JPH0682191A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH0682191A
JPH0682191A JP23330292A JP23330292A JPH0682191A JP H0682191 A JPH0682191 A JP H0682191A JP 23330292 A JP23330292 A JP 23330292A JP 23330292 A JP23330292 A JP 23330292A JP H0682191 A JPH0682191 A JP H0682191A
Authority
JP
Japan
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casing
fluid
heat transfer
plate
heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP23330292A
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English (en)
Inventor
Toshitaka Takei
俊孝 武居
Takashi Fujii
敬士 藤井
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流通抵抗の増加を抑えながら熱伝達率を向上
できると共に、場所による流速の差を少なくできて熱伝
導度をほぼ一定にでき、熱交換効率を向上できるように
する。 【構成】 流体入口1及び流体出口2を設けた筒状ケー
シング3と、複数の伝熱管7及び複数のバッフル板8
a、8bとを備えた熱交換器において、ケーシング3の
管板4とバッフル板8a又は8bとの間及びバッフル板
8a、8b間に、ケーシング3の内面との間に隙間をも
ち、ケーシング3の少なくとも上下部において長さ方向
流れを許容すると共に、伝熱管7に対し直交状に流体を
案内する複数の仕切板9を設け、流体入口1から流入す
る大半の流体を仕切板9により案内し、流体を伝熱管7
に対して直交状に接触させて熱伝達率を向上させると共
に場所による熱伝導度の差を少なくし、熱交換効率を向
上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器、詳しくは、
流体入口と流体出口とを設けた筒状ケーシング内に、該
ケーシングの流体と熱交換する流体を流す複数の伝熱管
を前記ケーシングの長さ方向に沿って内装すると共に、
これら伝熱管を複数の下向き開口のバッフル板と上向き
開口のバッフル板とにより支持し、流体入口から前記ケ
ーシング内に流入する流体を流体出口に向かって蛇行状
に流通させるようにした熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種熱交換器として、例えば特
開平2−238293号公報に記載されたものが知られ
ている。この公報の熱交換器は、図5に概略的に示すよ
うに、流体入口Aと流体出口Bとを設けた筒状ケーシン
グCを備え、該ケーシングC内に、該ケーシングC内に
流入する流体と熱交換する流体を流す複数の伝熱管Dを
前記ケーシングCの長さ方向に沿って内装すると共に、
これら伝熱管Dを複数の下向き開口のバッフル板Eと上
向き開口のバッフル板Fとにより支持し、流体入口Aか
ら前記ケーシングC内に流入する流体を矢印で示したよ
うに蛇行状に流すようにしている。尚、前記ケーシング
Cの両側端部には管板Gを介して前記伝熱管Dを流れる
流体のヘッダー室Hを設けている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、以上のよう
な熱交換器では、下向き開口のバッフル板Eと上向き開
口のバッフル板Fとを交互に対向状に設けて、前記流体
入口Aから前記ケーシングC内に流入する流体を蛇行状
に流通させる構造としていることから、前記管板Gと前
記下向き開口のバッフル板Eとの間や相対向するバッフ
ル板E、F間では前記流体入口Aから前記ケーシングC
に流入して流れる流体は、図5矢印に示したように複数
の伝熱管Dに対して直交状ではなく傾斜状に接触するた
め、熱伝達率が低下し、また場所によって流速が異なり
伝熱効率に偏りが生ずるし、また、各バッフル板E、F
の前記ケーシングC内面への付根部において流体の淀み
が生じるなど、場所によって熱伝導度に差が生じ、この
