JP2018109464A - Heat exchanger and vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器及び船舶に関する。 The present invention relates to a heat exchanger and a ship.
排ガス等と熱交換を行う熱交換器を有し、前記排ガス等の熱を回収する排熱回収装置がある。排熱回収装置は、発電設備や船舶に搭載される。排熱回収装置は、排ガスと熱媒(例えば水)との間で熱交換を行う熱交換器を有する。熱交換器は、内部に熱媒が流通する複数の伝熱管と、伝熱管を外側から覆うケーシングと、を備えている。熱交換器は、排ガスが流通する煙道内に配置されることで、伝熱管を介して排ガスと熱媒との間で熱交換を行う。このような熱交換器では、排ガスに含まれる煤、潤滑油等の異物が伝熱管表面に付着することがある。ここで、特許文献1には、ケーシングと伝熱管との間を流れる流体の熱を回収して伝熱管に伝える伝熱管パネルを有する排熱回収装置を備える熱交換器が記載されている。
There is an exhaust heat recovery device that includes a heat exchanger that performs heat exchange with exhaust gas and the like and recovers heat of the exhaust gas and the like. The exhaust heat recovery device is mounted on a power generation facility or a ship. The exhaust heat recovery apparatus includes a heat exchanger that performs heat exchange between exhaust gas and a heat medium (for example, water). The heat exchanger includes a plurality of heat transfer tubes in which a heat medium flows and a casing that covers the heat transfer tubes from the outside. The heat exchanger performs heat exchange between the exhaust gas and the heat medium via the heat transfer tube by being disposed in the flue through which the exhaust gas flows. In such a heat exchanger, foreign matter such as soot and lubricating oil contained in the exhaust gas may adhere to the surface of the heat transfer tube. Here,
ここで、複数の伝熱管からなる熱交換器では、伝熱管とケーシングとの間に隙間が形成される。この隙間における排ガスに対する流動抵抗は、複数の伝熱管同士の間の領域における流動抵抗よりも小さい。このため、伝熱管とケーシングとの間の隙間に排ガスが流れ込んでしまうことで、すり抜け流れが形成されてしまう。 Here, in the heat exchanger composed of a plurality of heat transfer tubes, a gap is formed between the heat transfer tubes and the casing. The flow resistance to the exhaust gas in this gap is smaller than the flow resistance in the region between the plurality of heat transfer tubes. For this reason, when the exhaust gas flows into the gap between the heat transfer tube and the casing, a slip-through flow is formed.
特許文献1に記載の熱交換器は、排熱回収装置で、ケーシングの内面と伝熱管との間の隙間を流れる蒸気の熱を回収することができる。しかしながら、特許文献1に記載された装置では、伝熱管パネルが伝熱管自体に取り付けられているため、ケーシングの内面と伝熱管との間には依然として大きな空間が形成されてしまう。このため、十分な熱回収ができない可能性がある。加えて、伝熱管パネルが設けられることにより、構造が複雑・大型化してしまう。これにより、搭載機器の小型化に対する要請が特に強い船舶に当該構造を採用することが難しくなってしまう。すなわち、特許文献1に記載された装置には、依然として改善の余地がある。
The heat exchanger described in
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、熱交換性能が向上した熱交換器、ボイラ、及び船舶を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a heat exchanger, a boiler, and a ship having improved heat exchange performance.
本発明の熱交換器は、内部を作動流体が上流側から下流側に向かって流れる筒状のケーシングと、前記ケーシングの内部に設けられ、前記作動流体の流れ方向に等ピッチで配列された複数の伝熱管を有する伝熱管層を前記流れ方向に直交する方向に複数積層させることで形成されるとともに、前記流れ方向に間隔をあけて配置された複数の伝熱管ブロックと、前記伝熱管ブロックの下流側に設けられ、前記ケーシングの内面から突出するとともに、上流側を向く第一案内面を有する下流側案内部と、を備える。 The heat exchanger according to the present invention includes a cylindrical casing in which the working fluid flows from the upstream side toward the downstream side, and a plurality of the casings arranged in the flow direction of the working fluid. A plurality of heat transfer tube layers having a heat transfer tube stacked in a direction orthogonal to the flow direction, and a plurality of heat transfer tube blocks arranged at intervals in the flow direction; and A downstream guide portion provided on the downstream side and protruding from the inner surface of the casing and having a first guide surface facing the upstream side.
