JP3426729B2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ、排脱装置、ガ
スヒータ、エアヒータ等に用いられる管群を内蔵する熱
交換器に関する。 【０００２】 【従来の技術】本発明が対象とする熱交換器の流れ方向
の気柱振動に対する低減技術は、これまで存在しない。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】図２（ａ）に示すよう
に、円形断面を有する多数の管２よりなる管群の間を流
体がＶｇの速度で通過する場合には、管２から周波数ｆ
の規則的な渦３が放出される。渦３の放出周波数ｆは、
ストローハル数Ｓｔ＝ｆｄ／Ｖｇ（ｄは管２の直径）に
よって特徴づけられ、ストローハル数Ｓｔは一定値を取
る。この渦３によって、管２には、図２（ｂ）に示すよ
うに流れ直角方向に周波数ｆの励振力Ｆｙと図２（ｃ）
に示すように流れ方向に周波数２ｆの励振力Ｆｘがそれ
ぞれ作用する。管２に作用するこれらの励振力の反力が
流体に作用するが、これらの励振力の周波数が熱交換器
内音場の固有周波数と一致すれば、気柱共鳴現象と呼ば
れる騒音問題が発生する。周波数ｆの励振力Ｆｙは流れ
直角方向の気柱共鳴を励起し、周波数２ｆの励振力Ｆｘ
は流れ方向の気柱共鳴を発生させる。なお、図２（ｄ）
と図２（ｅ）は、それぞれ図２（ｂ）と図２（ｃ）に示
す励振力を周波数分析したグラフである。 【０００４】本発明は、前記の周波数２ｆの流れ方向の
気柱共鳴を低減するようにした管群を内蔵する熱交換器
に係るものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、円形断面を有
する管よりなる管群を内蔵する熱交換器において、入り
口部と出口部の流路断面を漸増もしくは漸減するごとく
絞られ流路流れ方向の気柱共鳴の音圧反射端となる部分
のみの少くともいずれかの内壁に吸音材を取り付けるよ
うにした。 【０００６】 【作用】円形断面を有する管よりなる管群を内蔵する熱
交換器において、流れ方向の共鳴は入り口部の流路断面
を漸増するごとく絞られた部分と出口部の流路断面を漸
減するごとく絞られた部分が音響反射端となって定在波
が形成されることにより生じる。従って、入り口部と出
口部のそのように絞られ流路流れ方向の気柱共鳴の音圧
反射端となる部分のみの内壁の少くともいずれかに吸音
材を張り付ければ流路流れ方向の気柱共鳴の音波が反射
しなくなり、流れ方向の定在波が形成され難くなる。 【０００７】 【実施例】本発明の一実施例を、図１により説明する。
熱交換器１には流速Ｖの流体が流れている。熱交換器１
の内部には円形断面を有する多数の管２よりなる管群が
設置されており、管２の外部流体と内部流体の間で熱交
換を行わせるようになっている。熱交換器１の入り口部
４は図１に示すように流路断面を漸増するごとく絞ら
れ、出口部５ａ、５ｂは、図１に示すように流路断面を
漸減するごとく絞られて、そのように絞られた入り口部
４の内壁に吸音材６が、そのように絞られた出口部５
ａ、５ｂの内壁に吸音材７ａ、７ｂが、それぞれ張り付
けられている。また、図１に示すように、他の部分の内
壁には特に吸音材は張り付けられていない。 【０００８】管群の管２の表面に発生した渦３によって
流れ方向において流体に励振力が発生する。この流れ方
向の励振力の周波数と熱交換器内の音場の流れ方向の固
有周波数が一致すると、流れ方向の気柱共鳴Ｐが発生す
る。この流れ方向の気柱共鳴Ｐは熱交換器の図１に示す
ような流路断面を漸増し、また、漸減するごとく絞られ
た入り口部４や出口部５ａ、５ｂが音圧反射端となるた
め定在波が形成されることによって生じるので、図１に
示すようにこれらの部分に吸音材を張り付ければ定在波
を形成され難くする効果を奏する。そのため、本実施例
では、これらの部分に吸音材６、７ａ、７ｂを張り付け
ることによって、音波の壁面反射を小さくし定在波が形
成され難くすることができる。その結果、流れ方向の気
柱共鳴の発生を防止することができる。 【０００９】なお、前記実施例では、図１に示す熱交換
器の流路断面を漸増し、また、漸減するごとく絞られた
入り口部と出口部の両者の内壁に吸音材を張り付けてい
るが、そのいずれか一方に吸音材を張り付けるようにし
てもよい。 【００１０】 【発明の効果】本発明は、円形断面を有する管よりなる
管群を内蔵する熱交換器の入り口部と出口部の流路断面
を漸増もしくは漸減するごとく絞られ流路流れ方向の気
柱共鳴の音圧反射端となる部分のみの少くともいずれか
の内壁に吸音材を取り付けているために、音波の壁面反
射を小さくして定在波を形成され難くし、これによって
流れ方向の気柱共鳴の発生を防止することができる。
スヒータ、エアヒータ等に用いられる管群を内蔵する熱
