JP7025521B1 - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】さらに小型化された熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器は、第一流体が供給される流路を形成する配管と、流路を閉塞するように流路の延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、流路の一部に閉空間を区画形成する仕切板と、両端が開口する管状をなして一対の仕切板を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて複数が並設された複数の伝熱管と、配管の外部から閉空間内に第二流体を供給可能な供給部と、閉空間内の第二流体を配管の外部に排出可能な排出部と、を備える。【選択図】図１
Description
本開示は、熱交換器に関する。
内燃機関や外燃機関を含む熱機関では、燃料を燃焼させることで熱エネルギーを発生させ、この熱エネルギーを例えば出力軸の回転エネルギーとして取り出す。この時、熱機関では高温の排ガスが発生する。排ガスの熱エネルギーを有効利用するための措置として、熱交換器を排ガス流路中に設ける構成が考えられる。
従来、熱交換器は、複数の伝熱管と、各伝熱管に設けられたフィンとを有する構成が一般的であった。この種の熱交換器では、伝熱管の内部に熱媒体を流通させ、その外部にさらに他の媒体を流通させる。これにより、フィンを介して２つの媒体同士の間で熱交換が行われる。
ところで、近年では上述した熱機関を始めとして各種装置の小型化が要請されている。このため、熱交換器も大幅に小型化する必要がある。
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、さらに小型化された熱交換器を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示に係る熱交換器は、第一流体が供給される流路を形成する配管と、前記流路を閉塞するように該流路の延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、前記流路の一部に閉空間を区画形成する仕切板と、両端が開口する管状をなして前記一対の仕切板を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて並設された複数の伝熱管と、前記配管の外部から前記閉空間内に第二流体を供給可能な供給部と、前記供給部よりも前記第一流体の流れの上流側に設けられて、前記閉空間内の前記第二流体を前記配管の外部に排出可能な排出部と、を備え、前記伝熱管は、前記閉空間内で前記一対の仕切板の間にわたって、前記延在方向から見て六角形の断面形状を有し、前記伝熱管の内面から突出し、前記延在方向に延びるとともに該内面に沿って間隔をあけて複数設けられたフィンをさらに有する。
また、本開示に係る熱交換器は、第一流体が供給される流路を形成する配管と、前記流路を閉塞するように該流路の延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、前記流路の一部に閉空間を区画形成する仕切板と、両端が開口する管状をなして前記一対の仕切板を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて複数が並設された複数の伝熱管と、前記配管の外部から前記閉空間内に第二流体を供給可能な供給部と、前記閉空間内の前記第二流体を前記配管の外部に排出可能な排出部と、を備え、前記伝熱管は、前記延在方向から見て六角形の断面形状を有し、前記伝熱管の内面から突出し、前記延在方向に延びるとともに該内面に沿って間隔をあけて複数設けられたフィンをさらに有し、前記複数の伝熱管のうち、流量が少ない領域の前記伝熱管になるほど流路断面積が大きくなるように構成されている。
また、本開示に係る熱交換器は、第一流体が供給される流路を形成する配管と、前記流路を閉塞するように該流路の延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、前記流路の一部に閉空間を区画形成する仕切板と、両端が開口する管状をなして前記一対の仕切板を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて複数が並設された複数の伝熱管と、前記配管の外部から前記閉空間内に第二流体を供給可能な供給部と、前記閉空間内の前記第二流体を前記配管の外部に排出可能な排出部と、を備え、前記伝熱管は、前記延在方向から見て六角形の断面形状を有し、前記伝熱管の内面から突出し、前記延在方向に延びるとともに該内面に沿って間隔をあけて複数設けられたフィンをさらに有し、前記複数の伝熱管のうち、流量が少ない領域の前記伝熱管になるほど流路断面積が大きくなるように構成されている。
