DE112021003218T5 - heat exchanger - Google Patents

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DE112021003218T5
DE112021003218T5 DE112021003218.6T DE112021003218T DE112021003218T5 DE 112021003218 T5 DE112021003218 T5 DE 112021003218T5 DE 112021003218 T DE112021003218 T DE 112021003218T DE 112021003218 T5 DE112021003218 T5 DE 112021003218T5
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fluid
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Application number
DE112021003218.6T
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Inventor
Nobuhide Hara
Koichi Tanimoto
Shigeki Senoo
Koichiro Iida
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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 japanische Patentanmeldung Nr. 2020-214438 beansprucht, die am 24. Dezember 2020 eingereicht wurde und deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
The present disclosure relates to a heat exchanger.
Priority will be for the Japanese Patent Application No. 2020-214438 filed December 24, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.

[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

  • 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 in 1. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG 1 .
  • 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 1. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG 1 .
  • 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 in 4. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG 4 .
  • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 4. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG 4 .
  • 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 in 8. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in 8th .
  • 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 1 bis 3 beschrieben. Wie in 1 gezeigt, ist der Wärmeübertrager 100 in der Mitte eines Rohrs 1 angeordnet. Das Rohr 1 bildet einen Strömungsweg, durch den das von einer Wärmekraftmaschine, z.B. einem Motor, abgegebene Abgas (erstes Fluid) strömt. In einem Beispiel von 1 umfasst das Rohr 1 einen geraden, rohrförmigen Rohrkörper 11 und Winkelteile 10, die jeweils an beiden Endabschnitten des Rohrkörpers 11 vorgesehen sind. Das Winkelteil 10 bildet einen gekrümmten Abschnitt, und eine Innenseite des Winkelteils 10 ist mit einer Vielzahl Schaufeln 4 versehen, um eine Strömungsrichtung des Abgases zu dem gekrümmten Abschnitt zu leiten. Jede Schaufel 4 ist entlang einer Kurve des Winkelteils 10 gekrümmt. Die Vielzahl Schaufeln 4 sind in einem Abstand in einer Richtung vorgesehen, die eine Erstreckungsrichtung des Winkelteils 10 schneidet.A heat exchanger 100 according to a first embodiment of the present disclosure is described below with reference to FIG 1 until 3 described. As in 1 shown, the heat exchanger 100 is arranged in the middle of a tube 1 . The pipe 1 forms a flow path through which the exhaust gas (first fluid) discharged from a heat engine such as an engine flows. In an example from 1 the pipe 1 comprises a straight tubular pipe body 11 and angle pieces 10 provided at both end portions of the pipe body 11, respectively. The angle part 10 forms a curved portion, and an inside of the angle part 10 is provided with a plurality of vanes 4 to guide a flow direction of the exhaust gas to the curved portion. Each blade 4 is curved along a curve of the angle part 10 . The plurality of vanes 4 are provided at an interval in a direction intersecting an extending direction of the angle part 10 .

Im Inneren des Rohrkörpers 11 sind mehrere Wärmeübertragungsrohre 3 nebeneinander mit Zwischenräumen dazwischen angeordnet. Das Abgas strömt innerhalb der Wärmeübertragungsrohre 3. Wie in 2 dargestellt, ist das Wärmeübertragungsrohr 3 ein Rohr mit einem sechseckigen Querschnitt, und beide Enden des Wärmeübertragungsrohrs 3 sind offen. Das Innere des Wärmeübertragungsrohrs 3 ist ein erster Strömungsweg F1. Darüber hinaus liegen die mehreren Wärmeübertragungsrohre 3 so nebeneinander, dass deren Außenflächen parallel zueinander sind, und sind so angeordnet, dass diese insgesamt eine sechseckige Form bilden. Ein zwischen den Wärmeübertragungsrohren 3 gebildeter Raum ist ein zweiter Strömungsweg F2, durch den Wasser als zweites Fluid strömt.Inside the tube body 11, a plurality of heat transfer tubes 3 are arranged side by side with spaces therebetween. The exhaust gas flows inside the heat transfer tubes 3. As in 2 As shown, the heat transfer tube 3 is a tube having a hexagonal cross section, and both ends of the heat transfer tube 3 are open. The inside of the heat transfer tube 3 is a first flow path F1. In addition, the plurality of heat transfer tubes 3 are juxtaposed so that their outer surfaces are parallel to each other and arranged so as to form a hexagonal shape as a whole. A space formed between the heat transfer tubes 3 is a second flow path F2 through which water as the second fluid flows.