交換器に関する。 【０００２】 【従来の技術】本発明が対象とする熱交換器の流れ方向
の気柱振動に対する低減技術は、これまで存在しない。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】図２（ａ）に示すよう
に、円形断面を有する多数の管２よりなる管群の間を流
体がＶｇの速度で通過する場合には、管２から周波数ｆ
の規則的な渦３が放出される。渦３の放出周波数ｆは、
ストローハル数Ｓｔ＝ｆｄ／Ｖｇ（ｄは管２の直径）に
よって特徴づけられ、ストローハル数Ｓｔは一定値を取
る。この渦３によって、管２には、図２（ｂ）に示すよ
うに流れ直角方向に周波数ｆの励振力Ｆｙと図２（ｃ）
に示すように流れ方向に周波数２ｆの励振力Ｆｘがそれ
ぞれ作用する。管２に作用するこれらの励振力の反力が
流体に作用するが、これらの励振力の周波数が熱交換器
内音場の固有周波数と一致すれば、気柱共鳴現象と呼ば
れる騒音問題が発生する。周波数ｆの励振力Ｆｙは流れ
直角方向の気柱共鳴を励起し、周波数２ｆの励振力Ｆｘ
は流れ方向の気柱共鳴を発生させる。なお、図２（ｄ）
と図２（ｅ）は、それぞれ図２（ｂ）と図２（ｃ）に示
す励振力を周波数分析したグラフである。 【０００４】本発明は、前記の周波数２ｆの流れ方向の
気柱共鳴を低減するようにした管群を内蔵する熱交換器
に係るものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、円形断面を有
する管よりなる管群を内蔵する熱交換器において、入り
口部と出口部の流路断面を漸増もしくは漸減するごとく
絞られ流路流れ方向の気柱共鳴の音圧反射端となる部分
のみの少くともいずれかの内壁に吸音材を取り付けるよ
うにした。 【０００６】 【作用】円形断面を有する管よりなる管群を内蔵する熱
交換器において、流れ方向の共鳴は入り口部の流路断面
を漸増するごとく絞られた部分と出口部の流路断面を漸
減するごとく絞られた部分が音響反射端となって定在波
が形成されることにより生じる。従って、入り口部と出
口部のそのように絞られ流路流れ方向の気柱共鳴の音圧
反射端となる部分のみの内壁の少くともいずれかに吸音
材を張り付ければ流路流れ方向の気柱共鳴の音波が反射
しなくなり、流れ方向の定在波が形成され難くなる。 【０００７】 【実施例】本発明の一実施例を、図１により説明する。
熱交換器１には流速Ｖの流体が流れている。熱交換器１
の内部には円形断面を有する多数の管２よりなる管群が
設置されており、管２の外部流体と内部流体の間で熱交
換を行わせるようになっている。熱交換器１の入り口部
４は図１に示すように流路断面を漸増するごとく絞ら
れ、出口部５ａ、５ｂは、図１に示すように流路断面を
漸減するごとく絞られて、そのように絞られた入り口部
４の内壁に吸音材６が、そのように絞られた出口部５
ａ、５ｂの内壁に吸音材７ａ、７ｂが、それぞれ張り付
けられている。また、図１に示すように、他の部分の内
壁には特に吸音材は張り付けられていない。 【０００８】管群の管２の表面に発生した渦３によって
流れ方向において流体に励振力が発生する。この流れ方
向の励振力の周波数と熱交換器内の音場の流れ方向の固
有周波数が一致すると、流れ方向の気柱共鳴Ｐが発生す
る。この流れ方向の気柱共鳴Ｐは熱交換器の図１に示す
ような流路断面を漸増し、また、漸減するごとく絞られ
た入り口部４や出口部５ａ、５ｂが音圧反射端となるた
め定在波が形成されることによって生じるので、図１に
示すようにこれらの部分に吸音材を張り付ければ定在波
を形成され難くする効果を奏する。そのため、本実施例
では、これらの部分に吸音材６、７ａ、７ｂを張り付け
ることによって、音波の壁面反射を小さくし定在波が形
成され難くすることができる。その結果、流れ方向の気
柱共鳴の発生を防止することができる。 【０００９】なお、前記実施例では、図１に示す熱交換
器の流路断面を漸増し、また、漸減するごとく絞られた
入り口部と出口部の両者の内壁に吸音材を張り付けてい
るが、そのいずれか一方に吸音材を張り付けるようにし
てもよい。 【００１０】 【発明の効果】本発明は、円形断面を有する管よりなる
管群を内蔵する熱交換器の入り口部と出口部の流路断面
を漸増もしくは漸減するごとく絞られ流路流れ方向の気
柱共鳴の音圧反射端となる部分のみの少くともいずれか
の内壁に吸音材を取り付けているために、音波の壁面反
射を小さくして定在波を形成され難くし、これによって
流れ方向の気柱共鳴の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の縦断面図である。
【図２】図２（ａ）は従来の管群を内蔵する熱交換器に
おける渦の発生状態の説明図、図２（ｂ）は渦による流
れ直角方向の励振力のグラフ、図２（ｃ）は渦による流
