DE112021003218T5 - heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Ein Wärmeübertrager umfasst: ein Rohr, das einen Strömungsweg bildet, durch den ein erstes Fluid zugeführt wird; ein Paar Trennplatten, die in einem Abstand in einer Erstreckungsrichtung des Strömungswegs vorgesehen sind, um den Strömungsweg zu blockieren, um einen geschlossenen Raum in einem Abschnitt des Strömungswegs zu unterteilen; mehrere Wärmeübertragungsrohre, die eine rohrförmige Form haben, wobei beide Enden offen sind, die sich so erstrecken, dass diese das Paar Trennplatten durchdringen, und die Seite an Seite mit Abständen dazwischen angeordnet sind; ein Zuführteil, das eingerichtet ist, ein zweites Fluid von einer Außenseite des Rohrs in den geschlossenen Raum zuzuführen; und ein Auslassteil, das eingerichtet ist, das zweite Fluid in dem geschlossenen Raum zur Außenseite des Rohrs auszugeben.A heat exchanger includes: a tube forming a flow path through which a first fluid is supplied; a pair of partition plates provided at an interval in an extending direction of the flow path to block the flow path to partition a closed space in a portion of the flow path; a plurality of heat transfer tubes having a tubular shape with both ends open, extending to penetrate the pair of partition plates, and arranged side by side with spaces therebetween; a supply part configured to supply a second fluid from an outside of the tube into the closed space; and an outlet part configured to discharge the second fluid in the closed space to the outside of the pipe.
Description
[Technisches Gebiet][Technical Field]
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Wärmeübertrager.
Priorität wird für die
Priority will be for the
[Stand der Technik][State of the art]
Bei einer Wärmekraftmaschine, einschließlich eines Verbrennungsmotors und eines externen Verbrennungsmotors, wird Wärmeenergie durch die Verbrennung von Brennstoffen erzeugt, und die Wärmeenergie wird z.B. als Rotationsenergie einer Ausgangswelle entnommen. Zu diesem Zeitpunkt wird in der Wärmekraftmaschine Abgas mit hoher Temperatur erzeugt. Als Maßnahme zur effektiven Nutzung der Wärmeenergie des Abgases ist es denkbar, einen Wärmeübertrager in einem Abgasströmungsweg zu installieren.In a heat engine including an internal combustion engine and an external internal combustion engine, thermal energy is generated by burning fuels, and the thermal energy is taken out as rotational energy of an output shaft, for example. At this time, high-temperature exhaust gas is generated in the heat engine. As a measure for effectively using the thermal energy of the exhaust gas, it is conceivable to install a heat exchanger in an exhaust gas flow path.
Konventionell besteht ein Wärmeübertrager aus einer Vielzahl Wärmeübertragungsrohren und einer in jedem Wärmeübertragungsrohr vorgesehenen Rippe. Bei dieser Art von Wärmeübertrager strömt ein Wärmemedium im Inneren des Wärmeübertragerrohrs und das andere Medium strömt außerhalb des Wärmeübertragerrohrs. Die Wärmeübertragung zwischen den beiden Medien erfolgt daher über die Rippe.Conventionally, a heat exchanger consists of a plurality of heat transfer tubes and a fin provided in each heat transfer tube. In this type of heat exchanger, one heat medium flows inside the heat exchanger tube and the other medium flows outside the heat exchanger tube. The heat transfer between the two media therefore takes place via the fin.
[Zitierliste][citation list]
[Patentdokument][patent document]
[Patentdokument 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2010-223520[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 2010-223520
[Zusammenfassung der Erfindung][Summary of the Invention]
[Technisches Problem][Technical problem]
In den letzten Jahren gab es eine Nachfrage nach einer Verkleinerung verschiedener Vorrichtungen, einschließlich der oben beschriebenen Wärmekraftmaschine. Daher ist es notwendig, die Größe des Wärmeübertragers erheblich zu reduzieren.In recent years, there has been a demand for downsizing of various devices including the heat engine described above. Therefore, it is necessary to significantly reduce the size of the heat exchanger.
Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Wärmeübertrager mit einer geringeren Größe bereitzustellen.The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a heat exchanger with a smaller size.
[Lösung des Problems][The solution of the problem]
Um die Probleme zu lösen, umfasst ein Wärmeübertrager gemäß der vorliegenden Offenbarung: ein Rohr, das einen Strömungsweg bildet, durch den ein erstes Fluid zugeführt wird; ein Paar Trennplatten, die in einem Abstand in einer Erstreckungsrichtung des Strömungswegs vorgesehen sind, um den Strömungsweg zu blockieren, um einen geschlossenen Raum in einem Abschnitt des Strömungswegs zu unterteilen; mehrere Wärmeübertragungsrohre, die eine rohrförmige Form haben, wobei beide Enden offen sind, sich erstrecken, das Paar Trennplatten zu durchdringen, und Seite an Seite mit Abständen dazwischen angeordnet sind; ein Zuführteil, das eingerichtet ist, ein zweites Fluid von einer Außenseite des Rohrs in den geschlossenen Raum zuzuführen; und ein Auslassteil, das eingerichtet ist, das zweite Fluid in dem geschlossenen Raum zur Außenseite des Rohrs auszugeben.In order to solve the problems, a heat exchanger according to the present disclosure includes: a tube forming a flow path through which a first fluid is supplied; a pair of partition plates provided at an interval in an extending direction of the flow path to block the flow path to partition a closed space in a portion of the flow path; a plurality of heat transfer tubes having a tubular shape with both ends open, extending to penetrate the pair of partition plates, and arranged side by side with spaces therebetween; a supply part configured to supply a second fluid from an outside of the tube into the closed space; and an outlet part configured to discharge the second fluid in the closed space to the outside of the tube.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung][Advantageous Effects of the Invention]
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen Wärmeübertrager mit einer geringeren Größe bereitzustellen.According to the present disclosure, it is possible to provide a heat exchanger with a smaller size.
Figurenlistecharacter list
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1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines Wärmeübertragers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.1 12 is a cross-sectional view showing a configuration of a heat exchanger according to a first embodiment of the present disclosure. -
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in1 .2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG1 . -
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in1 .3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG1 . -
4 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines Wärmeübertragers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.4 12 is a cross-sectional view showing a configuration of a heat exchanger according to a second embodiment of the present disclosure. -
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in4 .5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG4 . -
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in4 .6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG4 . -
7 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines Wärmeübertragungsrohrs gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.7 13 is a cross-sectional view showing a configuration of a heat transfer tube according to a third embodiment of the present disclosure. -
8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines Wärmeübertragers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.8th 14 is a cross-sectional view showing a configuration of a heat exchanger according to a fourth embodiment of the present disclosure. -
9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IX-IX in8 .9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in8th . -
10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Wärmeübertragungsrohrs gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.10 14 is an enlarged cross-sectional view of a heat transfer tube according to a fifth embodiment of the present disclosure. -
11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die ein modifiziertes Beispiel des Wärmeübertragungsrohrs gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.11 14 is an enlarged cross-sectional view showing a modified example of the heat transfer tube according to the fifth embodiment of the present disclosure. -
12 ist eine perspektivische Ansicht, die das modifizierte Beispiel des Wärmeübertragungsrohrs gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.12 14 is a perspective view showing the modified example of the heat transfer tube according to the fifth embodiment of the present disclosure.
