JPS61272598A - チユ−ブ清掃装置を有する熱交換器におけるチユ−ブシ−ト不整合を正す装置 - 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】 明の背　および概一 本発明は熱交換器のシャトル式清掃に関するものであり
、米国特許第４，１２４，０６５号および同第４，３９
８，５９２号に開示されている概念の改良である。

熱交換器ハウジング内に配置した長手方向のチューブの
両端に細長い清掃要素捕獲ケージまたはバスケットを連
結することは上記米国特許から公知である。チューブ端
は横方向のチューブシートによって所定位置に保持され
ている。バスケットは往復動式清掃要素、たとえば、ブ
ラシを収容するようになっている。チューブを通って一
方向に流れる流体かそれぞれのバスケット内に清掃要素
を保持し、バスケット壁に設けたスロット状開口を通っ
て排出する。流体の流れか逆転すると、清掃要素はバス
ケットから押出され、チューブを通って反対側のチュー
ブ端にあるバスケットまで移動し、それによってチュー
ブ清掃作用をなす。

チューブシートの開口に入り込んでいるチューブと流体
連絡するようにバスケットを装着する方法はいくつか提
案されている。バスケット内端はあ開口あるいはチュー
ブ端そのもにプレスばめされていた。

他の配置では、バスケット内端はカラーを備え、このカ
ラーがチューブシート外面を越えて位置しているチュー
ブ端にある広かったリップ部から吊り下がっている。

また別の配置、たとえば、上記米国特許第４゜３９８．
５９２号に開示されている実施例では、チューブシート
の外側に位置し、それに対してほぼ平行に延びる保持プ
レートが設けてあり、これはチューブシートおよびチュ
ーブ端と協働してバスケットを所定位置に保持する。

この後者の構造では、種々の要素間の密封作用が不適切
となり、システム内に望ま゛しくない流体漏洩が生じる
可能性がることがわかった。この問題は熱交換器外殻に
対するチューブシートの不整合によって生じることがわ
かった。たとえば、これはチューブシートを外殻に溶接
するときの熱を原因とする可能性がある。その結果、バ
スケットと保持プレートが正しく位置決めされず、先の
望ましくない流体漏洩を生じさせる。

本発明の目的は熱交換器チューブシートの不整合を正し
、チューブシート、チューブ、バスケット、保持プレー
トを含む構成要素間に適正なシールを与えることにある
。本発明の別の目的は簡単かつ低コスト、しかも効果的
な要領で不整合な正すことにある。

本発明の種々の特徴によれば、保持プレート、バスケッ
トとそれぞれに対応した構成要素との間に長手方向に圧
縮可能な手段が配置される。成る実施例では、この圧縮
可能手段は保持プレートとバスケットの間に配置され、
バスケットかチューブシートおよび隣接した熱交換器チ
ューブに対して自動調節することかできる。別の実施例
では、圧縮可能手段は保持プレートとハウジングヘッド
に隣接した周囲マウントの間に配置してあり、この場合
、保持プレートか自動調節することかできる。さらに別
の実施例では、圧縮可能手段は保持プレートとチューブ
シートの間に配置され、保持プレートのための付加的な
自動調節を行なえる。

前記実施例の種々の組合わせが可能である。さらに、種
々のタイプの圧縮可能手段を利用できる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施例によって
説明する。

好ましい実施例の説明 本発明はチューブタイプの熱交換器に向けられたもので
ある。このような熱交換器およびその流体流れ制御装置
が第１図に概略的に示してある。

熱交換器ｌは閉鎖端ヘッド３．４を有する円筒形のハウ
ジング２と、このハウジング内に装置した複数の長手方
向に延びるチューブ５とを包含する。チューブ５の露出
した開口端はそれぞれの端へラド３，４から隔たった円
形の横方向チューブシート６．７に連結してある。端へ
ラド３とチューブシート６は１つの流体流れ室８を構成
しており、一方、端ヘッド４とチューブシート７のスペ
ースを隔壁９が一対の流体流れ室１０．１１に分割して
いる。熱交換用流体は入口１２を通してチューブ５まわ
りミ領域に導入され、出口１３を通って排出する。

