JPH06347190A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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Publication number
JPH06347190A
JPH06347190A JP13618093A JP13618093A JPH06347190A JP H06347190 A JPH06347190 A JP H06347190A JP 13618093 A JP13618093 A JP 13618093A JP 13618093 A JP13618093 A JP 13618093A JP H06347190 A JPH06347190 A JP H06347190A
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JP
Japan
Prior art keywords
saddles
tubes
heat exchanger
heat exchange
tube
Prior art date
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Pending
Application number
JP13618093A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Ito
裕 伊藤
Hiroo Nishimura
博夫 西村
Fukuzo Harada
福三 原田
Yoshio Enomoto
吉男 榎本
Shinichi Miura
真一 三浦
Yukio Iwata
幸雄 岩田
Yoshihiko Yamashita
義彦 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd, Osaka Gas Co Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP13618093A priority Critical patent/JPH06347190A/ja
Publication of JPH06347190A publication Critical patent/JPH06347190A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F28F9/0131Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular 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
    • F28F1/14Tubular 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 longitudinally

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換チューブのサポート構造を簡略化す
る。 【構成】 各熱交換チューブ12…の外表面の上下両側
に、サドル15,15をチューブ長さ方向と直角方向に
突設し、各熱交換チューブ12…を、上下隣り合うもの
のサドル15同士が当接する状態でシェル11内に配置
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシェル内に熱交換チュー
ブが収容されて構成されるシェル・アンド・チューブ形
の熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】シェル・アンド・チューブ形熱交換器の
一種である潜熱蓄冷容器を例にとって従来技術を説明す
る。
【0003】潜熱蓄冷容器(以下、単に蓄冷容器とい
う)は、空気分離装置や空気調和装置等の冷熱を必要と
する設備に補助冷熱源として使用される。
【0004】この蓄冷容器は、図4,5に示すように、
液体状の蓄冷媒体が収容されたシェル1内に多数の熱交
換チューブ2…を水平方向に複数列(図例では2列)、
かつ上下複数段に配置して構成し、この熱交換チューブ
2…に冷媒を流すことにより、蓄冷媒体を凍結させて蓄
冷し、この備蓄した冷熱を所望の時期に空気分離装置等
の冷熱源として使用するものである。
【0005】なお、熱交換チューブ2…としては、一般
に、図示のようにチューブ本体3の外表面に複数のプレ
ートフィン4…を放射状に突設したプレートフィンチュ
ーブ(図ではそのうち、各フィン4…の先端を結ぶ包絡
線が正四角形となるスターフィンチューブを例示してい
る)が使用されている。
【0006】また、各熱交換チューブ2…はサポートフ
レーム5に取付けられ、隣り合うもの同士、互いの端部
でU字形の接続管6…によって接続される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の蓄冷容器による
