JPH1062079A - 多管式熱交換器 - Google Patents
多管式熱交換器Info
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- JPH1062079A JPH1062079A JP12516496A JP12516496A JPH1062079A JP H1062079 A JPH1062079 A JP H1062079A JP 12516496 A JP12516496 A JP 12516496A JP 12516496 A JP12516496 A JP 12516496A JP H1062079 A JPH1062079 A JP H1062079A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】伝熱チューブのサイズを外周部側と中央部とで
は異なるものとし、又チューブの溶接方法を是正し、耐
用年数の向上と補修作業の頻度を減少できる多管式熱交
換器を提供する。 【解決手段】前ダクト２及び後ダクト３の内部に各チュ
ーブの開口部を臨ませてなる複数本の伝熱チューブとで
構成した多管式熱交換器１において、中央部領域Ｘの伝
熱チューブを介して流れる熱源流体の流速をＶ１とし、
外周部領域Ｙの伝熱チューブを介して流れる熱源流体の
流速をＶ２とした場合、内外の伝熱チューブ間の流速が
Ｖ１≒Ｖ２となり、かつ中央部領域Ｘの伝熱チューブの
外周を迂回して流れる予熱流体の迂回流速Ｕ１とし、外
周部領域Ｙの伝熱チューブの外周を迂回して流れる予熱
流体をＵ２とした場合、両迂回流速がＵ１≒Ｕ２となる
様に構成する。
は異なるものとし、又チューブの溶接方法を是正し、耐
用年数の向上と補修作業の頻度を減少できる多管式熱交
換器を提供する。 【解決手段】前ダクト２及び後ダクト３の内部に各チュ
ーブの開口部を臨ませてなる複数本の伝熱チューブとで
構成した多管式熱交換器１において、中央部領域Ｘの伝
熱チューブを介して流れる熱源流体の流速をＶ１とし、
外周部領域Ｙの伝熱チューブを介して流れる熱源流体の
流速をＶ２とした場合、内外の伝熱チューブ間の流速が
Ｖ１≒Ｖ２となり、かつ中央部領域Ｘの伝熱チューブの
外周を迂回して流れる予熱流体の迂回流速Ｕ１とし、外
周部領域Ｙの伝熱チューブの外周を迂回して流れる予熱
流体をＵ２とした場合、両迂回流速がＵ１≒Ｕ２となる
様に構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、前ダクト及び後
ダクト間に連結する外筒内部に挿通する複数本の伝熱チ
ューブに熱源流体を流通させ、該伝熱チューブを介して
放熱される熱を、これら各伝熱チューブ間に供給する予
熱流体に伝達することにより熱交換を行う多管式熱交換
器に於いて、前記外筒の外周部領域に配管される複数列
の伝熱チューブのサイズを外筒の中央部領域に配管され
る伝熱チューブのサイズに比べて太いサイズで構成し、
これら両領域に配管されるそれぞれの伝熱チューブ内を
流れる熱源流体の流量をほぼ均一となるようにすると共
に、前記両領域に配管されるそれぞれの伝熱チューブ外
周を流れる予熱流体の流量をほぼ均一となるようにする
ことにより、各伝熱チューブの溶接部の構造的欠陥を是
正し耐久年数の向上と同時にメンテナンス・補修作業の
頻度を減少させることのできる多管式熱交換器を提供す
ることにある。
ダクト間に連結する外筒内部に挿通する複数本の伝熱チ
ューブに熱源流体を流通させ、該伝熱チューブを介して
放熱される熱を、これら各伝熱チューブ間に供給する予
熱流体に伝達することにより熱交換を行う多管式熱交換
器に於いて、前記外筒の外周部領域に配管される複数列
の伝熱チューブのサイズを外筒の中央部領域に配管され
る伝熱チューブのサイズに比べて太いサイズで構成し、
これら両領域に配管されるそれぞれの伝熱チューブ内を
流れる熱源流体の流量をほぼ均一となるようにすると共
に、前記両領域に配管されるそれぞれの伝熱チューブ外
周を流れる予熱流体の流量をほぼ均一となるようにする
ことにより、各伝熱チューブの溶接部の構造的欠陥を是
正し耐久年数の向上と同時にメンテナンス・補修作業の
頻度を減少させることのできる多管式熱交換器を提供す
ることにある。
【０００２】
【従来の技術】昨今は、多管式熱交換器を設置する種々
のプラントの要求から各種設備容量の拡大傾向が進み、
これに伴って多管式熱交換器の大型化（特に伝熱チュー
ブ本数の増大）が図られると共に、熱源流体に関しても
高温化（熱源・予熱流体共）の要求が多く、結果として
多管式熱交換器の主要部を構成する伝熱チューブやカラ
ーパイプの溶接部に相当の無理が掛かり短期間に損傷が
発生し、また損傷の頻度も多くなり、耐久性に関して問
題となっている。
のプラントの要求から各種設備容量の拡大傾向が進み、
