JP2002350092A - Heat exchanger and gas turbine apparatus provided therewith - Google Patents

Heat exchanger and gas turbine apparatus provided therewith

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JP2002350092A
JP2002350092A JP2001159257A JP2001159257A JP2002350092A JP 2002350092 A JP2002350092 A JP 2002350092A JP 2001159257 A JP2001159257 A JP 2001159257A JP 2001159257 A JP2001159257 A JP 2001159257A JP 2002350092 A JP2002350092 A JP 2002350092A
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JP
Japan
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passage
core
gas turbine
heat exchanger
fluid
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Application number
JP2001159257A
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Japanese (ja)
Inventor
Sosuke Kinouchi
総介 木野内
Takeshi Takehara
勇志 竹原
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an heat exchanger having a high heat-resistance limit and heat-exchanging efficiency. SOLUTION: The heat exchanger 8 is provided with a core 36 for heat- exchange between a first fluid E and a second fluid A. The core 36 is provided with a plurality of ceramic-made heating tubes 48 for forming a first path 66 for passing the first fluid E in a first direction D1, a second path 67, an inlet 74 and an outlet 75. A space between the tubes 48 serves as the second path 67. The second fluid A is allowed to flow in the path 67. The second fluid A is let in at the inlet 74 and allowed to flow in a second direction D2 opposite to the first direction D1, then it is let out from the second path 67. The heating tubes 48 are provided with ceramic-made heat-transfer fins 68, 69 extending respectively in the radial and axial directions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性および熱交
換効率を向上させた熱交換器とこれを用いたガスタービ
ン装置に関する。
The present invention relates to a heat exchanger having improved heat resistance and heat exchange efficiency, and a gas turbine device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ガスター
ビン装置において、熱効率を向上させる手段として、タ
ービン入口温度を上げることが有効である。ところで、
再生式ガスタービン装置では、排気ガスの出口側に熱交
換器が設けられ、この熱交換器により、圧縮機からの圧
縮空気とタービンからの排気ガスの間で熱交換させ、燃
焼器へ供給する圧縮空気の温度を上昇させるようにして
いる。このため、このようなガスタービン装置では、上
述したようにタービン入口温度を上げて熱効率を向上さ
せようとしても、熱交換器の耐熱限界により、ダービン
入口温度に制限が加えられることとなり、熱効率の改善
が妨げられていた。
2. Description of the Related Art In a gas turbine device, it is effective to increase the temperature at the turbine inlet as a means for improving thermal efficiency. by the way,
In the regenerative gas turbine device, a heat exchanger is provided on the outlet side of the exhaust gas, and the heat exchanger exchanges heat between the compressed air from the compressor and the exhaust gas from the turbine and supplies the heat to the combustor. The temperature of the compressed air is raised. For this reason, in such a gas turbine device, even if an attempt is made to improve the thermal efficiency by increasing the turbine inlet temperature as described above, a limit is imposed on the Durbin inlet temperature due to the heat resistance limit of the heat exchanger, and the thermal efficiency is reduced. Improvement was hampered.

【0003】また、上記した再生式ガスタービン装置に
用いられる熱交換器の従来例として、排気ガスの通路
に、その排気ガスの流れ方向に直交するようにセラミッ
ク製の伝熱パイプを配置し、この伝熱パイプ中に前記圧
縮機からの圧縮空気を流して、排気ガスと圧縮空気の間
で熱交換させるようにした直交流タイプのものが知られ
ている。しかし、このような直交流タイプの熱交換器
は、2つの流体を互いに反対方向に流す対向流型の熱交
換器に比べて、熱交換効率が低い。
Further, as a conventional example of a heat exchanger used in the above-mentioned regenerative gas turbine device, a ceramic heat transfer pipe is disposed in an exhaust gas passage so as to be orthogonal to a flow direction of the exhaust gas. There is known a cross-flow type in which compressed air from the compressor flows through the heat transfer pipe to cause heat exchange between the exhaust gas and the compressed air. However, such a cross-flow heat exchanger has a lower heat exchange efficiency than a counter-flow heat exchanger in which two fluids flow in opposite directions.

【0004】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
ので、耐熱限界および熱交換効率の高い熱交換器、およ
びこれを用いた熱効率の高いガスタービン装置を提供す
ることを目的とする。
[0004] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger having a high heat resistance limit and a high heat exchange efficiency, and a gas turbine device using the heat exchanger having a high heat efficiency.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1構成に係る熱交換器は、第1の流体と
第2の流体間の熱交換用のコアを備え、前記コアは、前
記第1の流体を第1の方向に流す第1の通路を形成する
セラミック製の複数の伝熱パイプと、前記第2の流体を
伝熱パイプ間の空間で形成される第2の通路に流入さ
せ、前記第1の方向と反対の第2の方向に流したのち前
記空間から流出させる流入口および流出口とを有し、前
記伝熱パイプに、この伝熱パイプの径方向および軸方向
に延びるセラミック製の伝熱フィンが設けられている。
ここで、「径方向」は、放射方向のほか、放射方向から
若干ずれた斜め放射方向も含む。
To achieve the above object, a heat exchanger according to a first aspect of the present invention comprises a core for heat exchange between a first fluid and a second fluid, The core includes a plurality of ceramic heat transfer pipes forming a first passage through which the first fluid flows in a first direction, and a second passage formed by a space between the second fluid and the heat transfer pipes. And an outlet and an outlet for flowing in a second direction opposite to the first direction and then flowing out of the space. The heat transfer pipe has a radial direction of the heat transfer pipe. And a ceramic heat transfer fin extending in the axial direction.
Here, the "radial direction" includes not only the radiation direction but also an oblique radiation direction slightly deviated from the radiation direction.

【0006】前記熱交換器によれば、第1の通路を形成
するセラミック製の複数の伝熱パイプ中に流される第1
の流体と、第2の通路を形成する伝熱パイプ間の空間を
第1の流体と反対方向に流される第2の流体との間で熱
交換が行われるので、セラミック自身の持つ優れた耐熱
性により、熱交換器の耐熱限界を高くできると共に、対
向流型なので熱交換効率も高くなる。
[0006] According to the heat exchanger, the first heat flowing through the plurality of ceramic heat transfer pipes forming the first passage is provided.
Heat is exchanged between the first fluid and the second fluid flowing in the space between the heat transfer pipes forming the second passage in a direction opposite to the first fluid, so that the ceramic itself has excellent heat resistance. The heat resistance of the heat exchanger can be increased due to the heat exchange property, and the heat exchange efficiency is also increased because of the counter flow type.

【0007】本発明の好ましい実施形態では、前記伝熱
フィンが伝熱パイプの外方または内方の少なくとも一方
に設けられている。
In a preferred embodiment of the present invention, the heat transfer fins are provided on at least one of the outside and the inside of the heat transfer pipe.

