JP6058459B2 - Double tube heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、外管及び内管を有し、内管内の流路を流通する流体と、外管と内管との間に形成された流路を流通する流体との間で熱交換する二重管式熱交換器に関する。 The present invention includes an outer tube and an inner tube, and performs heat exchange between a fluid flowing through a flow path in the inner tube and a fluid flowing through a flow path formed between the outer tube and the inner tube. The present invention relates to a heavy pipe heat exchanger.
周知のように、低温流体と高温流体との間の熱エネルギーの交換に熱交換器が広く使用されている。このような熱交換器として、単管式熱交換器、多管式熱交換器、二重管式熱交換器等が知られている。 As is well known, heat exchangers are widely used for exchanging thermal energy between cold fluids and hot fluids. As such a heat exchanger, a single tube heat exchanger, a multi-tube heat exchanger, a double tube heat exchanger, and the like are known.
単管式熱交換器は、液槽内に単一の流路を有する伝熱管が配置された構成を有する。また、多管式熱交換器は、液槽内やシェル内に多数本の伝熱管が配置された構成を有する。これらの熱交換器では、液槽内やシェル内に収容された流体と、伝熱管内を流通する流体との間で熱交換が行われる。 A single tube heat exchanger has a configuration in which a heat transfer tube having a single flow path is disposed in a liquid tank. The multi-tube heat exchanger has a configuration in which a large number of heat transfer tubes are arranged in a liquid tank or a shell. In these heat exchangers, heat exchange is performed between the fluid stored in the liquid tank or the shell and the fluid flowing through the heat transfer tube.
二重管式熱交換器は、外管内に内管が配置された構成を有する。この構成では、外管と内管との間に形成された外側流路を流通する流体と、内管内の内側流路を流通する流体との間で熱交換が行われる。二重管式熱交換器は、液槽等を設置する必要がなく、単管式熱交換器や多管式熱交換器に比べて小型化が可能である。また、内管内を流通する流体と、外管と内管との間の空間内を流通する流体との流通方向を反対方向(向流)にすることで、熱効率を高めることもできる。 The double-pipe heat exchanger has a configuration in which an inner tube is disposed in an outer tube. In this configuration, heat exchange is performed between the fluid flowing through the outer flow path formed between the outer pipe and the inner pipe and the fluid flowing through the inner flow path within the inner pipe. The double-pipe heat exchanger does not need a liquid tank or the like, and can be downsized as compared with a single-pipe heat exchanger or a multi-pipe heat exchanger. Moreover, thermal efficiency can also be improved by making the distribution | circulation direction of the fluid which distribute | circulates the inside of an inner tube | pipe, and the fluid which circulates in the space between an outer tube | pipe and an inner tube into a reverse direction (counterflow).
二重管式熱交換器において、熱交換の伝熱面積を大きくするために二重管部分を長くし、かつ熱交換器の専有面積(フットプリント)を小さくしようとすると、二重管を大きく曲げたり、U字状に折り返したりすることが必要になる。二重管構造を維持したままこのような曲げ加工を実施することは容易ではないため、例えば、複数の直管状の二重管を、単管構造のU字状湾曲管で接続した構造が採用されている(例えば、特許文献1等)。 In a double-pipe heat exchanger, if you try to lengthen the double-pipe part to increase the heat transfer area for heat exchange and reduce the footprint (footprint) of the heat exchanger, It is necessary to bend or fold back into a U shape. Since it is not easy to perform such bending while maintaining the double tube structure, for example, a structure in which a plurality of straight tubular double tubes are connected by a single tube U-shaped curved tube is used. (For example, Patent Document 1).
例えば、特許文献1は、隣接する二重管において、内管同士が湾曲管で接続され、外管と内管との間の空間同士が湾曲管とは別の連絡通路で接続された二重管式熱交換器を開示している。この構成では、内管及び外管を単純に溶接することで容易に作製することができる。また、接続する二重管部分の本数の増減により伝熱面積を容易に調整することもできる。 For example, Patent Document 1 discloses a double pipe in which inner pipes are connected by a curved pipe in adjacent double pipes, and a space between the outer pipe and the inner pipe is connected by a communication passage different from the curved pipe. A tubular heat exchanger is disclosed. In this configuration, the inner tube and the outer tube can be easily manufactured by simply welding. In addition, the heat transfer area can be easily adjusted by increasing or decreasing the number of double pipe portions to be connected.
一方、溶接やロウ付け等の接合工事を不要とし、単純な工具のみで容易に組み立てることができる熱交換器も提案されている。例えば、特許文献2は、並行に配列した複数本の直管伝熱管と、各直管伝熱管の一端に連通して流体を供給する流体供給管と、各直管伝熱管の他端に連通して流体を集める供給する流体集合管とを備える多管式熱交換器を開示している。流体供給管及び流体集合管は複数のマニホールドが積み重ねられた構造を有しており、各直管伝熱管をマニホールドに挿入することで熱交換器を組立可能になっている。
On the other hand, there has also been proposed a heat exchanger that does not require joining work such as welding or brazing and can be easily assembled with only a simple tool. For example,
特許文献1が開示する構成は、U字状の湾曲部を二重管構造とする場合に比べれば容易に作製可能である。しかしながら、二重管部と湾曲部との接合部や二重管部と連絡通路との接合部において、溶接やロウ付け等の接合工事が必要である。接合部にフランジ構造を採用し、ボルト及びナットによりフランジを接合固定することで組み立てる構成を採用するも可能であるが、締め付け箇所が多数になってしまう。また、このような構造では、湾曲部と連絡通路とを配置する都合上、隣り合う二重管部を近接して配置することができない。そのため、小型化に限界があった。 The configuration disclosed in Patent Document 1 can be easily manufactured as compared with the case where the U-shaped curved portion has a double tube structure. However, joining work such as welding or brazing is required at the joint portion between the double pipe portion and the curved portion or the joint portion between the double pipe portion and the communication passage. Although it is possible to adopt a structure in which a flange structure is adopted for the joint portion and the flange is joined and fixed with bolts and nuts, the number of tightening points is increased. Further, in such a structure, the adjacent double pipe portions cannot be arranged close to each other for the convenience of arranging the curved portion and the communication passage. Therefore, there was a limit to miniaturization.