これに伴って多管式熱交換器の大型化（特に伝熱チュー
ブ本数の増大）が図られると共に、熱源流体に関しても
高温化（熱源・予熱流体共）の要求が多く、結果として
多管式熱交換器の主要部を構成する伝熱チューブやカラ
ーパイプの溶接部に相当の無理が掛かり短期間に損傷が
発生し、また損傷の頻度も多くなり、耐久性に関して問
題となっている。
【０００３】例えば、従来型の多管式熱交換器１’は、
図１及び図４（ａ）、（ｂ）に開示した如く、予熱流体
の入口Ａと出口Ｂを設けた外筒１２と、該外筒１２の一
端から他端に向かって内壁面に等間隔で配置される複数
枚のバッフルプレート１１、１１’と、該バッフルプレ
ート１１、１１’で途中を支持され、かつ前記外筒１２
の長手方向に沿って挿通され、しかも前記外筒１２の一
端を閉塞すべく配置する上部チューブシート８と前記外
筒１２の他端を閉塞すべく配置する下部チューブシート
９を貫通して上部チューブシート８及び下部チューブシ
ート９にそれぞれ連結する前ダクト２及び後ダクト３の
内部に各チューブの開口部を臨ませてなる複数本の伝熱
チューブＣとで構成しているが、こうした従来型の多管
式熱交換器１’に組み込まれる複数の伝熱チューブＣ
は、外筒１２の中央部領域（図中Ｘで示す領域）や、外
周部領域（図中Ｙで示す領域）の全ての領域に配管され
る伝熱チューブＣが図４（ａ）、（ｂ）に示した如く全
て同一サイズの伝熱チューブＣで構成されているのが実
情である。
図１及び図４（ａ）、（ｂ）に開示した如く、予熱流体
の入口Ａと出口Ｂを設けた外筒１２と、該外筒１２の一
端から他端に向かって内壁面に等間隔で配置される複数
枚のバッフルプレート１１、１１’と、該バッフルプレ
ート１１、１１’で途中を支持され、かつ前記外筒１２
の長手方向に沿って挿通され、しかも前記外筒１２の一
端を閉塞すべく配置する上部チューブシート８と前記外
筒１２の他端を閉塞すべく配置する下部チューブシート
９を貫通して上部チューブシート８及び下部チューブシ
ート９にそれぞれ連結する前ダクト２及び後ダクト３の
内部に各チューブの開口部を臨ませてなる複数本の伝熱
チューブＣとで構成しているが、こうした従来型の多管
式熱交換器１’に組み込まれる複数の伝熱チューブＣ
は、外筒１２の中央部領域（図中Ｘで示す領域）や、外
周部領域（図中Ｙで示す領域）の全ての領域に配管され
る伝熱チューブＣが図４（ａ）、（ｂ）に示した如く全
て同一サイズの伝熱チューブＣで構成されているのが実
情である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そのため、従来型の多
管式熱交換器１’の中央部領域Ｘや、外周部領域Ｙの全
ての領域に配管される各伝熱チューブＣに前ダクト２を
介して流入し、かつ後ダクト３より流出する熱源流体の
流れは、例えば図１のＤ、Ｅ、Ｆの流体特性（ｖ１＞ｖ
２）で示した如く、前ダクト２及び後ダクト３内におけ
る外周部領域と中央部領域とでは流量に差異が生じる。
この流体特性を持つ熱源流体は、前ダクト２及び後ダク
ト３に接続した個々の伝熱チューブＣに流入することに
なる。従って、中央部領域の各伝熱チューブＣを介して
流れる熱源流体の流量ｖ１と、外周部領域の各伝熱チュ
ーブＣを介して流れる熱源流体の流量ｖ２の間にも同様
の流体特性ｖ１＞ｖ２の関係がそのまま当てはまる。即
ち、前記中央部領域及び外周部領域のそれぞれ配管され
る各伝熱チューブＣ相互間において一定の流量差と成
り、そのために通過熱量差が発生し、しかも外周部領域
の伝熱チューブＣに対し、中央部領域の伝熱チューブＣ
の温度が高温となり、熱膨張差を生じ、外周部領域の伝
熱チューブＣと、中央部領域の伝熱チューブＣ内に於い
て過剰熱応力差が発生し、上部チューブシート８と下部
チューブシート９を貫通〔図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
を参照〕するに際し、これら上下部チューブシート８・
９と各伝熱チューブＣの間に介在したカラーパイプ６の
溶接部Ｐの損傷を引き起こしてしまう等の問題を有して
いた。
管式熱交換器１’の中央部領域Ｘや、外周部領域Ｙの全
ての領域に配管される各伝熱チューブＣに前ダクト２を
介して流入し、かつ後ダクト３より流出する熱源流体の
流れは、例えば図１のＤ、Ｅ、Ｆの流体特性（ｖ１＞ｖ
２）で示した如く、前ダクト２及び後ダクト３内におけ
る外周部領域と中央部領域とでは流量に差異が生じる。
この流体特性を持つ熱源流体は、前ダクト２及び後ダク
ト３に接続した個々の伝熱チューブＣに流入することに
なる。従って、中央部領域の各伝熱チューブＣを介して
流れる熱源流体の流量ｖ１と、外周部領域の各伝熱チュ
ーブＣを介して流れる熱源流体の流量ｖ２の間にも同様
の流体特性ｖ１＞ｖ２の関係がそのまま当てはまる。即
ち、前記中央部領域及び外周部領域のそれぞれ配管され