本開示によれば、さらに小型化された熱交換器を提供することができる。
＜第一実施形態＞
（熱交換器の構成）
以下、本開示の第一実施形態に係る熱交換器１００について、図１から図３を参照して説明する。図１に示すように、熱交換器１００は、配管１の中途位置に設けられている。配管１は、例えばエンジン等の熱機関から排出される排ガス（第一流体）が流通する流路を形成している。図１の例では配管１は、直管状の配管本体１１と、この配管本体１１の両端部にそれぞれ設けられたエルボー部１０と、を有している。エルボー部１０は曲がり部を形成しており、その内部には排ガスの流れ方向を曲がり部に合わせて案内するためのベーン４が複数設けられている。それぞれのベーン４は、エルボー部１０のカーブに沿って湾曲している。このようなベーン４がエルボー部１０の延在方向に交差する方向に間隔をあけて複数設けられている。
（熱交換器の構成）
以下、本開示の第一実施形態に係る熱交換器１００について、図１から図３を参照して説明する。図１に示すように、熱交換器１００は、配管１の中途位置に設けられている。配管１は、例えばエンジン等の熱機関から排出される排ガス（第一流体）が流通する流路を形成している。図１の例では配管１は、直管状の配管本体１１と、この配管本体１１の両端部にそれぞれ設けられたエルボー部１０と、を有している。エルボー部１０は曲がり部を形成しており、その内部には排ガスの流れ方向を曲がり部に合わせて案内するためのベーン４が複数設けられている。それぞれのベーン４は、エルボー部１０のカーブに沿って湾曲している。このようなベーン４がエルボー部１０の延在方向に交差する方向に間隔をあけて複数設けられている。
配管本体１１の内部には、複数の伝熱管３が互いに間隔をあけて並設されている。伝熱管３の内部には、上記の排ガスが流通する。図２に示すように、伝熱管３は六角形の断面形状を有する管であり、その両端が開口している。伝熱管３の内部は第一流路Ｆ１とされている。また、複数の伝熱管３は、互いの外面が平行になるように隣接し、全体として六角形状となるように配列されている。伝熱管３同士の間に形成される空間は、第二流体としての水が流れる第二流路Ｆ２とされている。
配管本体１１の両端部には、入口側ヘッダとしての供給部２１と、出口側ヘッダとしての排出部２２がそれぞれ設けられている。供給部２１は上記の配管１内に外部から導かれた水を供給し、排出部２２は配管１を通過した水を外部に排出するために設けられている。より具体的には、配管１における上流側（第一流体の流れてくる側）の端部に排出部２２が設けられ、下流側の端部には供給部２１が設けられている。供給部２１と排出部２２は流体の流れる方向を別として互いに同様の構成を有している。したがって、ここでは図３を参照して排出部２２の構成について代表的に説明する。
図３に示すように、排出部２２は、複数の伝熱管３の端部を外側から覆う筒状の排出部本体２２Ｈと、この排出部本体２２Ｈの開口部を閉塞する仕切板２０と、を有している。排出部本体２２Ｈの周方向の一部には、外部に水を排出するための開口部Ｈが形成されている。排出部２２の仕切板２０と、供給部２１の仕切板２０とによって、配管本体１１が形成する流路は両側から閉塞されている。これら一対の仕切板２０によって区画形成された空間は閉空間Ｖとされている。また、上記の伝熱管３は、この仕切板２０を貫通するように延びている。つまり、閉空間Ｖ内では、伝熱管３によって形成される第一流路Ｆ１と、これら伝熱管３同士の間の隙間によって形成される第二流路Ｆ２とが平行して延びている。
上記のような構成を有する熱交換器１００の各部品は、ＡＭ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）に代表される３Ｄプリンタ技術によって形成されることが望ましい。また、熱交換器１００を形成する材料としては、チタンやＳＵＳが好適に用いられる。
（作用効果）
次いで、熱交換器１００の動作について説明する。熱交換器１００を運転するに当たってはまず、供給部２１を通じて第二流体としての水を閉空間Ｖ内に供給する。この時、熱機関が運転されていることによって、伝熱管３内には第一流体としての高温の排ガスが流通している。さらに、配管本体１１の内部における伝熱管３同士の間の隙間（第二流路Ｆ２）を、排ガスの流れる方向とは反対の方向に向かって水が流通する。水が第二流路Ｆ２を流れる中途で、伝熱管３の壁面を介して排ガスとの間に熱交換が生じる。これにより、水は高温状態となり、排出部２２を経て外部の装置に供給される。一方で、排ガスは低温状態となり、配管１内を下流側へ向かって流れ去る。このような現象が連続的に生じることで水と排ガスとの熱交換が行われる。
