JPS6032104B2 - 冷却器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、メンプレンウオールで構成され、断面が矩形
で且つ比較的細長い形状の冷却器に係り、特に高温の内
部流体によって膨脹する冷却器の菱形変形とねじれ等を
防止し、さらに冷却器を構成している水管壁の熱変形を
防止して、水管或は水管と水管を接続しているフィン又
はその結合部にかかる応力を軽減せしめると共に内部流
体の流動によって起る冷却器の振動をも防止した安全性
の高い冷却器に関する。

通常この種の冷却器は、バックステーによって補強され
ていて、例えば冷却器内のガスの内部圧力が変動し、そ
の圧力によって冷却器が変形したり、振動したりするの
を防止している。

従来の冷却器は、第１図乃至第４図に示すように構成さ
れていた。

まず第１図について説明すると、従釆の冷却器は、内部
流体の温度によって冷却器が膨脹した際、バックステー
等の拘束によって冷却器が菱型変形とねじれ等の変形が
ないように、外側に向って均一に膨脹するようにしたい
わゆる体膨脹形式がとられていた。従って、水管壁９で
矩形断面に形成した冷却器の囲りに設けたバックステー
６と、水管壁９との間には、第２図に示すように膨脹代
Ｃの隙間を必要としていた。その結果、このように隙間
のあいた状態では、水管壁９はバックステー６によって
拘束されないので、冷却器内を流れる流体によって水管
壁９に振動が発生し、この振動によって水管８或は水管
８を接続しているフィン又はその結合部に亀裂を生じる
等の事故があった。又大型の冷却器では、現地で粗立て
る際、上記の膨脹代Ｃを冷却器の図りに均等に設けるこ
とは困難であり、冷却器が体膨脹したとき、隙間の少な
い所でバックステー６により部分的に拘束され、均等に
体膨脹することができなくなって、冷却器にねじれを起
す等の欠点があった。更にこのバックステー６の拘束に
より、水管壁に無理な力が加わり、水管或は水管と水管
を接続するフィン又はその結合部に応力がかかり、亀裂
発生の原因となっていた。これの改良型として、第３図
に示す冷却器が実施された。

即ち４枚の水管壁９をそれぞれ可榛部材１８で接合して
、矩形断面の冷却器を形成し、この冷却器の外周面に、
第４図に示すように、水管壁９と密接させてバックステ
ー６を設けていた。この形式は、第１図に示した冷却器
の欠点を補うために水管壁９とバックステー６を密接さ
せたものであって、冷却器を構成している水管壁９をそ
れぞれ独立して線膨脹させ、矩形断面の四隅に設けた可
榛部材１８によってその膨脹を吸収すると共に、可榛部
材１８を四隅に設けることによって、冷却器の菱型変形
とねじれ等を防止したものである。

然し乍ら、この可榛部村１８は、冷却器の内部流体の温
度変化に伴って伸縮する水管壁９によって、繰返し応力
が作用し、更にこれに加えて、冷却器の内部温度と外部
温度に相当の温度差があるので、そこに熱応力がかかる
。

その結果可榛部材が破損する事故があった。本発明は、
冷却器の菱型変形やねじれ等を防止し且つ従釆の欠点を
も同時に解決した冷却器を得ることを目的とする。

即ち本発明は、水管壁によって断面が矩形になっている
冷却器において、この冷却器を補強するためのバックス
テーをＬ字形に形成し、このバックステー２個を一組と
して冷却器の外周上を囲むようにし、且つ冷却器を構成
している水管壁と上記バックステーを密接させて配設し
、バックステーのコーナー部を起点にして水管壁を線膨
脹させることによって、実質的に一組のバックステーの
コーナー部を結ぶ対角線方向に冷却器を体膨脹させるよ
うにして冷却器の体膨脹を方向性をもたせ、この対角線
方向に体膨脹するのを相殺するように、バックステーを
９０ｏ転位して、一組のバックステーのコーナー部を結
ぶ対角線が交互になるように冷却器の鞠線方向に複数個
配設したことを特徴とする。

以下本発明の詳細を実施例で説明する。第５図は、メン
プレンゥオールで形成した断面矩形の冷却器の中で代表
的なものとして転炉に使用されている冷却器を示したも
のである。図において転炉１の上部にスカート２、下部
フード３、上部フード４を介して冷却器５が接続されて
いる。冷却器５には、その鞄線方向に複数個のバックス
テー６・・・・・・が配設されている。７は集合管で水
管蟹を構成している水管が接続されている。

