JPS6021672Y2 - 高温用シエル型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は高温用シェル型熱交換器に係り、特に高温域側
であって流通チューブが固定的に取付けられているチュ
ーブシートをシェルと一体的に形成してなるいわゆるチ
ューブバンドルシェル側のチューブ表面に運転により付
着したスケールや不純物のクリーニングを行うのに好適
な構造した熱交換器に関するものである。

従来の一般的な高温用シェル型熱交換器の構造例を第１
図に示す。

この従来の熱交換器は、一端側を開口腰長尺筒状に形成
されたシェル容器１０を有している。

このシェル容器１０内はその長手方向に沿って複数並列
状態で配列されたチューブ１２を備えている。

このチューブ１２は両端がチューブシート１４およびフ
ローティングチューブシート１６により支持されている
。

一方のチューブシート１４はシェル容器１０とチャンネ
ル１８と一体的に形成し、前記チューブ１２の一端部を
貫通さててチャンネル１８に開口させている。

他方のフローティングチューブシート１６はシェル容器
１０の開口端部から突出した位置で支持されており、そ
の外面側に取り付けられたフローティングヘッド２０と
の間に出口室２２を形成してる。

従って高温流体は前記チャンネル１８からチューブ１２
内を通流し出口室２２に至り、チューブ１２内を通流す
る間に冷却されるようになっている。

また、前記シェル容器１０の開口端部には前記出口室２
２を被うようにシェルカバー２４が取り付けられており
、のシェルカバー２４と前記シェル容器１０とはフラン
ジ継手２６によって互いに結合されている。

このような容器体の内部には更にチューブ１２を横断す
る方向でバッフルプレート２８が取り付けられている。

このバッフルプレート２８はチューブ１２の軸方向に沿
って定間隔をおいて複数設置されており、交互にシェル
容器１０との間に流通路を形成腰熱交換媒体をシェル容
器１０内で蛇行流とされるように設定されているもので
ある。

このバッフルプレート２８はその設定位置を変動しなよ
うにタイロッド３０によって互いに連結結合されており
、また隣接するバッフルプレート２８の間にはその間隔
を保持するべくスペーサ３２が取り付られているもので
ある。

ところで、この種の熱交換器においては、高温流体が７
００〜８００°Ｃ程度に達するようなものである場合、
チューブ１２を流通する間の温度勾配は第２図に示す如
くなり、出口室２２においては４００〜５００℃程度に
まで冷却される。

従って、この種の熱交換器においてはシェル容器１０と
シェルカバー２４との結合部であるフランジ継手２６は
シール部が熱的影響を受けないように低温域側であるフ
ローティングチューブシート１６に近接した位置に設定
されているものである。

また同様な理由から、タイロッド３０はナツトによる締
め付は端をフランジ継手２６に対応した位置に設定して
いる。

このため、この種の高温用シェル型熱交換器におては、
チューブ１２の略全領域がシェル容器１０によって被わ
れ、チューブ１２の外表面のクリーニングができないと
いう問題点を有していた。

特にフランジ継手２６を設けた低温域側ではシェルカバ
ー２４を取外すことで少なくともチューブ１２の一部を
露出させることかでかるが、高温域側ではチューブシー
ト１４がシェル容器１０と一体とされており、この領域
のチューブ１２を露出できないので問題がある。

この結果シェル容器１０の内部クリーニングが不能であ
るために長期に亘って使用されているうちに熱交換効率
を悪化させてしまい、熱交換器の機能を失なわせてしま
うものであった。

本考案は、上記従来の問題点に着目し、シェル容器内に
位置するチューブのクリーニングを行うことができる高
温用シェル型熱交換器を提供することを目的とする。

上記目的を遠戚するために、本考案に係る高温用シェル
型熱交換器は、シェル容器内に高温流体の流通チューブ
を配設するとともに、熱交換媒体を蛇行通流させる複数
のバッフルプレートを設ケてなるものにおいて、シェル
容器を分割するフランジ継手部を当該継手部に介在され
るガスケットの許容温度限界に対応する高温域側に設け
、この分割された高温域側に配置されるバッフルプレー
ト相互と低温域側に配置されるバッフルプレート相互と
を各々独立したタイロッドで結合固定し、少なくとも高
温域側のタイロッドには隣接バッフルプレート間に分割
されたスペーサを取付けて間隔保持をなさしめた構成と
した。

斯かる構成により、シェル容器は高温域側においても分
割可能であるので、高温域側のバッフルプレートを取り
外し、チューブ外表面を露出させることができ、その清
掃が可能となるのである。

