JPH0861503A - チューブのメカニカルシール装置 - Google Patents
チューブのメカニカルシール装置Info
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- JPH0861503A JPH0861503A JP7179223A JP17922395A JPH0861503A JP H0861503 A JPH0861503 A JP H0861503A JP 7179223 A JP7179223 A JP 7179223A JP 17922395 A JP17922395 A JP 17922395A JP H0861503 A JPH0861503 A JP H0861503A
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- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
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- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/06—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by dismountable joints
- F28F9/10—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by dismountable joints by screw-type connections, e.g. gland
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16J15/18—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings
- F16J15/184—Tightening mechanisms
- F16J15/185—Tightening mechanisms with continuous adjustment of the compression of the packing
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- F16L5/00—Devices for use where pipes, cables or protective tubing pass through walls or partitions
- F16L5/02—Sealing
- F16L5/08—Sealing by means of axial screws compressing a ring or sleeve
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- Y10S277/939—Containing metal
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換器用シール装置であって、簡単な構造
により、高温に曝されるチューブとチューブシート間の
メカニカルシール状態を損なうことなく、チューブの長
手方向の膨張と収縮を行なえるようにする。 【解決手段】 上面で終端する壁部42を有する第１の外
スリーブ40を有し、その下端と、ヒートチューブ14とチ
ューブシート16との間で環状空間を形成する。高ニッケ
ル金属の内側リング60が、環状空間47内に配置される。
内側リングはケーシング66の中に部分的に収容され、第
１の外スリーブに対して下向きの力が加えられたとき、
環状空間は小さくなり、内側リングとケーシングは、ヒ
ートチューブ及びチューブシートとの間でシール関係を
形成するが、ヒートチューブの長さ方向の膨張を許容す
るようにしている。外スリーブに下向きの力が加えられ
たとき、内側リングが損なわれないようにする手段48を
さらに具えている。第１の外リングとヒートチューブの
壁の間に充填材52が配備され、第２のシールを形成して
いる。
により、高温に曝されるチューブとチューブシート間の
メカニカルシール状態を損なうことなく、チューブの長
手方向の膨張と収縮を行なえるようにする。 【解決手段】 上面で終端する壁部42を有する第１の外
スリーブ40を有し、その下端と、ヒートチューブ14とチ
ューブシート16との間で環状空間を形成する。高ニッケ
ル金属の内側リング60が、環状空間47内に配置される。
内側リングはケーシング66の中に部分的に収容され、第
１の外スリーブに対して下向きの力が加えられたとき、
環状空間は小さくなり、内側リングとケーシングは、ヒ
ートチューブ及びチューブシートとの間でシール関係を
形成するが、ヒートチューブの長さ方向の膨張を許容す
るようにしている。外スリーブに下向きの力が加えられ
たとき、内側リングが損なわれないようにする手段48を
さらに具えている。第１の外リングとヒートチューブの
壁の間に充填材52が配備され、第２のシールを形成して
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器用シール
に関する。より具体的には、本発明は高温の空気／カー