一方、特許文献2が開示する構成は、ボルトやナットによる締結箇所が少なく、簡便に熱交換器を組み立てることができる。また、分解も容易であり、伝熱管の増減も容易に行うことができる。しかしながら、特許文献2が開示する技術は、多管式熱交換器を対象としたものであり、熱交換を実施するためには、組み立てた熱交換器を液槽等に投入する必要がある。そのため、小型化が困難である。
On the other hand, the configuration disclosed in
本発明はこのような従来技術の課題を鑑みてなされたものであって、容易に組み立て可能であり、かつ従来に比べて小型化が可能な二重管式熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a double-pipe heat exchanger that can be easily assembled and can be reduced in size as compared with the prior art. And
上述の目的を達成するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。まず、本発明は、複数の外管と各外管内に配置された内管とを有し、外管内で当該外管と当該外管内に配置された内管との間に形成された流路を流通する流体と、当該内管内を流通する流体との間で熱交換する二重管式熱交換器を前提としている。そして、本発明に係る二重管式熱交換器は、端部部材及び固定部材を備える。端部部材は、第1の空間、第2の空間及び隔壁を有し、外管の端部及び各外管内の内管の端部と連結される。第1の空間は内管内の空間と連通する。第2の空間は、外管と内管との間の空間と連通する。隔壁は、第1の空間と第2の空間とを分離する。固定部材は、隣り合う外管のそれぞれに連結された複数の端部部材を、外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に連結した状態で固定する。例えば、外管及び内管が水平に配置されている場合、固定部材は、端部部材を鉛直方向に連結した状態で固定する。以上の構成において、端部部材の第1の空間は、外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に開放された開放端を備える。また、端部部材の第2の空間も、外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に開放された開放端を備える。そして、隣り合う外管のそれぞれに連結された複数の端部部材を連結した際に、隣り合う端部部材において、対応する開放端同士が相互に連通する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means. First, the present invention has a plurality of outer tubes and inner tubes arranged in each outer tube, and a flow path formed between the outer tube and the inner tube arranged in the outer tube in the outer tube. Is assumed to be a double-pipe heat exchanger that exchanges heat between a fluid flowing through the inner pipe and a fluid flowing through the inner pipe. The double-pipe heat exchanger according to the present invention includes an end member and a fixing member. The end member has a first space, a second space, and a partition, and is connected to an end portion of the outer tube and an end portion of the inner tube in each outer tube. The first space communicates with the space in the inner pipe. The second space communicates with the space between the outer tube and the inner tube. The partition separates the first space and the second space. The fixing member fixes a plurality of end members connected to each of the adjacent outer tubes in a state where the end members are connected in a direction intersecting the fluid flow direction in the outer tube and the inner tube. For example, when the outer tube and the inner tube are arranged horizontally, the fixing member fixes the end member in a state of being connected in the vertical direction. In the above configuration, the first space of the end member includes an open end that is open in a direction intersecting with the fluid flow direction in the outer tube and the inner tube. Further, the second space of the end member also includes an open end that is opened in a direction intersecting with the fluid flow direction in the outer tube and the inner tube. And when the some edge part member connected with each of the adjacent outer tube | pipe is connected, in the adjacent edge part member, corresponding open ends mutually communicate.
この二重管式熱交換器は、外管及び内管を有する二重管の両端に端部部材を連結し、当該端部部材を固定部材により固定するという比較的簡単な構成である。また、端部部材同士を連結することで、隣り合う外管同士及びこれらの外管内に配置された内管同士を接続する流路が構成されるため、隣り合う外管を近接して配置することができる。そのため、小型の二重管式熱交換器を実現することができる。 This double tube heat exchanger has a relatively simple configuration in which end members are connected to both ends of a double tube having an outer tube and an inner tube, and the end members are fixed by a fixing member. Moreover, since the flow path which connects the adjacent outer tubes and the inner tubes arranged in these outer tubes is configured by connecting the end members, the adjacent outer tubes are arranged close to each other. be able to. Therefore, a small double tube heat exchanger can be realized.
上述の二重管式熱交換器において、端部部材の隔壁は、内管と接続する分岐管部と、当該分岐管部における流体の流通方向と交差する方向の両端に開放端を有する主管部とを連通したT字状の管により構成することができる。 In the above-described double pipe heat exchanger, the partition wall of the end member includes a branch pipe part connected to the inner pipe, and a main pipe part having open ends at both ends in a direction intersecting the fluid flow direction in the branch pipe part. And a T-shaped tube communicating with each other.
また、上述の端部部材は、T字状の外側管とT字状の内側管とを備えてもよい。外側管は、外管と接続する分岐管部と、当該分岐管部における流体の流通方向と交差する方向の両端に開放端を有する主管部とを連通した構成を有する。内側管は、当該外側管内に配置され、内管と接続する分岐管部を有するT字状の管で構成される。また、外側管の主管部における一方の開放端に対応する内側管の開放端は、当該外側管の開放端よりも外側に突出して配置され、外側管の主管部における他方の開放端に対応する内側管の開放端は、当該外側管の開放端よりも内側に配置することができる。この構成において、隣り合う外管のそれぞれに連結された複数の端部部材を連結した際に、外側管の主管部における上記他方の開放端が、隣り合う端部部材に進入して当該隣り合う端部部材の外側管の主管部における上記一方の開放端と連通する構成を採用することができる。これらの構成により、端部部材間の連結を確実かつ容易に実現することができる。 Further, the above-described end member may include a T-shaped outer tube and a T-shaped inner tube. The outer pipe has a configuration in which a branch pipe portion connected to the outer pipe and a main pipe portion having open ends at both ends in a direction intersecting with a fluid flow direction in the branch pipe portion are communicated. The inner tube is configured by a T-shaped tube that is arranged in the outer tube and has a branch pipe portion that is connected to the inner tube. The open end of the inner tube corresponding to one open end of the main tube portion of the outer tube is disposed so as to protrude outward from the open end of the outer tube, and corresponds to the other open end of the main tube portion of the outer tube. The open end of the inner tube can be disposed inside the open end of the outer tube. In this configuration, when a plurality of end members connected to each of the adjacent outer pipes are connected, the other open end of the main pipe portion of the outer pipe enters the adjacent end member and is adjacent to the adjacent end pipe. A configuration communicating with the one open end in the main pipe portion of the outer pipe of the end member can be employed. With these configurations, the connection between the end members can be reliably and easily realized.
以上の二重管式熱交換器において、隣り合う外管のそれぞれに連結された複数の端部部材を連結する際に、主管部における一方側の開放端を閉塞することもできる。これにより、複数の外管及び内管により構成される流路を、例えば、メアンダ構造からなる直列接続にすることができる。 In the above double tube heat exchanger, when connecting a plurality of end members connected to each of the adjacent outer tubes, the open end on one side of the main tube portion can be closed. Thereby, the flow path comprised by the some outer tube | pipe and inner tube | pipe can be made into the serial connection which consists of a meander structure, for example.
また、上述の二重管式熱交換器において、両端に端部部材が接続される二重管部が、複数本の外管、複数本の外管内にそれぞれ配置された内管及び接続部材を備える構成を採用することもできる。接続部材は、一端において1の外管及び当該1の外管内に配置される内管を支持するとともに、他端において他の外管及び当該他の外管内に配置される内管を支持する。また、接続部材は、両端において支持する内管内の空間を連通するとともに両端において支持する外管と内管との間の空間を連通する。これにより、二重管部の内部に内管と外管との間隔を維持するための部材を配置することなく、当該間隔を所定の間隔に維持することができる。 Further, in the above-described double pipe heat exchanger, the double pipe part to which the end members are connected at both ends includes a plurality of outer pipes, an inner pipe and a connecting member respectively disposed in the plurality of outer pipes. It is also possible to adopt a configuration provided. The connection member supports one outer tube and an inner tube disposed in the one outer tube at one end, and supports the other outer tube and the inner tube disposed in the other outer tube at the other end. The connecting member communicates the space in the inner tube supported at both ends and communicates the space between the outer tube and the inner tube supported at both ends. Thereby, the said space | interval can be maintained at a predetermined space | interval, without arrange | positioning the member for maintaining the space | interval of an inner tube and an outer tube | pipe inside a double pipe part.
本発明によれば、容易に組み立てや分解が可能であり、かつ従来に比べて小型化が可能な二重管式熱交換器を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a double-pipe heat exchanger that can be easily assembled and disassembled and can be reduced in size as compared with the conventional one.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。以下では、水平方向に配置した直管状の二重管を鉛直方向に複数本連結した構成に基づいて本発明を具体化する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Hereinafter, the present invention is embodied based on a configuration in which a plurality of straight tubular double tubes arranged in the horizontal direction are connected in the vertical direction.
