JP2023109719A - 熱交換器ユニット、および流体が熱交換器をパッシブに迂回する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】排気ガスシステム用の熱交換器ユニットを提供すること。【解決手段】熱交換器ユニットは、流体の流れが熱交換器ユニットに入るための入口と、流体の流れが熱交換器ユニットから出て行くための出口とを備える。熱交換器ユニットは、熱交換器を通過する熱交換器導管と、熱交換器を迂回する少なくとも1つの迂回導管とを有する熱交換器を備え、少なくとも1つの迂回導管は、迂回導管に沿って長手方向に配置された複数のチャネルを有する迂回コアを備える。【選択図】図3
Description
本発明は、排気ガスシステム用の熱交換器ユニット、および流体の流れが熱交換器をパッシブに迂回する方法に関する。
熱交換器では、種々の理由でガス流の一部分がしばしば熱交換器を迂回させられる。迂回路を通る流れの量は、たとえば弁または流量制御装置を介してアクティブに制御されてもよい。迂回導管内で可動部品が利用可能でないので、パッシブな迂回が好ましい場合がある。しかし、パッシブな迂回は、通常は特定の温度および流量で流れのうちの好ましい部分を迂回するように設計されているので、パッシブな迂回はうまく適さないことが多い。
したがって、大きい温度範囲および/または流量範囲で利用可能なパッシブな迂回路を備えた熱交換器ユニットが必要とされている。
本発明によれば、排気ガスシステム用の熱交換器ユニットが提供される。熱交換器ユニットは、流体の流れが熱交換器ユニットに入るための入口と、流体の流れが熱交換器ユニットから出て行くための出口とを備える。熱交換器ユニットは熱交換器をさらに備え、熱交換器は、熱交換器を通過する熱交換器導管と、熱交換器を迂回する少なくとも1つの迂回導管とを有する。その中で、少なくとも1つの迂回導管は、迂回導管に沿って長手方向に配置された複数のチャネルを有する迂回コアを備える。
好ましくは、複数のチャネルは迂回コア内で互いに対して平行に配置される。「平行」は厳密に平行でもよく、実質的に平行、たとえば厳密に平行な配向から約20パーセントだけ外れていてもよい。
迂回導管に複数のチャネルを提供することにより、迂回導管内の圧力降下を熱交換器内の圧力降下に合わせることができる。迂回コアの設計により、迂回路の物理的特性を迂回すべき熱交換器の物理的特性に簡単に合わせることが可能になる。別法として、または追加的に、これにより、熱交換器を迂回する流れの量に、したがってたとえば特定の温度を有する出口流の所望の混合に迂回路を適合させることが可能になる。たとえばチャネルの数、チャネルのサイズ、またはたとえば迂回コアの直径を変動させることにより、特定の流体流量および動作温度範囲に合わせて熱交換器ユニットを設計しかつ適合させることができる。
迂回導管はパッシブな導管として構築され、したがって迂回導管を通る流体の流量を制御するための弁または流量制御装置などのいかなるアクティブ部品または可動部品も備えなくてもよく、しかし幅広い流量範囲および温度範囲において一定またはほぼ一定の特性を有することが分かっている。頑強かつコスト効率的であり、また保守整備が少なくてすむという追加の利点を有するパッシブな迂回路。
熱交換器用途においては、流れの一部は熱交換器を迂回すべきである。これは、たとえば全体的な圧力降下を軽減するため、熱交換器で処理される流れの量を減少させるため、またはコストもしくは空間の制約により、より小さい熱交換器を使用するためになされる場合がある。
