JP3156355U - ２重管式熱交換器 - Google Patents

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Abstract

【課題】内管内を高温な排ガスが流通し、内管と外管との間を水が流通し、排ガスから熱回収するための燃料電池システム用に適合した安価で熱効率の高い熱交換器を提案する。【解決手段】内管１の一端から排ガスが流入し、薄板をネジリ加工して形成したネジリ板４による穏やかな旋回流を生じて内管１内を流通し、内管１の他端から流出する。一方、入口管６から外管２内へ水が流入し、仕切板５による蛇行流を生じて内管１と外管２との間を流通し、内管１内を流通する排ガスと熱交換し、熱回収して出口管７から流出する。かかる排ガスから熱回収するための熱交換器において、排ガスの冷却による凝縮水が生じるが、この２重管式熱交換器を垂直又は傾斜させて設置することで、ネジリ板４により凝縮水を速やかに排出することができる。【選択図】図１

Description

この考案は、外管内に内管を挿通し、内管内を流通する流体と、内管と外管との間を流通する流体との間で熱交換を行う２重管式熱交換器に関するものである。
２種類の流体間で熱交換を行う熱交換器として、径が異なる２本の管（内管、外管）を用い、外管内に内管を挿通した２重管式熱交換器がある。これは、内管内を高温な一次側加熱流体が流通し、内管と外管との間を二次側被加熱流体が流通（又はその逆）して熱交換を行うものである。
かかる２重管式熱交換器において、所定の能力を得るには極めて長尺となるため、内管にネジリ管、つぶし管等を用いて熱効率の向上を図ったものがある。しかし、こうした内管の加工には大掛かりの設備を要して製作コストが高価となり、所定の性能を伴う２重管式熱交換器の低廉化が困難であった。また、燃料電池システム用の熱交換器として、排ガスからの熱回収、排ガスの冷却、ガス再生のための熱交換器として用いる場合、排ガスの流通抵抗（圧力損失）を抑えるとともに伝熱面積の増大を図り、小型で熱効率に優れた構造が求められている。
この考案は、簡単に製作可能で製作コストが安価であるとともに、熱効率に優れて小型に製作され、特に内管内を高温な排ガスが流通し、内管と外管との間を水が流通し、排ガスから熱回収するための燃料電池システム用に適合した熱交換器を提案するものである。
こうした目的を達成するため、この考案は、外管２内に内管１を挿通し、内管１内を流通する流体と、内管１と外管２との間を流通する流体との間で熱交換を行う２重管式熱交換器において、内管１の内周面に密接するコイル３と、このコイル３の筒内に挿入したネジリ板４とを内管１内に設けたことを特徴とするものである。
また、内管１の挿通孔５ａを有する円輪板の一側部に切欠部５ｂを設けた仕切板５を形成し、この仕切板５を外周を外管２の内周面に当接し、切欠部５ｂの向きを変えて適宜の間隔で外管２内に配置するものである。
そして、この考案の２重管式熱交換器は、内管１内を排ガスが流通し、内管１と外管２との間を水が流通する燃料電池システム用の熱交換器に適用するものである。
この考案の２重管式熱交換器は、内管１の内周面に密接するコイル３を設けることで、伝熱面積の増大を図るとともに、このコイル３の筒内にネジリ板４を挿入することで、内管１内を流通する流体を穏やかな旋回流とし、圧力損失を抑えながら伝熱促進効果を奏し、熱効率に優れて小型に製作することができる。また、内管１内にコイル３及びネジリ板４を挿入する構造であるから、内管１に特別な加工を必要とせず、簡単に製作可能で製作コストが安価である。
また、切欠部５ｂの向きを変えて外管２内に仕切板５を適宜の間隔で配置することで、内管１と外管２との間を流通する流体を蛇行流や旋回流とし、更なる伝熱促進効果により熱効率の向上を図ることができる。
この考案の実施例の一部を破断した正面図。 仕切板５の平面図。
以下に、この考案を実施するための最良の形態について、図示の実施例によって具体的に説明する。
図面の２重管式熱交換器は、径が異なる２本の管（内管１、外管２）を用い、外管２内に内管１を挿通し、内管１内を排ガスが流通し、内管１と外管２との間を水が流通し、排ガスから熱回収するための燃料電池システム用の熱交換器である。
内管１の内周面に密接するコイル３が内管１内に挿入され、ろう付けして内管１に接合され、さらに、薄板をネジリ加工して形成したネジリ板４がコイル３の全長に亘って筒内に挿入されている。内管１が貫通する挿通孔５ａを設けた円輪板の一側部を切り欠いて切欠部５ｂを設けた仕切板５が形成され、この仕切板５が外周を外管２の内周面に当接し、切欠部５ｂの位置が交互に反対側となるように向きを変えて適宜の間隔で外管２内に配置されている。
外管２の側壁の一端に入口管６、他端に出口管７が接合され、外管２の開口端は蓋体８で閉塞され、入口管６から出口管７へ至る流通路が形成されている。内管１は外管２内に挿通されて蓋体８を貫通し、両管端を外管２外に導出し、一方の開口端から他方の開口端へ至る直線状の流通路が形成されている。
この２重管式熱交換器を燃料電池システム用の熱交換器として用い、内管１の一端から排ガスが流入し、ネジリ板４による穏やかな旋回流を生じて内管１内を流通し、内管１の他端から流出する（図１中、白抜き矢印）。一方、入口管６から外管２内へ水が流入し、仕切板５による蛇行流を生じて内管１と外管２との間を流通し、内管１内を流通する排ガスと熱交換し、熱回収して出口管７から流出する（図１中、実線矢印）。かかる排ガスから熱回収するための熱交換器において、排ガスの冷却による凝縮水が生じるが、この２重管式熱交換器を垂直又は傾斜させて設置することで、ネジリ板４により凝縮水を速やかに排出することができる。
１ 内管
２ 外管
３ コイル
４ ネジリ板
５ 仕切板
５ａ 挿通孔
５ｂ 切欠部

Claims (3)

  1. 外管２内に内管１を挿通し、内管１内を流通する流体と、内管１と外管２との間を流通する流体との間で熱交換を行う２重管式熱交換器において、
    内管１の内周面に密接するコイル３と、このコイル３の筒内に挿入したネジリ板４とを内管１内に設けたことを特徴とする２重管式熱交換器。
  2. 内管１の挿通孔５ａを有する円輪板の一側部に切欠部５ｂを設けた仕切板５を形成し、この仕切板５を外周を外管２の内周面に当接し、切欠部５ｂの向きを変えて適宜の間隔で外管２内に配置した請求項１に記載の２重管式熱交換器。
  3. 内管１内を排ガスが流通し、内管１と外管２との間を水が流通する燃料電池システム用の熱交換器である請求項１又は２に記載の２重管式熱交換器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107166995A (zh) * 2017-06-17 2017-09-15 福建德兴节能科技有限公司 高效换热器及其用途
CN114136125A (zh) * 2021-11-29 2022-03-04 无锡齐为金属科技有限公司 一种双管式换热管

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