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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen U-Rohr Wärmetauscher. Diese Anmeldung beansprucht die Priorität auf Grundlage der am 8. Februar 2016 in Japan eingereichten
JP 2016-021880 , deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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Stand der Technik
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U-Rohr Wärmetauscher, wobei es sich um einen Wärmetauscher handelt, der mit einem Außenzylinder, einer Rohrplatte, die ein Inneres des Außenzylinders in eine rohrinterne Fluidkammer einer ersten Endseite und eine rohrexterne Fluidkammer einer zweiten Endseite teilt, und einer Mehrzahl von U-Rohren bereitgestellt ist, die innerhalb der rohrexternen Fluidkammer angebracht sind und deren beide Enden an der Rohrplatte befestigt sind.
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Ein Beispiel eines solchen U-Rohr-Wärmetauschers ist zum Beispiel in Patentdokument 1 offenbart. Die rohrexterne Fluidkammer dieses U-Rohr-Wärmetauschers ist mit einer Trennwand bereitgestellt, die die rohrexterne Fluidkammer in eine erste Kammer mit geraden Rohren einschließlich einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren der U-Rohre und eine zweite Kammer mit geraden Rohren einschließlich auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren der U-Rohre teilt. Außerdem sind die erste Kammer mit geraden Rohren und die zweite Kammer mit geraden Rohren mit einer Mehrzahl von Leitblechen bereitgestellt. Bei diesem U-Rohr-Wärmetauscher wird zudem ein rohrexternes Fluid veranlasst, in eine Region zu strömen, wo Sektionen mit gekrümmten Rohren der U-Rohre vorhanden sind, oder mit anderen Worten eine Endplattenregion auf der Innenseite einer Endplatte eines Außenzylinders, um die Wärmeübertragungsfläche zwischen einem rohrinternen Fluid, das innerhalb der U-Rohre strömt, und dem rohrexternen Fluid, das außerhalb der U-Rohre strömt, zu vergrößern.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentdokument
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Patentdokument 1:
JP 2002-357394 A -
Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei dem vorgenannten U-Rohr-Wärmetauscher strömt das rohrexterne Fluid auch um die Sektionen mit gekrümmten Rohren der U-Rohre, und somit besteht eine Möglichkeit, dass die Sektionen mit gekrümmten Rohren vibrieren werden. In einem Fall, in dem ein rohrexternes Fluid daran gehindert wird, in die Region zu strömen, wo die Sektionen mit gekrümmten Rohren innerhalb des Außenzylinders vorhanden sind, um Vibration der Sektionen mit gekrümmten Rohren zu unterdrücken, wird die Wärmeübertragungsfläche zwischen dem rohrexternen Fluid und dem rohrinternen Fluid kleiner sein.
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Als eine Gegenmaßnahme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen U-Rohr-Wärmetauscher bereitzustellen, der Vibration der U-Rohre unterdrücken kann, während die Wärmeübergangsfläche zwischen dem rohrexternen Fluid und dem rohrinternen Fluid vergrößert wird.
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Lösung des Problems
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Um die vorgenannte Aufgabe zu erfüllen, schließt ein U-Rohr-Wärmetauscher gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung Folgendes ein: einen Außenzylinder mit einer zylindrischen Form und von dem beide Enden geschlossen sind; eine Rohrplatte, die ein Inneres des Außenzylinders an einer Position auf einer ersten Endseite der beiden Enden in eine rohrinterne Fluidkammer auf der ersten Endseite und ein rohrexterne Fluidkammer auf einer zweiten Endseite teilt; eine Mehrzahl von U-Rohren, die in der rohrexternen Fluidkammer angebracht ist, wobei beide Enden an der Rohrplatte befestigt sind, wobei die beiden Enden der Mehrzahl von U-Rohren zur rohrinternen Fluidkammer weisen; eine erste Trennwand, die die rohrinterne Fluidkammer in eine Einlasskammer, die zu einer Einlassendgruppe weist, die eine Sammlung von Einlassenden der beiden Enden der Mehrzahl von U-Rohren ist, und eine Auslasskammer teilt, die zu einer Auslassendgruppe weist, die eine Sammlung von Auslassenden der beiden Enden der Mehrzahl von U-Rohren ist; eine Rohrtragplatte, die die rohrexterne Fluidkammer in eine Kammer mit gekrümmten Rohren einschließlich einer Gruppe mit gekrümmten Rohren, die eine Sammlung von Sektionen mit gekrümmten Rohren der Mehrzahl von U-Rohren auf der zweiten Endseite ist, und eine Kammer auf der ersten Endseite teilt, wobei die Rohrtragplatte einlassseitige Sektionen mit geraden Rohren, die sich von den Einlassenden der Mehrzahl von U-Rohren erstrecken, und auslassseitige Sektionen mit geraden Rohren trägt, die sich von den Auslassenden der Mehrzahl von U-Rohren erstrecken; und eine zweite Trennwand, die die Kammer auf der ersten Endseite relativ zur Kammer mit gekrümmten Rohren der rohrexternen Fluidkammer in eine erste Kammer mit geraden Rohren einschließlich einer einlassseitigen Gruppe mit geraden Rohren teilt, die eine Sammlung der einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren der Mehrzahl von U-Rohren ist, und eine zweite Kammer mit geraden Rohren einschließlich einer auslassseitigen Gruppe mit geraden Rohren teilt, die eine Sammlung der auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren der Mehrzahl von U-Rohren ist, wobei in der zweiten Endseite der zweiten Trennwand näher an der ersten Endseite als die Rohrtragplatte eine Öffnung ausgebildet ist, die von der ersten Kammer mit geraden Rohren zur zweiten Kammer mit geraden Rohren durchstößt, und die Rohrtragplatte mindestens ein erstes Durchgangsloch, das von der ersten Kammer mit geraden Rohren zur Kammer mit gekrümmten Rohren durchstoßend ausgebildet ist, und mindestens ein zweites Durchgangsloch einschließt, das von der zweiten Kammer mit geraden Rohren zur Kammer mit gekrümmten Rohren durchstoßend ausgebildet ist.
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Bei dem U-Rohr-Wärmetauscher strömt das rohrinterne Fluid in die Einlasskammer der rohrinternen Fluidkammer. Das rohrinterne Fluid strömt von dem im Einlassende der Mehrzahl von U-Rohren ausgebildeten Einlass in die U-Rohre. Das rohrinterne Fluid, das in die U-Rohre geströmt ist, strömt von dem im Auslassende der U-Rohre ausgebildeten Auslass über die einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren, die gekrümmten Sektionen und die auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren der U-Rohre hinaus zur Auslasskammer der rohrexternen Fluidkammer.
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Außerdem strömt bei dem U-Rohr-Wärmetauscher zum Beispiel das rohrexterne Fluid in die zweite Kammer mit geraden Rohren der rohrexternen Fluidkammer. In dem Verfahren des Strömens durch das Innere der zweiten Kammer mit geraden Rohren tauscht das rohrexterne Fluid, das in die zweite Kammer mit geraden Rohren geströmt ist, Wärme mit dem rohrinternen Fluid aus, das innerhalb der auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren der Mehrzahl von U-Rohren strömt.
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Ein Anteil des rohrexternen Fluids, das in die zweite Kammer mit geraden Rohren geströmt ist, strömt über die zweiten Durchgangslöcher der Rohrtragplatte in die Kammer mit gekrümmten Rohren. In dem Verfahren des Strömens durch die Kammer mit gekrümmten Rohren tauscht das rohrexterne Fluid Wärme mit dem rohrinternen Fluid aus, das innerhalb der Sektionen mit geraden Rohren der Mehrzahl von U-Rohren strömt. Das rohrexterne Fluid, das in die Kammer mit gekrümmten Rohren geströmt ist, strömt über die ersten Durchgangslöcher in der Rohrtragplatte in die erste Kammer mit geraden Rohren der rohrexternen Fluidkammer. Außerdem strömt ein weiterer Anteil des rohrexternen Fluids, das in die zweite Kammer mit geraden Rohren geströmt ist, über die Öffnung in der zweiten Trennwand in die erste Kammer mit geraden Rohren.
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In dem Verfahren des Strömens durch die ersten Kammer mit geraden Rohren tauscht das rohrexterne Fluid, das in die erste Kammer mit geraden Rohren geströmt ist, Wärme mit dem rohrinternen Fluid aus, das innerhalb der einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren der Mehrzahl von U-Rohren strömt.
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Wie vorstehend beschrieben, kann in dem U-Rohr-Wärmetauscher Wärme in der Kammer mit gekrümmten Rohren zwischen dem rohrexternen Fluid und dem rohrinternen Fluid ausgetauscht werden, das sich innerhalb der Sektionen mit gekrümmten Rohren der U-Rohre befindet, wodurch es ermöglicht wird, die Wärmeübertragungsfläche mehr zu vergrößern als in einem U-Rohr-Wärmetauscher, der das rohrexterne Fluid nicht zum Inneren der Kammer mit gekrümmten Rohren führt.
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Unter den Richtungskomponenten der Strömung des rohrexternen Fluids in der Kammer mit gekrümmten Rohren einschließlich der Sektionen mit gekrümmten Rohren des U-Rohrs ist eine Richtungskomponente entlang der Sektionen mit gekrümmten Rohren dominant, es gibt aber auch einen Abschnitt einer Richtungskomponente, der die Sektionen mit gekrümmten Rohren schneidet. Wenn daher das rohrexterne Fluid unter konstanten Bedingungen durch die Kammer mit gekrümmten Rohren strömt, vibrieren die Sektionen mit gekrümmten Rohren der Kammer mit gekrümmten Rohren.
