JP2743800B2 - 積層型熱交換器 - Google Patents
積層型熱交換器Info
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- diffuser
- flow path
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/0265—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
-
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
- F28F2250/104—Particular pattern of flow of the heat exchange media with parallel flow
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層型熱交換器の改良
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のガスタービンの流路構造として、
例えば図２５に示すようなものがある(特開平２−２３
８１３２号公報、参照)。
例えば図２５に示すようなものがある(特開平２−２３
８１３２号公報、参照)。
【０００３】これについて説明すると、図中６１は排気
ガスによって吸気を加熱する熱交換器であり、６２はタ
ービン６３から出た排気ガスをこの熱交換器６１に導入
するディフューザである。
ガスによって吸気を加熱する熱交換器であり、６２はタ
ービン６３から出た排気ガスをこの熱交換器６１に導入
するディフューザである。
【０００４】ディフューザ６２は、その流路断面積が上
流側から下流側にかけて次第に大きくなり、タービン６
３から排出される排気ガスを熱交換器６１の全域に導入
させる働きをする。
流側から下流側にかけて次第に大きくなり、タービン６
３から排出される排気ガスを熱交換器６１の全域に導入
させる働きをする。
【０００５】ところが、タービン６３と熱交換器６１が
接近して、ディフューザ６２の通路長が十分に得られな
い場合、タービンから出た排気ガスの流速分布を均一化
することができず、熱交換器６１の中央部に向かう勢力
が大きくなる。
接近して、ディフューザ６２の通路長が十分に得られな
い場合、タービンから出た排気ガスの流速分布を均一化
することができず、熱交換器６１の中央部に向かう勢力
が大きくなる。
【０００６】また、例えば実開昭６１−２００４０９号
公報に開示された排気流路構造にあっては、図２６に示
すように、ディフューザ７２の内側に３つの筒状をした
ルーバー７３が支柱７４を介して設けられ、このルーバ
ー７３により触媒７１に流入する排気ガスの流速分布の
均一化がはかられている。
公報に開示された排気流路構造にあっては、図２６に示
すように、ディフューザ７２の内側に３つの筒状をした
ルーバー７３が支柱７４を介して設けられ、このルーバ
ー７３により触媒７１に流入する排気ガスの流速分布の
均一化がはかられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のディフューザ７２の内側にルーバー７３が介
装される排気流路構造をガスタービンに適用する場合、
ルーバー７３がタービンから排出される燃焼ガスからの
熱的影響または圧力変動に伴う加振力を受けるため、こ
れらに対して十分な耐熱性や強度を確保することが難し
いという問題点がある。さらに、ルーバー７３が騒音を
発生するという問題点もあった。
うな従来のディフューザ７２の内側にルーバー７３が介
装される排気流路構造をガスタービンに適用する場合、
ルーバー７３がタービンから排出される燃焼ガスからの
熱的影響または圧力変動に伴う加振力を受けるため、こ
れらに対して十分な耐熱性や強度を確保することが難し
いという問題点がある。さらに、ルーバー７３が騒音を
発生するという問題点もあった。
【０００８】この対策として、本出願人により既に特願
平５−１８４０７３号として、ディフューザの内側にお
いて各チューブエレメントの上流端部に間隙をもって対
峙する整流プレートとを備えるものが提案されている。
平５−１８４０７３号として、ディフューザの内側にお
いて各チューブエレメントの上流端部に間隙をもって対
峙する整流プレートとを備えるものが提案されている。
【０００９】この場合、ディフューザを通って各チュー
ブエレメントの中央部に向かう排気ガスの流れが各チュ
ーブエレメントの中央部に集中して流入することがな
く、チューブエレメントの耐熱性を高められる。また、
タービンから排出される燃焼ガスのヒートスポットや未
燃焼燃料がチューブエレメントに直接当たることを防止
でき、チューブエレメントの耐久性を高めれる。
ブエレメントの中央部に向かう排気ガスの流れが各チュ
ーブエレメントの中央部に集中して流入することがな
く、チューブエレメントの耐熱性を高められる。また、
タービンから排出される燃焼ガスのヒートスポットや未
燃焼燃料がチューブエレメントに直接当たることを防止
でき、チューブエレメントの耐久性を高めれる。
【００１０】しかしながら、整流プレートは平板状に形
成されているため、整流プレートに衝突した排気ガスを
各チューブエレメントの間に均等に分散させることが難
しいという点で改善の余地が残されている。
成されているため、整流プレートに衝突した排気ガスを
各チューブエレメントの間に均等に分散させることが難
しいという点で改善の余地が残されている。
【００１１】本発明は上記の問題点に着目し、積層型熱
交換器において、耐久性および効率を改善することを目
的とする。
交換器において、耐久性および効率を改善することを目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
流体Ａが流れる第一流路を画成する複数のチューブエレ
メントと、互いに積層されたチューブエレメントの間に
画成される第二流路と、流体Ｂを第二流路に導入するデ
ィフューザと、ディフューザの内側に各チューブエレメ
ントの上流端部に間隙をもって対峙する整流プレート
と、整流プレートにディフューザの入口に対峙するヒー
トプロテクター部と、ヒートプロテクター部から各チュ
ーブエレメントの上流端部に間隙をもって延びる延長部
と、延長部の端部から第二流路の上流側に向けて突出し
て流体Ｂを第二流路の隅部に案内するガイド部とを備え
る。
流体Ａが流れる第一流路を画成する複数のチューブエレ
メントと、互いに積層されたチューブエレメントの間に
画成される第二流路と、流体Ｂを第二流路に導入するデ
ィフューザと、ディフューザの内側に各チューブエレメ
ントの上流端部に間隙をもって対峙する整流プレート
と、整流プレートにディフューザの入口に対峙するヒー
トプロテクター部と、ヒートプロテクター部から各チュ
ーブエレメントの上流端部に間隙をもって延びる延長部
と、延長部の端部から第二流路の上流側に向けて突出し
て流体Ｂを第二流路の隅部に案内するガイド部とを備え
る。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記ガイド部を前記第二流路の隅部に近接
する端部から前記ヒートプロテクター部に向けて凸状に
湾曲させて形成する。
明において、前記ガイド部を前記第二流路の隅部に近接
する端部から前記ヒートプロテクター部に向けて凸状に
湾曲させて形成する。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、前記ヒートプロテクター部をディ
フューザの入口断面形状と相似形に形成する。
記載の発明において、前記ヒートプロテクター部をディ
フューザの入口断面形状と相似形に形成する。
【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれかに記載の発明において、前記各チューブエレメ
ントの上流端部に対する前記ガイド部の突出高さを、各
チューブエレメントの上流端部とディフューザの下流端
部間の距離と略等しく形成する。
