方の長尺物の
側面から他の一方の長尺物の側面に達するスペーサを、
長尺物の軸方向に適宜の間隔を介して複数挿入し、何れ
か一方の長尺物の側面に固着すると共に、互いに近接し
スペーサを介して結束し得る位置にある適宜の数の長尺
物を適宜の位置でベルトで巻き締め結束し、以下順次上
記の工程を繰り返して全管束を固定することにより達成
される。

【０００８】本発明の叙上の目的は、更に、これらの容
器内で互いに相隣る位置に配置される長尺物の一方の側
面に、相手方となる長尺物との間隔に等しい長さを有す
る少なくとも一つのスペーサを、その長尺物が所定の位
置に配置されたときその相手方の方向に向くよう予め固
着すると共に、それらの長尺物を順次それぞれ容器内の
所望の位置に配置、固定し、前工程により所定の位置に
固定した長尺物の内、互いに近接しスペーサを介して結
束し得る位置にある適宜の数の長尺物を適宜の位置でベ
ルトで巻き締め結束し、以下順次上記の工程を繰り返し
て全管束を固定することにより達成される。

【０００９】又、更に、本発明の目的は、互いに適宜の
間隔を隔てて容器内に配置される多数の長尺物を、互い
に近接し結束し得る位置にある所望数のものを巻き締め
結束する多数のバンドと、一つのバンドにより巻き締め
られる長尺物の間にそれぞれ設けられ、それぞれ一端が
何れか一方の長尺物の側面に固着され、その自由端が相
手方の側面に達する複数のスペーサとから成る支持装置
により達成される。

【００１０】而して、望ましい実施例に於いては、長尺
物はその軸直角断面に於いて三角格子状に配列され、３
本宛略三角形状に結束される。又、他の一実施例に於い
ては、長尺物は中心の１本とそれを取り巻く６本から成
る有心六角形状に結束される。又、これらのスペーサと
ベルトとはそれぞれ長手方向に適宜の間隔を介して多段
に設けられ、そして、スペーサは、対応する一つのベル
トにより括られる部分に設けられることもあり、ベルト
とは異なった長手方向位置に設けられることもある。

【００１１】又、支持装置を多段に設ける場合には、格
段毎にベルトにより括られる長尺物の組合せを変えるこ
とが推奨される。又、スペーサは一般に長手方向に所定
の間隔で溶接するが、管束全体を見たとき、スペーサが
同じ部位に集中することがないように、規則的に分散し
て取り付けることが望ましい。スペーサを管に固定する
方法は、溶接の外、スペーサの一辺に短管を取付けこれ
を管に焼嵌めする方法も採用し得る。

【００１２】

【実施例】以下、図面により本発明の詳細を説明する。
図１は、本発明に係る支持装置の最小単位を示す軸直角
断面図、図２は図１に示した単位支持装置を組み合わせ
る方法の一例を示す説明図、図３は図２に示した結束状
態に於けるスペーサ及びベルトの軸方向配置の一例を示
す側面図、図４は他の配置例を示す側面図、図５は３列
に配列された管の結束方法の一例を示す軸直角断面図、
図６は他の結束方法を示す軸直角断面図、図７は更に多
数の管を一括結束する方法を示す軸直角断面図である。

【００１３】尚これらの図に於いては、図の理解を容易
にするため、スペーサの自由端とそれに対応する管の間
には大きな隙間があるよう誇張して表現してあるが、実
際にはスペーサの先端は管の表面に接触しているもので
ある。

【００１４】図１に示されているのは、通常用いられる
最少の結束単位、即ち、三本の管１、２及び３を結束す
る装置である。これらの管１、２及び３にはそれぞれ矩
形板状のスペーサ１ａ、２ａ、３ａが溶接されている。
これらのスペーサ１ａ、２ａ、３ａは、管を容器内の所
定の位置に取付けた後に溶接してもよく、又、管を取付
ける前に予めそれぞれの管に溶接しておいてもよい。

【００１５】そして、図ではスペーサの自由端と相手の
管表面との間に隙間が描かれているが、実際には隙間が
なく接触するようになっている。そしてこれらの管1 、
2 、3 はベルト10により巻き締められ、これにより結束
され、相互に振動しないよう、強力に支持されることに
なる。これらのベルト10の位置は、図３に示すようにス
ペーサ１ａ、２ａ、３ａが存在するのと同一の平面上で
あっても良く、又、図４に示す如くスペーサ１ａ、２
ａ、３ａの設けられる二平面の間であっても良い。

【００１６】図３に示した方法では管を強く結束でき、
図４に示した方法によれば管を比較的緩やかかに拘束で
きることになる。そのため、強い剛性を必要とするとき
は図３に示す方法によることが望ましく、又、比較的激
しい温度変化などがあり、管が大きな熱応力を受ける場
合には図４に示す方法を採用することが推奨される。