れ方向の励振力のグラフ、図２（ｄ）及び図２（ｅ）は
それぞれ図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示す励振力を周波
数分析したグラフである。 【符号の説明】 １ 熱交換器 ２ 管 ３ 渦 ４ 熱交換器の入り口部 ５ａ、５ｂ 熱交換器の出口部 ６、７ａ、７ｂ 吸音材 Ｐ 流れ方向の気柱共鳴 Ｆｘ 流れ方向の励振力 Ｆｙ 流れ直角方向の励振力 Ｖｇ 流体の管間流速 Ｖ 流体の流速 ｆ 渦の放出周波数 ｄ 管の直径
おける渦の発生状態の説明図、図２（ｂ）は渦による流
れ直角方向の励振力のグラフ、図２（ｃ）は渦による流
れ方向の励振力のグラフ、図２（ｄ）及び図２（ｅ）は
それぞれ図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示す励振力を周波
数分析したグラフである。 【符号の説明】 １ 熱交換器 ２ 管 ３ 渦 ４ 熱交換器の入り口部 ５ａ、５ｂ 熱交換器の出口部 ６、７ａ、７ｂ 吸音材 Ｐ 流れ方向の気柱共鳴 Ｆｘ 流れ方向の励振力 Ｆｙ 流れ直角方向の励振力 Ｖｇ 流体の管間流速 Ｖ 流体の流速 ｆ 渦の放出周波数 ｄ 管の直径
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 実開 昭63−167081（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭52−136266（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−45363（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−80488（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F28F 9/00 331
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 円形断面を有する管よりなる管群を内蔵
する熱交換器において、入り口部と出口部の流路断面を
漸増もしくは漸減するごとく絞られ流路流れ方向の気柱
共鳴の音圧反射端となる部分のみの少くともいずれかの
内壁に吸音材を取り付けたことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22158594A JP3426729B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22158594A JP3426729B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886587A JPH0886587A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3426729B2 true JP3426729B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=16769057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22158594A Expired - Fee Related JP3426729B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3426729B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6173820B2 (ja) | 2013-08-01 | 2017-08-02 | 株式会社神戸製鋼所 | ガス圧縮機用の熱交換器 |
| GB2536976A (en) * | 2015-04-04 | 2016-10-05 | John Bayram Peter | De-rotators with added sound attenuation |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP22158594A patent/JP3426729B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0886587A (ja) | 1996-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021210 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030401 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |