JPH0655072U - 熱交換器の伝熱管支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 略Ｕ字形状に屈曲した複数の伝熱管８の屈曲
部９の両終端部を伝熱管遊動支持板１０に支持させ、各
伝熱管８の屈曲部９に略環状の間隔保持部材２１を隣接
する間隔保持部材２１の外縁部同士が互いに当接するよ
うに外嵌固着し、各間隔保持部材２１を連結バンド２２
により一体的に緊縛することにより、各伝熱管８を所定
の間隔を保持した状態で拘束し、最も屈曲半径が大きい
伝熱管８に沿って延びるサポートステー２３の両端部を
前記伝熱管遊動支持板１０に、またサポートステー２３
の中間部を前記連結バンド２２にそれぞれ固着した構成
を有している。 【効果】 各伝熱管８の変位が拘束されるので、各伝熱
管８の屈曲部９が他の部材に断続的に接触することがな
くなり、伝熱管８に損傷が生じることがない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、熱交換器の伝熱管支持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図１１から図１３は従来の熱交換器の一例を示したもので、１は胴体支持脚２ 上に水平に設置された円筒形の胴体、３は胴体１の一端に設けた管板、４は胴体 １の他端に設けた鏡板、５は前記胴体１の外側面の他端より部分に形成した１次 流体入口、６は前記胴体１の外側面の一端寄り部分に形成した１次流体出口６で ある。

【０００３】 前記１次流体入口５と１次流体出口６との間の胴体１内部には、邪魔板７を交 互に所定の間隔を隔てて配設されている。

【０００４】 １４は前記管板３を覆うように胴体１の一端に配設され且つフランジ部１５が 胴体１に対して固着された水室胴、１６は水室胴１４の内部を２次流体入口チャ ンバー１８と２次流体出口チャンバー２０とに二分する水室仕切板、１７は前記 水室胴１４の外側部を貫通して２次流体入口チャンバー１８に連通する２次流体 入口、１９は前記水室胴１４の外側部を貫通して２次流体出口チャンバー２０に 連通する２次流体出口である。

【０００５】 ８はそれぞれ略Ｕ字形状に屈曲し且つ屈曲部９が前記の鏡板４の内面と対峙す るように胴体１の内部に配設された複数の伝熱管であり、各伝熱管８の一端は管 板３を貫通して前記２次流体入口チャンバー１８に連通し、また他端は管板３を 貫通して前記２次流体出口チャンバーに連通している。

【０００６】 １０は各伝熱管８の屈曲部９の両終端部を支持する伝熱管遊動支持板であり、 該伝熱管遊動支持板１０は図示されていないタイロッドを介して前記の管板３に 連結されている。

【０００７】 １１は伝熱管支持セグメントであり、該伝熱管支持セグメント１１は、伝熱管 ８の屈曲部９において互いに隣接する屈曲半径の大きい伝熱管８と屈曲半径が小 さい伝熱管８との間、並びに屈曲半径が最も大きい伝熱管８の外側にそれぞれ配 設され且つ伝熱管８と対峙する面に伝熱管８が外接する凹部３１を設けており、 互いに隣接する複数の伝熱管支持セグメント１１によってセグメント群３０を形 成している。

【０００８】 １２は前記のセグメント群３０を取り囲むように設けられた連結バンドであり 、各伝熱管支持セグメント１１は溶接により連結バンド１２に対して固着され、 前記の各伝熱管８の屈曲部９が一体的に拘束されるようになっている。

【０００９】 １３は最も屈曲半径が大きい伝熱管８に沿って延び且つ両端部が伝熱管遊動支 持板１０に、また中間部が連結バンド１２に溶接されたサポートステーであり、 該サポートステー１３により前記の連結バンド１２を介して各セグメント群３０ が伝熱管遊動支持板１０に対して連結されている。

【００１０】 上述した構成を有する熱交換器においては、１次流体（矢印ａ）を、胴体１の １次流体入口５から胴体１の内部へ流入させると、１次流体は邪魔板７に導かれ て上下に蛇行しながら伝熱管８の間を流動して１次流体出口６から胴体１の外部 へ流出する。

【００１１】 一方、２次流体（矢印ｂ）を、２次流体入口１７から２次流体入口チャンバー １８の内部へ流入させると、２次流体は該２次流体入口チャンバー１８から伝熱 管８の内部を流通し、２次流体出口チャンバー２０から２次流体出口１９を経て 外部へ流出する。

【００１２】 このとき、伝熱管８を介して１次流体（矢印ａ）と２次流体（矢印ｂ）との間 で熱交換が行われる。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

上述した熱交換器では、各伝熱管８に曲げ加工を行って屈曲部９を形成すると 、該屈曲部９における管断面が変形することに起因して、伝熱管支持セグメント １１の凹部３１が伝熱管８の外側面に密着せずに該伝熱管８と伝熱管支持セグメ ント１１の凹部３１との間に間隙が形成されることがある。

【００１４】 このような間隙が形成されると、熱交換器の稼働時に伝熱管８が振動した場合 に、該伝熱管８の外側部が伝熱管支持セグメント１１に断続的に接触して伝熱管 ８に損傷が生じることがある。

【００１５】 本考案は上述した実情に鑑みなしたもので、伝熱管の振動による損傷を防止す ることが可能な熱交換器の伝熱管支持構造を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造では、複数列多 層に配設されたそれぞれ略Ｕ字形状に屈曲した複数の伝熱管の屈曲部の両終端部 を伝熱管遊動支持板に支持させ、各伝熱管の屈曲部に略環状の間隔保持部材を隣 接する間隔保持部材の外縁部同士が互いに当接するように外嵌固着し、前記の各 間隔保持部材を連結バンドにより一体的に緊縛し、最も屈曲半径が大きい伝熱管 に沿って延びるサポートステーの両端部を前記の伝熱管遊動支持板に、またサポ ートステーの中間部を前記の連結バンドにそれぞれ固着した構成を有する。

【００１７】 同様に、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造では、複数列多層に配設されたそ れぞれ略Ｕ字形状に屈曲した複数の伝熱管の屈曲部の両終端部を伝熱管遊動支持 板に支持させ、各伝熱管の屈曲部に略環状の間隔保持部材を該間隔保持部材の外 縁部が隣接する伝熱管の外側部に当接するように外嵌固着した構成を有する。

【００１８】 また、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造では、複数列多層に配設されたそれ ぞれ略Ｕ字形状に屈曲した複数の伝熱管の屈曲部の両終端部を伝熱管遊動支持板 に支持させ、最も屈曲半径が大きい伝熱管に沿って延びるサポートステーの両端 部を前記の伝熱管遊動支持板に固着し、伝熱管遊動支持板の伝熱管の屈曲部の曲 げ半径中心となる部分とサポートステーとの間に高強度繊維ロープを張設すると ともに、該高強度繊維ロープによって屈曲部の径方向に並ぶ伝熱管を各縦列ごと に結束した構成を有する。

【００１９】 更に、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造では、複数列多層に配設されたそれ ぞれ略Ｕ字形状に屈曲した複数の伝熱管の屈曲部の両終端部を伝熱管遊動支持板 に支持させ、各伝熱管の屈曲部に略環状の永久磁石を隣接する永久磁石同士が相 互に反発力あるいは吸引力を及ぼし合うように外嵌固着した構成を有する。

【００２０】 更にまた、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造では、複数列多層に配設された それぞれ略Ｕ字形状に屈曲した複数の伝熱管の屈曲部の両終端部を伝熱管遊動支 持板に支持させ、各伝熱管の屈曲部に各伝熱管の固有振動数を変化させ得る質量 を有する略環状の重錘を外嵌固着した構成を有する。

【００２１】

【作用】

本考案の熱交換器の伝熱管支持構造においては、各伝熱管の屈曲部に外嵌固着 した間隔保持部材を連結バンドにより一体的に拘束しているので、隣接する間隔 保持部材が常時当接して伝熱管の変位が拘束される。

【００２２】 同様に、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造においては、各伝熱管の外側部に 隣接する他の伝熱管の外嵌固着した間隔保持部材が常時当接しているので、隣接 する伝熱管の変位が拘束される。

【００２３】 また、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造においては、高強度繊維ロープによ り屈曲部の径方向に並ぶ伝熱管を各縦列ごとに結束しているので、隣接する伝熱 管の変位が拘束される。

【００２４】 更に、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造においては、各伝熱管に外嵌固着し た永久磁石の反発力あるいは吸引力によって各伝熱管の変位が拘束される。

【００２５】 更にまた、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造においては、各伝熱管に外嵌固 着した重錘の質量によって各伝熱管の固有振動数が変化し、伝熱管の屈曲部が１ 次流体のカルマン渦周期に対して共振することが抑制される。

【００２６】 従って、本考案の請求項１から５に記載したいずれの熱交換器の伝熱管支持構 造においても、各伝熱管の屈曲部が他の部材に断続的に接触することがなく、伝 熱管に損傷が生じることがない。

【００２７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照しつつ説明する。

【００２８】 なお、図１から図１０に示す本考案の各実施例において、図１１から図１３と 同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

【００２９】 図１並びに図２は本考案の熱交換器の伝熱管支持構造の第１の実施例を示すも ので、２１は各伝熱管８の屈曲部９に外嵌固着した略環状の間隔保持部材であり 、各伝熱管８に固着された間隔保持部材２１の外縁部は、隣接する他の伝熱管８ に固着された間隔保持部材２１の外縁部に当接するようになっており、互いに隣 接する複数の間隔保持部材２１によって保持部材群３２を形成している。

【００３０】 ２２は前記の保持部材群３２を緊縛するように設けられた連結バンドであり、 該連結バンド２２により間隔保持部材２１を介して各伝熱管８の屈曲部９が一体 的に拘束されるようになっている。

【００３１】 ２３は最も屈曲半径が大きい伝熱管８に沿って延び且つ両端部が伝熱管遊動支 持板１０に、また中間部が連結バンド２２に溶接されたサポートステーであり、 該サポートステー２３により前記の連結バンド２２を介して各保持部材群３２が 伝熱管遊動支持板１０に対して連結されている。

【００３２】 上述した構成を有する本実施例においては、互いに隣接する間隔保持部材２１ により形成される保持部材群３２を連結バンド２２により一体的に拘束している ので、隣接する間隔保持部材２１が常時当接して伝熱管８の変位が拘束される。

【００３３】 従って、各伝熱管８の屈曲部９が他の部材に断続的に接触することがなく、伝 熱管８に損傷が生じることがない。

【００３４】 なお、本実施例において、間隔保持部材２１を伝熱管８の屈曲部９に外嵌固着 する手段として、間隔保持部材２１に形状記憶合金を用い、温度が常温よりも低 いときに間隔保持部材２１の内径が伝熱管８の外径よりもやや大きくなるように し、この形状記憶合金よりなる間隔保持部材２１を伝熱管８の屈曲部９に冷やし 嵌めにより固着させるようにしてもよい。

【００３５】 図３並びに図４は本考案の熱交換器の伝熱管支持構造の第２の実施例を示すも ので、２４は各伝熱管８の屈曲部９に外嵌固着された略環状の間隔保持部材であ り、各伝熱管８に固着された間隔保持部材２１の外縁部は、隣接する他の伝熱管 ８に当接するようになっている。

【００３６】 上述した構成を有する本実施例においては、伝熱管８の外側部に隣接する他の 伝熱管８の間隔保持部材２４が常時当接しているので、隣接する伝熱管８の変位 が拘束される。

【００３７】 従って、各伝熱管８の屈曲部９が他の部材に断続的に接触することがなく、伝 熱管８に損傷が生じることがない。

【００３８】 なお、本実施例において、間隔保持部材２４を伝熱管８の屈曲部９に外嵌固着 する手段として、間隔保持部材２４に形状記憶合金を用い、温度が常温よりも低 いときに間隔保持部材２４の内径が伝熱管８の外径よりもやや大きくなるように し、この形状記憶合金よりなる間隔保持部材２４を伝熱管８の屈曲部９に冷やし 嵌めにより固着させるようにしてもよい。

【００３９】 図５並びに図６は本考案の熱交換器の伝熱管支持構造の第３の実施例を示すも ので、２５は最も屈曲半径が大きい伝熱管８に沿って延び且つ両端部が伝熱管遊 動支持板１０に溶接された複数のサポートステー、２６は各サポートステー２５ に溶接された支持バー、２７は炭素繊維等よりなる高強度繊維ロープであり、該 高強度繊維ロープ２７は、伝熱管遊動支持板１０の伝熱管８の屈曲部９の曲げ半 径中心となる部分と前記の支持バー２６との間に張設され且つ屈曲部９の径方向 に並ぶ伝熱管８を各縦列ごとに結束している。

【００４０】 上述した構成を有する本実施例においては、高強度繊維ロープ２７により屈曲 部９の径方向に並ぶ伝熱管８を各縦列ごとに結束しているので、隣接する伝熱管 ８の変位が拘束される。

【００４１】 従って、各伝熱管８の屈曲部９が他の部材に断続的に接触することがなく、伝 熱管８に損傷が生じることがない。

【００４２】 また、本実施例においては、各伝熱管８の変位を拘束する手段に、非磁性体で ある高強度繊維ロープ２７を用いているので、伝熱管８に対して渦電流探傷試験 を行うことが可能となる。

【００４３】 図７並びに図８は本考案の熱交換器の伝熱管支持構造の第４の実施例を示すも ので、２８は各伝熱管８の屈曲部９に互いに隣接するように外嵌固着した略環状 の永久磁石であり、隣接する永久磁石２８は、相互に反発力あるいは吸引力を及 ぼし合うようになっている。

【００４４】 上述した構成を有する本実施例においては、各伝熱管８に外嵌固着した永久磁 石２８の反発力あるいは吸引力によって各伝熱管８の変位が拘束される。

【００４５】 従って、各伝熱管８の屈曲部９が他の部材に断続的に接触することがなく、伝 熱管８に損傷が生じることがない。

【００４６】 図９並びに図１０は本考案の熱交換器の伝熱管支持構造の第５の実施例を示す もので、２９は各伝熱管８の屈曲部９の所定箇所に外嵌固着された略環状の重錘 であり、該重錘２９は伝熱管８の固有振動数を変化させ得る質量を有している。

【００４７】 上述した構成を有する本実施例においては、各伝熱管８に外嵌固着した重錘２ ９の質量によって各伝熱管８の固有振動数が変化し、伝熱管８の屈曲部９が１次 流体のカルマン渦周期に対して共振することが抑制される。

【００４８】 従って、各伝熱管８の屈曲部９が他の部材に断続的に接触することがなく、伝 熱管８に損傷が生じることがない。

【００４９】 なお、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造は上述した実施例のみに限定される ものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得るこ とは勿論である。

【００５０】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案の熱交換器の伝熱管支持構造によれば、下記のよう な種々の優れた効果を奏し得る。

【００５１】 （１）本考案の請求項１に記載した熱交換器の伝熱管支持構造では、各伝熱管 の屈曲部に外嵌固着した間隔保持部材を連結バンドにより一体的に拘束すること により各伝熱管の変位を拘束しているので、各伝熱管の屈曲部が他の部材に断続 的に接触することがなく、伝熱管に損傷が生じることがない。

【００５２】 （２）本考案の請求項２に記載した熱交換器の伝熱管支持構造では、各伝熱管 の外側部に隣接する他の伝熱管の外嵌固着した間隔保持部材が常時当接すること により伝熱管の変位を拘束しているので、各伝熱管の屈曲部が他の部材に断続的 に接触することがなく、伝熱管に損傷が生じることがない。

【００５３】 （３）本考案の請求項３に記載した熱交換器の伝熱管支持構造では、高強度繊 維ロープにより屈曲部の径方向に並ぶ伝熱管を各縦列ごとに結束することにより 各伝熱管の変位を拘束するので、各伝熱管の屈曲部が他の部材に断続的に接触す ることがなく、伝熱管に損傷が生じることがない。

【００５４】 （４）本考案の請求項４に記載した熱交換器の伝熱管支持構造では、各伝熱管 に外嵌固着した永久磁石の反発力あるいは吸引力によって各伝熱管の変位を拘束 するので、各伝熱管の屈曲部が他の部材に断続的に接触することがなく、伝熱管 に損傷が生じることがない。

