JP2008256340A - Multitubular heat exchanger with truncated cone shaped tube plate and spiral bent tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は多管式熱交換器において、管板と伝熱管の形状に工夫を加える事によって本体を小型にしたものである。 The present invention is a multi-tube heat exchanger in which the main body is reduced in size by devising the shapes of the tube plate and the heat transfer tube.
従来、熱交換器の代表的な物として多管式熱交換器が利用されて来た。この種類の物の中には設計、製作の基準として、国内外の統一した各規格があり今日迄基本的な構造を変える事無く圧力、温度、流体の種類に応じた仕様により広く使用されている。 Conventionally, a multi-tube heat exchanger has been used as a typical heat exchanger. Among these types of products, there are standardized domestic and foreign standards as design and production standards, and to date, they are widely used according to specifications according to pressure, temperature, and fluid type without changing the basic structure. Yes.
従来の構造は管板の大きさで伝熱管の装着数量、伝熱面積が確定され、大型にして解決をせざるを得ない。また、管板に伝熱管を装着しこの管束を本体に収める構成の結果、本体内面を観察すると本体と管束又は管相互の熱交換に寄与しない悪影響となる隙間が多い事に驚かされる。広域な使用条件を満たし得る多管式の基本的な特徴に依拠しつつこの不都合を解決することを課題とする。 In the conventional structure, the number of installed heat transfer tubes and the heat transfer area are determined by the size of the tube sheet, and it must be solved by increasing the size. Further, as a result of the configuration in which the heat transfer tube is mounted on the tube plate and the tube bundle is housed in the main body, when the inner surface of the main body is observed, it is surprising that there are many gaps that do not contribute to heat exchange between the main body and the tube bundle or between the tubes. It is an object to solve this inconvenience while relying on the basic characteristics of a multi-tubular system that can satisfy a wide range of usage conditions.
この課題を解決するための請求項1の発明は伝熱管を装着する管板を円錐台形状にすることにより、面積の拡大に伴う装着数量、伝熱面積を増加せしめる。従来の管板は本体の円形断面の平面面積でπ×(半径)×(半径)となっている。一方、円錐台の表面積はπ×(斜辺)×(半径+小半径)であり某円錐台をπ×{1.5×(半径)}×{1.5×(半径)}=2.25π×(半径)×(半径)とすることができ、倍以上に拡大できる事がわかる。 In order to solve this problem, the invention according to claim 1 is to increase the mounting quantity and the heat transfer area with the expansion of the area by making the tube plate to which the heat transfer pipe is mounted into a truncated cone shape. The conventional tube sheet is π × (radius) × (radius) in terms of the plane area of the circular cross section of the main body. On the other hand, the surface area of the truncated cone is π × (slope) × (radius + small radius), and the truncated cone is represented by π × {1.5 × (radius)} × {1.5 × (radius)} = 2.25π. X (radius) x (radius), and it can be seen that the image can be enlarged more than twice.
また、請求項2の発明は円錐台の形状を円筒状に置き換えたものである。円筒の面積はπ×2×(半径)×(筒長)であり、ここで管板内径と筒長の寸法を仮定するとπ×2×{0.8×(半径)}×{1.25×(半径)}となり倍に拡大できるのがわかる。管板の面積を拡大して伝熱管の装着数量を増加せしめる点において同等の効果を持っている。しかし円筒の口径が大きく円錐台形より製作が容易である等有利な場合適用されるのであって前項と同一の目的を有する。 The invention of
更に、請求項3の発明は前各項の効果を流体の流動の性質を利用して補強する。
伝熱管を螺旋状の曲管にすることにより本体容器と、また管相互の隙間を適正化し、流体の流動する全ての点において拡散と集合の流れを変動せしめ、接触、熱伝達が偏りなく緻密に進行する。その結果熱交換量を増加できる。Furthermore, the invention of claim 3 reinforces the effect of each of the preceding paragraphs using the property of fluid flow.
By making the heat transfer tube into a spiral bent tube, the gap between the main body container and the tube is optimized, and the flow of diffusion and gathering is changed at all points where the fluid flows, so that contact and heat transfer are balanced and precise Proceed to. As a result, the heat exchange amount can be increased.
本発明により、同一規模における従来の多管式熱交換器より熱交換量が増大するので、小型化が可能となり、それによって用途が拡大される。 According to the present invention, the amount of heat exchange is increased as compared with a conventional multi-tube heat exchanger on the same scale, so that it is possible to reduce the size, thereby expanding the application.
