JP4500960B2 - 熱交換反応装置における熱膨張の有害影響を最小化するための方法および装置 - Google Patents
熱交換反応装置における熱膨張の有害影響を最小化するための方法および装置 Download PDFInfo
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Description
フィンにより構成されており、機械的延張、ろう付け、はんだ付け、または当業者にとって容易に明らかである別の方法により、複数の管50に取り付けられている平面フィンを有している。
Claims (50)
- ハウジングと、
第1の流体を運ぶように一方向に延び、前記ハウジング内に実装されている複数の管と、
これら複数の管を夫々中に受け入れる複数の穴を有し、前記一方向に直交した方向に流れるように前記ハウジング内に与えられた第2の流体を案内するように構成されたバッフルと、
前記バッフルと前記複数の管とのうち少なくとも一方の熱膨張の有害影響を最小化するための手段と、
前記複数の管の第1の端部を前記ハウジング内に固定している第1のヘッダプレートと、前記複数の管の第2の端部を前記ハウジング内に固定している第2のヘッダプレートとを具備し、
熱膨張の有害影響を最小化するための前記手段は、前記第1のヘッダプレートと、前記第2のヘッダプレートと、前記バッフルとの間の熱膨張差を軽減するための手段を有する熱交換反応装置。 - 熱膨張の有害影響を最小化するための前記手段は、この熱交換反応装置の動作状態とこの熱交換反応装置の動作不可状態との両方における、前記バッフルと前記複数の管との間の機械的干渉を最小化するための手段を更に有する請求項1に記載の熱交換反応装置。
- 熱膨張の有害影響を最小化するための前記手段は、この熱交換反応装置内の大きい温度勾配帯において前記複数の管の前記一方向の長さに沿って熱絶縁帯を与えるための手段を更に有する請求項1もしくは2に記載の熱交換反応装置。
- 前記複数の管のうち少なくとも1つと接触し、前記ハウジング内に導入された第2の流体に接触するように構成された熱伝導フィンと、
この熱伝導フィンの熱膨張の有害影響を最小化するための手段とを更に具備する請求項1ないし3のいずれか1に記載の熱交換反応装置。 - ハウジングと、
第1の流体を運ぶように一方向に延び、前記ハウジング内に実装された複数の管と、
これら複数の管のうち少なくとも1つと接触し、前記ハウジング内に導入されて前記複数の管の外を流れる第2の流体に接触するように構成された熱伝導フィンと、
この熱伝導フィンと前記複数の管とのうち少なくとも1つの熱膨張の有害影響を最小化するための手段と、
前記複数の管の第1の端部を前記ハウジング内に固定している第1のヘッダプレートと、前記複数の管の第2の端部を前記ハウジング内に固定している第2のヘッダプレートとを具備し、
熱膨張の有害影響を最小化するための前記手段は、前記第1のヘッダプレートと、前記第2のヘッダプレートと、前記熱伝導フィンとの間の熱膨張差を軽減するための手段を有する熱交換反応装置。 - 熱膨張の有害影響を最小化するための前記手段は、この熱交換反応装置内の大きい温度勾配帯において前記複数の管の前記一方向の長さに沿って熱絶縁帯を与えるための手段を更に有する請求項5に記載の熱交換反応装置。
- ハウジングと、
第1の流体を運ぶように一方向に延び、前記ハウジング内に実装された複数の管と、
これら複数の管を通す複数の穴を有し、前記一方向に直交した方向に流れるように前記ハウジング内に導入された第2の流体を案内するように構成されたバッフルと、
前記複数の管の第1の端部を前記ハウジング内に実装している第1のヘッダプレートと、前記複数の管の第2の端部を前記ハウジング内に実装している第2のヘッダプレートとを具備し、
前記ハウジングは、第1の温度帯および第2の温度帯を有し、これら第1の温度帯と前記第2の温度帯とは、異なる温度であり、
前記第1のヘッダプレートは、前記第1の温度帯内に設けられ、前記バッフルは、前記第2の温度帯内に設けられ、
前記第1のヘッダプレートは、第1の熱膨張係数を有する物質から形成され、前記バッフルは、第2の熱膨張係数を有する物質から形成され、前記第1の熱膨張係数は、前記第2の熱膨張係数と異なっており、
