JPS6064104A - 熱交換器特に水蒸気または蒸発気体発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は堅固に相互に連絡され、流れる媒体を囲む壁−
形成壁管からなり、壁にほぼ平行に延び、各その端部分
で隣接する壁に堅固に連結された引張りバンドによって
前記隣接する壁に連結されるフランジ付ガーダを有し、
前記端部分連結か、前記引張りバンドに加えて、固定場
所で前記引張りバンドに連結された少なくとも１つの連
結要素と、リンクの枢動軸が前記壁に平行であり、前記
フランジ付ガーダの長手方向に垂直な少なくとも１つの
リンクとを有する熱交換器、特に水蒸気または蒸発気体
発生器に関する。

口、従来の技術 水蒸気発生器として作動するこの種類の既知の熱交換器
において、フランジ付ガーダは隣接する壁に固定された
引張りバンドによって各その両端で前記隣接する壁に連
結され、連結要素およびリンクもまた前記隣接する壁に
連結される。引張りバンドは一側で隣接する壁に堅固に
連結され、その反対側で水蒸気発生器の長手方向に続い
て配列された孔を有する平行な薄板金部材よりなる連結
要素を支え、孔を通して引張りバンド側のリンクボルト
がほぼ隣接する壁に平行に延びている。この既知の構造
において、引張りバンドの引張り荷重に加えて、引張り
バンド側のボルト軸と引張りバンド自体との間の距離に
調和するリンクにより伝達される力に等しい力がある。

この力は引ツｊ（リバンドの部分を壁から離れて持上げ
または壁を外部にふくらませる傾向があり、長い期間の
追加の荷重は壁および隣接する壁の間の縁の附近に疲労
現象を生じる。

引張りバンドに近い隣接する壁を補強しまたは壁および
隣接する壁間の縁のより好ましい形状を与えるのは非常
に高価な解決法になる。これらの解決法もまた材料の蓄
積から生じる熱応力のため不満足である。

ハ０発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は追ｍの熱応力を生じることなく簡単な、
安価な方法で上記疲労現象を回避することにある。

二９問題点を解決するための手段 この問題は特許請求の範囲第１項の特徴部分にンドの両
側の連結要素の固定場所の対称的な配列により、および
隣接する壁に平行に延びる引帰りバンド中央面のリンク
により連結要素に伝達される力の作用点の配列により事
実上除去される。追加の効果は引張りバンドと隣接する
壁と連結要素との固定場所が今事実上剪断応力のみを受
けることであり、これは強度および強度引算の単純化と
明瞭化による両効果である。

本発明の実施例には追加の材料の蓄積が要求されないの
で、その使用によって追加の熱応力はない。

特許請求の範囲第２項の連結要素に近い隣接する壁の比
較的小さなたわみは一般に適用可能な本発明の原理を示
す。

特許請求の範囲第６項は本発明の最適の態様を与え、壁
を有する縁を越えて隣接する壁に僅かに延びることによ
り単に気密関係に溶接された熱交換器にでも使用できる
。その場合引張りバンドの中央面と隣接する壁とは一致
するので、隣接する壁に作用する力はない。引張りバン
ドと隣接する壁との連結もまた除かれる。

特許請求の範囲第４項は連結要素の特に好ましい構造に
関する。

特許請求の範囲第５項の特徴事項により、リンクの平行
枢動軸と引張りバンドの中央面との間の角度は選択自由
である。

特許請求の範囲第６項による連結要素の形状により、フ
ランジ付ガーダと隣接する壁との間の正確な調整は必要
がなく、どのような応力も回避し、特に組立を非常に簡
単にする。

ガーダの端部分と引張りバンドとの間に１つ以上のリン
クを有するのは大きな力の伝達を特徴する特許請求の範
囲第８項の特徴の結果、この棟類の構造を用いて引張り
ｔ４ンドおよび１４接する壁は壁に垂直などのようなガ
ーダのたわみにより生じる追加の曲げ荷重をも免かれる
。

以下本発明を実施例とその図面を参照して詳細に説明す
る。

ホ、実施例及び作用 第１図に示す水蒸気または蒸発気体発生器１は気密にな
るようにウェブ３によってともに溶接された垂直壁管２
よりなる。壁管２およびウェブ３は４個の壁を形成し、
２個の壁６は常に垂直に延び、２個の壁７は水蒸気発生
器１のｊ底部分においである角度で延びるように内部に
曲げられる。水蒸気発生器の底部分はこのように漏斗ま
たはホッパ５を彫成し、その４個の縁の底は壁管２が外
部に曲げられる細長い開口（図示せず）をｌｌｌ！定す
るので壁管を４個の水平へラダ４内に導く壁管が水平に
延びている。ウェブ３は漏斗５の細長い開口までだけ延
びており、ヘッダ４の方へは曲げられていない。ある角
度で延びている縁は壁７の部分の傾斜した形状の結果、
漏斗５の領域を形成する。

この縁に沿って垂直壁６内に延びているいくらかの岸ｖ
２は垂直壁を離れるが、次いで水平ヘッダ４′内に導か
れるまで垂直に延び続ける。壁６の外側の過度に長い管
部分を避けるため、ヘッダ４′は２層の食い違い関係に
配列され、各層は傾斜縁に沿って壁６を離れている壁管
２のほぼ半分が適応している。水蒸気発生器１はそれを
吊す支持構造物に連結（図示せず）するまで上方に延び
てし）る。

冷却媒体はヘッダ４，４′から他のヘッダ（図示せず）
まで上方に壁管２内を流れる。

水蒸気発生器１の周囲でｔ４−す（図示せ“４″）力）
ら生じる高温燃焼ガスもまた上方に流第１．１訃２内を
流れる冷却媒体に熱を与える。燃焼ガス力）ら生じる例
えば灰のようなどのような同体およ２〆／または液体で
も水蒸気発生器１内部を降下し、７Ｉ（蒸気発生器１の
内部を離れる細長い開口の方へ漏斗５により案内される
。壁６および７は操業生方１１熱および冷却の結果垂直
および水平の両方に膨１浪および収縮する。

水蒸気発生器１の内部の爆発および破裂もこよって生じ
るような壁６および７０）たわみ応ＪＪ＆ま水」芝なフ
ランジ付ガーダ２０および３０により除去される。ガー
ダ３０は垂直壁または壁部分に沿って平行に固定される
。ガーダ２０は壁Ｔの傾！−１シた部分に固定され、ま
たこれら傾斜した壁部ｌ）上にＳＪＩ行に延びている。

壁６および７は熱吸収によって、−−、、、−、−」、
１１ｔｒｌ−ＵｄＭＩＩＬａ＋ｙ＋−７鴛＝＋ＩｏＷｉ
Ｉ一方ガーダは比較的冷たく、従ってほぼ剛性を維持し
、壁６および７とガーダ２０および３０とａ〕間の連結
はその方向に異なる熱膨張を詐す水平な摺動連結である
。その端部分で各ガーダはその平行な壁の隣接する壁に
連結されるので、外部に向けられたたわみ応力はガーダ
により支えられた壁によりが一ダに伝達され、次いで引
張り応力としてその端部を経てガーダにより実質的に隣
接する壁に伝達される。引張り応力はそれぞれ引張りノ
々ンド２１および３１によって隣接する壁により除去さ
れ、また引張りバンドとガーダとの間の連結に関する本
発明の多数の実施例は次の図面を参照して記載される。

第１図の壁７０１つの傾斜部分に平行で、前記壁７を形
成する壁管２に垂直に延びるフランシイ」ガータ２０に
関する本発明の一実施例を第２図および第６図に示す。

この場合縁と壁７との間をある角度で延びる縁の結果と
して、垂直壁６から出る壁管２は外部方向へ垂直壁６の
延長部を形成するように利用される。壁自体の部分は矩
形補強板２３によって壁６のこれら延長部の追加補強の
結果引張りバンド２１になる。連結要素２２は固定場所
４１で各引張りバンド２１に堅固に溶接され、連結要素
２２は薄板金の等しい平坦な平行片から形成される。こ
れらは垂直壁６と壁７の傾斜部分との両方に垂直に延び
、垂直壁６に対称的に２つづつ組んで配列され、接触す
る各２つの薄板金部材はそれに垂直で、壁７の傾斜部分
に平行に延びるリンクピン２５によって連結される。薄
板金から切断された２つのリンク２４はピン２５により
連結された各対の薄板金部材間で各リンクピン２５のま
わりに設けられ、リンクは薄板金部材に接触し、ピン２
５と同一中心に配置されたスペーサ！ｉ’２６により互
いに分離されている。これらり■ ンクはリンクが再度ピン２５のまわり配置されているガ
ーダ２０まで延びている。