[Beschreibung der Ausführungsformen][Description of the Embodiments]
[Erste Ausführungsform][First embodiment]
(Konfiguration des Wärmeübertragers)(configuration of the heat exchanger)
Nachfolgend wird ein Wärmeübertrager 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die
Im Inneren des Rohrkörpers 11 sind mehrere Wärmeübertragungsrohre 3 nebeneinander mit Zwischenräumen dazwischen angeordnet. Das Abgas strömt innerhalb der Wärmeübertragungsrohre 3. Wie in
An beiden Endabschnitten des Rohrkörpers 11 sind ein Zuführteil 21 als einlassseitiger Sammler und ein Auslassteil 22 als ein auslassseitiger Sammler vorgesehen. Das Zuführteil 21 ist für die Zuführung von Wasser vorgesehen, das von außen in das Rohr 1 eingeleitet wird, und das Auslassteil 22 ist für die Ausleitung des Wassers vorgesehen, das durch das Rohr 1 zur Außenseite strömt. Genauer gesagt ist das Auslassteil 22 an einem Endabschnitt an einer stromaufwärtigen Seite (einer Seite, an der das erste Fluid strömt) des Rohrs 1 vorgesehen, und das Zuführteil 21 ist an einem Endabschnitt an einer stromabwärtigen Seite des Rohrs 1 vorgesehen. Das Zuführteil 21 und das Auslassteil 22 haben mit Ausnahme der Strömungsrichtung des Fluids die gleiche Konfiguration wie der andere. Daher wird hierin eine Konfiguration des Auslassteils 22 typischerweise unter Bezugnahme auf
Wie in
Jede Komponente des Wärmeübertragers 100 mit der oben beschriebenen Konfiguration ist durch eine 3D-Druckertechnik ausgebildet, die durch additive Modellierung (AM) dargestellt wird, was vorteilhaft ist. Ferner wird als Material für die Ausbildung des Wärmeübertragers 100 bevorzugt Titan oder SUS verwendet.Each component of the
(Wirkung)(Effect)
Als nächstes wird ein Betrieb des Wärmeübertragers 100 beschrieben. Im Betrieb des Wärmeübertragers 100 wird zunächst Wasser als zweites Fluid durch das Zuführteil 21 in den geschlossenen Raum V eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Wärmekraftmaschine betrieben, so dass das Hochtemperaturabgas als erstes Fluid in das Wärmeübertragungsrohr 3 strömt. Außerdem strömt das Wasser innerhalb des Rohrkörpers 11 in einer Richtung, die der Strömungsrichtung des Abgases entgegengesetzt ist, durch den Spalt (zweiter Strömungsweg F2) zwischen den Wärmeübertragungsrohren 3. Während das Wasser durch den zweiten Strömungsweg F2 strömt, findet eine Wärmeübertragung mit dem Abgas durch eine Wandfläche des Wärmeübertragungsrohrs 3 statt. Infolgedessen wird die Temperatur des Wassers hoch, und das Wasser wird über das Auslassteil 22 in eine externe Vorrichtung geleitet. Andererseits wird die Temperatur des Abgases niedrig, und das Abgas strömt in Richtung der stromabwärtigen Seite des Rohrs 1 ab. Da ein solches Phänomen ständig auftritt, findet ein Wärmeaustausch zwischen Wasser und Abgas statt.Next, an operation of the
Gemäß der obigen Konfiguration ist der geschlossene Raum V durch die Trennplatte 20 in der Mitte der Verlängerung des Rohrs 1 gebildet. Die Wärmeübertragung erfolgt zwischen dem ersten Fluid, das durch das Wärmeübertragungsrohr 3 strömt, und dem zweiten Fluid, das außerhalb des Wärmeübertragungsrohrs 3 in dem geschlossenen Raum V strömt. Wie oben beschrieben, kann der Wärmeübertrager 100 gemäß der obigen Konfiguration in der Mitte der Verlängerung des Rohrs 1 vorgesehen sein, ohne die Erstreckungsrichtung des Rohrs 1 zu ändern und ohne den Außendurchmesser des Rohrs 1 stark zu vergrößern. Dementsprechend ist es möglich, den Wärmeübertrager 100 platzsparend unterzubringen. Infolgedessen kann der Wärmeübertrager 100 selbst in einem engen Bereich, in dem der Wärmeübertrager 100 im verwandten Stand der Technik nur schwer vorgesehen werden kann, leicht vorgesehen werden.According to the above configuration, the closed space V is formed by the
Darüber hinaus hat das Wärmeübertragungsrohr 3 gemäß der obigen Konfiguration einen Querschnitt von polygonaler (sechseckiger) Form. Daher ist es möglich, die Effizienz der Wärmeübertragung weiter zu verbessern, da die benetzte Fläche einer Innenfläche des Wärmeübertragungsrohrs 3 im Vergleich zu einem Fall, in dem das Wärmeübertragungsrohr 3 einen viereckigen Querschnitt aufweist, vergrößert wird. Darüber hinaus ist es vorzugsweise möglich, die benetzte Fläche weiter zu vergrößern, wenn der Querschnitt des Wärmeübertragungsrohrs 3 eine kreisförmige Form aufweist. Wenn der Querschnitt kreisförmig ist, besteht der Nachteil einer geringeren Fülldichte des Fluids, und daher ist es vorteilhaft, die Form des Wärmeübertragungsrohrs entsprechend der Gesamtbilanz zu bestimmen.Moreover, according to the above configuration, the
Da das Wasser als zweites Fluid in den Zwischenraum zwischen den Wärmeübertragungsrohren 3 strömt, ist es möglich, eine große Kontaktfläche mit dem Wärmeübertragungsrohr 3 sicherzustellen. Dadurch ist es möglich, die Effizienz der Wärmeübertragung weiter zu verbessern und gleichzeitig die Größe des Wärmeübertragers 100 zu verringern.Since the water flows into the space between the
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wurde oben beschrieben. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können an der obigen Konfiguration vorgenommen werden, ohne von der Grundidee der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.The first embodiment of the present disclosure has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present disclosure.
(Zweite Ausführungsform)(Second embodiment)
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die
Gemäß der obigen Konfiguration ändert das Blockierteil 5 die Strömungsrichtung des Wassers in dem geschlossenen Raum V Da die durch die benachbarten Blockierteile 5 blockierten Bereiche unterschiedlich sind, strömt das Wasser mäanderförmig, während dieses durch die Vielzahl Blockierteile 5 strömt. Da das Wasser gleichmäßig in dem geschlossenen Raum V verteilt ist, wird die Kontaktfläche zwischen dem Wasser und dem Wärmeübertragungsrohr 3 vergrößert, so dass die Effizienz der Wärmeübertragung zwischen dem Wasser und dem Abgas weiter verbessert werden kann.According to the above configuration, the blocking
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wurde oben beschrieben. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können an der obigen Konfiguration vorgenommen werden, ohne von dem Kern der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zum Beispiel wurde in der zweiten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem das Blockierteil 5 den oberen oder unteren Abschnitt in dem geschlossenen Raum V blockiert. Die Art des Blockierteils 5 ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es ist möglich, eine Konfiguration anzunehmen, bei der das Blockierteil 5 die linke und rechte Seite des Rohrs 1 in der Erstreckungsrichtung des Rohrs 1 blockiert. In diesem Fall kann das Wasser reibungslos strömen, während dieses in einer horizontalen Richtung ohne Schwerkraft mäandert, so dass die Effizienz der Wärmeübertragung weiter verbessert werden kann. Diese Konfiguration ist insbesondere dann geeignet, wenn davon ausgegangen wird, dass das Fluid eine Komponente mit geringer Dichte enthält und in der Mitte des Strömungswegs bleibt.The second embodiment of the present disclosure has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present disclosure. For example, in the second embodiment, an example in which the blocking
[Dritte Ausführungsform][Third Embodiment]
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf
Gemäß der obigen Konfiguration kann das Stützteil 6 eine Verschiebung und Verformung des Wärmeübertragungsrohrs 3 verhindern. Infolgedessen kann der Wärmeübertrager 100 über einen längeren Zeitraum stabil betrieben werden.According to the above configuration, the