次いで、熱交換器１００の動作について説明する。熱交換器１００を運転するに当たってはまず、供給部２１を通じて第二流体としての水を閉空間Ｖ内に供給する。この時、熱機関が運転されていることによって、伝熱管３内には第一流体としての高温の排ガスが流通している。さらに、配管本体１１の内部における伝熱管３同士の間の隙間（第二流路Ｆ２）を、排ガスの流れる方向とは反対の方向に向かって水が流通する。水が第二流路Ｆ２を流れる中途で、伝熱管３の壁面を介して排ガスとの間に熱交換が生じる。これにより、水は高温状態となり、排出部２２を経て外部の装置に供給される。一方で、排ガスは低温状態となり、配管１内を下流側へ向かって流れ去る。このような現象が連続的に生じることで水と排ガスとの熱交換が行われる。
上記構成によれば、配管１の延在中途に仕切板２０によって閉空間Ｖが形成されている。この閉空間Ｖ内では、伝熱管３を流れる第一流体と、伝熱管３の外部を流れる第二流体との間で熱交換が行われる。このように、上記構成によれば、配管１の延在中途に、配管１の延びる方向を変えることなく、かつ当該配管１の外径を大きく拡大することなく、熱交換器１００を設けることができる。これにより、熱交換器１００を配置するためのスペースを節約することが可能となる。その結果、従来は設置が困難であった狭隘な領域にも熱交換器１００を容易に設置することができる。
さらに、上記構成によれば、伝熱管３が多角形（六角形）の断面形状を有している。したがって、例えば伝熱管３が四角形の断面を有している場合に比べて、伝熱管３の内面における濡れぶち面積が拡大するため、熱交換の効率をさらに向上させることができる。また、より望ましくは伝熱管３の断面形状を円形とすることでさらに濡れぶち面積を拡大することができる。なお、断面形状が円形である場合、流体の充填密度が下がるというデメリットがあるため、全体のバランスに応じて伝熱管の形を決定することが望ましい。
また、上記構成によれば、伝熱管３同士の間の間隔を第二流体としての水が流通することから、伝熱管３との接触面積を大きく確保することができる。これにより、熱交換器１００を小型化しつつ、熱交換の効率をさらに向上させることができる。
以上、本開示の第一実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
＜第二実施形態＞
次に、本開示の第二実施形態について、図４から図６を参照して説明する。なお、上記の第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図４に示すように、本実施形態では、伝熱管３同士の間の間隔の一部のみを閉塞する閉塞部５がさらに設けられている。閉塞部５は、配管本体１１の延在方向に間隔をあけて複数設けられている。また、互いに隣り合う閉塞部５同士では、閉塞する領域が異なっている。より具体的には、隣り合う閉塞部５のうち、一方側の閉塞部５は、図５に示すように、配管本体１１内における上部のみを閉塞している。他方側の閉塞部５は、図６に示すように、配管本体１１内における下部のみを閉塞している。このような閉塞部５が交互に配列されることで、配管本体１１内の第二流路Ｆ２は蛇行するように延びることとなる。つまり、閉塞部５は、バッフル板の機能を果たすことになる。
次に、本開示の第二実施形態について、図４から図６を参照して説明する。なお、上記の第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図４に示すように、本実施形態では、伝熱管３同士の間の間隔の一部のみを閉塞する閉塞部５がさらに設けられている。閉塞部５は、配管本体１１の延在方向に間隔をあけて複数設けられている。また、互いに隣り合う閉塞部５同士では、閉塞する領域が異なっている。より具体的には、隣り合う閉塞部５のうち、一方側の閉塞部５は、図５に示すように、配管本体１１内における上部のみを閉塞している。他方側の閉塞部５は、図６に示すように、配管本体１１内における下部のみを閉塞している。このような閉塞部５が交互に配列されることで、配管本体１１内の第二流路Ｆ２は蛇行するように延びることとなる。つまり、閉塞部５は、バッフル板の機能を果たすことになる。
上記構成によれば、閉塞部５によって閉空間Ｖ内で水の流れ方向が変化する。隣り合う閉塞部同士で閉塞する領域が異なっていることから、水は複数の閉塞部を通過する間に蛇行するように流れる。これにより、水が閉空間Ｖ内で万遍なく行き渡るため、水と伝熱管３との接触面積が拡大され、水と排ガスとの間で生じる熱交換の効率をより一層向上させることができる。
以上、本開示の第二実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第二実施形態では、閉塞部５が閉空間Ｖ内の上部、又は下部をそれぞれ閉塞している例について説明した。しかしながら、閉塞部５の態様はこれに限定されず、配管１の延在方向における左側、及び右側をそれぞれ閉塞部５が閉塞する構成を採ることも可能である。この場合、重力に抗うことなく水平方向に蛇行させながら円滑に水を流すことができるため、熱交換の効率をさらに向上させることができる。特に、流体中に密度が低い成分が含まれ、流路途中での滞留が想定される場合にはこの構成が好適である。