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 3 beschrieben.At both end portions of the pipe body 11, a supply part 21 as an inlet-side header and an outlet part 22 as an outlet-side header are provided. The supply part 21 is for supplying water introduced into the tube 1 from the outside, and the outlet part 22 is for discharging the water flowing through the tube 1 to the outside. More specifically, the outlet part 22 is provided at an end portion on an upstream side (a side where the first fluid flows) of the tube 1 , and the supply part 21 is provided at an end portion on a downstream side of the tube 1 . The supply part 21 and the outlet part 22 have the same configuration as the other except for the flow direction of the fluid. Therefore, a configuration of the outlet part 22 is typically described herein with reference to FIG 3 described.

Wie in 3 gezeigt, umfasst das Auslassteil 22 einen zylindrischen Auslassteilkörper 22H, der die Endabschnitte der mehreren Wärmeübertragungsrohre 3 von außen abdeckt, und eine Trennplatte 20, die eine Öffnung des Auslassteilkörpers 22H blockiert. Eine Öffnung H zur Ableitung von Wasser nach außen ist in einem Abschnitt des Auslassteilkörpers 22H in Umfangsrichtung ausgebildet. Der durch den Rohrkörper 11 gebildete Strömungsweg ist von beiden Seiten durch die Trennplatte 20 des Auslassteils 22 und die Trennplatte 20 des Zuführteils 21 blockiert. Ein durch ein Paar Trennplatten 20 unterteilter Raum ist ein geschlossener Raum V Außerdem erstreckt sich das Wärmeübertragungsrohr 3 so, dass dieses die Trennplatte 20 durchdringt. Das heißt, in dem geschlossenen Raum V verlaufen der erste Strömungsweg F1, der durch das Wärmeübertragungsrohr 3 gebildet ist, und der zweite Strömungsweg F2, der durch einen Spalt zwischen den Wärmeübertragungsrohren 3 gebildet ist, parallel zueinander.As in 3 1, the outlet part 22 includes a cylindrical outlet part body 22H that covers the end portions of the plurality of heat transfer tubes 3 from the outside, and a partition plate 20 that blocks an opening of the outlet part body 22H. A hole H for discharging water to the outside is formed in a portion of the outlet body part 22H in the circumferential direction. The flow path formed by the tubular body 11 is blocked by the partition plate 20 of the outlet part 22 and the partition plate 20 of the feed part 21 from both sides. A space partitioned by a pair of partition plates 20 is a closed space V. In addition, the heat transfer tube 3 extends so as to penetrate the partition plate 20 . That is, in the closed space V, the first flow path F1 formed by the heat transfer tube 3 and the second flow path F2 formed by a gap between the heat transfer tubes 3 are parallel to each other.

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 heat exchanger 100 having the configuration described above is formed by a 3D printing technique represented by additive modeling (AM), which is advantageous. Furthermore, titanium or SUS is preferably used as the material for forming the heat exchanger 100 .

(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 heat exchanger 100 will be described. When the heat exchanger 100 is in operation, water is first introduced as the second fluid through the feed part 21 into the closed space V. At this time, the heat engine is operated so that the high-temperature off-gas flows into the heat transfer tube 3 as the first fluid. In addition, the water flows inside the pipe body 11 in a direction opposite to the flow direction of the exhaust gas through the gap (second flow path F2) between the heat transfer tubes 3. While the water flows through the second flow path F2, heat transfer occurs with the exhaust gas through a wall surface of the heat transfer tube 3. As a result, the temperature of the water becomes high, and the water is discharged to an external device via the outlet part 22 . On the other hand, the temperature of the exhaust gas becomes low, and the exhaust gas flows out toward the downstream side of the pipe 1 . Since such a phenomenon constantly occurs, heat exchange takes place between water and exhaust gas.