いずれかに記載の発明において、前記各チューブエレメ
ントの上流端部に対する前記ガイド部の突出高さを、各
チューブエレメントの上流端部とディフューザの下流端
部間の距離と略等しく形成する。
【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１から４の
いずれかに記載の発明において、前記整流プレートに前
記チューブエレメントの上流端部に着座する突起部を形
成し、チューブエレメントの下流端部に着座する当て板
を設け、突起部と当て板を結ぶ締結具を前記排気流路を
貫通させて配設する。
いずれかに記載の発明において、前記整流プレートに前
記チューブエレメントの上流端部に着座する突起部を形
成し、チューブエレメントの下流端部に着座する当て板
を設け、突起部と当て板を結ぶ締結具を前記排気流路を
貫通させて配設する。
【００１７】
【作用】請求項１記載の発明において、各チューブエレ
メントの上流端部に間隙をもって対峙する整流プレート
が設けられることにより、ディフューザを通って各チュ
ーブエレメント間の中央部に向かう流体Ｂの流れは、整
流プレートに衝突し、チューブエレメント間の周辺部に
分散するとともに、その一部が整流プレートの背後に回
り込んで間隙からチューブエレメント間の中央部に分散
する。
メントの上流端部に間隙をもって対峙する整流プレート
が設けられることにより、ディフューザを通って各チュ
ーブエレメント間の中央部に向かう流体Ｂの流れは、整
流プレートに衝突し、チューブエレメント間の周辺部に
分散するとともに、その一部が整流プレートの背後に回
り込んで間隙からチューブエレメント間の中央部に分散
する。
【００１８】整流プレートのヒートプロテクター部に当
たった後に各延長部に沿って分流する流体Ｂ流は、延長
部の端部から突出したガイド部に当たることにより第二
流路の隅部に案内される。ガイド部によって流体Ｂが第
二流路の隅部に案内されて、各チューブエレメント間に
流入する流体Ｂの速度分布の均一化がはかられることに
より、各チューブエレメントの温度分布を均一化するこ
とができる。
たった後に各延長部に沿って分流する流体Ｂ流は、延長
部の端部から突出したガイド部に当たることにより第二
流路の隅部に案内される。ガイド部によって流体Ｂが第
二流路の隅部に案内されて、各チューブエレメント間に
流入する流体Ｂの速度分布の均一化がはかられることに
より、各チューブエレメントの温度分布を均一化するこ
とができる。
【００１９】また、この熱交換器がガスタービンの排気
通路に介装された場合、整流プレートがチューブエレメ
ントの直上流側に配置されることにより、タービンから
排出される燃焼ガスの温度不均一によるヒートスポット
がチューブエレメントに直接当たることを防止できると
ともに、燃焼器における着火ミス時にタービンを経てデ
ィフューザに排出される未燃焼燃料がチューブエレメン
トに直接付着することを防止し、チューブエレメントの
耐熱性を高められる。
通路に介装された場合、整流プレートがチューブエレメ
ントの直上流側に配置されることにより、タービンから
排出される燃焼ガスの温度不均一によるヒートスポット
がチューブエレメントに直接当たることを防止できると
ともに、燃焼器における着火ミス時にタービンを経てデ
ィフューザに排出される未燃焼燃料がチューブエレメン
トに直接付着することを防止し、チューブエレメントの
耐熱性を高められる。
【００２０】請求項２記載の発明において、前記ガイド
部を前記第二流路の隅部に近接する端部から前記ヒート
プロテクター部に向けて凸状に湾曲させて形成したた
め、整流プレートのヒートプロテクター部に当たった後
に各延長部に沿って分流する流体Ｂは、延長部の端部か
ら突出したガイド部に当たることによりガイド部の両側
に円滑に分流して第二流路の隅部に案内され、各チュー
ブエレメントの温度分布を均一化することができる。
部を前記第二流路の隅部に近接する端部から前記ヒート
プロテクター部に向けて凸状に湾曲させて形成したた
め、整流プレートのヒートプロテクター部に当たった後
に各延長部に沿って分流する流体Ｂは、延長部の端部か
ら突出したガイド部に当たることによりガイド部の両側
に円滑に分流して第二流路の隅部に案内され、各チュー
ブエレメントの温度分布を均一化することができる。
【００２１】請求項３記載の発明において、前記ヒート
プロテクター部をディフューザの入口断面形状と相似形
に形成したため、ディフューザを介して導かれる流体Ｂ
の速度分布の高い部位にヒートプロテクター部が配置さ
れ、流体Ｂが各チューブエレメントの中央部に集中して
流入することを効果的に抑えて、ディフューザの大型化
を招くことなく、熱交換効率を高められる。
プロテクター部をディフューザの入口断面形状と相似形
に形成したため、ディフューザを介して導かれる流体Ｂ
の速度分布の高い部位にヒートプロテクター部が配置さ
れ、流体Ｂが各チューブエレメントの中央部に集中して
流入することを効果的に抑えて、ディフューザの大型化
を招くことなく、熱交換効率を高められる。
【００２２】請求項４記載の発明において、前記各チュ
ーブエレメントの上流端部に対する前記ガイド部の突出
高さを、各チューブエレメントの上流端部とディフュー
ザの下流端部間の距離と略等しく形成したため、ガイド
部の先端部がディフューザの内壁部に隙間なく対峙する
ことにより、流体Ｂがガイド部の近傍に集中することが
抑えられ、熱交換効率を高められる。
ーブエレメントの上流端部に対する前記ガイド部の突出
高さを、各チューブエレメントの上流端部とディフュー
ザの下流端部間の距離と略等しく形成したため、ガイド
部の先端部がディフューザの内壁部に隙間なく対峙する
ことにより、流体Ｂがガイド部の近傍に集中することが
抑えられ、熱交換効率を高められる。
【００２３】請求項５記載の発明において、整流プレー
トはこれに形成された突起部をチューブエレメントの上
流端部に着座させて支持される構造のため、従来のルー
バーのようにタービンから排出される排気ガスの流れに
影響する加振力を受けて、整流プレートまたは突起部に
フラッタが生じることがなく、その耐久性を高められ
る。
トはこれに形成された突起部をチューブエレメントの上
流端部に着座させて支持される構造のため、従来のルー
バーのようにタービンから排出される排気ガスの流れに
影響する加振力を受けて、整流プレートまたは突起部に
フラッタが生じることがなく、その耐久性を高められ
る。
【００２４】チューブエレメントの下流端部に着座する
当て板を設け、突起部と当て板を結ぶ締結具を前記排気
流路を貫通させる構造のため、ワイヤーの締結力を各チ
ューブエレメントの端部の広い範囲に分散させ、ワイヤ
ーの張力を高めて整流プレートの支持剛性を十分に確保
することができる。
当て板を設け、突起部と当て板を結ぶ締結具を前記排気
流路を貫通させる構造のため、ワイヤーの締結力を各チ
ューブエレメントの端部の広い範囲に分散させ、ワイヤ
ーの張力を高めて整流プレートの支持剛性を十分に確保
することができる。
【００２５】
【実施例】本発明の第一実施例を添付図面に基づいて説
明する。
明する。
【００２６】図３に示すように、ガスタービンに備えら
れる積層型熱交換器は、ハウジング６により排気ガスＢ
が流れる排気流路２２が画成され、ハウジング６の内部
にアウターフィン１を介して複数のチューブエレメント
２が積層される。
れる積層型熱交換器は、ハウジング６により排気ガスＢ
が流れる排気流路２２が画成され、ハウジング６の内部
にアウターフィン１を介して複数のチューブエレメント
２が積層される。
【００２７】ハウジング６の一端には排気流路２２のデ
ィフューザ（入口ダクト）２４が、他端には出口ダクト
２５がそれぞれ形成される。図示しないタービンから出
た排気ガスＢは図中矢印で示すようにディフューザ２４
から排気流路２２に流入し、各チューブエレメント２の
周囲をアウターフィン１を介して流れて出口ダクト２５
へと排出される。
ィフューザ（入口ダクト）２４が、他端には出口ダクト
２５がそれぞれ形成される。図示しないタービンから出
た排気ガスＢは図中矢印で示すようにディフューザ２４