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist oben beschrieben worden. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können an der obigen Konfiguration vorgenommen werden, ohne vom Kern der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zum Beispiel kann eine Konfiguration angenommen werden, in der ein Durchgangsloch in dem Stützteil 6 gebildet ist und das Fluid durch das Durchgangsloch strömt. In diesem Fall kann das Stützteil 6 eine Behinderung des Fluidstroms unterdrücken.The third embodiment of the present disclosure has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present disclosure. For example, a configuration can be adopted in which a through hole is formed in the
[Vierte Ausführungsform][Fourth embodiment]
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die
In einem Fall, in dem das Rohr 1 einen gekrümmten Abschnitt, wie z.B. das Winkelteil 10 auf der stromaufwärtigen Seite des Rohrs 1, aufweist, ist die Strömungsrate des Abgases aufgrund der Trägheitskraft tendenziell größer, wenn das Wärmeübertragungsrohr 3 zu einer äußeren Umfangsseite des gekrümmten Abschnitts gerichtet ist, und die Strömungsrate ist tendenziell kleiner, wenn das Wärmeübertragungsrohr 3 zu einer inneren Umfangsseite des gekrümmten Abschnitts gerichtet ist. Gemäß der obigen Konfiguration hat das Wärmeübertragungsrohr 3 eine größere Querschnittsfläche des Strömungswegs, wenn es in dem Bereich mit einer kleineren Strömungsrate angeordnet ist. Daher ist es möglich, die Konfiguration zu korrigieren und das Abgas gleichmäßig über alle der Vielzahl Wärmeübertragungsrohre 3 strömen zu lassen, selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit wie oben beschrieben ungleichmäßig verteilt ist. Dadurch kann der Wirkungsgrad des Wärmeübertragers 100 weiter verbessert werden.In a case where the
Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist oben beschrieben worden. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können an der obigen Konfiguration vorgenommen werden, ohne vom Kern der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.The fourth embodiment of the present disclosure has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present disclosure.
[Fünfte Ausführungsform][Fifth Embodiment]
Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf
Gemäß der obigen Konfiguration kann die Effizienz der Wärmeübertragung weiter verbessert werden, da die Kontaktfläche zwischen dem Abgas und dem Wärmeübertragungsrohr 3 durch die Einbeziehung der Rippen 3F vergrößert wird. Da die Rippen 3F eine winzige Dimension haben, wie oben beschrieben, ist es außerdem schwierig, dass sich Staub oder Ruß, die im Abgas enthalten sind, das im Wärmeübertragungsrohr 3 strömt, ansammeln. Infolgedessen kann der Wärmeübertrager 100 über einen längeren Zeitraum stabil betrieben werden.According to the above configuration, since the contact area between the exhaust gas and the
Die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist oben beschrieben worden. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können an der obigen Konfiguration vorgenommen werden, ohne von der Kernaussage der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.The fifth embodiment of the present disclosure has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present disclosure.
Zum Beispiel wurde ein Beispiel für die sich linear erstreckende Rippe 3F in der fünften Ausführungsform beschrieben. Wie in den
Da sich die Rippe 3F' so erstreckt, dass diese sich entlang der Innenfläche dreht, wird gemäß der obigen Konfiguration eine drehende Strömungskomponente zu der Abgasströmung innerhalb des Wärmeübertragungsrohrs 3 hinzugefügt. Dadurch wird die Verweildauer des Abgases im Wärmeübertragungsrohr 3 verlängert, so dass die Effizienz der Wärmeübertragung weiter verbessert werden kann. Da das Abgas die drehende Strömungskomponente begleitet, ist es außerdem möglich, die Bildung von Ablagerungen wie Staub und Ruß auf der Rippe 3F' zu verhindern. Infolgedessen kann der Wärmeübertrager 100 über einen längeren Zeitraum hinweg stabil betrieben werden.According to the above configuration, since the