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 partition plate 20 in the middle of the extension of the pipe 1. The heat transfer occurs between the first fluid flowing through the heat transfer tube 3 and the second fluid flowing outside the heat transfer tube 3 in the closed space V . As described above, according to the above configuration, the heat exchanger 100 can be provided in the middle of the extension of the tube 1 without changing the extending direction of the tube 1 and without greatly increasing the outer diameter of the tube 1 . Accordingly, it is possible to accommodate the heat exchanger 100 in a space-saving manner. As a result, the heat exchanger 100 can be easily provided even in a narrow area where the heat exchanger 100 in the related art is difficult to be provided.

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 heat transfer tube 3 has a cross section of a polygonal (hexagonal) shape. Therefore, it is possible to further improve heat transfer efficiency since the wetted area of an inner surface of the heat transfer tube 3 is increased compared to a case where the heat transfer tube 3 has a quadrangular cross section. In addition, it is preferably possible to further increase the wetted area when the cross section of the heat transfer tube 3 has a circular shape. When the cross section is circular, there is a disadvantage of lower filling density of the fluid, and therefore it is advantageous to determine the shape of the heat transfer tube according to the overall balance.

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 heat transfer tubes 3 as the second fluid, it is possible to ensure a large contact area with the heat transfer tube 3 . This makes it possible to further improve the heat transfer efficiency while reducing the size of the heat exchanger 100 .

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 4 bis 6 beschrieben. Komponenten, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen, und eine wiederholte Beschreibung wird nicht gegeben. Wie in 4 gezeigt, ist bei der vorliegenden Ausführungsform ferner ein Blockierteil 5 vorgesehen, das nur einen Teil des Zwischenraums zwischen den Wärmeübertragungsrohren 3 blockiert. Mehrere der Blockierteile 5 sind in einem Abstand in einer Erstreckungsrichtung des Rohrkörpers 11 vorgesehen. Darüber hinaus haben die aneinander angrenzenden Blockierteile 5 unterschiedliche zu blockierende Bereiche. Genauer gesagt blockiert ein Blockierteil 5 benachbarter Blockierteile 5 nur einen oberen Abschnitt im Rohrkörper 11, wie in 5 gezeigt. Wie in 6 dargestellt, blockiert das andere Blockierteil 5 nur einen unteren Abschnitt im Rohrkörper 11. Durch die abwechselnde Anordnung solcher Blockierteile 5 verläuft der zweite Strömungsweg F2 im Rohrkörper 11 mäanderförmig. Das heißt, das Blockierteil 5 fungiert als Umlenkplatte.A second embodiment of the present disclosure will be described below with reference to FIG 4 until 6 described. Components similar to those of the first embodiment are given the same reference numerals and repeated description is not given. As in 4 1, in the present embodiment, a blocking part 5 that blocks only part of the gap between the heat transfer tubes 3 is further provided. A plurality of the blocking parts 5 are provided at an interval in an extending direction of the tubular body 11 . In addition, the blocking parts 5 adjacent to each other have different areas to be blocked. More specifically, a blocking part 5 of adjacent blocking parts 5 blocks only an upper portion in the tubular body 11 as shown in FIG 5 shown. As in 6 shown, the other blocking part 5 blocks only a lower section in the tubular body 11. Due to the alternating arrangement of such blocking parts 5, the second flow path F2 in the tubular body 11 runs in a meandering manner. That is, the blocking part 5 functions as a baffle.

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 part 5 changes the flow direction of the water in the closed space V. Since the areas blocked by the adjacent blocking parts 5 are different, the water flows meanderingly while flowing through the plurality of blocking parts 5 . Since the water is evenly distributed in the closed space V, the contact area between the water and the heat transfer tube 3 is increased, so that the heat transfer efficiency between the water and the exhaust gas can be further improved.