ボンブラックが負荷されたプロセスのガス熱交換器用メ
カニカルチューブシール装置に関するもので、バネが引
張られた(spring-tensioned)軟金属の第１のリングをハ
ウジング内に配備しており、処理中、高熱を加えられた
チューブが膨張している間、リングとハウジングによっ
てシールできるようにしたものである。
に関する。より具体的には、本発明は高温の空気／カー
ボンブラックが負荷されたプロセスのガス熱交換器用メ
カニカルチューブシール装置に関するもので、バネが引
張られた(spring-tensioned)軟金属の第１のリングをハ
ウジング内に配備しており、処理中、高熱を加えられた
チューブが膨張している間、リングとハウジングによっ
てシールできるようにしたものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】現在の技術分野におい
て、種々の産業で使用されている高温(ＨＴ)用熱交換器
では、運転中に熱交換器チューブが膨張した際、チュー
ブ周囲の密封状態を維持するために、非常に高価な装置
を必要としている。当該技術分野において、個々の熱交
換チューブは、各々がコンボリュート型の膨張継手が設
けられており、これが費用のかかる原因となっている。
熱交換チューブの機構は、かなり複雑であるので、かな
り大きな装置を必要とし、その結果、装置コストが高く
なる。また、適切な支持を行なうために、支持装置はか
なり大きなものにしなければならない。
て、種々の産業で使用されている高温(ＨＴ)用熱交換器
では、運転中に熱交換器チューブが膨張した際、チュー
ブ周囲の密封状態を維持するために、非常に高価な装置
を必要としている。当該技術分野において、個々の熱交
換チューブは、各々がコンボリュート型の膨張継手が設
けられており、これが費用のかかる原因となっている。
熱交換チューブの機構は、かなり複雑であるので、かな
り大きな装置を必要とし、その結果、装置コストが高く
なる。また、適切な支持を行なうために、支持装置はか
なり大きなものにしなければならない。
【０００３】代表的な熱交換器では、通常、対向する金
属チューブシートの間に、所定の間隔を存して平行なチ
ューブが複数配備されている。装置の運転中、平行なチ
ューブの内部の物質と外部の物質の間で熱移動が起こる
ことがある。しかし、多くの場合、チューブの内部の物
質と外部の物質が混じり合うことは具合が悪い。このた
め、各チューブと金属チューブシートの間を、必ず緊密
にシールしなければならない。さらに、平行チューブの
温度が高温になるので、チューブは、平行チューブとチ
ューブシートの間のメカニカルシールを損なうことな
く、膨張とその後の収縮を行なえるようにすることが必
要である。
属チューブシートの間に、所定の間隔を存して平行なチ
ューブが複数配備されている。装置の運転中、平行なチ
ューブの内部の物質と外部の物質の間で熱移動が起こる
ことがある。しかし、多くの場合、チューブの内部の物
質と外部の物質が混じり合うことは具合が悪い。このた
め、各チューブと金属チューブシートの間を、必ず緊密
にシールしなければならない。さらに、平行チューブの
温度が高温になるので、チューブは、平行チューブとチ
ューブシートの間のメカニカルシールを損なうことな
く、膨張とその後の収縮を行なえるようにすることが必
要である。
【０００４】現在の技術状況では、各チューブは、第１
の端部が、チューブシートの１つに溶接され、第２のチ
ューブシートに対してベロー形の合金鋼のコンボリュー
ト(convolutes)が当接されており、コンボリュートが膨
張継手として作用し、チューブシートに関してチューブ
が膨張と収縮を行なえるようにしている。これらのいわ
ゆる膨張継手は、次に、チューブとチューブシートに溶
接される。従来のそのような膨張継手も有効であるけれ
ども、比較的大きなサイズとなるから、熱交換器系全体
のサイズが大きくなり、コスト高となる。さらには、チ
ューブからの熱の移動効率を低下させることになる。
の端部が、チューブシートの１つに溶接され、第２のチ
ューブシートに対してベロー形の合金鋼のコンボリュー
ト(convolutes)が当接されており、コンボリュートが膨
張継手として作用し、チューブシートに関してチューブ
が膨張と収縮を行なえるようにしている。これらのいわ
ゆる膨張継手は、次に、チューブとチューブシートに溶
接される。従来のそのような膨張継手も有効であるけれ
ども、比較的大きなサイズとなるから、熱交換器系全体
のサイズが大きくなり、コスト高となる。さらには、チ
ューブからの熱の移動効率を低下させることになる。
【０００５】本発明の装置は、従来のシール装置が抱え
る問題を、単純かつ簡単な要領にて解決するものであ
る。
る問題を、単純かつ簡単な要領にて解決するものであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のシール装置よりも、安価で、よりコンパクトな熱交換
器用シール装置を提供することである。
のシール装置よりも、安価で、よりコンパクトな熱交換
器用シール装置を提供することである。
【０００７】本発明のさらなる目的は、チューブとチュ
ーブシートの接合部に第１の主シールを配備し、ヒート
チューブの壁とシール部材の間に第２のシールを配備す
ることにより、熱交換器におけるヒートチューブとチュ