と、上記のように各熱交換チューブ2…をサポートフレ
ーム5に取付けてチューブバンドル(チューブ組立体)
を構成しているため、チューブサポート構造が複雑とな
り、これがコストアップの要因となっていた。
【0008】とくに、接続管6による接続個所を減少さ
せて溶接工数、および接続管6によるデッドスペースを
少なくするために熱交換チューブ2…を長くした場合
に、 チューブ2…の自重による撓みを防止するために、
サポート手段を追加する必要があること、 チューブ2…の熱伸縮量が増加するため、サポート
フレーム5に対するチューブ2…の取付構造を工夫する
必要があること、 チューブ2…の熱応力を逃がすための構造が必要と
なること、から、益々、チューブ2…のサポート構造が
複雑となり、コストアップとなっていた。
【0009】そこで本発明は、熱交換チューブのサポー
ト構造を簡略化することができる熱交換器を提供するも
のである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、シェ
ル内に熱交換チューブが水平状態で上下複数段に配置さ
れて構成される熱交換器において、上記各熱交換チュー
ブの外表面の上下両側に、サドルをチューブ長さ方向と
直角方向に突設し、各熱交換チューブを、上下隣り合う
もののサドル同士が互いの先端で当接する状態で配置し
てなるものである。
【0011】請求項2の発明は、断面四角形のシェル内
に熱交換チューブが水平状態で複数列かつ上下複数段に
配置されて構成される熱交換器において、上記各熱交換
チューブの上下両側および左右両側に、サドルをチュー
ブ長さ方向と直角方向に突設し、各熱交換チューブを、
隣り合うもののサドル同士が互いの先端で当接し、か
つ、左右一方のサドルの先端がシェルの内側壁に当接す
る状態で配置してなるものである。
【0012】請求項3の発明は、円筒形のシェル内に熱
交換チューブが水平状態で複数列かつ上下複数段に配置
されて構成される熱交換器において、上記各熱交換チュ
ーブの上下両側および左右両側に、サドルをチューブ長
さ方向と直角方向に突設し、各熱交換チューブを、支持
枠内で隣り合うもののサドル同士が互いの先端で当接
し、かつ、左右一方のサドルの先端が上記支持枠の内壁
に面当接する状態で配置してチューブバンドルを構成
し、このチューブバンドルを円筒形のシェル内に、上記
支持枠がこのシェルに内接する状態で挿入してなるもの
である。
【0013】請求項4の発明は、請求項1乃至3のいず
れかの構成において、各熱交換チューブのサドルを、先
端にサドル突出方向と直角方向に突出する当接部を備え
た断面T字形に形成したものである。
【0014】
【作用】上記構成によると、上下複数段の熱交換チュー
ブが、隣り合うもの同士、互いのサドルで当接して下段
のものに自重を支えられるため、このチューブ自重を支
持するためのサポート手段が不要となる。
【0015】また、とくにチューブを長くした場合にチ
ューブが自重で撓むおそれがない。従って、この撓み防
止のためのサポート手段も不要となる。
【0016】また、チューブはサポート手段によっては
殆ど拘束されず、かつ、チューブ同士、チューブとシェ
ルはサドルで接触はしても結合はされていないため、チ
ューブおよびシェルの熱伸縮が自由となり、チューブの
熱応力を逃がす手段も不要となる。
【0017】さらに、請求項2の構成によると、請求項
1の作用に加えて、熱交換チューブがシェル内で水平方
向に位置固定されるため、この水平方向のサポート手段
も不要となる。
【0018】一方、請求項3の構成によると、シェルが
内圧に強い円筒形に形成された熱交換器においても、チ
ューブサポート構造を簡略化することができる。
【0019】また、請求項4の構成によると、当接部に
よってサドル同士またはサドルとシェルの当接面積を大
きくとることができるため、チューブの上下積層状態お
よび水平方向の位置固定状態の安定性が良いものとな
る。
【0020】
【実施例】本発明の実施例を図1〜図3によって説明す
る。
【0021】第1実施例(図1,2参照) この実施例では、従来説明に合わせて蓄冷容器を適用対
象として例にとっている。
【0022】11は縦長四角筒状のシェルで、このシェ
ル11内に多数の熱交換チューブ12…が水平方向(以
下、この方向を前後、これと直角方向を左右という)に
2列、かつ上下複数段に配置されている。
【0023】この各熱交換チューブ(以下、単にチュー
ブという)12…は、チューブ本体13の外表面に複数
のプレートフィン14…が放射状に突設されたスターフ
ィンチューブとして構成されている。
【0024】また、チューブ本体13の外表面には、上
下両側に垂直サドル15,15、左右両側に水平サドル
16,16が、それぞれフィンを兼ねるようにプレート
フィン14…と同様、チューブ長さ方向と直角方向に突
出して設けられている。
【0025】このサドル15,16には、先端にサドル
