JPH0814783A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換器の高さを低く押えても、伝熱管水平
管部の相互間に人間が入って補修作業等を行うことがで
きるようにする。 【構成】 幅方向に複数平行に並べられた伝熱管水平管
部７ａが前後壁１５ａ，１５ｂに貫通配置され、且つ固
定部材４に対して上下位置を変更できるよう着脱可能に
複数段備えられた分割ケーシング１５と、分割ケーシン
グ１５の相互間に着脱可能に取付けるようにした狭幅補
助ケーシング１８、及びマンホールを形成した広幅補助
ケーシングと、により伸縮ケーシング装置１９を構成
し、且つ分割ケーシング１５の相互間に亘り伝熱管水平
管部７ａの端部を羊腸形に連結する伝熱管折曲げ垂直部
７ｂに伸縮自在なベローズ１４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱交換器、例えばナトリ
ウムからなる高温媒体が流れる伝熱管を、空気による低
温媒体によって冷却するようにしている高速増殖炉の空
気冷却器等のような、多数の羊腸形の伝熱管を備えてい
る熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１及び図１２は、高速増殖炉に備え
られる空気冷却器を例にとって示した熱交換器の一例を
示すもので、図中１は、水平断面が矩形を有し内部を低
温媒体Ａが下部入口２から上部出口３に向かって流動す
るケーシングであり、該ケーシング１は、矩形の四隅
部、及び幅方向側壁１ｃ，１ｄの外部に備えた固定部材
４、及び上部固定板５を介して外側の支持枠体６に固定
支持されている。

【０００３】７は内部に高温媒体Ｂを流す伝熱管であ
り、該伝熱管７は、前記低温媒体Ａの流動方向と交差し
てケーシング１の前後側壁１ａ，１ｂを貫通する伝熱管
水平管部７ａと、ケーシング１外部において伝熱管水平
管部７ａの端部に接続して低温媒体Ａの流動方向に折り
返すように曲げた伝熱管折曲げ垂直部７ｂとを有して、
ケーシング１内に多段の伝熱管水平管部７ａが配置され
るよにした羊腸形を有しており、前記伝熱管７はケーシ
ング１の幅方向に複数列配設されて、夫々の一端（上
端）が入口ヘッダ８に、また夫々の他端（下端）が出口
ヘッダ９に接続されている。

【０００４】前記各伝熱管水平管部７ａは、図１３に示
すように、上下と幅方向に小さい間隔を有したジグザグ
状の配置となっており、更に、前記各段における上下の
伝熱管水平管部７ａは、夫々ケーシング１の幅方向に亘
って設けられた上下の支持梁１０ａ，１０ｂによってケ
ーシング１に支持されている。また、前記支持梁１０
ａ，１０ｂは、図１２、図１３ではケーシング１の幅方
向側壁１ｄ外部に設けられた固定部材４に、ボルト１１
を介して固定されている。図１１中１２は、必要に応じ
て低温媒体Ａを予熱するためにケーシング１内の下部入
口２に近い位置に設けた予熱装置を示す。また、図示し
ないがケーシング１の外周には断熱材が装備されてい
る。

【０００５】前記熱交換器は、伝熱管７に万一欠陥が発
生した場合には補修が行えるようにしておく必要があ
り、このために伝熱管水平管部７ａの上下相互間の間隔
を、人間が入って作業できるような大きな間隔Ｌ₁（通
常８００ｍｍ程度）にした構成としており、前記伝熱管
７に欠陥が発生した場合には、ケーシング１の幅方向側
壁１ｄに形成した複数のマンホール１３から作業員が伝
熱管水平管部７ａ相互の間隔Ｌ₁内に入って補修作業等
を行うようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の熱
交換器においては、伝熱管水平管部７ａの上下相互間
に、人間が入って作業ができる程度の大きな間隔Ｌ₁を
予め開けるようにした構成としているために、もともと
大掛かりな構造を有している熱交換器の高さ寸法が、補
修等を可能にするためだけに余計に高くなって、熱交換
器が非常に大型化してしまう問題を有していた。

【０００７】本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもの
で、熱交換器の高さを低く押えても、伝熱管水平管部の
相互間に人間が入って補修作業等を行うことができるよ
うにした熱交換器を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、幅方向に複数
平行に並べられた伝熱管水平管部が前後壁に貫通配置さ
れ、且つ固定部材に対して上下位置を変更できるよう着
脱可能に複数段備えられた分割ケーシングと、該分割ケ
ーシングの相互間に着脱可能に取付けるようにした狭幅
補助ケーシング、及びマンホールを形成した広幅補助ケ
ーシングと、により伸縮ケーシング装置を構成し、且つ
前記分割ケーシングの相互間に亘り前記伝熱管水平管部
の端部を羊腸形に連結する伝熱管折曲げ垂直部に伸縮自
在なベローズを備えたことを特徴とする熱交換器、に係
るものである。

