JP4684070B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
(1) シェル101と伝熱管102との間に形成された外側流路103(冷却水流路)の断面形状が伝熱管軸線方向について一定であるため、周方向にみて、冷却水の流れが速い部位と、冷却水が停滞する部位とが存在するが、冷却水が停滞する部位では熱伝達が悪いので、熱交換器全体としては十分な熱交換性能が得られない。
(2) 伝熱管102の凹部104の谷底付近では、冷却水が停滞して流れがほとんど生じないので、熱交換器全体としての熱交換性能がさらに悪くなる。
(3) 伝熱管102の伝熱面積に対して外側流路103の通路面積が大きい場合(大きな伝熱面積を得るために凹部104を深くすると、通路面積が大きくなる)、冷却水が必要以上に流れる。
図1及び図2に示すように、本発明の実施の形態1に係る2重管式の熱交換器1Aは、略円筒形のシェル2(外管)と、該シェル2内に同軸状に配置された異形断面形状を有する伝熱管3(内管)とを備えている。なお、シェル2と伝熱管3とは、同一方向に伸びるように配置されていれば、同軸状でなくてもよい。
以下、図4〜図6を参照しつつ、本発明の実施の形態2を説明する。しかしながら、実施の形態2に係る熱交換器は、図1〜図3に示す実施の形態1に係る熱交換器1Aと多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施の形態1と異なる点を説明する。
以下、図7〜図9を参照しつつ、本発明の実施の形態3を説明する。しかしながら、実施の形態3に係る熱交換器は、図1〜図3に示す実施の形態1に係る熱交換器1Aと多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施の形態1と異なる点を説明する。
以下、図10〜図12を参照しつつ、本発明の実施の形態4を説明する。しかしながら、実施の形態4に係る熱交換器は、図1〜図3に示す実施の形態1に係る熱交換器1Aと多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施の形態1と異なる点を説明する。
以下、図13(a)、(b)を参照しつつ、本発明の実施の形態5を説明する。しかしながら、実施の形態5に係る熱交換器は、図10〜図12に示す実施の形態4に係る熱交換器1Dと多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施の形態4と異なる点を説明する。
また、実施の形態1〜3では、シェル2と伝熱管3との間に形成される外側流路を2つ又は3つの区分流路に区分しているが、外側流路を4つ以上の区分流路に区分してもよい。なお、この場合、外側流路が偶数の区分流路に区分されている場合は、一方の拡管部に流体流入部及び流体流出部が設けられ、外側流路が奇数の区分流路に区分されている場合は、一方の拡管部に外側流体流入部が設けられ、他方の拡管部にそとがわ流体流出部が設けられる。
Claims (11)
- 略円筒形のシェルと、該シェル内に配置された伝熱管とを備えていて、伝熱管内に形成された内側流路を流れる内側流体と、シェルと伝熱管との間に形成された外側流路を流れる外側流体とが熱交換を行うようになっている熱交換器であって、
伝熱管が、伝熱管軸線方向の両端部に位置する2つの円筒部と、両円筒部間に位置しそれぞれ伝熱管軸線方向に直線状に伸びる複数の凸形状部と複数の凹形状部とが伝熱管周方向に交互に形成された凹凸形状部とを有し、
シェルが、円筒形の本体部と、該本体部より大径でありシェル軸線方向の両端部近傍において凹凸形状部と係合する位置に形成された2つの拡管部とを有し、
本体部の内直径と凸形状部の外直径とが同一であって、これにより、上記外側流路が、それぞれ伝熱管軸線方向に直線状に伸びる互いに独立した、各凹部と本体部の内面との間に形成された各凹部毎の複数の独立流路に分離され、
少なくとも一方の拡管部に、該拡管部と少なくとも2つの凸形状部との間隙を閉止する間隙閉止手段が設けられ、該間隙閉止手段によって、シェルと伝熱管との間に形成された外側流路が、それぞれ独立流路のみにより構成された、順次直列につながる複数の区分流路に区分され、
拡管部に、外側流体の流れ方向に見て最上流の区分流路に外側流体を流入させる流体流入部と、最下流の区分流路から外側流体を流出させる流体流出部とが設けられていることを特徴とする熱交換器。 - シェルと伝熱管との間に形成された外側流路が間隙閉止手段によって偶数の区分流路に区分され、一方の拡管部に流体流入部及び流体流出部が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の熱交換器。
- 外側流路が2つの区分流路に区分されていることを特徴とする、請求項2に記載の熱交換器。
- シェルと伝熱管との間に形成された外側流路が間隙閉止手段によって奇数の区分流路に区分され、一方の拡管部に流体流入部が設けられ、他方の拡管部に流体流出部が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の熱交換器。
- 外側流路が3つの区分流路に区分されていることを特徴とする、請求項4に記載の熱交換器。
- 伝熱管内に小径伝熱管が配置され、該小径伝熱管の一端が流体流入部又は流体流出部に接続され、他端がシェル外に突出していることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1つに記載の熱交換器。
- 略円筒形のシェルと、該シェル内に配置された伝熱管とを備えていて、伝熱管内に形成された内側流路を流れる内側流体と、シェルと伝熱管との間に形成された外側流路を流れる外側流体とが熱交換を行うようになっている熱交換器であって、
伝熱管が、伝熱管軸線方向の両端部に位置する2つの円筒部と、両円筒部間に位置しそれぞれ伝熱管軸線方向に直線状に伸びる複数の凸形状部と複数の凹形状部とが伝熱管周方向に交互に形成された凹凸形状部とを有し、
シェルが、円筒形の本体部と、該本体部より大径でありシェル軸線方向の両端部近傍において凹凸形状部と係合する位置に形成された2つの拡管部とを有し、
本体部の内直径と凸形状部の外直径とが同一であって、これにより、上記外側流路が、それぞれ伝熱管軸線方向に直線状に伸びる互いに独立した、各凹部と本体部の内面との間に形成された各凹部毎の複数の独立流路に分離され、
両拡管部に、それぞれ、該拡管部と少なくとも2つの凸形状部との間隙を閉止する同数の間隙閉止手段が設けられ、該間隙閉止手段によって、シェルと伝熱管との間に形成された外側流路が、それぞれ独立流路のみにより構成された、互いに独立した複数の並列の区分流路に区分され、
上記各区分流路において、それぞれ、一方の拡管部に流体流入部が設けられ、他方の拡管部に流体排出部が設けられ、各区分流路を異なる外側流体が流れることができるようになっていることを特徴とする熱交換器。 - 間隙閉止手段が、拡管部を部分的に内向きに変形させることによって形成されて上記少なくとも2つの凸形状部と当接する異形縮管部であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1つに記載の熱交換器。
- 異形縮管部と凸形状部との当接部がロウ接により接合されていることを特徴とする、請求項8に記載の熱交換器。
- 異形縮管部と凸形状部との当接部に気密剤が配設されていることを特徴とする、請求項8に記載の熱交換器。
- 間隙閉止手段が、拡管部と、上記少なくとも2つの凸形状部との間に設けられた隔壁部材であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1つに記載の熱交換器。
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