る各伝熱チューブＣ相互間において一定の流量差と成
り、そのために通過熱量差が発生し、しかも外周部領域
の伝熱チューブＣに対し、中央部領域の伝熱チューブＣ
の温度が高温となり、熱膨張差を生じ、外周部領域の伝
熱チューブＣと、中央部領域の伝熱チューブＣ内に於い
て過剰熱応力差が発生し、上部チューブシート８と下部
チューブシート９を貫通〔図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
を参照〕するに際し、これら上下部チューブシート８・
９と各伝熱チューブＣの間に介在したカラーパイプ６の
溶接部Ｐの損傷を引き起こしてしまう等の問題を有して
いた。
【０００５】また、上記の従来型の多管式熱交換器１’
構造のものに於ける予熱流体、即ち外筒１２端部の側面
に設けた入口Ａより流入し、外筒１２内に配置されたバ
ッフルプレート１１、１１’により回流され他端部の側
面に設けた出口Ｂより排出される予熱流体の流れは、中
央部領域の伝熱チューブＣの周囲を迂回して流れる予熱
流体の中央部領域流量をｕ１と、外周部領域の伝熱チュ
ーブＣの外周を迂回して流れる予熱流体の迂回流量をｕ
２とした場合、これら中央部領域流量ｕ１と、迂回流量
をｕ２間においてｕ１＜ｕ２が発生する。即ち、外周部
領域の伝熱チューブＣと外筒１２の壁面間を流れる迂回
流は、中央部領域の伝熱チューブＣの周囲を流れる主流
流体に比べてスムーズな流れであるため、迂回流による
抵抗（圧損）は中央部領域の伝熱チューブＣの周囲を流
れる主流流体に比べその抵抗（圧損は少ない。従って外
周部領域の方が中央部領域より効率良く冷却され、中央
部領域及び外周部領域の各伝熱チューブＣ間に温度差が
生じ、これによっても大きな熱応力が発生し、前述した
カラーパイプ６の溶接部Ｐにより大きな損傷を与えてし
まう等の問題を有していた。
構造のものに於ける予熱流体、即ち外筒１２端部の側面
に設けた入口Ａより流入し、外筒１２内に配置されたバ
ッフルプレート１１、１１’により回流され他端部の側
面に設けた出口Ｂより排出される予熱流体の流れは、中
央部領域の伝熱チューブＣの周囲を迂回して流れる予熱
流体の中央部領域流量をｕ１と、外周部領域の伝熱チュ
ーブＣの外周を迂回して流れる予熱流体の迂回流量をｕ
２とした場合、これら中央部領域流量ｕ１と、迂回流量
をｕ２間においてｕ１＜ｕ２が発生する。即ち、外周部
領域の伝熱チューブＣと外筒１２の壁面間を流れる迂回
流は、中央部領域の伝熱チューブＣの周囲を流れる主流
流体に比べてスムーズな流れであるため、迂回流による
抵抗（圧損）は中央部領域の伝熱チューブＣの周囲を流
れる主流流体に比べその抵抗（圧損は少ない。従って外
周部領域の方が中央部領域より効率良く冷却され、中央
部領域及び外周部領域の各伝熱チューブＣ間に温度差が
生じ、これによっても大きな熱応力が発生し、前述した
カラーパイプ６の溶接部Ｐにより大きな損傷を与えてし
まう等の問題を有していた。
【０００６】本願発明は、前ダクト及び後ダクト間に連
結する外筒内部に挿通する複数本の伝熱チューブに熱源
流体を流通させ、該伝熱チューブを介して放熱される熱
を、これら各伝熱チューブ間に供給する予熱流体に伝達
することにより熱交換を行う多管式熱交換器に於いて、
前記外筒の外周部領域に配管される複数列の伝熱チュー
ブのサイズを外筒の中央部領域に配管される伝熱チュー
ブのサイズに比べて太いサイズで構成し、これら両領域
に配管されるそれぞれの伝熱チューブ内を流れる熱源流
体の流量をほぼ均一となるようにすると共に、前記両領
域に配管されるそれぞれの伝熱チューブ外周を流れる予
熱流体の流量をほぼ均一となるようにすることにより、
各伝熱チューブの溶接部の構造的欠陥を是正し耐久年数
の向上と同時にメンテナンス・補修作業の頻度を減少さ
せることのできる多管式熱交換器を提供することにあ
る。
結する外筒内部に挿通する複数本の伝熱チューブに熱源
流体を流通させ、該伝熱チューブを介して放熱される熱
を、これら各伝熱チューブ間に供給する予熱流体に伝達
することにより熱交換を行う多管式熱交換器に於いて、
前記外筒の外周部領域に配管される複数列の伝熱チュー
ブのサイズを外筒の中央部領域に配管される伝熱チュー
ブのサイズに比べて太いサイズで構成し、これら両領域
に配管されるそれぞれの伝熱チューブ内を流れる熱源流
体の流量をほぼ均一となるようにすると共に、前記両領
域に配管されるそれぞれの伝熱チューブ外周を流れる予
熱流体の流量をほぼ均一となるようにすることにより、
各伝熱チューブの溶接部の構造的欠陥を是正し耐久年数
の向上と同時にメンテナンス・補修作業の頻度を減少さ
せることのできる多管式熱交換器を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願発明は、上記の目的
を達成するために、予熱流体の入出口を設けた外筒と、