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Als eine Gegenmaßnahme wird beim U-Rohr-Wärmetauscher ein Anteil des rohrexternen Fluids in der zweiten Kammer mit geraden Rohren veranlasst, in die Kammer mit gekrümmten Rohren zu strömen, während es dem verbleibenden Anteil nicht erlaubt wird, in die Kammer mit gekrümmten Rohren zu strömen, sondern er stattdessen veranlasst wird, von der Öffnung in der zweiten Trennwand in die erste Kammer mit geraden Rohren zu strömen, um Vibration in den Sektionen mit gekrümmten Rohren zu unterdrücken. Als ein Ergebnis strömt das rohrexterne Fluid durch die Kammer mit gekrümmten Rohren in dem U-Rohr-Wärmetauscher, aber die Strömungsgeschwindigkeit ist niedrig, was somit auch die Strömungsgeschwindigkeit der Richtungskomponente verlangsamt, die die Sektionen mit gekrümmten Rohren schneidet, was es ermöglicht, Vibration der Sektionen mit gekrümmten Rohren zu unterdrücken.
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Die vorstehende Beschreibung geht davon aus, dass das rohrexterne Fluid von der zweiten Kammer mit geraden Rohren zur ersten Kammer mit geraden Rohren strömt, es sind aber Ergebnisse ähnlich den vorstehend beschriebenen selbst in einem Fall möglich, in dem das rohrexterne Fluid von der ersten Kammer mit geraden Rohren zur zweiten Kammer mit geraden Rohren strömt.
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Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, ist ein U-Rohr-Wärmetauscher gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung der U-Rohr-Wärmetauscher des ersten Gesichtspunktes, wobei eine Öffnungsfläche der Öffnung weiter ist als eine Querschnittsfläche eines Gesamtströmungswegs des mindestens einen ersten Durchgangslochs und eine Querschnittsfläche eines Gesamtströmungswegs des mindestens einen zweiten Durchgangslochs.
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Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, ist ein U-Rohr-Wärmetauscher gemäß einem dritten zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung der U-Rohr-Wärmetauscher des ersten oder zweiten Gesichtspunktes, wobei die Rohrtragplatte erste Rohrlöcher, in die jeweilige einlassseitige Sektionen mit geraden Rohren der Mehrzahl von U-Rohren eingefügt sind, und zweite Rohrlöcher einschließt, in die jeweilige auslassseitige Sektionen mit geraden Rohren der Mehrzahl von U-Rohren eingefügt sind, die ersten Durchgangslöcher in Positionen zwischen der Mehrzahl von ersten Rohrlöchern der Rohrtragplatte ausgebildet sind, und die zweiten Durchgangslöcher in Positionen zwischen der Mehrzahl von zweiten Rohrlöchern der Rohrtragplatte ausgebildet sind.
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Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, ist ein U-Rohr-Wärmetauscher gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung der U-Rohr-Wärmetauscher des ersten oder zweiten Gesichtspunktes, wobei die Rohrtragplatte erste Rohrlöcher, in die jeweilige einlassseitige Sektionen mit geraden Rohren der Mehrzahl von U-Rohren eingefügt sind, und zweite Rohrlöcher einschließt, in die jeweilige auslassseitige Sektionen mit geraden Rohren der Mehrzahl von U-Rohren eingefügt sind, die ersten Durchgangslöcher mit einem beliebigen der Mehrzahl von ersten Rohrlöchern verbunden sind, und die zweiten Durchgangslöcher mit einem beliebigen der Mehrzahl von zweiten Rohrlöchern verbunden sind.
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Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, ist ein U-Rohr-Wärmetauscher gemäß einem fünften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung der U-Rohr-Wärmetauscher nach einem beliebigen des ersten bis vierten Gesichtspunkts, wobei der U-Rohr-Wärmetauscher ferner eine Führung einschließt, die in der Kammer mit gekrümmten Rohren, von der Mehrzahl von U-Rohren getrennt, angebracht ist und eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die sich entlang der Sektion mit gekrümmten Rohren eines U-Rohrs von einem beliebigen der Mehrzahl von U-Rohren krümmt.
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Bei dem U-Rohr-Wärmetauscher kann das rohrexterne Fluid der Kammer mit gekrümmten Rohren dazu gebracht werden, entlang der Sektionen mit gekrümmten Rohren der U-Rohre zu strömen; somit ist es möglich, die Richtungskomponente zu verringern, die die Sektionen mit gekrümmten Rohren der Richtungskomponenten der Strömung des rohrexternen Fluids schneidet. Als ein Ergebnis ist es bei dem U-Rohr-Wärmetauscher möglich, Vibration der Mehrzahl von Sektionen mit gekrümmten Rohren mehr zu unterdrücken als ein Wärmetauscher ohne die Führung, selbst in einem Fall, in dem die Menge des in die Kammer mit gekrümmten Rohren strömenden rohrexternen Fluids die gleiche ist, wie der Wärmetauscher ohne die Führung.
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Mit anderen Worten ist es bei dem U-Rohr-Wärmetauscher möglich, Vibration der Mehrzahl von Sektionen mit gekrümmten Rohren selbst in einem Fall zu unterdrücken, in dem die Menge des in die Kammer mit gekrümmten Rohren strömenden rohrexternen Fluids eingestellt ist, größer zu sein, als ein Wärmetauscher ohne die Führung. Entsprechend ist es bei dem U-Rohr-Wärmetauscher möglich, die Menge des Wärmeaustauschs in der Kammer mit gekrümmten Rohren zwischen dem rohrexternen Fluid und dem rohrinternen Fluid zu vergrößern.
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Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, ist ein U-Rohr-Wärmetauscher gemäß einem sechsten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung der U-Rohr-Wärmetauscher des fünften Gesichtspunktes, wobei ein Krümmungsradius der Sektion mit gekrümmten Rohren eines U-Rohrs von einem beliebigen der Mehrzahl von U-Rohren sich von einem Krümmungsradius der Sektionen mit gekrümmten Rohren von anderen U-Rohren unterscheidet, und die Führung mindestens eine Führung einschließt unter: einer inneren Führung, die relativ zu einer kleinsten Sektion mit gekrümmten Rohren, die die Sektion mit gekrümmten Rohren mit einem kleinsten Krümmungsradius ist, auf einer Krümmungsradiusseite der kleinsten Sektion mit gekrümmten Rohren positioniert ist und eine konvexe gekrümmte Oberfläche aufweist, die sich entlang der Krümmungsmittelpunktseite der kleinsten Sektion mit gekrümmten Rohren krümmt; einer äußeren Führung, die relativ zu einer größten Sektion mit gekrümmten Rohren, die die Sektion mit gekrümmten Rohren mit einem größten Krümmungsradius ist, auf einer gegenüberliegenden Seite einer Krümmungsradiusseite der größten Sektion mit gekrümmten Rohren positioniert ist und eine konkave gekrümmte Oberfläche aufweist, die sich entlang der gegenüberliegenden Seite der größten Sektion mit gekrümmten Rohren krümmt; und einer mittleren Führung, die zwischen der kleinsten Sektion mit gekrümmten Rohren und der größten Sektion mit gekrümmten Rohren positioniert ist und eine konkave gekrümmte Oberfläche, die sich entlang einer gegenüberliegenden Seite der Krümmungsradiusseite der kleinsten Sektion mit gekrümmten Rohren krümmt, und eine konvexe gekrümmte Oberfläche aufweist, die sich entlang der Krümmungsradiusseite der größten Sektion mit gekrümmten Rohren krümmt.
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Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, ist ein U-Rohr-Wärmetauscher gemäß einem siebten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung der U-Rohr-Wärmetauscher nach einem beliebigen des ersten bis sechsten Gesichtspunkts, wobei der U-Rohr-Tauscher ferner Folgendes einschließt: mindestens ein erstes Leitblech, das in der ersten Kammer mit geraden Rohren angebracht ist und sich in einer Richtung weitet, die eine Richtung schneidet, in der sich die einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren erstrecken; und mindestens ein zweites Leitblech, das in der zweiten Kammer mit geraden Rohren angebracht ist und sich in einer Richtung weitet, die eine Richtung schneidet, in der sich die auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren erstrecken, wobei das mindestens eine erste Leitblech mindestens ein drittes Durchgangsloch einschließt, das in der Richtung durchstößt, in der sich die einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren erstrecken, und das mindestens eine zweite Leitblech mindestens ein viertes Durchgangsloch einschließt, das in der Richtung durchstößt, in der sich die einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren erstrecken.
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Bei dem U-Rohr-Wärmetauscher sind die ersten Leitbleche in der ersten Kammer mit geraden Rohren angebracht, und somit ist es möglich, die Länge des Strömungsweges des rohrexternen Fluids, das durch die erste Kammer mit geraden Rohren strömt, zu vergrößern. Darüber hinaus sind bei dem U-Rohr-Wärmetauscher die zweiten Leitbleche in der zweiten Kammer mit geraden Rohren angebracht, und somit ist es möglich, die Länge des Strömungsweges des rohrexternen Fluids, das durch die zweite Kammer mit geraden Rohren strömt, zu vergrößern. Als ein Ergebnis ist es bei dem U-Rohr-Wärmetauscher möglich, die Menge des Wärmeaustauschs zwischen dem rohrexternen Fluid und dem rohrinternen Fluid zu vergrößern.
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Außerdem gibt es bei dem U-Rohr-Wärmetauscher Leitbleche, die sich in einer Richtung erstrecken, die die Richtung schneidet, in der sich die Sektionen mit geraden Rohren erstrecken, die Leitbleche jedoch Durchgangslöcher einschließen, die die Richtung durchstoßen, in der sich die Sektionen mit geraden Rohren erstrecken. Somit ist es möglich, die Richtungskomponente zu verringern, die die Sektionen mit gekrümmten Rohren der Richtungskomponenten der Strömung des rohrexternen Fluids schneidet. Entsprechend ist es bei dem U-Rohr-Wärmetauscher möglich, Vibration der Sektionen mit geraden Rohren zu verhindern.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, Vibration von U-Rohren zu unterdrücken, während die Wärmeübergangsfläche zwischen einem rohrexternen Fluid und einem rohrinternen Fluid vergrößert wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht eines U-Rohr-Wärmetauschers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Querschnittsansicht, vorgenommen entlang der Linie II-II von 1.
- 3 ist eine Erläuterungsansicht, die ein Positionsverhältnis zwischen Rohrlöchern und Durchgangslöchern gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 4 ist eine Querschnittsansicht eines U-Rohr-Wärmetauschers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine Querschnittsansicht eines U-Rohr-Wärmetauschers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist eine Erläuterungsansicht, die ein Positionsverhältnis zwischen Rohrlöchern und Durchgangslöchern in einem ersten modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 7 ist eine Erläuterungsansicht, die ein Positionsverhältnis zwischen Rohrlöchern und Durchgangslöchern in einem zweiten modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 8 ist eine Erläuterungsansicht, die ein Positionsverhältnis zwischen Rohrlöchern und Durchgangslöchern in einem dritten modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Mehrere Ausführungsformen eines U-Rohr-Wärmetauschers der vorliegenden Erfindung und modifizierte Beispiele der Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen U-Rohr-Wärmetauschers wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben.
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Wie in 1 veranschaulicht, schließt ein U-Rohr-Wärmetauscher der vorliegenden Ausführungsform ein: einen zylindrischen Außenzylinder 10; eine Rohrplatte 30, die das Innere des Außenzylinders 10 in eine rohrinterne Fluidkammer 90 und eine rohrexterne Fluidkammer 93 teilt; eine Mehrzahl von U-Rohren 20, die innerhalb der der rohrexternen Fluidkammer 93 angebracht ist; eine erste Trennwand 40, die das Innere der rohrinternen Fluidkammer 90 in eine Einlasskammer 91 und eine Auslasskammer 92 teilt; eine zweite Trennwand 45, die das Innere der rohrexternen Fluidkammer 93 in eine erste Kammer mit geraden Rohren 94a und eine zweite Kammer mit geraden Rohren 94b teilt; eine Mehrzahl von ersten Leitblechen 60a, die die Strömungsrichtung eines rohrexternen Fluids Fo ändert, das innerhalb der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a strömt; eine Mehrzahl von zweiten Leitblechen 60b, die die Strömungsrichtung des rohrexternen Fluids Fo ändert, das innerhalb der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b strömt; und eine Rohrtragplatte 50, die die Mehrzahl von U-Rohren 20 trägt.
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Der Außenzylinder 10 weist eine zylindrische Form auf, und beide Enden davon sind verschlossen. Der Außenzylinder 10 schließt einen Stammteil 11 mit einer zylindrischen Form, die um eine Axiallinie X zentriert ist, und eine erste Endplatte 12 und eine zweite Endplatte 14, die mit den Enden des Stammteils 11 verbunden sind, ein. Die Richtung, in der sich die Axiallinie X erstreckt, ist als die Axialrichtung Dx bezeichnet. Außerdem ist eine Seite der Axialrichtung Dx als die erste Endseite D1 bezeichnet, und die andere Seite ist als die zweite Endseite D2 bezeichnet. Die erste Endplatte 12 ist mit der ersten Endseite D1 des Stammteils 11 verbunden und versperrt die Öffnung in der ersten Endseite D1 des Stammteils 11. Die Innenoberfläche der ersten Endplatte 12 vertieft sich sachte in einer vertieften Form zu einer Seite hin, die von der zweiten Endplatte 14 weiter weg ist, namentlich zur ersten Endseite D1 hin. Die zweite Endplatte 14 ist mit der zweiten Endseite D2 des Stammteils 11 verbunden und versperrt die Öffnung in der zweiten Endseite D2 des Stammteils 11. Die Innenoberfläche der zweiten Endplatte 14 vertieft sich sachte in einer vertieften Form zu einer Seite hin, die von der ersten Endplatte 12 weiter weg ist, namentlich zur zweiten Endseite D2 hin. Ein Abschnitt der ersten Endplatte 12, am weitesten auf der ersten Endseite D1, ist ein erstes Ende 13 des Außenzylinders 10. Außerdem ist ein Abschnitt der zweiten Endplatte 14, am weitesten auf der zweiten Endseite D2, ein zweites Ende 15 des Außenzylinders 10.
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Das Innere des Außenzylinders 10 ist durch die Rohrplatte 30 an einer Position auf der ersten Endseite D1 in eine rohrinterne Fluidkammer 90 auf der ersten Endseite D1 und eine rohrexterne Fluidkammer 93 auf der zweiten Endseite D2 geteilt. Genauer ist das Innere des Außenzylinders 10 an der Grenze der ersten Endplatte 12 und des Stammteils 11 durch die Rohrplatte 30 in die rohrinterne Fluidkammer 90 und die rohrexterne Fluidkammer 93 geteilt.
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Die U-Rohre 20 weisen jeweils ein Paar von Sektionen mit geraden Rohren 21 und eine Sektion mit gekrümmten Rohren 25 auf, die Enden des Paars von Sektionen mit geraden Rohren 21 miteinander verbindet. Die Sektion mit gekrümmten Rohren 25 weist eine Kreisbogenform auf, mit der Position zwischen dem Paar von Sektionen mit geraden Rohren 21 als der Krümmungsmittelpunkt 26. Von dem Paar von Sektionen mit geraden Rohren 21 ist eine der Sektionen mit geraden Rohren 21 eine einlassseitige Sektion mit geraden Rohren 21a und die andere Sektion mit geraden Rohren 21 ist eine auslassseitige Sektion mit geraden Rohren 21b. Von den beiden Enden der einlassseitigen Sektion mit geraden Rohren 21a ist das Ende auf der gegenüberliegenden Seite der Sektion mit gekrümmten Rohren 25 ein Einlassende 22a. Das Einlassende 22a schließt einen Einlass ein, durch den rohrinternes Fluid Fi in die U-Rohre 20 strömt. Außerdem ist von den beiden Enden der auslassseitigen Sektion mit geraden Rohren 21b das Ende auf der gegenüberliegenden Seite der Sektion mit gekrümmten Rohren 25 ein Auslassende 22b. Das Auslassende 22b schließt einen Auslass ein, durch den das rohrinterne Fluid Fi aus den U-Rohren 20 strömt. Jede der Sektionen mit geraden Rohren 21 der U-Rohre 20 erstreckt sich in der Axialrichtung Dx und weist die gleiche Position in der Axialrichtung Dx auf.
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Die Mehrzahl von U-Rohren 20 ist innerhalb der rohrexternen Fluidkammer 93 angebracht, und beide Enden 22a, 22b der Mehrzahl von U-Rohren 20 sind an der Rohrplatte 30 befestigt. Die Rohrplatte 30 weist im Wesentlichen eine Scheibenform auf. Die Rohrplatte 30 schließt Rohrlöcher 31 ein, die in der Axialrichtung Dx durchstoßen und mit jedem Einlassende 22a und jedem Auslassende 22b der Mehrzahl von U-Rohren 20 in Kommunikation stehen. Die Mehrzahl von Rohrlöchern 31 in einer Hälfte des Kreises der scheibenförmigen Rohrplatte 30 steht mit den Einlassenden 22a der Mehrzahl von U-Rohren 20 in Kommunikation. Die Einlassenden 22a der Mehrzahl von U-Rohren 20 weisen alle zur rohrinternen Fluidkammer 90. Die Einlassenden 22a der U-Rohre 20 sind an den Rohrlöchern 31 befestigt. Außerdem steht die Mehrzahl von Rohrlöchern 31 in der anderen Hälfte des Kreises der scheibenförmigen Rohrplatte 30 mit den Auslassenden 22b der Mehrzahl von U-Rohren 20 in Kommunikation. Die Auslassenden 22b der Mehrzahl von U-Rohren 20 weisen alle zur rohrinternen Fluidkammer 90. Die Auslassenden 22b der U-Rohre 20 sind an den Rohrlöchern 31 befestigt. Jede der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 der Mehrzahl von U-Rohren 20 ist innerhalb einer Kammer mit gekrümmten Rohren 95 angebracht, die eine Region der rohrexternen Fluidkammer 93 auf der Innenseite der zweiten Endplatte 14 und eine Region der rohrexternen Fluidkammer 93 auf der Innenseite des Stammteils 11 auf der Seite der zweiten Endplatte 14 kombiniert.
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Die erste Trennplatte 40 teilt das Innere der rohrinternen Fluidkammer 90 in eine Einlasskammer 91, die zu einer Einlassendgruppe weist, die eine Sammlung der Einlassenden 22a der U-Rohre 20 ist, und eine Auslasskammer 92, die zu einer Auslassendgruppe weist, die eine Sammlung der Auslassenden 22b der U-Rohre 20 ist. Die erste Endplatte 12 ist mit einer rohrinternseitigen Einlassdüse 16, die es der innenseitigen Einlasskammer 91 erlaubt, mit dem Äußeren in Kommunikation zu stehen, und einer rohrinternseitige Auslassdüse 17 bereitgestellt, die es der innenseitigen Auslasskammer 92 erlaubt, mit dem Äußeren in Kommunikation zu stehen.
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Die Rohrtragplatte 50 ist innerhalb der rohrexternen Fluidkammer 93 angebracht und teilt das Innere der rohrexternen Fluidkammer 93 in die vorgenannte Kammer mit gekrümmten Rohren 95 und eine andere Kammer als die Kammer mit gekrümmten Rohren 95. Mit anderen Worten teilt die Rohrtragplatte 50 das Innere der rohrexternen Fluidkammer 93 in eine Kammer der zweiten Endseite D2 und eine Kammer der ersten Endseite D1. Die Rohrtragplatte 50 schließt erste Rohrlöcher 51a, die mit Abschnitten der zweiten Endseite D2 der einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21a der Mehrzahl von U-Rohren 20 in Kommunikation stehen, und zweite Rohrlöcher 51b ein, die mit Abschnitten der zweiten Endseite D2 der auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21b der Mehrzahl von U-Rohren 20 in Kommunikation stehen. Die einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21a der Mehrzahl von U-Rohren 20 stehen mit den ersten Rohrlöchern 51a in Kommunikation und werden dadurch durch die Rohrtragplatte 50 getragen. Außerdem stehen die auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21b der Mehrzahl von U-Rohren 20 mit den zweiten Rohrlöchern 51b in Kommunikation und werden dadurch durch die Rohrtragplatte 50 getragen.
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Die zweite Trennwand 45 ist innerhalb der rohrexternen Fluidkammer 93 angebracht und teilt Kammern in der rohrexternen Fluidkammer 93 weiter auf der ersten Endseite D1 als die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 in eine erste Kammer mit geraden Rohren 94a einschließlich einer einlassseitigen Gruppe mit geraden Rohren, die eine Sammlung der einlassseitigen Rohrsektionen 21a der U-Rohre 20 ist, und eine zweite Kammer mit geraden Rohren 94b einschließlich einer auslassseitigen Gruppe mit geraden Rohren teilt, die eine Sammlung der auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21b der U-Rohre 20 ist. Die zweite Trennwand 45 erstreckt sich von der Rohrplatte 30 bis zur Rohrtragplatte 50 in der Axialrichtung Dx.
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Der Stammteil 11 des Außenzylinders 10 ist mit einer rohrexternseitigen Einlassdüse 18, die es der innenseitigen zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b erlaubt, mit dem Äußeren in Kommunikation zu stehen, und einer rohrexternseitigen Auslassdüse 19 bereitgestellt, die es der innenseitigen ersten Kammer mit geraden Rohren 94a erlaubt, mit dem Äußeren in Kommunikation zu stehen.
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Die Mehrzahl von ersten Leitblechen 60a, die die Strömungsrichtung des rohrexternen Fluids Fo ändert, ist innerhalb der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a angebracht. Außerdem ist die Mehrzahl von zweiten Leitblechen 60b, die die Strömungsrichtung des rohrexternen Fluids Fo ändert, auch innerhalb der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b angebracht. Jedes der Leitbleche 60a, 60b ist entlang einer virtuellen Ebene bereitgestellt, die sich in einer Schneidrichtung erstreckt, die die Axialrichtung Dx schneidet, in der sich jede der Sektionen mit geraden Rohren 21 der U-Rohre 20 erstreckt, spezifisch entlang einer virtuellen Ebene, die sich in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung X erstreckt. Jedes der Leitbleche 60a, 60b ist jedoch entlang nur einer Region der virtuellen Ebene innerhalb der Kammer mit geraden Rohren 94 bereitgestellt und ist nicht in den verbleibenden Regionen bereitgestellt. Entsprechend teilt jedes der Leitbleche 60a, 60b das Innere der Kammer mit geraden Rohren 94 in die erste Endseite D1 und die zweite Endseite D2 in einer Region der virtuellen Ebene, die Leitbleche sind aber nicht in den verbleibenden Regionen der virtuellen Ebene bereitgestellt und teilen das Innere der Kammer mit geraden Rohren 94 nicht. Die Mehrzahl von ersten Leitblechen 60a ist innerhalb der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a mit wechselseitig abweichenden Positionen in der Axialrichtung Dx angebracht. Außerdem ist die Mehrzahl von zweiten Leitblechen 60b innerhalb der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b mit wechselseitig abweichenden Positionen in der Axialrichtung Dx angebracht. Unter der Mehrzahl von ersten Leitblechen 60a unterscheiden sich zwei der ersten Leitbleche 60a, die in der Axialrichtung Dx benachbart sind, wechselseitig in den Regionen davon, die das Innere der Kammer mit geraden Rohren 94 in die erste Endseite D1 und die zweite Endseite D2 teilen. Außerdem unterscheiden sich unter der Mehrzahl von zweiten Leitblechen 60b zwei der zweiten Leitbleche 60b, die in der Axialrichtung Dx benachbart sind, wechselseitig in den Regionen davon, die das Innere der Kammer mit geraden Rohren 94 in die erste Endseite D1 und die zweite Endseite D2 teilen. Die ersten Leitbleche 60a schließen erste Rohrlöcher 61a ein, die mit den einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21a der U-Rohre 20 in Kommunikation stehen. Außerdem schließen die zweiten Leitbleche 60b zweite Rohrlöcher 61b ein, die mit den auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21b der U-Rohre 20 in Kommunikation stehen.
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Wie in 1 und 2 veranschaulicht, ist in der zweiten Endseite D2 der zweiten Trennwand 45 weiter auf der ersten Endseite D1 als die Rohrtragplatte 50 eine Öffnung 46 ausgebildet, die von der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a zur zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b durchstößt. Darüber hinaus schließt die Rohrtragplatte 50 erste Durchgangslöcher 52a, die in Positionen zwischen der Mehrzahl von ersten Rohrlöchern 51a ausgebildet sind und von der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a zur Kammer mit gekrümmten Rohren 95 durchstoßen, und zweite Durchgangslöcher 52b ein, die in Positionen zwischen der Mehrzahl von zweiten Rohrlöchern 51b ausgebildet sind und von der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b zur Kammer mit gekrümmten Rohren 95 durchstoßen. Die ersten Leitbleche 60a schließen eine Mehrzahl von dritten Durchgangslöchern 62a ein, die in Positionen zwischen jeweiligen ersten Rohrlöchern 61a und in der Axialrichtung Dx durchstoßend ausgebildet sind. Die zweiten Leitbleche 60b schließen eine Mehrzahl von vierten Durchgangslöchern 62b ein, die in Positionen zwischen jeweiligen zweiten Rohrlöchern 61b und in der Axialrichtung Dx durchstoßend ausgebildet sind.
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Die Rohre sind in der vorliegenden Ausführungsform in einer Form eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet, wie in 3 veranschaulicht. Mit anderen Worten ist jede der Sektionen mit geraden Rohren 21 der Mehrzahl von U-Rohren 20 in der vorliegenden Ausführungsform in einer Position an der Ecke eines gleichseitigen Dreiecks angebracht. Hierin werden die ersten Rohrlöcher 51a der Rohrtragplatte 50, die zweiten Rohrlöcher 51b der Rohrtragplatte 50, die ersten Rohrlöcher 61a der ersten Leitbleche 60a und die zweiten Rohrlöcher 61b der zweiten Leitbleche 60b einfach als Rohrlöcher 81 bezeichnet. Außerdem werden die ersten Durchgangslöcher 52a, die zwischen der Mehrzahl von ersten Rohrlöchern 51a der Rohrtragplatte 50 ausgebildet sind, die zweiten Durchgangslöcher 52b, die zwischen der Mehrzahl von zweiten Rohrlöchern 51b der Tragplatte 50 ausgebildet sind, die dritten Durchgangslöcher 62a, die zwischen der Mehrzahl von ersten Rohrlöchern 61a der ersten Leitbleche 60a ausgebildet sind, und die vierten Durchgangslöcher 62b, die zwischen der Mehrzahl von zweiten Rohrlöchern 61b der zweiten Leitbleche 60b ausgebildet sind, einfach als Durchgangslöcher 82 bezeichnet. Die Durchgangslöcher 82 sind in der Mitte des vorgenannten gleichseitigen Dreiecks ausgebildet.
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Die Querschnittsfläche des Gesamtströmungswegs der Mehrzahl von ersten Durchgangslöchern 52a, die in der Rohrtragplatte 50 ausgebildet sind, ist im Wesentlichen die gleiche wie die Querschnittsfläche des Gesamtströmungswegs der Mehrzahl von zweiten Durchgangslöchern 52b, die in der Rohrtragplatte 50 ausgebildet sind. Die Fläche der Öffnung 46, die in der zweiten Trennwand 45 ausgebildet ist, ist größer als die Querschnittsfläche des Gesamtströmungswegs der Mehrzahl von ersten Durchgangslöchern 52a und die Querschnittsfläche des Gesamtströmungswegs der Mehrzahl von zweiten Durchgangslöchern 52b.
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Das rohrinterne Fluid Fi strömt von der rohrinternseitigen Einlassdüse 16 in die Einlasskammer 91 der rohrinternen Fluidkammer 90. Das rohrinterne Fluid Fi, das in die Einlasskammer 91 geströmt ist, strömt vom Einlass der Mehrzahl von U-Rohren 20 in die U-Rohre 20. Das rohrinterne Fluid Fi, das in die U-Rohre 20 geströmt ist, strömt von den U-Rohren 20 über die einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21a, die gekrümmten Sektionen 25 und die auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21b der U-Rohre 20 hinaus zur Auslasskammer 92 der rohrinternen Fluidkammer 90. Das rohrinterne Fluid Fi, das die Auslasskammer 92 erreicht hat, strömt außerhalb der rohrinternseitigen Auslassdüse 17.