突出方向と直角方向の両側に突出する当接部15a,1
6aが設けられ、サドル全体として断面T字形に形成さ
れている。
【0026】各チューブ12…は、上下には隣り合うも
のの垂直サドル15,15同士、前後には隣り合うもの
の一方の水平サドル16,16同士が、それぞれ互いの
当接部15a,16aで当接し、さらに他方の水平サド
ル16の当接部16aがシェル内側壁に当接する状態で
シェル11内に配置されている。なお、最下段のチュー
ブ12,12は、下側の垂直サドル15,15がシェル
底板に当接、支持される。
【0027】こうして、各チューブ12…がそれぞれ下
段のものに自重を支えられて積層配置されているため、
このチューブ自重を支持するためのサポート手段が不要
となるとともに、チューブ長さを長くした場合でもチュ
ーブ12…が自重で撓むおそれがない。
【0028】また、各チューブ12…は、シェル11に
内接する状態で前後隣り合うもの同士が当接しているた
め、前後方向にも位置固定される。このため、この前後
位置固定のためのサポート手段も不要となる。
【0029】さらに、各チューブ12は、上下隣り合う
もの同士、チューブ長さ方向の端部で接続管17…によ
って接続され、この接続管17…により左右方向の相対
移動を阻止される。このため、この左右方向の相対移動
防止のためのサポート手段も不要となる。
【0030】従って、必要なのは、全チューブ一体での
左右方向の移動を阻止するためのサポート手段(たとえ
ば必要最小限の個所に左右方向の固定部材を組み込む手
段)のみとなる。
【0031】また、チューブ12…はサポート手段によ
っては殆ど拘束されず、かつ、チューブ12…同士、チ
ューブ12…とシェル11はサドル15,16で接触は
しても結合はされていないため、チューブ12…および
シェル11の熱伸縮が自由となり、チューブ12…の熱
応力を逃がす手段も不要となる。
【0032】なお、隣り合うチューブ12…のサドル1
5,16同士、およびチューブ12とシェル11の接触
部が凍結によって結合されることを防止するために、こ
れらの間にテフロン等からなる結合防止シートを設けて
もよい。
【0033】第2実施例(図3参照) シェルは、角形よりも円筒形の方が内圧に強いとされて
いる。そこで、第2実施例では円筒形のシェル18内に
チューブ12…を収容する場合を示している。
【0034】チューブ12…は、四角筒状(底付き)の
支持枠19内において、前後2列、上下2段に、第1実
施例同様、隣り合うもの同士、互いのサドル15,16
が当接し合い、かつ、支持枠内側壁にサドル15,16
が当接する状態で配置している。
【0035】これによってチューブバンドル(チューブ
組立体)Aを構成し、このチューブバンドルAを、横長
水平状態で設置された円筒形シェル18内に、支持枠1
9がシェル18に内接する状態で収容している。
【0036】この第2実施例の構成とすることにより、
円筒形シェル18を用いる蓄冷容器の場合にもチューブ
サポート構造を簡略化することができる。
【0037】ところで、上記実施例では、サドル同士ま
たはサドル15,16とシェル11の当接面積を大きく
とってチューブ12…の上下積層状態および水平方向の
位置固定状態の安定性を良くするために、サドル15,
16を断面T字形に形成したが、サドル15,16を平
板状に形成し、その肉厚を大きくして先端に十分な当接
面積を確保するようにしてもよい。
【0038】また、上記実施例ではチューブ本体13に
プレートフィン14と、フィン兼用のサドル15,16
とを併設したが、チューブ本体13にサドル15,16
のみを突設してチューブ12を構成してもよい。
【0039】さらに、本発明は上記した潜熱蓄冷容器に
限らず、シェル・アンド・チューブ形の熱交換器全般に
適用することができる。
【0040】
【発明の効果】上記のように本発明によるときは、各熱
交換チューブの外表面の上下両側に、サドルをチューブ
長さ方向と直角方向に突設し、各熱交換チューブを、上
下隣り合うもののサドル同士が当接する状態でシェル内
に配置したから、各チューブがそれぞれ下段のものに自
重を支えられる。このため、このチューブ自重を支持す
るためのサポート手段が不要となる。
【0041】また、とくにチューブを長くした場合にチ
ューブが自重で撓むおそれがない。従って、この撓み防
止のためのサポート手段も不要となる。
【0042】また、チューブはサポート手段によっては
殆ど拘束されず、かつ、チューブ同士、チューブとシェ
ルはサドルで接触はしても結合はされていないため、チ
ューブおよびシェルの熱伸縮が自由となり、チューブの
熱応力を逃がす手段も不要となる。
【0043】これらの点により、従来と比較して熱交換
チューブのサポート構造を遥かに簡略化することができ
る。
【0044】一方、請求項2の発明によると、熱交換チ
ューブの左右両側にもサドルを設け、水平方向に隣り合
うチューブ同士、およびチューブとシェル内側壁をこの