結果全体として熱交換効率を所定以上にできない問題が
あった。
【0004】尚、相対向するバッフル板E、Fの間隔を
狭くすることが考えられるが、流体の淀みの発生を減少
することができず、却って淀み箇所が増大して熱伝達率
に悪影響を与えるし、また、前記ケーシングC内を流れ
る流体の流通抵抗が大きくなる別の問題も発生し、前記
した問題の解決にはならないのである。
【0005】本発明の目的は、流通抵抗の増加を抑えな
がら熱伝達率を向上できると共に、場所による流速の差
を少なくできて熱伝導度をほぼ一定にでき、熱交換効率
を向上できるようにする点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、長さ方向一側に流体入口1を、他側に
流体出口2を設けた筒状ケーシング3と、このケーシン
グ3内に、該ケーシング3の長さ方向に沿って内装さ
れ、前記ケーシング3の流体と熱交換する流体を流す複
数の伝熱管7及び、これら伝熱管7を支持する複数の下
向き開口のバッフル板8aと上向き開口のバッフル板8
bとを備え、前記流体入口1から前記ケーシング3内に
流入する流体を流体出口2に向かって蛇行状に流通させ
るようにした熱交換器において、前記ケーシング3の管
板4と該管板4に対向するバッフル板8a又は8bとの
間及び相対向するバッフル板8a、8b間に、前記ケー
シング3の内面との間に隙間をもち、前記ケーシング3
の少なくとも上下部において長さ方向流れを許容すると
共に、前記伝熱管7に対し直交状に流体を案内する複数
の仕切板9を設けたのである。
【0007】また、各仕切板9の上下方向中間部をケー
シング3の内面に向かって延ばし、その延長端部を前記
ケーシング3の内面に接触して固定するのが好ましい。
【0008】
【作用】しかして、前記流体入口1から流入する流体
は、前記仕切板9により前記伝熱管7に対して直交状に
案内されて、前記伝熱管7と直交状に接触するから、前
記ケーシング3内を流れる流体と前記伝熱管7を流れる
流体との熱伝達率を向上させることができるし、また、
場所による流速の差を少なくでき、熱伝導度をほぼ一定
にでき、全体として熱交換効率を向上できるのである。
しかも、前記仕切板9は、前記ケーシング3の少なくと
も上下部において長さ方向流れを許容するように設けて
いるから、複数の前記仕切板9を設けた構成でありなが
ら、流通抵抗の増加を少なくできると共に、前記長さ方
向流れにより前記バッフル板8a、8bの付根部におけ
る流体の淀みも少なくできるのであって、流通抵抗を増
加させることなく、熱交換効率を向上できるのである。
【0009】また、各仕切板9の上下方向中間部がケー
シング3の内面に向かって延びて、その延長端部が前記
ケーシング3の内面に接触して固定されている場合、前
記仕切板9により前記伝熱管7の保持ができながら、前
記ケーシング3の内面に接触する延長端部により仕切板
9間の前記伝熱管7に対する直交流れを補償できるので
あって、前記仕切板9を前記ケーシング3の内面に非接
触状に設ける場合に比較して、前記流体を前記伝熱管7
に対し、より有効に直交状に流通させられるから、熱伝
達率をより一層向上し、熱交換効率を向上させ得るので
ある。
【0010】
【実施例】図1に示した実施例は、吸収式冷凍装置にお
ける温度の高い濃溶液と温度の低い稀溶液とを熱交換さ
せる熱交換器であって、長さ方向一側に前記濃溶液の流
体入口1を、他側に流体出口2を設けた筒状ケーシング
3を備え、該ケーシング3の長さ方向両端部にそれぞれ
管板4を設け、各管板4の外側に入口ヘッダー5及び出
口ヘッダー6を形成する一方、両管板4、4間に、入口
ヘッダー5及び出口ヘッダー6に開口し、前記ケーシン
グ3内の流体と熱交換させる前記稀溶液を流す複数の伝
熱管7を支持して前記ケーシング3の長さ方向に沿って
内装すると共に、前記ケーシング3内に下向き開口のバ
ッフル板8a及び上向き開口のバッフル板8bを前記伝
熱管7に対して直交状に複数設け、各バッフル板8a及
び8bに複数の伝熱管7を挿通してこれら伝熱管7の長
さ方向中間部を支持し、前記流体入口1から前記ケーシ
ング3内に流入する流体を前記流体出口2に向かって蛇
行状に流すようにしたものである。
【0011】しかして、以上のように構成した熱交換器
において、図1及び図2に示した実施例では、前記ケー
シング3の右側部に設けた前記管板4と該管板4に対向
する下向き開口のバッフル板8aとの間及び相対向する