図1は、本実施形態における二重管式熱交換器10の全体構成を示す概略構成図である。図1に示すように、二重管式熱交換器10は、直管状の二重管部11と二重管部11の両端にそれぞれ連結された端部部材12とを備える。また、二重管式熱交換器10は、二重管部11の一端側に連結された複数の端部部材12を、二重管部11における流体の流通方向と交差する方向(ここでは鉛直方向)に連結した状態で固定する固定部材13を備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a double-
各二重管部11は外管1及び外管1内に配置された内管2により構成される。図1では、説明のため二重管部11における内管2を破線で示している。この構成では、内管2内の流路(以下、内側流路という。)を流通する流体と、外管1内における外管1と内管2との間に形成された空間(外管1の内側壁面と内管2の外側壁面との間の空間)により構成される流路(以下、外側流路という。)を流通する流体との間の熱交換を実現することができる。特に限定されないが、本実施形態では、外管1と内管2とはともに円管であり、同軸に配置されている。外管1及び内管2には、銅、銅合金、ステンレス、アルミニウム等からなる金属管や、塩化ビニル、高密度ポリエチレン管等からなる樹脂管等任意の素材を使用することができる。例えば、内管2を優れた伝熱性を有する金属管で構成し、外管1を外部との断熱が可能な樹脂管で構成することができる。このように、外管1に樹脂管を使用することで、二重管式熱交換器10の軽量化や低コスト化を図ることもできる。
Each
端部部材12は、2つの空間と当該2つの空間を分離する隔壁を備える。図2(a)〜図2(d)は、端部部材12の構造を示す概略外観図である。また、図3(a)〜図3(c)は、端部部材12の構造を示す概略断面図である。図2(a)は端部部材12の平面図に対応する。図2(b)は端部部材12の左側面図に対応する。図2(c)は端部部材12の正面図に対応する。図2(d)は端部部材12の右側面図に対応する。なお、底面図は平面図と同一であり、背面図は正面図と同一である。また、図3(a)は、図2(a)に示す線A−Aに沿う縦断面図であり、図3(b)は、図2(c)に示す線B−Bに沿う横断面図である。図3(c)は、図3(b)に示す矢指部Xを拡大して示す図である。図2(a)及び図2(d)では溝を太線で示している。
The
図2(a)〜図2(d)、図3(a)、図3(b)に示すように、端部部材12は、直方体状の筐体20を有し、2つの空間を区分する隔壁21を内部に備える。隔壁21は、分岐管部23と、分岐管部23における流体の流通方向と交差する方向の両端に開放端を有する主管部22とを連通したT字状の管により構成されている。
As shown in FIG. 2A to FIG. 2D, FIG. 3A, and FIG. 3B, the
図2(a)及び図3(a)に示すように、主管部22の開放端が露出する筐体20の面20aは開放されている。特に限定されないが、この例では、主管部22の開放端は筐体20の面20aと面一となる位置に配置されている。また、図2(d)及び図3(b)に示すように、分岐管部23の開放端が露出する筐体20の面20bには、内管2の外径より大きく、かつ外管1の内径より小さい円形の開口部24が設けられている。この例では、分岐管部23と開口部24とは同軸に配置されるとともに、分岐管部23の開放端は当該開口部24を通じて筐体20の面20bと面一となる位置に配置されている。図2(b)、図2(c)、図3(a)、図3(b)に示すように、筐体20の他の面には、上述の2つの空間に連通する開口部は存在しない。
As shown in FIGS. 2A and 3A, the
また、図2(a)に示すように、主管部22における、分岐管部23の接続部と反対側の部分は、主管部22の全長にわたって筐体20に固定されている。特に限定されないが、本実施形態では、筐体20及び隔壁21はプラスチック樹脂等からなり、一体成型や、複数の部品(例えば、図2(a)に示すA−A線で分割された2つの部品)を熱融着することで形成される。
Further, as shown in FIG. 2A, a portion of the
図2(a)及び図3(b)に示すように、主管部22と筐体20との固定部分は肉厚部27を構成しており、当該肉厚部27に、主管部22における流体の流通方向に沿う貫通孔25が形成されている。同様に、分岐管部23の開放端が露出する筐体20の面20bも肉厚部28を構成しており、当該肉厚部28にも主管部22における流体の流通方向に沿う貫通孔25が形成されている。当該貫通孔25は、上述の固定部材13である貫通ボルト13a及びナット13bによる各端部部材12の連結固定に使用される。
As shown in FIGS. 2A and 3B, the fixed portion between the
上述の構造を有する端部部材12において、分岐管部23の開放端は、二重管部11の内管2に接続される。本実施形態では、分岐管部23の開放端は、外径が内管2の外径より大きく、かつ内径が内管2の内径より小さく構成されており、当該分岐管部23の開放端に内管2が嵌入される嵌入溝29bが形成されている(図3(a)及び図3(b)参照。)。そのため、内管2を嵌入溝29bに差し込むと、T字状の管の内部の空間(第1の空間)は、二重管部11の内側流路と連通する。特に限定されないが、本実施形態では、図3(c)に示すように、嵌入溝29bは、分岐管部23の内壁側の側周面に、分岐管部23の軸方向に沿って複数(ここでは、3箇所)の溝部291を備える。当該各溝部291にはOリング等のシール材292が配置される。シール材292の外径は内管2の内径よりもわずかに大きくなっており、嵌入溝29bに内管2を嵌合することで、液密性(あるいは気密性:以下同様。)を確保した状態で分岐管部23と内管2とを接続することができる。
In the
また、肉厚部28の外側面である上述の面20bには、開口部24の周囲に外管1が嵌入される嵌入溝29aが形成されている。分岐管部23の開放端と二重管部11の内管2とが接続された状態で外管1を嵌入溝29aに差し込むと、T字状の管の外側面と筐体20の内側面とで区画される空間(第2の空間)は、二重管部11の外側流路と連通する。特に限定されないが、本実施形態では、図3(c)に示す嵌入溝29bと同様に、嵌入溝29aは、分岐管部23側の側周面に、分岐管部23の軸方向に沿って複数(ここでは、3箇所)の溝部を備え、当該各溝部にOリング等のシール材が配置される。当該シール材の外径は外管1の内径よりもわずかに大きくなっており、嵌入溝29aに外管1を嵌合することで、液密性を確保した状態で二重管部11の外側流路と、T字状の管の外側面と筐体20の内側面との間の空間(第2の空間)とを接続することができる。
In addition, an
一方、図1から理解できるように、端部部材12において、主管部22の開放端が露出する上述の面20a(図2(c)における上面及び底面)は隣り合う端部部材12との接合面になる。本実施形態では、図2(a)及び図3(a)に示すように、Oリング等のシール材を配置するための溝部26aが当該接合面に露出する筐体20の外周に沿って設けられている。同様に、Oリング等のシール材を配置するための溝部26bが当該接合面に露出する隔壁21(すなわち、主管部22の開放端)の外周に沿って設けられている。隣り合う端部部材12は、両端部部材12において対向する溝部26aの間に筐体20の外周に沿ってシール材を介在させるとともに、両端部部材12において対向する溝部26bの間に隔壁21に沿ってシール材を介在させた状態で連結される。
On the other hand, as can be understood from FIG. 1, in the
このようにして連結された複数の端部部材12は、貫通ボルト13a及びナット13bからなる固定部材13により連結された状態で固定される。なお、図1に示すように、連結される複数の端部部材12の一端側には、二重管部11の内管2と連通する端部部材12の空間(第1の空間)に流体を供給又は当該空間から流体を排出するための内側流路引き出し部材14が接続される。また、連結される複数の端部部材12の他端側には、二重管部11の外管1と内管2との間の空間と連通する端部部材12の空間(第2の空間)に流体を供給又は当該空間から流体を排出するための外側流路引き出し部材15が接続される。固定部材13は、内側流路引き出し部材14及び外側流路引き出し部材15を含めて端部部材12を挟持することで、複数の端部部材12を連結した状態で固定する。
The plurality of
図4(a)〜図4(d)は、内側流路引き出し部材14及び外側流路引き出し部材15の構造を示す断面図である。図4(a)及び図4(b)が内側流路引き出し部材14に対応し、図4(c)及び図4(d)が外側流路引き出し部材15に対応する。内側流路引き出し部材14及び外側流路引き出し部材15のいずれにおいても、端部部材12と連結される面の構造は、上述の端部部材12の面20aと同一であり、当該端部部材12と連結される面と反対側の面の平面図を図4(a)及び図4(c)に示している。図4(b)は、図4(a)に示す線C−Cに沿う縦断面図に対応し、図4(d)は、図4(c)に示す線D−Dに沿う縦断面図に対応する。
FIG. 4A to FIG. 4D are cross-sectional views showing the structures of the inner