【００１７】而して、実際には支持すべき管は三本に止
まらず、格子状または同心環状に多数配列されており、
この最少単位の支持装置は、多段にマトリックス状若し
くは網目状に設けられ、これにより管系全体が一体的に
一つの構造体に編成されるものである。そのような管系
の支持方法の一例は、図２に示されている。図２に於い
て、奇数番号の管列１、３、５、７・・・と、偶数番号
の管列２、４、６・・とは、二列に同心円環状に配列さ
れており、そして全ての管１、２、３、４・・・は三角
格子状に配置されている。

【００１８】而して、ここでは、管１、２及び３はベル
ト10により結束され、更に管３、４及び５がベルト11に
より、又管５、６及び７がベルト12により結束され、更
に、管２、３及び４がベルト13により、管４、５及び６
がベルト14によりそれぞれ巻き締められている。

【００１９】図から明らかなように、この二列円環状の
配列では、全ての管は、四本の管と隣接するので、通
常、一本の管は三つ一組の支持装置により支持されるこ
とになり、その三つの支持装置のそれぞれに於いて、一
本の管には通常二つのスペーサが溶接されてその自由端
が隣接する管に接触し、又、隣接する管の側面に溶接さ
れた二つのスペーサがその一本の管の側面に接触し、更
に一本の管には三種の相手管の組合せに対応して三本の
ベルトが掛けられることになる。

【００２０】図には一部しか示されていないが、以下同
様にして全部の管を三本宛、組合せを変えながら結束し
て、二列円環状に配列された管の全部を強固に一体的に
結束固定するものである。叙上の説明から、結束すべき
管の組合せは、必ずしも上記の如くでなくとも良いこ
と、例えば、必要とする剛性などによっては、例えばベ
ルト13、14などによる結束を省略しても良いことが理解
されよう。又、同様に、管の結束は三本一組に限定され
るものでなく、例えば二本一組、四本一組あるいは五本
一組で結束しても、本発明の目的を達成し得ることは明
らかであろう。

【００２１】図５には、三列に配置された管列を結束す
る方法の一例が示されている。管列41、42、43、44・・
・・と、同51、52、53、54、55・・・と、同61、62、6
3、64・・・とは、それぞれ三重の同心円上に、三角格
子をなして配列されており、それぞれの管の間には図示
されているようなスペーサが設けられ、前二者はベルト
71、72、73・・・で三本宛結束され、後二者はベルト8
1、82、83・・・で三本宛結束され、これにより全管列
が一体的に結合されることになる。尚、この例では、更
に、例えば、管42、52及び53を括るなどして、結束の剛
性を高めることができ、又逆に、ベルトを間引いて結合
を緩やかにすることも可能である。

【００２２】図６には、ベルト91、92、93でそれぞれ管
を七本宛結束する例を示し、図７には、37本の管 101乃
至 137を一本のベルト 150で結束する例を示す。これら
の結束方法の詳細は、図から明らかであり、最早説明の
要はないであろうから省略する。尚、これらの管の両端
は熱交換器などの耐圧容器の内部隔壁、管板などを貫通
し、それに溶接、固定されるので、管が自転してバンド
とスペーサによる結束が崩れるようなことはない。

【００２３】又、本発明は、管に限らず、ステーその他
の棒、条、鉄骨など全ての長尺物の支持、結束に適用可
能なこと、両端が固定されていなくとも、中間又は一端
の任意の位置で回転しないよう固定されておればよく、
従って、バヨネット式熱交換器で用いられる二重管など
にも本発明を適用し得ることは明らかである。

【００２４】尚、本発明の構成は叙上の実施例に限定さ
れるものでなく、例えば、上記の如く、結束、固定すべ
き物は管に限定されるものでなく、棒、条、鉄骨等何で
もよく、又それらは軸直角断面で格子状に配列されてい
ることも必要でない。又、スペーサは矩形板状に限定さ
れるものでなく、台形平板状のものや、パイプ状のも
の、Ｖ字型、山形などに折ったものなどを用いることも
でき、ベルトはワイヤなどを用いても良く、又そのとき
は例えば図５等に示した結束を一本のワイヤで行うこと
もでき、又、ベルトによる巻き締めも前述の如く一巻完
結方式でなく、例えばラセン状などに巻いたり、ターン
バックルなどを利用したりすることも可能であり、更に
又、施工工程の編成なども本発明の目的のの範囲で、自
由に変更できるものであって、本発明はそれら全ての変
更例を包摂するものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る支持装置を、熱交換器、反
応器、ボイラーなどに用いると、下記の如き作用効果が
ある。 1. その容器内部の流体の流れを均一化できるので、安
定した運転ができる。 2. 容器内部を流れる流体に粉粒状物質が混入している
場合でも、構造上粉粒状物質が堆積し難いので、運転及
びメンテナンスが容易になる。 3. 反応器に触媒などを充填したり抜き出したりする場
合、作業が容易になる。 4. スペーサの溶接による固定は、各長尺物それぞれに
独立して行われているので、操業中に発生する熱応力の
影響が殆どなくなり、運転時の機器の故障要因が除かれ
る。 5. 本発明によるときは、他に何らの補強を必要とせ
ず、管束の剛性を必要かつ充分な限度まで、確実に増大
し得る。 6. 本発明を応用する場合、管などの長尺物の配列の自
由度が増大するから、設計思想を充分に反映した設計が
可能となる。 7. スペーサが放熱フィンの役目をするから、伝熱面積
が増加し、伝熱効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る支持装置の最小単位を示す軸直角
断面図である。

