JPH0810762Y2 - 熱交換器の伝熱管支持構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「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係り、特に、
伝熱管組立作業性を向上させるとともに、伝熱管の耐震
性の向上を図る技術に関するものである。

「従来技術」 例えば原子力や石油等の関連施設で使用される各種の
熱交換器の中で、空気等の気体を冷却媒体としている型
式のものは、熱交換効率を向上させるために、伝熱管の
表面にフィンを一体に取り付けたフィン付き伝熱管を使
用することが多い。

また、フィン付き伝熱管が左右及び上下に間隔を空け
て相互平行に配される場合には、フィン付き伝熱管の耐
震性を高めるために、長手方向の途中に支持点を設ける
ことが行なわれる。フィン付き伝熱管を支持する従来構
造としては、例えば、フィン付き伝熱管の長手方向と直
交状態の多孔板型サポート板を使用して、該サポート板
に明けた多数の穴にフィン付き伝熱管を通して横振れを
防止する方法等が採用されている。

「考案が解決しようとする課題」 しかし、このような従来構造であると、伝熱管を組み
立てる場合には、例えば多孔板型サポート板を固定して
おいて、フィン付き伝熱管をサポート板の穴に全数挿入
させた状態としてから、フィン付き伝熱管の端部を管板
に取り付ける作業手順によって組み立てが行なわれる。
この場合、サポート板の穴がフィン付き伝熱管を容易に
挿通させる大きさに形成する必要性があり、この結果、
フィン付き伝熱管の挿通部分の振動量が大きく、かつ、
支持強度が不十分なものとなって耐震性が損なわれ易
く、また、フィン付き伝熱管の端部を管板以外のヘッダ
に溶接等によって取り付ける場合には、フィン付き伝熱
管の長手方向の移動性が損なわれるために、取り付け作
業性が著しく低下するものであった。

本考案は、これらの課題を解決するものであり、低周
波振動に対する伝熱管の耐震性を高めること、フィン付
き伝熱管の支持及び組み立て作業性を向上させること、
フィン付き伝熱管とヘッダとの組み合わせの融通性を持
たせることを目的としている。

「課題を解決するための手段」 本考案に係る熱交換器の伝熱管支持構造では、フィン
付き伝熱管が左右及び上下に間隔を空けて相互平行に配
されるものであるが、フィン付き伝熱管の一部にフィン
を除去した状態の小径部が形成され、該小径部が各フィ
ン付き伝熱管の長手方向の同一箇所に配設され、各小径
部の上下に複数の小径部を挾持するサポートチャンネル
部材が左右方向に沿って配されてなり、これらサポート
チャンネル部材間には、左右隣り合う伝熱管の間に配設
され、各小径部の両側部を支持するスペーサが配され、
上下に隣り合うサポートチャンネル部材同士の間には、
これら上下に隣り合うサポートチャンネル部材同士を締
結固定することにより、前記サポートチャンネル部材と
前記スペーサとを一体化する締結具が設けられてなる構
成としている。

「作用」 上下一対のサポートチャンネル部材及び伝熱管の小径
部同士の間に設けられたスペーサによって伝熱管の小径
部の上下左右を支持し、上下に隣り合うサポートチャン
ネル部材同士を締結する締結具によってサポートチャン
ネル部材とスペーサとを一体化して高剛性化することに
より、同部材の支持強度が向上し、固有振動数が大きく
なり、剛性が増すために耐震性が向上する。

伝熱管の支持及び組み立ては、各フィン付き伝熱管の
小径部を、左右方向に沿って配設したサポートチャンネ
ル部材に載置し、各小径部の上に同型のサポートチャン
ネル部材を載置して、締結具によりサポートチャンネル
部材を締結することにより、１段分のフィン付き伝熱管
の固定が行なわれ、次いでサポートチャンネル部材の上
に次の小径部を載置して、サポートチャンネル部材を載
置する手順を繰り返すことにより、順次作業が行なわれ
る。そして、サポートチャンネル部材の上の小径部の長
手方向の位置調整は、ヘッダとの溶接作業時や組立作業
時において、小径部とサポートチャンネル部材との相互
の載置状態で自由に実施される。