熱交換器ｌは普通の要領で種々の導管によって流体源１
４、ポンプ１５および分流弁１６に接続してある。流体
は分流弁１６の位置に応じて順方向あるいは逆方向に室
１０．８．１１を経てチューブ５を流れる。

熱交換器１はチューブ清掃装置を備える。この目的のた
めに、各チューブ５の両端は捕獲装置に連結してある。

本実施例では、この捕獲装置はチューブと同心で、金属
その他適当な材料で作った長手方向に延びる細長いスロ
ット付きバスケット１７を包含する。バスケットの１８
のところにスロットが設けである。各バスケット１７の
外端には一対の幅の狭いタブ１９か設けてあり、これら
のタフは折り曲げられ、溶接部２０な、とて結合してあ
って、衝合部を形成している。

各バスケットはチューブ清掃装置２２を保持する捕獲室
２１を構成している。チューブ清掃装置２２は分流弁１
６によって流体の流れか逆転したときにそれぞれのチュ
ーブ５内の端バスケット間を前後に往復動するようにな
っている。チューブ清掃装置２２は任意所望の周知タイ
プのものでよい。

便宜上、第２〜８図に示す構造は第１図の熱交換器の左
端に関するものであるが、同様の構造を熱交換器の右端
に逆関係で配置することはもちろんである。

本実施例のすべてにおいて、チューブ５はチューブシー
ト７を貫いて延び、２３で示すようにチューブシート外
面を越えて終っているものとして示してある。同様に、
バスケット１７は内方へ延び、内端２４はチューブ端部
２３と入れ子になっている。たとえば、第４図を参照さ
れたい。

本実施例では、部分２４は部分２３の上に嵌合し、ブレ
スばめ密封状態となっている。（たとえば、第４図は公
差を誇張して示すためだけにゆるく嵌合した部分２３．
２４を示している。、）第２．３図を参照して、保持プ
レート２５がチューブシート７の長手方向外方にそれと
平行に配置してあり、間にスペース２６を形成している
。保持プレート２５の直径はチューブシート７の直径よ
りも小さい。保持プレート２５はボルト２７などによっ
てチューブシート７に固定してあり、これらの要素間に
環状のスペースリング２８が配置してある。さらに、チ
ューブシート７の外周部はボルト３０などによって端ヘ
ッド３の外向きフランジ状の周囲部２９に取り付けであ
る。同様に、バスケット１７は保持プレート２５を貫通
しており、ねじ結合部３１によって長手方向位置にｉＡ
ｆＭ自在に保持されており、その結果、バスケット内端
部２４は保持プレート２５から内方へそれぞれのチュー
ブシート７に向って延びることになる。

チューブシート７か普通に設計されていて完全に平らで
あるならば、バスケット内端部２４はそれぞれのチュー
ブ端部２３上にブレスばめて嵌合することになる。しか
しながら、第３図に示すように、チューブシート７は、
熱交換器ハウジング２にチューブシート縁を溶接すると
きの熱などのような原因により、ゆがんで他の要素に対
して不整合になることがある。その結果、図示実施例で
は、チューブシート７を保持プレート２５から引っ張る
ことになり、スペース２６に凹状に湾曲した面３２を生
じさせる。したがって、バスケット１７の端２４かチュ
ーブ５の端２３と密封係合てきず、矢印で示すように流
体の漏洩を生じさせる。