【０００９】また本発明は、固定部材にケーシング位置
調節装置を配置し、該ケーシング位置調節装置により分
割ケーシングの夫々の上下位置を変更可能に支持したこ
とを特徴とする熱交換器、に係るものである。

【００１０】

【作用】本発明では、熱交換器の運転時は、分割ケーシ
ングの相互間に狭幅補助ケーシングが介在された伸縮ケ
ーシング装置の構成となっており、この時の伝熱管水平
管部の各段の相互間隔は、そこに人間が入って補修作業
等を行うようなことはできない小さな間隔となってい
て、熱交換器は高さが低い小型の構造となっている。

【００１１】伝熱管の補修等が必要になった時には、分
割ケーシングの相互間に介在している狭幅補助ケーシン
グを取外し、更に分割ケーシングの相互間の１箇所のみ
が広がるように各分割ケーシングを固定部材から取外し
て移動した後固定部材に再び固定し、前記間隔が広げら
れた箇所に広幅補助ケーシングを取付ける。上記分割ケ
ーシングの移動により、該分割ケーシングに支持された
伝熱管水平管部も移動されて相互の間隔が変更される。

【００１２】その後、広幅補助ケーシングに形成された
マンホールから間隔が広げられた箇所の伝熱管水平管部
相互間に人間が入って補修等の作業を行う。この時、伝
熱管水平管部の相互間隔は、広げられるところと、狭め
られるところで大きく変化することになるが、伝熱管折
曲げ垂直部に伸縮自在なベローズを備えているので、無
理な力を生じさせることなく、容易に伸縮ケーシング装
置を変形させることができる。

【００１３】伝熱管水平管部の別の箇所の補修等を行う
には、前記広幅補助ケーシングを取外し、分割ケーシン
グの相互間の別の箇所が広がるように各分割ケーシング
を移動させて固定した後、間隔が広げられた箇所に広幅
補助ケーシングを取付けて、前記と同様にマンホールか
ら人間が入って補修等の作業を行う。上記作業を繰り返
すことによって、伝熱管水平管部相互間のすべての補修
作業等を行うことができるが、このとき熱交換器の全体
の高さは低いままで変化することがない。

【００１４】また本発明では、固定部材に配設したケー
シング位置調節装置により、分割ケーシングの夫々を低
温媒体の流動方向に位置変更可能に支持しているので、
分割ケーシングを移動させて補修作業等を行うために大
きな間隔を形成させる位置を変更する際の操作を容易且
つ安全にすることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００１６】図１〜図８は本発明の一実施例を示したも
ので、図中、図１１〜図１３に示したものと同一のもの
には同一の符号を付すことによって説明を省略する。

【００１７】図１に示すように、前記図１１のケーシン
グ１を、伝熱管７の伝熱管水平管部７ａ相互間で夫々上
下に区画することにより、複数の分割ケーシング１５を
形成する。各分割ケーシング１５は相互間に所要の間隔
を配置し、最上部の分割ケーシング１５’、最下部の分
割ケーシング１５”を支持枠体６に固定する。上記中間
の分割ケーシング１５は図１１の伝熱管水平管部７ａ相
互の間隔Ｌ₁より小さい上下幅寸法を有している。

【００１８】分割ケーシング１５，１５’，１５”は、
図１の紙面と直角な幅方向に複数平行に並べられた伝熱
管水平管部７ａが前後壁１５ａ，１５ｂに貫通配置され
ており、且つ前記伝熱管水平管部７ａは長手方向複数箇
所において、幅方向に亘って延設された支持梁１０ａ，
１０ｂによって支持されている。

【００１９】各中間の分割ケーシング１５は、図７、図
８に示すように、上下方向に亘って設けられた固定部材
４に対して、前記支持梁１０ａ，１０ｂを介し上下位置
を変更できるよう着脱可能に取付けられている。

【００２０】更に、前記分割ケーシング１５，１５’，
１５”の相互間に、図３に示すようにボルト孔１６を介
してボルト１７により狭幅補助ケーシング１８を着脱可
能に取付け得るようになっていると共に、図６に示すよ
うに、前記狭幅補助ケーシング１８に替えて、分割ケー
シング１５，１５’，１５”相互間にボルト孔１６を介
してボルト１７により広幅補助ケーシング２０を着脱可
能に取付け得るようになっており、前記分割ケーシング
１５と、狭幅補助ケーシング１８及び広幅補助ケーシン
グ２０と、により伸縮ケーシング装置１９を構成するよ
うにしている。

【００２１】前記狭幅補助ケーシング１８及び広幅補助
ケーシング２０は、左右幅方向、及び前後の４枚の側壁
から構成されており、前記広幅補助ケーシング２０の幅
方向側壁には図４に示すように所要数のマンホール２１
が形成してある。