この構成によれば、下流側案内部の第一案内面が作動流体に対する流動抵抗となるため、作動流体は第一案内面によって案内されて、第一案内面よりも上流側の領域である伝熱管ブロックが配置されている領域で、ケーシングの内面から離間する方向に向かって流れる。これにより、伝熱管ブロックとケーシングの内面との間に形成される隙間に作動流体を低減することができる。 According to this configuration, since the first guide surface of the downstream guide portion serves as a flow resistance against the working fluid, the working fluid is guided by the first guide surface, and is transmitted in the region upstream of the first guide surface. It flows toward the direction away from the inner surface of the casing in the region where the heat pipe block is disposed. Thereby, a working fluid can be reduced to the clearance gap formed between a heat exchanger tube block and the inner surface of a casing.
また、本発明の熱交換器では、前記第一案内面は、前記流れ方向から見て前記内面に最も近接する前記伝熱管と重なっていてもよい。 In the heat exchanger according to the present invention, the first guide surface may overlap the heat transfer tube closest to the inner surface as viewed from the flow direction.
この構成によれば、伝熱管ブロックとケーシングの内面との間の隙間に作動流体が流れ込む可能性をさらに低減することができる。加えて、伝熱管ブロックとケーシングの内面との距離を小さくすることができる。 According to this configuration, the possibility that the working fluid flows into the gap between the heat transfer tube block and the inner surface of the casing can be further reduced. In addition, the distance between the heat transfer tube block and the inner surface of the casing can be reduced.
また、本発明の熱交換器では、前記第一案内面は、前記伝熱管が延びる方向から見て、前記流れ方向に対して傾斜していてもよい。 In the heat exchanger according to the present invention, the first guide surface may be inclined with respect to the flow direction when viewed from the direction in which the heat transfer tube extends.
この構成によれば、第一案内面が流れ方向に対して傾斜していることから、作動流体を第一案内面に沿って円滑に案内することができる。言い換えると、作動流体中に随伴される煤や潤滑油の飛沫などの異物の堆積につながる作動流体の流れにおける淀みや滞留を低減することができる。 According to this configuration, since the first guide surface is inclined with respect to the flow direction, the working fluid can be smoothly guided along the first guide surface. In other words, it is possible to reduce stagnation and stagnation in the flow of the working fluid that leads to the accumulation of foreign matter such as soot and splashes of lubricating oil accompanying the working fluid.
また、本発明の熱交換器では、前記第一案内面は、上流側から下流側に向かうにしたがって前記内面から離間する方向に湾曲していてもよい。 In the heat exchanger of the present invention, the first guide surface may be curved in a direction away from the inner surface from the upstream side toward the downstream side.
この構成によれば、第一案内面が湾曲していることから、作動流体を第一案内面に沿ってさらに円滑に案内することができる。言い換えると、作動流体中に随伴される煤や潤滑油の飛沫などの異物の堆積につながる作動流体の流れの淀みや滞留をさらに低減することができる。 According to this configuration, since the first guide surface is curved, the working fluid can be guided more smoothly along the first guide surface. In other words, it is possible to further reduce the stagnation and stagnation of the flow of the working fluid that leads to the accumulation of foreign matters such as soot and splashes of lubricating oil accompanying the working fluid.
また、本発明の熱交換器では、前記下流側案内部は、前記内面から離れる方向に延びる領域が、厚みが変化しない板形状であってもよい。 In the heat exchanger of the present invention, the downstream guide portion may have a plate shape in which the region extending in the direction away from the inner surface does not change in thickness.
この構成によれば、伝熱管ブロックとケーシングの内面との間の隙間に作動流体が流れ込む可能性を低減することができる。加えて、他の複雑な形状とした場合に比べて、下流側案内部を簡素かつ廉価に設けることができる。 According to this structure, possibility that a working fluid will flow into the clearance gap between a heat exchanger tube block and the inner surface of a casing can be reduced. In addition, the downstream guide portion can be provided simply and inexpensively as compared with other complicated shapes.