サドルで当接し合う状態でチューブをシェル内に配置し
たから、請求項1の発明の効果に加えて、熱交換チュー
ブがシェル内で水平方向に位置固定される。このため、
この水平方向のサポート手段も不要となり、サポート構
造をより一層簡略化することができる。
【0045】一方、請求項3の発明によると、シェルが
内圧に強い円筒形に形成された熱交換器においても、チ
ューブサポート構造を簡略化することができる。
【0046】また、請求項4の発明によると、当接部に
よってサドル同士またはサドルとシェルの当接面積を大
きくとることができるため、チューブの上下積層状態お
よび水平方向の位置固定状態の安定性が良いものとな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す一部断面図である。
【図2】図1のII-II線拡大断面図である。
【図3】本発明の第2実施例を示す一部断面図である。
【図4】従来例を示す断面図である。
【図5】図4のV-V線拡大断面図である。
【符号の説明】
11 シェル 12 熱交換チューブ 13 チューブ本体 15 上下両側のサドル 16 左右両側のサドル 15a,16a サドルの当接部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 福三 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 榎本 吉男 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 三浦 真一 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株式 会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 岩田 幸雄 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 山下 義彦 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シェル内に熱交換チューブが水平状態で
    上下複数段に配置されて構成される熱交換器において、
    上記各熱交換チューブの外表面の上下両側に、サドルを
    チューブ長さ方向と直角方向に突設し、各熱交換チュー
    ブを、上下隣り合うもののサドル同士が互いの先端で当
    接する状態で配置してなることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 断面四角形のシェル内に熱交換チューブ
    が水平状態で複数列かつ上下複数段に配置されて構成さ
    れる熱交換器において、上記各熱交換チューブの上下両
    側および左右両側に、サドルをチューブ長さ方向と直角
    方向に突設し、各熱交換チューブを、隣り合うもののサ
    ドル同士が互いの先端で当接し、かつ、左右一方のサド
    ルの先端がシェルの内側壁に当接する状態で配置してな
    ることを特徴とする熱交換器。
  3. 【請求項3】 円筒形のシェル内に熱交換チューブが水
    平状態で複数列かつ上下複数段に配置されて構成される
    熱交換器において、上記各熱交換チューブの上下両側お
    よび左右両側に、サドルをチューブ長さ方向と直角方向
    に突設し、各熱交換チューブを、支持枠内で隣り合うも
    ののサドル同士が互いの先端で当接し、かつ、左右一方
    のサドルの先端が上記支持枠の内壁に面当接する状態で
    配置してチューブバンドルを構成し、このチューブバン
    ドルを円筒形のシェル内に、上記支持枠がこのシェルに
    内接する状態で挿入してなることを特徴とする熱交換
    器。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の熱交
    換器において、各熱交換チューブのサドルを、先端にサ
    ドル突出方向と直角方向に突出する当接部を備えた断面
    T字形に形成したことを特徴とする熱交換器。
JP13618093A 1993-06-07 1993-06-07 熱交換器 Pending JPH06347190A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015020047A1 (ja) * 2013-08-08 2015-02-12 サンデン株式会社 熱交換器
CN104596342A (zh) * 2013-11-01 2015-05-06 成信绿集成股份有限公司 用于换热器的换热翅片及膜式换热板
KR20220035776A (ko) * 2020-09-14 2022-03-22 주식회사 금화피에스시 보일러 튜브 정렬 유지장치

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