【００２２】前記分割ケーシング１５，１５’，１５”
に備えられた伝熱管水平管部７ａを、分割ケーシング１
５，１５’，１５”間で羊腸形に連結する伝熱管折曲げ
垂直部７ｂの夫々に、伸縮自在なベローズ１４を配設す
る。

【００２３】分割ケーシング１５は、上下方向の分割寸
法を小さく構成し、図７の場合では、伝熱管水平管部７
ａの各段を支持する上下の支持梁１０ａ，１０ｂを含ん
だ最小の上下寸法Ｌ₂としており、また狭幅補助ケーシ
ング１８は前記分割ケーシング１５の略半分程度の小さ
い上下寸法Ｌ₃となっていて、図１では、伝熱管水平管
部７ａの相互間の間隔が図１１のＬ₁の１／２程度、即
ち４００ｍｍ程度に保持されるようになっている。

【００２４】また、前記広幅補助ケーシング２０は、分
割ケーシング１５，１５’，１５”の相互間に取付けた
時、伝熱管水平管部７ａの相互間に人間が入って補修作
業等を行うことができる従来の固定された大きな間隔Ｌ
₁（８００ｍｍ程度）と略同等の間隔が保持できる上下
寸法Ｌ₄を有している。

【００２５】図５中２２は閉塞板であり、該閉塞板２２
は、狭幅補助ケーシング１８を取外した後、分割ケーシ
ング１５を移動させて、分割ケーシング１５，１５’，
１５”を接触させた状態でボルト１７により固定してお
くためのものである。また、前記分割ケーシング１５，
１５’，１５”の分割面は、図９に示すように山形三角
形の噛合い部２３、或いは図１０に示すようにＬ字形の
噛合い部２４を形成して、接近させた際に噛み合うよう
になっていても良い。

【００２６】また、図７及び図８に示すように、上下方
向に延設された固定部材４に、該固定部材４の長手方向
（上下方向）に沿って延びる通しボルト２５を配設し、
該通しボルト２５に前記支持梁１０ａ，１０ｂの端部を
移動可能に貫通させて下側の支持梁１０ｂの下面に設け
た調節ナット２６によって支持するようにしたケーシン
グ位置調節装置２７を設け、前記調節ナット２６を回す
ことにより、前記分割ケーシング１５を、上下方向（低
温媒体Ａの流動方向）に位置を変更できるようにしてい
る。

【００２７】尚、前記ケーシング位置調節装置２７は、
モータ或いはシリンダ等のアクチュエータを備えて、動
力により自動的に位置調節を行えるようにしても良い。

【００２８】次に、上記実施例の作用を説明する。

【００２９】熱交換器の通常の運転時は、図１に示すよ
うに分割ケーシング１５，１５’，１５”間に、狭幅補
助ケーシング１８が装着された状態にある。この状態で
は、図３に示すように分割ケーシング１５，１５’，１
５”間に小さい上下寸法Ｌ₃の狭幅補助ケーシング１８
が備えられた伸縮ケーシング装置１９の構成となってい
るので、伝熱管水平管部７ａの相互間隔は小さく、よっ
て熱交換器は高さが低い小型のものとなっている。

【００３０】伝熱管７に万一欠陥が発生したような場合
には、熱交換器の運転を停止した後、図示しない断熱材
等を取り除き、続いてボルト１７を緩めて分割ケーシン
グ１５，１５’，１５”間に配置されている狭幅補助ケ
ーシング１８取り除く。この時、伝熱管水平管部７ａを
支持している中間の分割ケーシング１５は、ボルト１１
により固定部材４に固定されていると共に、支持梁１０
ａ，１０ｂを介して、ケーシング位置調節装置２７の通
しボルト２５に調節ナット２６を介して支持されてい
る。

【００３１】この状態から、前記ボルト１１を緩めて各
分割ケーシング１５を固定部材４から開放した後、点検
しようとする伝熱管水平管部７ａの上側或いは下側に大
きな間隔が形成されるように調節ナット２６を調節して
各分割ケーシング１５を分割ケーシング１５’，１５”
の方向へ移動させて接触させ、接触した分割ケーシング
１５，１５’，１５”間を図５に示すように閉塞板２２
により固定する。

【００３２】上記分割ケーシング１５の移動により分割
ケーシング１５，１５’，１５”間の一部に形成された
大きな間隔（図４では下部の固定の分割ケーシング１
５”と最下部の分割ケーシング１５との間）に、広幅補
助ケーシング２０を取付ける。

【００３３】上記において、伝熱管水平管部７ａの相互
間隔は、広げられるところと、狭められるところで大き
く変化することになるが、折曲げ垂直部７ｂに伸縮自在
なベローズ１４を備えたことによって、その変化を無理
な力を生じさせることなく許容して、伸縮ケーシング装
置１９を安全に変形させることができる。