ーブシートの間でシール装置を提供することである。
ーブシートの接合部に第１の主シールを配備し、ヒート
チューブの壁とシール部材の間に第２のシールを配備す
ることにより、熱交換器におけるヒートチューブとチュ
ーブシートの間でシール装置を提供することである。
【０００８】本発明のさらなる目的は、熱交換器におけ
るヒートチューブとチューブシートの間のシールに関
し、第１シールがシールリングによって構成され、シー
ル状態を維持しつつ、ヒートチューブが長さ方向に膨張
と収縮を行なえるようにしたシール装置を提供すること
である。
るヒートチューブとチューブシートの間のシールに関
し、第１シールがシールリングによって構成され、シー
ル状態を維持しつつ、ヒートチューブが長さ方向に膨張
と収縮を行なえるようにしたシール装置を提供すること
である。
【０００９】本発明のさらなる目的は、従来の熱交換器
のヒートチューブとチューブシートの間をシールする装
置に関し、内側の圧縮性リングが第１のシールを形成
し、グラファイトの充填材(packing material)が第２の
シールを形成するシール装置を提供することである。
のヒートチューブとチューブシートの間をシールする装
置に関し、内側の圧縮性リングが第１のシールを形成
し、グラファイトの充填材(packing material)が第２の
シールを形成するシール装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、垂直方向に伸
びる複数のヒートチューブが、ヒートチューブシートを
貫通して配置され、複数のヒートチューブの内部とその
周囲領域との間で熱交換が行なわれる型式の熱交換器の
ヒートチューブをシールする装置に関するものであっ
て、該シール装置は、上面で終端する壁部を有し、下端
部と、ヒートチューブとチューブシートとの間で環状空
間を形成するようにした第１の外スリーブを具え；ヒー
トチューブを取り囲む環状空間内に配置され、チューブ
シートによって支持される軟金属(soft metal)の内側リ
ングを具え；軟金属の内側リングを部分的に収容するケ
ーシングを具え、第１の外スリーブに対して下向きの力
が加えられたとき、環状空間は小さくなり、軟金属のリ
ングとケーシングは、ヒートチューブ及びチューブシー
トとの間でシール関係を形成するが、ヒートチューブの
長さ方向の膨張を許容するようにしており、下向きに加
えられる力によって、軟金属リングとケーシングが損な
われないようにする手段を構成しており；シール装置を
取り囲んで配備され、ヒートチューブとチューブシート
の間でシールを形成するための力を加える圧力カラーを
具えている。第１の外スリーブとヒートチューブの壁の
間には、充填材からなる第２のシールがさらに配備され
ている。
びる複数のヒートチューブが、ヒートチューブシートを
貫通して配置され、複数のヒートチューブの内部とその
周囲領域との間で熱交換が行なわれる型式の熱交換器の
ヒートチューブをシールする装置に関するものであっ
て、該シール装置は、上面で終端する壁部を有し、下端
部と、ヒートチューブとチューブシートとの間で環状空
間を形成するようにした第１の外スリーブを具え；ヒー
トチューブを取り囲む環状空間内に配置され、チューブ
シートによって支持される軟金属(soft metal)の内側リ
ングを具え；軟金属の内側リングを部分的に収容するケ
ーシングを具え、第１の外スリーブに対して下向きの力
が加えられたとき、環状空間は小さくなり、軟金属のリ
ングとケーシングは、ヒートチューブ及びチューブシー
トとの間でシール関係を形成するが、ヒートチューブの
長さ方向の膨張を許容するようにしており、下向きに加
えられる力によって、軟金属リングとケーシングが損な
われないようにする手段を構成しており；シール装置を
取り囲んで配備され、ヒートチューブとチューブシート
の間でシールを形成するための力を加える圧力カラーを
具えている。第１の外スリーブとヒートチューブの壁の
間には、充填材からなる第２のシールがさらに配備され
ている。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１乃至図５は、本発明のシール
装置(10)の望ましい実施形態を示している。図１の全体
図に示されるように、シール装置(10)は、従来タイプの
熱交換器において一般に見られるヒートチューブ(14)と
チューブシート(16)の間に、有効なシールを形成するた
めの手段を提供する。図示のように、ヒートチューブ(1
4)は、連続する環状壁部(18)を具えており、該壁(18)
は、下端開口部(20)と上端開口部(22)を有し、内部空間
(24)を形成している。チューブ(14)の中を流れる物質
は、シート(16)の下方の領域(28)に到るまでに、ヒート
チューブ(14)の壁(18)を通じて、熱の一部が熱交換され
る。図１では、１つのヒートチューブ(14)が示されてい
るだけであるが、実際には、従来の熱交換器では複数の
ヒートチューブ(14)を具えており、それぞれのチューブ
が他のチューブと同一の機能を有する。
装置(10)の望ましい実施形態を示している。図１の全体
図に示されるように、シール装置(10)は、従来タイプの
熱交換器において一般に見られるヒートチューブ(14)と
チューブシート(16)の間に、有効なシールを形成するた