図4(a)及び図4(b)に示すように、内側流路引き出し部材14は、端部部材12の主管部22と連通するとともに、端部部材12と連結される面と反対側の面41において外方に突出する状態で設けられた、断面円形状の接続管42と、面41において接続管42を除く部分を閉塞する閉塞部43とを備える。内側流路引き出し部材14において、端部部材12の貫通孔25と対応する位置には貫通孔45が形成されており、当該貫通孔45が固定部材13である貫通ボルトによる各端部部材12の連結固定に使用される。
As shown in FIG. 4A and FIG. 4B, the inner
同様に、図4(c)及び図4(d)に示すように、外側流路引き出し部材15は、端部部材12の主管部22の外側面と筐体20の内側面とで区画される空間と連通するとともに、端部部材12と連結される面と反対側の面46において外方に突出する状態で設けられた、断面円形状の接続管47と、面46において接続管47を除く部分を閉塞する閉塞部48とを備える。外側流路引き出し部材15において、端部部材12の貫通孔25と対応する位置には貫通孔49が形成されており、当該貫通孔49が固定部材13である貫通ボルトによる各端部部材12の連結固定に使用される。
Similarly, as shown in FIGS. 4C and 4D, the outer flow
以上のような構造を有する二重管式熱交換器10の組み立て方法は特に限定されない。例えば、まず、配列する二重管部11の数に応じた端部部材12と、内側流路引き出し部材14と、外側流路引き出し部材15とを、各接合面に設けられた溝部26a、26bにシール材を介在させて、図1に示す状態に配列する。そして、固定部材13である貫通ボルト13a及びナット13bを使用して、貫通孔25、44、49を貫通する状態で一端側から貫通ボルト13aを挿入し、他端側をナット13bで締結して固定する。
The method for assembling the double-
以上のような端部部材12の連結体を一対構成し、一方の連結体の各端部部材12の分岐管部23の開放端の嵌入溝29bに、上述のようにして内管2をそれぞれ装着する。また、内管2を連結した各端部部材12の嵌入溝29aに、上述のようにして外管1をそれぞれ装着する。その後、他方の連結体の各端部部材12の分岐管部23の開放端の嵌入溝29bに内管2をそれぞれ装着するとともに、各端部部材12の嵌入溝29aに外管1をそれぞれ装着する。
A pair of connecting members of the
以上のようにして組み立てた二重管式熱交換器10の内側流路引き出し部材14の接続管42の一方(例えば、接続管42a)に、例えば低温流体の供給管を接続するとともに他方(例えば、接続管42b)に当該流体の排出管を接続する。また、外側流路引き出し部材15の接続管47の一方(例えば、接続管47b)に、例えば高温流体の供給管を接続するとともに他方(例えば、接続管47a)に当該流体の排出管を接続する。なお、接続管42、47への供給管又は排出管の接続方法は任意である。任意の継ぎ手を使用して接続してもよく、接続管42、47の接続端と供給管及ぶ排出管の接続管の双方にフランジを設け、当該フランジを介して接続してもよい。
For example, a low-temperature fluid supply pipe is connected to one of the connection pipes 42 (for example, the
なお、上述の構成では、端部部材12の連結にのみ固定部材13を使用しているが、必要に応じて、一対の端部部材12の連結体を互いに引き合う方向に付勢力を付与する付勢部材を付加してもよい。当該付勢部材としては任意のものを採用することができるが、例えば、ロープ、ワイヤ、タイロッド等の張力伝達部材に、ターンバックル等の張力調整手段を介在させた付勢部材の両端を、各連結体(例えば、内側流路引き出し部材14や外側流路引き出し部材15)にそれぞれ装着した構成を採用することができる。この場合、内側流路引き出し部材14、外側流路引き出し部材15又は端部部材12には、張力伝達部材の取り付け部を予め形成しておくことが好ましい。
In the above-described configuration, the fixing
以上で説明した二重管式熱交換器10は、各二重管部11が並列に接続された構造を有している。すなわち、二重管式熱交換器10では、図5(a)に示すように、供給管51から接続管42aに供給される流体は、図中に実線矢印で示すように、一方の内側流路引き出し部材14aに流入した後、各端部部材12を経由して各二重管部11の内管2に流入する。そして、他方の各端部部材12、他方の内側流路引き出し部材14b及び他方の接続管42bを経由して排出管52へ排出される。また、別の供給管53から接続管47bに供給される他の流体は、図中に破線矢印で示すように(二重管部11では外管1の上方に矢印を付している。)、一方の外側流路引き出し部材15bに流入した後、各端部部材12を経由して各二重管部11の外管1と内管2との間である外側流路に流入する。そして、他方の各端部部材12、他方の外側流路引き出し部材15a及び他方の接続管47aを経由して排出管54へ排出される。
The double
一方、本実施形態の二重管式熱交換器によれば、比較的簡便に、図5(b)に示すような、各二重管部11が直列に接続された構造を実現することもできる。この場合、特定の端部部材12の間に閉塞部材60が介在された状態で各端部部材12が連結される。すなわち、閉塞部材60は、一対の端部部材12の連結体を構成する各連結体において、2つの端部部材12を1組として、各端部部材12の組の間に配置される。そして、一方の連結体と他方の連結体とにおいて、互いに異なる位置に閉塞部材60が配置される。例えば、一方の連結体において上方から奇数番目の端部部材12(図5(b)では、1、3、5番目)の下面に閉塞部材60が配置されている場合、他方の連結体では上方から偶数番目の端部部材12(図5(b)では、0、2、4、6番目)の下面に閉塞部材60が配置される。当該閉塞部材60は、図6に示すように、平面視において、筐体20と同一の外形を有し、貫通孔25と対応する位置に、固定部材13(貫通ボルト13a)が貫通する貫通孔65を有する板材により構成される。
On the other hand, according to the double-pipe heat exchanger of the present embodiment, a structure in which the double-
また、この二重管式熱交換器50では、内側流路の引き出しと外側流路の引き出しとを同一の端部部材12から行うことで、より長い二重管構成を実現することができる。そこで、この例では、内側流路の引き出しと外側流路の引き出しとを行う端部部材12に内外流路引き出し部材16を連結している。内外流路引き出し部材16は、上述の内側流路引き出し部材14の閉塞部43に、端部部材12の主管部22の外側面と筐体20の内側面とで区画される空間と連通する断面円形状の外側流路接続管57を外方に突出する状態で設けた構成を有する。図5(b)に示す例では、二重管部11が6本であるため、一方の端部部材12の連結体(ここでは左方)の両端に内外流路引き出し部材16が連結されている。
Further, in this double
二重管式熱交換器50では、図5(b)に示すように、供給管51から接続管42aに供給される流体は、図中に実線矢印で示すように、一方の内外流路引き出し部材16aに流入した後、端部部材12を経由して二重管部11の内管2に流入する。そして、当該内管2の他端に連結された端部部材12の組、及び当該端部部材12の組に連結された内管2を順に経由し、他方の内外流路引き出し部材16bの接続管42bを経て排出管52へ排出される。また、別の供給管53から供給される他の流体は、図中に破線矢印で示すように(二重管部11では外管1の上方に矢印を付している。)、外側流路接続管57bから他方の内外流路引き出し部材16bに流入した後、端部部材12を経由して二重管部11の外側流路に流入する。そして、当該二重管部11の他端に連結された端部部材12の組、及び当該端部部材12の組に連結された二重管部11を順に経由し、他方の内外流路引き出し部材16aの外側流路接続管57bを経て排出管54へ排出される。
In the double-
なお、図5(a)及び図5(b)に示す構成において、供給管51、53には、複数の二重管式熱交換器10を接続することができる。同様に、排出管52、54には、複数の二重管式熱交換器10を接続することができる。
In the configuration shown in FIGS. 5A and 5B, a plurality of double-
以上説明したように、二重管式熱交換器10は、外管1及び内管2を有する二重管部11の両端に端部部材12を連結し、端部部材12を固定部材13により固定するという簡単な構成であるため、容易に組み立てることができ、分解も容易である。また、端部部材12同士を連結することで、隣り合う外管1同士及びこれらの外管1内に配置された内管2同士を接続する流路が構成されるため、湾曲部及び連絡通路を配置する必要がなく、隣り合う外管1を近接して配置することができる。そのため、小型の二重管式熱交換器を実現することができる。加えて、閉塞部材60の有無により、各二重管部11が並列に接続された並列タイプと、各二重管部11が直列に接続さえた直列タイプとを任意に選択して組み立てることができる。