【００３４】その後、広幅補助ケーシング２０に形成さ
れたマンホール２１から間隔が広げられた箇所の伝熱管
水平管部７ａ相互間に人間が入って補修等の作業を行
う。

【００３５】伝熱管水平管部７ａの別の箇所の補修等を
行うには、前記広幅補助ケーシング２０を取外し、伝熱
管水平管部７ａの相互間の別の箇所が広がるように各分
割ケーシング１５，１５’，１５”を移動させて固定し
た後、間隔が広げられた箇所に広幅補助ケーシング２０
を取付けて、前記と同様にマンホール２１から人間が入
って補修等の作業を行う。上記作業を繰り返すことによ
って、伝熱管水平管部７ａ相互間のすべての補修作業等
を行うことができる。

【００３６】また本発明では、固定部材４に配設した図
７及び図８に示すケーシング位置調節装置２７により、
分割ケーシング１５の夫々を低温媒体Ａの流動方向に位
置変更可能に支持しているので、分割ケーシング１５を
移動させて補修作業等を行うために大きな間隔を保持さ
せる位置を変更する際の操作を容易にすることができ
る。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明では、分割ケーシングの
相互間に着脱可能に取付けるようにした狭幅補助ケーシ
ング、及びマンホールを形成した広幅補助ケーシング
と、により伸縮ケーシング装置を構成し、且つ伝熱管折
曲げ垂直部に伸縮ベローズを備えた構成としているの
で、分割ケーシングの相互間に狭幅補助ケーシングを介
在させることにより高さが低い小型の熱交換器とするこ
とができ、伝熱管の補修等が必要になった時には、前記
狭幅補助ケーシングを取外して、分割ケーシング相互間
の１箇所のみ間隔が広がるように各分割ケーシングを移
動させることができ、間隔が広げられた箇所に広幅補助
ケーシングを取付けて、伝熱管の補修等の作業を行うこ
とができ、上記作業を別の分割ケーシングの相互間に対
して順次行うことにより、前記熱交換器の高さを変える
ことなく、伝熱管の補修等の作業を行うことができる。

【００３８】また請求項２の発明では、固定部材に配設
したケーシング位置調節装置により分割ケーシングの夫
々を低温媒体の流動方向に位置変更可能に支持している
ので、分割ケーシングを移動させて補修作業等のために
間隔を広げる位置を変更する際の操作を、ケーシング位
置調節装置にて容易且つ安全に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す切断側面図である。

【図２】図１の構成を分かりやすく概略的に示した斜視
図である。

【図３】分割ケーシング相互間に狭幅補助ケーシングが
装着されている状態を示す断面図である。

【図４】本発明における装置の補修作業時の状態を示す
切断側面図である。

【図５】分割ケーシング同士が接触した状態を示す断面
図である。

【図６】分割ケーシング相互間に広幅補助ケーシングが
装着された状態を示す断面図である。

【図７】本発明におけるケーシング位置調節装置の一例
を示す正面図である。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向矢視図である。

【図９】分割ケーシングの上下接触端面の形状例を示す
断面図である。

【図１０】分割ケーシングの上下接触端面の図９とは別
の形状例を示す断面図である。

【図１１】従来の熱交換器の一例を示す切断側面図であ
る。

【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ方向矢視図である。

【図１３】従来の支持梁の固定方式を示す正面図であ
る。

【符号の説明】 ４ 固定部材 ７ 伝熱管 ７ａ 伝熱管水平管部 ７ｂ 伝熱間折曲げ垂直部 １４ ベローズ １５ 分割ケーシング １５’ 分割ケーシング（固定） １５” 分割ケーシング（固定） １５ａ 前部側壁 １５ｂ 後部側壁 １８ 狭幅補助ケーシング １９ 伸縮ケーシング装置 ２０ 広幅補助ケーシング ２１ マンホール ２７ ケーシング位置調節装置支持梁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 幅方向に複数平行に並べられた伝熱管水
   平管部が前後壁に貫通配置され、且つ固定部材に対して
   上下位置を変更できるよう着脱可能に複数段備えられた
   分割ケーシングと、該分割ケーシングの相互間に着脱可
   能に取付けるようにした狭幅補助ケーシング、及びマン
   ホールを形成した広幅補助ケーシングと、により伸縮ケ
   ーシング装置を構成し、且つ前記分割ケーシングの相互
   間に亘り前記伝熱管水平管部の端部を羊腸形に連結する
   伝熱管折曲げ垂直部に伸縮自在なベローズを備えたこと
   を特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 固定部材にケーシング位置調節装置を配
   置し、該ケーシング位置調節装置により分割ケーシング
   の夫々の上下位置を変更可能に支持したことを特徴とす
   る請求項１に記載の熱交換器。