前記第1の温度帯は、前記第2の温度帯の温度よりも高い温度であり、
前記第2の熱膨張係数は、前記第1の熱膨張係数よりも大きくなっている、熱交換反応装置。 - 前記第2のヘッダプレートは、前記第1の温度帯内に設けられている請求項7に記載の熱交換反応装置。
- 前記第2のヘッダプレートは、第1の熱膨張係数を有する物質から形成されている請求項7もしくは8に記載の熱交換反応装置。
- ハウジングと、
第1の流体を運ぶように一方向に延び、前記ハウジング内に実装された複数の管と、
これら複数の管を通す複数の穴を有し、前記一方向にほぼ直交した方向に流れるように前記ハウジング内に導入された第2の流体を案内するように構成されたバッフルと、
前記複数の管の第1の端部を前記ハウジング内に実装している第1のヘッダプレートと、前記複数の管の第2の端部を前記ハウジング内に実装している第2のヘッダプレートとを具備し、
前記ハウジングは、第1の温度帯および第2の温度帯を有し、これら第1の温度帯と前記第2の温度帯とは、異なる温度であり、
前記第1のヘッダプレートは、前記第1の温度帯内に設けられ、前記バッフルは、前記第2の温度帯内に設けられ、
前記第1のヘッダプレートは、第1の熱膨張係数を有する物質から形成され、前記バッフルは、第2の熱膨張係数を有する物質から形成され、前記第1の熱膨張係数は、前記第2の熱膨張係数と異なっており、
前記第1の温度帯は、前記第2の温度帯の温度よりも低い温度であり、
前記第2の熱膨張係数は、前記第1の熱膨張係数よりも小さくなっている、熱交換反応装置。 - 前記複数の管のうち少なくとも1つと接触し、前記ハウジング内に導入された第2の流体に接触するように構成された熱伝導フィンを更に具備し、前記熱伝導フィンは、前記第2の温度帯内に設けられ、前記熱伝導フィンは、第2の熱膨張係数を有する前記物質から形成されている請求項7ないし10のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記複数の穴のうち少なくとも1つは、この熱交換反応装置の動作状態およびこの熱交換反応装置の動作不可状態の両方における、前記バッフルおよび前記それぞれの管の間の機械的干渉を最小化するための、前記少なくとも1つの穴を通って延びる前記複数の管の、それぞれの管の間の機械的干渉を最小化するように成形されている請求項7ないし11のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記複数の管のうち1つの管と接触し、前記複数の管のうち別の管に取り付けられず、前記ハウジング内に導入された第2の流体に接触するように構成された熱伝導フィンを更に具備する請求項7ないし10のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- この熱交換反応装置内の大きい温度勾配帯において前記複数の管の前記一方向の長さに沿って熱絶縁帯を規定し、前記複数の管を収容する複数の穴を有する熱絶縁体を更に具備する請求項7ないし13のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- ハウジングと、
第1の流体を運ぶように構成され、前記ハウジング内に実装されている複数の管と、
これら複数の管のうち少なくとも1つと接触し、前記ハウジング内に導入され、前記複数の管の外を流れる第2の流体に接触するように構成された熱伝導フィンと、
前記複数の管の第1の端部を前記ハウジング内に実装している第1のヘッダプレートと、前記複数の管の第2の端部を前記ハウジング内に実装している第2のヘッダプレートとを具備し、
前記ハウジングは、第1の温度帯および第2の温度帯を有し、これら第1の温度帯および前記第2の温度帯は、異なる温度であり、
前記第1のヘッダプレートは、前記第1の温度帯内に設けられ、前記熱伝導フィンは、前記第2の温度帯内に設けられ、そして
前記第1のヘッダプレートは、第1の熱膨張係数を有する物質から形成され、前記熱伝導フィンは、第2の熱膨張係数を有する物質から形成され、前記第1の熱膨張係数は、第2の熱膨張係数と異なっており、
前記第1の温度帯は、前記第2の温度帯の温度よりも高い温度であり、前記第2の熱膨張係数は前記第1の熱膨張係数よりも大きい、熱交換反応装置。 - 前記第2のヘッダプレートは、前記第2の温度帯内に設けられている請求項15に記載の熱交換反応装置。
- 前記第2のヘッダプレートは、第1の熱膨張係数を有する物質から形成されている請求項15もしくは16に記載の熱交換反応装置。
- ハウジングと、
第1の流体を運ぶように構成され、前記ハウジング内に実装されている複数の管と、
これら複数の管のうち少なくとも1つと接触し、前記ハウジング内に導入され、前記複数の管の外を流れる第2の流体に接触するように構成された熱伝導フィンと、
前記複数の管の第1の端部を前記ハウジング内に実装している第1のヘッダプレートと、前記複数の管の第2の端部を前記ハウジング内に実装している第2のヘッダプレートとを具備し、
前記ハウジングは、第1の温度帯および第2の温度帯を有し、これら第1の温度帯および前記第2の温度帯は、異なる温度であり、
前記第1のヘッダプレートは、前記第1の温度帯内に設けられ、前記熱伝導フィンは、前記第2の温度帯内に設けられ、そして
前記第1のヘッダプレートは、第1の熱膨張係数を有する物質から形成され、前記熱伝導フィンは、第2の熱膨張係数を有する物質から形成され、前記第1の熱膨張係数は、第2の熱膨張係数と異なっており、
前記第1の温度帯は、前記第2の温度帯の温度よりも低い温度であり、前記第2の熱膨張係数は、前記第1の熱膨張係数よりも小さい熱交換反応装置。 - 前記複数の管を収容する複数の穴を有するバッフルを更に具備し、このバッフルは、前記ハウジング内に設けられ、前記複数の管の長さ方向とほぼ直交する方向に流れるように第2の流体を案内するように構成され、この熱交換反応装置の動作状態およびこの熱交換反応装置の動作不可状態の両方における、前記バッフルと前記それぞれの管との間の機械的干渉を最小化するための、前記少なくとも1つの穴を通って延びる前記複数の管の、それぞれの管の間の機械的干渉を最小化するように、前記複数の穴のうち少なくとも1つの穴が形状を有する請求項15ないし18のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記熱伝導フィンは、前記複数の管の別の管に取り付けられていない請求項15ないし19のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- この熱交換反応装置内の大きい温度勾配帯において前記複数の管の長さに沿って熱絶縁帯を規定し、前記複数の管を収容する複数の穴を有する熱絶縁体を更に具備する請求項15ないし20のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- ハウジングと、
第1の流体を運ぶように一方向に延び、前記ハウジング内に実装されている複数の管と、
これら複数の管を夫々挿入させる複数の穴を有し、前記ハウジング内に設けられ、前記一方向にほぼ直交した方向に流れるように第2の流体を案内するように構成されたバッフルとを具備し、
前記複数の穴のうち少なくとも1つの穴は、この熱交換反応装置の動作状態およびこの熱交換反応装置の動作不可状態の両方における、前記バッフルと前記夫々の管との間の機械的干渉を最小化するための、前記少なくとも1つの穴を通って延びる前記複数の管の、それぞれの管の間の機械的干渉を最小化するように、成形されており、
前記複数の管の第1の端部を前記ハウジング内に固定している第1のヘッダプレートと、
前記複数の管の第2の端部を前記ハウジング内に固定している第2のヘッダプレートとを更に具備し、
前記複数の穴は、アレイ状に配設され、このアレイは、中心を有し、
前記少なくとも1つの穴は、この少なくとも1つの穴を通って延びる前記夫々の管の部分の外側表面のサイズよりも大きいサイズを有し、このサイズは、前記少なくとも1つの穴の、前記アレイの前記中心からの距離に対応しており、
