JPH04225789A

JPH04225789A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH04225789A
Application number: JP8263691A
Authority: JP
Inventors: Russell Allan Loxley; ラッセル・アラン・ロクスリー
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1991-04-15
Publication date: 1992-08-14
Also published as: GB9008542D0; EP0453080A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、流体を熱交換関係に置いて、一
つの流体から他の流体に熱を伝達するようにする熱交換
器に関する。

【０００２】熱交換器は通常、冷却を必要とする高温流
体の流れから熱を除去して、加熱を必要とする低温流体
の流れに伝達するように作動する。２つの型式の熱交換
器が公知であり、熱交換関係にある２つの流体が同じ方
向に流れる並流熱交換器と、２つの流体が熱交換器に沿
って反対方向に流れる逆流熱交換器と、である。

【０００３】逆流熱交換器は並流熱交換器よりも効率が
良く、或る入口流体温度において相当する並流熱交換器
よりも小形、軽量であることができる。逆流熱交換器に
おいては、低温流体の入口は高温流体の出口に近い。高
温流体は熱交換器の長さを進行して熱を失っているので
、高温流体の出口と低温流体の入口との温度差は大幅に
減ずる。この領域で２つの流体間に生ずる熱交換の量と
流体温度は低い。低温流体が汚染物として水を含んでお
り、また低温流体の温度が充分に低いと、低温流体の入
口近くの熱交換器内壁に氷が形成される可能性がある。

【０００４】本発明は、低温流体の入口における氷の形
成が大幅に減少される効率的な熱交換器を与えることを
目的とする。

【０００５】本発明によれば、第１と第２の流体を互い
に熱交換関係に置くのに適した熱交換器は、１次領域に
おいて運転中に最大の温度差が生ずるようにされた１次
領域を有し、１次領域における第１と第２の流体間の温
度差および熱交換の態様は、熱交換器の１次領域におい
て２つの流体間に最大の熱交換が生ずるようになってお
り、そのあと、第１と第２の流体が逆流熱交換関係に置
かれる２次領域を熱交換器が有する。

【０００６】熱交換器の１次領域にて、２つの流体は同
じ方向にも、また反対方向にも流れることができる。

【０００７】本発明の一実施例において、第１と第２の
流体を相互に熱交換関係に置くための熱交換器は１次領
域を有し、該領域では、運転中に第１と第２の流体が最
初に相互に平行に流れ、１次領域における温度差と熱交
換の態様は、熱交換器の１次領域において２つの流体間
に最大の熱交換が生ずるようになっており、熱交換器は
、そのあと第１と第２の流体が逆流熱交換関係に置かれ
る第２の領域を有する。

【０００８】本発明の実施例は、望ましくはケーシング
内に組込まれ、ケーシングは一端に第１の流体の入口を
有し、他端に該第１の流体の出口を有するので、第１の
流体は常に同じ方向に流れることになり、またケーシン
グは第２の流体のための少なくとも１個の入口と該第２
の流体のための少なくとも１個の出口を有し、第２の流
体のための該少なくとも１個の入口は第１の流体の入口
の近くにあって、運転中は両入口の近くで第１と第２の
流体が平行に流れるようになっている。

【０００９】本発明のいま一つの実施例において、第１
と第２の流体を相互に熱交換関係に置くための熱交換器
は１次領域を有し、該領域においては運転中に第１と第
２の流体が相互に反対の方向に流れ、１次領域での２つ
の流体間の温度差と熱交換の態様は、１次領域において
２つの流体間に最大の熱交換が生ずるようになっており
、さらに熱交換器は、そのあと第１と第２の流体が逆流
熱交換関係に置かれる２次領域を有している。

【００１０】本発明の本実施例は望ましくはケーシング
内に組込まれ、ケーシングは一端に第１の流体の入口を
、他端に該第１の流体の出口を有していて、第１の流体
は常に同じ方向に流れるようになっており、またケーシ
ングは第２の流体のための少なくとも１個の入口と第２
の流体のための少なくとも１個の出口を有し、第２の流
体のための該少なくとも１個の出口は第１の流体の入口
の近くにあって、運転中、第１と第２の流体は第１の流
体の入口の近くで反対方向に流れるようになっている。

【００１１】本発明の何れの実施例による熱交換器にお
いても、パイプが熱交換器の１次領域から２次領域に第
２の流体を振り向ける。パイプはケーシングから外方に
延在する。