【0008】伝熱パイプの外方に伝熱フィンを設けた場
合には、伝熱パイプと第2の流体の接触面積が増大し、
熱交換効率を向上させることができると共に、第2の流
体を円滑にガイドできる。また、伝熱パイプの内方に伝
熱フィンを設けた場合には、伝熱パイプと第1の流体の
接触面積が増大し、熱交換効率を向上させることができ
る。
When the heat transfer fins are provided outside the heat transfer pipe, the contact area between the heat transfer pipe and the second fluid increases,
The heat exchange efficiency can be improved, and the second fluid can be smoothly guided. When the heat transfer fins are provided inside the heat transfer pipe, the contact area between the heat transfer pipe and the first fluid increases, and the heat exchange efficiency can be improved.

【0009】本発明の第2構成に係る熱交換器は、第1
の流体と第2の流体間の熱交換用のコアを備え、前記コ
アは、前記第1および第2の流体の通路となる多数の目
を持つセラミック製のハニカム構造を有し、コアを横断
する第1の横断方向に沿って、前記第1の流体を第1の
方向に流す第1の通路列と、前記第2の流体を前記第1
の方向と反対の第2の方向に流す第2の通路列とが形成
され、前記第1の通路列と第2の通路列とは前記第1の
横断方向と直交する第2の横断方向に隣接して並んでお
り、前記第2の通路列の上流端部が切除されて、その切
除空間がコアに設けた流入口に連通し、前記第2の通路
列の下流端部が切除されて、その切除空間がコアに設け
た流出口に連通している。
[0009] The heat exchanger according to the second configuration of the present invention comprises a first heat exchanger.
A core for heat exchange between the first fluid and the second fluid, the core having a ceramic honeycomb structure having a large number of eyes serving as passages for the first and second fluids, and traversing the core. A first row of passages for flowing the first fluid in a first direction along a first transverse direction;
And a second passage row flowing in a second direction opposite to the first direction, the first passage row and the second passage row are formed in a second transverse direction orthogonal to the first transverse direction. The upstream end of the second passage row is cut off adjacently, the cut space communicates with the inlet provided in the core, and the downstream end of the second passage row is cut off. The cutting space communicates with the outlet provided in the core.

【0010】前記熱交換器によれば、セラミック製のハ
ニカム構造の第1の通路列を第1の方向に流れる第1の
流体と、前記ハニカム構造の第2の通路列を第1の方向
と反対の第2の方向に流れる第2の流体の間で熱交換が
行われるので、セラミック自身の持つ優れた耐熱性によ
り、熱交換器の耐熱限界を高くできると共に、対向流型
なので、熱交換効率も高くなる。
According to the heat exchanger, the first fluid flowing through the first passage row of the honeycomb structure made of ceramic in the first direction and the second fluid row passing through the first row of the honeycomb structure correspond to the first direction. Since the heat exchange is performed between the second fluids flowing in the opposite second direction, the heat resistance of the heat exchanger can be increased by the excellent heat resistance of the ceramic itself. Efficiency also increases.

【0011】本発明に係るガスタービン装置は、前記第
1または第2構成の熱交換器と、この熱交換器の前記第
1の通路に排気ガスを流すガスタービンエンジンとを有
し、ガスタービンエンジンの圧縮機を出た空気を前記流
入口に導入する空気導入路と、前記流出口からの空気を
ガスタービンエンジンの燃焼器に導く空気導出路を備え
ている。
A gas turbine apparatus according to the present invention includes a heat exchanger having the first or second configuration, and a gas turbine engine for flowing exhaust gas through the first passage of the heat exchanger. An air introduction passage for introducing air that has exited the compressor of the engine into the inflow port, and an air outflow passage for guiding air from the outflow port to a combustor of the gas turbine engine are provided.

【0012】前記ガスタービン装置によれば、耐熱限界
が高く熱交換効率の高い対向流型の熱交換器により、ガ
スタービンエンジンからの排気ガスと圧縮機からの空気
の間で熱交換が行われるので、タービン入口温度を上げ
て熱効率を向上させることができる。
According to the gas turbine apparatus, heat is exchanged between exhaust gas from the gas turbine engine and air from the compressor by the counter-flow heat exchanger having a high heat resistance limit and high heat exchange efficiency. Therefore, the turbine inlet temperature can be increased to improve the thermal efficiency.

【0013】本発明の好ましい実施形態では、前記熱交
換器の前面に前記ガスタービンエンジンが連結されてお
り、前記コアと、このコアを収納するケーシングとの間
に、ガスタービンエンジンの圧縮機を出た空気を前記流
入口に導入する空気導入路の一部と、前記流出口からの
空気をガスタービンエンジンの燃焼器に導く空気導出路
の一部とが形成されている。
In a preferred embodiment of the present invention, the gas turbine engine is connected to a front surface of the heat exchanger, and a compressor of the gas turbine engine is provided between the core and a casing accommodating the core. A part of an air introduction path for introducing the discharged air to the inflow port and a part of an air outlet path for guiding the air from the outflow port to a combustor of the gas turbine engine are formed.

【0014】熱交換器の前面にガスタービンエンジンが
直結されることにより、ガスタービン装置全体がコンパ
クトになる。
Since the gas turbine engine is directly connected to the front of the heat exchanger, the entire gas turbine device becomes compact.

【0015】[0015]

【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付きガスタービンエンジンを
駆動源とするガスタービン発電装置の縦断面図を示す。
このガスタービン発電装置1は、熱交換器付きガスター
ビンエンジン2と、これによって駆動される発電機3と
を備えている。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a gas turbine power generation apparatus using a gas turbine engine with a heat exchanger as a driving source according to an embodiment of the present invention.
The gas turbine power generator 1 includes a gas turbine engine 2 with a heat exchanger and a generator 3 driven by the gas turbine engine 2.