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Das rohrexterne Fluid Fo strömt von der rohrexternseitigen Einlassdüse 18 in die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b der rohrexternen Fluidkammer 93. Das rohrexterne Fluid Fo, das in die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b geströmt ist, strömt durch diese zweite Kammer mit geraden Rohren 94b. Zu diesem Zeitpunkt strömt das rohrexterne Fluid Fo entlang eines zickzackförmigen Strömungsweges, der durch die Innenoberfläche des Stammteils 11 des Außenzylinders 10, die zweite Trennwand 45 und die Mehrzahl von zweiten Leitblechen 60b ausgebildet ist. Mit anderen Worten strömt das rohrexterne Fluid Fo zur zweiten Endseite D2 hin, während es zickzackförmig durch die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b strömt. Außerdem strömt ein Anteil des rohrexternen Fluids Fo, der in die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b geströmt ist, auch innerhalb der Mehrzahl von vierten Durchgangslöchern 62b der jeweiligen zweiten Leitbleche 60b hin zur zweiten Endseite D2. In dem Verfahren des Strömens durch die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b, wie vorstehend beschrieben, tauscht das rohrexterne Fluid Fo Wärme mit dem rohrinternen Fluid Fi aus, das innerhalb der auslassseitigen Sektion mit geraden Rohren 21b der Mehrzahl von U-Rohren 20 strömt.
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Ein Anteil des rohrexternen Fluids Fo, das in die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b geströmt ist, strömt über die zweiten Durchgangslöcher 52b der Rohrtragplatte 50 in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95. In dem Verfahren des Strömens durch die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 tauscht das rohrexterne Fluid Fo Wärme mit dem rohrinternen Fluid Fi aus, das innerhalb der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 der Mehrzahl von U-Rohren 20 strömt.
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Das rohrexterne Fluid Fo, das in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 geströmt ist, strömt über die ersten Durchgangslöcher 52a der Rohrtragplatte 50 in die erste Kammer mit geraden Rohren 94a der rohrexternen Fluidkammer 93. Ein weiterer Anteil des rohrexternen Fluids Fo, das in die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b geströmt ist, strömt über die Öffnung 46 der zweiten Trennwand 45 in die erste Kammer mit geraden Rohren 94a.
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Das rohrexterne Fluid Fo, das in die erste Kammer mit geraden Rohren 94a geströmt ist, strömt durch diese erste Kammer mit geraden Rohren 94a. Zu diesem Zeitpunkt strömt das rohrexterne Fluid Fo entlang eines zickzackförmigen Strömungsweges, der durch die Innenoberfläche des Stammteils 11 des Außenzylinders 10, die zweite Trennwand 45 und die Mehrzahl von ersten Leitblechen 60a ausgebildet ist. Mit anderen Worten strömt das rohrexterne Fluid Fo zur ersten Endseite D1 hin, während es zickzackförmig durch die erste Kammer mit geraden Rohren 94a strömt. Außerdem strömt ein Anteil des rohrexternen Fluids Fo, das in die erste Kammer mit geraden Rohren 94a geströmt ist, auch durch das Innere der Mehrzahl von dritten Durchgangslöchern 62a der jeweiligen ersten Leitbleche 60a zur ersten Endseite D1. In dem Verfahren des Strömens durch die erste Kammer mit geraden Rohren 94a, wie vorstehend beschrieben, tauscht das rohrexterne Fluid Fo Wärme mit dem rohrinternen Fluid Fi aus, das innerhalb der auslassseitigen Sektion mit geraden Rohren 21a der Mehrzahl von U-Rohren 20 strömt.
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Das rohrexterne Fluid Fo, das Wärme mit dem rohrinternen Fluid Fi ausgetauscht hat, das innerhalb der einlassseitigen Sektion mit geraden Rohren 21a der Mehrzahl von U-Rohren 20 strömt, strömt von der rohrexternseitigen Auslassdüse 19 nach außen.
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Wie vorstehend beschrieben, kann in dem U-Rohr-Wärmetauscher der vorliegenden Ausführungsform Wärme in der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 zwischen dem rohrexternen Fluid Fo und dem rohrinternen Fluid Fi ausgetauscht werden, das sich innerhalb der Sektion mit gekrümmten Rohren 25 der U-Rohre 20 befindet, wodurch es ermöglicht wird, die Wärmeübertragungsfläche mehr zu vergrößern als ein U-Rohr-Wärmetauscher, der das rohrexterne Fluid Fo nicht zur Kammer mit gekrümmten Rohren 95 leitet.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden im Gegensatz zu den Sektionen mit geraden Rohren 21 die Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 der U-Rohre 20 nicht durch Leitbleche usw. getragen. Darüber hinaus gibt es unter den Richtungskomponenten der Strömung des rohrexternen Fluids Fo in der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 einschließlich der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 eine große Anzahl von Richtungskomponenten, die die Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 schneiden. Wenn daher das rohrexterne Fluid Fo unter konstanten Bedingungen in der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 strömt, vibrieren die Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 innerhalb der der Kammer mit gekrümmten Rohren 95.
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Als eine Gegenmaßnahme wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Anteil des rohrexternen Fluids Fo innerhalb der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b veranlasst, in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 zu strömen, während es dem verbleibenden Anteil nicht erlaubt wird, in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 zu strömen, sondern stattdessen veranlasst wird, von der Öffnung 46 in der zweiten Trennwand 45 in die erste Kammer mit geraden Rohren 94a zu strömen, um Vibration in den Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 zu unterdrücken. Als ein Ergebnis strömt, wie vorstehend beschrieben, in der vorliegenden Ausführungsform das rohrexterne Fluid Fo durch die Kammer mit gekrümmten Rohren 95, aber die Strömungsgeschwindigkeit ist niedrig, wodurch es ermöglicht wird, Vibration der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 zu unterdrücken.
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In der vorliegenden Ausführungsform gibt es eine Verringerung der Menge von rohrexternem Fluid Fo, das in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 strömt, und ein Verlangsamen der Strömungsgeschwindigkeit des rohrexternen Fluids Fo, das durch die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 strömt; somit werden die Querschnittsfläche des Gesamtströmungswegs der Mehrzahl von ersten Durchgangslöchern 52a in der Rohrtragplatte 50 und die Querschnittsfläche des Gesamtströmungswegs der Mehrzahl von zweiten Durchgangslöchern 52b in der Rohrtragplatte 50 kleiner gemacht als die Öffnungsfläche der Öffnung 46 in der zweiten Trennwand 45.
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Um jedoch die Menge an Wärme zu vergrößern, die zwischen dem rohrexternen Fluid Fo und dem rohrinternen Fluid Fi innerhalb der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 ausgetauscht wird, ist es zu bevorzugen, dass eine große Menge des rohrexternen Fluids Fo in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 strömt. Entsprechend ist es zu bevorzugen, dass die Querschnittsfläche des Gesamtströmungswegs der Mehrzahl von ersten Durchgangslöchern 52a und die Querschnittsfläche des Gesamtströmungswegs der zweiten Durchgangslöcher 52b innerhalb eines Bereichs vergrößert wird, wodurch es möglich ist, Vibration der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 zu unterdrücken. Daher ist es auch möglich, dass, abhängig von den verschiedenen Abmessungen der Glieder, die den U-Rohr-Wärmetauscher bilden, der Menge des rohrexternen Fluids Fo, das in die rohrexterne Strömungskammer 93 strömt, der Dichte des rohrexternen Fluids Fo, der Menge von rohrinternem Fluid Fi, das in die Mehrzahl von U-Rohren 20 strömt, der Dichte des rohrinternen Fluids Fi und dergleichen, die Querschnittsfläche des Gesamtströmungswegs der Mehrzahl von ersten Durchgangslöchern 52a und die Querschnittsfläche des Gesamtströmungswegs der Mehrzahl von zweiten Durchgangslöchern 52b größer gemacht werden könnten als die Öffnungsfläche der Öffnung 46, die in der zweiten Trennwand 45 ausgebildet ist.
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Die Mehrzahl von ersten Leitblechen 60a ist in der vorliegenden Ausführungsform innerhalb der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a angebracht. Außerdem ist die Mehrzahl von zweiten Leitblechen 60b innerhalb der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b angebracht. Wenn die Leitbleche 60a, 60b auf diese Weise innerhalb der Kammer mit geraden Rohren 94 angebracht sind, strömt das rohrexterne Fluid Fo in einer Richtung, die die Sektionen mit geraden Rohren 21 der U-Rohre 20 in einem Abschnitt innerhalb der Kammer mit geraden Rohren 94 schneidet. Dies resultiert in guter Wärmeübertragungseffizienz, aber auch zur Möglichkeit, die Sektionen mit geraden Rohren 21 innerhalb der Kammer mit geraden Rohren 94 zu veranlassen, zu vibrieren. Jedes der Leitbleche 60a, 60b in der vorliegenden Ausführungsform schließt die Mehrzahl von Durchgangslöchern 62a, 62b ein, die in der Axialrichtung Dx durchstoßen, in der sich die Sektionen mit geraden Rohren 21 erstrecken, und somit ist es möglich, die Richtungskomponente, die die Axialrichtung Dx schneidet, in der sich die Sektionen mit geraden Rohren 21 erstrecken, unter den Richtungskomponenten der Strömung des rohrexternen Fluids Fo innerhalb der Kammer mit geraden Rohren 94 zu verringern. Obwohl es eine Mehrzahl von Leitblechen 60a, 60b gibt, die innerhalb der Kammer mit geraden Rohren 94 angebracht sind, ist es somit in der vorliegenden Ausführungsform möglich, Vibration der Sektionen mit geraden Rohren 21 innerhalb der Kammer mit geraden Rohren 94 zu unterdrücken und die Effizienz des Wärmeaustauschs zu verbessern.