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 member 5 blocks the upper or lower portion in the closed space V has been described. However, the kind of the blocking part 5 is not limited to this, and it is possible to adopt a configuration in which the blocking part 5 blocks the left and right sides of the pipe 1 in the direction of extension of the pipe 1 . In this case, the water can be frictional flow while meandering in a horizontal direction without gravity, so that the heat transfer efficiency can be further improved. This configuration is particularly useful when the fluid is expected to contain a low-density component and remain in the middle of the flow path.

[Dritte Ausführungsform][Third Embodiment]

Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Komponenten, die denen der oben beschriebenen Ausführungsformen ähnlich sind, sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen, und eine wiederholte Beschreibung wird nicht gegeben. Wie in 7 gezeigt, ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Stützteil 6 zwischen den aneinandergrenzenden Wärmeübertragungsrohren 3 vorgesehen. Das Stützteil 6 verbindet die Außenflächen der Wärmeübertragungsrohre 3 miteinander. Außerdem ist das Stützteil 6 auf einem Abschnitt des Wärmeübertragungsrohrs 3 in Erstreckungsrichtung vorgesehen, obwohl es nicht im Detail dargestellt ist.A third embodiment of the present disclosure will be described below with reference to FIG 7 described. Components similar to those of the above-described embodiments are given the same reference numerals and repeated description is not given. As in 7 1, a support member 6 is provided between the adjacent heat transfer tubes 3 in the present embodiment. The support part 6 connects the outer surfaces of the heat transfer tubes 3 to each other. In addition, the support member 6 is provided on a portion of the heat transfer tube 3 in the extending direction, although not illustrated in detail.

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 support member 6 can prevent the heat transfer tube 3 from being displaced and deformed. As a result, the heat exchanger 100 can be operated stably over a longer period of time.

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 support part 6 and the fluid flows through the through hole. In this case, the support member 6 can suppress obstruction of the fluid flow.

[Vierte Ausführungsform][Fourth embodiment]

Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die 8 und 9 beschrieben. Komponenten, die denen der oben beschriebenen Ausführungsformen ähneln, sind mit denselben Bezugsziffern versehen, und eine wiederholte Beschreibung wird nicht gegeben. Wie in 9 gezeigt, sind in der vorliegenden Ausführungsform die mehreren Wärmeübertragungsrohre 3 so konfiguriert, dass das Wärmeübertragungsrohr 3, das in einem Bereich mit einer geringeren Strömungsrate angeordnet ist, eine größere Querschnittsfläche des Strömungswegs aufweist. Insbesondere in einem Fall, in dem das Winkelteil 10 des Rohrs 1 vertikal gekrümmt ist, hat ein Wärmeübertragungsrohr 3A eine größere Querschnittsfläche des Strömungswegs, wenn es nach oben positioniert ist, und ein Wärmeübertragungsrohr 3B hat eine kleinere Querschnittsfläche des Strömungswegs, wenn es nach unten positioniert ist.Next, a fourth embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG 8th and 9 described. Components similar to those of the above-described embodiments are given the same reference numerals and repeated description is not given. As in 9 1, in the present embodiment, the plurality of heat transfer tubes 3 are configured such that the heat transfer tube 3 located in a region with a lower flow rate has a larger flow path cross-sectional area. In particular, in a case where the angle part 10 of the tube 1 is curved vertically, a heat transfer tube 3A has a larger flow path cross-sectional area when positioned upward, and a heat transfer tube 3B has a smaller flow path cross-sectional area when positioned downward is.

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 tube 1 has a curved portion such as the elbow 10 on the upstream side of the tube 1, the flow rate of the exhaust gas tends to be larger due to the inertial force when the heat transfer tube 3 is toward an outer peripheral side of the curved portion is directed, and the flow rate tends to be smaller when the heat transfer tube 3 is directed to an inner peripheral side of the curved portion. According to the above configuration, the heat transfer tube 3 has a larger flow path cross-sectional area when it is arranged in the region with a smaller flow rate. Therefore, it is possible to correct the configuration and evenly flow the exhaust gas over all of the plurality of heat transfer tubes 3 even if the flow velocity is unevenly distributed as described above. As a result, the efficiency of the heat exchanger 100 can be further improved.