ガーダ２０はｍ７に垂直な中央部分を有するＨ断面であ
る。支持装置１５が壁７に固定され、ガーダ２０に固定
された支持部分にピン１７により各連結される。ピン１
７は支持装置Ｉｔ１５に堅固に連結されるが、しかし支
持部分１６の細長い穴内を摺動するので、ガーダ２０は
壁Ｔに関して長手方向に摺！！Ｊ可能であり、ガーダ２
０と壁７との間の異なる熱願脹を許している。ガーダ２
０はその中央部分に平行に延びる２つの支持板１３、そ
の中央部分に垂直に延びる端板１３′によりその端部分
で補強され、薄板金案内１２が支持板１３に平行に前記
支持板に溶接される。枢動可能要素１０が案内１２の各
側面に配置され、２つの枢動可能要素１０は案内１２を
通って延びる枢軸１１により相互に連絡される。ガーダ
に隣接するリンク２４の端は枢動可能要素１０とその間
に配置された案内１２との間に延びるのでピン２５の各
は２つの枢動可能要素１０と２つのピン２５とを枢動で
きるように相互に連絡し、案内１２は枢動可能要素１０
が与えられた角度１＠囲で自由に枢動できるように溝を
通して延びている。垂直壁６の外部に続いている壁管２
は自由に可動な、近接できるリンクから離れるように記
載されたリンク連結のまわりに曲げられる。

第６図はその最も少ない望ましし）位１ｆｔ、１″なオ
〕ち壁がなお冷間にあるとき、水蒸気発生器の始動のと
きを示すので、リンク２４は壁６に対し４フ″４１かな
角度である。壁７はますます加熱さｉするσ）−Ｃ膨張
し、通常の操業に達するとき１ノンク２４　＋ｉ　１ｔ
ｔ６に平行に延びる。それ故、始動後、Ｊ瓜′にｉのｒ
、’６　Ｓ８に達するまで、ガーダ２０は壁６上に荷Ｓ
Ｑを３ｂ　＋ｔ’Ｌするので、壁にはわずかなたわみ応
力力（ある。しかしながら、曲げモーメントは少さく、
そのイ’Ｊ：（ｉＥは比較的短く、一方ざらにガーダ２
０を４、秒すえｃ１水蒸気発生器の内部爆発の結果とし
て、１りＭ夕１の場合においてのみ加熱期間中壁６に股
大４’＋（５＋ｌ（をｋ　ｊヤする。それ故、装置喉は
全ての場合に許容でき、一方引張りバンド２１は例えば
連結要素２２の延長部として区接固定された補強板２７
によって、追加して補強できる。

第４図、第５図および第６図に示す構造４ま第１図の場
所Ｂで漏斗５に近い垂直壁６の１１１１１ＩＩにｌｉ’
、固定されたフランジ付ガーダ３０（図示せず）Ｇこｌ
刈ｔ、　、、、、＋＋　＋　、−＋−＋　−１ｗ　＋／
＋：　−ｗ　ム［、ｙｅ　７−　五１６　）　を瞥引張
りバンド３１が堅固に溶接された隣接する壁である。連
結要素３２は２つの平らな垂直薄板金部材３２′と２つ
の平らな水平薄板金部材３２′からなる。２つの垂直部
材３２′は同じ形状を有するが、鏡像ふうに並んで配列
され、各が固定場所４１Ｇこ沿って対称に溶接される引
張りｌ々ンド３１を介して垂直溝内に固定される。両方
の水平薄板金部材３２′は同一形状で、はぼ矩形形状を
有し、同様な方法で垂直部材３２′および引張りｌ々ン
ド３１番口溶接された垂直部材３２′を介して水平溝内
に平行に重ねた関係に固定される。２つのほぼ垂直なボ
ルト４０が水平部材３２′をｉシ１７　して廷びており
、各１ノンク３４の一端は水平部材に枢動可能に固定さ
第１る。各リンク３４の他ｙｉｉｌは第２図および第６
図の実地例に示されるのと同じ様にガーダ３０＆こ枢動
ＱＪ能に連結される。連結要素３２近くで、隣接する確
７は引張りバンド３１から騙れ、次し）で引張りバンド
３１上の垂直部材３２′に取刊けるためをこ十分自由な
空間を与えるように連結要素３２まわりの蒸気発生器１
の内１１；へ延びてしする。