バッフル板8a、8b間に、前記ケーシング3の内径よ
り小径とした例えば円盤状の銅板を用い、その上下を平
行状に切欠いて形成した複数の仕切板9を、前記ケーシ
ング3の内面との間に隙間を設け、前記ケーシング3の
少なくとも上下部において長さ方向流れを許容すると共
に、前記伝熱管7に対し直交状に流体を案内するように
各伝熱管7に対して直交状にそれぞれ設けたのである。
【0012】以上のように構成した熱交換器を用いる場
合、前記流体入口1から温度の高い濃溶液から成る高温
の流体を流入させる一方、前記入口ヘッダー5から前記
伝熱管7を介して温度の低い稀溶液から成る流体を前記
出口ヘッダー6へ流通させるのであって、前記濃溶液と
稀溶液との熱交換を行うのである。所で、前記流体入口
1から前記ケーシング3内に流入する流体は、図3に拡
大して示したように、その一部が前記ケーシング3の上
部内面と仕切板9との隙間を介して長さ方向に流れると
共に、多くは前記各仕切板9に案内されて下向きに流
れ、複数の前記伝熱管7に対して直交状に接触するので
あり、また、下向きに流れる前記流体は、前記ケーシン
グ3の下部内面と仕切板9との隙間を介して長さ方向に
流れるのである。
【0013】また、前記上部隙間を長さ方向に流れる流
体は下流側に位置する下向き開口のバッフル板8aに衝
突して下向きに指向するのであり、また、前記ケーシン
グ3の下部内面と仕切板9との隙間を介して長さ方向に
流れる流体は、その下流側に位置する下向き開口のバッ
フル板8aの開口部を通過して前記バッフル板8aとそ
の下流側に位置する上向き開口のバッフル板8bとの間
に流入するのであって、この流体は前記仕切板9を介し
て上向きに指向し、前記伝熱管7に対して直交状に接触
しながら前記ケーシング3の上部内面と仕切板9との隙
間を介して長さ方向に流れるのである。
【0014】また、下向き開口のバッフル板8aの開口
部を通過して長さ方向に流れる流体は、下流側に位置す
る次位の上向き開口のバッフル板8bに衝突して上向き
に指向するのである。
【0015】そして、以上のような流体流れを繰返して
前記流体出口2へ流れ、斯くの如く前記ケーシング3内
を流れる流体と前記伝熱管7を流れる流体とが熱交換す
るのであって、前記流体入口1から流入する流体の大半
は、各仕切板9に案内され、前記伝熱管7に対して直交
状に接触するから、前記ケーシング3内を流れる流体と
前記伝熱管7を流れる流体との熱伝達率を向上させるこ
とができるし、また、複数の仕切板9を設けて前記した
ように流体を流通させるようにしたから場所による流速
の差を少なくでき、熱伝導度をほぼ一定にでき、全体と
して熱交換効率を向上できるのである。
【0016】しかも、前記仕切板9は、前記ケーシング
3の少なくとも上下部において長さ方向流れを許容する
ように設けているから、複数の前記仕切板9を設けた構
成でありながら、流通抵抗の増加を少なくできると共
に、前記長さ方向流れにより前記バッフル板8a、8b
の付根部における流体の淀みも少なくできるのであっ
て、流通抵抗を増加させることなく、熱交換効率を向上
できるのである。
【0017】従って、以上のように熱交換効率を向上す
ることができるから、熱交換効率を一定に設定する場
合、前記仕切板9を設けていない従来の熱交換器に比較
して熱交換器を小形化することができる。
【0018】また、図1及び図2に示した実施例では、
各仕切板9を前記ケーシング3の内面対して非接触状に
設けたが、図4に示した実施例のように、前記仕切板9
の上下方向中間部を前記ケーシング3の内面に向けて延
長し、その延長端部を該ケーシング3の内面に接触させ
て固定し、該仕切板9とケーシング3の内面との間に上
部隙間91と下部隙間92とを形成してもよいのであ
る。
【0019】この場合、各仕切板9と前記ケーシング3
の上部内面及び下部内面との間に形成する上部及び下部
隙間91、92の高さ方向におけるそれぞれの幅L1及
びL2を同一としてもよいが、次のように異ならしめる
のが好ましい。即ち、前記仕切板9の上流側に下向き開
口のバッフル板8a、下流側に上向き開口のバッフル板
8bがそれぞれ位置していて、これらバッフル板8a、
8b間を前記流体が流れる場合、前記ケーシング3内を
流れる流体は前記下向き開口のバッフル板8aの開口部
と前記ケーシング3の下部内面との隙間から、ストレー
トに長さ方向に流れ、そして仕切板9に案内されて上向
きに流れ、前記ケーシング3の上部内面と仕切板9の隙
間を通って長さ方向に転向され、前記上向き開口のバッ