[Anhang][Attachment]
Der in jeder Ausführungsform beschriebene Wärmeübertrager 100 ist beispielsweise wie folgt aufgebaut.The
(1) Ein Wärmeübertrager 100 gemäß einem ersten Aspekt umfasst: ein Rohr 1, das einen Strömungsweg bildet, durch den ein erstes Fluid zugeführt wird; ein Paar Trennplatten 20, die in einem Abstand in einer Erstreckungsrichtung des Strömungswegs vorgesehen sind, um den Strömungsweg zu blockieren, um einen geschlossenen Raum V in einem Abschnitt des Strömungswegs zu unterteilen; mehrere Wärmeübertragungsrohre 3, die eine rohrförmige Form haben, wobei beide Enden offen sind, die sich so erstrecken, dass diese das Paar Trennplatten 20 durchdringen, und die Seite an Seite mit Abständen dazwischen angeordnet sind; ein Zuführteil 21, das eingerichtet ist, ein zweites Fluid von einer Außenseite des Rohrs 1 in den geschlossenen Raum V zuzuführen; und ein Auslassteil 22, das eingerichtet ist, das zweite Fluid in dem geschlossenen Raum V an die Außenseite des Rohrs 1 auszugeben.(1) A
Gemäß der obigen Konfiguration ist der geschlossene Raum V durch die Trennplatte 20 in der Mitte der Verlängerung des Rohrs 1 gebildet. Die Wärmeübertragung erfolgt zwischen dem ersten Fluid, das durch das Wärmeübertragungsrohr 3 strömt, und dem zweiten Fluid, das außerhalb des Wärmeübertragungsrohrs 3 in dem geschlossenen Raum V strömt. Wie oben beschrieben, kann der Wärmeübertrager 100 gemäß der obigen Konfiguration in der Mitte der Verlängerung des Rohrs 1 vorgesehen sein, ohne die Erstreckungsrichtung des Rohrs 1 zu ändern und ohne einen Außendurchmesser des Rohrs 1 stark zu vergrößern. Dementsprechend ist es möglich, den Wärmeübertrager 100 platzsparend unterzubringen.According to the above configuration, the closed space V is formed by the
(2) Bei dem Wärmeübertrager 100 gemäß einem zweiten Aspekt kann das Wärmeübertragungsrohr 3 in Erstreckungsrichtung gesehen einen Querschnitt einer polygonalen Form aufweisen.(2) In the
Gemäß der obigen Konfiguration ist es möglich, die Effizienz der Wärmeübertragung weiter zu verbessern, da eine benetzte Fläche in einer Innenfläche des Wärmeübertragungsrohrs 3 vergrößert ist.According to the above configuration, since a wetted area in an inner surface of the
(3) Bei dem Wärmeübertrager 100 gemäß einem dritten Aspekt kann das zweite Fluid eingerichtet sein, durch den Zwischenraum zwischen den mehreren Wärmeübertragungsrohren 3 in dem geschlossenen Raum V zu strömen.(3) In the
Gemäß der obigen Konfiguration, da das zweite Fluid in den Zwischenraum zwischen den Wärmeübertragungsrohren 3 strömt, ist es möglich, eine große Kontaktfläche mit dem Wärmeübertragungsrohr 3 sicherzustellen. Dadurch ist es möglich, die Effizienz der Wärmeübertragung weiter zu verbessern und gleichzeitig die Größe des Wärmeübertragers 100 zu verringern.According to the above configuration, since the second fluid flows into the space between the
(4) Der Wärmeübertrager 100 gemäß einem vierten Aspekt kann ferner ein Blockierteil 5 umfassen, das nur einen Teil des Zwischenraums zwischen den Wärmeübertragungsrohren 3 blockiert, wobei mehrere der Blockierteile 5 in einem Abstand in der Erstreckungsrichtung vorgesehen sein können und die Blockierteile 5, die einander benachbart sind, unterschiedliche Blockierbereiche aufweisen können.(4) The
Gemäß der obigen Konfiguration ändert das Blockierteil 5 die Strömungsrichtung des zweiten Fluids im geschlossenen Raum V Da die durch die benachbarten Blockierteile 5 blockierten Bereiche unterschiedlich sind, strömt das zweite Fluid mäanderförmig, während es die mehreren Blockierteile 5 passiert. Da das zweite Fluid gleichmäßig in dem geschlossenen Raum V verteilt ist, kann die Effizienz der Wärmeübertragung weiter verbessert werden.According to the above configuration, the blocking