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 10 beschrieben. Komponenten, die denen der oben beschriebenen Ausführungsformen ähnlich sind, sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen, und eine wiederholte Beschreibung wird nicht gegeben. Wie in 10 gezeigt, sind bei der vorliegenden Ausführungsform mehrere Rippen 3F an der Innenfläche des Wärmeübertragungsrohrs 3 vorgesehen. Die Rippen 3F ragen von der Innenfläche in Richtung der inneren Umfangsseite des Wärmeübertragungsrohrs 3 vor und erstrecken sich über den gesamten Bereich des Wärmeübertragungsrohrs 3 in der Erstreckungsrichtung. Die Vielzahl solcher Rippen 3F sind in einem Abstand entlang der Innenfläche angeordnet. Außerdem erstreckt sich die Rippe 3F in der vorliegenden Ausführungsform linear in der Erstreckungsrichtung des Wärmeübertragungsrohrs 3. Wenn die Länge einer Seite eines Sechsecks, das den Querschnitt des Wärmeübertragungsrohrs 3 bildet, beispielsweise 6 mm beträgt, ist es vorteilhaft, dass die vorstehende Höhe der Rippe 3F etwa 2 mm und die Breite der Rippe 3F etwa 1 mm beträgt.A fifth embodiment of the present disclosure will be described below with reference to FIG 10 described. Components similar to those of the above-described embodiments are given the same reference numerals and repeated description is not given. As in 10 1, a plurality of fins 3F are provided on the inner surface of the heat transfer tube 3 in the present embodiment. The fins 3F protrude from the inner surface toward the inner peripheral side of the heat transfer tube 3 and extend over the entire area of the heat transfer tube 3 in the extending direction. The plurality of such ribs 3F are spaced along the inner surface. Also, in the present embodiment, the fin 3F extends linearly in the extending direction of the heat transfer tube 3. When the length of one side of a hexagon forming the cross section of the heat transfer tube 3 is 6 mm, for example, it is preferable that the protruding height of the fin 3F about 2 mm and the width of the rib 3F is about 1 mm.

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 heat transfer tube 3 is increased by the inclusion of the fins 3F, the heat transfer efficiency can be further improved. In addition, since the fins 3F have a minute dimension as described above, it is difficult for dust or soot contained in the exhaust gas flowing in the heat transfer tube 3 to accumulate. As a result, the heat exchanger 100 can be operated stably over a longer period of time.

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 11 und 12 gezeigt, kann sich eine Rippe 3F' jedoch so erstrecken, dass diese sich entlang der Innenfläche von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite des Wärmeübertragungsrohrs 3 in Erstreckungsrichtung dreht. In den 11 und 12 erstrecken sich eine Spitze A1 und ein Basisende A2 der Rippe 3F' so, dass diese sich um die Mittelachse des Wärmeübertragungsrohrs 3 von einer Seite des Wärmeübertragungsrohrs 3 in Umfangsrichtung zur anderen Seite drehen. Ähnlich wie bei der fünften Ausführungsform kann eine Konfiguration gewählt werden, bei der eine Vielzahl solcher Rippen 3F' in einem Abstand entlang der Innenfläche angeordnet sind.For example, an example of the linearly extending rib 3F in the fifth embodiment has been described. As in the 11 and 12 However, as shown, a fin 3F' may extend so as to turn along the inner surface from the upstream side to the downstream side of the heat transfer tube 3 in the direction of extension. In the 11 and 12 a tip A1 and a base end A2 of the fin 3F' extend so as to rotate around the central axis of the heat transfer tube 3 from one side of the heat transfer tube 3 in the circumferential direction to the other side. Similar to the fifth embodiment, a configuration may be adopted in which a plurality of such ribs 3F' are arranged at an interval along the inner surface.