該外筒の一端から他端に向かって内壁面に等間隔で配置
される複数枚のバッフルプレートと、該バッフルプレー
トで途中を支持され、かつ前記外筒の長手方向に沿って
挿通され、しかも前記外筒の一端を閉塞すべく配置され
る上部チューブシートと、前記外筒の他端を閉塞すべく
配置される下部チューブシートと、これら上部チューブ
シート及び下部チューブシートを貫通し、これら上部チ
ューブシート及び下部チューブシートを介してそれぞれ
に連結される前ダクト及び後ダクトの内部にチューブの
開口部を臨ませてなる複数本の伝熱チューブとで構成し
た多管式熱交換器に於いて、前記外筒の中央部領域に配
管される伝熱チューブを介して流れる熱源流体の流量を
ｖ１とし、前記外筒の外周部領域に配管される伝熱チュ
ーブを介して流れる熱源流体の流量をｖ２とした場合に
於いて、前記両領域に配管される伝熱チューブ内を流れ
る熱源流体の流量がｖ１≒ｖ２となり、かつ前記中央部
領域に配管される伝熱チューブの外周を流れる予熱流体
の流量（中央部流量）をｕ１とし、前記外筒の外周部領
域に配管される伝熱チューブの外周を流れる予熱流体の
流量（迂回流量）をｕ２とした場合に於いて、両者の流
量がｕ１≒ｕ２となる様に構成する。
を達成するために、予熱流体の入出口を設けた外筒と、
該外筒の一端から他端に向かって内壁面に等間隔で配置
される複数枚のバッフルプレートと、該バッフルプレー
トで途中を支持され、かつ前記外筒の長手方向に沿って
挿通され、しかも前記外筒の一端を閉塞すべく配置され
る上部チューブシートと、前記外筒の他端を閉塞すべく
配置される下部チューブシートと、これら上部チューブ
シート及び下部チューブシートを貫通し、これら上部チ
ューブシート及び下部チューブシートを介してそれぞれ
に連結される前ダクト及び後ダクトの内部にチューブの
開口部を臨ませてなる複数本の伝熱チューブとで構成し
た多管式熱交換器に於いて、前記外筒の中央部領域に配
管される伝熱チューブを介して流れる熱源流体の流量を
ｖ１とし、前記外筒の外周部領域に配管される伝熱チュ
ーブを介して流れる熱源流体の流量をｖ２とした場合に
於いて、前記両領域に配管される伝熱チューブ内を流れ
る熱源流体の流量がｖ１≒ｖ２となり、かつ前記中央部
領域に配管される伝熱チューブの外周を流れる予熱流体
の流量（中央部流量）をｕ１とし、前記外筒の外周部領
域に配管される伝熱チューブの外周を流れる予熱流体の
流量（迂回流量）をｕ２とした場合に於いて、両者の流
量がｕ１≒ｕ２となる様に構成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本願発明に係る多管式熱交
換器の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１
は、多管式熱交換器の全体構造を示す断面図、図２
（ａ）、（ｂ）は、本願発明に係る多管式熱交換器の要
部説明図、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、多管式熱交
換器の上下チューブシート部の溶接部の構造の説明図で
ある。
換器の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１
は、多管式熱交換器の全体構造を示す断面図、図２
（ａ）、（ｂ）は、本願発明に係る多管式熱交換器の要
部説明図、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、多管式熱交
換器の上下チューブシート部の溶接部の構造の説明図で
ある。
【０００９】本願発明に係る多管式熱交換器１は、図１
及び図４に開示した如く、予熱流体の入口Ａと出口Ｂを
設けた外筒１２と、該外筒１２の一端から他端に向かっ
て内壁面に等間隔で配置される複数枚のバッフルプレー
ト１１、１１’と、該バッフルプレート１１、１１’で
途中を支持され、かつ前記外筒１２の長手方向に沿って
挿通され、しかも前記外筒１２の一端を閉塞すべく配置
する上部チューブシート８と前記外筒１２の他端を閉塞
すべく配置する下部チューブシート９を貫通して上部チ
ューブシート８及び下部チューブシート９にそれぞれ連
結する前ダクト２及び後ダクト３の内部に各チューブの
開口部を臨ませてなる複数本の伝熱チューブ５、５’と
で構成している。
及び図４に開示した如く、予熱流体の入口Ａと出口Ｂを
設けた外筒１２と、該外筒１２の一端から他端に向かっ
て内壁面に等間隔で配置される複数枚のバッフルプレー
ト１１、１１’と、該バッフルプレート１１、１１’で
途中を支持され、かつ前記外筒１２の長手方向に沿って
挿通され、しかも前記外筒１２の一端を閉塞すべく配置
する上部チューブシート８と前記外筒１２の他端を閉塞
すべく配置する下部チューブシート９を貫通して上部チ
ューブシート８及び下部チューブシート９にそれぞれ連