このようにガーダ３０が壁６により応力を受けた場合、
ガーダはリンク３４およびボルト４０によって連結要素
３２の水平部材３２′へ力を伝達し、水平部材３２′は
力が引張りバンド３１により壁７に最終的に伝達される
次の垂直部材３２′に順吹力を伝達する。リンク３４お
よび固定場所４１は壁Ｔに平行に勉びる引張りバンド３
１の中央面に対称に配列されるので、引張りバンド３１
はｊ１７常の操業中単独で引張り応力を受ける。中央…
１は壁管２に非常に近接して配置されるので、引張りの
結果および引張り帯板中央面と晋２との間の距離は無視
でき、壁７もまた実際に引張り応力のみを経験する。こ
のことは勿論だとえ唯１つのリンクだけが２つのリンク
３４の代りにガーダ３０の４　部分ごとに設けられたと
しても、もしリンク３４の縦軸が引張り帯板３１上に延
びてもそうなるであろう。

第７図乃至第９図は第１図の場所Ｂで垂直壁６上の７ラ
ンゾ付ガーダ３０と傾斜壁７との間の連結の他の実施例
を示す。この場合、連結要素３３は６つの連続する段付
直径を有するほぼ水平円筒形部材からなる。直径の溝が
連結要素３３の一端で最大直径の近くに設けられ、溝縁
に沿うて連結要素３３に溶接された引張り帯板３１を受
けている。

最小直径は連結要素３３の他端の附近にあり、ねじが形
成されている。中間部材３６は中間の直径を有する連結
要素３３の中間附近に枢動可能に配置され、最小直径を
有する区域のねじに固定されたナツト３７により２つの
ワッシャ３８と３９との間に軸方向に固定される。ナツ
ト３γは溶接４２により固着される。中間部材３６はそ
の４つの側面に平行に延びる孔を備えた立方体３６′を
有し、孔に平行に延びる立方体の対向側面に溶接された
２つの平らな薄板金部材３６′を有する。各部材３６″
は立方体３６′に溶接される６つの孔を看する。２つの
垂直ボルト４０もまた部材３６′に固定され、２つの平
行なＨ〜「面リンク３５は前記ボルトの周りに枢動可能
に配置される。前の実施例のように、リンク３５もまた
ボルト４０（図示せず）によりガーダ３０に枢動口」能
に連結され、全てのボルトの枢動軸は互いに平行に延び
る。引張りバンド３１は壁７に溶接される。連結要素３
３の近くで壁７が水蒸気発生器１の内部の方へ引張りバ
ンド３１から延びており、引張りバンド３１上に固定さ
れる連結要素３３のために室をイｆする。この実地例の
１つの有効な変形において、連結要素３３は中空であり
、溶接条件の改良もしつつ、厚い材料蓄積によって熱応
力を防止するために引張りバンド３１とほぼ同じ壁厚を
有する。

第７図乃至第９図より、力は先行の実地例の方法と同じ
方法でガーダ３０から壁７に伝達されるが、しかしリン
ク３５とガーダ３０は連結要素３３の縦軸のまわりに応
力なしに枢動できる。この追加の自由度は応力を防ぎ、
組立作業を減するために重要な貢献をする。連結要素３
３まわりの壁７のために要求された曲げもまた第４図乃
至第６図の場合における連結要素３２より非常に小さい
。

リンク３５は第７図″乃至第９図の実施例のどの計であ
る。勿ｈＡここでは再度単一のリンク３５が図示の２つ
のリンクの代りに用いることができる。

それぞれ第４図乃至第６図および第７図乃至第９図の実
施例もまた第１図の場所Ａ′およびＢ′に用いることが
できる。唯１つの差異は引張りバンドの中央面が場所Ａ
′およびＢ′で垂直に延びることである。

第４図乃至第６図に示すｌ！ｇ類の構造の場合、薄板金
部材３２′および３２′は明らかに互いに垂直である必
要がない。薄板金部材の相互の角度およびそれら部材お
よび引張りバンド３１との間の角度は自由に選択でき、
丁度１つまたは２つ以上の薄板金部材３２′および３２
’を有することがｒｒｆ能であり、薄板金部材は必らず
しも相互に平行である必要はなく、本発明の特徴を保有
するなら異なる形状を有し、平坦でなくてもよい。２つ
以上のン専板金部材が本発明の基本原理に影響なく続シ
）て配置することができる。

異なる実施例の特徴もまた特殊な問題のためのることか
できる。

すでに記述されているように、本発明の熱間換器の設計
において熱膨張がガーダ３Ｕ、２０の端部分の相互の位
置に生じ、関連する引張りバンドに関しては通常の操業
から始動するとき異なることが記憶されねばならない。