以下に本考案に係る高温用シェル型熱交換器の実施例を
図面を参照して詳細に説明する。

尚上従来例と同−構成には同一番号を付し説明を省略す
る。

第３図は本実施例に係る高温用シェル型熱交換器の断面
図である。

この図に示されるように、本実施例に係る熱交換器は、
シェル容器１０を高温域容器体６４と低温域容器体３６
とに分割構成したものである。

即ち、シェル容器１０にはシェルカバー２４を結合する
フランジ２６Ａが形成されているが、このフランジ２６
Ａと別体に高温領域に近接してフランジ継手３Ｂを設け
たものである。

このフランジ継手３８は高温域容器体３４の端部に設け
たフランジ３８Ａと低温域容器体３６に設けたフランジ
３８Ｂとからなり、両者の突き合で面部にガスケット４
０を介在してボルト締めするようになっている。

ここで、当該フランジ継手３８の設定位置は次のように
決定される。

熱交換器に流入する高温流体の温度はその供給源側によ
って略−律に決定されており、導入室１８から出口室２
２に至るシェルの長手方向温度勾配は略一定の傾向を示
し、第２図に示すような勾配曲線となる。

ここで、分割構造とされたシェル容器１０においてシー
ルの信頼性は分割面即ちフランジ継手３８に用いられる
ガスケット４０の信頼性に起因している。

そこで、ガスケット４０は耐熱性材料から形成されたも
のを用いるが、このガスケット４０の許容温度限界位置
までできるだけ高温域側に近づけた位置に設定するもの
である。

当該実施例ではガスケット４０としてステンレスメタル
ガスケットを用い、この許容温度は約６００℃であるた
め、温度勾配曲線（第２図）において、６００℃に対応
する位置にフランジ継手３８を設定するものである。

従って、フランジ継手３８はガスケット４０の許容温度
限界に対応する高温域側に設けられて、シールの信頼性
を図りつつシェル容器１０を分割構造ととするものであ
る。

また、シェル容器１０が分割されたことにより、高温域
容器３４の内部には複数枚のバッフルプレー）２８Ａが
配設され、また低温域容器体３６内にも同じように複数
のバッフルプレート２８Ｂが配設されることとなる。

そこで、高温域容器体３４の内部に位置するバッフルプ
レー）２８Ａ相互と、低温域容器体３６内に位置するバ
ッフルプレート２８Ｂとはそれぞれ独立したタイロッド
４２および４４によってそれぞれ結合固定するようにし
ている。

即ち、高温域容器体３４内において、複数のバッフルプ
レート２８Ａはチューブ１２と同方向に沿って貫通され
たタイロッド４２を用い、スペーサ４６により間隔を保
持しつつ緊結するようにしている。

この具体的構造を第４図に示す。

第４図に示されるように、チューブシート１４に結合さ
れたタイロッド４２はバッフルプレート２８Ａを貫通し
フランジ継手３８の形成位置まで突出している。

このタイロッド４０にはバッフルプレート２８Ａの相互
間隔を一定に保持するようにスペーサ４６が設けられて
いるが、このスペーサ４６はバッフルプレート２８Ａの
間隔を２分する一対のスペーサ４６Ａ、４６Ｂとから形
成されているものである。

そしてこのスペーサ４６Ａによりバッフルプレート２８
Ａはその設定位置に安定して保持されることとなる。

そしてこれによって熱交換媒体の蛇行流を形成させるこ
とができるものである。

尚、タイロッド４２は高温域容器体３４の開口端側に位
置する最終バッフルプレー） ２８Ａよりも更に突出さ
れており、この突出部にスペーサ４６の分割体４６Ａを
装着し、二重ナツト４８を用いて固定するようにしてい
る。

一方、低温域容器体３６内に配置されるバッフルプレー
ト２８Ｂは従来と同様にバッフルプレート間隔に相当す
る長さを有するスペーサ３２を用い、これによって間隔
を保持しつつ両端バッフルプレート２８Ｂから突出する
タイロッド４４の先端に二重ナツト５０を螺着しバッフ
ルプレート２８Ｂの板面にて支持させるようにしている
。

このように構成された本実施例に係る高温用シェル型熱
交換器によれば、シェル容器内部のチューブ１２の表面
のクリーニングは容易に行うことができる。

即ち、シェル容器１０は高温域容器体３４と低温域容器
体３６によって分割可能とされているので、予め低温域
容器体３６をフランジ継手３８位置にて分割しこれを取
り外す。