結する前ダクト２及び後ダクト３の内部に各チューブの
開口部を臨ませてなる複数本の伝熱チューブ５、５’と
で構成している。
【００１０】ところで、前記複数本の伝熱チューブ５、
５’の内伝熱チューブ５のサイズは小径のチューブであ
って、外筒１２の中央部領域（図中Ｘで示す領域）に配
管され、伝熱チューブ５’は、伝熱チューブ５に比べ、
本実施例では、１〜２ランク太めのサイズのチューブで
あって、外筒１２の外周部領域（図中Ｙで示す領域）に
配管される。
５’の内伝熱チューブ５のサイズは小径のチューブであ
って、外筒１２の中央部領域（図中Ｘで示す領域）に配
管され、伝熱チューブ５’は、伝熱チューブ５に比べ、
本実施例では、１〜２ランク太めのサイズのチューブで
あって、外筒１２の外周部領域（図中Ｙで示す領域）に
配管される。
【００１１】以下、上記の実施例に基づいて本願発明に
係る多管式熱交換器１の作用を詳細に説明する。本願発
明に係る多管式熱交換器１は、外筒１２の長手方向に沿
って挿通され、しかも前記外筒１２の一端を閉塞すべく
配置する上部チューブシート８と前記外筒１２の他端を
閉塞すべく配置する下部チューブシート９を貫通して上
部チューブシート８及び下部チューブシート９にそれぞ
れ連結する前ダクト２及び後ダクト３の内部に各チュー
ブの開口部を臨ませてなる複数本の伝熱チューブ５、
５’の内伝熱チューブ５のサイズを小径のチューブで構
成し、外筒１２の外周部領域に配管する伝熱チューブ
５’を本実施例では、１〜２ランク太めのサイズで構成
したので、各伝熱チューブ５、５’に前ダクト２を介し
て流入する熱源流体の中央部領域を流れる流量ｖ１と、
外周部領域を流れる流量ｖ２には、ｖ１≒ｖ２の関係が
生じるため中央部領域及び外周部領域の伝熱チューブ
５、５’に流入する熱源流体の流量差はほぼ一定の流量
になる。
係る多管式熱交換器１の作用を詳細に説明する。本願発
明に係る多管式熱交換器１は、外筒１２の長手方向に沿
って挿通され、しかも前記外筒１２の一端を閉塞すべく
配置する上部チューブシート８と前記外筒１２の他端を
閉塞すべく配置する下部チューブシート９を貫通して上
部チューブシート８及び下部チューブシート９にそれぞ
れ連結する前ダクト２及び後ダクト３の内部に各チュー
ブの開口部を臨ませてなる複数本の伝熱チューブ５、
５’の内伝熱チューブ５のサイズを小径のチューブで構
成し、外筒１２の外周部領域に配管する伝熱チューブ
５’を本実施例では、１〜２ランク太めのサイズで構成
したので、各伝熱チューブ５、５’に前ダクト２を介し
て流入する熱源流体の中央部領域を流れる流量ｖ１と、
外周部領域を流れる流量ｖ２には、ｖ１≒ｖ２の関係が
生じるため中央部領域及び外周部領域の伝熱チューブ
５、５’に流入する熱源流体の流量差はほぼ一定の流量
になる。
【００１２】また、そのためこれら伝熱チューブ５、
５’間の通過熱量差も無くなり、中央部領域及び外周部
領域伝熱チューブ５、５’に発生する温度差も無くな
り、熱膨張差も無く、外周部領域の伝熱チューブ５’
と、中央部領域の伝熱チューブ５間に於いて過剰熱応力
差も発生せず、上部チューブシート８と下部チューブシ
ート９を貫通〔図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照〕す
るに際し、これら上下部チューブシート８・９と各伝熱
チューブ５、５’間に介在したカラーパイプ６の溶接部
Ｐに於ける損傷も皆無となる。
５’間の通過熱量差も無くなり、中央部領域及び外周部
領域伝熱チューブ５、５’に発生する温度差も無くな
り、熱膨張差も無く、外周部領域の伝熱チューブ５’
と、中央部領域の伝熱チューブ５間に於いて過剰熱応力
差も発生せず、上部チューブシート８と下部チューブシ
ート９を貫通〔図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照〕す
るに際し、これら上下部チューブシート８・９と各伝熱
チューブ５、５’間に介在したカラーパイプ６の溶接部
Ｐに於ける損傷も皆無となる。
【００１３】また、上記の本願発明に係る多管式熱交換
器１構造のものに於ける予熱流体、即ち外筒１２端部の
側面に設けた入口Ａより流入され、外筒１２内に配置さ
れたバッフルプレート１１、１１’により回流され他端
部の側面に設けた出口Ｂより排出される予熱流体の流れ
は、外筒１２の内部に挿通される伝熱チューブ５、５’
が異なるサイズのものであるため、中央部領域の伝熱チ
ューブ５の外周を流れる主流流量も、、外周部領域の伝
熱チューブ５’の外周を流れる迂回流流量もほぼ同様の
流量になるため前記中央部領域の伝熱チューブ５の周囲
を流れる予熱流体の主流量ｕ１と、前記外周部領域の伝
熱チューブ５’の外周を迂回して流れる予熱流体の迂回
流量ｕ２は、ほぼｕ１≒ｕ２となる。従って伝熱チュー