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Zweite Ausführungsform
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Das Folgende beschreibt eine zweite Ausführungsform des U-Rohr-Wärmetauschers der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 4.
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Der U-Rohr-Wärmetauscher der vorliegenden Ausführungsform schließt eine innere Führung 71, eine mittlere Führung 73 und eine äußere Führung 76 ein, die zum U-Rohr-Wärmetauscher der ersten Ausführungsform hinzugefügt sind. Die innere Führung 71, die mittlere Führung 73 und die äußere Führung 76 sind alle innerhalb der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 angebracht.
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Der Krümmungsradius jeder der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 der Mehrzahl von U-Rohren 20 unterscheidet sich vom Krümmungsradius der anderen Sektionen mit gekrümmten Rohren 25. Somit schließt die Mehrzahl von U-Rohren 20 ein U-Rohr 20a einschließlich einer kleinsten Sektion mit gekrümmten Rohren 25a, die die Sektion mit gekrümmten Rohren 25 mit einem kleinsten Krümmungsradius ist, ein U-Rohr 20c einschließlich einer größten Sektion mit gekrümmten Rohren 25c, die die Sektion mit gekrümmten Rohren 25 mit einem größten Krümmungsradius ist, und U-Rohre 20b einschließlich einer mittleren Sektion mit gekrümmten Rohren 25b, die die Sektion mit gekrümmten Rohren 25 mit einem mittleren Krümmungsradius ist, ein. Der Krümmungsmittelpunkt 26 der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 der Mehrzahl von U-Rohren 20 liegen alle im Wesentlichen auf der Axiallinie X und sind auf der ersten Endseite D1 innerhalb der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 positioniert. Daher sind die mittleren Sektionen mit gekrümmten Rohren 25b näher an der Seite des Krümmungsmittelpunkts 26 positioniert als die größte Sektion mit gekrümmten Rohren 25c, und die kleinste Sektion mit gekrümmten Rohren 25a ist näher an der Seite des Krümmungsmittelpunkts 26 positioniert als die mittleren gekrümmten Rohre 25b. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Mehrzahl von mittleren Sektionen mit gekrümmten Rohren 25b auch sich voneinander unterscheidende Krümmungsradien auf.
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Die innere Führung 71 ist in einer Position angebracht, die von der kleinsten Sektion mit gekrümmten Rohren 25a auf der Seite des Krümmungsradius 26 der kleinsten Sektion mit gekrümmten Rohren 25a getrennt ist. Die innere Führung 71 weist eine konvexe gekrümmte Oberfläche 72, die sich entlang der Seite des Krümmungsradius 26 der kleinsten Sektion mit gekrümmten Rohren 25a krümmt. Die innere Führung 71 ist zum Beispiel an der Rohrtragplatte 50 befestigt.
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Die äußere Führung 76 ist in einer Position angebracht, die von der größten Sektion mit gekrümmten Rohren 25c auf der Seite gegenüberliegend der Seite des Krümmungsradius 26 der größten Sektion mit gekrümmten Rohren 25c getrennt ist. Die äußere Führung 76 weist eine konkave gekrümmte Oberfläche 77 auf, die sich entlang der Seite gegenüberliegend der Seite des Krümmungsradius 26 der größten Sektion mit gekrümmten Rohren 25c krümmt. Die äußere Führung 76 ist zum Beispiel an der Innenoberfläche des Außenzylinders 10 oder der Rohrtragplatte 50 befestigt.
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Die mittlere Führung 73 ist zwischen der Mehrzahl von mittleren Sektionen mit gekrümmten Rohren 25b an einer Position angebracht, die von jeder der mittleren Sektionen mit gekrümmten Rohren 25b getrennt ist. Die mittlere Führung 73 weist eine konkave gekrümmte Oberfläche 74 und eine konvexe gekrümmte Oberfläche 75 auf. Die konkave gekrümmte Oberfläche 74 der mittleren Führung 73 krümmt sich in Bezug auf die mittlere Führung 73 entlang der Seite gegenüberliegend der Seite des Krümmungsmittelpunkts 26 der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25, die auf der Seite des Krümmungsradius 26 positioniert sind. Die konvexe gekrümmte Oberfläche 75 der mittleren Führung 73 weist eine konvexe gekrümmte Oberfläche 75 auf, die sich in Bezug auf die mittlere Führung 73 entlang der Seite des Krümmungsmittelpunkts 26 der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 krümmt, die auf der Seite gegenüberliegend der Seite des Krümmungsradius 26 positioniert sind.
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Wie vorstehend beschrieben, sind in der vorliegenden Ausführungsform die innere Führung 71, die mittlere Führung 73 und die äußere Führung 76 in der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 angebracht, und somit strömt das rohrexterne Fluid Fo in der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 entlang der Krümmung der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 auf der Seite des Krümmungsmittelpunkts 26 der Kammer mit gekrümmten Rohren 95, der dazu gegenüberliegenden Seite und auch der Position dazwischen. Mit anderen Worten ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Richtungskomponente zu verringern, die die Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 unter den Richtungskomponenten der Strömung des rohrexternen Fluids Fo in der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 schneidet.
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Als ein Ergebnis ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, Vibration der Mehrzahl von Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 in der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 mehr zu unterdrücken als in der ersten Ausführungsform, selbst in einem Fall, in dem die Menge des in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 strömenden rohrexternen Fluids Fo die gleiche ist wie in der ersten Ausführungsform.
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Mit anderen Worten ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, Vibration der Mehrzahl von Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 in der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 selbst in einem Fall zu unterdrücken, in dem die Menge des in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 strömenden rohrexternen Fluids Fo eingestellt ist, größer als in der ersten Ausführungsform zu sein. Entsprechend ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Menge des Wärmeaustauschs zwischen dem rohrexternen Fluid Fo und dem rohrinternen Fluid Fi in der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 zu vergrößern.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die innere Führung 71, die mittlere Führung 73 und die äußere Führung 76 innerhalb der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 angebracht. Es ist jedoch auch möglich, dass nur eine einzige oder zwei unter der inneren Führung 71, der mittleren Führung 73 und der äußeren Führung 76 innerhalb der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 angebracht zu sein.
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Dritte Ausführungsform
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Das Folgende beschreibt eine dritte Ausführungsform des U-Rohr-Wärmetauschers der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5.
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Der U-Rohr-Wärmetauscher der vorliegenden Ausführungsform weist einen Innenzylinder 85 auf, der zum U-Rohr-Wärmetauscher der ersten Ausführungsform hinzugefügt ist. Der Innenzylinder 85 ist innerhalb des Außenzylinders 10 angebracht.
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Der Innenzylinder 85 schließt einen Stammteil 86 mit einer zylindrischen Form, der um die Axiallinie X zentriert ist, eine mit dem Stammteil 86 auf der zweiten Endseite D2 verbundene Endplatte 87 und eine mit dem Stammteil 86 auf der ersten Endseite D1 verbundene Trennplatte 88 ein. Der zylindrische Stammteil 86 ist von der Innenoberfläche des Stammteils 11 des Außenzylinders 10 näher an der Axiallinie X liegenden Seite hin getrennt. Mit anderen Worten ist der Außendurchmesser des Stammteils 86 des Innenzylinders 85 kleiner als der Innendurchmesser des Stammteils 11 des Außenzylinders 10. Die Endplatte 87 schließt eine Öffnung in der zweiten Endseite D2 des Stammteils 86. Die Innenoberfläche der Endplatte 87 vertieft sich in einer vertieften Form sachte zur zweiten Endseite D2 hin, und die Außenoberfläche steht in einer vorstehenden Form sachte zur zweiten Endseite D2 hin hervor. Insbesondere krümmt sich die Innenoberfläche der Endplatte 87 sachte entlang des größten Teils mit gekrümmten Rohren 25c. Unterdessen ist die erste Endseite D1 des Stammteils 86 nicht mit einer Endplatte oder dergleichem bereitgestellt. Aufgrund dessen ist die erste Endseite D1 des Innenzylinders 85 offen. Die Außenoberfläche der Endplatte 87 ist von der Innenoberfläche der zweiten Endplatte 14 des Außenzylinders 10 zur Innenseite der zweiten Endplatte 14 hin getrennt. Der Stammteil 86 ist innerhalb der rohrexternen Fluidkammer 93 derart angebracht, dass die Position des Endes der ersten Endseite D1 in der Axialrichtung Dx näher an der zweiten Endseite D2 als die rohrexternseitige Einlassdüse 18 positioniert ist. Die Trennplatte 88 ist am Ende der ersten Endseite D1 des Stammteils 86 in einem Abschnitt innerhalb der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b bereitgestellt und erstreckt sich in einer Radialrichtung relativ zur Axiallinie X nach außen. Der Rand der Trennplatte 88 in der Radialrichtung nach außen ist mit der Innenoberfläche des Außenzylinders 10 verbunden. Entsprechend strömt das rohrexterne Fluid Fo, das von der rohrexternseitigen Einlassdüse 18 in die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b geströmt ist, nicht direkt in eine Lücke zwischen dem Außenzylinder 10 und dem Innenzylinder 85. Unterdessen ist die sich in der Radialrichtung relativ zur Axiallinie X nach außen erstreckende Trennplatte nicht am Ende der ersten Endseite D1 des Stammteils 86 in einem Abschnitt innerhalb der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a bereitgestellt. Entsprechend strömt das rohrexterne Fluid Fo, das Wärme mit dem rohrinternen Fluid Fi ausgetauscht hat, das sich innerhalb der einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21a der U-Rohre 20 innerhalb der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a befindet, von der Lücke zwischen der Innenoberfläche des Außenzylinders 10 und dem Ende der ersten Endseite D1 des Stammteils 86 des Innenzylinders 85 in einen zylinderinternen Auslassströmungsweg 96 zwischen der Innenoberfläche des Außenzylinders 10 und einer Außenoberfläche des Innenzylinders 85.