めの手段を提供する。図示のように、ヒートチューブ(1
4)は、連続する環状壁部(18)を具えており、該壁(18)
は、下端開口部(20)と上端開口部(22)を有し、内部空間
(24)を形成している。チューブ(14)の中を流れる物質
は、シート(16)の下方の領域(28)に到るまでに、ヒート
チューブ(14)の壁(18)を通じて、熱の一部が熱交換され
る。図１では、１つのヒートチューブ(14)が示されてい
るだけであるが、実際には、従来の熱交換器では複数の
ヒートチューブ(14)を具えており、それぞれのチューブ
が他のチューブと同一の機能を有する。
【００１２】図１に示されるように、各ヒートチューブ
(14)はチューブシート層(16)の中を通っている。上面(1
7)を有するチューブシート(16)は、ヒートチューブ(14)
を取り囲む外部領域(28)と、ヒートチューブ(14)の中を
流れる物質との間で金属バリヤとしての役割を果たす。
熱交換器の使用中、ヒートチューブ(14)は非常に高温と
なるので、ヒートチューブ(14)の壁(18)は、幾分膨張す
る。それ故、ヒートチューブの壁(18)を、固定されたチ
ューブシート(16)に関して、膨張及び収縮させることが
できると同時に、シート(16)より下方の物質がチューブ
シート(16)の上面(17)にある物質と混じり合わないよう
に、ヒートチューブ(14)とチューブシート(16)の間のシ
ールを維持し続けることのできる手段を配備する必要が
ある。
(14)はチューブシート層(16)の中を通っている。上面(1
7)を有するチューブシート(16)は、ヒートチューブ(14)
を取り囲む外部領域(28)と、ヒートチューブ(14)の中を
流れる物質との間で金属バリヤとしての役割を果たす。
熱交換器の使用中、ヒートチューブ(14)は非常に高温と
なるので、ヒートチューブ(14)の壁(18)は、幾分膨張す
る。それ故、ヒートチューブの壁(18)を、固定されたチ
ューブシート(16)に関して、膨張及び収縮させることが
できると同時に、シート(16)より下方の物質がチューブ
シート(16)の上面(17)にある物質と混じり合わないよう
に、ヒートチューブ(14)とチューブシート(16)の間のシ
ールを維持し続けることのできる手段を配備する必要が
ある。
【００１３】この課題を達成するために、図示のシール
装置(10)について説明する。図１の全体図に示されるよ
うに、シール装置(10)は第１の外スリーブ部材(40)を具
えており、該スリーブ部材(40)は、上面(43)で終端する
垂直壁部(42)を有している。スリーブ部材(40)の下部(4
4)は、内向きに突出する肩部(45)を含んでおり、該肩部
(45)の内面(46)は、ヒートチューブシール(14)の外壁(1
8)と接触していない。内向きに突出する肩部(45)は、ヒ
ートチューブの壁(18)と、外スリーブ(40)の垂直壁部(4
2)との間に、環状空間(47)を形成する。外スリーブ(40)
の下端部(44)は足部(48)で終端し、足部(48)はチューブ
シート(16)の上面(17)に載置される。肩部(45)の下方に
て、足部(48)とヒートチューブ(14)の壁(18)との間で空
間(50)が形成される。空間(50)の機能については後で説
明する。
装置(10)について説明する。図１の全体図に示されるよ
うに、シール装置(10)は第１の外スリーブ部材(40)を具
えており、該スリーブ部材(40)は、上面(43)で終端する
垂直壁部(42)を有している。スリーブ部材(40)の下部(4
4)は、内向きに突出する肩部(45)を含んでおり、該肩部
(45)の内面(46)は、ヒートチューブシール(14)の外壁(1
8)と接触していない。内向きに突出する肩部(45)は、ヒ
ートチューブの壁(18)と、外スリーブ(40)の垂直壁部(4
2)との間に、環状空間(47)を形成する。外スリーブ(40)
の下端部(44)は足部(48)で終端し、足部(48)はチューブ
シート(16)の上面(17)に載置される。肩部(45)の下方に
て、足部(48)とヒートチューブ(14)の壁(18)との間で空
間(50)が形成される。空間(50)の機能については後で説
明する。
【００１４】前述のように、ヒートチューブ(14)の壁(1
8)と外スリーブ(40)の垂直壁部(42)の間に環状空間(47)
が形成されるが、該空間には、多量の第２の充填材(52)
が収容される。充填材の望ましい実施形態として、金属
が接触する状況において、金属のシールを効果的に行な
う充填材として、一般的に使用される黒鉛材(compacted
graphite material)を挙げることができる。
8)と外スリーブ(40)の垂直壁部(42)の間に環状空間(47)
が形成されるが、該空間には、多量の第２の充填材(52)
が収容される。充填材の望ましい実施形態として、金属
が接触する状況において、金属のシールを効果的に行な
う充填材として、一般的に使用される黒鉛材(compacted
graphite material)を挙げることができる。
【００１５】図２に示されるように、充填材(52)は、外
スリーブ(40)の垂直壁部(42)とヒートチューブ壁(18)と
の間で第２のシール手段(54)を形成するように配置され
る。万一、後記する第１のシールを通じて物質の漏れが
あっても、この第２のシール手段(54)により、シール装