設計は引張りバンドを支える壁が通常の操業の間単独で
引張り応力を受けるのに対して始動のときおよび異常な
と６操業温度の下で隣接する壁にあるたわみ応力を受け
るように明らかにそうすべきである。

計算は温度が通常の操業の温度の方へ移動するとき、こ
れらたわみ応力が急速に落ちて、非常に低く、特に短い
持続のため内置なく無視できることを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は特に応力を受けるホッパ、フランジ（（ガーダ
を有する本発明の水蒸気発生器のｒｈ視略図、第２図お
よび第３図は第１図の場所Ａでガーダの端部分の本発明
の装置の拡大詳細図で、第６図は第２図の線１−１の断
面図、第４図から第６図までは第１図の場所Ｂで本発明
のフランジ付ガーダの端部分の装置の拡大詳細図で、第
５図は第４図の平面図、第６図は第４図の線Ｍ−Ｍ断面
図、第７図から第９図までは？４’ｚ　１図の場所Ｂで
フランジ何ガーダの端部分の他の実地例で、第８図は＠
７図の平面図、第９図は第８図の線に−に断面図である
。 １：水蒸気発生器。 ２：壁管。 ６’、　７　：壁。 ２０．３０　：フランジ付ガーダ。 ２１．３１　：引張りバンド。 ２２．３２，３３　：連結要素。 ２４．３４，３５　：リンク。 ３２’、３２’ｊｍ　板さ１弓ヒｊ１１５拐　。 ３６：中間部材。 ４１：固定場所。 代理人　浅　村　皓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）堅固に相互に連絡され、流れる媒体を囲む礪−形
   成壁管からなり、壁にほぼ平行に延び、各その端部分で
   隣接する壁に堅固に連結された引張りバンドによって前
   記隣接する壁に連結されるフランジ付ガーダを有し、前
   記端部分連結が、前記引張りバンドに加えて、固定場所
   で前記引張りバンドに連結された少なくとも１つの連結
   要素と、リンクの枢動軸が前記壁に平行であり、前記フ
   ランジ付ガーダの長手方向に垂直な少なくとも１つのリ
   ンクとを有する熱交換器において、ｎす記固定場所が前
   記隣接する壁に平行に延びる前記引張りバンドの中央面
   に対称に配置され、前記連結要素に近い前記リンクによ
   り働かされる力の作用点が前記引張りバンドの前記中央
   面内にあることを特徴とする熱交換器特に水蒸気または
   蒸発気体発生器。 （２、特許請求の範囲第１項記載の熱交換器において、
   前記隣接する増の部分が前記連結要素の周りに曲げられ
   、前記連結要素の附近で前記引張りパンＰから離される
   ことを特徴とする熱交換器特に水蒸気または蒸発気体発
   生器。 （３）特ｉｆ’ｆ　請求の軛）ｌｆｌ第１項記載の熱交
   換器において、前記隣接する壁それ自体が前記引張りバ
   ンドまたはその１部を形成することを特徴とする熱交換
   器特に水蒸気または蒸発気体発生器。 （４）特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
   の項記載の熱交換器において、前記連結要素が少なくと
   も１つの薄板金部材よりなることを特徴とする熱交換器
   特に水蒸気または蒸発気体発生器。 （５）特許請求の範囲第４項記載の熱交換器において、
   前記連結要素が続いて配置された少なくとも２つの薄板
   金部材からなることを特徴とする熱交換器特に水蒸気ま
   たは蒸発気体発生器。 （６）特許請求の範囲第１項から第６ｇｉまでのいずれ
   かの項記載の熱交換器において、前記連結要素が前記引
   張りバンドの中央面内に延びる枢動軸のまわりに枢動ｉ
   Ｊ能であり、１ｉｒＪ記リンクの前記枢動軸に垂直な追
   加の中間部拐により前記リンクに連結されることを特徴
   とする熱交換器特に水蒸気または蒸発気体発生器。 （７）特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
   の項記載の熱交換器において、少なくとも２つの平行リ
   ンクを有し、前記リンクの枢動軸に垂直に延びる想像平
   面に沿って配置されることを特徴とする熱交換器特に水
   蒸気または蒸発気体発生器。 （８）特ｔ’Ｆ　請求の範囲第７項記載の熱交換器にお
   いて、前記リンクが枢動軸まわりに枢動Ｉ」能な要素に
   よってｍｆＪ記フランジ付ガーダに連結され、前記枢動
   軸が前記リンク枢動軸に平行でかつ前記リンク枢動軸に
   対称であることを特徴とする熱交換器特に水蒸気または
   蒸発気体発生器。