(5) Der Wärmeübertrager 100 gemäß einem fünften Aspekt kann ferner ein Stützteil 6 umfassen, das zwischen den Wärmeübertragungsrohren 3 vorgesehen ist.(5) The
Gemäß der obigen Konfiguration kann das Stützteil 6 eine Verschiebung und Verformung des Wärmeübertragungsrohrs unterdrücken.According to the above configuration, the
(6) Bei dem Wärmeübertrager 100 gemäß einem sechsten Aspekt können die mehreren Wärmeübertragungsrohre 3 eingerichtet sein, dass das Wärmeübertragungsrohr 3, das in einem Bereich mit einer kleineren Strömungsrate angeordnet ist, eine größere Querschnittsfläche des Strömungswegs aufweist.(6) In the
Beispielsweise ist in einem Fall, in dem das Rohr 1 einen gekrümmten Abschnitt auf der stromaufwärtigen Seite des Rohrs 1 aufweist, die Strömungsrate des ersten Fluids tendenziell größer, wenn das Wärmeübertragungsrohr 3 aufgrund der Trägheitskraft zu einer äußeren Umfangsseite des gekrümmten Abschnitts gerichtet ist, und die Strömungsrate ist tendenziell kleiner, wenn das Wärmeübertragungsrohr 3 zu einer inneren Umfangsseite des gekrümmten Abschnitts gerichtet ist. Gemäß der obigen Konfiguration hat das Wärmeübertragungsrohr 3 eine größere Querschnittsfläche des Strömungswegs, wenn es in dem Bereich mit einer kleineren Strömungsrate angeordnet ist. Infolgedessen ist es möglich, die Konfiguration zu korrigieren und das erste Fluid gleichmäßig über alle der mehreren Wärmeübertragungsrohre 3 strömen zu lassen, selbst wenn die Verteilung der Durchflussmenge wie oben beschrieben ungleichmäßig ist.For example, in a case where the
(7) Der Wärmeübertrager 100 gemäß einem siebten Aspekt kann ferner mehrere Rippen 3F umfassen, die von einer Innenfläche des Wärmeübertragungsrohrs 3 vorstehen, sich in der Erstreckungsrichtung erstrecken und in einem Abstand entlang der Innenfläche vorgesehen sind.(7) The
Gemäß der obigen Konfiguration ist es möglich, die Effizienz der Wärmeübertragung weiter zu verbessern, da eine Kontaktfläche mit dem ersten Fluid durch die Rippe 3F erweitert wird.According to the above configuration, since a contact area with the first fluid is expanded by the
(8) Bei dem Wärmeübertrager 100 gemäß einem achten Aspekt kann sich die Rippe 3F' so erstrecken, dass diese sich entlang der Innenfläche von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite in der Erstreckungsrichtung dreht.(8) In the
Gemäß der obigen Konfiguration, da sich die Rippe 3F' so erstreckt, dass diese sich entlang der Innenfläche dreht, wird dem ersten Fluid im Inneren des Wärmeübertragungsrohrs 3 eine Drehströmungskomponente hinzugefügt. Infolgedessen wird die Verweilzeit des ersten Fluids im Wärmeübertragungsrohr 3 lang, so dass die Effizienz der Wärmeübertragung weiter verbessert werden kann. Da das Abgas die drehende Strömungskomponente begleitet, ist es außerdem möglich, die Bildung von Ablagerungen wie z.B. Staub auf der Rippe 3F' zu unterdrücken.According to the above configuration, since the
[Industrielle Anwendbarkeit][Industrial Applicability]
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen Wärmeübertrager mit einer geringeren Größe bereitzustellen.According to the present disclosure, it is possible to provide a heat exchanger with a smaller size.
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Wärmeübertragerheat exchanger
- 11
- RohrPipe
- 3, 3A, 3B3, 3A, 3B
- Wärmeübertragungsrohrheat transfer tube
- 3F, 3F'3F, 3F'
- Ripperib
- 44
- Schaufelshovel
- 55
- Blockierteilblocking part
- 66
- Stützteilsupport part
- 1010
- Winkelteilangle part
- 1111
- Rohrkörpertubular body
- 2020
- Trennplattepartition plate
- 2121
- Zuführteilfeeding part
- 2222
- Auslassteiloutlet part
- 22H22H
- Auslassteilkörperoutlet part body
- F1F1
- Erster StrömungswegFirst flow path
- F2F2
- Zweiter StrömungswegSecond flow path
- HH
- Öffnungopening
- VV
- Geschlossener RaumClosed room
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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