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Eine rohrexternseitige Auslassdüse 19a der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass sie mit dem Stammteil 11 des Außenzylinders 10 in einem Abschnitt außerhalb der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b in einer ähnlichen Weise wie die rohrexternseitige Einlassdüse 18 verbunden ist. Die rohrexternseitige Auslassdüse 19a erlaubt es dem zylinderinternen Auslassströmungsweg 96 mit dem Äußeren in Kommunikation zu stehen.
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Die Mehrzahl von ersten Leitblechen 60a, die Mehrzahl von zweiten Leitblechen 60b und die Rohrtragplatte 50 sind in der vorliegenden Ausführungsform alle innerhalb des Innenzylinders 85 angebracht.
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In der vorliegenden Ausführungsform strömt auch das rohrexterne Fluid Fo von der rohrexternseitigen Einlassdüse 18 in die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b. In dem Verfahren des Strömens durch die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b innerhalb des Innenzylinders 85 tauscht das rohrexterne Fluid Fo Wärme mit dem rohrinternen Fluid Fi aus, das sich innerhalb der auslassseitigen Sektion mit geraden Rohren 21b der U-Rohre 20 befindet. Ein Anteil des rohrexternen Fluids Fo, das in die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b geströmt ist, strömt über die zweiten Durchgangslöcher 52b der Rohrtragplatte 50 in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 innerhalb des Innenzylinders 85. In dem Verfahren des Strömens durch die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 tauscht das rohrexterne Fluid Fo Wärme mit dem rohrinternen Fluid Fi aus, das innerhalb der Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 der Mehrzahl von U-Rohren 20 strömt. Das rohrexterne Fluid Fo, das in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 geströmt ist, strömt über die ersten Durchgangslöcher 52a in der Rohrtragplatte 50 in die erste Kammer mit geraden Rohren 94a innerhalb des Innenzylinders 85. Ein weiterer Anteil des rohrexternen Fluids Fo, das in die zweite Kammer mit geraden Rohren 94b geströmt ist, strömt über die Öffnung 46 in der zweiten Trennwand 45 in die erste Kammer mit geraden Rohren 94a innerhalb des Innenzylinders 85. In dem Verfahren des Strömens durch die erste Kammer mit geraden Rohren 94a innerhalb des Innenzylinders 85 tauscht das rohrexterne Fluid Fo, das in die erste Kammer mit geraden Rohren 94a geströmt ist, Wärme mit dem rohrinternen Fluid Fi aus, das innerhalb der einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21a der Mehrzahl von U-Rohren 20 strömt. Wie vorstehend beschrieben, strömt das rohrexterne Fluid Fo, das Wärme mit dem rohrinternen Fluid Fi ausgetauscht hat, das sich innerhalb der einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21a der U-Rohre 20 in der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a befindet, in den zylinderinternen Auslassströmungsweg 96 zwischen der Innenoberfläche des Außenzylinders 10 und der Außenoberfläche des Innenzylinders 85. Das rohrexterne Fluid Fo, das in den zylinderinternen Auslassströmungsweg 96 geströmt ist, strömt außerhalb der rohrexternseitigen Auslassdüse 19a.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Innenzylinder 85 innerhalb des Außenzylinders 10 angebracht und die rohrexternseitige Auslassdüse 19a ist mit dem Stammteil 11 des Außenzylinders 10 in einem Abschnitt außerhalb der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b in einer ähnlichen Weise wie die rohrexternseitige Einlassdüse 18 verbunden. Aufgrund dessen ist das Fluid in Kontakt mit der Innenoberfläche des Außenzylinders 10 nahezu vollständig das rohrexterne Fluid Fo, das Wärme mit dem rohrinternen Fluid Fi ausgetauscht hat, das sich innerhalb der Mehrzahl von U-Rohren 20 sowohl auf der Seite der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a als auch der Seite der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b befindet. Entsprechend ist es möglich, die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur auf der Seite der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a des Außenzylinders 10 und der Temperatur auf der Seite der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b des Außenzylinders 10 zu verringern.
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In einem Fall, in dem es eine große Temperaturdifferenz gibt zwischen der Temperatur des rohrexternen Fluids Fo, das in den U-Rohr-Wärmetauscher strömt, und der Temperatur des rohrexternen Fluids Fo gibt, das Wärme innerhalb des U-Rohr-Wärmetauschers ausgetauscht hat, gibt es in einem Wärmetauscher, in dem der Innenzylinder 85 nicht vorhanden ist, wie in der ersten Ausführungsform, eine große Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur auf der Seite der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a des Außenzylinders 10 und der Temperatur auf der Seite der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b des Außenzylinders 10. Somit würde der Ausdehnungsunterschied zwischen der Wärmeausdehnungsmenge auf der Seite der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a des Außenzylinders 10 und der Wärmeausdehnungsmenge auf der Seite der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b eine Erhöhung einer Menge von Krümmungsverformung des Außenzylinders 10 verursachen.
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Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht in der vorliegenden Ausführungsform ein Anbringen des Innenzylinders 85 innerhalb des Außenzylinders 10 es, die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur auf der Seite der ersten Kammer mit geraden Rohren 94a des Außenzylinders 10 und der Temperatur auf der Seite der zweiten Kammer mit geraden Rohren 94b des Außenzylinders 10 zu verringern, wodurch es ermöglicht wird, Krümmungsverformungen des Außenzylinders 10 zu unterdrücken.
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Außerdem krümmt sich, wie vorstehend beschrieben, die Innenoberfläche der Endplatte 87 des Innenzylinders 85 in der vorliegenden Ausführungsform sachte entlang des größten Teils mit gekrümmten Rohren 25c. Aufgrund dessen fungiert die Endplatte 87 des Innenzylinders 85 als die Außenseitenführung 76 der zweiten Ausführungsform. Entsprechend ist es in der vorliegenden Ausführungsform in einer der zweiten Ausführungsform ähnlichen Weise möglich, Vibration der Mehrzahl von Sektionen mit gekrümmten Rohren 25 in der Kammer mit gekrümmten Rohren 95 selbst in einem Fall zu unterdrücken, in dem die Menge des in die Kammer mit gekrümmten Rohren 95 strömenden rohrexternen Fluids Fo größer ist als in der ersten Ausführungsform.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist es auch möglich, die innere Führung 71, mittlere Führung 73 oder dergleichen wie in der zweiten Ausführungsform bereitzustellen.
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Modifizierte Beispiele von Durchgangslöchern
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Modifizierte Beispiele der in der Rohrtragplatte 50, den ersten Leitblechen 60a und den zweiten Leitblechen 60b ausgebildeten Durchgangslöcher werden unter Bezugnahme auf 6 bis 8 beschrieben. Hierin nachstehend werden die ersten Rohrlöcher 51a und die zweiten Rohrlöcher 51b der Rohrtragplatte 50, die ersten Rohrlöcher 61a der ersten Leitbleche 60a und die zweiten Rohrlöcher 61b der zweiten Leitbleche 60b einfach als Rohrlöcher 81 bezeichnet. Außerdem werden die ersten Durchgangslöcher 52a und die zweiten Durchgangslöcher 52b der Rohrtragplatte 50, die dritten Durchgangslöcher 62a der ersten Leitbleche 60a und die vierten Durchgangslöcher 62b der zweiten Leitbleche 60b einfach als Durchgangslöcher bezeichnet.
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Zuerst wird ein erstes modifiziertes Beispiel der Durchgangslöcher unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
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Die Rohre sind auch in dem vorliegenden modifizierten Beispiel in einer der ersten Ausführungsform ähnlichen Weise in Form eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet. Mit anderen Worten ist jede der einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21a der Mehrzahl von U-Rohren 20 in dem vorliegenden modifizierten Beispiel in einer Position an der Ecke eines gleichseitigen Dreiecks angebracht. Darüber hinaus ist jede der auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21b der Mehrzahl von U-Rohren 20 auch in einer Position an der Ecke eines gleichseitigen Dreiecks angebracht. Mit anderen Worten sind die Mehrzahl von Rohrlöchern 81 alle in Positionen an den Ecken von gleichseitigen Dreiecken angebracht.
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Die Durchgangslöcher 82a des vorliegenden modifizierten Beispiels sind in einer der ersten Ausführungsform ähnlichen Weise auch zwischen der Mehrzahl von Rohrlöchern 81 ausgebildet. Das Durchgangsloch 82a des vorliegenden modifizierten Beispiels ist jedoch durch ein erstes Loch 82ax, das in der Mitte des gleichseitigen Dreiecks ausgebildet ist, ein zweites Loch 82ay, das in der Mitte eines weiteren gleichseitigen Dreiecks ausgebildet ist, das diesem gleichseitigen Dreieck benachbart ist, und ein Verbindungsloch 82az gebildet, das das erste Loch 82ax und das zweite Loch 82ay verbindet. Mit anderen Worten erweitern sich die Durchgangslöcher 82a des vorliegenden modifizierten Beispiels von der Mitte des gleichseitigen Dreiecks zur Mitte eines weiteren gleichseitigen Dreiecks, das diesem gleichseitigen Dreieck benachbart ist.