【0016】ガスタービンエンジン2は、遠心式圧縮機
4と、タービン5と、このタービン5の径方向外方に位
置する環状の燃焼器6とを有する。前記圧縮機4の金属
製インペラ11の背面に、タービンロータ17が接合さ
れている。圧縮機4は、吸気通路7から導入される空気
IAを圧縮して、その圧縮空気Aをガスタービンエンジ
ン2の後部の排気ガス出口側に連結された熱交換器8を
経て燃焼器6に供給するものであり、タービン5によっ
て駆動される。この圧縮機4は、金属製インペラ11
と、前記吸気通路7を構成する吸気ハウジング9の後端
の前記インペラ11を覆う位置に形成されたシュラウド
12とを備えている。圧縮機4の出口側である径方向外
側には、圧縮空気Aの静圧を高めるためのディフューザ
13が配置されている。タービン5は、タービンロータ
17と、このタービンロータ17の入口側部材であるタ
ービンノズル18とを備えている。
The gas turbine engine 2 has a centrifugal compressor 4, a turbine 5, and an annular combustor 6 located radially outward of the turbine 5. A turbine rotor 17 is joined to the back of the metal impeller 11 of the compressor 4. The compressor 4 compresses the air IA introduced from the intake passage 7 and supplies the compressed air A to the combustor 6 via the heat exchanger 8 connected to the exhaust gas outlet side at the rear of the gas turbine engine 2. And driven by the turbine 5. The compressor 4 includes a metal impeller 11.
And a shroud 12 formed at a position to cover the impeller 11 at the rear end of the intake housing 9 constituting the intake passage 7. A diffuser 13 for increasing the static pressure of the compressed air A is disposed radially outward on the outlet side of the compressor 4. The turbine 5 includes a turbine rotor 17 and a turbine nozzle 18 that is an inlet-side member of the turbine rotor 17.

【0017】燃焼器6は、ガスまたは液体の燃料Fを燃
焼器6内の燃焼室31に噴射する燃料ノズル32を有
し、その燃料Fが、熱交換器8を経て燃焼室31内に送
給されてくる高温圧縮空気A1と混合されて燃焼する。
その高温高圧の燃焼ガスGは前記タービンノズル18か
らタービン5に送られ、燃焼ガスGのエネルギによりタ
ービン5が駆動される。前記燃焼器6は環状のものであ
り、タービン5の回転軸心C1と同心に配置されてい
る。
The combustor 6 has a fuel nozzle 32 for injecting a gas or liquid fuel F into a combustion chamber 31 in the combustor 6, and the fuel F is sent into the combustion chamber 31 via the heat exchanger 8. It is mixed with the supplied high-temperature compressed air A1 and burns.
The high-temperature and high-pressure combustion gas G is sent from the turbine nozzle 18 to the turbine 5, and the energy of the combustion gas G drives the turbine 5. The combustor 6 is annular, and is arranged concentrically with the rotation axis C1 of the turbine 5.

【0018】図1に示す熱交換器8は、ガスタービンエ
ンジン2のタービン5を出た高温の排気ガスEと、ガス
タービンエンジン2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、前記圧縮機4,燃焼
器6およびタービン5を収容した横断面円形のメインハ
ウジング35の後端部に取り付けられている。この熱交
換器8は、その円筒状ケーシング37の前部フランジ3
8が、後述する筒部材45の前フランジ49を、メイン
ハウジング35の後端部のフランジ39とで挟み付けた
状態のものに、メインハウジング35のフランジ39
に、ボルト40およびナット41で締結されることによ
り、メインハウジング35に連結されている。この熱交
換器ケーシング37の内方に、図3に示すような横断面
形状が円形の熱交換用コア36が収納されている。な
お、熱交換用コア36は、横断面四角形やその他の多角
形であってもよい。また、ケーシング37は角筒状であ
ってもよい。
The heat exchanger 8 shown in FIG. 1 includes a high-temperature exhaust gas E exiting the turbine 5 of the gas turbine engine 2 and a low-temperature compressed air A exiting the compressor 4 of the gas turbine engine 2.
The heat exchange is performed between the main housing 35 and the rear end of the main housing 35 having a circular cross section and housing the compressor 4, the combustor 6, and the turbine 5. The heat exchanger 8 is connected to the front flange 3 of the cylindrical casing 37.
8 is a state in which a front flange 49 of a tubular member 45 described below is sandwiched between a flange 39 at a rear end of the main housing 35 and a flange 39 of the main housing 35.
Are connected to the main housing 35 by being fastened with bolts 40 and nuts 41. A heat exchange core 36 having a circular cross section as shown in FIG. 3 is housed inside the heat exchanger casing 37. The heat exchange core 36 may have a rectangular cross section or another polygon. Further, the casing 37 may be in the shape of a rectangular tube.

【0019】前記コア36は、金属製の筒部材45と、
この筒部材45の前部および後部を閉塞するセラミック
製の円盤状の前後ヘッダ46,47と、図1に示すよう
に、前後ヘッダ46,47で支持されるセラミック製の
伝熱パイプ48とを有する。筒部材45の前部は、その
外周に形成された前フランジ49が、前記熱交換器ケー
シング37の前部フランジ38と、メインハウジング3
5の後端部のフランジ39とで挟まれて、これらフラン
ジ38,39と共にボルト40およびナッ41で締結さ
れることにより、熱交換器ケーシング37に支持されて
いる。また、前記筒部材45の後端部は、その外周に形
成された後フランジ50が、熱交換器ケーシング37の
後端の内向きフランジ51に、ボルト52およびナット
53で締結されることにより、熱交換器ケーシング37
に支持されている。
The core 36 includes a metal tubular member 45,
A ceramic disc-shaped front and rear headers 46 and 47 for closing the front and rear portions of the cylindrical member 45, and a ceramic heat transfer pipe 48 supported by the front and rear headers 46 and 47, as shown in FIG. Have. A front flange 49 formed on the outer periphery of the front part of the cylindrical member 45 is formed by a front flange 38 of the heat exchanger casing 37 and the main housing 3.
5 is supported by the heat exchanger casing 37 by being sandwiched between the flanges 39 at the rear end and fastened together with the flanges 38 and 39 with bolts 40 and nuts 41. The rear end of the cylindrical member 45 has a rear flange 50 formed on the outer periphery thereof, which is fastened to an inward flange 51 at the rear end of the heat exchanger casing 37 with a bolt 52 and a nut 53. Heat exchanger casing 37
It is supported by.

【0020】前記前後ヘッダ46,47は、前記伝熱パ
イプ48を支持する部材であって、各伝熱パイプ48の
端部の嵌合する複数の通孔54,55が貫通形成されて
いる。これらの通孔54,55は、前ヘッダ46の入口
側(外面側)と、後ヘッダ47の出口側(外面側)とに
向かって通路が滑らかに拡大するフレア付きとされてい
る。図2に示すように、伝熱パイプ48の一端部を前ヘ
ッダ46の通孔54に、他端部を後ヘッダ47の通孔5
5にそれぞれ嵌合させて焼成等で接合することにより、
各伝熱パイプ48が前後ヘッダ46,47に接合され
て、熱交換器ケーシング37の軸心に沿った方向に向け
て支持される。各通孔54,55のパイプ差し込み部5
4a,55aは、大径部とされており、ここに伝熱パイ
プ48を差し込むことにより、伝熱パイプ48の内面
と、これに連らなる通孔54,55の内面とを面一にし
て、流体抵抗を抑制している。
The front and rear headers 46 and 47 are members for supporting the heat transfer pipes 48, and have a plurality of through holes 54 and 55 into which the ends of the heat transfer pipes 48 are fitted. These through holes 54, 55 are provided with flares so that the passages smoothly expand toward the inlet side (outer surface side) of the front header 46 and the outlet side (outer surface side) of the rear header 47. As shown in FIG. 2, one end of the heat transfer pipe 48 is connected to the through hole 54 of the front header 46 and the other end is connected to the through hole 5 of the rear header 47.
5 and fitted by baking etc.
Each heat transfer pipe 48 is joined to the front and rear headers 46 and 47 and supported in a direction along the axis of the heat exchanger casing 37. Pipe insertion part 5 of each through hole 54, 55
4a and 55a are large-diameter portions. By inserting the heat transfer pipe 48 therein, the inner surface of the heat transfer pipe 48 is flush with the inner surfaces of the through holes 54 and 55 connected thereto. The fluid resistance is suppressed.