から排気流路２２に流入し、各チューブエレメント２の
周囲をアウターフィン１を介して流れて出口ダクト２５
へと排出される。
【００２８】図２に示すように、各チューブエレメント
２の内部に吸気Ａが流れる吸気流路２１が画成されてい
る。
２の内部に吸気Ａが流れる吸気流路２１が画成されてい
る。
【００２９】各チューブエレメント２間に吸気流路２１
に対して排気流路２２を挟んで二方向から吸気Ａを流入
させる２つの入口流路４と、各チューブエレメント２か
ら吸気Ａを排気流路２２を挟んで二方向から流出させる
２つの出口流路５がアウターフィン１の側部１ａから外
側に突出して形成される。
に対して排気流路２２を挟んで二方向から吸気Ａを流入
させる２つの入口流路４と、各チューブエレメント２か
ら吸気Ａを排気流路２２を挟んで二方向から流出させる
２つの出口流路５がアウターフィン１の側部１ａから外
側に突出して形成される。
【００３０】図示しないコンプレッサから送られる吸気
Ａは図中矢印で示すように各入口流路４の上端から流入
し、各入口流路４から各吸気流路２１に流入し、各吸気
流路２１を流れる過程で排気ガスＢとの間で熱交換が行
われた後に各出口流路５の上端から流出し、図示しない
燃焼器へと送られる。
Ａは図中矢印で示すように各入口流路４の上端から流入
し、各入口流路４から各吸気流路２１に流入し、各吸気
流路２１を流れる過程で排気ガスＢとの間で熱交換が行
われた後に各出口流路５の上端から流出し、図示しない
燃焼器へと送られる。
【００３１】図４（Ａ）にも示すように、チューブエレ
メント２は箱形のアッパープレート２６とロアプレート
２７が組み合わせられ、アッパープレート２６とロアプ
レート２７の間にインナーフィン３が介装される。
メント２は箱形のアッパープレート２６とロアプレート
２７が組み合わせられ、アッパープレート２６とロアプ
レート２７の間にインナーフィン３が介装される。
【００３２】アッパープレート２６とロアプレート２７
は互いに接合する周縁部２６ｂと２７ｂを有し、一方の
周縁部２７ｂが他方の周縁部２６ｂを包むように折り返
されてカシメ固定され、これにより略四角形の枠状をし
た周縁固定部１０が形成される。
は互いに接合する周縁部２６ｂと２７ｂを有し、一方の
周縁部２７ｂが他方の周縁部２６ｂを包むように折り返
されてカシメ固定され、これにより略四角形の枠状をし
た周縁固定部１０が形成される。
【００３３】アッパープレート２６とロアプレート２７
にはそれぞれボス２６ａと２７ａが突出形成され、ボス
２６ａと２７ａが互いに嵌合することにより入口流路４
が画成される。入口流路４および出口流路５が各チュー
ブエレメント２の４隅に配置されているため、各チュー
ブエレメント２の位置決め精度が高められる。
にはそれぞれボス２６ａと２７ａが突出形成され、ボス
２６ａと２７ａが互いに嵌合することにより入口流路４
が画成される。入口流路４および出口流路５が各チュー
ブエレメント２の４隅に配置されているため、各チュー
ブエレメント２の位置決め精度が高められる。
【００３４】チューブエレメント２の内側にはアッパー
プレート２６とロアプレート２７の間に入口流路４を囲
むようにスペーサ１４が介装されるとともに、各チュー
ブエレメント２の間にはボス２６ａと２７ａを囲むよう
にスペーサ１５が介装される。
プレート２６とロアプレート２７の間に入口流路４を囲
むようにスペーサ１４が介装されるとともに、各チュー
ブエレメント２の間にはボス２６ａと２７ａを囲むよう
にスペーサ１５が介装される。
【００３５】スペーサ１４は、図４（Ｂ）に示すよう
に、Ｃ字形に形成される。スペーサ１５は、図４（Ｃ）
に示すように、Ｏ字形に形成される。
に、Ｃ字形に形成される。スペーサ１５は、図４（Ｃ）
に示すように、Ｏ字形に形成される。
【００３６】出口流路５のまわりも、上記入口流路４の
まわりと同様に各チューブエレメント２は互いにボス２
６ａと２７ａが嵌合し、各チューブエレメント２の内外
に出口流路５を囲むようにスペーサ１４，１５が介装さ
れている。各チューブエレメント２は互いに積層された
状態で、４隅に配置されたボス２６ａと２７ａが嵌合す
ることにより、組み付け精度を十分に確保することがで
きる。
まわりと同様に各チューブエレメント２は互いにボス２
６ａと２７ａが嵌合し、各チューブエレメント２の内外
に出口流路５を囲むようにスペーサ１４，１５が介装さ
れている。各チューブエレメント２は互いに積層された
状態で、４隅に配置されたボス２６ａと２７ａが嵌合す
ることにより、組み付け精度を十分に確保することがで
きる。
【００３７】各チューブエレメント２の４隅には、各入
口流路４の外壁２ａと、各出口流路５の外壁２ｂが、ア
ウターフィン１の側部１ａから外側に突出して形成され
る。したがって、各チューブエレメント２の側部には各
外壁２ａ，２ｂの間に凹部１２が窪んで形成される。
口流路４の外壁２ａと、各出口流路５の外壁２ｂが、ア
ウターフィン１の側部１ａから外側に突出して形成され
る。したがって、各チューブエレメント２の側部には各
外壁２ａ，２ｂの間に凹部１２が窪んで形成される。
【００３８】ハウジング６の側部を構成するサイドプレ
ート８は、各外壁２ａ，２ｂに沿って湾曲する凸部８
ａ，８ｂが形成される。サイドプレート８は各凸部８
ａ，８ｂの間に凹部８ｃが窪んで形成される。各チュー
ブエレメント２の外壁２ａ，２ｂとサイドプレート８の
凸部８ａ，８ｂをそれぞれ湾曲して形成することによ
り、両者の間に画成される間隙１１は大きく湾曲する部
位１３を有しているため、排気流路２２を流れる排気ガ
スＢに付与される流路抵抗が間隙１１の大きく湾曲する
部位１３で局部的に高められ、間隙１１を迂回してアウ
ターフィン１の間を流れる流量が増し、吸気Ａと排気ガ
スＢの熱交換が促進される。
ート８は、各外壁２ａ，２ｂに沿って湾曲する凸部８
ａ，８ｂが形成される。サイドプレート８は各凸部８
ａ，８ｂの間に凹部８ｃが窪んで形成される。各チュー
ブエレメント２の外壁２ａ，２ｂとサイドプレート８の
凸部８ａ，８ｂをそれぞれ湾曲して形成することによ
り、両者の間に画成される間隙１１は大きく湾曲する部
位１３を有しているため、排気流路２２を流れる排気ガ
スＢに付与される流路抵抗が間隙１１の大きく湾曲する
部位１３で局部的に高められ、間隙１１を迂回してアウ
ターフィン１の間を流れる流量が増し、吸気Ａと排気ガ
スＢの熱交換が促進される。
【００３９】インナーフィン３とアウターフィン１はそ
れぞれ波板状に形成され、それぞれの折り目が互いに平
行になるように配置される。各入口流路４が排気流路２
２の出口ダクト２５に近接し、かつ各出口流路５がディ
フューザ２４に近接するように配置され、インナーフィ
ン３によって導かれる吸気Ａの流れ方向をアウターフィ
ン１によって導かれる排気ガスＢの流れ方向に対向させ
る構成とする。
れぞれ波板状に形成され、それぞれの折り目が互いに平
行になるように配置される。各入口流路４が排気流路２
２の出口ダクト２５に近接し、かつ各出口流路５がディ
フューザ２４に近接するように配置され、インナーフィ
ン３によって導かれる吸気Ａの流れ方向をアウターフィ
ン１によって導かれる排気ガスＢの流れ方向に対向させ
る構成とする。
【００４０】図３に矢印で示すように、吸気Ａは各入口
流路４からチューブエレメント２間に流入し、インナー
フィン３に沿って流れた後、各出口流路５へと流出する
一方、排気ガスＢはハウジング６の入口に設けられるデ
ィフューザ２４から流入し、アウターフィン１に沿って
流れて吸気Ａとの間で熱交換が行われた後、出口ダクト
２５から流出する。
流路４からチューブエレメント２間に流入し、インナー
フィン３に沿って流れた後、各出口流路５へと流出する
一方、排気ガスＢはハウジング６の入口に設けられるデ
ィフューザ２４から流入し、アウターフィン１に沿って
流れて吸気Ａとの間で熱交換が行われた後、出口ダクト
２５から流出する。
【００４１】インナーフィン３によって導かれる吸気Ａ
の流れ方向をアウターフィン１によって導かれる排気ガ
スＢの流れ方向に対向させる構成とすることにより、各
