JP2002022372A - 熱交換器とこれを用いたガスタービン装置 - Google Patents

熱交換器とこれを用いたガスタービン装置

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JP2002022372A
JP2002022372A JP2000206645A JP2000206645A JP2002022372A JP 2002022372 A JP2002022372 A JP 2002022372A JP 2000206645 A JP2000206645 A JP 2000206645A JP 2000206645 A JP2000206645 A JP 2000206645A JP 2002022372 A JP2002022372 A JP 2002022372A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で熱交換効率のよい熱交換器とこれを用
いたガスタービン装置を提供する。 【解決手段】 横断面円形のケーシング18の内方に、
第1の流体Aと第2の流体E間の熱交換用のコア19を
収納して、熱交換器3が構成される。コア19は、横断
面形状が六角形であり、かつ、六角形の隣接する2辺P
1,P2を含む平行四辺形の横断面を持つ3つのコア分
割体20に分割されている。コア分割体20は、第1の
流体Aが流れる第1通路21と第2の流体Eが流れる第
2通路22とを仕切る複数の平坦な伝熱プレート23が
所定の間隔で平行に配置される。この熱交換器3では、
ケーシング18の内方に収容されるコア19の横断面形
状が六角形であるため、耐圧強度を確保できる横断面円
形のケーシング18とコア19との間に生じる空間が小
さく、小型で熱交換効率のよい熱交換器3とすることが
できる。この熱交換器3を用いたガスタービン装置も小
型化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、横断面円形のケー
シングの内方に熱交換用のコアを収納した熱交換器とこ
れを用いたガスタービン装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスタービンにおいては、熱効率を上げ
るために熱交換器を設けて、タービンを出た排ガスと、
圧縮機を出て燃焼器に導入される前の圧縮空気との間で
熱交換を行うようにしたものがある。このようなガスタ
ービンに設けられる熱交換器として、図6に示すよう
に、排ガス通路33と空気通路34とを仕切る複数の平
坦な伝熱プレート32を、所定の間隔で平行に配置した
横断面矩形のコア31を、図示しないケーシングの内方
に収納した構造のものが知られている。
【0003】前記コア31における空気通路34の前端
と後端は盲板で閉鎖され、後部の側面には空気通路34
に空気を流入させる流入口35が、前部の側面には空気
通路34を通った空気の流出口36がそれぞれ設けられ
る。圧縮機を出た圧縮空気Aが流入口35から空気通路
34を通って流出口36から流出する間に、この圧縮空
気Aと、排ガス通路33を通る排ガスEとの間で熱交換
が行われ、排ガスEの熱で圧縮空気Aが加熱されてから
ガスタービンの燃焼器に導入される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガスタービン
のハウジングは一般的に横断面円形であり、排ガスの流
出側に設置する熱交換器のケーシングをコア31の横断
面形状に合わせて横断面矩形とすると、排ガスは横断面
円形のハウシング内から横断面矩形のケーシングへと流
れることになり、熱交換器への排ガスEの流れが不均一
となって熱交換効率が低下する。
【0005】また、前記のようにガスタービンに設置す
る熱交換器には圧縮空気Aが供給されるので、その熱交
換器のケーシングを耐圧構造とする必要がある。そこ
で、高い耐圧強度を得るために、図7に示すように、ケ
ーシング37は横断面円形とされるが、前記熱交換器で
は、コア31が横断面矩形であるため、コア31とケー
シング37との間に大きな空間Sが生じて、熱交換器の
サイズが大きくなってしまう。
【0006】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