【0021】前記伝熱パイプ48の取り付けでは、先
ず、各伝熱パイプ48の一端部を前ヘッダ46の通孔5
4に接合し、つづいて、各伝熱パイプ48の他端部を後
ヘッダ47の通孔55に接合し、コア本体46〜48を
形成する。その後、このコア本体46〜48における前
ヘッダ46を筒部材45の前部内面に嵌合させる。コア
36の筒部材45は、その後端部が他部より大径部56
とされていて、この大径部56の内面に後ヘッダ47を
嵌合させる。
In mounting the heat transfer pipes 48, first, one end of each heat transfer pipe 48 is connected to the through hole 5 of the front header 46.
4 and then the other end of each heat transfer pipe 48 is joined to the through hole 55 of the rear header 47 to form core bodies 46 to 48. Thereafter, the front header 46 of the core bodies 46 to 48 is fitted to the front inner surface of the tubular member 45. The rear end of the cylindrical member 45 of the core 36 has a larger diameter portion 56 than the other portion.
The rear header 47 is fitted to the inner surface of the large diameter portion 56.

【0022】なお、筒部材大径部56の外径側に延びる
肩部56aと後ヘッダ47の前面との間には、波板から
なるウエーブリング61と、ガスケット62が介装され
ていて、ウエーブリング61によりセラミック製の伝熱
パイプ48および前後ヘッダ46,47の伝熱パイプ長
手方向への熱膨張を吸収するようになっている。また、
後ヘッダ47の背面(外面)と熱交換器ケーシング37
の後端の内向きフランジ51との間にも、ガスケット6
3が介装されている。さらに、前後ヘッダ46,47の
外周面には、セラミック製のシールリング64,65が
嵌め込まれている。これらのシールリング64,65お
よび前記ガスケット62,63により、筒部材45に対
する前後ヘッダ46,47の嵌合部のシールが図られて
いる。
A wave ring 61 made of a corrugated sheet and a gasket 62 are interposed between a shoulder 56a extending to the outer diameter side of the cylindrical member large diameter portion 56 and the front surface of the rear header 47. The wave ring 61 absorbs thermal expansion of the ceramic heat transfer pipe 48 and the front and rear headers 46 and 47 in the heat transfer pipe longitudinal direction. Also,
The back (outer surface) of the rear header 47 and the heat exchanger casing 37
Between the inward flange 51 at the rear end and the gasket 6
3 are interposed. Further, ceramic seal rings 64 and 65 are fitted on the outer peripheral surfaces of the front and rear headers 46 and 47. By these seal rings 64 and 65 and the gaskets 62 and 63, the fitting of the front and rear headers 46 and 47 to the tubular member 45 is sealed.

【0023】前記伝熱パイプ48は、第1の流体である
排気ガスEを熱交換器ケーシング37の軸心に沿った第
1の方向D1に流す第1の通路66を形成するものであ
り、その軸方向に延びる複数枚の伝熱フィン68,69
を有する。図4はその伝熱パイプ48の一部を破断した
正面図を示し、図5はその部分斜視図を示す。一方の伝
熱フィン68は、伝熱パイプ48の外方において、径方
向に延ばしたものであり、他方の伝熱フィン69は、伝
熱パイプ48の内方において、径方向に延ばしたもので
ある。なお、伝熱フィン68,69は、外方の伝熱フィ
ン68だけであってもよいし、内方の伝熱フィン69だ
けであってもよい。さらに、これらの伝熱フィン68,
69とは別に、図5に鎖線で示すように、前記伝熱フィ
ン68,69よりも径方向への長さの短い補助伝熱フィ
ン71,72を付加してもよい。前記外方の伝熱フィン
68の径方向への長さは、前記前後ヘッダ46,47で
支持された隣接する伝熱パイプ48の間で、互いに若干
オーバラップするように設定するのが好ましい。
The heat transfer pipe 48 forms a first passage 66 for flowing exhaust gas E as a first fluid in a first direction D1 along the axis of the heat exchanger casing 37. A plurality of heat transfer fins 68, 69 extending in the axial direction
Having. FIG. 4 shows a front view in which a part of the heat transfer pipe 48 is cut away, and FIG. 5 shows a partial perspective view thereof. One heat transfer fin 68 extends radially outside the heat transfer pipe 48, and the other heat transfer fin 69 extends radially inside the heat transfer pipe 48. is there. The heat transfer fins 68 and 69 may be only the outer heat transfer fins 68 or only the inner heat transfer fins 69. Furthermore, these heat transfer fins 68,
In addition to the heat transfer fins 69, auxiliary heat transfer fins 71 and 72 having a shorter length in the radial direction than the heat transfer fins 68 and 69 may be added as shown by a chain line in FIG. The radial length of the outer heat transfer fins 68 is preferably set so as to slightly overlap between adjacent heat transfer pipes 48 supported by the front and rear headers 46 and 47.

【0024】図1に示す伝熱パイプ48間の空間は、第
2の流体である前記圧縮空気Aが流れる第2の通路67
とされる。
The space between the heat transfer pipes 48 shown in FIG. 1 is provided in the second passage 67 through which the compressed air A as the second fluid flows.
It is said.

【0025】前記コア36を構成する筒部材45の後ヘ
ッダ47に近い後部に、複数の流入口74が周方向に並
んで形成され、前ヘッダ46に近い前部に、複数の流出
口75が周方向に並んで形成されている。前記圧縮機か
らの圧縮空気Aは、流入口74から前記第2の通路67
に流入し、排気ガスEの流れる第1の方向D1と反対の
第2の方向D2に流れたのち、流出口75から、後述す
る導出路84に流出する。
A plurality of inflow ports 74 are formed in the rear portion near the rear header 47 of the cylindrical member 45 constituting the core 36 in the circumferential direction, and a plurality of outflow ports 75 are formed in the front portion near the front header 46. They are formed side by side in the circumferential direction. Compressed air A from the compressor flows from the inlet 74 to the second passage 67.
And flows in a second direction D2 opposite to the first direction D1 in which the exhaust gas E flows, and then flows out of an outlet 75 to a later-described outlet path 84.