As described above, the double-
ところで、上述の構成では、二重管部11の長さが著しく長くなると、外管1及び内管2が自重により撓む可能性がある。このような撓みが発生すると、内管2の下方側の外側流路が狭くなり熱効率が低下する可能性がある。この観点では、二重管部11は比較的短い長さ(例えば、1〜1.5m)の外管1及び内管2を使用することが好ましい。しかしながら、このような構成では、一対の端部部材12の連結体の間隔が外管1及び内管2の長さに制限されてしまう。また、撓みの対策として、二重管部11の中間部において、外管1と内管2との間隔を維持するための支持部材を外管1と内管2との間に配置することも考えられるが、熱効率向上のため内管2と外管1との間隔を極めて狭くした二重管部11では、そのような支持部材を配置することも困難である。
By the way, in the above-mentioned structure, when the length of the
そこで、本実施形態では、二重管部11を互いに連結する接続部材を使用する。図7(a)〜図7(d)は、本実施形態における接続部材17の一例を示す図である。図7(a)は接続部材17の平面図に対応し、図7(b)は接続部材17の右側面図に対応する。なお、底面図は平面図と同一であり、左側面図は右側面図と同一である。正面図及び背面図は凹凸のない平面で構成される。また、図7(c)は、図7(a)に示す線E−Eに沿う縦断面図であり、図7(d)は、図7(c)に示す線F−Fに沿う横断面図である。なお、図7(b)では溝を太線で示している。
Therefore, in the present embodiment, a connecting member that connects the
図7(a)〜図7(d)に示すように、接続部材17は、端部部材12の筐体20と同一の寸法を有する直方体状の筐体70を有する。筐体70には、対向する2つの面に直交する状態で外側流路71及び内側流路72が設けられている。図7(b)に示すように、内側流路72は、円筒状の隔壁73により区分された空間である。隔壁73は筐体70に設けられた円柱状の空間に同軸状に固定支持されており、円柱状空間の内壁面と隔壁73の外壁面との間の空間が外側流路71を構成している。本実施形態では、隔壁73における対向する2箇所の外壁面に外側流路71の一端から他端にわたって設けられた板状の支持部74が、隔壁73を筐体70に固定している。特に限定されないが、本実施形態では、筐体70、隔壁73及び支持部74はプラスチック樹脂等からなり、一体成型や、複数の部品(例えば、図7(a)に示すE−E線で分割された2つの部品)を熱融着することで形成される。
As shown in FIGS. 7A to 7D, the connecting
図7(b)〜図7(d)に示すように、接続部材17において、隔壁73の開放端は、外径が内管2の外径より大きく、かつ内径が内管2の内径より小さく構成されており、当該開放端に内管2が嵌入される嵌入溝79bが形成されている。したがって、内管2を嵌入溝79bに差し込むと、内側流路72は二重管部11の内側流路と連通する。特に限定されないが、本実施形態では、図3(c)に示す嵌入溝29bと同様に、嵌入溝79bは、隔壁73の内壁側の側周面に、隔壁73の軸方向に沿って複数(ここでは、3箇所)の溝部を備え、当該各溝部にOリング等のシール材が配置される。当該シール材の外径は内管2の内径よりもわずかに大きくなっており、嵌入溝79bに内管2を嵌合することで、液密性を確保した状態で二重管部11の内側流路と、接続部材17の内側流路72とを接続することができる。
As shown in FIGS. 7B to 7D, in the
また、上述の円柱状空間の両端の周囲には、外管1が嵌入される嵌入溝79aが形成されている。内管2と接続部材17とが接続された状態で外管1を嵌入溝79aに差し込むと、接続部材17の外側流路71は、二重管部11の外側流路と連通する。特に限定されないが、本実施形態では、図3(c)に示す嵌入溝29bと同様に、嵌入溝79aは、隔壁73側の側周面に、隔壁73の軸方向に沿って複数(ここでは、3箇所)の溝部を備え、当該各溝部にOリング等のシール材が配置される。当該シール材の外径は外管1の内径よりもわずかに大きくなっており、嵌入溝79aに外管1を嵌合することで、液密性を確保した状態で二重管部11の外側流路と、接続部材17の外側流路71とを接続することができる。なお、本実施形態では、外管1及び内管2は、接続部材17の一端において同軸状に支持される。
Moreover, the insertion groove |
また、この例では、平面視において筐体70の四隅に貫通孔75が形成されている。貫通孔75は、後述のように、貫通ボルト及びナットにより構成される固定部材73による複数の接続部材17の連結固定に使用される。
In this example, through
図8は、接続部材17を使用した二重管式熱交換器80を示す概略図である。図8に示すように、二重管式熱交換器80は、配列する二重管部11の数に応じた端部部材12と、内側流路引き出し部材14と、外側流路引き出し部材15とを、各接合面に設けられた溝部26a、26bにシール材を介在させて連結した一対の連結体の間に、接続部材17により連結された二重管部11が装着される。
FIG. 8 is a schematic view showing a double
上述のように、本実施形態では、接続部材17の外形は端部部材12の外形と同一であるため、各接続部材17を各端部部材とそれぞれ対向して配置することで、二重管部11に不要な負荷を与えることなく、各部を連結することができる。また、本実施形態では、各二重管部11を構成する外管1及び内管2の長さは同一であり、各接続部材17は、一対の端部部材12の連結体の間で互いに隣接して位置する。本実施形態では、互いに隣接する複数の接続部材17を、上述の貫通孔75に挿入した貫通ボルト及びナットからなる固定部材73により連結固定している。
As described above, in the present embodiment, since the outer shape of the
以上のように、接続部材17を使用することで、外管1及び内管2が自重により撓み、外側流路が狭くなることを防止することができる。そのため、熱効率を低下させることなく、一対の端部部材12の連結体の間隔を所望の間隔にすることが可能になる。また、二重管部11を構成する外管1と内管2との間に、外管1と内管2との間隔を維持するための支持部材を配置する必要もない。
As described above, by using the
なお、図8の例では、端部部材12の連結及び接続部材17の連結に固定部材13、73を使用しているが、必要に応じて、端部部材12の連結体と接続部材17の連結体とを互いに引き合う方向に付勢力を付与する上述の付勢部材を付加してもよい。
In the example of FIG. 8, the fixing
続いて、端部部材の他の例について説明する。この端部部材18は、互いに連結される端部部材の接合面が相互に嵌合する凹凸を有している点で上述の端部部材12と相違している。図9(a)〜図9(d)は、当該他の端部部材18の構造を示す概略外観図である。また、図10(a)、図10(b)は、端部部材18の構造を示す概略断面図である。図9(a)は端部部材18の平面図に対応する。図9(b)は端部部材18の左側面図に対応する。図9(c)は端部部材18の正面図に対応する。図9(d)は端部部材18の右側面図に対応する。なお、底面図は平面図と同一であり、背面図は正面図と対称である。また、図10(a)は、図9(a)に示す線G−Gに沿う縦断面図であり、図10(b)は、図9(c)に示す線H−Hに沿う横断面図である。図9(a)及び図9(d)では溝を太線で示している。
Subsequently, another example of the end member will be described. This
図9(a)〜図9(d)、図10(a)、図10(b)に示すように、端部部材18は、直方体状の外形を有する筐体90内にT字状の外側管92と、当該外側管92内に配置されたT字状の内側管93とを備える。この例では、筐体90が外側管92を構成している。図10(a)、図10(b)に示すように、外側管92は、二重管部11の外管1と接続する分岐管部92bと、分岐管部92bにおける流体の流通方向と交差する方向の両端に開放端を有する主管部92aとを連通した構成を有する。同様に、内側管93は、二重管部11の内管2と接続する分岐管部93bと、分岐管部93bにおける流体の流通方向と交差する方向の両端に開放端を有する主管部93aとを連通した構成を有する。特に限定されないが、外側管92及び内側管93の流路断面は円形状になっている。
As shown in FIGS. 9A to 9D, FIG. 10A, and FIG. 10B, the
また、図9(a)、図10(a)及び図10(b)に示すように、内側管93の主管部93aにおける、分岐管部93bの接続部と反対側の部分は、外側管92の主管部92aにおける、分岐管部92bと対向する内壁面に、主管部92aの軸方向の所定長さにわたって固定されている。特に限定されないが、本実施形態では、端部部材18はプラスチック樹脂等からなり、一体成型や、複数の部品(例えば、図9(a)に示すG−G線で分割された2つの部品)を熱融着することで形成される。なお、図10(a)及び図10(b)では、説明のため外側管92を構成する筐体90と内側管93とが別部材であるように図示しているが、1つの部材として構成されることが好ましい。