第６図は、上記冷却器の一部を拡大して、複数個のバッ
クステー６・・・・・・の位置関係を示した図である。
図において断面矩形の冷却器５の外側面に、Ｌ字形状に
したバックステー６を２個１組として配設している。

このように２個のバックステー６を１組としたバックス
テーと他の線のバックステーとの位薄関係は、バックス
テーのコーナー部Ａとバックステーの端部Ｂ，Ｂがそれ
ぞれ交互になるように、相隣れる１組のバックステーに
対し９００転位して配談されている。第７図は、冷却器
５の藤線に対し直角に断面して、冷却器５とバックステ
ー６との取合図係を示したものである。図に示すように
、断面矩形の冷却器５の二辺を覆うようにＬ字形にした
バックステー６を２個一組として配設し、その端部Ｂ−
Ｂは可榛部村２１によって連結している。

９は水管壁で水管８を密接させて配列するか或は、水管
８にフィンを介在させて一体的に結合して形成している
。

この水管壁９とバックステー６は第８図に示すように、
水管８に取付けた支持金具１０の鈎部１１と水管８との
間に、バックステー６のフランジ１２を侠特せしめるこ
とにより、水管壁９の熱膨脹を対して、バックステーＳ
のフランジ１２と水管８の外表面との間で滑る程度に密
接させて設けている。以上のように構成した本実施例の
作用について以下説明する。まず第７図において、冷却
器５の内部流体の温度によって水管壁９は膨脹する。こ
の膨脹は「 Ｌ字形にしたバックステー６のコーナー部
Ａを起点としてその端部Ｂ方向に、バックステー６のフ
ランジ１２との間で滑りながら線膨脹をする。このよう
に断面矩形の冷却器５のそれぞれの二辺が、バックステ
ーのコーナー部Ａを起点に一方向に伸びることによって
、実質的に冷却器５は、バックステーのコーナー部Ａ−
Ａの対角線方向の方向性をもって体膨脹する。このよう
に冷却器５の体膨脹に方向性をもたせることによって、
相隣れる一組のバックステーに対し９００転位して設け
たバックステー毎に、冷却器５の体膨脹方向がそれぞれ
９００ずれることになる。以上詳述した通り本発明によ
れば、バックステーをＬ字形にして「 このバックステ
ー２個を一組として冷却器の外周上に水管壁に密接させ
て設ムナ、この一組のバックステーのコーナー部が相隣
れる一組のバックステーに対して交互になるように９０
０転位して、冷却器の軸線方向に複数個設ける構造とし
た。

従って本構造によりバックステーのコーナー部Ａを起点
に水管壁を線膨脹させて、Ｌ字型のバックステーの冷却
器をスライドさせ、このことにより一組のバックステー
のＢ点にて糠膨脹分を吸収することができる。然かも相
隣れる一組のバックステーは９００転位して冷却器の柚
線方向に取付けられているので、冷却器全体の菱型変形
やねじれ等を防止し、更に冷却の体膨脹を無理なく行な
わせることができる。尚又、バックステーと水管壁は密
接しているので、振動の発生がなく、冷却器の四隅に可
榛部材を使用することなく体膨脹させることができたの
で「 これらによる亀裂或は破断が全く生じないなど、
安全性の高い冷却器を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は従来例で第１図及び第２図は水管壁
とバックステーとの間に隙間をもたせて冷却器を体膨脹
させるようにした冷却器、第３図及び第４図は水管壁と
バックステーを密接させ冷却器を線膨脹させ第１図に示
す冷却器の改良形冷却器、第５図乃至第８図は本発明の
一実施例で第５図は冷却器の代表例として転炉排ガス回
収装置に用いられている冷却器を示した説明図、第６図
は相隣れる一組のバックステーとバックステーとの関係
を示した図、第７図は冷却器の軸線に対し直角に断面し
冷却器と一組のバックステーとの取合を示した図、第８
図は水管壁とバックステーとの取合を示した図である。 ５・・・冷却器、６・・・バックステー、８・・・水管
、９…水管壁、Ａ・・・バックステーのコーナー部、Ｂ
・・・バックスアーの端部。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 断面が矩形の冷却器において、バツクステーをＬ型
   にし、該バツクステー２個を一組として冷却器の外周面
   上に水管壁に密接させて配設し、前記一組のバツクステ
   ーのＬ字形バツクステーコーナ部が交互になるように９
   ０°転位し、冷却器の軸線方向に複数組配設したことを
   特徴とする冷却器。