【００１２】望ましくは、第１と第２の流体は熱交換器
を通る別個の流路内を流れる。別個の流路は円筒管によ
って画成されることができる。

【００１３】望ましくは、第１の流体は加熱され、第２
の流体は冷却されるものである。流体に混ざった何らか
の液体不純物が熱交換器の内面に凝固するのを少なくと
も防止するのに充分な温度まで第１の流体が加熱される
。第１の流体は燃料であることができ、第２の流体は滑
油であることができる。

【００１４】以下に添付図面を参照しつつ、実例により
本発明を説明する。

【００１５】図１は、２つの流体が熱交換関係に置かれ
る、本発明による熱交換器１０を示す。熱交換器１０は
、２つの流体が通って流れるケーシング１２を含む。第１の流体は、ケーシング１２の一端にある入口１４か
らケーシング１２の他端にある出口１６に流れる。第１
の流体は矢印Ａが示すように、一定の方向に熱交換器を
通って流れる。

【００１６】第１の流体の入口１２の近くに第２の流体
の入口１８がある。第２の流体は入口１８から、少し離
れた出口２０へ、矢印Ｂの示す方向に流れる。第２の流
体は次にパイプ２２を経て、ケーシング１２の反対端に
ある、もう１個の入口２４に導かれる。第２の流体は入
口２４から再び入り、第１の流体と反対の方向に、ケー
シング１２の残りの長さを通過し、その後、出口２６か
ら出る。

【００１７】運転中、加熱を必要とする、燃料のような
、第１の流体は入口１４から熱交換器１０のケーシング
１２に入る。燃料は矢印Ａの示す方向に、熱交換器１０
を通って、ケーシング１２の反対端にある出口１６に流
れる。

【００１８】冷却を必要とする、滑油のような、第２の
流体は燃料との熱交換関係に置かれる。滑油は入口１８
から熱交換器１０のケーシング１２に入り、少し離れた
出口２０から出る。燃料の入口１４と滑油の入口１８は
相互に接近しており、この熱交換器１０の１次領域では
、２つの流体は最初、同じ方向に、平行に流れる。入口
１４，１８ではまだ熱交換が生じていないので、温度差
は最大である。図２の領域Ｃは、流体が平行に流れる、
熱交換器の１次領域での２つの流体間の温度差を示す。大きな温度差の故に、燃料と滑油の間で高い率の熱伝達
が生ずる。よって、この１次領域での熱伝達と平均温度
は、燃料が汚染物として水を含んでいて、極端に低い入
口温度を有する時、燃料入口１４における熱交換器内面
の氷の形成の可能性を大幅に減ずるのに充分である。

【００１９】つぎに滑油は出口２０から出て、パイプ２
２を経て、燃料の出口１６に近いもう１個の入口２４に
導かれる。図１はケーシング１２の外方に延在するパイ
プ２２を示すが、ケーシング内部のパイプでも充分であ
ることは、当業者にとって明らかである。

【００２０】滑油は入口２４から熱交換器１２に再び入
り、燃料とは逆の方向に流れて出口２６に到る。図２の
領域Ｄは、２つの流体が反対方向に（逆流で）流れる、
熱交換器のこの２次領域における２つの流体間の温度差
を示す。熱交換器１０の２次領域における逆流は、燃料
と滑油の間に、より効率の高い熱交換を生ずる。

【００２１】図３は本発明による熱交換器のいま一つの
実施例を示す。図３に使用する参照番号は図１と同じ整
数を用いる。図３に示す実施例では、滑油は入口１８ａ
からケーシング１２ａに入り、少し離れた出口２０ａに
進む。出口２０ａは燃料入口１４ａに近いので、熱交換
器１０ａの１次領域では、２つの流体は反対の方向に流
れる。

【００２２】滑油は入口１８ａにて最も高温である。燃
料入口１４ａの近くで高温の滑油を熱交換器１０ａに導
入することにより、大きな温度差が２つの流体間に存在
する。図４の領域Ｅは熱交換器１０ａの１次領域におけ
る２つの流体間の温度差を示す。

【００２３】熱交換器１０ａの１次領域における２つの
流体間の大きな温度差は、滑油と燃料の間に高い率の熱
伝達を生じさせる。この高い率の熱伝達によって、水で
汚染された燃料が低温で使用された時、燃料入口１４ａ
における熱交換器内面に氷が形成される可能性を大幅に
減ずるのに充分な程に、この領域の流体の平均温度が上
ることになる。

【００２４】つぎに滑油は出口２０ａから出てダクト２
２ａを経て、燃料の出口１６ａに近い、もう１個の入口
２４ａに達する。滑油は入口２４ａから熱交換器１０ａ
に再び入り、燃料とは反対の方向に流れれて出口２６ａ
に達する。図４の領域Ｆは熱交換器の２次領域における
２つの流体間の温度差を示す。