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 fin 3F' extends to rotate along the inner surface, a rotating flow component is added to the flow of exhaust gas inside the heat transfer tube 3 . This increases the residence time of the exhaust gas in the heat transfer tube 3, so that the heat transfer efficiency can be further improved. In addition, since the exhaust gas accompanies the rotating flow component, it is possible to prevent the formation of deposits such as dust and soot on the fin 3F'. As a result, the heat exchanger 100 can be operated stably over a longer period of time.

[Anhang][Attachment]

Der in jeder Ausführungsform beschriebene Wärmeübertrager 100 ist beispielsweise wie folgt aufgebaut.The heat exchanger 100 described in each embodiment is constructed as follows, for example.

(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 heat exchanger 100 according to a first aspect comprises: a tube 1 forming a flow path through which a first fluid is supplied; a pair of partition plates 20 provided at an interval in an extending direction of the flow path to block the flow path to partition a closed space V in a portion of the flow path; a plurality of heat transfer tubes 3 having a tubular shape with both ends open, extending to penetrate the pair of partition plates 20 and arranged side by side with spaces therebetween; a supply part 21 arranged to supply a second fluid from an outside of the pipe 1 into the closed space V; and an outlet part 22 arranged to discharge the second fluid in the closed space V to the outside of the pipe 1.

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 partition plate 20 in the middle of the extension of the pipe 1. The heat transfer occurs between the first fluid flowing through the heat transfer tube 3 and the second fluid flowing outside the heat transfer tube 3 in the closed space V . As described above, according to the above configuration, the heat exchanger 100 can be provided in the middle of extending the tube 1 without changing the extending direction of the tube 1 and without greatly increasing an outer diameter of the tube 1 . Accordingly, it is possible to accommodate the heat exchanger 100 in a space-saving manner.

(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 heat exchanger 100 according to a second aspect, the heat transfer tube 3 may have a cross section of a polygonal shape when viewed in the extending direction.

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 heat transfer tube 3 is increased, it is possible to further improve heat transfer efficiency.

(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 heat exchanger 100 according to a third aspect, the second fluid may be configured to flow through the gap between the plurality of heat transfer tubes 3 in the closed space V.

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 heat transfer tubes 3 , it is possible to ensure a large contact area with the heat transfer tube 3 . This makes it possible to further improve the heat transfer efficiency while reducing the size of the heat exchanger 100 .

(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 heat exchanger 100 according to a fourth aspect may further comprise a blocking part 5 blocking only a part of the gap between the heat transfer tubes 3, wherein a plurality of the blocking parts 5 may be provided at an interval in the extending direction and the blocking parts 5 blocking each other are adjacent may have different blocking areas.

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 part 5 changes the flow direction of the second fluid in the closed space V. Since the areas blocked by the adjacent blocking parts 5 are different, the second fluid flows meanderingly while passing the plural blocking parts 5 . Since the second fluid is evenly distributed in the closed space V, the heat transfer efficiency can be further improved.

(5) Der Wärmeübertrager 100 gemäß einem fünften Aspekt kann ferner ein Stützteil 6 umfassen, das zwischen den Wärmeübertragungsrohren 3 vorgesehen ist.(5) The heat exchanger 100 according to a fifth aspect may further include a support member 6 provided between the heat transfer tubes 3 .

Gemäß der obigen Konfiguration kann das Stützteil 6 eine Verschiebung und Verformung des Wärmeübertragungsrohrs unterdrücken.According to the above configuration, the support member 6 can suppress displacement and deformation of the heat transfer tube.

(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 heat exchanger 100 according to a sixth aspect, the plurality of heat transfer tubes 3 may be configured such that the heat transfer tube 3 arranged in a region with a smaller flow rate has a larger flow path cross-sectional area.