ブ５、５’相互間の予熱流体による抵抗差（圧損）も無
く、両伝熱チューブ５、５’の冷却度もほぼ均一で温度
差も無く、熱応力も均一となりカラーパイプ６の溶接部
Ｐの損傷も皆無となる。
器１構造のものに於ける予熱流体、即ち外筒１２端部の
側面に設けた入口Ａより流入され、外筒１２内に配置さ
れたバッフルプレート１１、１１’により回流され他端
部の側面に設けた出口Ｂより排出される予熱流体の流れ
は、外筒１２の内部に挿通される伝熱チューブ５、５’
が異なるサイズのものであるため、中央部領域の伝熱チ
ューブ５の外周を流れる主流流量も、、外周部領域の伝
熱チューブ５’の外周を流れる迂回流流量もほぼ同様の
流量になるため前記中央部領域の伝熱チューブ５の周囲
を流れる予熱流体の主流量ｕ１と、前記外周部領域の伝
熱チューブ５’の外周を迂回して流れる予熱流体の迂回
流量ｕ２は、ほぼｕ１≒ｕ２となる。従って伝熱チュー
ブ５、５’相互間の予熱流体による抵抗差（圧損）も無
く、両伝熱チューブ５、５’の冷却度もほぼ均一で温度
差も無く、熱応力も均一となりカラーパイプ６の溶接部
Ｐの損傷も皆無となる。
【００１４】
【発明の効果】本願発明は、以上詳細に説明した如く、
予熱流体の入出口を設けた外筒と、該外筒の一端から他
端に向かって内壁面に等間隔で配置される複数枚のバッ
フルプレートと、該バッフルプレートで途中を支持さ
れ、かつ前記外筒の長手方向に沿って挿通され、しかも
前記外筒の一端を閉塞すべく配置される上部チューブシ
ートと、前記外筒の他端を閉塞すべく配置される下部チ
ューブシートと、これら上部チューブシート及び下部チ
ューブシートを貫通し、これら上部チューブシート及び
下部チューブシートを介してそれぞれに連結される前ダ
クト及び後ダクトの内部にチューブの開口部を臨ませて
なる複数本の伝熱チューブとで構成した多管式熱交換器
に於いて、前記外筒の中央部領域に配管される伝熱チュ
ーブを介して流れる熱源流体の流量をｖ１とし、前記外
筒の外周部領域に配管される伝熱チューブを介して流れ
る熱源流体の流量をｖ２とした場合に於いて、前記両領
域に配管される伝熱チューブ内を流れる熱源流体の流量
がｖ１≒ｖ２となり、かつ前記中央部領域に配管される
伝熱チューブの外周を流れる予熱流体の流量（中央部流
量）をｕ１とし、前記外筒の外周部領域に配管される伝
熱チューブの外周を流れる予熱流体の流量（迂回流量）
をｕ２とした場合に於いて、両者の流量がｕ１≒ｕ２と
なる様に構成したので、従来型の多管式熱交換器の様な
同一サイズの伝熱チューブの配列に見られた管内流量差
（ｖ１＞ｖ２）や、これに伴って生じていた通過熱量差
の発生や、外周部領域伝熱チューブと中央部領域伝熱チ
ューブの相互間に生じていた熱膨張差による過剰な熱応
力の発生による各伝熱チューブとカラーパイプ間の溶接
部の損傷と言う構造的欠陥を是正し耐久年数の向上と同
時にメンテナンス・補修作業の頻度を減少させることが
でき、また、本願発明による外周部領域の伝熱チューブ
のサイズと、中央部領域の伝熱チューブのサイズの相違
は、外筒端部の後ダクトの側面より導入され、外筒内に
配置されたバッフルプレートにより迂回され外筒他端部
の前ダクトの側面より排出され予熱流体の中央部領域の
伝熱チューブ間の中央部流量と、外周部領域の伝熱チュ
ーブを迂回して流れる迂回流量がほぼ均一であるた、中
央部領域及び外周部領域の伝熱チューブ相互間の管壁温
度差は僅少差となり、熱膨張差による過剰な熱応力の発
生による各伝熱チューブとカラーパイプ間の溶接部の構
造的欠陥も是正でき、耐久年数の向上と同時にメンテナ
ンス・補修作業の頻度を減少させることのできる。ま
た、本願発明では外周部領域の伝熱チューブはサイズア
ップされているため中央部領域の伝熱チューブに比較し
て外周部領域の伝熱チューブの断面積が大きいので、カ
ラーパイプの溶接量も多く中央部領域に比較して大きな
熱応力が発生し、そのため外周部領域の伝熱チューブの
溶接強度増強が得られ、耐久力の向上が計られる等種々
の優れた効果を得ることが可能である。
予熱流体の入出口を設けた外筒と、該外筒の一端から他
端に向かって内壁面に等間隔で配置される複数枚のバッ
フルプレートと、該バッフルプレートで途中を支持さ
れ、かつ前記外筒の長手方向に沿って挿通され、しかも
前記外筒の一端を閉塞すべく配置される上部チューブシ
ートと、前記外筒の他端を閉塞すべく配置される下部チ
ューブシートと、これら上部チューブシート及び下部チ
ューブシートを貫通し、これら上部チューブシート及び
下部チューブシートを介してそれぞれに連結される前ダ
クト及び後ダクトの内部にチューブの開口部を臨ませて
なる複数本の伝熱チューブとで構成した多管式熱交換器
に於いて、前記外筒の中央部領域に配管される伝熱チュ
ーブを介して流れる熱源流体の流量をｖ１とし、前記外
筒の外周部領域に配管される伝熱チューブを介して流れ