また、本発明の熱交換器では、前記下流側案内部が前記内面から突出する寸法は、前記伝熱管の前記ピッチの1倍以上3倍以下であってもよい。 Moreover, in the heat exchanger of this invention, the dimension which the said downstream side guide part protrudes from the said inner surface may be 1 to 3 times the said pitch of the said heat exchanger tube.
この構成によれば、下流側案内部によって伝熱管ブロックとケーシングの内面との間の隙間を十分に覆うことができるため、当該隙間に流れ込む作動流体をさらに低減することができる。 According to this structure, since the downstream guide part can fully cover the gap between the heat transfer tube block and the inner surface of the casing, the working fluid flowing into the gap can be further reduced.
また、本発明の熱交換器では、前記第一案内面と、該第一案内面に最も近接する前記伝熱管との距離は、10mm以上50mm以下であってもよい。 In the heat exchanger according to the present invention, the distance between the first guide surface and the heat transfer tube closest to the first guide surface may be 10 mm or more and 50 mm or less.
この構成によれば、伝熱管における熱交換をさらに効率的に行うことができる。 According to this configuration, heat exchange in the heat transfer tube can be performed more efficiently.
また、本発明の熱交換器は、前記伝熱管ブロックの上流側に設けられ、前記ケーシングの内面から突出するとともに、上流側を向く第二案内面を有する上流側案内部をさらに備えてもよい。 The heat exchanger according to the present invention may further include an upstream guide portion provided on the upstream side of the heat transfer tube block, having a second guide surface that protrudes from the inner surface of the casing and faces the upstream side. .
この構成によれば、伝熱管ブロックとケーシングの内面との間の隙間に対する、上流側からの作動流体の流入を低減することができる。 According to this configuration, it is possible to reduce the inflow of the working fluid from the upstream side with respect to the gap between the heat transfer tube block and the inner surface of the casing.
また、本発明の船舶は、上述の熱交換器と、前記熱交換器が配置された煙道と、前記煙道に排ガスを供給する主機関と、を備える。 Moreover, the ship of this invention is equipped with the above-mentioned heat exchanger, the flue where the said heat exchanger is arrange | positioned, and the main engine which supplies waste gas to the said flue.
この構成によれば、効率の向上した熱交換器を備えた船舶を提供することができる。 According to this structure, the ship provided with the heat exchanger with improved efficiency can be provided.
本発明によれば、熱交換の効率を向上することができる。 According to the present invention, the efficiency of heat exchange can be improved.
[第一実施形態]
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
[First embodiment]
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment, and when there are two or more embodiments, what comprises combining each embodiment is also included.
本発明の第一実施形態について、図1から図3を参照して説明する。図1に示すように、船舶100は、船体1と、ディーゼルエンジン11と、排熱回収装置10と、を備えている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. As shown in FIG. 1, the