もしこの面３２か凸状であるならば、保持プレート２５
はチューブシート７に平行に正しく着座できず、これも
隣接部分の密封を不可能にする。　第４図は前記不整合
状悪を正すための構造の一形態を示している。この構造
は第３図に示す構造とほぼ同じであるが、長子方向圧縮
可能な手段がバスケット１７と保持プレート２５の間に
配置してある点で異なる。これら要素間の３１て示すよ
うなねじ結合部の代りに、保持プレート２５の内面に複
数のくぼみ３３が設けてあり、バスケット１７の内端部
に段か付けてあって半径方向外方に延びる肩部３４が設
けである。これらの肩部３４は環状フラン−ジ３５のと
ころで終っており、これらのフランジが非常に小さい公
差範囲内てくぼみ３３内に摺動自在に嵌合している。肩
部３４とくぼみ３３の底との間には環状のワッシャ状圧
縮可能弾性ガスケット３６が配置してある。

設計時の寸法は、もしチューブシート７がゆかんでいな
いならば、バスケット１７とチューブ５が嵌合したとき
にガスケット３６がやや圧縮されるように決めである。

しかしながら、第４図に仮想線で示すようにチューブシ
ート７かゆがんだ場合には、ガスケット３６かバスケッ
ト１７をチューブ５に対して正しい位置まで長手方向に
変位させる。

第５〜８図はやや異なった構造を示しており、端ヘッド
３の周囲部分２９は要素間にはさまれた環状のリング３
７などによってチューブシート７の外周から分離されて
いる。この組立体はボルト３０によって相互に保持され
ている。リング３７の内周部は段が付けてあり、それに
よって、横方向面４０によってつながったそれぞれ内外
の長子方向面３８．３９を与えている。さらに、この実
施例では、保持プレート２５はチューブシート７に固定
しておらず、チューブシート７と端へラド３の間を長子
方向に変位するようになっている。

この目的のために、保持プレート２５の外縁部にも段が
付けてあって、横方向面４３でつながる内外の長手方向
面４１．４２などによってリング３７の段付き部分に合
致するようになっている。この構造では、プレート面４
１．４２はリング面３８．３９とそれぞれ密着係合して
いて、面４３．４０を隔たって対面した状態に置きなが
ら相対的な摺動を可能としている。こうして、面間のく
ぼみ４４内には長手方向に圧縮可能な手段か配置される
。

第５図の実施例では、基本的に保持プレート２５と端ヘ
ッド３の間に配置した長手方向圧縮可能手段は熱交換器
の周囲まわりに延びる環状のガスケット４５を包含する
。この場合、ガスケット４５は不整合を正すだけである
か、第５図の構造はバスケット１７と保持プレート２５
の間のガスケット３６を利用する第４図のものと同様の
構造も包含する。このような二重ガスケット構造ては、
両バスケット１７．２５は、個別に、相対的に長子方向
に変位でき、変位可能なバスケット１７が変位可能な保
持プレート２５によって支持されることになる。保持プ
レート２５の長手方向外向きの動きはガスケット４５を
通る圧縮力を高め、ガスケット３６を通る圧縮力を低め
、はぼ釣合った力関係を与える。この釣合いは保持プレ
ート２５の長手方向内向きの動きても生じる。

第７図は第５図とほぼ同様であるか、別の長手方向圧縮
可能手段を加えである（これは成る種の例では他の圧縮
可能手段なしに作動し得る）、図示したように、チュー
ブシート７と保持プレート２５の間でスペース２６を通
じてディスク状のガスケット４６か配置してあり、これ
は各チューブ・バスケット組立体付近に適当な開口を有
する。