【0026】コア36と熱交換器ケーシング37との間
には、圧縮空気Aをコア36の前方からコア36の側方
を通って、つまり側面の外側を通って前記流入口74に
導入する導入路81が形成されている。熱交換器8の前
方のメインハウジング35と環状の燃焼器6との間に
は、圧縮機4を出た圧縮空気Aを前記導入路81に導く
圧縮空気通路82が形成されている。この圧縮空気通路
82は、メインハウジング35と、このメインハウジン
グ35の内側にメインハウジング35と同心状に一体形
成された円筒部材83との間にできる空間によって構成
される。この圧縮空気通路82と、コア36の側方の前
記導入路81との間は、コア筒部材45の前フランジ4
9において周方向に並べて形成されている複数の圧縮空
気用導入口87を介して連通している。
Between the core 36 and the heat exchanger casing 37, compressed air A is introduced into the inlet 74 from the front of the core 36 through the side of the core 36, that is, through the outside of the side surface. A passage 81 is formed. A compressed air passage 82 is formed between the main housing 35 in front of the heat exchanger 8 and the annular combustor 6 to guide the compressed air A exiting the compressor 4 to the introduction passage 81. The compressed air passage 82 is formed by a space formed between the main housing 35 and a cylindrical member 83 integrally formed concentrically with the main housing 35 inside the main housing 35. The front flange 4 of the core tubular member 45 is provided between the compressed air passage 82 and the introduction passage 81 on the side of the core 36.
9 communicates via a plurality of compressed air inlets 87 formed side by side in the circumferential direction.

【0027】さらに、熱交換器8の前面には、前記圧縮
空気通路82の内周側に、熱交換器8の流出口75から
の高温圧縮空気A1をガスタービンエンジン2の燃焼器
6に送給する燃焼器向け導出路84が形成されている。
この導出路84は、前記円筒部材83と、この円筒部材
83と同心に配置される前記コア筒部材45の前方の円
錐状部45aとの間の空間、燃焼器6の外筒部と円筒部
材83との間の空間、および、前記円錐状部45aの前
端から前記タービンノズル18におけるタービンシュラ
ウド18aの後端まで延びるほぼ円筒状の排気ディフュ
ーザ85と燃焼器6との間の空間によって形成される。
前記円錐状部45aおよび排気ディフューザ85で囲ま
れる内側空間により、タービン5を出た排気ガスEをコ
ア36の第1の通路66に流入させる排気ガス流入路8
6が形成されている。
Further, on the front side of the heat exchanger 8, the high-temperature compressed air A 1 from the outlet 75 of the heat exchanger 8 is sent to the combustor 6 of the gas turbine engine 2 on the inner peripheral side of the compressed air passage 82. An outlet path 84 for the combustor to be supplied is formed.
The lead-out path 84 is formed in a space between the cylindrical member 83 and the conical portion 45a in front of the core cylindrical member 45 which is arranged concentrically with the cylindrical member 83. 83 and a space between the substantially cylindrical exhaust diffuser 85 and the combustor 6 extending from the front end of the conical portion 45a to the rear end of the turbine shroud 18a in the turbine nozzle 18. .
Due to the inner space surrounded by the conical portion 45a and the exhaust diffuser 85, an exhaust gas inflow passage 8 for allowing the exhaust gas E exiting the turbine 5 to flow into the first passage 66 of the core 36.
6 are formed.

【0028】発電機3は、ガスタービンエンジン2の回
転部に連結された発電機ロータ91と、その周囲に配置
された発電機ステータ92とを有し、前記吸気ハウジン
グ9と同心に配置され、ストラット93を介して吸気ハ
ウジング9に支持された横断面円形の発電機ケース94
内に収容されている。前記吸気ハウジング9と発電機ケ
ース94との間にできる空間によって、前記吸気通路7
が構成される。吸気ハウジング9の前端には、外部から
前記吸気通路7に空気IAを導入する吸気ダクト95が
連結されている。前記発電機ステータ92は、発電機ケ
ース94の内周側にこのケース94と同心に配置して固
定されたリング状のコア97と、このコア97から内径
側に突出する各局部に巻回したコイル98とで構成され
る。
The generator 3 has a generator rotor 91 connected to the rotating part of the gas turbine engine 2 and a generator stator 92 arranged around the generator rotor 91, and is arranged concentrically with the intake housing 9. Generator case 94 having a circular cross section supported by intake housing 9 via struts 93
Housed within. The space formed between the intake housing 9 and the generator case 94 allows the intake passage 7
Is configured. An intake duct 95 for introducing air IA from outside into the intake passage 7 is connected to a front end of the intake housing 9. The generator stator 92 is wound around a ring-shaped core 97 fixed and disposed concentrically with the case 94 on the inner peripheral side of a generator case 94, and each local portion projecting from the core 97 to the inner diameter side. And a coil 98.

【0029】上記構成において、図1の熱交換器8によ
り、ガスタービンエンジン2の圧縮機4を出た圧縮空気
Aと、タービン5を出た排気ガスEとの間で熱交換が行
われ、高温化された圧縮空気A1がガスタービンエンジ
ン2の燃焼器6に導かれるので、ガスタービンエンジン
2の熱効率が向上する。そのガスタービンエンジン2の
タービン5により発電機3が駆動される。
In the above configuration, heat exchange is performed between the compressed air A exiting the compressor 4 of the gas turbine engine 2 and the exhaust gas E exiting the turbine 5 by the heat exchanger 8 of FIG. Since the high-temperature compressed air A1 is guided to the combustor 6 of the gas turbine engine 2, the thermal efficiency of the gas turbine engine 2 is improved. The generator 3 is driven by the turbine 5 of the gas turbine engine 2.