船体1は、貨客等を搭載可能な筐体である。ディーゼルエンジン11は、主機関である。なお、主機関はディーゼルエンジン11以外の内燃機関であってもよい。ディーゼルエンジン11は、例えばプロペラシャフトを駆動するための動力を発生するとともに、排ガスを排出する。なお、本実施形態では、船舶100のディーゼルエンジン11から排出される排ガスから熱を排熱回収装置10で回収するが、排熱回収装置10が熱を回収する対象の高温のガスは、特に限定されない。つまり、排熱回収装置10は、ガスタービン、ボイラ、燃料電池など、高温のガスを排出する装置の下流側に設置することができ、高温のガスの熱を回収することができる。また、船舶100は、排熱回収装置10の下流側に排ガスの有害物質を除去、低減する排ガス処理装置を設置してもよい。
The
熱交換器40は、ディーゼルエンジン11から排出された排ガスと、熱媒としての水との間で熱交換を行う。熱交換によって昇温された水は過熱蒸気となり、蒸気タービン等の他の装置(不図示)の駆動に利用される。
The
以下、熱交換器40の詳細な構成について、図2を参照して説明する。熱交換器40は、図2に示すように、ケーシング41と、熱交換器本体42と、を有する。ケーシング41は筒状であり、内部を上流側から下流側に向かって排ガスが流れる。なお、以下の説明では、排ガスの流れる方向を「流れ方向」と呼ぶことがある。ケーシング41は、ディーゼルエンジン11から排出された排ガスが流れる排気経路の一部となる。ケーシング41の内部空間には、熱交換器本体42が設けられている。
Hereinafter, the detailed configuration of the
熱交換器本体42は、流れ方向に間隔をあけて配列された複数(2つ)の伝熱管ブロック43と、各伝熱管ブロック43周囲の排ガス(作動流体)を案内する下流側案内部50と、を有する。なお、本実施形態では伝熱管ブロック43が2つ設けられる構成について説明するが、伝熱管ブロック43の数は2つに限定されず、3つ以上であってもよい。また、2つの伝熱管ブロック43は互いに同等の構成を有するが、以降の説明では、上流側に位置する伝熱管ブロック43を第一伝熱管ブロック44と呼び、下流側に位置する伝熱管ブロック43を第二伝熱管ブロック45と呼び、両者を区別することがある。
The heat exchanger main body 42 includes a plurality of (two) heat transfer tube blocks 43 arranged at intervals in the flow direction, and a
伝熱管ブロック43は、複数の伝熱管層46が流れ方向に積層されている。伝熱管層46は、流れ方向に直交する方向に等ピッチPで配列された複数の伝熱管47を有する。ここで、伝熱管47のピッチPとは、隣接する伝熱管47の中心点同士の間の距離を指している。各伝熱管47は、流れ方向に連続して延びる一の管を流れ方向に間隔をあけて複数回折り返すことで形成されている。つまり、伝熱管47は、複数の伝熱管層46に跨って配置されている。
In the heat transfer tube block 43, a plurality of heat transfer tube layers 46 are laminated in the flow direction. The heat
各伝熱管47は円管状の断面形状を有し、流れ方向に直交する方向に延びている。伝熱管47は、熱媒としての水が内部を、流れ方向下流側から上流側に向かって流通する。隣接する各伝熱管層46間における伝熱管47同士では、内部の水の流れる向きが互いに反対である。
Each
本実施形態の伝熱管ブロック43は、流れ方向に直交する方向、かつ、1つの伝熱管層において伝熱管47の延びる方向から見た場合、各伝熱管47が千鳥状に配置されている。言い換えると、互いに隣接する伝熱管層46では、複数の伝熱管47が流れ方向に直交する方向において互いに異なる位置に配置されている。なお、伝熱管ブロック43は、伝熱管47を千鳥状ではなく、格子状に配列してもよい。
In the heat transfer tube block 43 of the present embodiment, the
熱交換器40は、伝熱管ブロック43の外周縁とケーシング41の内面Sとの間に隙間G1が形成されている。なお、伝熱管ブロック43の外周縁とは、伝熱管ブロック43における最も外周側に位置する複数の伝熱管47の外周面がなす縁部である。
In the
下流側案内部50は、ケーシング41の内面Sにおける伝熱管ブロック43の下流側の領域に設けられている。具体的には、下流側案内部50は、ケーシング41の内面Sから当該内面Sに直交する方向に突出する板形状である。下流側案内部50は、内面Sから離れる方向に延びる領域が、厚みが変化しないように形成されている。言い換えると、下流側案内部50の厚みは一定である。下流側案内部50は、板材をケーシング41の内面Sに溶接等により固定することで設置することができる。また、下流側案内部50は、断面がL字となる形状とし、L字の一辺をケーシング41と対面させ、一辺をケーシング41から突出させた構造としてもよい。また、下流側案内部50は、板状部材をステーで支持した構造としてもよい。
The
下流側案内部50は、突出高さ、すなわち下流側案内部50における内面Sから離間する側の端部と内面Sとの間の寸法が、上述した伝熱管47のピッチPの1倍以上3倍以下であることが好ましい。下流側案内部50は、突出高さが伝熱管47のピッチPの1倍以上2倍以下であることがより好ましい。下流側案内部50は、突出高さを、伝熱管47のピッチPの1倍とすることが最も好ましい。熱交換器40は、隙間G1をピッチPよりも狭くすることで、熱交換の効率を高くすることができる。下流側案内部50は、突出高さを上記範囲とすることで、流れ方向から見た場合に、ケーシング41の内面Sに最も近接する伝熱管47と重なる形状とすることができる。これにより、下流側案内部50の両面のうち、上流側を向く面である第一案内面51は、流れ方向下流側から隙間G1と伝熱管ブロック43とに対向している。言い換えると、流れ方向から見て、隙間G1は下流側案内部50によって塞がれている。なお、第一案内面51は、ケーシング41の内面Sに直交する面内に広がる面である。