ガスケット４６は図示のように通常圧縮状態にあり、チ
ューブシート７になんらかのゆがみが生じたときに膨張
あるいは収縮する。

発明の精神から逸脱することなくガスケットの外に他の
圧縮性弾性手段も利用できる。第８図はガスケット３６
．４５の代りに弾性ばね４７．４８の使用を示している
。この実施例では、他の例でも可能なように、位置決め
ピン５０．５１が端ヘッド３からチューブシート７およ
び保持プレート２５にある適当なくぼみ内に突入してお
り、構成要素を組立て、位置決めするのを助けるように
なっている。ここて、ピン５１か第８図でばばね４８に
対して位置決めしてあることに注目されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱交換器およびその流体流制御装置の概略図で
ある。 第２図は熱交換器内部の一部の断片斜視図であり、チュ
ーブシートおよび保持プレートを示す図である。 第３図は不整合のチューブシートの結果を示す、成る形
態の装置の部分破断部分断面断片図である。 第４図は第３図と一同様の図であり、チューブシート不
整合訂正手段の一形態を示す図である。 第５図はやや異なった装置の断片図であり、別の形態の
訂正手段を示す図である。 第６図は第５図の６−６線に沿った断面図である。 第７図は第５図と同様の図であり、さらに別の形態の訂
正手段を示す図である。 第８図は第５図と同様の図であり、また別の形態の訂正
手段を示す図である。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）、端ヘッド要素（３、４）を持つハウジング（２
   ）と、このハウジング内に配置した複数の長手方向に延
   びる流体流チューブ（５）と、前記ハウジング内に配置
   してあり、前記チューブの端と連通する開口を有するチ
   ューブシート要素（６、７）と、前記チューブから往復
   動チューブ清掃装置（２２）を受ける長手方向のバスケ
   ット要素（１７）とを有する熱交換器における組合わせ
   において、 （ａ）前記チューブシート要素（７）の長手方向外方に
   配置してあり、かつチューブシート要素（７）にほぼ平
   行に延びている保持プレート（２５）と、 （ｂ）この保持プレート（２５）と前記要素（１７、３
   、７）のうちの少なくとも１つの要素の間に配置してあ
   って熱交換器ハウジングに対する前記チューブシート要
   素（７）の不整合を補正する長手方向圧縮可能な手段（
   ３６、４５〜４８）と を包含することを特徴とする組合わせ。
2. （２）、特許請求の範囲第１項記載の組合わせにおいて
   、前記長手方向圧縮可能手段（３６、４７）が前記保持
   プレート（２５）と前記バスケット要素（１７）の間に
   配置してあることを特徴とする組合わせ。
3. （３）、特許請求の範囲第２項記載の組合わせにおいて
   、前記保持プレート（２５）が前記チューブシート要素
   （７）に固定してあることを特徴とする組合わせ。
4. （４）、特許請求の範囲第１項記載の組合わせにおいて
   、前記長手方向圧縮可能手段（４５、４８）が前記保持
   プレート（２５）と前記端ヘッド要素（３）の間に配置
   してあることを特徴とする組合わせ。
5. （５）、特許請求の範囲第４項記載の組合わせにおいて
   、前記保持プレート（２５）が前記チューブシート要素
   （７）に対して長手方向に移動できることを特徴とする
   組合わせ。
6. （６）、特許請求の範囲第１項記載の組合わせにおいて
   、前記長手方向圧縮可能手段（４６）が前記保持プレー
   ト（２５）と前記チューブシート要素（７）の間に配置
   してあることを特徴とする組合わせ。
7. （７）、特許請求の範囲第１項記載の組合わせにおいて
   、 （ａ）第１の長手方向圧縮可能手段（３６、４７）が前
   記保持プレート（２５）と前記バスケット要素（１７）
   の間に配置してあり、 （ｂ）第２の長手方向圧縮可能手段（４５、４８）が前
   記保持プレート（２５）と前記端ヘッド要素（３）の間
   に配置してある ことを特徴とする組合わせ。
8. （８）、特許請求の範囲第７項記載の組合わせにおいて
   、 （ａ）前記バスケット要素（１７）が前記保持プレート
   （２５）によって支持されており、（ｂ）前記バスケッ
   ト要素（１７）および前記保持プレート（２５）が個別
   に相対的に長手方向に変位可能である ことを特徴とする組合わせ。
9. （９）、特許請求の範囲第７項記載の組合わせにおいて
   、前記保持プレート（２５）と前記チューブシート要素
   （７）の間に配置した第３の長手方向圧縮可能手段（４
   ６）を包含することを特徴とする組合わせ。