そして、高温域容器体３４側のタイロッド４２に螺着さ
れている二重ナツト４８を外し、このスペーサ４６Ａを
低温域側のバッフルプレート２８Ｂとの間から取り外す
ものである。

その後、バッフルプレート２８Ａはチューブ１２に挿通
されておるので、これに沿って低温域側に移動腰低温域
側のタイロッド４４の先端に当接するまで移動する。

一枚のバッフルプレート２８Ａの移動が終ったう、一対
のスペーサ４６Ａ、４６Ｂがそれぞれタイロッドに装着
されているので、これをタイロッド４２の先端から取り
外すものである。

この場合、タイロッド４２の先端と先行して引き寄せら
れているバッフルプレート２８Ａとの間の空間がスペー
サ４６Ａ、４６Ｂの長さよりも大きく設定されている必
要がある。

次いで、順次バッフルプレートをスペーサ４６の取り外
しを行いつつ低温域側に寄せると、第５図に示される如
く前バッフルプレート２８Ａは高温域容器体３４内から
取り除かれ、その内部にはチューブ１２とタイロッド４
２が露出されることとなる。

斯かる状態では、高温域容器体３４の内部に洗浄液を吹
き付け、チューブ１２の外表面に付着した汚れを取り除
くことができるのである。

このように、本実施例によれば、一端側のみ開口されて
いるシェル容器１０に対しバッフルプレート２８が存在
していたためにその奥部のチューブ１２の洗浄ができな
かったが、シェル容器１０を分割し、密閉側となる高温
域容器体３４の内部におけるチューブ１２をバッフルプ
レート２８Ａの移動によって露出させ、そのクリーニン
グを可能としたものである。

そして、シェル容器１０の分割位置はガスケット４０の
許容温度限界位置に対応するため、そのシールの信頼性
も十分発揮される。

また、低温域容器体３６の内部に位置するチューブ１２
は低温域容器体３６は取り外し可能となっているので、
これを取り外すことによりチューブ１２が外部に露出し
、容易に洗浄できるので問題はない。

尚、特にこの実施例では、高温域バッフルプレート２８
Ａを連結固定するタイロッド４２の先端を分割スペーサ
４６Ａを装着した後にナツト固定しているため、ナツト
の焼付き状態が生じた場合であっても、焼付き部分を切
断し、分割スペーサ４６Ａを短かくして、数回の焼付き
が生じた場合でも数回の再使用が可能となる利点がある
。

以上説明したように、本考案に係るシェル容器のシール
性を損うことなくこれを分割構造としているので、低温
域容器体を外して対応するチューブを外部に露出させて
クリーニングができ、高温域容器体内のチューブに対し
ては分割したスペーサを高温域側のタイロッド先端と低
温域側のバッフルプレートとの隙間から容易に取外すこ
とができてバッフルプレートを低温域側に引き寄せ移動
させ得るので、該高温域容器体内部に位置したままでも
クリーニング可能にチューブ表面を露出させることがで
きる。

このため、従来行うことができなかったシェル容器内チ
ューブのクリーニングが可能となる優れた効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高温用シェル型熱交換器の断面図、第２
図は同熱交換器の温度勾配図、第３図は本実施例に係る
高温用シェル型熱交換器の断面図、第４図は同要部拡大
断面図、第５図はバッフルプレートの移動状態を示す断
面図である。 １０・・・・・・シェル容器、１２・・・・・・チュー
ブ、２４・・・・・・シェルカバー ２６，３８・・・
・・・フランジ継手、２８，２８Ａ、２８Ｂ・・・・・
・バッフルプレート、３０，４２，４４・・・・・・タ
イロッド、３２，４６．４６Ａ、４６Ｂ・・・・・・ス
ペーサ、３４・・・・・・高温域容器体、３６・・・・
・・低温域容器体、４０・・・・・・ガスケット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シェル容器内に高温流体の流通チューブを配設するとと
   もに、熱交換媒体を蛇行通流させる複数のバッフルプレ
   ートを設けてなる高温用シェル型熱交換器において、シ
   ェル容器を分割するフランジ継手部を当該継手部に介在
   されるガスケットの許容温度限界に対応する高温域側に
   設け、この分割された高温域側に配置されるバッフルプ
   レー１・相互と低温域側に配置されるバッフルプレート
   相互を各々独立したタイロッドで結合固定し、少なくと
   も高温域側のタイロッドには隣接バッフルプレート間に
   分割されたスペーサを取付けて間隔保持をなさしめたこ
   とを特徴とする高温用シェル型熱交換器。