ので、小型で熱交換効率のよい熱交換器とこれを用いた
ガスタービン装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ため、本発明に係る熱交換器では、横断面円形のケーシ
ングの内方に、第1の流体と第2の流体間の熱交換用の
コアが収納されている。前記コアは、横断面形状が六角
形であり、かつ、六角形の隣接する2辺を含む平行四辺
形の横断面を持つ3つのコア分割体に分割されている。
各コア分割体は、前記第1の流体が流れる第1通路と第
2の流体が流れる第2通路とを仕切る複数の平坦な伝熱
プレートが所定の間隔で平行に配置されている。ここ
で、横断面とは、軸心と直交する方向の断面をいう。
【0008】前記熱交換器によれば、ケーシングの内方
に収容されるコアの横断面形状が六角形であるため、耐
圧強度を確保できる横断面円形のケーシングとコアとの
間に生じる無駄な空間が小さくなり、小型で熱交換効率
のよい熱交換器とすることができる。また、各コア分割
体は、平坦な伝熱プレートを複数配置して構成されるか
ら、製造が容易である。
【0009】本発明の好ましい実施形態では、前記コア
の後部の側面に低温の第1の流体を前記第1通路に流入
させる第1流入口が、前記コアの前部の側面に、第1通
路を通った第1の流体の流出口が、それぞれ設けられ、
前記コアとケーシングとの間に第1の流体をコアの前方
からコアの側面を通って前記第1流入口に導入する導入
路が形成され、前記第2の流体は前記コアの前面から第
2通路に流入し、コアの後面から排出される。
【0010】このように構成した場合には、コアとケー
シングとの間に形成される導入路を低温の第1の流体が
通るので、ケーシングの高温化が抑制されると同時に、
熱交換器の放熱による損失が低減される。
【0011】また、本発明に係るガスタービン装置は、
前記構成の熱交換器と、この熱交換器の前部に連結され
たガスタービンとを有する。前記熱交換器の前面には、
ガスタービンの圧縮機を出た空気を前記導入路に流入さ
せる第2流入口と、前記流出口からの空気をガスタービ
ンの燃焼器に導く燃焼器向け導出口と、ガスタービンの
タービンを出た排ガスを前記コアの第2通路に流入させ
る排ガス流入口とが形成される。熱交換器の後面には、
第2通路を通った排ガスを外部へ排出する排気口が形成
される。
【0012】前記ガスタービン装置によれば、熱交換器
により、ガスタービンの圧縮機を出た空気と、ガスター
ビンのタービンを出た排ガスとの間で熱交換が行われ、
高温化された空気がガスタービンの燃焼器に導かれるの
で、ガスタービンの熱効率が向上する。また、熱交換器
の小型化により、ガスタービン装置全体の小型化が可能
となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら詳述する。図1は本発明の
一実施形態である熱交換器を用いたガスタービン装置の
縦断面図を示す。このガスタービン装置は、ガスタービ
ン1と、その後部に連結された熱交換器3とを有する。
【0014】ガスタービン1は、遠心式圧縮機4と、こ
の圧縮機4の回転軸5の後端に固定されたタービン6
と、燃焼器7とを有する。圧縮機4は、吸気通路8から
導入される空気IAを圧縮して、その圧縮空気Aをガス
タービン1の後部の熱交換器3を経て燃焼器7に供給す
るものであり、タービン6によって駆動される。燃焼器
7は、ガスまたは液体の燃料Fを燃焼室9内に噴射する
燃料ノズル10を有し、その燃料Fが熱交換器3を経て
燃焼室9内に送給されてくる圧縮空気Aと混合されて燃
焼する。その高温高圧の燃焼ガスGはタービン6に送ら
れ、燃焼ガスGのエネルギによりタービン6が駆動され
る。前記回転軸5の前端には、負荷が連結される。
【0015】熱交換器3は、ガスタービン1のタービン
6を出た高温の排ガスEと、ガスタービン1の圧縮機4
を出た低温の圧縮空気Aとの間で熱交換を行うものであ
り、横断面円形のケーシング18の内方に、図2に示す
ような横断面形状が六角形の熱交換用コア19を収納し
て構成される。このコア19は、六角形の隣接する2辺
P1,P2を含む平行四辺形の横断面を持つ3つのコア
分割体20(図4)に分割される。各コア分割体20
は、第1の流体である低温の圧縮空気Aが流れる第1通
路21と、第2の流体である高温の排ガスEが流れる第
