[发明专利]热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有一对管板以及在一对管板之间并排设置的导热管的热交换器。

背景技术

国内的下水污泥的产生量逐年增加，其中大多数被焚烧处理。在焚烧污泥的污泥焚烧设备中，由于从燃烧炉排出的废气成为高温，因此为了提高热效率而进行热回收。例如，通过使用空气预热器在从焚烧炉排出的废气与向燃烧炉供给的燃烧用空气(流动空气)之间进行热交换，进行燃烧用空气的预热，从而实现节能化。

作为空气预热器，例如采用被称为壳管式的多管式热交换器。多管式热交换器具有如下结构：多个导热管以其两端部插入到分别形成于一对管板的贯通孔的方式并排设置于一对管板之间。在多管式热交换器中，使高温的废气通过导热管，并且使燃烧用空气通过管板之间，由此实施热交换。

然而，在多管式热交换器的施工中，难以将导热管与管板直接焊接。另外，在将导热管与管板直接焊接的情况下，有可能因导热管的热伸展等向管板施加负载。

因此，如图4所示，导热管111与管板8借助在导热管111的外周面与管板8的贯通孔18的内周面之间配置的管状的管套121而接合。换言之，通过采用如下构造来防止管板8的破损：向管板8的贯通孔18中插入管状的管套121，在产生负载的情况下，负载向管板8的贯通孔18与管套121的焊接部W(角焊)施加(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-329585号公报

然而，向将管套121与导热管111连接起来的焊接部W施加基于导热管111的自重的一次应力以及基于热伸展的二次应力。即，存在向焊接部W集中施加负载而产生强度降低这样的课题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够降低向连接管套与导热管的焊接部施加的应力而抑制焊接部的强度降低的热交换器。

根据本发明的第一方案，热交换器具有：管板，其划分出供高温流体流动的一次空间和供低温流体流动的二次空间，并形成有使所述一次空间与所述二次空间连通的贯通孔；管状的管套，其以与所述贯通孔成为同心的方式设置于所述管板的所述一次空间侧的面；以及导热管，其经由所述管套被所述管板支承，所述导热管具有：连接管，其具有大径部和小径部，该大径部配置在所述一次空间内且具有比所述管套的内径大的外径，该小径部贯穿所述贯通孔；以及导热管主体，其配置在所述二次空间内而与所述小径部连结。

根据这样的结构，导热管经由连接管的大径部与管套的抵接面被管板支承。由此，在接合导热管与管套的焊接部不会受到因导热管的自重引起的应力，因此能够抑制焊接部的强度降低。

另外，通过设为无需将管套插入贯通孔就可以与管板的面接合的结构，能够进一步减小贯通孔的孔径，能够提高管板的强度。

在上述热交换器中，也可以使所述连接管的材料的热膨胀率与所述导热管主体的材料的热膨胀率相同或者同等。

根据这样的结构，能够抑制因热膨胀率的差异而产生的热应力。

在上述热交换器中，也可以使所述连接管的材质与所述导热管主体的材质相同或者同等。

根据这样的结构，能够抑制因材质的差异而产生的热应力。

在上述热交换器中，也可以使所述导热管主体的材料的热膨胀率、所述连接管的材料的热膨胀率、所述管板的材料的热膨胀率以及所述管套的材料的热膨胀率相同或者同等。

根据这样的结构，能够抑制因热膨胀率的差异而产生的热应力。

在上述热交换器中，也可以使所述导热管主体的材质、所述连接管的材质、所述管板的材质以及所述管套的材质相同或者同等。

根据这样的结构，能够抑制因材质的差异而产生的热应力。

在上述热交换器中，也可以使所述导热管主体的材料、所述连接管的材料、所述管板的材料以及所述管套的材料为NCF 800H或者SUS 310S。

根据这样的结构，能够消除因材料不同产生的热应力。

在上述热交换器中，也可以使所述连接管与所述导热管主体的端面彼此借助对接焊部而被连接。

根据这样的结构，能够提高连接管与导热管主体之间的强度。

在上述热交换器中，也可以具有：外壳，其具有作为所述一次空间的内部空间；连接板，其介于所述外壳与所述管板之间；以及隔热件，其设置于所述外壳的外表。

根据这样的结构，通过利用隔热件来抑制来自外壳的散热而使连接板的温度上升，能够减小从管板到连接板的温度梯度。由此，能够减少在管板上产生的热应力。

发明效果