JPH09178393A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH09178393A JPH09178393A JP8359366A JP35936696A JPH09178393A JP H09178393 A JPH09178393 A JP H09178393A JP 8359366 A JP8359366 A JP 8359366A JP 35936696 A JP35936696 A JP 35936696A JP H09178393 A JPH09178393 A JP H09178393A
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/06—Heat-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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/082—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
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Abstract
管を、ぜい化に対して保護する。 【解決手段】 フェライト材料からなりかつ少なくとも
1つの管板の穴内にその端部を圧力密に取付けられた熱
交換器管が設けられており、これら熱交換器管が、冷却
媒体によって流通される熱交換器ハウジング内に配置さ
れている、とくに化学工業における廃熱利用のための熱
交換器において、熱交換器管(3)の少なくとも高い温
度の範囲に、ぜい化に対して強い材料、例えばクロムニ
ッケル鋼からなるそれぞれ1つの保護管(6)が配置さ
れており、この保護管が、熱交換器管(3)において管
板(4)の範囲に、液圧拡張によって取付けられてい
る。
Description
らなりかつ少なくとも1つの管板の穴内にその端部を圧
力密に取付けられた熱交換器管が設けられており、これ
ら熱交換器管が、冷却媒体によって流通される熱交換器
ハウジング内に配置されている、とくに化学工業におけ
る廃熱利用のために使われる熱交換器に関する。
れるガス状媒体が、例えば窒素を含有したガスが、35
0°Cより高い温度を有する場合、フェライト管材料の
ぜい化の危険が存在する。
ような熱交換器のフェライト材料からなる熱交換器管を
ぜい化から保護することにある。
定の解決策は、次のような特徴を有する。すなわち熱交
換器管の少なくとも高い温度の範囲に、ぜい化に対して
強い材料、例えばクロムニッケル鋼からなるそれぞれ1
つの保護管が配置されており、この保護管が、熱交換器
管において管板の範囲に、液圧拡張によって取付けられ
ている。
に配置されたぜい化に対して強い材料、例えばクロムニ
ッケル鋼からなる保護管によって、熱交換器管のフェラ
イト材料内への熱放出媒体のガス分子の拡散が阻止され
るので、これら熱交換器管は、効果的にぜい化を防止さ
れる。管板の範囲における保護管の液圧拡張によって、
これら保護管は、とくに簡単であるが効果的な方法で、
それぞれの熱交換器管に取付けられる。
拡張によって管板内に取付けることができる。それによ
り本発明の別の特徴にしたがって、熱交換器管の端面側
端部を管板に結合する密閉溶接継目が、軸線方向管力に
よって負荷を受けることなく、管板内における熱交換器
管の確実な取付けが行なわれる。
熱交換器管の液圧拡張部の範囲において、液圧によって
拡張され、その際、一方において熱交換器管の、かつ他
方において保護管のこの拡張過程は、同時に又は時間的
に連続して行なうことができる。
に熱交換器の管板を熱衝撃状の負荷から保護するため
に、本発明の変形において次のことが提案される。すな
わち保護管の入口範囲に、ぜい化に対して強い材料、例
えばクロムニッケル鋼からなりかつその外側に断熱材を
備えた追加的なそれぞれ1つの挿入管を配置し、この挿
入管の断熱材が、なるべく少なくとも管板の厚さに相当
する軸線方向長さを有し、かつこの挿入管が、管板の外
側において液圧拡張によって保護管に固定されている。
この提案によれば、ぜい化に対する熱交換器管の保護に
加えて、熱衝撃状の負荷に対する管板の保護が生じ、そ
の際、管板の外側において行なわれる液圧拡張によっ
て、保護管における挿入管の固定は、保護管と挿入管の
間における負荷に対して壊れやすい断熱材が過負荷にさ
らされないことを保証している。
っては挿入管は、流入側において管板及び熱交換器管か
ら突出しており、かつこの端部により入口収集器の中間
底部に、なるべく溶接により取付けられている。このよ
うにしてあまりに高い熱負荷に対する管板の追加的な保
護が達成できる。
直接作用した際に、管板のぜい化を避けるために、管板
は、流入側においてぜい化に対して強い材料、例えばク
ロムニッケル鋼からなる被覆材を有することができる。
化学工業における廃熱利用のために使われる熱交換器
は、ガス導管1を含み、このガス導管から入口収集器2
に、例えば480°Cの熱い窒素を含んだガスGhが供
給される。熱いガスGhは、この入口収集器2から熱交
換器管3内に到達し、これら熱交換器管は、本実施例に
おいてU字型に構成されており、かつ両端部によって管
板4内に圧力密に取付けられている。その際、熱交換器
管3は、ハウジング5によって囲まれており、このハウ
ジングは、熱いガスGhから熱を吸収する媒体の供給及
び放出のために、図に示されていない接続部を有する。
側端部3aは、管板4から突出している。これら端部
は、管板4のために中間底部2aとみなすべき入口収集
器2の壁内に圧力密に取付けられているので、熱いガス
Ghは、入口収集器2から熱交換器管3の端部3a内に
進入する。ハウジング5内に配置された熱交換器管3を
通って熱いガスGhが流れる際に、ガスから熱が取り去