このように、熱交換器は熱交換器を通過する様々な流体流量でうまく動作するように適合されてもよく、特定の流量範囲のみで動作するように適合されてもよい。しかし、熱交換器では流れ抵抗は概して流速の2乗に比例して増加するが、迂回路では流れ抵抗は概して速度に比例して増加する。したがって、流量が迂回路の特定の設計値よりも多い場合、迂回路での流れ抵抗は熱交換器での流れ抵抗ほど速く上昇しないことになる。したがって、流量が迂回路および熱交換器組立体の特定の設計値よりも多いとき、より多くの流量が自動的に迂回導管を通過する傾向をもつことになる。これにより、迂回導管を通る、より速い速度での流れが促進されることになる。熱交換器を通る流れと迂回路を通る流れとの流れの割合が規定された値を有するかまたは一定を保つべきである場合、これは望ましくない。たとえば、熱交換器ユニットの出口流の温度がある特定の値に設定されるべきであるか、または少なくともある特定の範囲に収まるべきである場合、こうした規定された割合が特に所望されることがある。熱交換器ユニットを出て行った後の出口流が、たとえば燃料電池などの特定の温度、好ましくは一定の温度を必要とする別の装置への入口流として使用されることになる場合、このことが当てはまる場合がある。燃料電池は最適化された動作範囲を有し、これは入口流体の温度にかなり依存する。
迂回導管の特定の構造は、熱交換器での全体的な圧力降下を軽減するようにも設計され得ることが認識され得る。
本発明による熱交換器ユニットの好ましい実施形態では、迂回コアは100本から800本の間のチャネル、好ましくは200本から600本の間のチャネル、たとえば250本から450本の間のチャネルを備える。チャネルの数のこれらの範囲は、実質的に一定の迂回特性を伴って幅広い流量範囲および温度範囲で動作可能であるように熱交換器ユニットを設計するのによく適していることが分かっている。
好ましくは、熱交換器ユニットは迂回導管のアレイを備え、迂回導管のアレイのうちの迂回導管のそれぞれが、複数のチャネルを有する迂回コアを備える。迂回流をいくつかの迂回導管を通るいくつかの迂回流へと分けることは、迂回流と熱交換器を通過してきた第1の流れとを下流で混合するのに特に好ましい。出口流体の流れをより速くより均一な温度にすることが達成され得る。
迂回導管のアレイの各迂回導管は、使用者のニーズに従って配置されてもよい。好ましくは、迂回導管のうちの少なくともいくつかは熱交換器の高さに沿って配置される。これにより、迂回流体の流れを熱交換器の高さにわたって分配することができ、したがって第1の流れと第2の流れとの混合を支援することができる。いくつかの実施形態では、すべての迂回導管は熱交換器の高さに沿って配置される。
迂回導管のアレイは、たとえば2本から14本の間の迂回導管、好ましくは3本から10本の間の迂回導管、たとえば3本、4本、または6本の迂回導管を備えてもよい。導管のアレイの各迂回導管は、好ましくは間隔を開けかつ互いに隣り合って、たとえば互いに対して平行に、かつ互いの上に配置される。好ましくは、迂回導管は互いに対して等間隔で配置される。好ましくは、迂回導管は熱交換器ユニット内に一様に配置される。
迂回コア内の複数のチャネルは種々の手段によって実現されてもよい。チャネルは、たとえば複数の管、材料のブロック内の複数の貫通孔、またはそれ自体の上に折り重ねられるかもしくは置かれた波形シート材料によって実現されてもよい。
好ましくは、迂回コアは波形シート材料によって形成され、より好ましくは波形の鋼、最も好ましくは波形のステンレス鋼によって形成される。
好ましくは、複数のチャネルは丸められた波形シート材料によって形成される。
好ましくは、複数のチャネルは迂回コア内で互いに隣り合って配置された波形プレートによって形成される。プレートは、安定した迂回コアを形成するために互いに溶接されてもよい。
好ましくは、迂回コアは円柱の形状または長方形の箱の形状を有する。
迂回コアは、熱交換器用途に適した任意の材料で作成されてもよい。好ましくは、迂回コアは鋼、好ましくはステンレス鋼を含むか、または鋼、好ましくはステンレス鋼で作成される。