チューブエレメント２の温度分布を均一化して熱交換効
率を高められ、熱交換器の小型化がはかられる。
の流れ方向をアウターフィン１によって導かれる排気ガ
スＢの流れ方向に対向させる構成とすることにより、各
チューブエレメント２の温度分布を均一化して熱交換効
率を高められ、熱交換器の小型化がはかられる。
【００４２】ディフューザ２４はその入口２４ａが図示
しないタービンハウジングに接合され、タービンから排
出される排気ガスＢを各チューブエレメント２の間に導
入する。ディフューザ２４は、その流路断面積が入口２
４ａから下流側にかけて次第に大きくなり、タービンか
ら排出される排気ガスＢを各チューブエレメント２の全
域に導入させる働きをする。
しないタービンハウジングに接合され、タービンから排
出される排気ガスＢを各チューブエレメント２の間に導
入する。ディフューザ２４は、その流路断面積が入口２
４ａから下流側にかけて次第に大きくなり、タービンか
ら排出される排気ガスＢを各チューブエレメント２の全
域に導入させる働きをする。
【００４３】図１に示すように、ディフューザ２４の内
側には各チューブエレメント２およびアウターフィン１
の各上流端２ｆ，１ｆに間隙９をもって平行に対峙する
整流プレート７が設けられる。
側には各チューブエレメント２およびアウターフィン１
の各上流端２ｆ，１ｆに間隙９をもって平行に対峙する
整流プレート７が設けられる。
【００４４】図５に示すように、整流プレート７は、デ
ィフューザ２４の入口２４ａに対峙するヒートプロテク
ター部３１と、ヒートプロテクター部３１から各チュー
ブエレメント２の上流端部２ｆに間隙９をもって延びる
延長部３２と、延長部３２の端部から排気流路２２の上
流側に向けて突出して排気ガスＢを排気流路２２の隅部
に案内するガイド部３３とを備える。
ィフューザ２４の入口２４ａに対峙するヒートプロテク
ター部３１と、ヒートプロテクター部３１から各チュー
ブエレメント２の上流端部２ｆに間隙９をもって延びる
延長部３２と、延長部３２の端部から排気流路２２の上
流側に向けて突出して排気ガスＢを排気流路２２の隅部
に案内するガイド部３３とを備える。
【００４５】ヒートプロテクター部３１は、ディフュー
ザ２４の入口断面形状と相似形に形成される。すなわ
ち、ディフューザ２４の入口２４ａの断面形状は円形に
形成される一方、ヒートプロテクター部３１も円形に形
成される。ヒートプロテクター部３１の半径Ｒはディフ
ューザ入口２４ａより所定の比率で小さい値に設定され
る。
ザ２４の入口断面形状と相似形に形成される。すなわ
ち、ディフューザ２４の入口２４ａの断面形状は円形に
形成される一方、ヒートプロテクター部３１も円形に形
成される。ヒートプロテクター部３１の半径Ｒはディフ
ューザ入口２４ａより所定の比率で小さい値に設定され
る。
【００４６】ヒートプロテクター部３１はディフューザ
入口２４ａに対峙するように各チューブエレメント２の
中央部に配置される。
入口２４ａに対峙するように各チューブエレメント２の
中央部に配置される。
【００４７】ヒートプロテクター部３１の上下一対で設
けられる各延長部３２は、ヒートプロテクター部３１の
径方向に対称的に延び、ヒートプロテクター部３１と共
にチューブエレメント２の上流端部２ｆの間に所定の間
隙９をもっている。
けられる各延長部３２は、ヒートプロテクター部３１の
径方向に対称的に延び、ヒートプロテクター部３１と共
にチューブエレメント２の上流端部２ｆの間に所定の間
隙９をもっている。
【００４８】図６にも示すように、整流プレート７には
チューブエレメント２およびアウターフィン１の上流端
部２ｆ，１ｆに着座する上下一対の突起部３４と、左右
一対の突起部３５がそれぞれ長円形の外形をもって膨出
する凸部として一体形成される。上下突起部３４は延長
部３２の中央部とヒートプロテクター部３１に渡って配
置される。左右突起部３５はヒートプロテクター部３１
に上下突起部３４を挟むように配置される。
チューブエレメント２およびアウターフィン１の上流端
部２ｆ，１ｆに着座する上下一対の突起部３４と、左右
一対の突起部３５がそれぞれ長円形の外形をもって膨出
する凸部として一体形成される。上下突起部３４は延長
部３２の中央部とヒートプロテクター部３１に渡って配
置される。左右突起部３５はヒートプロテクター部３１
に上下突起部３４を挟むように配置される。
【００４９】図８に示すように、左右突起部３５をチュ
ーブエレメント２に締結する締結具として、ワイヤー３
６が設けられる。各突起部３５のチューブエレメント２
に対する接合部にはワイヤー３６を挿通させる穴３７が
形成される。穴３７を挿通するワイヤー３６は、各チュ
ーブエレメント２およびアウターフィン１の間の排気流
路２２を貫通して、それぞれの端部が出口ダクト２５側
で互いに結ばれることにより、締結部４０が設けられ
る。
ーブエレメント２に締結する締結具として、ワイヤー３
６が設けられる。各突起部３５のチューブエレメント２
に対する接合部にはワイヤー３６を挿通させる穴３７が
形成される。穴３７を挿通するワイヤー３６は、各チュ
ーブエレメント２およびアウターフィン１の間の排気流
路２２を貫通して、それぞれの端部が出口ダクト２５側
で互いに結ばれることにより、締結部４０が設けられ
る。
【００５０】図９にも示すように、チューブエレメント
の下流端部に着座する長円形の当て板３８が設けられ
る。当て板３８は一対の穴３９が形成される。ワイヤー
３６は各穴３９を挿通し、整流プレート７と当て板３８
を結ぶようになっている。
の下流端部に着座する長円形の当て板３８が設けられ
る。当て板３８は一対の穴３９が形成される。ワイヤー
３６は各穴３９を挿通し、整流プレート７と当て板３８
を結ぶようになっている。
【００５１】図７にも示すように、延長部３２の端部か
らディフューザ２４の上流側に向けて所定幅ｈをもって
堤状に突出するガイド部３３は、排気流路２２の隅部に
近接する端部４１からヒートプロテクター部３１に向け
て突出する円弧状に湾曲して形成され、排気ガスＢを排
気流路２２の隅部に案内するようになっている。
らディフューザ２４の上流側に向けて所定幅ｈをもって
堤状に突出するガイド部３３は、排気流路２２の隅部に
近接する端部４１からヒートプロテクター部３１に向け
て突出する円弧状に湾曲して形成され、排気ガスＢを排
気流路２２の隅部に案内するようになっている。
【００５２】整流プレート７の上下方向の長さＬはディ
フューザ２４の下流端部４２の開口幅と略等しく設定さ
れ、上下のガイド部３３がディフューザ２４の下流端部
４２に対峙するようになっている。
フューザ２４の下流端部４２の開口幅と略等しく設定さ
れ、上下のガイド部３３がディフューザ２４の下流端部
４２に対峙するようになっている。
【００５３】図１０に示すように、各チューブエレメン
ト２の上流端部２ｆに対するガイド部３３の突出高さＨ
は、各チューブエレメント２の上流端部２ｆとディフュ
ーザ２４の下流端部４２間の距離ｄと略等しく形成され
る。これにより、ガイド部３３の先端部はディフューザ
２４の内壁部に隙間なく対峙している。
ト２の上流端部２ｆに対するガイド部３３の突出高さＨ
は、各チューブエレメント２の上流端部２ｆとディフュ
ーザ２４の下流端部４２間の距離ｄと略等しく形成され
る。これにより、ガイド部３３の先端部はディフューザ
２４の内壁部に隙間なく対峙している。
【００５４】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【００５５】整流プレート７がチューブエレメント２の
直上流側に配置されているため、タービンから排出され
る燃焼ガスの温度不均一によるヒートスポットがチュー
ブエレメント２またはアウターフィン１等に直接当たる
ことを防止できる。また、燃焼器における着火ミス時に
タービンを経てディフューザ２４に排出される未燃焼燃
料がチューブエレメント２またはアウターフィン１に付
着することを防止できる。これに対して、ディフューザ
２４の上流側に設けられる従来のルーバー等にあって
は、未燃焼燃料がチューブエレメント２またはアウター