＜第三実施形態＞
続いて、本開示の第三実施形態について、図７を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図７に示すように、本実施形態では、互いに隣り合う伝熱管３同士の間に、支持部６が設けられている。支持部６は、伝熱管３の外面を互いに接続している。また、詳しくは図示しないが、支持部６は、伝熱管３の延在方向における一部に設けられている。
続いて、本開示の第三実施形態について、図７を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図７に示すように、本実施形態では、互いに隣り合う伝熱管３同士の間に、支持部６が設けられている。支持部６は、伝熱管３の外面を互いに接続している。また、詳しくは図示しないが、支持部６は、伝熱管３の延在方向における一部に設けられている。
上記構成によれば、支持部６によって伝熱管３の変位や変形を抑制することができる。これにより、熱交換器１００をより長期にわたって安定的に運用することが可能となる。
以上、本開示の第三実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、支持部６に貫通孔を形成し、当該貫通孔を通じて流体を流通させる構成を採ることも可能である。この場合、支持部６によって流体の流れが妨げられる可能性を低減することが可能となる。
＜第四実施形態＞
次に、本開示の第四実施形態について、図８と図９を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図９に示すように、本実施形態では、複数の伝熱管３のうち、流量が少ない領域の伝熱管３になるほど流路断面積が大きくなるように構成されている。具体的には、配管１のエルボー部１０が上下方向に湾曲している場合において、上方に位置する伝熱管３Ａになるほど流路断面積が大きく、下方に位置する伝熱管３Ｂになるほど流路断面積が小さくなる。
次に、本開示の第四実施形態について、図８と図９を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図９に示すように、本実施形態では、複数の伝熱管３のうち、流量が少ない領域の伝熱管３になるほど流路断面積が大きくなるように構成されている。具体的には、配管１のエルボー部１０が上下方向に湾曲している場合において、上方に位置する伝熱管３Ａになるほど流路断面積が大きく、下方に位置する伝熱管３Ｂになるほど流路断面積が小さくなる。
例えば配管１の上流側にエルボー部１０のような曲がり部などが構成されている場合、慣性力によって当該曲がり部の外周側ほど排ガスの流量が多くなり、内周側ほど流量が少なくなる傾向にある。上記構成によれば、流量の少ない領域の伝熱管３になるほど流路断面積が大きい。これにより、上記のように流量の分布が不均一な場合であっても、これを是正し、複数の伝熱管３全体にわたって均一に排ガスを流すことができる。その結果、熱交換器１００の効率をさらに向上させることができる。
以上、本開示の第四実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
＜第五実施形態＞
続いて、本開示の第五実施形態について、図９を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１０に示すように、本実施形態では、伝熱管３の内面に複数のフィン３Ｆがさらに設けられている。フィン３Ｆは、伝熱管３の内面から内周側に向かって突出するとともに、伝熱管３の延在方向の全域にわたって延びている。このようなフィン３Ｆが内面に沿って間隔をあけて複数配列されている。また、本実施形態ではフィン３Ｆは伝熱管３の延びる方向に直線状に延びている。なお、伝熱管３の断面をなす六角形の一辺の長さを一例として６ｍｍとしたとき、フィン３Ｆの突出高さは２ｍｍ程度、幅は１ｍｍ程度とされることが望ましい。
続いて、本開示の第五実施形態について、図９を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１０に示すように、本実施形態では、伝熱管３の内面に複数のフィン３Ｆがさらに設けられている。フィン３Ｆは、伝熱管３の内面から内周側に向かって突出するとともに、伝熱管３の延在方向の全域にわたって延びている。このようなフィン３Ｆが内面に沿って間隔をあけて複数配列されている。また、本実施形態ではフィン３Ｆは伝熱管３の延びる方向に直線状に延びている。なお、伝熱管３の断面をなす六角形の一辺の長さを一例として６ｍｍとしたとき、フィン３Ｆの突出高さは２ｍｍ程度、幅は１ｍｍ程度とされることが望ましい。