迂回コアは、たとえば1枚もしくは複数枚のシート、またはプレートで作成されてもよい。迂回コアに使用されるシートの長さまたはプレートの数は、迂回コアで所望されるチャネルのサイズおよび量に従って変動してもよい。迂回コアは、たとえば10枚から100枚の間のプレート、より好ましくは20枚から70枚の間のプレート、最も好ましくは30枚から50枚の間のプレートを備えてもよい。
迂回コアは、円形、楕円、または長方形の断面を有するハウジングを備えてもよく、ハウジングは開いた入口端部および開いた出口端部を有する。チャネルを形成する材料はハウジング内に提供され、チャネルは、開いた入口端部から開いた出口端部への方向で配置される。好ましくは、迂回コアハウジングは好ましくは気密方式で熱交換器ユニットハウジングに溶接される。これにより、いかなる迂回流も迂回導管内の迂回コアを通って流れるのを保証することができる。
熱交換器ユニットは、2つ以上の熱交換器コアを備えてもよい。熱交換器コアは、たとえば当技術分野で知られている熱交換プレートのスタックでもよい。熱交換器ユニットは、たとえば2つ、3つ、または4つの熱交換器コアを備えてもよい。好ましくは、少なくとも1つの迂回導管が隣接する熱交換器コアの間に配置される。
いくつかの熱交換器コアおよび迂回導管を提供することにより、熱交換器ユニットの動作および性能を強化することができる。
本発明による熱交換器ユニットでは、総流量は200パーセント超、好ましくは300パーセント超、またはさらには最大400パーセント変動するが、迂回流量の変動は総流量の20パーセント未満、より好ましくは総流量の10パーセント未満またはさらには5パーセント未満に保たれることが好ましい。たとえば、0.008kg/sから0.8kg/sの間の総流量、特に0.008kg/sから0.04kg/sの間の少ない総流量の場合、迂回流量の変動はこれらの低い値に保たれ得る。
様々な迂回流量の変動を実現するために、1つの迂回コア内のチャネルの総数、またはすべての迂回コアのチャネルの総数をそれぞれ変動および適合させることができる。複数のチャネルのチャネル数は、迂回コアごとに40cm2の断面積および10cmの長さを有する迂回コアのそれぞれにおいて、たとえば200本から600本の間のチャネルで変動してもよい。
出口流の温度が既定の温度を有しなければならない場合、またはある特定の温度範囲に収まっていなければならない場合、少ない迂回流量の変動が特に必要とされる。たとえば燃料電池用の入口ガスとして、たとえば、摂氏400度の出口ガス温度が所望される。たとえば排気システムによって提供される、熱交換器を迂回する高温ガスが摂氏約900度の温度を有し、熱交換器を通過した高温ガスが摂氏約200度まで冷却された場合、2つの流れの比が出口流、すなわち2つの流れの混合物の温度を規定する。したがって、出口流の温度が規定された温度に保たれるべきである場合、迂回流量は安定したままでなければならない。
本発明によれば、流体の流れが熱交換器をパッシブに迂回する方法も提供される。方法は、入口流体の流れを第1の流れ部分および第2の流れ部分へと分けるステップと、第1の流れ部分に熱交換器を通過させるステップと、迂回導管を介して第2の流れ部分に熱交換器を迂回させるステップと、第1の流れ部分が熱交換器を通過し、第2の流れ部分が熱交換器を迂回した後に第1の流れ部分と第2の流れ部分とを組み合わせて出口流体の流れにするステップとを含む。方法では、迂回導管内の第2の流れ部分の圧力降下が熱交換器内の第1の流れ部分の圧力降下に合わせられるように、第2の流れ部分は、迂回導管に配置された複数のチャネルを通過する。
方法は、第2の流れ部分をいくつかの個々の第2のサブ流れに分割するステップと、いくつかの第2のサブ流れに熱交換器を迂回させるステップと、第1の流れ部分が熱交換器を通過した後に第2のサブ流れと第1の流れ部分とを組み合わせるステップとを含むことができる。
好ましくは、熱交換器を迂回するとき、第2のサブ流れのそれぞれは複数のチャネルを通過し、好ましくは迂回導管内に平行に配置された複数のチャネルを通過する。
方法の利点およびさらなる特徴は熱交換器ユニットに関連して説明されてきており、繰り返されることはない。
入口流体の流れ、具体的には入口ガス流は、たとえば摂氏400度から摂氏1000度の間の温度を有してもよい。好ましくは、入口ガス流は摂氏400度を上回る温度を有し、より好ましくは摂氏600度を上回る温度を有する。
好ましくは、本発明による方法では、入口流体の流れの温度が摂氏400度超であり、第2の流れ部分が入口流体の流れの40パーセントから85パーセントの間である場合、出口流体の流れの温度は既定の温度プラスまたはマイナス10パーセントに保たれる。好ましくは、これは1秒当たり0.008キログラムから1秒当たり0.8キログラムの間の流量範囲において実現される。
熱交換器を迂回する第2の流れ部分は、たとえば第1の流れ部分の30パーセントから95パーセントの間、好ましくは50パーセントから90パーセントの間、または60パーセントから85パーセントの間、たとえば第1の流れ部分の65パーセントでもよい。しかし、方法では、また本発明による熱交換器ユニットの場合、熱交換器を迂回する第2の流れ部分は、幅広い動作範囲の温度および流量にわたり、10パーセント未満の変動、好ましくは5パーセント未満の変動で一定に保たれることが好ましい。具体的には、迂回導管のこうした一定の動作条件は、摂氏400度から摂氏1000度の間の流体温度、より好ましくは摂氏500度から摂氏800度の間の流体温度において実現される。
流体の流れの温度、具体的には熱交換器の入口でのガスの温度は、好ましくは摂氏400度から摂氏1000度の間、より好ましくは摂氏500度から摂氏800度の間である。
通常の流量は0.008kg/sから0.8kg/sの間、より好ましくは0.03kg/sから0.6kg/sの間、たとえば0.04kg/sから0.5kg/sの間である。
本発明による熱交換器は、排気ガスである流体の流れのための、本発明による排気ガスシステムおよび方法で特に使用される。排気ガスは、たとえばディーゼルエンジン、動力装置、または燃料電池システムの排気ガスでもよい。また、熱交換器を通過および迂回する流体の流れは、たとえばメタン、水素または他のガスの種類でもよい。本発明は実施形態に関してさらに説明され、実施形態は以下の図面を用いて示される。
図面中、同じかまたは同様の要素には同じ参照符号が使用される。
図1および図2には、メインハウジング10内の熱交換器ユニット1が示してある。熱交換器ユニットは、高温流体、たとえば燃焼機関の排気ガスが熱交換器ユニットに入るための入口12を備える。熱交換器ユニットは、熱交換器ユニット1で処理された流体、たとえば冷却されたおよび高温のガスのための出口13も備える。出口流体は出口13を通って熱交換器ユニット1から離れて、たとえば別の装置、たとえば燃料電池へと導かれてもよい。
図2では、メインハウジング10の前方壁部11が取り外されている。これにより、平行に配置された3つの熱交換器コア2、たとえば熱交換器スタックと、下流に配置された混合チャンバ14とを見ることが可能になる。3つの熱交換器コア2を通過してきた流体の流れと迂回導管において3つの熱交換器コア2を迂回してきた流体の流れとが混合チャンバ14において混合されてから、このように混合された流体の流れが出口13を介して熱交換器ユニット1を離れる。
図3では、メインハウジング10のいくつかの別の要素が取り外されて、ハウジング10の2つの側壁部15と、側壁部15の間に配置された3つの熱交換器コア2とを見ることを可能にしている。熱交換器コア2の間に2つの迂回導管3が配置されている。
入口12を介して熱交換器ユニット1に入る入口流体の流れの総量のうち、流体の流れの一部、第1の流体の流れは、3つの熱交換器コア2のうちのいずれか1つを通過させられる。これにより、高温ガスから加熱すべき冷却流体へと熱が伝達され得る。熱交換器ユニット1に入る流体の流れの別の一部は熱交換器コア2を迂回させられる。この第2の流体の流れは熱交換器コア2の間の迂回導管3を通って導かれる。
図3の図面、ならびに図4および図5に見て取ることができるように、迂回導管3は、以下でさらに説明されるように複数のチャネルを有する迂回コア33を備えた迂回導管のアレイ30を通過する前後に熱交換器コア2の高さにわたって延在する、主として開いた空間である。迂回流体の流れは迂回コア33を通過させられる。
迂回導管3のアレイ30は、迂回ハウジング35に固定してマウントされる。迂回ハウジング35は事前に製造され、熱交換器コアの間で熱交換器ユニット1にマウントされてもよい。これにより、迂回ユニット1を特定の使用および特定の熱交換器の条件に適合させることができる。このように、様々な用途または動作条件に適した熱交換器ユニット1の構築が実現され得る。たとえばこうした迂回ユニットを交換することにより、既存の熱交換器ユニットを様々な動作条件に合わせて修正することもこのように実現され得る。
図4および図5の例では、迂回導管3のアレイ30は、2つの迂回導管それぞれの、3本の水平方向の横列で配置された6つの円形の管を備える。アレイ30の迂回導管の横列は熱交換器スタック2の高さにわたって一様に配置される。
図6および図7の斜視図および正面図には、迂回コア33を有する3つの迂回導管3を備えた迂回ハウジング35が示してある。
円柱の形をとる3つの迂回コア33は同じサイズであり、熱交換器コア2の高さにわたって等間隔で配置されている。円柱の長手方向軸は互いに対して平行に、また迂回流体の流れの大まかな流れ方向に沿って配置される。
迂回コア33は、迂回導管の長さに沿って長手方向に配置された複数のチャネル333を備える。迂回コアは丸められた波形シート材料によって形成された円柱として具体化される。シートが丸められると、シート材料の波形形状、たとえば波形のステンレス鋼シートが自動的にチャネルを形成し、シート材料の外側の巻きがシート材料の内側の巻きと接触する。
図8および図9の斜視図および正面図には、迂回コア33をそれぞれ有する3つの迂回導管3を備えた迂回ハウジング35の別の例が示してある。3つの迂回コア33は直方体の形をとり、同じサイズであり、熱交換器コア2の高さにわたって等間隔で配置されている。直方体の長さはその高さおよび幅よりも長い。
直方体の長手方向軸は互いに対して平行に、また迂回流体の流れの大まかな流れ方向に沿って配置される。
迂回コア33は、迂回導管の長さに沿って長手方向に配置された複数のチャネル333を備える。迂回コア33は複数の波形プレート、たとえば波形ステンレス鋼プレートによって形成される。プレートは互いに溶接されて、プレートが変位するのを防止することができる。隣接するプレートが完全に絡み合うことを防止するために、隣接するプレートの波形形状は互いに対して傾斜させられてもよい。これにより、複数のチャネルが迂回コア33の長手方向へと延在するが、迂回導管2の大まかな流れ方向に対して厳密な平行から数度だけ外れる。
長方形の迂回コアにおける波形プレートの数は、30枚から50枚の間の波形プレートであることが好ましい。
図10には、密に丸められた波形の鋼製材料シートによって作成された円柱の形をとる迂回コア33が示してある。図に見て取ることができるように、波形形状により、ロールの個々の巻きの間に長手方向チャネル333が形成される。
図11には、直方体の形をとる迂回コア33が示してある。迂回コア33はコアハウジング34を備える。波形の鋼、好ましくはステンレス鋼によって作成された平行に配置された複数のプレート331がコアハウジング34に配置される。プレート331の波形形状により、プレート331の間にチャネル333が形成される。プレートは互いに溶接されることが好ましく、コアハウジング34にも溶接されてもよい。コアハウジング34も鋼で作成することができ、好ましくは液密方式で迂回ハウジング35に溶接される。図11に示されている実施形態では、流体の流れは迂回コア33の上部からプレート331のチャネル333を通り、迂回コア33の下部から出て行くことになる。
図12には、先行技術の迂回路の迂回流量(破線)、および本発明による熱交換器ユニットでの迂回流量(実線)が示してある。
図12の測定においては、1平方インチ当たり200本のチャネルを備えた迂回コアを構築した。
どちらの迂回解決策も、0.008kg/sの流量では熱交換器を迂回する流量の約68パーセントという同じパーセンテージを有するのを見て取ることができる。
しかし、より大きい流量では、先行技術の解決策においては、0.040kg/sの流量で流量の約43パーセントのみが熱交換器を迂回する。
本発明によれば、0.040kg/sというより大きい流量においても、流量の72パーセントが依然として熱交換器を迂回する。したがって、本発明による迂回路を通る流量は、0.008kg/sから0.04kg/sの間である示されている質量流量範囲にわたってわずか約4パーセントだけ変化する。
熱交換器ユニットの特性の例は、
- 40mm×100mm×100mm(幅×長さ×高さ)のサイズを有する迂回コアが300本のチャネルを備える
- 平行に配置された30枚から50枚のプレートを備える長方形の迂回コア
- 0.01kg/sから0.04kg/sの間の流体流量範囲では、迂回流量は、
200本のチャネルを有する迂回コアの場合69パーセントから72パーセントの間、
300本のチャネルを有する迂回コアの場合59パーセントから64パーセントの間、
400本のチャネルを有する迂回コアの場合52パーセントから58パーセントの間、
600本のチャネルを有する迂回コアの場合44パーセントから51パーセントの間である。
- 4mbarから7.2mbarの間の圧力降下範囲では、迂回チャネル内の圧力降下の変動は、0.01kg/sから0.04kg/sの流体流量範囲にわたって1mbar未満、好ましくは0.5mbar未満に保たれる。
- 40mm×100mm×100mm(幅×長さ×高さ)のサイズを有する迂回コアが300本のチャネルを備える
- 平行に配置された30枚から50枚のプレートを備える長方形の迂回コア
- 0.01kg/sから0.04kg/sの間の流体流量範囲では、迂回流量は、
200本のチャネルを有する迂回コアの場合69パーセントから72パーセントの間、
300本のチャネルを有する迂回コアの場合59パーセントから64パーセントの間、
400本のチャネルを有する迂回コアの場合52パーセントから58パーセントの間、
600本のチャネルを有する迂回コアの場合44パーセントから51パーセントの間である。
- 4mbarから7.2mbarの間の圧力降下範囲では、迂回チャネル内の圧力降下の変動は、0.01kg/sから0.04kg/sの流体流量範囲にわたって1mbar未満、好ましくは0.5mbar未満に保たれる。
1 熱交換器ユニット
2 熱交換器コア
3 迂回導管
10 メインハウジング
11 前方壁部
12 入口
13 出口
14 混合チャンバ
15 側壁部
30 アレイ
33 迂回コア
34 コアハウジング
35 迂回ハウジング
331 プレート
333 チャネル
2 熱交換器コア
3 迂回導管
10 メインハウジング
11 前方壁部
12 入口
13 出口
14 混合チャンバ
15 側壁部
30 アレイ
33 迂回コア
34 コアハウジング
35 迂回ハウジング
331 プレート
333 チャネル
Claims (15)
- 排気ガスシステム用の熱交換器ユニットであって、