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Als Nächstes wird ein zweites modifiziertes Beispiel der Durchgangslöcher unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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Die Rohre sind in dem vorliegenden modifizierten Beispiel in einer der ersten Ausführungsform und dem ersten modifizierten Beispiel ähnlichen Weise auch in Form eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet.
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Die Durchgangslöcher 82 der ersten Ausführungsform und die Durchgangslöcher 82a des ersten modifizierten Beispiels sind alle von den Rohrlöchern 81 unabhängig. Unterdessen sind die Durchgangslöcher 82b des vorliegenden modifizierten Beispiels mit den Rohrlöchern 81 verbunden. In dem vorliegenden modifizierten Beispiel sind drei der Durchgangslöcher 82b mit einem der Rohrlöcher 81 verbunden. Wie vorstehend beschrieben, ist das Rohrloch 81 um eine Ecke eines gleichseitigen Dreiecks kreisförmig. Eines der Durchgangslöcher 82b erweitert sich von dem Rohrloch 81 von einer Ecke des gleichseitigen Dreiecks hin zu einem Mittelpunkt auf einer Unterseite des gleichseitigen Dreiecks. Gleichermaßen erweitern sich auch die verbleibenden Durchgangslöcher 82b für das eine Rohrloch 81 von dem Rohrloch 81 von einer Ecke des gleichseitigen Dreiecks hin zu einem Mittelpunkt auf der Unterseite des gleichseitigen Dreiecks. Die drei Durchgangslöcher 82b sind jedoch in Bezug auf die Ecken des gleichseitigen Dreiecks mit Intervallen von 120° dazwischen angebracht.
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Als Nächstes wird ein drittes modifiziertes Beispiel der Durchgangslöcher unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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Die Rohre sind in dem vorliegenden modifizierten Beispiel in einer Quadratform angeordnet, die sich von der ersten Ausführungsform, dem ersten modifizierten Beispiel und dem zweiten modifizierten Beispiel unterscheidet. Mit anderen Worten ist jede der einlassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21a der Mehrzahl von U-Rohren 20 in dem vorliegenden modifizierten Beispiel in einer Position an der Ecke eines Quadrats angebracht. Darüber hinaus ist jede der auslassseitigen Sektionen mit geraden Rohren 21b der Mehrzahl von U-Rohren 20 auch an der Ecke eines Quadrats angebracht. Mit anderen Worten sind die Mehrzahl von Rohrlöchern 81 alle in Positionen an den Ecken von Quadraten angebracht.
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Die Durchgangslöcher 82c des vorliegenden modifizierten Beispiels sind in der Mitte des vorgenannten Quadrats ausgebildet. Das vorliegende modifizierte Beispiel und die erste Ausführungsform unterscheiden sich in der Rohranordnung, sind aber darin ähnlich, dass die Durchgangslöcher in der Mitte eines regelmäßigen Polygons ausgebildet sind, das durch Verbinden der Mitten der Mehrzahl von Rohrlöchern 81 ausgebildet wird.
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Selbst wenn die Rohre in einer Quadratform angeordnet sind, wie im vorliegenden modifizierten Beispiel, kann in einer dem zweiten modifizierten Beispiel ähnlichen Weise das Durchgangsloch durch ein erstes Loch, das in der Mitte des Quadrats ausgebildet ist, ein zweites Loch, das in der Mitte eines weiteren Quadrats angeordnet ist, das diesem Quadrat benachbart ist, und ein Verbindungsloch gebildet werden, das das erste Loch und das zweite Loch verbindet. Selbst wenn die Rohre in einer Quadratform angeordnet sind, wie im vorliegenden modifizierten Beispiel, können außerdem die Durchgangslöcher in einer dem zweiten modifizierten Beispiel ähnlichen Weise mit den Rohrlöchern 81 verbunden sein. Wenn die Rohre in einer Quadratform angeordnet sind, sind vier Durchgangslöcher mit einem Rohrloch 81 verbunden. Die vier Durchgangslöcher sind in Bezug auf die Ecken des Quadrats mit Intervallen von 90° dazwischen angebracht.
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Der Einfachheit halber werden in 3 und 6 bis 8 die ersten Durchgangslöcher 52a und die zweiten Durchgangslöcher 52b der Rohrtragplatte 50, die dritten Durchgangslöcher 62a der ersten Leitbleche 60a und die vierten Durchgangslöcher 62b der zweiten Leitbleche 60b einfach kollektiv als Durchgangslöcher bezeichnet, und die in den Platten ausgebildeten Rohrlöcher werden auch einfach kollektiv als Rohrlöcher bezeichnet. Somit scheinen die Abmessungen der ersten Durchgangslöcher 52a und der zweiten Durchgangslöcher 52b der Rohrtragplatte 50 die gleichen zu sein wie die Abmessungen der dritten Durchgangslöcher 62a der ersten Leitbleche 60a und der vierten Durchgangslöcher 62b der zweiten Leitbleche 60b, es ist aber nicht notwendig, dass diese Abmessungen die gleichen sind.
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Außerdem ist es auch nicht notwendig, dass die Form und dergleichen der ersten Durchgangslöcher 52a und der zweiten Durchgangslöcher 52b der Rohrtragplatte 50 mit der Form und dergleichen der dritten Durchgangslöcher 62a der ersten Leitbleche 60a und der vierten Durchgangslöcher 62b der zweiten Leitbleche 60b übereinstimmen. Zum Beispiel können die Form und dergleichen der ersten Durchgangslöcher 52a und der zweiten Durchgangslöcher 52b der Rohrtragplatte 50, die Form und dergleichen der ersten Ausführungsform sein, und die Form und dergleichen der dritten Durchgangslöcher 62a der ersten Leitbleche 60a und der vierten Durchgangslöcher 62b der zweiten Leitbleche 60b können die Lochform und dergleichen des ersten modifizierten Beispiels, des zweiten modifizierten Beispiels oder dergleichen sein. Umgekehrt können die Form und dergleichen der dritten Durchgangslöcher 62a der ersten Leitbleche 60a und der vierten Durchgangslöcher 62b der zweiten Leitbleche 60b die Form und dergleichen der ersten Ausführungsform sein, und die Form der ersten Durchgangslöcher 52a und der zweiten Durchgangslöcher 52b der Tragplatte 50 kann die Lochform und dergleichen des ersten modifizierten Beispiels, des zweiten modifizierten Beispiels oder dergleichen sein.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, Vibration von U-Rohren zu unterdrücken, während die Wärmeübergangsfläche zwischen einem rohrexternen Fluid und dem rohrinternen Fluid vergrößert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Außenzylinder
- 11
- Stammteil
- 12
- Erste Endplatte
- 13
- Erstes Ende
- 14
- Zweite Endplatte
- 15
- Zweites Ende
- 16
- Rohrinternseitige Einlassdüse
- 17
- Rohrinternseitige Auslassdüse
- 18
- Rohrexternseitige Einlassdüse
- 19, 19a
- Rohrexternseitige Auslassdüse
- 20, 20a, 20b, 20c
- U-Rohr
- 21
- Sektion mit geraden Rohren
- 21a
- Einlassseitige Sektion mit geraden Rohren
- 21b
- Auslassseitige Sektion mit geraden Rohren
- 22a
- Einlassende
- 22b
- Auslassende
- 25
- Sektion mit geraden Rohren
- 25a
- Kleinste Sektion mit gekrümmten Rohren
- 25b
- Mittlere Sektion mit gekrümmten Rohren
- 25c
- Größte Sektion mit gekrümmten Rohren
- 26
- Krümmungsmittelpunkt
- 30
- Rohrplatte
- 31
- Rohrloch
- 40
- Erste Trennwand
- 45
- Zweite Trennwand
- 46
- Öffnung
- 50
- Rohrtragplatte
- 51a
- Erstes Rohrloch
- 51b
- Zweites Rohrloch
- 52a
- Erstes Durchgangsloch
- 52b
- Zweites Durchgangsloch
- 60a
- Erstes Leitblech
- 60b
- Zweites Leitblech
- 61a
- Erstes Rohrloch
- 61b
- Zweites Rohrloch
- 62a
- Drittes Durchgangsloch
- 62b
- Viertes Durchgangsloch
- 71
- Innere Führung
- 72
- Konvexe gekrümmte Oberfläche
- 73
- Mittlere Führung
- 74
- Konkave gekrümmte Oberfläche
- 75
- Konvexe gekrümmte Oberfläche
- 76
- Äußere Führung
- 77
- Konkave gekrümmte Oberfläche
- 81
- Rohrloch
- 82,
- 82a, 82b, 82c Durchgangsloch
- 85
- Innenzylinder
- 86
- Stammteil
- 87
- Endplatte
- 88
- Trennplatte
- 90
- Rohrinterne Fluidkammer
- 91
- Einlasskammer
- 92
- Auslasskammer
- 93
- Rohrexterne Fluidkammer
- 94
- Kammer mit geraden Rohren
- 94a
- Erste Kammer mit geraden Rohren
- 94b
- Zweite Kammer mit geraden Rohren
- 95
- Kammer mit gekrümmten Rohren
- 96
- Zylinderinterner Auslassströmungsweg
- Fi
- Rohrinternes Fluid
- Fo
- Rohrexternes Fluid
- X
- Axiallinie
- Dx
- Axialrichtung
- D1
- Erste Endseite
- D2
- Zweite Endseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016021880 [0001]
- JP 2002357394 A [0004]