Further, as shown in FIGS. 9A, 10A, and 10B, a portion of the
図9(b)〜図9(d)、図10(a)、図10(b)に示すように、外側管92の主管部92aの開放端が露出する一方の面90a側において、主管部92aの開放端は当該面90aから突出する状態になっている。また、外側管92の主管部92aの開放端が露出する他方の面90c側において、主管部92aの開放端は当該面90cから凹入する状態になっている。面90a側における主管部92aの突出量と面90c側における主管部92aの凹入量とは等しくなっており、面90a側における主管部92aの突出部分は、面90c側における主管部92aの凹入部分に嵌合する。
As shown in FIGS. 9 (b) to 9 (d), 10 (a), and 10 (b), on the side of one
また、この端部部材18では、外側管92の主管部92aにおける一方の開放端(図10(a)では面90c側)に対応する内側管93の主管部93aの開放端は、その外側管92の開放端よりも外側に突出して配置されている。さらに、外側管92の主管部92aにおける他方の開放端(図10(a)では面90a側)に対応する内側管93の開放端は、その外側管92の開放端よりも内側に配置されている。面90c側における、主管部92aの開放端を基準とした主管部93aの突出量と、面90a側における、主管部92aの開放端を基準とした主管部93aの凹入量とは等しくなっており、面90c側における主管部93aの突出部分は、面90a側における主管部93aの凹入部分に嵌合する。
Further, in this
以上の構成により、2つの端部部材18の面90aと面90cとを接合させると、一方の端部部材18の外側管92の主管部92aの開放端が他方の端部部材18の外側管92の凹入部分に進入して当該他方の端部部材18の外側管92の主管部92aの開放端と接続されて外側管92同士が連通する。また、他方の端部部材18の内側管93の主管部93aの開放端が一方の端部部材18の内側管93の凹入部分に進入して当該一方の端部部材18の内側管93の主管部93aの開放端と接続され、内側管93同士が連通する。
With the above configuration, when the
また、図9(d)及び図10(b)に示すように、端部部材18において、外側管92の分岐管部92bの開放端及び内側管93の分岐管部93bの開放端は筐体90の同一の面90bに露出する。内側管93の分岐管部93bの開放端は、外径が内管2の外径より大きく、かつ内径が内管2の内径より小さく構成されており、当該開放端に内管2が嵌入される嵌入溝99bが形成されている。したがって、内管2を嵌入溝99bに差し込むと、内側管93内の流路は二重管部11の内側流路と連通する。特に限定されないが、本実施形態では、図3(c)に示す嵌入溝29bと同様に、嵌入溝99bは、内側管93の内壁側の側周面に、分岐管部93bの軸方向に沿って複数(ここでは、3箇所)の溝部を備え、当該各溝部にOリング等のシール材が配置される。当該シール材の外径は内管2の内径よりもわずかに大きくなっており、嵌入溝99bに内管2を嵌合することで、液密性を確保した状態で二重管部11の内側流路と、内側管93内の流路とを接続することができる。
Further, as shown in FIGS. 9D and 10B, in the
また、上述の面90bにおける外側管92の分岐管部92bの開放端の周囲には、外管1が嵌入される嵌入溝99aが形成されている。内管2と端部部材18とが接続された状態で外管1を嵌入溝99aに差し込むと、端部部材18の内側管93の外壁面と外側管92の内壁面とにより構成される外側流路は、二重管部11の外側流路と連通する。特に限定されないが、本実施形態では、図3(c)に示す嵌入溝29bと同様に、嵌入溝99aは、内側管側の側周面に、分岐管部92bの軸方向に沿って複数(ここでは、3箇所)の溝部を備え、当該各溝部にOリング等のシール材が配置される。当該シール材の外径は外管1の内径よりもわずかに大きくなっており、嵌入溝99aに外管1を嵌合することで、液密性を確保した状態で二重管部11の外側流路と、端部部材18の外側流路とを接続することができる。
An
また、この例では、図9(a)及び図10(a)に示すように、平面視において筐体90の四隅に貫通孔95が形成されている。外側管92の近傍に位置する2つの貫通孔95は、液密性確保の観点から外側管92寄りに形成されている。貫通孔95は、貫通ボルト及びナットにより構成される固定部材13による複数の端部部材18の連結固定に使用される。
In this example, as shown in FIGS. 9A and 10A, through
一方、上述のように、端部部材18において、主管部92a、93aの開放端が露出する面は隣り合う端部部材18との接合面になる。本実施形態では、図9(a)及び図10(a)に示すように、Oリング等のシール材を配置するための溝部96aを当該接合面に露出する外側管92(主管部92aの開放端)の外周に沿って設けている。同様に、Oリング等のシール材を配置するための溝部96bを当該接合面に露出する内側管93(主管部93aの開放端)の外周に沿って設けている。隣り合う端部部材18は、両端部部材18において対向する溝部96aの間に、外側管92の外周に沿ってシール材を介在させるとともに、両端部部材12において対向する溝部96bの間に内側管93に沿ってシール材を介在させた状態で連結される。
On the other hand, as described above, in the
このようにして連結された複数の端部部材18は、端部部材12と同様に、貫通ボルト13a及びナット13bからなる固定部材13により連結された状態で固定される。以上のような端部部材18では、凹凸を有する接合面を嵌合することにより各流路が連通されるため、端部部材18間の連結を確実かつ容易に実現することができる。このような凹凸構造は、端部部材12の隔壁21に採用してもよい。
The plurality of
なお、端部部材18では、複数の端部部材18を連結する際に、外側管92の主管部92aにおける一方の開放端が、隣り合う端部部材18に進入する構成としたが、外側管92の主管部92aが隣り合う端部部材18に進入せず、内側管93の主管部93aのみが隣り合う端部部材18に進入する構成を採用することもできる。また、端部部材18においても、複数の端部部材18を連結する際に、主管部92a、93aにおける一方側の開放端を閉塞する閉塞部材を配置することで、各二重管部11をメアンダ状に直列接続した二重管式熱交換器を構成することも可能である。
The
以上の説明において、端部部材12と内管2との接合構造、端部部材12と外管1との接合構造、接続部材17と内管2との接合構造、接続部材17と外管1との接合構造、端部部材18と内管2との接合構造、端部部材18と外管1との接合構造等は特に限定されず、嵌合や挿入等の容易な手法により、液密性を確保した状態で接続可能な任意の構造を採用することができる。以下、端部部材12を例として変形例を説明する。
In the above description, the joining structure between the
図11(a)〜図11(c)は、上述の端部部材12における、端部部材12と内管2との接合構造の他の構成とした端部部材19を示す断面図である。なお、図面において、端部部材12と同一の作用効果を奏する部位には、端部部材12の構成部位と同一の符号を付している。図11(a)は、図3(a)に対応し、図11(b)は、図3(b)に対応する。また、図11(c)は、図11(b)に示す矢指部Yを拡大して示す図である。
FIG. 11A to FIG. 11C are cross-sectional views showing an
この端部部材19では、分岐管部23の開放端の外径が、内管2の内径よりわずかに小さくなっている。また、分岐管部23の外周に、分岐管部23の軸方向に沿って複数(ここでは、3箇所)の溝部293が設けられ、当該各溝部293にOリング等のシール材294が配置される。シール材294の外径は内管2の内径よりもわずかに大きくなっており、分岐管部23の外側に内管2を嵌合することで、液密性を確保した状態で分岐管部23と内管2とを接続することができる。
In the
以上の構造を採用した場合、二重管部11を構成する外管1及び内管2は、必然的に、内管2の方が外管1よりも長くなる。すなわち、内管2は、端部部材19に内管2を装着した状態における、内管2の端部から嵌入溝29aの底部までの距離の2倍だけ、外管1に比べて長くする必要がある。本構成では、二重管式熱交換器を組み立てる際、二重管部11を端部部材19に接続したときに、二重管部11の他端では、内管2が外管1よりも突出する状態になる。そのため、当該他端を端部部材17へ装着する作業が極めて容易になる。なお、このように、内管2が外管1よりも長い二重管部11は、例えば、図3(a)や図3(b)に示す端部部材12において、嵌入溝29bの深さを嵌入溝29aよりも深くすることで実現可能である。
When the above structure is adopted, the outer tube 1 and the
なお、上述した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記実施形態では、二重管部11を直管状としたが、湾曲した二重管部の使用を排除するものではない。流路が数度程度変化する湾曲であれば、何ら問題なく本発明を適用可能である。
The above-described embodiments do not limit the technical scope of the present invention, and various modifications and applications other than those already described are possible within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、端部部材や接続部材の外形を直方体状としたが、隣り合う端部部材や隣り合う接続部材を連結可能であれば、任意の形状を採用することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the external shape of the edge part member or the connection member was made into the rectangular parallelepiped shape, arbitrary shapes can be employ | adopted if an adjacent edge part member and an adjacent connection member can be connected.
本発明によれば、従来に比べて、容易に組み立てや分解ができ、小型化も可能であり、二重管式熱交換器として有用である。 According to the present invention, as compared with the prior art, it can be easily assembled and disassembled, can be miniaturized, and is useful as a double tube heat exchanger.
1 外管
2 内管
10、50、80 二重管式熱交換器
11 二重管部
12、18、19 端部部材
13、73 固定部材
17 接続部材
20、70、90 筐体
21 隔壁
22 主管部
23 分岐管部
60 閉塞部材
92 外側管
93 内側管
92a、93a 主管部
92b、93b 分岐管部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記内管内の空間と連通する第1の空間と、前記外管と前記内管との間の空間と連通する第2の空間と、前記第1の空間と前記第2の空間とを分離する隔壁とを有し、前記外管の端部及び各外管内の前記内管の端部と連結される、端部部材と、
隣り合う前記外管のそれぞれに連結された複数の前記端部部材を、前記外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に連結した状態で固定する固定部材と、
を備え、
前記端部部材の前記第1の空間が前記外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に開放された開放端を備えるとともに、前記端部部材の前記第2の空間が前記外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に開放された開放端を備え、前記隣り合う外管のそれぞれに連結された複数の前記端部部材を連結した際に、隣り合う前記端部部材において、対応する開放端同士が相互に連通し、かつ
前記端部部材が、
前記外管と接続する分岐管部と、当該分岐管部における流体の流通方向と交差する方向の両端に開放端を有する主管部とを連通したT字状の外側管と、
前記外側管内に配置され、前記内管と接続する分岐管部と、当該分岐管部における流体の流通方向と交差する方向の両端に開放端を有する主管部とを連通したT字状の内側管と、
を備え、
前記外側管の主管部における一方の開放端に対応する前記内側管の開放端が、当該外側管の開放端よりも外側に突出して配置され、前記外側管の主管部における他方の開放端に対応する前記内側管の開放端が、当該外側管の開放端よりも内側に凹入して配置される二重管式熱交換器。 A fluid having a plurality of outer tubes and inner tubes disposed in each outer tube, and flowing in a flow path formed between the outer tube and the inner tube in the outer tube, and flowing in the inner tube A double-tube heat exchanger for exchanging heat with a fluid
The first space communicating with the space in the inner tube, the second space communicating with the space between the outer tube and the inner tube, and the first space and the second space are separated. And an end member connected to the end of the outer tube and the end of the inner tube in each outer tube,
A fixing member that fixes the plurality of end members connected to each of the adjacent outer pipes in a state of being connected in a direction intersecting with a fluid flow direction in the outer pipe and the inner pipe,
With
The first space of the end member includes an open end that is open in a direction intersecting with a fluid flow direction in the outer tube and the inner tube, and the second space of the end member is the outer tube. And the end members adjacent to each other when the plurality of end members connected to the adjacent outer tubes are connected to each other. in the open end between the corresponding is communicated with each other, and
The end member is
A T-shaped outer pipe that communicates with a branch pipe section connected to the outer pipe, and a main pipe section having open ends at both ends in a direction intersecting the fluid flow direction in the branch pipe section;
A T-shaped inner pipe that is disposed in the outer pipe and communicates with a branch pipe section that connects to the inner pipe and a main pipe section that has open ends at both ends in a direction that intersects the fluid flow direction in the branch pipe section. When,
With
The open end of the inner tube corresponding to one open end of the main tube portion of the outer tube is disposed to protrude outward from the open end of the outer tube, and corresponds to the other open end of the main tube portion of the outer tube. the open end of the inner tube, the double pipe heat exchanger that will be placed in recessed inside the open end of the outer tube.
複数本の外管と、
前記複数本の外管内にそれぞれ配置された内管と、
一端において1の前記外管及び当該1の外管内に配置される内管を支持するとともに、他端において他の前記外管及び当該他の外管内に配置される内管を支持し、両端において支持する内管内の空間を連通するとともに両端において支持する外管と内管との間の空間を連通する接続部材と、
を備える、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の二重管式熱交換器。 A double pipe part to which the end member is connected to both ends,
Multiple outer tubes,
An inner pipe disposed in each of the plurality of outer pipes;
The one end supports the one outer tube and the inner tube disposed in the one outer tube, and the other end supports the other outer tube and the inner tube disposed in the other outer tube. A connecting member that communicates the space in the inner tube to be supported and communicates the space between the outer tube and the inner tube that are supported at both ends;
The double-tube heat exchanger according to any one of claims 1 to 3 , further comprising:
前記内管内の空間と連通する第1の空間と、前記外管と前記内管との間の空間と連通する第2の空間と、前記第1の空間と前記第2の空間とを分離する隔壁とを有し、前記外管の端部及び各外管内の前記内管の端部と連結される、端部部材と、
隣り合う前記外管のそれぞれに連結された複数の前記端部部材を、前記外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に連結した状態で固定する固定部材と、
を備え、
前記端部部材の前記第1の空間が前記外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に開放された開放端を備えるとともに、前記端部部材の前記第2の空間が前記外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に開放された開放端を備え、前記隣り合う外管のそれぞれに連結された複数の前記端部部材を連結した際に、隣り合う前記端部部材において、対応する開放端同士が相互に連通し、かつ
両端に前記端部部材が接続される二重管部が、
複数本の外管と、
前記複数本の外管内にそれぞれ配置された内管と、
一端において1の前記外管及び当該1の外管内に配置される内管を支持するとともに、他端において他の前記外管及び当該他の外管内に配置される内管を支持し、両端において支持する内管内の空間を連通するとともに両端において支持する外管と内管との間の空間を連通する接続部材と、
を備える二重管式熱交換器。 A fluid having a plurality of outer tubes and inner tubes disposed in each outer tube, and flowing in a flow path formed between the outer tube and the inner tube in the outer tube, and flowing in the inner tube A double-tube heat exchanger for exchanging heat with a fluid
The first space communicating with the space in the inner tube, the second space communicating with the space between the outer tube and the inner tube, and the first space and the second space are separated. And an end member connected to the end of the outer tube and the end of the inner tube in each outer tube,
A fixing member that fixes the plurality of end members connected to each of the adjacent outer pipes in a state of being connected in a direction intersecting with a fluid flow direction in the outer pipe and the inner pipe,
With
The first space of the end member includes an open end that is open in a direction intersecting with a fluid flow direction in the outer tube and the inner tube, and the second space of the end member is the outer tube. And the end members adjacent to each other when the plurality of end members connected to the adjacent outer tubes are connected to each other. The corresponding open ends communicate with each other, and the double pipe portion to which the end members are connected at both ends,
Multiple outer tubes,
An inner pipe disposed in each of the plurality of outer pipes;
The one end supports the one outer tube and the inner tube disposed in the one outer tube, and the other end supports the other outer tube and the inner tube disposed in the other outer tube. A connecting member that communicates the space in the inner tube to be supported and communicates the space between the outer tube and the inner tube that are supported at both ends;
Double-pipe heat exchanger Ru comprising a.
前記内管内の空間と連通する第1の空間と、前記外管と前記内管との間の空間と連通する第2の空間と、前記第1の空間と前記第2の空間とを分離する隔壁とを有し、前記外管の端部及び各外管内の前記内管の端部と連結される、端部部材と、The first space communicating with the space in the inner tube, the second space communicating with the space between the outer tube and the inner tube, and the first space and the second space are separated. And an end member connected to the end of the outer tube and the end of the inner tube in each outer tube,
隣り合う前記外管のそれぞれに連結された複数の前記端部部材を、前記外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に連結した状態で固定する固定部材と、A fixing member that fixes the plurality of end members connected to each of the adjacent outer pipes in a state of being connected in a direction intersecting with a fluid flow direction in the outer pipe and the inner pipe,
を備え、With
前記端部部材の前記第1の空間が前記外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に開放された開放端を備えるとともに、前記端部部材の前記第2の空間が前記外管及び内管における流体の流通方向と交差する方向に開放された開放端を備え、前記隣り合う外管のそれぞれに連結された複数の前記端部部材を連結した際に、隣り合う前記端部部材において、対応する開放端同士が相互に連通し、The first space of the end member includes an open end that is open in a direction intersecting with a fluid flow direction in the outer tube and the inner tube, and the second space of the end member is the outer tube. And the end members adjacent to each other when the plurality of end members connected to the adjacent outer tubes are connected to each other. The corresponding open ends communicate with each other,
前記端部部材の前記隔壁が、前記内管と接続する分岐管部と、当該分岐管部における流体の流通方向と交差する方向の両端に開放端を有する主管部とを連通したT字状の管により構成され、The partition wall of the end member has a T-shaped configuration in which a branch pipe part connected to the inner pipe and a main pipe part having open ends at both ends in a direction intersecting a fluid flow direction in the branch pipe part are communicated. Composed of tubes,
前記主管部における一方の開放端が、隣り合う端部部材との接合面において前記主管部の軸方向外側に突出して配置され、前記主管部における他方の開放端が、隣り合う端部部材との接合面において前記主管部の軸方向内側に凹入して配置される二重管式熱交換器。One open end of the main pipe portion is disposed so as to protrude outward in the axial direction of the main pipe portion at a joint surface with an adjacent end member, and the other open end of the main pipe portion is adjacent to the adjacent end member. A double-pipe heat exchanger that is recessed in the axially inner side of the main pipe at the joining surface.
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