前記バッフルの第1の穴は、前記バッフルの第2の穴よりも前記アレイの前記中心の近くに設けられ、前記第1の穴は、前記第2の穴のサイズよりも小さいサイズを有している、熱交換反応装置。 - 前記複数の管の第1の端部を前記ハウジング内に固定している第1のヘッダプレートと、と前記複数の管の第2の端部を前記ハウジング内に固定している第2のヘッダプレートを更に具備し、前記所定のサイズは、前記第1のヘッダプレートと、前記第2のヘッダプレートと、前記バッフルとの間の熱膨脹差に更に対応している請求項22に記載の熱交換反応装置。
- 前記少なくとも1つの穴のサイズは、前記少なくとも1つの穴の、前記第1のヘッダプレートと、前記第2のヘッダプレートと、前記バッフルとの間の相対膨張の中心からの距離に対応している請求項23に記載の熱交換反応装置。
- 前記少なくとも1つの穴は、前記アレイの前記中心からオフセットされ、この熱交換反応装置が動作不可の周囲温度にある場合、前記少なくとも1つの穴および前記それぞれの管は同心円上に整列されている請求項22ないし24のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記少なくとも1つの穴は、前記アレイの前記中心からオフセットされ、この熱交換反応装置が動作不可の周囲温度にある場合、前記少なくとも1つの穴とこの穴を挿入させる管とは、中心がずれるように整列されている22ないし24のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- この熱交換反応装置が動作不可の周囲温度にある場合、前記少なくとも1つの穴の中心は、前記それぞれの管の中心よりも前記アレイの前記中心から遠くなっている請求項22ないし24のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- この熱交換反応装置が動作温度にある場合、前記少なくとも1つの穴の前記中心は、前記それぞれの管の前記中心よりも前記アレイの前記中心に近くなっている請求項22ないし24のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記少なくとも1つの穴は円形である請求項22ないし28のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記少なくとも1つの穴を通って延びる前記それぞれの管の部分は、円形横断面の外側表面を有する請求項22ないし29のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記少なくとも1つの穴は、非円形である請求項22ないし28のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記少なくとも1つの穴は、前記アレイの前記中心の径方向ラインに沿って延びる方向に引き延ばされている請求項22ないし31のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記複数の管の第1の端部を前記ハウジング内に固定している第1のヘッダプレートと、および前記複数の管の第2の端部を前記ハウジング内に固定している第2のヘッダプレートと、を更に具備し、前記少なくとも1つの穴は、前記第1のヘッダプレートと、前記第2のヘッダプレートと、前記バッフルとの間の相対膨張の中心の径方向ラインに沿って延びる方向に引き延ばされている請求項22に記載の熱交換反応装置。
- ハウジングと、
第1の流体を運ぶように構成され、前記ハウジング内に実装され、軸方向に延びている複数の管と、
前記複数の管のうち1つの管と接触し、前記複数の管の別の管に取り付けられず、前記ハウジング内に導入された第2の流体に接触するように構成された複数の熱伝導フィンとを具備し、
前記熱伝導フィンの各々は、
前記複数の管のうち前記1つの管の外側表面と接触しているカラー部分と、
前記カラー部分に結合され、前記複数の管のうち前記1つの管の軸と反対方向に延びているフィン部分とを有する、熱交換反応装置。 - 前記カラー部分は、前記複数の管のうち前記1つの管の前記軸と平行方向に延びている請求項34に記載の熱交換反応装置。
- 前記複数の管のうち前記1つの管は、複数の熱伝導フィンを有する請求項34もしくは35に記載の熱交換反応装置。