The
第一案内面51と、当該第一案内面51に最も近接する伝熱管47との間の距離は、10mm以上50mm以下とすることが好ましく、10mm以上30mm以下とすることがより好ましく、10mmとすることが最も好ましい。
The distance between the
以下、第一実施形態に係る熱交換器40の動作について説明する。ディーゼルエンジン11から排出された排ガスは、熱交換器40に流入する。熱交換器40に流入した排ガスは伝熱管ブロック43に接触する。排ガスは、伝熱管47内を流通する熱媒としての水と熱交換されて低温となった後、大気中に放出される。
Hereinafter, the operation of the
下流側案内部50は、排ガスの流れを規制・案内し、隙間G1に流れ込もうとする排ガスの量を低減させる。下流側案内部50について図3を参照して説明する。下流側案内部50は、排ガスに対する流動抵抗となり、第一伝熱管ブロック44の下流側部分で、かつ内面Sの近傍である第一案内面51の周囲が、排ガスが流れにくい領域となる。これにより、内面S近傍や、隙間G1を流れている排ガスは、第一伝熱管ブロック44が配置されている領域を流れている間に、内面Sから離れる方向に流れやすくなる。
The
具体的には、隙間G1を流通した排ガスは、図3に示すように、内面Sに沿う流れ(破線矢印F1)を形成せずに、第一伝熱管ブロック44の下流側で下流側案内部50の第一案内面51によって向きを変える。その結果、排ガスは、第一案内面51に沿って内面Sから離間する方向に向かって、矢印F2のように流れる。その後、排ガスは、第一伝熱管ブロック44を経て隙間G1以外の部分を流通してきた排ガスの流れ(矢印F3)に沿って流れる。これにより、排ガスの流れる量は、隙間G1側ではなく、ケーシング41の中心に近い矢印F3側においてより多くなる。したがって、第一伝熱管ブロック44に対してより多くの排ガスを接触させることができるため、熱交換の効率を向上させることができる。加えて、下流側案内部50によって案内された排ガスは、ケーシング41の内面Sから離間した位置から、下流側に位置する第二伝熱管ブロック45に流入する。言い換えると、第一伝熱管ブロック44の下流側に下流側案内部50が設けられていることにより、第二伝熱管ブロック45とケーシング41との間の隙間G2への排ガスの流入量が低減される。したがって、下流側案内部50が設けられていない構成に比べて、熱交換器40の効率を向上させることができる。
Specifically, as shown in FIG. 3, the exhaust gas flowing through the gap G <b> 1 does not form a flow along the inner surface S (broken line arrow F <b> 1), and downstream of the first heat transfer tube block 44. The direction is changed by 50 first guide surfaces 51. As a result, the exhaust gas flows as indicated by an arrow F <b> 2 in the direction away from the inner surface S along the
さらに、上述の熱交換器40では、第一案内面51が、流れ方向から見て内面Sに最も近接する伝熱管47と重なっている。この構成によれば、下流側案内部50によって隙間G1を下流側から十分に覆うことができる。したがって、下流側案内部50による排ガスへの流動抵抗を十分に確保することができ、伝熱管ブロック43とケーシング41の内面Sとの間の隙間G1に排ガスが流れ込む可能性をさらに低減することができる。
Furthermore, in the
加えて、下流側案内部50を設けることで、伝熱管ブロック43とケーシング41の内面Sとの距離を小さくすることができる。言い換えると、下流側案内部50が設けられている場合、隙間G1が形成されることによる熱効率の低下を考慮することなく、伝熱管ブロック43の寸法(すなわち、伝熱管層46の数)を増やすことができる。このため、熱交換器40の効率をさらに向上させることができる。
In addition, by providing the
さらに、上述の熱交換器40では、下流側案内部50は、厚みが一定の板形状である。この構成によれば、他の複雑な形状とした場合に比べて、下流側案内部50を簡素かつ廉価に設けることができる。
Furthermore, in the above-described
さらに加えて、上述の熱交換器40では、下流側案内部50が内面Sから突出する寸法(すなわち、突出高さ)は、伝熱管47のピッチPの1倍以上3倍以下である。また、第一案内面51と、第一案内面51に最も近接する伝熱管47との距離は、10mm以上50mm以下である。この構成によれば、伝熱管ブロック43とケーシング41の内面Sとの間の隙間G1に排ガスが流れ込む可能性をさらに低減し、熱交換器40としての効率を十分に向上させることができる。
In addition, in the
以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上述の構成に種々の変更を施すことが可能である。 The first embodiment of the present invention has been described above. Note that various modifications can be made to the above-described configuration without departing from the gist of the present invention.