【0030】とくに、前記熱交換器8では、第1の通路
66を形成するセラミック製の複数の伝熱パイプ48中
に流される排気ガスE(第1の流体)と、第2の通路6
7を形成する伝熱パイプ48間の空間を第1の流体と反
対方向D2に流される圧縮空気A(第2の流体)との間
で熱交換が行われるので、セラミックの持つ優れた耐熱
性により、熱交換器8の耐熱限界を高くできると共に、
対向流型とさせることで熱交換効率も高くすることがで
きる。なお、コア36の外周部を構成する筒部材45は
金属製とされているが、コア36の側方は排気ガスE
(第1の流体)に対して低温である圧縮空気A(第2の
流体)の導入路81とされているから、筒部材45の高
温化が抑制されるので、熱交換器8の耐熱限界を制限す
る原因にはならない。
In particular, in the heat exchanger 8, the exhaust gas E (first fluid) flowing through the plurality of ceramic heat transfer pipes 48 forming the first passage 66, and the second passage 6
7, heat exchange is performed between the first fluid and the compressed air A (second fluid) flowing in the opposite direction D2 in the space between the heat transfer pipes 48, and therefore, the excellent heat resistance of ceramics Thereby, the heat resistance limit of the heat exchanger 8 can be increased,
The heat exchange efficiency can be increased by using the counter flow type. The cylindrical member 45 that constitutes the outer peripheral portion of the core 36 is made of metal.
Since the passage 81 of the compressed air A (the second fluid), which is at a lower temperature than the (first fluid), is used, the temperature of the cylindrical member 45 is suppressed from being increased. Does not cause a restriction.

【0031】また、前記伝熱パイプ48には、図5に明
示したように、その径方向および軸方向に延びるセラミ
ック製の伝熱フィン68,69が伝熱パイプ48の外方
および内方に設けられているので、熱交換効率を向上さ
せることができる。すなわち、伝熱パイプ48の外方に
設けた伝熱フィン68は、伝熱パイプ48と圧縮空気A
(第2の流体)の接触面積を増大させると共に、圧縮空
気Aを円滑に第2の方向D2に流すガイドとしても作用
するので、これにより熱交換効率を向上させることがで
きる。また、伝熱パイプ48の内方に設けた伝熱フィン
69は、伝熱パイプ48と排気ガスE(第1の流体)の
接触面積を増大させ、これにより熱交換効率を向上させ
ることができる。
As shown in FIG. 5, ceramic heat transfer fins 68 and 69 extending radially and axially are provided on the heat transfer pipe 48 on the outside and inside of the heat transfer pipe 48, respectively. Since it is provided, the heat exchange efficiency can be improved. That is, the heat transfer fins 68 provided outside the heat transfer pipe 48 are separated from the heat transfer pipe 48 by the compressed air A.
The contact area of the (second fluid) is increased, and at the same time, it acts as a guide for flowing the compressed air A smoothly in the second direction D2, so that the heat exchange efficiency can be improved. Moreover, the heat transfer fins 69 provided inside the heat transfer pipe 48 increase the contact area between the heat transfer pipe 48 and the exhaust gas E (first fluid), thereby improving the heat exchange efficiency. .

【0032】さらに、前記ガスタービン発電装置1で
は、耐熱限界が高く熱交換効率の高い対向流型の前記熱
交換器8により、ガスタービンエンジン2からの排気ガ
スEと圧縮機4からの圧縮空気Aの間で熱交換が行われ
るので、タービン入口温度を上げて熱効率を向上させる
ことができる。
Further, in the gas turbine power generator 1, the exhaust gas E from the gas turbine engine 2 and the compressed air from the compressor 4 are formed by the counter-flow heat exchanger 8 having a high heat resistance limit and high heat exchange efficiency. Since heat exchange is performed between A, the turbine inlet temperature can be increased to improve thermal efficiency.

【0033】図6は、前記ガスタービン発電装置1にお
ける熱交換器8の他の実施形態を示す縦断面図である。
この熱交換器8では、そのコア36の内部がセラミック
製のハニカム構造とされている。すなわち、コア36を
構成する金属製の筒部材45の内方にセラミック製ハニ
カム構造体を収容することにより、第1の流体である前
記排気ガスEを第1の方向D1に流す第1の通路列10
6と、第2の流体である前記圧縮空気Aを前記第1の方
向D1と反対の第2の方向D2に流す第2の通路列10
7とが形成されている。コア36の筒部材45は円筒形
とするのが好ましいが、角筒形や多角状の筒形であって
もよい。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the heat exchanger 8 in the gas turbine power generator 1.
In the heat exchanger 8, the inside of the core 36 has a honeycomb structure made of ceramic. That is, the first passage through which the exhaust gas E as the first fluid flows in the first direction D1 by housing the ceramic honeycomb structure inside the metal tubular member 45 constituting the core 36. Row 10
6 and a second passage row 10 for flowing the compressed air A as a second fluid in a second direction D2 opposite to the first direction D1.
7 are formed. The cylindrical member 45 of the core 36 is preferably cylindrical, but may be rectangular or polygonal.

【0034】前記第1および第2の通路列106,10
7は、コア36を横断する第1の横断方向P(熱交換器
ケーシング37の軸心方向に直交する水平横向き方向:
図10)に並ぶ各1列のハニカム目EYの群からなり、
第1の通路列106と、第2の通路列107が、上下方
向に交互に重なるように、各通路列106,107が選
択されている。両通路列106,107は、前記第1の
横断方向Pと直交する第2の横断方向Q(熱交換器ケー
シング37の上下横向き方向:図10)に隣接して並ん
でいる。
The first and second passage arrays 106 and 10
7 is a first transverse direction P crossing the core 36 (a horizontal transverse direction orthogonal to the axial direction of the heat exchanger casing 37:
Each row consists of a group of honeycomb eyes EY arranged in FIG.
Each of the passage rows 106 and 107 is selected such that the first passage row 106 and the second passage row 107 alternately overlap in the vertical direction. The two passage arrays 106 and 107 are arranged adjacent to each other in a second transverse direction Q (a vertical direction of the heat exchanger casing 37: FIG. 10) orthogonal to the first transverse direction P.

【0035】前記第2の通路列107は、図10(A)
に斜線を施して示す上流端部(図6の後端部)が、図1
0(B)のように切除され、その切除空間108が、図
8に示すようにコア36の筒部材45に設けた流入口7
4に連通している。流通口74は、第2の通路列107
の各段に対応させて、筒部材45の周方向に並べて複数
設けられている。第2の通路列107の下流端部も、上
流端部と同様にして切除され、その切除空間109が、
図9に示すように前記筒部材45に設けた流出口75に
連通している。
The second row of passages 107 is shown in FIG.
The upstream end (rear end in FIG. 6) indicated by hatching is shown in FIG.
0 (B), and the cut space 108 is formed in the inflow port 7 provided in the cylindrical member 45 of the core 36 as shown in FIG.
It communicates with 4. The circulation port 74 is provided in the second passage row 107
Are provided in a row in the circumferential direction of the tubular member 45 so as to correspond to each of the steps. The downstream end of the second passage row 107 is also cut in the same manner as the upstream end, and the cut space 109 is
As shown in FIG. 9, it communicates with an outlet 75 provided in the tubular member 45.

【0036】図6に示す第1の通路列106の上流端部
は、前記筒部材45の前部に嵌合されるセラミック製の
前ヘッダ46に形成した通孔114に嵌合させて焼成す
ることにより、前ヘッダ46に接合されている。また、
第1の通路列106の下流端部も、セラミック製の後ヘ
ッダ47に形成した通孔115に嵌合させて焼成するこ
とにより、後ヘッダ47に接合され、その後、前記筒部
材45の後部に嵌合されている。その他の構成は、先の
実施形態の場合とほぼ同様であり、ここでは説明を省略
する。
The upstream end of the first row of passages 106 shown in FIG. Thereby, it is joined to the front header 46. Also,
The downstream end of the first passage row 106 is also joined to the rear header 47 by being fitted into a through hole 115 formed in the ceramic rear header 47 and fired. Mated. Other configurations are almost the same as those of the previous embodiment, and the description is omitted here.

【0037】この熱交換器8では、タービン5(図1)
からの排ガスEが図6の第1の通路列106を第1の方
向D1に向けて流れ、圧縮機4(図1)からの圧縮空気
Aがコア36の流入口74から第2の通路列107を第
2の方向D2に流れた後に、コア36の流出口75から
流出することにより、排気ガスEと圧縮空気Aの間で対
向流型の効率的な熱交換が行われる。とくに、そのコア
36がセラミック製とされているので、耐熱限界を高く
することができる。したがって、この熱交換器8を用い
たガスタービン発電装置1の場合も、タービン入口温度
を上げて熱効率を向上させることができる。
In the heat exchanger 8, the turbine 5 (FIG. 1)
Exhaust gas E flows from the first passage row 106 of FIG. 6 in the first direction D 1, and compressed air A from the compressor 4 (FIG. 1) flows from the inlet 74 of the core 36 to the second passage row. After flowing through the flow path 107 in the second direction D2, the air flows out of the outlet 75 of the core 36, so that efficient counterflow-type heat exchange is performed between the exhaust gas E and the compressed air A. In particular, since the core 36 is made of ceramic, the heat resistance limit can be increased. Therefore, also in the case of the gas turbine power generator 1 using this heat exchanger 8, it is possible to increase the turbine inlet temperature and improve the thermal efficiency.

【0038】前記各実施形態では熱交換器8の前面にガ
スタービンエンジン2を直結して、装置全体のコンパク
ト化を図ったが、これとは異なり、ガスタービンエンジ
ン2と熱交換器8を配管を通して連結してもよい。
In each of the above embodiments, the gas turbine engine 2 is directly connected to the front surface of the heat exchanger 8 to reduce the size of the entire apparatus. In contrast to this, the gas turbine engine 2 and the heat exchanger 8 are connected by piping. May be connected.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように、本発明の第1構成の熱交
換器によれば、第1の流体と第2の流体間の熱交換用の
コアを備え、前記コアは、前記第1の流体を第1の方向
に流す第1の通路を形成するセラミック製の複数の伝熱
パイプと、前記第2の流体を前記伝熱パイプ間の空間で
形成される第2の通路に流入させ、前記第1の方向と反
対の第2の方向に流したのち前記空間から流出させる流
入口および流出口とを有し、前記伝熱パイプに、この伝
熱パイプの径方向および軸方向に延びるセラミック製の
伝熱フィンが設けられているので、セラミック自身の持
つ優れた耐熱性により、熱交換器の耐熱限界を高くでき
ると共に、対向流型であるために熱交換効率も高くする
ことができる。
As described above, according to the heat exchanger of the first configuration of the present invention, the heat exchanger includes the core for exchanging heat between the first fluid and the second fluid, and the core includes the first fluid. A plurality of ceramic heat transfer pipes forming a first passage through which the fluid flows in a first direction; and allowing the second fluid to flow into a second passage formed in a space between the heat transfer pipes. Having an inflow port and an outflow port that flow in a second direction opposite to the first direction and then flow out of the space, and extend in the heat transfer pipe in the radial direction and the axial direction of the heat transfer pipe. Since the heat transfer fins made of ceramic are provided, the heat resistance of the heat exchanger can be increased due to the excellent heat resistance of the ceramic itself, and the heat exchange efficiency can be increased due to the counter flow type. .

【0040】また、本発明の第2構成の熱交換器によれ
ば、第1の流体と第2の流体間の熱交換用のコアを備
え、前記コアは、前記第1および第2の流体の通路とな
る多数の目を持つセラミック製のハニカム構造を有し、
さらに、コアを横断する第1の横断方向に沿って、前記
第1の流体を第1の方向に流す第1の通路列と、前記第
2の流体を前記第1の方向と反対の第2の方向に流す第
2の通路列とが形成され、前記第1の通路列と第2の通
路列とは前記第1の横断方向と直交する第2の横断方向
に隣接して並んでおり、前記第2の通路列の上流端部が
切除されて、その切除空間がコアに設けた流入口に連通
し、前記第2の通路列の下流端部が切除されて、その切
除空間がコアに設けた流出口に連通しているので、耐熱
限界を高くできると共に、対向流型であるために熱交換
効率も高くすることができる。
Further, according to the heat exchanger of the second configuration of the present invention, the heat exchanger includes a core for heat exchange between the first fluid and the second fluid, and the core includes the first and second fluids. Has a ceramic honeycomb structure with a large number of eyes that will be the passage of
A first row of passages for flowing the first fluid in a first direction along a first transverse direction across the core; and a second passageway for flowing the second fluid in a second direction opposite to the first direction. A second passage row flowing in the direction of the first passage row is formed, and the first passage row and the second passage row are arranged adjacent to each other in a second transverse direction orthogonal to the first transverse direction, The upstream end of the second passage row is cut away, the cut space communicates with the inlet provided in the core, the downstream end of the second passage row is cut, and the cut space is cut into the core. Since it communicates with the provided outlet, the heat resistance limit can be increased, and the heat exchange efficiency can be increased due to the counterflow type.

【0041】さらに、本発明のガスタービン装置は、前
記第1または第2構成の熱交換器と、この熱交換器の前
記第1の通路に排気ガスを流すガスタービンエンジンと
を有し、前記ケーシングとコアの間に、ガスタービンエ
ンジンの圧縮機を出た空気を前記流入口に導入する空気
導入路と、前記流出口からの空気をガスタービンエンジ
ンの燃焼器に導く空気導出路とを備えているので、ガス
タービンエンジンからの排気ガスと圧縮機からの空気と
の間で熱交換が行われ、その際、耐熱限界が高く熱交換
効率の高い対向流型の熱交換器により、タービン入口温
度を上げて熱効率を向上させることができる。
Further, the gas turbine apparatus of the present invention has the heat exchanger of the first or second configuration, and a gas turbine engine for flowing exhaust gas through the first passage of the heat exchanger. An air introduction path that introduces air that has exited the compressor of the gas turbine engine into the inflow port, and an air outflow path that guides air from the outflow port to a combustor of the gas turbine engine, between the casing and the core. Therefore, heat is exchanged between the exhaust gas from the gas turbine engine and the air from the compressor. At this time, the counter-flow heat exchanger, which has a high heat resistance limit and high heat exchange efficiency, The heat efficiency can be improved by increasing the temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るガスタービン発電装
置の縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a gas turbine power generator according to an embodiment of the present invention.