2通路22とを仕切る複数の平坦な伝熱プレート23を
所定の間隔で平行に配置して構成される。伝熱プレート
23は、コア19の軸心、つまりケーシング18の軸心
と平行に延びている。これにより、伝熱プレート23を
挟んで第1通路21と第2通路22が交互に配置されて
いる。
【0016】このように、圧縮機4を出た圧縮空気Aの
圧力に耐えられる横断面円形のケーシング18の内方
に、横断面形状が六角形のコア19を収納して熱交換器
3が構成されているので、図5に示すように、ケーシン
グ18とコア19との間にできる空間Sが小さくなり、
それだけ熱交換器3を小型化できる。また、ケーシング
18の横断面積に占めるコア19の横断面積の割合が従
来例の場合に比べて高くなるので、それだけ熱交換効率
も向上する。また、各コア分割体19は、平坦な形状、
つまり真直な板状の伝熱プレート23を複数配置して構
成されるから、製造が容易である。
【0017】図2に示すように、前記コア19の後部の
側面には、圧縮空気Aを前記第1通路21に流入させる
第1流入口24が設けられる。また、コア19の前部の
側面には、第1通路21を通った圧縮空気Aの流出口2
5が設けられる。図3(A)は、前記第1通路21を伝
熱プレート23のプレート面と平行に切断した断面図を
示す。第1通路21は、その通路の長手方向に平行な複
数の仕切り板21aで複数の通路部に仕切られている。
また、第1通路21の前後端は、盲板21bで閉塞され
ている。図3(B)は、前記第2通路22を伝熱プレー
ト23のプレート面と平行に切断した断面図を示す。第
2通路22も、その通路の長手方向に平行な複数の仕切
り板22aで複数の通路部に仕切られている。
【0018】図1に示すように、コア19とケーシング
18との間には、圧縮空気Aをコア19の前方からコア
19の側方を通って、つまり側面の外側を通って、前記
第1流入口24に導入する導入路26が形成されてい
る。これにより、導入路26を通る低温の圧縮空気Aが
ケーシング18に触れることになり、ケーシング18が
高温化するのを抑制できる。ガスタービン1のハウジン
グ13と、熱交換器3のケーシング18とは、接続部1
4で接続されており、この接続部14に合致した熱交換
器前面に、圧縮空気Aを前記導入路26に流入させる第
2流入口27が形成されている。前記ハウジング13
と、タービン4の径方向外方に配置された環状の燃焼器
7との間には、圧縮機4を出た圧縮空気Aを前記第2流
入口27へ導く圧縮空気通路15が形成されている。
【0019】さらに、熱交換器3の前面には、前記第2
流入口27の内周側に、熱交換器3の流出口25からの
圧縮空気Aをガスタービン1の燃焼器7に導く燃焼器向
け導出口28が形成され、この導出口28の内周側に、
ガスタービン1のタービン6を出た排ガスEをコア19
の第2通路22に流入させる排ガス流入口29が形成さ
れている。熱交換器3の後面には、第2通路22を通っ
た排ガスEを外部へ排出する排気口30が形成されてい
る。
【0020】このように構成されたガスタービン装置で
は、熱交換器3により、ガスタービン1の圧縮機4を出
た圧縮空気Aと、ガスタービン1のタービン6を出た排
ガスEとの間で熱交換が行われ、高温化された圧縮空気
Aがガスタービン1の燃焼器7に導かれるので、ガスタ
ービン1の熱効率が向上する。また、熱交換器3の小型
化により、ガスタービン装置の小型化も可能となる。さ
らに、タービンから熱交換器3へと流れる排ガスEは、
ガスタービン1における横断面円形のハウジング13内
から熱交換器3における横断面円形のケーシング18内
へと流れることになるので、排ガスEの流れが均一にな
り、それだけ熱交換効率が向上する。
【0021】なお、前記実施形態では、熱交換器3をガ
スタービン装置に用いた場合について説明したが、他の
装置に用いても同様の効果が得られる。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明の熱交換器によれ
ば、ケーシングの内方に収容されるコアの横断面形状が
六角形であるため、耐圧強度を確保できる横断面円形の
ケーシングとコアとの間に生じる無駄な空間が小さくな
り、小型で熱交換効率のよい熱交換器とすることができ
る。また、各コア分割体は、平坦な伝熱プレートを複数
配置して構成されるから、製造が容易である。