上記構成によれば、フィン３Ｆが設けられていることによって排ガスと伝熱管３との間の接触面積が拡大するため、熱交換の効率をさらに向上させることができる。また、フィン３Ｆは上記のように微小な寸法を有していることから、伝熱管３内を流通する排ガスに含まれる塵埃や煤が堆積する可能性が低い。これにより、より長期にわたって安定的に熱交換器１００を運用することができる。
以上、本開示の第五実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
例えば上記第五実施形態では、フィン３Ｆが直線状に延びている例について説明した。しかしながら、図１１と図１２に示すように、フィン３Ｆ´が、伝熱管３の延在方向の上流側から他方側に向かうに従って内面に沿って旋回するように延びていてもよい。図１１と図１２では、フィン３Ｆ´の先端Ａ１、及び基端Ａ２が、伝熱管３の中心軸を中心として周方向の一方側から他方側に向かって旋回するように延びている。このようなフィン３Ｆ´を上記第五実施形態と同様に内面に沿って間隔をあけて複数配列する構成を採ることが可能である。
上記構成によれば、フィン３Ｆ´が内面に沿って旋回するように延びていることから、伝熱管３の内部では排ガスの流れに旋回流成分が付加される。これにより、伝熱管３の内部における排ガスの滞留時間が長くなるため、熱交換の効率をさらに向上させることができる。また、旋回流成分を伴うことから、フィン３Ｆ´に塵埃や煤等の付着物が生じる可能性も低減することができる。これにより、さらに長期にわたって安定的に熱交換器１００を運用することが可能となる。
＜付記＞
各実施形態に記載の熱交換器１００は、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の熱交換器１００は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る熱交換器１００は、第一流体が供給される流路を形成する配管１と、前記流路を閉塞するように該流路の延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、前記流路の一部に閉空間Ｖを区画形成する仕切板２０と、両端が開口する管状をなして前記一対の仕切板２０を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて複数が並設された複数の伝熱管３と、前記配管１の外部から前記閉空間Ｖ内に第二流体を供給可能な供給部２１と、前記閉空間Ｖ内の前記第二流体を前記配管１の外部に排出可能な排出部２２と、を備える。
上記構成によれば、配管１の延在中途に仕切板２０によって閉空間Ｖが形成されている。この閉空間Ｖ内では、伝熱管３を流れる第一流体と、伝熱管３の外部を流れる第二流体との間で熱交換が行われる。このように、上記構成によれば、配管１の延在中途に、配管１の延びる方向を変えることなく、かつ当該配管１の外径を大きく拡大することなく、熱交換器１００を設けることができる。これにより、熱交換器１００を配置するためのスペースを節約することが可能となる。
（２）第２の態様に係る熱交換器１００では、前記伝熱管３は、前記延在方向から見て多角形の断面形状を有する。
上記構成によれば、伝熱管３の内面における濡れぶち面積が拡大するため、熱交換の効率をさらに向上させることができる。
（３）第３の態様に係る熱交換器１００では、前記第二流体は、前記閉空間Ｖ内で前記複数の伝熱管３同士の間の間隔を流通するように構成されている。
上記構成によれば、伝熱管３同士の間の間隔を第二流体が流通することから、伝熱管３との接触面積を大きく確保することができる。これにより、熱交換器１００を小型化しつつ、熱交換の効率をさらに向上させることができる。
（４）第４の態様に係る熱交換器１００は、前記伝熱管３同士の間の間隔の一部のみを閉塞する閉塞部５をさらに有し、該閉塞部５は、前記延在方向に間隔をあけて複数設けられ、互いに隣り合う前記閉塞部５同士で前記閉塞する領域が異なっている。
上記構成によれば、閉塞部５によって閉空間Ｖ内で第二流体の流れ方向が変化する。隣り合う閉塞部５同士で閉塞する領域が異なっていることから、第二流体は複数の閉塞部５を通過する間に蛇行するように流れる。これにより、第二流体が閉空間Ｖ内で万遍なく行き渡るため、熱交換の効率をより一層向上させることができる。
（５）第５の態様に係る熱交換器１００は、前記伝熱管３同士の間に設けられた支持部６をさらに有する。
上記構成によれば、支持部６によって伝熱管の変位や変形を抑制することができる。
（６）第６の態様に係る熱交換器１００では、前記複数の伝熱管３のうち、流量が少ない領域の前記伝熱管３になるほど流路断面積が大きくなるように構成されている。