例えば、第一実施形態では、下流側案内部50の第一案内面51がケーシング41の内面Sに直交する面である構成について説明した。しかしながら、第一案内面51の構成はこれに限定されず、図4に示すような構成を採ることも可能である。具体的には、図4の例では、第一案内面52は、排ガスの流れ方向に対して傾斜している。言い換えると、第一案内面52は、上流側から下流側に向かうにしたがって、内面Sから次第に離間する方向に延びている。
For example, in the first embodiment, the configuration in which the
この構成によれば、第一案内面52が流れ方向に対して傾斜していることから、排ガスを第一案内面52に沿って円滑に案内することができる。したがって、排ガスの流れに淀みや滞留が発生する可能性を低減することができる。
According to this configuration, since the
さらに、第一案内面51は図5に示すような構成を採ることも可能である。具体的には、図5の例では、第一案内面53は、上流側から下流側に向かうにしたがって内面Sから離間する方向に向かって次第に湾曲している。
Further, the
この構成によれば、第一案内面51が湾曲していることから、排ガスを第一案内面53に沿ってさらに円滑に案内することができる。
According to this configuration, since the
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について、図6を参照して説明する。本実施形態では、第二伝熱管ブロック45の上流側に、上流側案内部60がさらに設けられている。上流側案内部60は、ケーシング41の内面Sにおける伝熱管ブロック43の上流側の領域に設けられている。具体的には、上流側案内部60は、ケーシング41の内面Sから当該内面Sに直交する方向に突出する板形状である。上流側案内部60は、内面Sから離れる方向に延びる領域が、厚みが変化しないように形成されている。言い換えると、上流側案内部60の厚みは一定である。上流側案内部60は、下流側案内部50と同様に、板材をケーシング41の内面Sに溶接等により固定することで設置することができる。また、上流側案内部60は、断面がL字となる形状とし、L字の一辺をケーシング41から突出させた構造としてもよい。また、上流側案内部60は、板状部材をステーで支持した構造としてもよい。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, an
上流側案内部60は、突出高さ、すなわち上流側案内部60における内面Sから離間する側の端部と内面Sとの間の寸法が、上述した伝熱管47のピッチPの1倍以上3倍以下であることが好ましい。上流側案内部60は、突出高さが伝熱管47のピッチPの1倍以上2倍以下であることがより好ましい。上流側案内部60は、突出高さが伝熱管47のピッチPの1倍であることが最も好ましい。熱交換器40は、隙間G2をピッチPよりも狭くすることで、熱交換の効率を高くすることができる。上流側案内部60は、突出高さを上記範囲とすることで、流れ方向から見た場合に、ケーシング41の内面Sに最も近接する伝熱管47と重なる形状とすることができる。これにより、上流側案内部60の両面のうち、上流側を向く面である第二案内面61は、流れ方向上流側から隙間G1と第二伝熱管ブロック45とに対向している。言い換えると、流れ方向から見て、隙間G1は上流側案内部60によって塞がれている。第二案内面61は、ケーシング41の内面Sに直交する面内に広がる面である。
The
第二案内面61と、当該第二案内面61に最も近接する伝熱管47との間の距離は、10mm以上50mm以下であることが好ましい。第二案内面61と、当該第二案内面61に最も近接する伝熱管47との間の距離は10mm以上30mm以下であることがより好ましい。第二案内面61と、当該第二案内面61に最も近接する伝熱管47との間の距離は、10mmであることが最も好ましい。
The distance between the second guide surface 61 and the
この構成によれば、第二伝熱管ブロック45とケーシング41の内面Sとの間の隙間G2に対して、上流側から流入する作動流体を低減することができる。より詳細には、排ガスは、第一伝熱管ブロック44の下流側に設けられた下流側案内部50によって、内面Sから離間する方向に案内された後、第一伝熱管ブロック44を流通してきた排ガスの主流、すなわち隙間G1以外の部分を流通してきた排ガスの流れに合流し、下流側に向かって流れる。下流側案内部50によって案内された排ガスは、上流側案内部60が設けられていることにより、ケーシング41の内面Sから離間した位置から、下流側に位置する第二伝熱管ブロック45に流入する。言い換えると、第一伝熱管ブロック44の下流側に下流側案内部50が設けられ、第二伝熱管ブロック45の上流側に上流側案内部60が設けられていることにより、第二伝熱管ブロック45とケーシング41との間の隙間G2への排ガスの流入量をさらに低減することができる。このため、熱交換器40の効率をさらに向上させることができる。