【図２】図１に示した単位支持装置を組み合わせる方法
の一例を示す説明図である。

【図３】図２に示した結束状態に於けるスペーサ及びベ
ルトの軸方向配置の一例を示す側面図である。

【図４】他の配置例を示す側面図である。

【図５】３列に配列された管の結束方法の一例を示す軸
直角断面図である。

【図６】他の結束方法を示す軸直角断面図である。

【図７】更に多数の管を一括結束する方法を示す軸直角
断面図である。

【符号の説明】

１、２、３、４、５、６、７・・・・・・・・・管１ａ、２ａ、３ａ・・・・・・・・・・・スペーサ 10、11、12、13、14・・・・・・・・・・・ベルト 41、42、43、44・・・・・・・・・・・・・・・管 51、52、53、54、55・・・・・・・・・・・・・管 61、62、63、64・・・・・・・・・・・・・・・管 71、72、73・・・・・・・・・・・・・・・ベルト 81、82、83・・・・・・・・・・・・・・・ベルト 91、92、93・・・・・・・・・・・・・・・ベルト 101 〜〜 137・・・・・・・・・・・・・・・・管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記１及び２の工程から成ることを特徴
とする、互いに適宜の間隔を隔てて配置され、自転しな
いよう固定された多数の長尺物を支持する方法。 (1) 互いに相隣る複数の長尺物の間に、それぞれ一方の
長尺物の側面から他の一方の長尺物の側面に達するスペ
ーサを、何れか一方の長尺物の側面に固着する工程。 (2) 全ての長尺物を、間にスペーサが設けられている適
宜の数の長尺物から成る複数のグループに分け、各グル
ープに属する長尺物を適宜の位置でベルトで巻き締め結
束する工程。
【請求項２】長尺物を互いにその軸直角方向に適宜の
間隔を隔てて配置し、少なくともそれらが自転しないよ
う固定するのに先立って、スペーサが予め長尺物の側面
に固着される請求項１に記載の長尺物支持方法。
【請求項３】長尺物を互いにその軸直角方向に適宜の
間隔を隔てて配置し、少なくともそれらが自転しないよ
う固定した後に、スペーサが長尺物の側面に固着される
請求項１に記載の長尺物支持方法。
【請求項４】長尺物がその軸直角断面に於いて三角格
子状に配列されている請求項１乃至３の何れか一に記載
の長尺物支持方法。
【請求項５】長尺物がベルトにより３本宛略三角形状
に結束される請求項１乃至４の何れか一に記載の長尺物
支持方法。
【請求項６】長尺物がベルトにより７本宛有心六角形
状に結束される請求項４に記載の長尺物支持方法。
【請求項７】スペーサとベルトとがそれぞれ長手方向
に適宜の間隔を介して多段に設けられる請求項１乃至６
の何れか一に記載の長尺物支持方法。
【請求項８】スペーサが、対応する一つのベルトによ
り巻き締められる部分で各長尺物の間に設けられる請求
項１乃至７の何れか一に記載の長尺物支持方法。
【請求項９】スペーサが、ベルトとは異なった長手方
向位置に設けられる請求項１乃至７の何れか一に記載の
長尺物支持方法。
【請求項１０】ベルトにより括られる長尺物の組合せ
が各段毎に異なる請求項７に記載の長尺物支持方法。
【請求項１１】長尺物が熱交換器用の管である請求項
１乃至１０の何れか一に記載の長尺物支持方法。
【請求項１２】下記１及び２の構成要素から成る互い
に適宜の間隔を隔てて配置される多数の長尺物を支持す
る装置。 (1) 上記多数の長尺物を、互いに相隣る所望数のものか
ら成る多数のグループに分割し、それぞれのグループ毎
にそのグループに属する長尺物を巻き締め結束する多数
のバンドと、(2) 一つのバンドにより巻き締められるグ
ループに属する長尺物の間にそれぞれ設けられ、それぞ
れ一端が何れか一方の長尺物の側面に固着され、その自
由端が相手方の側面に達する複数のスペーサ。