「実施例」 以下、本考案に係る熱交換器の伝熱管支持構造の一実
施例を第１図ないし第３図に基づいて説明する。

図中、符号１はフィン付き伝熱管、1aはフィン、1bは
小径部、２はサポートチャンネル部材、３はボルト・ナ
ット等からなる締結具、４はスペーサ、５は管束支持フ
レーム、６は支持ブラケット、７は隔離板である。

そして、第１図及び第２図に示すように、フィン付き
伝熱管（以下伝熱管と略す）１は、冷却空気との熱交換
のために、左右及び上下に間隔を空けて千鳥状に相互平
行に配され、前記小径部1bは、伝熱管１の一部のフィン
1aを除去して管表面を露出させた状態のものとされる。
また、小径部1bは、各伝熱管１の長手方向に適宜間隔で
複数設けられるとともに、第１図及び第２図に示すよう
に、左右及び上下方向に並べて取り付けられる各伝熱管
１の同一箇所に配設される。

前記サポートチャンネル部材２は、第１図に示すよう
に、Ｕ字鋼等が使用され、第２図に示すように、伝熱管
１の左右方向の配設ピッチに合わせるとともに、第２図
に示すように、配設ピッチ二つ分の間隔でボルト穴2aが
明けられて、前記締結具３のボルト部分が挿通される。
また、サポートチャンネル部材２の左右端部は、第２図
に示すように、管束支持フレーム５と一体の支持ブラケ
ット６に、ボルト・ナット等の締結具８によって取り付
けられている。

前記スペーサ４は、第２図に示すように、上下に隣り
合うサポートチャンネル部材２の間に介在させられて、
伝熱管１の小径部1bの挾持状態を設定して、伝熱管１の
熱膨張時等において、小径部1bが長手方向にのみ若干移
動可能な状態にするものであり、その中心部に締結具３
のボルトを挿通させる挿通穴4aが上下方向に沿って形成
されている。なお、第２図例におけるスペーサ４は、そ
の下側となるサポートチャンネル部材２に対して溶接に
よって取り付けられている。

さらに、前記伝熱管１の端部は、必要に応じて屈曲す
る等により他の伝熱管１に連結されて［つづら折れ状］
とされる部分を除き、第３図に示すように、流体の供給
排出用の例えばマニフォールド型ヘッダ（以下ヘッダと
略す）９に接続される。そして、第３図例では、隔離板
７に明けた穴7aを貫通する小径部1bに補強スリーブ10が
摺動可能に被せられ、該補強スリーブ10に対してその回
りに一体に取り付けた当て板11を隔離板７に溶接するこ
とによって、伝熱管１が隔離板７に支持され、かつ、伝
熱管１の先端をヘッダ９のノズル12に突き合わせ溶接す
ることにより、接続状態となる構造である。

このような構造であると、１本の伝熱管１がその長手
方向の複数箇所において、上下で組み合わせられたサポ
ートチャンネル部材２によって挾持されるために、１本
の伝熱管１の支持点を複数とする設定により支持距離が
小さくなり、伝熱管の共振周波数が高められ低周波振動
に対する耐震性が向上するとともに、小径部1bを挾持し
て振れ止めを行なうことにより各支持点の支持強度が向
上するものとなる。そして、各伝熱管１における小径部
1bの位置は、長手方向に同一箇所とされているので、支
持点の間の距離が各伝熱管１について等しくなり、全伝
熱管１の振動特性差が低減する。

また、伝熱管１の支持及び組み立て作業にあっては、
左右方向にサポートチャンネル部材２を架設した状態と
しておいて、その上面の各スペーサ４の間に、各伝熱管
１の小径部1bを載置することによって、左右方向の位置
決めと、長手方向の概略の位置決めとがなされる。この
ため、伝熱管１の端部とヘッダ９との接続は、端部とノ
ズル12との突き合わせ部分の位置調節を、伝熱管１をサ
ポートチャンネル部材２の上で滑らせることにより行な
われ、小径部1bとノズル12との溶接開先の位置合わせを
行なって、突き合わせ部分の溶接後において、ヘッダ９
と接続した伝熱管１の各小径部1bの上に同型のサポート
チャンネル部材２を載置して、締結具３によって上下一
対のサポートチャンネル部材２を締結することにより、
１段分の伝熱管１の振れ止めが行なわれる。