例えば配管１の上流側に曲がり部などが構成されている場合、慣性力によって当該曲がり部の外周側ほど第一流体の流量が多くなり、内周側ほど流量が少なくなる傾向にある。上記構成によれば、流量の少ない領域の伝熱管３になるほど流路断面積が大きい。これにより、上記のように流量の分布が不均一な場合であっても、これを是正し、複数の伝熱管３全体にわたって均一に第一流体を流すことができる。
（７）第７の態様に係る熱交換器１００は、前記伝熱管３の内面から突出し、前記延在方向に延びるとともに該内面に沿って間隔をあけて複数設けられたフィン３Ｆをさらに有する。
上記構成によれば、フィン３Ｆによって第一流体との接触面積が拡大するため、熱交換の効率をさらに向上させることができる。
（８）第２の態様に係る熱交換器１００では、前記フィン３Ｆ´は、前記延在方向の上流側から他方側に向かうに従って前記内面に沿って旋回するように延びている。
上記構成によれば、フィン３Ｆ´が内面に沿って旋回するように延びていることから、伝熱管３の内部では第一流体に旋回流成分が付加される。これにより、伝熱管３の内部における第一流体の滞留時間が長くなるため、熱交換の効率をさらに向上させることができる。また、旋回流成分を伴うことから、フィン３Ｆ´にゴミ等の付着物が生じる可能性も低減することができる。
１００ 熱交換器
１ 配管
３，３Ａ，３Ｂ 伝熱管
３Ｆ，３Ｆ´ フィン
４ ベーン
５ 閉塞部
６ 支持部
１０ エルボー部
１１ 配管本体
２０ 仕切板
２１ 供給部
２２ 排出部
２２Ｈ 排出部本体
Ｆ１ 第一流路
Ｆ２ 第二流路
Ｈ 開口部
Ｖ 閉空間
１ 配管
３，３Ａ，３Ｂ 伝熱管
３Ｆ，３Ｆ´ フィン
４ ベーン
５ 閉塞部
６ 支持部
１０ エルボー部
１１ 配管本体
２０ 仕切板
２１ 供給部
２２ 排出部
２２Ｈ 排出部本体
Ｆ１ 第一流路
Ｆ２ 第二流路
Ｈ 開口部
Ｖ 閉空間
Claims (7)
- 第一流体が供給される流路を形成する配管と、
前記流路を閉塞するように該流路の延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、前記流路の一部に閉空間を区画形成する仕切板と、
両端が開口する管状をなして前記一対の仕切板を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて並設された複数の伝熱管と、
前記配管の外部から前記閉空間内に第二流体を供給可能な供給部と、
前記供給部よりも前記第一流体の流れの上流側に設けられて、前記閉空間内の前記第二流体を前記配管の外部に排出可能な排出部と、
を備え、
前記伝熱管は、前記閉空間内で前記一対の仕切板の間にわたって、前記延在方向から見て六角形の断面形状を有し、
前記伝熱管の内面から突出し、前記延在方向に延びるとともに該内面に沿って間隔をあけて複数設けられたフィンをさらに有する熱交換器。 - 前記複数の伝熱管のうち、流量が少ない領域の前記伝熱管になるほど流路断面積が大きくなるように構成されている請求項１に記載の熱交換器。
- 第一流体が供給される流路を形成する配管と、
前記流路を閉塞するように該流路の延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、前記流路の一部に閉空間を区画形成する仕切板と、
両端が開口する管状をなして前記一対の仕切板を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて複数が並設された複数の伝熱管と、
前記配管の外部から前記閉空間内に第二流体を供給可能な供給部と、
前記閉空間内の前記第二流体を前記配管の外部に排出可能な排出部と、
を備え、
前記伝熱管は、前記延在方向から見て六角形の断面形状を有し、
前記伝熱管の内面から突出し、前記延在方向に延びるとともに該内面に沿って間隔をあけて複数設けられたフィンをさらに有し、
前記複数の伝熱管のうち、流量が少ない領域の前記伝熱管になるほど流路断面積が大きくなるように構成されている熱交換器。 - 前記フィンは、前記延在方向の上流側から他方側に向かうに従って前記内面に沿って旋回するように延びている請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 前記第二流体は、前記閉空間内で前記複数の伝熱管同士の間の間隔を流通するように構成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 前記伝熱管同士の間の間隔の一部のみを閉塞する閉塞部をさらに有し、
該閉塞部は、前記延在方向に間隔をあけて複数設けられ、互いに隣り合う前記閉塞部同士で前記閉塞する領域が異なっている請求項１から５のいずれか一項に記載の熱交換器。 - 前記伝熱管同士の間に設けられた支持部をさらに有する請求項１から６のいずれか一項に記載の熱交換器。
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