る熱源流体の流量をｖ２とした場合に於いて、前記両領
域に配管される伝熱チューブ内を流れる熱源流体の流量
がｖ１≒ｖ２となり、かつ前記中央部領域に配管される
伝熱チューブの外周を流れる予熱流体の流量（中央部流
量）をｕ１とし、前記外筒の外周部領域に配管される伝
熱チューブの外周を流れる予熱流体の流量（迂回流量）
をｕ２とした場合に於いて、両者の流量がｕ１≒ｕ２と
なる様に構成したので、従来型の多管式熱交換器の様な
同一サイズの伝熱チューブの配列に見られた管内流量差
（ｖ１＞ｖ２）や、これに伴って生じていた通過熱量差
の発生や、外周部領域伝熱チューブと中央部領域伝熱チ
ューブの相互間に生じていた熱膨張差による過剰な熱応
力の発生による各伝熱チューブとカラーパイプ間の溶接
部の損傷と言う構造的欠陥を是正し耐久年数の向上と同
時にメンテナンス・補修作業の頻度を減少させることが
でき、また、本願発明による外周部領域の伝熱チューブ
のサイズと、中央部領域の伝熱チューブのサイズの相違
は、外筒端部の後ダクトの側面より導入され、外筒内に
配置されたバッフルプレートにより迂回され外筒他端部
の前ダクトの側面より排出され予熱流体の中央部領域の
伝熱チューブ間の中央部流量と、外周部領域の伝熱チュ
ーブを迂回して流れる迂回流量がほぼ均一であるた、中
央部領域及び外周部領域の伝熱チューブ相互間の管壁温
度差は僅少差となり、熱膨張差による過剰な熱応力の発
生による各伝熱チューブとカラーパイプ間の溶接部の構
造的欠陥も是正でき、耐久年数の向上と同時にメンテナ
ンス・補修作業の頻度を減少させることのできる。ま
た、本願発明では外周部領域の伝熱チューブはサイズア
ップされているため中央部領域の伝熱チューブに比較し
て外周部領域の伝熱チューブの断面積が大きいので、カ
ラーパイプの溶接量も多く中央部領域に比較して大きな
熱応力が発生し、そのため外周部領域の伝熱チューブの
溶接強度増強が得られ、耐久力の向上が計られる等種々
の優れた効果を得ることが可能である。
【図１】は、多管式熱交換器の全体構造を示す断面図 略説明図
【図２】（ａ）、（ｂ）は、本願発明に係る多管式熱交
換器の要部説明図視図
換器の要部説明図視図
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、多管式熱交換器の
上下チューブシート部の溶接部の構造の説明図
上下チューブシート部の溶接部の構造の説明図
【図４】（ａ）、（ｂ）は、従来の多管式熱交換器の要
部説明図
部説明図
１ 多管式熱交換器 ２ 前ダクト ３ 後ダクト ４ 煙道コンペンセーター ５ 中央部領域伝熱チューブ ５’ 外周部領域伝熱チューブ ６ カラーパイプ ７ インサートチューブ ８ 上部チューブシート ９ 下部チューブシート １０ 断熱材 １１ バッフルプレート １１’ バッフルプレート １２ 外筒 Ａ 予熱流体の入口 Ｂ 予熱流体の出口 Ｄ 流体特性 Ｅ 流体特性 Ｆ 流体特性 Ｘ 中央部領域 Ｙ 外周部領域
Claims (3)
- 【請求項１】予熱流体の入出口を設けた外筒と、該外筒
の一端から他端に向かって内壁面に等間隔で配置される
複数枚のバッフルプレートと、該バッフルプレートで途
中を支持され、かつ前記外筒の長手方向に沿って挿通さ
れ、しかも前記外筒の一端を閉塞すべく配置される上部
チューブシートと、前記外筒の他端を閉塞すべく配置さ
れる下部チューブシートと、これら上部チューブシート
及び下部チューブシートを貫通し、これら上部チューブ
シート及び下部チューブシートを介してそれぞれに連結
される前ダクト及び後ダクトの内部にチューブの開口部
を臨ませてなる複数本の伝熱チューブとで構成した多管
式熱交換器に於いて、前記外筒の中央部領域に配管され
る伝熱チューブを介して流れる熱源流体の流量をｖ１と
し、前記外筒の外周部領域に配管される伝熱チューブを
介して流れる熱源流体の流量をｖ２とした場合に於い
て、前記両領域に配管される伝熱チューブ内を流れる熱
源流体の流量がｖ１≒ｖ２となり、かつ前記中央部領域
に配管される伝熱チューブの外周を流れる予熱流体の流
量（中央部流量）をｕ１とし、前記外筒の外周部領域に
配管される伝熱チューブの外周を流れる予熱流体の流量
（迂回流量）をｕ２とした場合に於いて、両者の流量が
ｕ１≒ｕ２となる様に構成したことを特徴とする多管式
熱交換器。 - 【請求項２】前記外筒の中央部領域に配管される伝熱チ
ューブと前記外筒の外周部領域に配管される伝熱チュー
ブのそれぞれの内部を流れる熱源流体の流量をｖ１≒ｖ
２とし、前記中央部領域に配管される伝熱チューブと前
記外筒の外周部領域に配管される伝熱チューブのそれぞ
れの外周を流れる予熱流体の流量をｕ１≒ｕ２とするた
めに外周部領域に配管される複数列の伝熱チューブのサ
イズを中央部領域に配管される複数の伝熱チューブのサ
イズに比べて太いサイズで構成するようにしたことを特