- 前記複数の熱伝導フィンの各々は、前記複数の管のうち前記1つの管の長さに沿って隣り合ったカラー部分に隣接するカラー部分を有する請求項34ないし36のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記複数の熱伝導フィンは、前記複数の管のうち前記1つの管の長さに沿って互いに離間されたカラー部分を夫々有する請求項34ないし36のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記複数の管の別の管と接触し、前記複数の管の前記別の管のみと接触し、前記ハウジング内に導入された第2の流体に接触するように構成された付加的な熱伝導フィンを更に具備する請求項34ないし38のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記付加的な熱伝導フィンは、前記ハウジング内に導入された第2の流体が前記軸方向とは直交する方向に流れるように、第2の流体を案内するように構成されている請求項39に記載の熱交換反応装置。
- ハウジングと、
第1の流体を運ぶように構成され、前記ハウジング内に実装されている複数の管と、
この熱交換反応装置内の大きい温度勾配帯において前記複数の管の長さに沿って熱絶縁帯を規定し、前記複数の管を通す複数の穴を有する熱絶縁体とを具備する熱交換反応装置。 - 前記熱絶縁体は、絶縁物質の単一のユニット部材から形成されている請求項41に記載の熱交換反応装置。
- 前記熱絶縁体は、弾性物質から形成されている請求項41に記載の熱交換反応装置。
- 前記熱絶縁体は、積み重ねられた層から形成されている請求項41に記載の熱交換反応装置。
- 前記複数の管のうち1つの外側表面のあたりに配置され、前記熱絶縁帯内に設けられた補足管断片を更に具備る請求項41ないし44のいずれか1に記載の熱交換反応装置。
- 前記熱絶縁体は、これの第1の端部に設けられた第1のバッフルと、これの第2の端部に設けられた第2のバッフルとを有し、前記第1のバッフルおよび前記第2のバッフルは、それぞれ、前記複数の管を通す複数の穴を有し、前記補足管断片は、前記第1のバッフルおよび前記第2のバッフルの間に設けられている請求項45に記載の熱交換反応装置。
- 前記補足管断片は、前記第1のバッフルおよび前記第2のバッフルの穴よりも大径を有する請求項46に記載の熱交換反応装置。
- 熱交換反応装置内の熱膨脹の有害影響を最小化する方法であって、熱交換反応装置は、ハウジングと、このハウジング内に固定され、第1の流体を第1の方向に運ぶように構成された複数の管と、これら複数の管を通す複数の穴を有し、前記第1の方向に直交した方向に流れるようにハウジング内に導入された第2の流体を案内するように構成されたバッフルと、複数の管の第1の端部をハウジング内に実装している第1のヘッダプレートと、複数の管の第2の端部をハウジング内に実装している第2のヘッダプレートとを具備し、前記ハウジングは、第1の温度帯および第2の温度帯を有し、これら第1の温度帯と第2の温度帯とは異なる温度であり、この方法は、
前記第1の温度帯または第2の温度帯内の物質の位置に基づいて、所定の熱膨張係数を有する、第1のヘッダプレート、第2のヘッダプレート、およびバッフルのための物質を選択し、第1のヘッダプレートは、第1の熱膨脹係数を有する物質により形成し、前記バッフルは、前記第1の熱膨張係数とは異なる第2の熱膨脹係数を有する物質により形成することによって、第1のヘッダプレートと、第2のヘッダプレートと、バッフルとの間の熱膨脹差を軽減する工程を有する方法。 - 前記第1のヘッダプレートおよび第2のヘッダプレートは、第1の温度帯内に設けられ、バッフルは第2の温度帯内に設けられている請求項48に記載の方法。
- 熱交換反応装置内の熱膨脹の有害影響を最小化する方法であって、熱交換反応装置は、ハウジングと、このハウジング内に実装され、第1の流体を運ぶように構成された複数の管とを具備し、前記ハウジングは、第2の流体を運ぶような形状を有し、前記方法は、
熱交換反応装置内の大きい温度勾配帯において、複数の管の長さに沿って熱絶縁帯を規定する熱絶縁体を形成し、この熱絶縁体は、複数の管を収容する複数の穴を有する工程を有する方法。
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