したがって、ヘッダ９がマニフォールド型以外のもの
であっても、伝熱管１を長手方向に位置調整する自由度
が高く、各種のヘッダに対して適用可能となる。

次いで、上側のサポートチャンネル部材２の上に、次
の伝熱管１の小径部1bを載置して、前述した作業を繰り
返すことによって、組み立て作業が順次行なわれる。

これらの伝熱管１の支持及び組み立て作業は、サポー
トチャンネル部材２の上に、伝熱管１の小径部1bを位置
合わせしながら搭載することによって行なわれるので、
正確にかつ効率良く作業を実施することができる。

なお、その他の詳細構造については、一実施例に限定
するものではなく、例えば次のように構成することもで
きる。

（イ）締結具３を任意数に増減すること。

（ロ）スペーサ４をサポートチャンネル部材２に直接固
定せず挾持により固定するものとすること、かつ、スペ
ーサ４を金属以外の材料によって形成すること。

「考案の効果」 以上説明したように、本考案に係る熱交換器の伝熱管
支持構造によれば、以下の効果を奏するものとなる。

フィンを除去した伝熱管の小径部にて、その上下をサ
ポートチャンネル部材で支持するとともに左右両側部を
スペーサによって支持し、上下に隣り合うサポートチャ
ンネル部材同士を締結具によって締結固定することによ
り、サポートチャンネル部材とスペーサとを一体化して
高剛性化を図ることにより、伝熱管の支持点における
「がた」を極めて小さくして、伝熱管の共振周波数を高
めて低周波振動に対する耐震性を向上させることができ
る。

各伝熱管における挾持位置は、長手方向の同一箇所と
されているので、支持点間の距離が各伝熱管について等
しくなり、全伝熱管の振動特性差を少なくして、振動対
策を単純化することができる。

上下に組み合わせられたサポートチャンネル部材によ
って、伝熱管の小径部を挾持しているので、同部材の剛
性が上がり耐震性を向上することができる。

下側のサポートチャンネル部材の上に伝熱管を載置
し、かつ、その上に上側のサポートチャンネル部材を重
ねて挾持する作業手順により組み立て可能となり、組み
立て作業中の伝熱管の支持が容易となり、かつ、組み立
て作業性を向上させることができる。

上下に組み合わせられたサポートチャンネル部材によ
り伝熱管を挾持しているため、伝熱管の長手方向の寸法
調整が損なわれることがなく、フィン付き伝熱管とヘッ
ダとの寸法合わせが容易であり、各種ヘッダとの組み合
わせの融通性を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る熱交換器の伝熱管支持構造の一実施
例を示すもので、第１図は一部を省略した要部の正断面
図、第２図は第１図のII−II線矢視図、第３図は伝熱管
端部とヘッダとの取り付け状態を示す正断面図である。 １……フィン付き伝熱管（伝熱管）、1a……フィン、1b
……小径部、２……サポートチャンネル部材、2a……ボ
ルト穴、３……締結具、４……スペーサ、4a……挿通
穴、５……管束支持フレーム、６……支持ブラケット、
７……隔離板、7a……穴、８……締結具、９……マニフ
ォールド型ヘッダ（ヘッダ）、10……補強スリーブ、11
……当て板、12……ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】フィン付き伝熱管が左右及び上下に間隔を
   空けて相互平行に配される熱交換器において、フィン付
   き伝熱管の一部にフィンを除去した状態の小径部が形成
   され、該小径部が各フィン付き伝熱管の長手方向の同一
   箇所に配設され、各小径部の上下に複数の小径部を挟持
   するサポートチャンネル部材が左右方向に沿って配され
   てなり、 これらサポートチャンネル部材間には、左右隣り合う伝
   熱管の間に配設され、各小径部の両側部を支持するスペ
   ーサが配され、上下に隣り合うサポートチャンネル部材
   同士の間には、これら上下に隣り合うサポートチャンネ
   ル部材同士を締結固定することにより、前記サポートチ
   ャンネル部材と前記スペーサとを一体化する締結具が設
   けられてなることを特徴とする熱交換器の伝熱管支持構
   造。