【００２５】両実施例ともが、水で汚染された流体を低
温で使用する時に、氷の形成が大幅に削減される、効率
的な熱交換器を与える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による熱交換器の説明図であ
る。

【図２】図１に示す本発明の実施例による熱交換器の中
で熱交換関係にある２つの流体間の温度差を示すグラフ
である。

【図３】本発明のいま一つの実施例による熱交換器の説
明図である。

【図４】図３に示す本発明の実施例による熱交換器の中
で熱交換関係にある２つの流体間の温度差を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１０：熱交換器１２：ケーシング１４：燃料入口１６：燃料出口１８：滑油入口２０：滑油出口２２：パイプ２４：滑油入口２６：滑油出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　第１と第２の流体を相互に熱交換関係
に置くのに適した熱交換器であって：１次領域を有し、
該１次領域は運転中に該１次領域内の該第１と第２の流
体間に最大の温度差が生ずるようにされ、該第１と第２
の流体間の温度差および熱交換の態様は、熱交換器の該
１次領域において該第１と第２の流体間に最大の熱交換
が生ずるようになっており、また２次領域を有し、該２
次領域内で該第１と第２の流体はこのあと逆流熱交換関
係に置かれる、熱交換器。
【請求項２】　　該１次領域で該第１と第２の流体は同
じ方向に流れる、請求項１の熱交換器。
【請求項３】　　該１次領域で該第１と第２の流体は反
対方向に流れる、請求項１の熱交換器。
【請求項４】　　第１と第２の流体を相互に熱交換関係
に置くのに適した熱交換器であって：１次領域を有し、
該１次領域内では運転中に該第１と第２の流体は最初、
相互に平行に流れ、該１次領域内の該第１と第２の流体
間の温度差と熱交換の態様は、該第１と第２の流体間に
最大の熱交換が生ずるようになっており、また２次領域
を有し、該２次領域内では該第１と第２の流体がこのあ
と逆流熱交換関係に置かれる、熱交換器。
【請求項５】　　ケーシングに組込まれ、該ケーシング
は一端に第１の流体の入口を、他端に該第１の流体の出
口を有しているので、該第１の流体は常に同じ方向に流
れ、該ケーシングは第２の流体のための少なくとも１個
の入口と、該第２の流体のための少なくとも１個の出口
とを有し、該第２の流体のための少なくとも１個の入口
は該第１の流体の入口近くにあるので、運転中に該第１
と第２の流体は該両入口の近くで平行に流れる、請求項
４の熱交換器。
【請求項６】　　第１と第２の流体を相互に熱交換関係
に置くのに適した熱交換器であって：運転中に、該第１
と第２の流体が相互に反対の方向に流れる１次領域を有
し、該１次領域における該第１と第２の流体間の温度差
と熱交換の態様は該第１と第２の流体間に最大な熱交換
を生ずるようになっており；また２次領域を有し、該２
次領域においては、該第１と第２の流体はそのあと逆流
熱交換関係に置かれる、熱交換器。
【請求項７】　　ケーシング内に組込まれ、該ケーシン
グは一端に第１の流体の入口を、他端に該第１の流体の
出口を有するので、該第１の流体は常に同じ方向に流れ
、また該ケーシングは第２の流体のための少なくとも１
個の入口と第２の流体のための少なくとも１個の出口を
有し、該第２の流体のための少なくとも１個の出口は該
第１の流体の入口近くにあるので、運転中は該第１と第
２の流体は該第１の流体の入口近くで反対の方向に流れ
る：請求項６の熱交換器。
【請求項８】　　１本のパイプが該１次領域から該２次
領域に該第２の流体を振向ける、請求項１，４または６
の熱交換器。
【請求項９】　　該パイプは該ケーシングの外方に延在
する、請求項８の熱交換器。
【請求項１０】　　該第１と第２の流体が別個の流路を
流れる、請求項１，４または６の熱交換器。
【請求項１１】　　該別個の流路は円筒管によって画成
される、請求項１０の熱交換器。
【請求項１２】　　該第１の流体は加熱され、該第２の
流体は冷却される、請求項１，４または６の熱交換器。
【請求項１３】　　該第１の流体は、該流体内に混ざっ
た全ての液体不純物が熱交換器内面上に凝固するのを少
なくとも防止するのに充分な温度に加熱される、請求項
１２の熱交換器。
【請求項１４】　　該１次流体は燃料であり、該２次流
体は滑油である、請求項１２の熱交換器。