図1は、円錐台形状の金属板によって成形加工された管板を設けたことを特徴とする多管式熱交換器の一部を欠截した外観斜視図である。図2はこの平面図であって管板を覗える様に一部を欠截している。
本体容器2内の両端に各々円錐台(截頭円錐)の形状の金属製管板3a及び3bを設ける。この管板に螺旋状曲げ加工した複数の金属管4を装着する。本体容器2には熱交換せしめる二種類の流体の出入り口が各々取り付けられており、5aから伝熱管4の外側、5bに通じている。他方は6aから伝熱管4の内側、6bに通じている。この様に伝熱管4の内外を各流体が流動して熱の交換を行う。FIG. 1 is an external perspective view in which a part of a multi-tube heat exchanger is provided, which is provided with a tube sheet formed by a frustum-shaped metal plate. FIG. 2 is a plan view of this portion, and a part thereof is omitted so that the tube plate can be seen.
図3は管板の形状を円筒に成したものであって実施にあたっては、この形は専ら本体容器2の口径が大きく円筒管板7a、7bの内径、つまり十分な伝熱管の収容開口径が確保されなければならない。管板以外は前項のものと同じである。 FIG. 3 shows the shape of the tube plate formed into a cylinder. In practice, this shape has a large diameter of the
次に、該実施例の構造と機能について、図面を参照しながら説明する。まず本体容器2の構造は密閉の溶接構造としているがこれは説明にあたって図の煩雑を回避する目的もあり、使用の都合によっては容易に分解できる方式であっても差し支えない。温度差のある一方の流体を図1の5aに導き管板3aの開口部を通り螺旋状の伝熱管4の外側に達する。この管群は螺旋状に曲げられた管を折り重ねて装着してある。従って本体容器2との、並びに伝熱管4相互の隙間を適正化しつつ、一方、流路は管相互の接触と曲がりによって複雑に変化しているためこの流体は分散と集合などの複雑な流動を際限なく繰り返しこの隙間をぬって5bより排出される。こうした伝熱管外表面での方向変化に富んだ流体の接触によって、管内を流動している流体との熱交換を偏りなく緻密にせしめる効果を発生させる。 Next, the structure and function of the embodiment will be described with reference to the drawings. First, the structure of the
他方の流体を図1の6bに導き管板3bに装着されてある多数伝熱管4の各々管内に流入する。こうして出口である管板3aに流体が到達するまでの間に前項に記載した管外部からの流体との間で熱交換がなされる。管板3aより熱交換を完了した流体は集合し開口部6aより排出される。 The other fluid is guided to 6b in FIG. 1 and flows into each of the multiple
本発明は伝熱面積を増大させ更に熱伝達作用の強化を特徴ある構造にすることによつて小型の多管式熱交換器の利用を可能とした。これは多管式でなければ許容出来ない仕様が実在している点において、特に意義のある事を付け加える。 The present invention makes it possible to use a small-sized multi-tubular heat exchanger by increasing the heat transfer area and making the structure characterized by enhanced heat transfer action. This adds particular significance to the fact that there is a specification that cannot be tolerated without a multi-tube system.
1 本体
2 本体容器
3a 円錐台(截頭円錐)形状の管板
3b 円錐台(截頭円錐)形状の管板
4 伝熱管
5a 流体接続口
5b 流体接続口
6a 流体接続口
6b 流体接続口
7a 円筒形状の管板
7b 円筒形状の管板DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007122877A JP2008256340A (en) | 2007-04-05 | 2007-04-05 | Multitubular heat exchanger with truncated cone shaped tube plate and spiral bent tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007122877A JP2008256340A (en) | 2007-04-05 | 2007-04-05 | Multitubular heat exchanger with truncated cone shaped tube plate and spiral bent tube |
Publications (1)
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JP2008256340A true JP2008256340A (en) | 2008-10-23 |
Family
ID=39980070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2007122877A Pending JP2008256340A (en) | 2007-04-05 | 2007-04-05 | Multitubular heat exchanger with truncated cone shaped tube plate and spiral bent tube |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008256340A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013022433A (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Ayako Nakagawa | Heat recovery device of washing drain water |
CN102999707A (en) * | 2012-12-07 | 2013-03-27 | 张周卫 | Low-temperature methanol-methanol winding tubular heat exchanger design and calculation method |
CN109506497A (en) * | 2018-10-26 | 2019-03-22 | 中国石油大学(华东) | A kind of high-efficiency compact capillary heat exchange of heat pipe |
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2007
- 2007-04-05 JP JP2007122877A patent/JP2008256340A/en active Pending
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CN109506497B (en) * | 2018-10-26 | 2020-09-01 | 中国石油大学(华东) | High-efficient compact capillary heat exchanger |
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