According to this configuration, the working fluid flowing from the upstream side can be reduced with respect to the gap G <b> 2 between the second heat transfer tube block 45 and the inner surface S of the
以上、本発明の第二実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上述の構成に種々の変更を施すことが可能である。 The second embodiment of the present invention has been described above. Note that various modifications can be made to the above-described configuration without departing from the gist of the present invention.
例えば、第二実施形態では、上流側案内部60の第二案内面61がケーシング41の内面Sに直交する面である構成について説明した。しかしながら、第二案内面61の構成はこれに限定されず、下流側案内部50と同様に、図4又は図5に示すような構成を採ることも可能である。具体的には、第二案内面61を流れ方向に対して傾斜させる構成や、第二案内面61を湾曲させる構成を採ることが可能である。
For example, in the second embodiment, the configuration in which the second guide surface 61 of the
また、熱交換器40の適用対象は排熱回収装置10に限定されず、例えば排熱回収ボイラの過熱器や蒸発器、節炭器等に各実施形態で説明した構成を適用することも可能である。
In addition, the application target of the
100 船舶
1 船体
10 排熱回収装置
11 ディーゼルエンジン
40 熱交換器
41 ケーシング
42 熱交換器本体
43 伝熱管ブロック
44 第一伝熱管ブロック
45 第二伝熱管ブロック
50 下流側案内部
46 伝熱管層
47 伝熱管
51 第一案内面
52 第一案内面
53 第一案内面
60 上流側案内部
61 第二案内面
G1 隙間
G2 隙間
P ピッチ
S 内面
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ケーシングの内部に設けられ、前記作動流体の流れ方向に直交する面内で等ピッチで配列された複数の伝熱管を有する伝熱管層を前記流れ方向に複数積層させることで形成されるとともに、前記流れ方向に間隔をあけて配置された複数の伝熱管ブロックと、
前記伝熱管ブロックの下流側に設けられ、前記ケーシングの内面から突出するとともに、上流側を向く第一案内面を有する下流側案内部と、
を備える熱交換器。 A cylindrical casing in which the working fluid flows from the upstream side toward the downstream side;
It is formed by laminating a plurality of heat transfer tube layers provided in the casing and having a plurality of heat transfer tubes arranged at an equal pitch in a plane orthogonal to the flow direction of the working fluid in the flow direction, A plurality of heat transfer tube blocks arranged at intervals in the flow direction;
A downstream guide portion provided on the downstream side of the heat transfer tube block, protruding from the inner surface of the casing and having a first guide surface facing the upstream side;
A heat exchanger.
前記熱交換器が配置された煙道と、
前記煙道に排ガスを供給する主機関と、
を備える船舶。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 8,
A flue in which the heat exchanger is arranged;
A main engine for supplying exhaust gas to the flue;
Ship equipped with.
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