【００５５】 （５）本考案の請求項５に記載した熱交換器の伝熱管支持構造では、各伝熱管 に外嵌固着した重錘の質量によって各伝熱管の固有振動数が変化し、伝熱管の屈 曲部が１次流体のカルマン渦周期に対して共振することが抑制されるので、各伝 熱管の屈曲部が他の部材に断続的に接触することがなく、伝熱管に損傷が生じる ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の熱交換器の伝熱管支持構造の第１の実
施例を示す概念図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】本考案の熱交換器の伝熱管支持構造の第２の実
施例を示す概念図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。

【図５】本考案の熱交換器の伝熱管支持構造の第３の実
施例を示す概念図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。

【図７】本考案の熱交換器の伝熱管支持構造の第４の実
施例を示す概念図である。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。

【図９】本考案の熱交換器の伝熱管支持構造の第５の実
施例を示す概念図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ矢視図である。

【図１１】従来の熱交換器の一例を示す断面図である。

【図１２】従来の熱交換器の一例における伝熱管支持構
造を示す概念図である。

【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視図である。

【符号の説明】

８ 伝熱管 ９ Ｕ字部 １０ 伝熱管遊動支持板 ２１，２４ 間隙保持部材 ２２ 連結バンド ２３，２５ サポートステー ２７ 高強度繊維ロープ ２８ 永久磁石 ２９ 重錘

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 斉藤 学 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第一工場内

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数列多層に配設されたそれぞれ略Ｕ字
   形状に屈曲した複数の伝熱管の屈曲部の両終端部を伝熱
   管遊動支持板に支持させ、各伝熱管の屈曲部に略環状の
   間隔保持部材を隣接する間隔保持部材の外縁部同士が互
   いに当接するように外嵌固着し、前記の各間隔保持部材
   を連結バンドにより一体的に緊縛し、最も屈曲半径が大
   きい伝熱管に沿って延びるサポートステーの両端部を前
   記の伝熱管遊動支持板に、またサポートステーの中間部
   を前記の連結バンドにそれぞれ固着したことを特徴とす
   る熱交換器の伝熱管支持構造。
2. 【請求項２】 複数列多層に配設されたそれぞれ略Ｕ字
   形状に屈曲した複数の伝熱管の屈曲部の両終端部を伝熱
   管遊動支持板に支持させ、各伝熱管の屈曲部に略環状の
   間隔保持部材を該間隔保持部材の外縁部が隣接する伝熱
   管の外側部に当接するように外嵌固着したことを特徴と
   する熱交換器の伝熱管支持構造。
3. 【請求項３】 複数列多層に配設されたそれぞれ略Ｕ字
   形状に屈曲した複数の伝熱管の屈曲部の両終端部を伝熱
   管遊動支持板に支持させ、最も屈曲半径が大きい伝熱管
   に沿って延びるサポートステーの両端部を前記の伝熱管
   遊動支持板に固着し、伝熱管遊動支持板の伝熱管の屈曲
   部の曲げ半径中心となる部分とサポートステーとの間に
   高強度繊維ロープを張設するとともに、該高強度繊維ロ
   ープによって屈曲部の径方向に並ぶ伝熱管を各縦列ごと
   に結束したことを特徴とする熱交換器の伝熱管支持構
   造。
4. 【請求項４】 複数列多層に配設されたそれぞれ略Ｕ字
   形状に屈曲した複数の伝熱管の屈曲部の両終端部を伝熱
   管遊動支持板に支持させ、各伝熱管の屈曲部に略環状の
   永久磁石を隣接する永久磁石同士が相互に反発力あるい
   は吸引力を及ぼし合うように外嵌固着したことを特徴と
   する熱交換器の伝熱管支持構造。
5. 【請求項５】 複数列多層に配設されたそれぞれ略Ｕ字
   形状に屈曲した複数の伝熱管の屈曲部の両終端部を伝熱
   管遊動支持板に支持させ、各伝熱管の屈曲部に各伝熱管
   の固有振動数を変化させ得る質量を有する略環状の重錘
   を外嵌固着したことを特徴とする熱交換器の伝熱管支持
   構造。