置から物質の漏れは防止される。
スリーブ(40)の垂直壁部(42)とヒートチューブ壁(18)と
の間で第２のシール手段(54)を形成するように配置され
る。万一、後記する第１のシールを通じて物質の漏れが
あっても、この第２のシール手段(54)により、シール装
置から物質の漏れは防止される。
【００１６】本発明の第１のシール手段は、主として、
図２乃至図４に示すごとく、符号(56)で示されている。
それらの図で示されるように、第１のシール手段(56)
は、肩部(45)の下方にあって、外スリーブ(40)の足部(4
8)、ヒートチューブ(14)の壁(18)、及びチューブシート
(16)によって形成された空間(50)の中に配置される。第
１のシール手段(56)は弾性リング手段(58)を具えてお
り、該リング手段(58)は、図示のように、内側にバネが
引張られた第１のリング(60)が配備され、第１のリング
(60)は、連続して密に巻かれた螺旋体(62)から形成され
る。第１のリング(60)は、望ましくは、高ニッケル鋼か
ら作られ、空間(50)内のヒートチューブ(14)とチューブ
シート(16)の間の連結部又は接合部(64)で、ヒートチュ
ーブ(14)の外壁(18)を取り囲む連続リングを構成してい
る。弾性リング手段(58)は金属の外ハウジング(66)を更
に具えており、該ハウジング(66)は、望ましくは、例え
ば金メッキ体(gold overlay)、ステンレス鋼のような、
軟らかく可撓性のある金属から作られている。図３に示
されるように、弾性リング手段(58)は、側壁(68)を有す
るハウジング(66)によって、第１のリング(60)を収容
し、ハウジングの内面(69)は、その長さに沿う部分がリ
ング(60)と接触するが、(70)(72)の位置で終端して開口
(74)を形成しており、この開口(74)では、第１のリング
(60)はハウジング(66)の中に含まれないないようにして
いる。図２に示される望ましい実施形態では、ハウジン
グ(66)がヒートチューブ(14)の壁(18)の周りに配置され
るとき、開口(74)は、ヒートチューブ(14)の壁(18)から
外向きの位置にあり、ハウジング(66)の外面(67)は、接
合部(64)で、ヒートチューブ(14)の壁(18)とチューブシ
ート(16)の上面(17)の両方に接触する。
図２乃至図４に示すごとく、符号(56)で示されている。
それらの図で示されるように、第１のシール手段(56)
は、肩部(45)の下方にあって、外スリーブ(40)の足部(4
8)、ヒートチューブ(14)の壁(18)、及びチューブシート
(16)によって形成された空間(50)の中に配置される。第
１のシール手段(56)は弾性リング手段(58)を具えてお
り、該リング手段(58)は、図示のように、内側にバネが
引張られた第１のリング(60)が配備され、第１のリング
(60)は、連続して密に巻かれた螺旋体(62)から形成され
る。第１のリング(60)は、望ましくは、高ニッケル鋼か
ら作られ、空間(50)内のヒートチューブ(14)とチューブ
シート(16)の間の連結部又は接合部(64)で、ヒートチュ
ーブ(14)の外壁(18)を取り囲む連続リングを構成してい
る。弾性リング手段(58)は金属の外ハウジング(66)を更
に具えており、該ハウジング(66)は、望ましくは、例え
ば金メッキ体(gold overlay)、ステンレス鋼のような、
軟らかく可撓性のある金属から作られている。図３に示
されるように、弾性リング手段(58)は、側壁(68)を有す
るハウジング(66)によって、第１のリング(60)を収容
し、ハウジングの内面(69)は、その長さに沿う部分がリ
ング(60)と接触するが、(70)(72)の位置で終端して開口
(74)を形成しており、この開口(74)では、第１のリング
(60)はハウジング(66)の中に含まれないないようにして
いる。図２に示される望ましい実施形態では、ハウジン
グ(66)がヒートチューブ(14)の壁(18)の周りに配置され
るとき、開口(74)は、ヒートチューブ(14)の壁(18)から
外向きの位置にあり、ハウジング(66)の外面(67)は、接
合部(64)で、ヒートチューブ(14)の壁(18)とチューブシ
ート(16)の上面(17)の両方に接触する。
【００１７】上部リング(80)について説明すると、該リ
ング(80)は、図１に示されるように、外スリーブ(40)の
上面(43)に配置され、ヒートチューブ(14)を取り囲んで
いる。上部リング(80)は、第１の下面(82)が、外スリー
ブ(40)の垂直壁(42)の上面(43)に載っている。上部リン
グ(80)は、環状空間(47)に突出する足部(84)を更に具え
ており、足部(84)は、充填材(52)と接触する。上部リン
グ(80)は、ヒートチューブ(14)の外壁(18)に密着し、上
面(86)で終端している。上部リング(80)を通じてシール
装置(10)に力が加えられ、第１及び第２のシールがシー
ル装置(10)において有効に作用するようにしている。
ング(80)は、図１に示されるように、外スリーブ(40)の
上面(43)に配置され、ヒートチューブ(14)を取り囲んで
いる。上部リング(80)は、第１の下面(82)が、外スリー
ブ(40)の垂直壁(42)の上面(43)に載っている。上部リン