【図2】同ガスタービン発電装置における熱交換器の要
部拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of a heat exchanger in the gas turbine power generator.

【図3】同熱交換器におけるコアを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a core in the heat exchanger.

【図4】同熱交換器における伝熱パイプの一部破断正面
図である。
FIG. 4 is a partially cutaway front view of a heat transfer pipe in the heat exchanger.

【図5】同伝熱パイプの部分斜視図である。FIG. 5 is a partial perspective view of the heat transfer pipe.

【図6】本発明の他の実施形態に係る熱交換器の縦断面
図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a heat exchanger according to another embodiment of the present invention.

【図7】同熱交換器におけるコアの中間部の部分断面図
である。
FIG. 7 is a partial sectional view of an intermediate portion of a core in the heat exchanger.

【図8】図6のVIII-VIII 線に沿った部分断面図であ
る。
FIG. 8 is a partial sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.

【図9】図6のIX-IX 線に沿った部分断面図である。FIG. 9 is a partial sectional view taken along line IX-IX in FIG. 6;

【図10】前記熱交換器における第2の通路列の切除空
間を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a cutting space of a second passage row in the heat exchanger.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…ガスタービンエンジン、4…圧縮機、8…熱交換
器、36…コア、37…ケーシング、48…伝熱パイ
プ、66…第1の通路、67…第2の通路、68,69
…伝熱フィン、74…流入口、75…流出口、81…導
入路、82…圧縮空気通路、84…燃焼器向け導出路、
106…第1の通路列、107…第2の通路列、10
8,109…切除空間、E…排気ガス(第1の流体)、
A…圧縮空気(第2の流体)、EY…ハニカムの目
2 gas turbine engine, 4 compressor, 8 heat exchanger, 36 core, 37 casing, 48 heat transfer pipe, 66 first passage, 67 second passage, 68, 69
... heat transfer fins, 74 ... inlet, 75 ... outlet, 81 ... introduction path, 82 ... compressed air passage, 84 ... outlet path for combustor,
106: first passage row, 107: second passage row, 10
8,109: ablation space, E: exhaust gas (first fluid),
A: compressed air (second fluid), EY: eyes of honeycomb

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の流体と第2の流体間の熱交換用の
コアを備え、 前記コアは、前記第1の流体を第1の方向に流す第1の
通路を形成するセラミック製の複数の伝熱パイプと、前
記第2の流体を前記伝熱パイプ間の空間で形成される第
2の通路に流入させ、前記第1の方向と反対の第2の方
向に流したのち前記空間から流出させる流入口および流
出口とを有し、 前記伝熱パイプに、この伝熱パイプの径方向および軸方
向に延びるセラミック製の伝熱フィンが設けられている
熱交換器。
1. A core for heat exchange between a first fluid and a second fluid, wherein the core is made of ceramic forming a first passage for flowing the first fluid in a first direction. A plurality of heat transfer pipes, and the second fluid flows into a second passage formed in a space between the heat transfer pipes, and flows in a second direction opposite to the first direction. A heat exchanger having an inflow port and an outflow port for flowing out of the heat transfer pipe, wherein the heat transfer pipe is provided with ceramic heat transfer fins extending in a radial direction and an axial direction of the heat transfer pipe.
【請求項2】 請求項1において、前記伝熱フィンは伝
熱パイプの外方または内方の少なくとも一方に設けられ
ている熱交換器。
2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat transfer fin is provided on at least one of an outer side and an inner side of the heat transfer pipe.
【請求項3】 第1の流体と第2の流体間の熱交換用の
コアを備え、 前記コアは、前記第1および第2の流体の通路となる多
数の目を持つセラミック製のハニカム構造を有し、さら
にコアを横断する第1の横断方向に沿って、前記第1の
流体を第1の方向に流す第1の通路列と、前記第2の流
体を前記第1の方向と反対の第2の方向に流す第2の通
路列とが形成され、前記第1の通路列と第2の通路列と
は前記第1の横断方向と直交する第2の横断方向に隣接
して並んでおり、 前記第2の通路列の上流端部が切除されて、その切除空
間がコアに設けた流入口に連通し、前記第2の通路列の
下流端部が切除されて、その切除空間がコアに設けた流
出口に連通している熱交換器。
3. A ceramic honeycomb structure having a plurality of eyes serving as a passage for the first and second fluids, the core having a core for heat exchange between a first fluid and a second fluid. And a first row of passages for flowing the first fluid in a first direction along a first transverse direction across the core; and opposing the second fluid to the first direction. A second passage row flowing in a second direction is formed, and the first passage row and the second passage row are arranged adjacent to each other in a second transverse direction orthogonal to the first transverse direction. The upstream end of the second passage row is cut off, the cut-out space communicates with an inlet provided in the core, and the downstream end of the second passage row is cut off, so that the cut-off space is formed. Is a heat exchanger communicating with the outlet provided in the core.
【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載の熱交
換器と、 この熱交換器の前記第1の通路に排気ガスを流すガスタ
ービンエンジンと、 ガスタービンエンジンの圧縮機を出た空気を前記流入口
に導入する空気導入路と、 前記流出口からの空気をガスタービンエンジンの燃焼器
に導く空気導出路と、 を備えたガスタービン装置。
4. The heat exchanger according to claim 1, a gas turbine engine for flowing exhaust gas through the first passage of the heat exchanger, and a compressor of the gas turbine engine. A gas turbine device comprising: an air introduction passage that introduces air into the inflow port; and an air outflow passage that guides air from the outflow outlet to a combustor of a gas turbine engine.
【請求項5】 請求項4において、前記熱交換器の前面
に前記ガスタービンエンジンが連結されており、前記コ
アと、このコアを収納するケーシングとの間に、 ガスタービンエンジンの圧縮機を出た空気を前記流入口
に導入する空気導入路の一部と、前記流出口からの空気
をガスタービンエンジンの燃焼器に導く空気導出路の一
部とが形成されたガスタービン装置。
5. The gas turbine engine according to claim 4, wherein the gas turbine engine is connected to a front surface of the heat exchanger, and a compressor of the gas turbine engine is provided between the core and a casing accommodating the core. A gas turbine device, comprising: a part of an air introduction path for introducing air into the inflow port; and a part of an air outlet path for guiding air from the outflow port to a combustor of a gas turbine engine.
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