フィン１に付着する可能性があった。
直上流側に配置されているため、タービンから排出され
る燃焼ガスの温度不均一によるヒートスポットがチュー
ブエレメント２またはアウターフィン１等に直接当たる
ことを防止できる。また、燃焼器における着火ミス時に
タービンを経てディフューザ２４に排出される未燃焼燃
料がチューブエレメント２またはアウターフィン１に付
着することを防止できる。これに対して、ディフューザ
２４の上流側に設けられる従来のルーバー等にあって
は、未燃焼燃料がチューブエレメント２またはアウター
フィン１に付着する可能性があった。
【００５６】吸気Ａは吸気流路２１において２つの入口
流路４から入口空間１６を経てインナーフィン３の間に
流入する際に、その流線が図２に矢印で示すよう大きく
曲げられるため、図１４に示すように入口空間１６の中
央部に吸気Ａの流れが淀む滞留部が生じる。
流路４から入口空間１６を経てインナーフィン３の間に
流入する際に、その流線が図２に矢印で示すよう大きく
曲げられるため、図１４に示すように入口空間１６の中
央部に吸気Ａの流れが淀む滞留部が生じる。
【００５７】上記入口空間１６における流速分布の影響
により、インナーフィン３の間に画成される流路、およ
び出口流路５につながる出口空間１７においても、入口
流路４および出口流路５から遠い中央部に位置する領域
の流速が、入口流路４および出口流路５に近い周辺部に
位置する領域の流速より低くなる。
により、インナーフィン３の間に画成される流路、およ
び出口流路５につながる出口空間１７においても、入口
流路４および出口流路５から遠い中央部に位置する領域
の流速が、入口流路４および出口流路５に近い周辺部に
位置する領域の流速より低くなる。
【００５８】一方、ディフューザ２４の通路長が十分に
得られないガスタービンにあっては、整流プレート７が
設けられない場合、ディフューザ２４を介してチューブ
エレメント２間の排気流路２２を流れる排気ガスＢはそ
の速度分布を均一化することが難しく、各チューブエレ
メント２の中央部に向かう勢力が大きくなる。
得られないガスタービンにあっては、整流プレート７が
設けられない場合、ディフューザ２４を介してチューブ
エレメント２間の排気流路２２を流れる排気ガスＢはそ
の速度分布を均一化することが難しく、各チューブエレ
メント２の中央部に向かう勢力が大きくなる。
【００５９】このように、各チューブエレメント２の中
央部ではその内側を流れる吸気Ａの速度分布が小さくな
る一方、整流プレート７が設けられない場合にその外側
を流れる排気ガスＢの速度分布が大きくなるため、その
温度分布が局所的に高くなり、チューブエレメント２の
中央部に高温部分が生じる可能性がある。この結果、熱
交換効率が低下するとともに、チューブエレメント２等
の耐熱性が低下する。
央部ではその内側を流れる吸気Ａの速度分布が小さくな
る一方、整流プレート７が設けられない場合にその外側
を流れる排気ガスＢの速度分布が大きくなるため、その
温度分布が局所的に高くなり、チューブエレメント２の
中央部に高温部分が生じる可能性がある。この結果、熱
交換効率が低下するとともに、チューブエレメント２等
の耐熱性が低下する。
【００６０】各チューブエレメント２の直上流側に間隙
９をもって対峙する整流プレート７が設けられることに
より、ディフューザ２４を通って各チューブエレメント
２の中央部に向かう排気ガスＢの流れは、図１０に矢印
で示すように、整流プレート７に衝突し、チューブエレ
メント２の周辺部に分散するとともに、その一部が整流
プレート７の背後に回り込んで間隙９からチューブエレ
メント２の中央部に分散し、各チューブエレメント２の
中央部に流入する排気ガスＢの速度分布が周辺部より小
さくなる。
９をもって対峙する整流プレート７が設けられることに
より、ディフューザ２４を通って各チューブエレメント
２の中央部に向かう排気ガスＢの流れは、図１０に矢印
で示すように、整流プレート７に衝突し、チューブエレ
メント２の周辺部に分散するとともに、その一部が整流
プレート７の背後に回り込んで間隙９からチューブエレ
メント２の中央部に分散し、各チューブエレメント２の
中央部に流入する排気ガスＢの速度分布が周辺部より小
さくなる。
【００６１】整流プレート７が各チューブエレメント２
の中央部に対峙するように配置されているため、各チュ
ーブエレメント２の温度分布が局所的に高くなる可能性
がある領域に流入する排気ガスＢの流量を低減して、チ
ューブエレメント２等に熱損傷が生じることを有効に防
止できる。
の中央部に対峙するように配置されているため、各チュ
ーブエレメント２の温度分布が局所的に高くなる可能性
がある領域に流入する排気ガスＢの流量を低減して、チ
ューブエレメント２等に熱損傷が生じることを有効に防
止できる。
【００６２】整流プレート７のヒートプロテクター部３
１に当たった後に各延長部３２に沿って上下方向に分流
する排気ガス流は、図１２に矢印で示すように、円弧状
に湾曲したガイド部３３に当たることにより左右方向に
分流し、排気流路２２の隅部に案内される。
１に当たった後に各延長部３２に沿って上下方向に分流
する排気ガス流は、図１２に矢印で示すように、円弧状
に湾曲したガイド部３３に当たることにより左右方向に
分流し、排気流路２２の隅部に案内される。
【００６３】ガイド部３３によって排気ガスＢが排気流
路２２の隅部に案内されて、各チューブエレメント２に
流入する排気ガスＢの速度分布の均一化がはかられるこ
とにより、各チューブエレメント２の温度分布を図１３
に示すように均一化することができる。
路２２の隅部に案内されて、各チューブエレメント２に
流入する排気ガスＢの速度分布の均一化がはかられるこ
とにより、各チューブエレメント２の温度分布を図１３
に示すように均一化することができる。
【００６４】これに対して、図２７に示すように、ガイ
ド部を持たない整流プレート９０の場合、整流プレート
９０のヒートプロテクター部９１に当たった後に各延長
部９２に沿って上下方向に分流する排気ガス流は、矢印
で示すようにハウジング６に当たって各チューブエレメ
ント２間の上下中央部にその多くが流入する。これによ
り、各チューブエレメント２の温度分布を図２８に示す
ように各チューブエレメント２の上下中央部が著しく高
くなるのである。
ド部を持たない整流プレート９０の場合、整流プレート
９０のヒートプロテクター部９１に当たった後に各延長
部９２に沿って上下方向に分流する排気ガス流は、矢印
で示すようにハウジング６に当たって各チューブエレメ
ント２間の上下中央部にその多くが流入する。これによ
り、各チューブエレメント２の温度分布を図２８に示す
ように各チューブエレメント２の上下中央部が著しく高
くなるのである。
【００６５】ガイド部３３の先端部はディフューザ２４
の内壁部に隙間なく対峙する構造としたため、ガイド部
３３を回り込む排気ガスの流量を最小限に抑えられ、各
チューブエレメント２の上下中央部が高温となることを
有効に抑えられる。
の内壁部に隙間なく対峙する構造としたため、ガイド部
３３を回り込む排気ガスの流量を最小限に抑えられ、各
チューブエレメント２の上下中央部が高温となることを
有効に抑えられる。
【００６６】図１５に示すように、各チューブエレメン
ト２の上流端部２ｆに対するガイド部３３の突出高さＨ
を、各チューブエレメント２の上流端部２ｆとディフュ
ーザ２４の下流端部４２間の距離ｄより小さく形成し、
ガイド部３３の先端部のディフューザ２４の内壁部の間
に所定の隙間４５を空けた場合、隙間４５の大きさを変
えることにより、ガイド部３３を回り込む排気ガスの流
量を変えて、各チューブエレメント２の温度分布を任意
に設定することができる。
ト２の上流端部２ｆに対するガイド部３３の突出高さＨ
を、各チューブエレメント２の上流端部２ｆとディフュ
ーザ２４の下流端部４２間の距離ｄより小さく形成し、
ガイド部３３の先端部のディフューザ２４の内壁部の間
に所定の隙間４５を空けた場合、隙間４５の大きさを変
えることにより、ガイド部３３を回り込む排気ガスの流
量を変えて、各チューブエレメント２の温度分布を任意
に設定することができる。
【００６７】整流プレート７はその背後に突出した各突
起部３４，３５を各チューブエレメント２およびアウタ
ーフィン１の上流端部２ｆ，１ｆに接合させて支持され
る構造のため、従来のルーバーのようにタービンから排
出される排気ガスＢの流れに影響する加振力を受けるこ
とが少なく、整流プレート７にフラッタが生じることを
防止して、その耐久性を高められる。
起部３４，３５を各チューブエレメント２およびアウタ
ーフィン１の上流端部２ｆ，１ｆに接合させて支持され
る構造のため、従来のルーバーのようにタービンから排
出される排気ガスＢの流れに影響する加振力を受けるこ
とが少なく、整流プレート７にフラッタが生じることを
防止して、その耐久性を高められる。
【００６８】整流プレート７は各突起部３４，３５の各
穴３７と各当て板３８の各穴３９を挿通するワイヤー３
６を介して各チューブエレメント２に縛り付けられる構
造のため、ワイヤー３６の締結力を各チューブエレメン
ト２およびアウターフィン１の広い範囲に分散させ、ワ
イヤー３６の張力を高めて整流プレート７の支持剛性を
十分に確保することができる。
穴３７と各当て板３８の各穴３９を挿通するワイヤー３
６を介して各チューブエレメント２に縛り付けられる構
造のため、ワイヤー３６の締結力を各チューブエレメン
ト２およびアウターフィン１の広い範囲に分散させ、ワ
イヤー３６の張力を高めて整流プレート７の支持剛性を
十分に確保することができる。
【００６９】また、整流プレート７の支持部材を各チュ
ーブエレメント２およびアウターフィン１の間に介装
し、ロウ付けにより固着する構造も考えられるが、薄い
板金からなるチューブエレメント２およびアウターフィ
ン１の間に剛性の高い支持部材が介在することにより、
ロウ付け時に不均一な力が働き、チューブエレメント２
の変形を来したり、ロウ付けによる結合不良部が発生す
る可能性がある。
ーブエレメント２およびアウターフィン１の間に介装
し、ロウ付けにより固着する構造も考えられるが、薄い
板金からなるチューブエレメント２およびアウターフィ
ン１の間に剛性の高い支持部材が介在することにより、
ロウ付け時に不均一な力が働き、チューブエレメント２
の変形を来したり、ロウ付けによる結合不良部が発生す
る可能性がある。
【００７０】ヒートプロテクター部３１をディフューザ
入口２４ａより小さく形成したことにより、図１１に示
すように、ハウジング６にディフューザ２４を組み付け
た後、整流プレート７を組み付けられるため、生産性お
よびメインテナンス性を改善することができる。
入口２４ａより小さく形成したことにより、図１１に示
すように、ハウジング６にディフューザ２４を組み付け
た後、整流プレート７を組み付けられるため、生産性お
よびメインテナンス性を改善することができる。
【００７１】次に、図１７に示す第二実施例について説
明する。なお、前記第一実施例との対応部分には同一符
号を用いて説明する。
明する。なお、前記第一実施例との対応部分には同一符
号を用いて説明する。
【００７２】整流プレート７にはチューブエレメント２
およびアウターフィン１の上流端部２ｆ，１ｆに着座す
る突起部として、ヒートプロテクター部３１および各延
長部３２の中央部に延びる１つの突起部５４と、ヒート
プロテクター部３１に放射状に延びる４つの突起部５５
がそれぞれ長円形の外形をもって膨出する凸部として一
体形成される。
およびアウターフィン１の上流端部２ｆ，１ｆに着座す
る突起部として、ヒートプロテクター部３１および各延
長部３２の中央部に延びる１つの突起部５４と、ヒート
プロテクター部３１に放射状に延びる４つの突起部５５
がそれぞれ長円形の外形をもって膨出する凸部として一
体形成される。
【００７３】この場合、ヒートプロテクター部３１を回
り込む排気ガスは、図１８に矢印で示すように、放射状
に配置された突起部５５に沿って流れるため、突起部５
５が整流プレート７の背後に回り込んで間隙９からチュ
ーブエレメント２の中央部に流入する排気ガスＢの流れ
を妨げない。これにより、整流プレート７の背後空間に
おいて排気ガスの流れに淀みが生じる部位は図中斜線を
入れて示すように各突起部５４，５５が接合する部位の
みである。
り込む排気ガスは、図１８に矢印で示すように、放射状
に配置された突起部５５に沿って流れるため、突起部５
５が整流プレート７の背後に回り込んで間隙９からチュ
ーブエレメント２の中央部に流入する排気ガスＢの流れ
を妨げない。これにより、整流プレート７の背後空間に
おいて排気ガスの流れに淀みが生じる部位は図中斜線を
入れて示すように各突起部５４，５５が接合する部位の
みである。
【００７４】これに対して、前記第一実施例の場合、ヒ
ートプロテクター部３１を回り込む排気ガスの流れは、
図１６に矢印で示すように、その多くが上下方向に延び
る左右突起部３５に当たるため、整流プレート７の背後
空間において図中斜線を入れて示すように各突起部３５
の間に挟まれる部位に排気ガスの流れに淀みが生じ、各
チューブエレメント２間への排気ガスの流入が妨げられ
る。
ートプロテクター部３１を回り込む排気ガスの流れは、
図１６に矢印で示すように、その多くが上下方向に延び
る左右突起部３５に当たるため、整流プレート７の背後
空間において図中斜線を入れて示すように各突起部３５
の間に挟まれる部位に排気ガスの流れに淀みが生じ、各
チューブエレメント２間への排気ガスの流入が妨げられ
る。
【００７５】また、整流プレート７は放射状に隆起する
突起部５５を各チューブエレメント２およびアウターフ
ィン１の上流端部２ｆ，１ｆに対して広い範囲で接合さ
せて支持される構造のため、十分な支持剛性が得られる
とともに、整流プレート７自体の剛性が有効に高められ
ることにより、排気ガスＢの流れに影響する加振力を受
けて整流プレート７等にフラッタが生じることがなく、
その耐久性を高められる。
突起部５５を各チューブエレメント２およびアウターフ
ィン１の上流端部２ｆ，１ｆに対して広い範囲で接合さ
せて支持される構造のため、十分な支持剛性が得られる
とともに、整流プレート７自体の剛性が有効に高められ
ることにより、排気ガスＢの流れに影響する加振力を受
けて整流プレート７等にフラッタが生じることがなく、
その耐久性を高められる。
【００７６】次に、図１９、図２０に示した第三実施例
は、整流プレート７に形成されてチューブエレメント２
の上流端部２ｆに着座する突起部として、チューブエレ
メント２に４つの脚部５６が一体形成されるとともに、
ヒートプロテクター部３１および各延長部３２の中央部
に延びる１つの突起部５７が長円形の外形をもって膨出
する凸部として一体形成される。
は、整流プレート７に形成されてチューブエレメント２
の上流端部２ｆに着座する突起部として、チューブエレ
メント２に４つの脚部５６が一体形成されるとともに、
ヒートプロテクター部３１および各延長部３２の中央部
に延びる１つの突起部５７が長円形の外形をもって膨出
する凸部として一体形成される。
【００７７】各脚部５６のチューブエレメント２等に対
する接合部にはワイヤー３６を挿通させる穴５８が形成
される。
する接合部にはワイヤー３６を挿通させる穴５８が形成
される。
【００７８】整流プレート７は各脚部５６および突起部
５７を各チューブエレメント２およびアウターフィン１
の上流端部２ｆ，１ｆに接合させることにより、これら
の間に所定の間隙９が画成される。
５７を各チューブエレメント２およびアウターフィン１
の上流端部２ｆ，１ｆに接合させることにより、これら
の間に所定の間隙９が画成される。
【００７９】この場合、各脚部５６がヒートプロテクタ
ー部３１から折り曲げて形成される構造のため、ヒート
プロテクター部３１および各延長部３２が完全な平板状
に形成される。これにより、整流プレート７に当たった
排気ガスは図２１に矢印で示すように円滑に四方にひろ
がり、圧力損失を小さく抑えることができる。
ー部３１から折り曲げて形成される構造のため、ヒート
プロテクター部３１および各延長部３２が完全な平板状
に形成される。これにより、整流プレート７に当たった
排気ガスは図２１に矢印で示すように円滑に四方にひろ