グ(80)は、環状空間(47)に突出する足部(84)を更に具え
ており、足部(84)は、充填材(52)と接触する。上部リン
グ(80)は、ヒートチューブ(14)の外壁(18)に密着し、上
面(86)で終端している。上部リング(80)を通じてシール
装置(10)に力が加えられ、第１及び第２のシールがシー
ル装置(10)において有効に作用するようにしている。
【００１８】主として図１に示されるように、前述した
リングと充填材が所定の位置に一旦配備されると、主と
して図１と図２に示されるように、装置に力を加える手
段が配備される。この手段は、上部リング(80)と外スリ
ーブ(40)の周囲にて、チューブシート(16)の上面(17)上
に載置される圧力カラー(87)を具えている。圧力カラー
(87)は、所定位置に配置された上部リング(80)に係合さ
せるために内向きの肩部(89)を具えている。圧力カラー
(87)には、所定の間隔をあけて複数のボルト部材(88)が
配備され、該ボルト部材(88)は、圧力カラー(87)を貫通
し、その下端(91)にてチューブシート(16)に螺合されて
いる。それぞれのボルト(88)を締め付けると、カラー(8
7)の肩部(89)は、シール装置(10)の上部リング(80)に対
して矢印(90)で示すように下向きの力を加える。上部リ
ング(80)は、下方に強制的に押しやられ、充填材(52)に
力を加える。充填材(52)は、ヒートチューブ(14)の壁(1
8)に押圧されて、所望の第２のシールが達成される。さ
らに、外スリーブ(40)は、圧力により下方に押しやら
れ、その結果、第１のシール手段(56)を収容する空間(5
0)は小さくなり、第１のリング(60)を収納する金属製ハ
ウジング(66)に圧力が加えられる。このとき、ハウジン
グ(66)と押さえバネによる軟らかい第１のリング(60)の
円形断面は、接合部(64)において、ヒートチューブ(14)
の垂直壁(18)とチューブシート(16)の水平面(17)とがな
す90度の角度にほぼ変形させられ、シール装置における
第１のシールが形成される。
リングと充填材が所定の位置に一旦配備されると、主と
して図１と図２に示されるように、装置に力を加える手
段が配備される。この手段は、上部リング(80)と外スリ
ーブ(40)の周囲にて、チューブシート(16)の上面(17)上
に載置される圧力カラー(87)を具えている。圧力カラー
(87)は、所定位置に配置された上部リング(80)に係合さ
せるために内向きの肩部(89)を具えている。圧力カラー
(87)には、所定の間隔をあけて複数のボルト部材(88)が
配備され、該ボルト部材(88)は、圧力カラー(87)を貫通
し、その下端(91)にてチューブシート(16)に螺合されて
いる。それぞれのボルト(88)を締め付けると、カラー(8
7)の肩部(89)は、シール装置(10)の上部リング(80)に対
して矢印(90)で示すように下向きの力を加える。上部リ
ング(80)は、下方に強制的に押しやられ、充填材(52)に
力を加える。充填材(52)は、ヒートチューブ(14)の壁(1
8)に押圧されて、所望の第２のシールが達成される。さ
らに、外スリーブ(40)は、圧力により下方に押しやら
れ、その結果、第１のシール手段(56)を収容する空間(5
0)は小さくなり、第１のリング(60)を収納する金属製ハ
ウジング(66)に圧力が加えられる。このとき、ハウジン
グ(66)と押さえバネによる軟らかい第１のリング(60)の
円形断面は、接合部(64)において、ヒートチューブ(14)
の垂直壁(18)とチューブシート(16)の水平面(17)とがな
す90度の角度にほぼ変形させられ、シール装置における
第１のシールが形成される。
【００１９】外スリーブ(40)の足部(48)は、ボルト(88)
を通して力が加えられる間に、圧力カラー(87)によって
外スリーブ(40)に加えられる下向きの力により、ハウジ
ング(66)と第１のシールリング(60)が、こわれないよう
にする手段としての役割を果していることに注目すべき
である。ヒートチューブ(14)とチューブシート(16)の接
合部(64)で、所望の第１のシール(56)を形成するため
に、その公差は厳密でなければならないが、同時に、ヒ
ートチューブ(14)が、強熱によって垂直方向に伸びると
き、ヒートチューブ(14)とチューブシート(16)を損傷す
ることなく、シール装置(10)によって形成された第１の
シール(56)を損うことがなく、且つ、ヒートチューブ(1
4)が固定しているチューブシート(16)に関して自由移動
できるように、必要な許容量を設けていなければならな
い。
を通して力が加えられる間に、圧力カラー(87)によって
外スリーブ(40)に加えられる下向きの力により、ハウジ
ング(66)と第１のシールリング(60)が、こわれないよう
にする手段としての役割を果していることに注目すべき
である。ヒートチューブ(14)とチューブシート(16)の接
合部(64)で、所望の第１のシール(56)を形成するため
に、その公差は厳密でなければならないが、同時に、ヒ
ートチューブ(14)が、強熱によって垂直方向に伸びると
き、ヒートチューブ(14)とチューブシート(16)を損傷す
ることなく、シール装置(10)によって形成された第１の
シール(56)を損うことがなく、且つ、ヒートチューブ(1
4)が固定しているチューブシート(16)に関して自由移動