流体の流れが前記熱交換器ユニットに入るための入口と、
流体の流れが前記熱交換器ユニットから出て行くための出口と
を備え、
前記熱交換器ユニットが熱交換器を備え、前記熱交換器は、前記熱交換器を通過する熱交換器導管と、前記熱交換器を迂回する少なくとも1つの迂回導管とを有し、
前記少なくとも1つの迂回導管が、前記迂回導管に沿って長手方向に配置された複数のチャネルを有する迂回コアを備える、
熱交換器ユニット。 - 前記複数のチャネルが前記迂回コア内で互いに対して平行に配置されている、請求項1に記載の熱交換器ユニット。
- 前記迂回コアが100本から800本の間のチャネル、好ましくは200本から600本のチャネル、たとえば250本から450本の間のチャネルを備える、請求項1または2に記載の熱交換器ユニット。
- 迂回導管のアレイを備え、迂回導管の前記アレイのうちの前記迂回導管のそれぞれが、複数のチャネルを有する迂回コアを備える、請求項1から3のいずれか一項に記載の熱交換器ユニット。
- 前記迂回導管のうちの少なくともいくつかが前記熱交換器の高さに沿って配置されている、請求項4に記載の熱交換器ユニット。
- 迂回導管の前記アレイが、2本から14本の間の迂回導管、好ましくは3本から10本の間の迂回導管、たとえば3本、4本、または6本の迂回導管を備える、請求項4または5に記載の熱交換器ユニット。
- 前記迂回コアの前記複数のチャネルが波形シート材料によって形成されている、請求項1から6のいずれか一項に記載の熱交換器ユニット。
- 前記複数のチャネルが、丸められた波形シート材料、または互いに隣り合って配置された波形プレートによって形成されている、請求項7に記載の熱交換器ユニット。
- 前記迂回コアが、鋼、好ましくはステンレス鋼を含むか、または鋼、好ましくはステンレス鋼で作成されている、請求項1から8のいずれか一項に記載の熱交換器ユニット。
- 前記迂回コアが、円形の断面または長方形の断面を有するハウジングを備える、請求項1から9のいずれか一項に記載の熱交換器ユニット。
- 2つ以上の熱交換器コア、たとえば2つ、3つ、または4つの熱交換器コアと、隣接する熱交換器コアの間に配置された少なくとも1つの迂回導管とを備える、請求項1から10のいずれか一項に記載の熱交換器ユニット。
- 流体の流れが熱交換器をパッシブに迂回する方法であって、
入口流体の流れを第1の流れ部分および第2の流れ部分へと分けるステップと、
前記第1の流れ部分に熱交換器を通過させるステップと、
迂回導管を介して前記第2の流れ部分に前記熱交換器を迂回させるステップと、
前記熱交換器を通過した後の前記第1の流れ部分と前記熱交換器を迂回した後の前記第2の流れ部分とを組み合わせて出口流体の流れにするステップと
を含み、
前記迂回導管内の前記第2の流れ部分の圧力降下が前記熱交換器内の前記第1の流れ部分の圧力降下に合わせられるように、前記第2の流れ部分が、前記迂回導管に配置された複数のチャネルを通過する、方法。 - 前記第2の流れ部分をいくつかの第2のサブ流れに分割するステップと、
前記いくつかの第2のサブ流れに前記熱交換器を迂回させるステップと、
前記第1の流れ部分が前記熱交換器を通過した後に前記第2のサブ流れと前記第1の流れ部分とを組み合わせるステップと
を含む、請求項12に記載の方法。 - 前記第2のサブ流れのそれぞれが、前記熱交換器を迂回するときに複数のチャネルを通過する、請求項13に記載の方法。
- 前記入口流体の流れの温度が摂氏400度超であり、第2の流れ部分が前記入口流体の流れの40パーセントから85パーセントの間である場合、前記出口流体の流れの温度が既定の温度プラスまたはマイナス10パーセントに保たれる、請求項12から14のいずれか一項に記載の方法。
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