がり、圧力損失を小さく抑えることができる。
【００８０】これに対して、前記第一実施例の場合、整
流プレート７に当たった排気ガスの流れは、図２２に矢
印で示すように、各突起部３４，３５の凹凸に沿って流
れるため、この部分で圧力損失が増大する。
流プレート７に当たった排気ガスの流れは、図２２に矢
印で示すように、各突起部３４，３５の凹凸に沿って流
れるため、この部分で圧力損失が増大する。
【００８１】次に、図２３に示すさらに第四実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
【００８２】ディフューザ２４の入口２４ａの断面形状
は矩形に形成される一方、整流プレート８０のヒートプ
ロテクター部８１はディフューザ２４の入口断面形状と
相似形をした矩形に形成される。
は矩形に形成される一方、整流プレート８０のヒートプ
ロテクター部８１はディフューザ２４の入口断面形状と
相似形をした矩形に形成される。
【００８３】ヒートプロテクター部８１はディフューザ
入口２４ａに対峙するように各チューブエレメント２の
中央部に配置される。ヒートプロテクター部８１の上下
一対で設けられる各延長部８２は、ヒートプロテクター
部８１の中央部から上下方向に対称的に延び、ヒートプ
ロテクター部８１と共にチューブエレメント２の上流端
部２ｆの間に所定の間隙９をもっている。
入口２４ａに対峙するように各チューブエレメント２の
中央部に配置される。ヒートプロテクター部８１の上下
一対で設けられる各延長部８２は、ヒートプロテクター
部８１の中央部から上下方向に対称的に延び、ヒートプ
ロテクター部８１と共にチューブエレメント２の上流端
部２ｆの間に所定の間隙９をもっている。
【００８４】延長部８２の端部からディフューザ２４の
上流側に向けて所定幅ｈをもって堤状に突出するガイド
部８３は、排気流路２２の隅部に近接する端部８９から
ヒートプロテクター部８１に向けて突出する円弧状に湾
曲して形成され、排気ガスＢを排気流路２２の隅部に案
内するようになっている。
上流側に向けて所定幅ｈをもって堤状に突出するガイド
部８３は、排気流路２２の隅部に近接する端部８９から
ヒートプロテクター部８１に向けて突出する円弧状に湾
曲して形成され、排気ガスＢを排気流路２２の隅部に案
内するようになっている。
【００８５】図２４にも示すように、整流プレート８０
にはチューブエレメント２およびアウターフィン１の上
流端部２ｆ，１ｆに着座する１本の中央突起部８４と、
左右一対の突起部８５がそれぞれ長円形の外形をもって
膨出する凸部として一体形成される。中央突起部８４は
延長部８２とヒートプロテクター部８１の中央部に渡っ
て配置される。左右突起部８５はヒートプロテクター部
８１に上下突起部８４を挟むように配置される。
にはチューブエレメント２およびアウターフィン１の上
流端部２ｆ，１ｆに着座する１本の中央突起部８４と、
左右一対の突起部８５がそれぞれ長円形の外形をもって
膨出する凸部として一体形成される。中央突起部８４は
延長部８２とヒートプロテクター部８１の中央部に渡っ
て配置される。左右突起部８５はヒートプロテクター部
８１に上下突起部８４を挟むように配置される。
【００８６】左右突起部８５をチューブエレメント２に
締結する締結具として、ワイヤー８６が設けられる。各
突起部８５のチューブエレメント２に対する接合部には
ワイヤー８６を挿通させる穴８７が形成される。穴８７
を挿通するワイヤー８６は、各チューブエレメント２お
よびアウターフィン１の間の排気流路２２を貫通して、
それぞれの端部が出口ダクト２５側で互いに結ばれる。
締結する締結具として、ワイヤー８６が設けられる。各
突起部８５のチューブエレメント２に対する接合部には
ワイヤー８６を挿通させる穴８７が形成される。穴８７
を挿通するワイヤー８６は、各チューブエレメント２お
よびアウターフィン１の間の排気流路２２を貫通して、
それぞれの端部が出口ダクト２５側で互いに結ばれる。
【００８７】この場合も、ヒートプロテクター部８１が
ディフューザ２４の入口２４ａの断面形状と相似形に形
成されているため、ディフューザ２４を介して導かれる
流体Ｂの速度分布の高い部位にヒートプロテクター部８
１を配置することが可能となり、流体Ｂが各チューブエ
レメント２の中央部に集中して流入することを効果的に
抑えて、ディフューザ２４の大型化を招くことなく、熱
交換効率を高められる。
ディフューザ２４の入口２４ａの断面形状と相似形に形
成されているため、ディフューザ２４を介して導かれる
流体Ｂの速度分布の高い部位にヒートプロテクター部８
１を配置することが可能となり、流体Ｂが各チューブエ
レメント２の中央部に集中して流入することを効果的に
抑えて、ディフューザ２４の大型化を招くことなく、熱
交換効率を高められる。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、ディフューザの内側に各チューブエレメントの上流
端部に間隙をもって対峙する整流プレートと、整流プレ
ートにディフューザの入口に対峙するヒートプロテクタ
ー部と、ヒートプロテクター部から各チューブエレメン
トの上流端部に間隙をもって延びる延長部と、延長部の
端部から第二流路の上流側に向けて突出して流体Ｂを第
二流路の隅部に案内するガイド部とを備えたため、各チ
ューブエレメントに流入する流体Ｂの速度分布を適切に
設定することが可能となり、積層型熱交換器の耐久性お
よび効率を改善することができる。
は、ディフューザの内側に各チューブエレメントの上流
端部に間隙をもって対峙する整流プレートと、整流プレ
ートにディフューザの入口に対峙するヒートプロテクタ
ー部と、ヒートプロテクター部から各チューブエレメン
トの上流端部に間隙をもって延びる延長部と、延長部の
端部から第二流路の上流側に向けて突出して流体Ｂを第
二流路の隅部に案内するガイド部とを備えたため、各チ
ューブエレメントに流入する流体Ｂの速度分布を適切に
設定することが可能となり、積層型熱交換器の耐久性お
よび効率を改善することができる。
【００８９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記ガイド部を前記第二流路の隅部に近接
する端部から前記ヒートプロテクター部に向けて凸状に
湾曲させて形成したため、流体Ｂはガイド部の両側に円
滑に分流して第二流路の隅部に案内され、各チューブエ
レメントの温度分布を均一化することができる。
明において、前記ガイド部を前記第二流路の隅部に近接
する端部から前記ヒートプロテクター部に向けて凸状に
湾曲させて形成したため、流体Ｂはガイド部の両側に円
滑に分流して第二流路の隅部に案内され、各チューブエ
レメントの温度分布を均一化することができる。
【００９０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、前記ヒートプロテクター部をディ
フューザの入口断面形状と相似形に形成したため、流体
Ｂが各チューブエレメントの中央部に集中して流入する
ことを効果的に抑えて、ディフューザの大型化を招くこ
となく、熱交換効率を高められる。
記載の発明において、前記ヒートプロテクター部をディ
フューザの入口断面形状と相似形に形成したため、流体
Ｂが各チューブエレメントの中央部に集中して流入する
ことを効果的に抑えて、ディフューザの大型化を招くこ
となく、熱交換効率を高められる。
【００９１】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれかに記載の発明において、前記各チューブエレメ
ントの上流端部に対する前記ガイド部の突出高さを、各
チューブエレメントの上流端部とディフューザの下流端
部間の距離と略等しく形成したため、流体Ｂがガイド部
の近傍に集中することが抑えられ、熱交換効率を高めら
れる。
いずれかに記載の発明において、前記各チューブエレメ
ントの上流端部に対する前記ガイド部の突出高さを、各
チューブエレメントの上流端部とディフューザの下流端
部間の距離と略等しく形成したため、流体Ｂがガイド部