できるように、必要な許容量を設けていなければならな
い。
【００２０】ここに開示された発明の概念の範囲内で、
その他多くの異なる実施形態は可能であり、実施形態に
対して、多くの変形をなし得ることはできるから、具体
例については例示と解されべきであって、限定する意味
に解されるべきではない。
その他多くの異なる実施形態は可能であり、実施形態に
対して、多くの変形をなし得ることはできるから、具体
例については例示と解されべきであって、限定する意味
に解されるべきではない。
【図１】本発明の望ましい実施形態におけるシール装置
の全体切取り図である。
の全体切取り図である。
【図２】本発明の望ましい実施形態におけるシール装置
の部分切取り図である。
の部分切取り図である。
【図３】本発明の望ましい実施形態に使用される第１の
シールリングの側部切取り図である。
シールリングの側部切取り図である。
【図４】本発明の望ましい実施形態に使用される第１の
シールリングの形状を示す略図である。
シールリングの形状を示す略図である。
【図５】本発明の望ましい実施形態に使用されるシール
リングの平面図である。
リングの平面図である。
(10) シール装置 (14) ヒートチューブ (16) チューブシート (17) 上面 (18) 壁 (20) 下端開口部 (22) 上端開口部 (24) 内部空間 (28) 領域 (40) 外スリーブ手段 (42) 垂直壁部 (43) 上面 (44) 下部 (45) 肩部 (46) 内面 (47) 環状空間 (48) 足部 (50) 空間 (52) 充填材 (54) 第２のシール手段 (56) 第１のシール手段 (58) 弾性リング手段 (60) 第１のリング (62) 螺旋体 (64) 接合部 (66) 金属ハウジング (67) 外面 (68) 側壁 (69) 内面 (70)(72) 終端部 (74) 開口部 (80) 上部リング (82) 第１の下面 (84) 足部 (86) 上面 (87) 圧力カラー (88) ボルト部材 (89) 肩部 (90) 矢印 (91) 下端部
フロントページの続き (72)発明者 ワレス ジー．マレイ アメリカ合衆国 71203 ルイジアナ，モ ンロー，クオリリッジ 79
Claims (20)
- 【請求項１】 垂直方向に伸びる複数のヒートチューブ
が、ヒートチューブシートを貫通して配置され、複数の
ヒートチューブの内部とその周囲領域との間で熱交換が
行なわれる型式の熱交換器用のシール装置であって： ａ）ヒートチューブの壁から離間した壁部を有する外ス
リーブであって、該スリーブの一方の端部と、ヒートチ
ューブとチューブシートとの間で環状空間を形成するよ
うにした外スリーブ； ｂ）ヒートチューブを取り囲む環状空間内に配置され、
チューブシートによって支持される弾性リング手段；及
び ｃ）外スリーブに対して下向きの力を加える手段を具え
ており、外スリーブに力が加えられたとき、弾性リング
手段は、ヒートチューブ及びチューブシートとの間でシ
ール関係を形成するが、ヒートチューブの長さ方向の膨
張を許容するようにしており、外スリーブは、下向きに
加えられる力によって、弾性リング手段が押しつぶれな
いようにする手段をさらに具えている、シール装置。 - 【請求項２】 弾性リング手段は、軟金属の第１のリン
グを部分的に収容する外ケーシングを具えている請求項
１の装置。 - 【請求項３】 外スリーブとヒートチューブの壁の間
に、充填材からなる第２のシールが配置されている請求
項１の装置。 - 【請求項４】 外スリーブの上に配置され、下向きに加
えられる力を受けて、その力を外スリーブに伝達する上
部リングを具えている請求項１に記載の装置。 - 【請求項５】 第１シールと第２シールによって密封を
行なうために、上部リングと外スリーブに下向きの力を
加える圧力カラーを具えている請求項１の装置。 - 【請求項６】 外スリーブとヒートチューブの間の空間
は、内向きの肩部によって形成され、該肩部は、外スリ
ーブから突出し、ヒートチューブの壁とは接触しないよ
うにしている請求項１の装置。 - 【請求項７】 軟金属のリングは、金メッキ体、ステン
レス鋼及び高ニッケル鋼の如き軟金属から構成される請
求項１の装置。 - 【請求項８】 充填材は、望ましくはグラファイトパッ
キンである請求項１の装置。 - 【請求項９】 外スリーブへの下向きの力は、圧力カラ
ーに挿入された一連のボルトがチューブシートに螺合さ
れることによって加えられる請求項１の装置。 - 【請求項１０】 各々が断面円形であって、垂直方向に
伸びる複数のヒートチューブが、ヒートチューブシート
を貫通して配置され、複数のヒートチューブの内部とそ
の周囲領域との間で熱交換が行なわれる型式の熱交換器
用のシール装置であって： ａ）上面で終端する壁部と、ヒートチューブの壁から離
間する位置に足部を有する第１の外スリーブであって、
ヒートチューブとチューブシートの接合部にて、足部と
の間で環状空間を形成するようにした外スリーブ； ｂ）ヒートチューブの周囲の環状空間内でヒートチュー
ブを取り囲むように配置され、チューブシートの上に載
置される軟金属の内側リング；及び ｃ）環状空間内に配置された軟金属の内側リングを部分
的に収容する外ケーシング；及び ｄ）第１の外スリーブに対して下向きの力を加える手段