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 tube 1 has a curved portion on the upstream side of the tube 1, the flow rate of the first fluid tends to be larger when the heat transfer tube 3 is directed to an outer peripheral side of the curved portion due to the inertial force, and the Flow rate tends to be smaller when the heat transfer tube 3 is directed to an inner peripheral side of the curved portion. According to the above configuration, the heat transfer tube 3 has a larger flow path cross-sectional area when it is arranged in the region with a smaller flow rate. As a result, it is possible to correct the configuration and flow the first fluid evenly over all of the plurality of heat transfer tubes 3 even if the flow rate distribution is uneven as described above.

(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 heat exchanger 100 according to a seventh aspect may further include a plurality of fins 3F that protrude from an inner surface of the heat transfer tube 3, extend in the extending direction, and are provided at an interval along the inner surface.

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 fin 3F, it is possible to further improve heat transfer efficiency.

(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 heat exchanger 100 according to an eighth aspect, the fin 3F' may be extended so as to turn along the inner surface from an upstream side to a downstream side in the extending direction.

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 fin 3F' extends to rotate along the inner surface, a rotating flow component is added to the first fluid inside the heat transfer tube 3 . As a result, the residence time of the first fluid in the heat transfer tube 3 becomes long, so that the heat transfer efficiency can be further improved. In addition, since the exhaust gas accompanies the rotating flow component, it is possible to suppress the formation of deposits such as dust on the fin 3F'.

[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

  • JP 2020214438 [0001]JP 2020214438 [0001]

Claims (8)

Wärmeübertrager, umfassend: 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.Heat exchanger comprising: 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. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, wobei das Wärmeübertragungsrohr, in der Erstreckungsrichtung gesehen, einen Querschnitt einer polygonalen Form aufweist.heat exchanger claim 1 wherein the heat transfer tube has a cross section of a polygonal shape as viewed in the extending direction. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Fluid eingerichtet ist, durch den Zwischenraum zwischen den mehreren Wärmeübertragungsrohren in den geschlossenen Raum zu strömen.heat exchanger claim 1 or 2 , wherein the second fluid is configured to flow into the closed space through the gap between the plurality of heat transfer tubes. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: ein Blockierteil, das nur einen Abschnitt des Zwischenraums zwischen den Wärmeübertragungsrohren blockiert, wobei mehrere der Blockierteile in einem Abstand in der Erstreckungsrichtung vorgesehen sind und die Blockierteile, die einander benachbart sind, voneinander verschiedene Blockierbereiche aufweisen.Heat exchanger according to one of Claims 1 until 3 , further comprising: a blocking member that blocks only a portion of the gap between the heat transfer tubes, a plurality of the blocking members being provided at an interval in the extending direction, and the blocking members adjacent to each other having different blocking areas from each other. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: ein Stützteil, das zwischen den Wärmeübertragungsrohren vorgesehen ist.Heat exchanger according to one of Claims 1 until 4 , further comprising: a support member provided between the heat transfer tubes. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mehreren Wärmeübertragungsrohre eingerichtet sind, dass das Wärmeübertragungsrohr, das in einem Bereich mit einer kleineren Strömungsrate angeordnet ist, eine größere Querschnittsfläche des Strömungswegs aufweist.Heat exchanger according to one of Claims 1 until 5 wherein the plurality of heat transfer tubes are configured such that the heat transfer tube located in a region with a smaller flow rate has a larger cross-sectional area of the flow path. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: mehrere Rippen, die von einer Innenfläche des Wärmeübertragungsrohrs vorstehen, sich in der Erstreckungsrichtung erstrecken und in einem Abstand entlang der Innenfläche vorgesehen sind.Heat exchanger according to one of Claims 1 until 6 , further comprising: a plurality of fins protruding from an inner surface of the heat transfer tube, extending in the extending direction, and provided at an interval along the inner surface. Wärmeübertrager nach Anspruch 7, wobei sich die Rippe erstreckt, dass diese sich in der Erstreckungsrichtung entlang der Innenfläche von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite dreht.heat exchanger claim 7 , wherein the rib extends to turn in the direction of extension along the inner surface from an upstream side to a downstream side.
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