徴とする請求項１記載の多管式熱交換器。 - 【請求項３】前記外筒の外周部領域に配管される１〜３
列の伝熱チューブのサイズを前記外筒の中央部領域に配
管される伝熱チューブのサイズに比べて１〜２ランク上
のサイズで構成するようにしたことを特徴とする請求項
２記載の多管式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12516496A JP3361010B2 (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 多管式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12516496A JP3361010B2 (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 多管式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062079A true JPH1062079A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3361010B2 JP3361010B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=14903472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12516496A Expired - Fee Related JP3361010B2 (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 多管式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3361010B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002005592A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-01-09 | Kobe Steel Ltd | 多管式熱交換器 |
| WO2020101255A1 (ko) * | 2018-11-15 | 2020-05-22 | 대우조선해양 주식회사 | 극지용 선박의 폐열회수장치 및 이를 포함하는 극지용 선박 |
| CN113432457A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-24 | 苏州杜尔气体化工装备有限公司 | 一种用于列管式汽化器的新型换热器结构 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010121888A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Mitsubishi Heavy Industries Environment & Chemical Engineering Co Ltd | 熱交換器及び熱交換器の製造方法 |
-
1996
- 1996-05-21 JP JP12516496A patent/JP3361010B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2002005592A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-01-09 | Kobe Steel Ltd | 多管式熱交換器 |
| WO2020101255A1 (ko) * | 2018-11-15 | 2020-05-22 | 대우조선해양 주식회사 | 극지용 선박의 폐열회수장치 및 이를 포함하는 극지용 선박 |
| CN113165727A (zh) * | 2018-11-15 | 2021-07-23 | 大宇造船海洋株式会社 | 用于北极船舶的废热回收设备和包含其的北极船舶 |
| CN113432457A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-24 | 苏州杜尔气体化工装备有限公司 | 一种用于列管式汽化器的新型换热器结构 |
| CN113432457B (zh) * | 2021-07-20 | 2022-11-22 | 苏州杜尔气体化工装备有限公司 | 一种用于列管式汽化器的新型换热器结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3361010B2 (ja) | 2003-01-07 |
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