の近傍に集中することが抑えられ、熱交換効率を高めら
れる。
【００９２】請求項５記載の発明は、請求項１から４の
いずれかに記載の発明において、前記整流プレートに前
記チューブエレメントの上流端部に着座する突起部を形
成し、チューブエレメントの下流端部に着座する当て板
を設け、突起部と当て板を結ぶ締結具を前記排気流路を
貫通させて配設したため、整流プレートの支持剛性を十
分に確保することができる。
いずれかに記載の発明において、前記整流プレートに前
記チューブエレメントの上流端部に着座する突起部を形
成し、チューブエレメントの下流端部に着座する当て板
を設け、突起部と当て板を結ぶ締結具を前記排気流路を
貫通させて配設したため、整流プレートの支持剛性を十
分に確保することができる。
【図１】本発明の第一実施例における熱交換器の斜視図
【図２】同じく熱交換器の断面図。
【図３】同じく熱交換器の断面図。
【図４】同じく熱交換器の横断面図。
【図５】同じく整流プレートの正面図。
【図６】同じく図５のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図７】同じく図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図８】同じくワイヤー等を含む熱交換器の断面図。
【図９】同じく当て板の正面図。
【図１０】同じく排気流路における排気ガスの流れを示
す図。
す図。
【図１１】同じく整流プレートを取付ける様子を示す熱
交換器の断面図。
交換器の断面図。
【図１２】同じく排気流路における排気ガスの流れを示
す図。
す図。
【図１３】同じくチューブエレメントにおける温度分布
を示す図。
を示す図。
【図１４】同じくチューブエレメントにおける吸気の流
れを示す図。
れを示す図。
【図１５】同じく排気ガスの流れを示す図。
【図１６】同じく排気ガスの流れを示す図。
【図１７】第二実施例を示す整流プレートの正面図。
【図１８】同じく排気ガスの流れを示す図。
【図１９】第三実施例を示す整流プレートの正面図。
【図２０】同じく図１９のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２１】同じく排気ガスの流れを示す図。
【図２２】第一実施例における排気ガスの流れを示す
図。
図。
【図２３】第四実施例を示す熱交換器の斜視図。
【図２４】同じく整流プレートの正面図。
【図２５】従来例を示す熱交換器の断面図。
【図２６】従来例を示す排気流路構造の断面図。
【図２７】従来例における排気ガスの流れを示す図。
【図２８】同じくチューブエレメントにおける温度分布
を示す図。
を示す図。
１ アウターフィン ２ チューブエレメント ３ インナーフィン ４ 入口流路 ５ 出口流路 ６ ハウジング ７ 整流プレート ９ 間隙 １６ 入口空間 １７ 出口空間 ２１ 吸気流路 ２２ 排気流路 ２４ ディフューザ ２４ａ ディフューザ入口 ３１ ヒートプロテクター部 ３２ 延長部 ３３ ガイド部 ３４ 突起部 ３５ 突起部 ３６ ワイヤー
Claims (5)
- 【請求項１】 流体Ａが流れる第一流路を画成する複数
のチューブエレメントと、互いに積層されたチューブエ
レメントの間に画成される第二流路と、流体Ｂを第二流
路に導入するディフューザと、ディフューザの内側に各
チューブエレメントの上流端部に間隙をもって対峙する
整流プレートと、整流プレートにディフューザの入口に
対峙するヒートプロテクター部と、ヒートプロテクター
部から各チューブエレメントの上流端部に間隙をもって
延びる延長部と、延長部の端部から第二流路の上流側に
向けて突出して流体Ｂを第二流路の隅部に案内するガイ
ド部とを備えたことを特徴とする積層型熱交換器。 - 【請求項２】 前記ガイド部を前記第二流路の隅部に近
接する端部から前記ヒートプロテクター部に向けて凸状
に湾曲させて形成したことを特徴とする請求項１記載の
積層型熱交換器。 - 【請求項３】 前記ヒートプロテクター部をディフュー
ザの入口断面形状と相似形に形成したことを特徴とする
請求項１または２記載の積層型熱交換器。 - 【請求項４】 前記各チューブエレメントの上流端部に
対する前記ガイド部の突出高さを、各チューブエレメン
トの上流端部とディフューザの下流端部間の距離と略等
しく形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれ
かに記載の積層型熱交換器。 - 【請求項５】 前記整流プレートに前記チューブエレメ
ントの上流端部に着座する突起部を形成し、チューブエ
レメントの下流端部に着座する当て板を設け、突起部と
当て板を結ぶ締結具を前記排気流路を貫通させて配設し
たことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の
積層型熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5308351A JP2743800B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 積層型熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5308351A JP2743800B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 積層型熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159076A JPH07159076A (ja) | 1995-06-20 |
| JP2743800B2 true JP2743800B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=17980017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5308351A Expired - Fee Related JP2743800B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 積層型熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2743800B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2198179B1 (es) * | 2001-03-01 | 2004-11-16 | Valeo Termico, S.A. | Intercambiador de calor para gases. |
| DE10247264A1 (de) * | 2002-10-10 | 2004-04-29 | Behr Gmbh & Co. | Plattenwärmeübertrager in Stapelbauweise |
| FR2855604B1 (fr) * | 2003-05-28 | 2008-09-26 | Valeo Thermique Moteur Sa | Echangeur de chaleur a plaques comportant un element d'obturation des fuites du gaz a fefroidir. |
| US20160109189A1 (en) * | 2014-10-17 | 2016-04-21 | Rolls-Royce Power Engineering Plc | Heat exchanger |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP5308351A patent/JP2743800B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07159076A (ja) | 1995-06-20 |
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