られるので、このガスは、選ばれた実施例において、管
板4の下側において終った熱交換器管3から、330゜
Cの温度で出て行く。この冷却されたガスGkは、図1
に矢印によって記号的に示されている。
くに高い温度によって助長されるぜい化を防止するため
に、図2及び3による両方の実施例において、熱交換器
管3の高い温度の範囲においてそれぞれの熱交換器管3
にそれぞれ1つの保護管6が配置されており、この保護
管は、ぜい化に対して強い材料、例えばクロムニッケル
鋼からなる。この保護管6は、管板4の範囲において液
圧拡張によってそれぞれの熱交換器管3内に取付けられ
ている。両方の実施例において、熱交換器管3も、液圧
拡張によって管板4の穴内の相応するリング状の切り欠
き内においてこれに取付けられている。熱交換器管3の
内部にその際に生じるリング状の凹所は、保護管6の液
圧拡張のために利用される。一方において熱交換器管3
の、かつ他方において保護管6の液圧拡張は、時間的に
連続して、又は同時に行なうことができる。
配置されたぜい化に対して強い材料からなる保護管6に
よって、熱交換器管3のフェライト材料内への熱放出媒
体の、とくに窒素を含んだガスのガス分子の拡散は阻止
されるので、これら熱交換器管は、ぜい化に対して効果
的に保護されている。その際、保護管6の軸線方向長さ
は、大体において熱交換器管3の軸線方向の温度経過
に、したがって熱交換器管3の冷却の強さに依存してい
る。図示した実施例において冷却は、保護管6が、流出
側においてわずかな軸線方向長さだけ管板4を越えて突
出する程度に強力である。
流入側において管板4から突出している。保護管6のこ
の供給流側端部6aは、図2によれば、中間底部2a内
に圧力密に取付けられており、この中間底部は、図1に
よれば、入口収集器2の一部であることができる。中間
底部2aにおける保護管6の取付けは、本実施例におい
て溶接継目7によって行なわれる。
い化に対して保護するために、管板は、流入側において
被覆材4aを有する。その際、本実施例においてフェラ
イト材料に溶接することができる材料が問題になるの
で、被覆材4aとそれぞれの熱交換器管3の端面との間
に、密閉溶接継目8を置くことができる。液圧拡張によ
る管板4における熱交換器管3の固定に基づいて、とく
に改善された密閉のために使われるこの密閉溶接継目8
は、軸線方向管力から負荷を逃されている。
6の入口範囲に、同様にぜい化に対して強い材料からな
りかつその外側に断熱材9を備えた追加的なそれぞれ1
つの挿入管10が配置されている。内側にある挿入管1
0と外側にある保護管6との間に配置された断熱材9
は、とくに立上がり及び立下がり過程の際に熱衝撃的な
負荷に対して保護を行なう。断熱材9は、なるべく少な
くとも管板4の厚さに相当する軸線方向長さにわたって
延びている。壊れやすい断熱材9を損傷又は破壊に対し
て保護するために、保護管6におけるそれぞれの挿入管
10の固定は、管板の外側において行なわれる液圧拡張
によって、すなわち挿入管10と保護管6が直接、すな
わち間に挿入された断熱材9なしに互いに接する範囲に
おける拡張によって行なわれる。
4は、流入側に被覆材4aを備え、この被覆材と熱交換
器管3との間に、それぞれ1つの密閉溶接継目8が置か
れている。保護管6の外側において挿入管10も、管板
4から突出しており、その際、この構成において円錐形
に拡張された挿入管10が、溶接継目7によって入口収
集器2の中間底部2aに取付けられている。
を示す略図である。
管板内に圧力密に取付けられた熱交換器管を示す断面図
である。
Claims (8)
- 【請求項1】 フェライト材料からなりかつ少なくとも
1つの管板の穴内にその端部を圧力密に取付けられた熱
交換器管が設けられており、これら熱交換器管が、冷却
媒体によって流通される熱交換器ハウジング内に配置さ
れている、とくに化学工業における廃熱利用のための熱
交換器において、熱交換器管(3)の少なくとも高い温
度の範囲に、ぜい化に対して強い材料、例えばクロムニ
ッケル鋼からなるそれぞれ1つの保護管(6)が配置さ
れており、この保護管が、熱交換器管(3)において管
板(4)の範囲に、液圧拡張によって取付けられている
ことを特徴とする、熱交換器。 - 【請求項2】 熱交換器管(3)が、液圧拡張によって
管板(4)内に取付けられていることを特徴とする、請
求項1記載の熱交換器。 - 【請求項3】 熱交換器管(3)の端面側端部が、密閉
溶接継目(8)によって管板(4)に結合されているこ
とを特徴とする、請求項1又は2記載の熱交換器。 - 【請求項4】 保護管(6)が、熱交換器管(3)の液
圧拡張部の範囲において、液圧によって拡張されている
ことを特徴とする、請求項1ないし3の1つに記載の熱
交換器。 - 【請求項5】 保護管(6)の入口範囲に、ぜい化に対
して強い材料、例えばクロムニッケル鋼からなりかつそ
の外側に断熱材(9)を備えた追加的なそれぞれ1つの
挿入管(10)が配置されており、この挿入管が、管板
(4)の外側において液圧拡張によって保護管(6)に
固定されていることを特徴とする、請求項1ないし4の
1つに記載の熱交換器。 - 【請求項6】 断熱材が、少なくとも管板(4)の厚さ
に相当する軸線方向長さを有することを特徴とする、請
求項5記載の熱交換器。 - 【請求項7】 保護管(6)及び場合によっては挿入管
(10)が、流入側において管板(4)及び熱交換器管
(3)から突出しており、かつこの端部により入口収集
器(2)の中間底部(2a)に取付けられていることを
特徴とする、請求項1ないし6の1つに記載の熱交換
器。 - 【請求項8】 管板(4)が、流入側において被覆材
(4a)を有することを特徴とする、請求項1ないし7
の1つに記載の熱交換器。
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