を具えており、外スリーブに力が加えられたとき、軟金
属のリングと外ケーシングは、ヒートチューブ及びチュ
ーブシートとの間でシール関係を形成するが、ヒートチ
ューブの長さ方向の膨張と収縮を許容するようにしてお
り、 ｅ）足部は、外スリーブに下向きの力が作用した際、軟
金属のリングと外ハウジングが押しつぶれないようにす
る手段となしている、シール装置。 - 【請求項１１】 第１の外スリーブとヒートチューブの
壁との間に、グラファイト充填材からなる第２のシール
が配置されている請求項１０の装置。 - 【請求項１２】 第１の外スリーブに配置され、下向き
に加えられた力を受けて、その力を第１の外スリーブに
伝達する上部リングを具えている請求項１０の装置。 - 【請求項１３】 第１の外スリーブとヒートチューブの
間の空間は、内向きの肩部によって形成され、該肩部
は、第１の外スリーブから突出し、ヒートチューブの壁
とは接触しないようにしている請求項１０の装置。 - 【請求項１４】 内側リングは、金メッキしたステンレ
ス鋼の如き軟金属の中に封じ込められた高ニッケル鋼か
ら構成される請求項１０の装置。 - 【請求項１５】 力がスリーブの上部に加えられたと
き、充填材は、ヒートチューブの壁に対して第２のシー
ルを形成する請求項１０の装置。 - 【請求項１６】 第１シールと第２シールによって密封
を行なうために、上部リングと外スリーブに下向きの力
を加える圧力カラーを具えている請求項１０の装置。 - 【請求項１７】 上部リングと外スリーブへの下向きの
力は、一連のボルトが圧力カラーとチューブシートの間
で締結されることによって加えられる請求項１６の装
置。 - 【請求項１８】 熱交換器用シール装置であって： ａ）垂直方向に配置され、円形断面部の中を熱交換流体
が通る空間を有する少なくとも１つのヒートチューブ； ｂ）内部を貫通するヒートチューブを支持し、ヒートチ
ューブとの間で接合部を形成するチューブシート手段； ｃ）ヒートチューブの周囲に配置され、上面で終端する
壁部と、ヒートチューブの壁から離間する位置に足部を
有する第１の外スリーブであって、ヒートチューブとチ
ューブシートの接合部にて、足部との間で環状空間を形
成するようにした外スリーブ； ｄ）足部によって形成された環状空間内でヒートチュー
ブを取り巻き、ヒートチューブを取り囲む高ニッケルの
内側リングと、環状空間内で高ニッケルの内側リングを
部分的に収容する軟金属の外ケーシングを具える第１の
シール手段； ｅ）第１の外スリーブに対して下向きの力を加える手段
を具えており、外スリーブに力が加えられたとき、高ニ
ッケルのリングと軟金属の外ハウジングは、前記接合部
の位置にて、ヒートチューブ及びチューブシートとの間
でシール関係を形成するが、ヒートチューブの長さ方向
の膨張と収縮を許容するようにしており、 ｆ）足部は、外スリーブに下向きの力が作用した際、高
ニッケルリングと軟金属の外ハウジングが押しつぶれな
いようにする手段となしている、シール装置。 - 【請求項１９】 内側リングは高ニッケル鋼から構成さ
れ、外ハウジングは金メッキされたステンレス鋼から作
られる請求項１８の装置。 - 【請求項２０】 複数のヒートチューブが、チューブシ
ートと密閉するように配置されている請求項１８の装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/284,814 US5538261A (en) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | Mechanical heat-exchange tube sealing system |
| US08/284814 | 1994-08-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0861503A true JPH0861503A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3429608B2 JP3429608B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=23091626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17922395A Expired - Fee Related JP3429608B2 (ja) | 1994-08-02 | 1995-07-14 | チューブのメカニカルシール装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5538261A (ja) |
| JP (1) | JP3429608B2 (ja) |
| KR (1) | KR100371016B1 (ja) |
| BR (1) | BR9503533A (ja) |
| DE (1) | DE19518331B4 (ja) |
| ES (1) | ES2126442B1 (ja) |
| GB (1) | GB2291940B (ja) |
| HU (1) | HU220928B1 (ja) |
| IT (1) | IT1277890B1 (ja) |
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