【0023】また、本発明のガスタービン装置によれ
ば、熱交換器により、ガスタービンの圧縮機を出た空気
と、ガスタービンのタービンを出た排ガスとの間で熱交
換が行われ、高温化された空気がガスタービンの燃焼器
に導かれるので、ガスタービンの熱効率が向上する。ま
た、熱交換器の小型化により、ガスタービン装置の小型
化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る熱交換器を用いたガ
スタービン装置の縦断面図である。
【図2】同熱交換器のコアを示す斜視図である。
【図3】(A)は同コアにおける第1通路の断面図、
(B)は同コアにおける第2通路の断面図である。
【図4】同コアを3つのコア分割体に分割した状態を示
す分解正面図である。
【図5】前記熱交換器の概略構成を示す正面断面図であ
る。
【図6】従来例の熱交換器におけるコアの斜視図であ
る。
【図7】同熱交換器の概略構成を示す正面断面図であ
る。
【符号の説明】
1…ガスタービン、3…熱交換器、4…圧縮機、6…タ
ービン、7…燃焼器、8…吸気通路、13…ハウジン
グ、18…ケーシング、19…コア、20…コア分割
体、21…第1通路、22…第2通路、23…伝熱プレ
ート、24…第1流入口、25…流出口、26…導入
路、27…第2流入口、28…燃焼器向け導出口、29
…排ガス流入口、30…排気口、A…圧縮空気(第1の
流体)、E…排ガス(第2の流体)、P1,P2…六角
形の2辺

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 横断面円形のケーシングの内方に、第1
    の流体と第2の流体間の熱交換用のコアが収納され、 前記コアは、横断面形状が六角形であり、かつ、六角形
    の隣接する2辺を含む平行四辺形の横断面を持つ3つの
    コア分割体に分割され、 前記各コア分割体は、前記第1の流体が流れる第1通路
    と第2の流体が流れる第2通路とを仕切る複数の平坦な
    伝熱プレートが所定の間隔で平行に配置されている熱交
    換器。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記コアの後部の側
    面に低温の第1の流体を前記第1通路に流入させる第1
    流入口が、前記コアの前部の側面に、第1通路を通った
    第1の流体の流出口が、それぞれ設けられ、 前記コアとケーシングとの間に第1の流体をコアの前方
    からコアの側面を通って前記第1流入口に導入する導入
    路が形成され、前記第2の流体は前記コアの前面から第
    2通路に流入し、コアの後面から排出される熱交換器。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の熱交換器と、この熱交
    換器の前部に連結されたガスタービンとを有し、 前記熱交換器の前面に、ガスタービンの圧縮機を出た空
    気を前記導入路に流入させる第2流入口と、前記流出口
    からの空気をガスタービンの燃焼器に導く燃焼器向け導
    出口と、ガスタービンのタービンを出た排ガスを前記コ
    アの第2通路に流入させる排ガス流入口とが形成され、
    熱交換器の後面に、第2通路を通った排ガスを外部へ排
    出する排気口が形成されているガスタービン装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007198706A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 交差した流路方向を有する内部発熱式の熱交換構造体
US8447838B2 (en) 2008-01-31 2013-05-21 Bizmobile Inc. System and method for providing mobile service

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007198706A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 交差した流路方向を有する内部発熱式の熱交換構造体
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