フル板8bの開口部と前記ケーシング3の上部内面との
隙間に向かって流れることから、前記バッフル板8aと
8bとの間において、前記ケーシング3内を流通する流
体は、前記ケーシング3の下部内面と仕切板9との隙間
を流れる長さ方向の流れの抵抗を大きくすることによ
り、仕切板9間に案内され易くできるので、前記下部隙
間92の高さ方向における幅L2を、前記上部隙間91
の高さ方向における幅L1より小さく(L1>L2)す
るのである。従って、このように前記下部隙間92の幅
L2を前記上部隙間91の幅L1より小さくし、前記幅
L1及びL2を同一にした場合に比較して前記ケーシン
グ3内を流通する流体を仕切板9間に案内され易くでき
るから、ぞれだけ熱交換効率を向上させることができ
る。
【0020】尚、各仕切板9の上流側に上向き開口のバ
ッフル板8b、下流側に下向き開口のバッフル板8aが
それぞれ位置するときに、これら各バッフル板8b、8
a間に前記仕切板9を設ける場合には、図示しないが、
前記上部隙間91の高さ方向の幅L1を、図2に示した
実施例とは逆に、前記下部隙間92の高さ方向の幅L2
より小さく(L1<L2)するのである。
【0021】図4に示した実施例によれば、前記仕切板
9により前記伝熱管7の保持ができると共に、前記ケー
シング3の内面に接触する延長端部により仕切板9間の
前記伝熱管7に対する直交流れを補償できるのであっ
て、前記仕切板9を前記ケーシング3の内面に非接触状
に設ける場合に比較して、前記流体を前記伝熱管7に対
し、より有効に直交状に流通させられるから、熱伝達率
をより一層向上し、熱交換効率を向上させ得るのであ
る。また、前記したように、前記上部及び下部隙間9
1、92の高さ方向の幅L1及びL2の大きさを調節す
ることにより、流体を仕切板9間に案内し易くし、熱交
換効率を一層向上させることができる。
【0022】尚、図1乃至図3では熱交換器を模式的に
示し、伝熱管7の本数を図示の都合上少なくしている
が、前記伝熱管7の配置状態の一例は、図4に示す通り
であって、代表的には外径を9.5mmとした伝熱管7
を上下方向及び左右方向のピッチをそれぞれ12mm、
10mmとして多数設けている。また、前記仕切板9は
銅板を用いて形成したが、銅板に限らず前記流体入口か
ら前記ケーシング3に流入する流体に対して腐食が少な
く、かつ、流体を案内する程度の強度をもった材料で形
成してもよいし、また、前記銅板に代えてクロスフィン
テューブを用いてもよいのである。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、流体入
口1と流体出口2を設けた筒状ケーシング3と、このケ
ーシング3内に、該ケーシング3の長さ方向に沿って内
装された複数の伝熱管7及び、これら伝熱管7を支持す
る複数の下向き開口のバッフル板8aと上向き開口のバ
ッフル板8bとを備え、前記流体入口1から前記ケーシ
ング3内に流入する流体を流体出口2に向かって蛇行状
に流通させるようにしたた熱交換器において、前記ケー
シング3の管板4と該管板4に対向するバッフル板8a
又は8bとの間及び相対向するバッフル板8a、8b間
に、前記ケーシング3の内面との間に隙間をもち、前記
ケーシング3の少なくとも上下部において長さ方向流れ
を許容すると共に、前記伝熱管7に対し直交状に流体を
案内する複数の仕切板9を設けたから、前記流体入口1
から流入する流体は、前記仕切板9により前記伝熱管7
に対して直交状に案内されて、前記伝熱管7と直交状に
接触することができ、前記ケーシング3内を流れる流体
と前記伝熱管7を流れる流体との熱伝達率を向上させる
ことができるし、また、場所による流速の差を少なくで
き、熱伝導度をほぼ一定にでき、全体として熱交換効率
を向上できる。しかも、前記仕切板9は、前記ケーシン
グ3の少なくとも上下部において長さ方向流れを許容す
るように設けているから、複数の前記仕切板9を設けた
構成でありながら、流通抵抗の増加を少なくできると共
に、前記長さ方向流れにより前記バッフル板8a、8b
の付根部における流体の淀みも少なくできるのであっ
て、流通抵抗を増加させることなく、熱交換効率を向上
できるのである。
【0024】従って、熱交換効率を向上することができ
るから、熱交換効率を一定に設定する場合、前記仕切板
9を設けない従来の熱交換器に比較して熱交換器を小形
化することができる。
【0025】また、各仕切板9の上下方向中間部をケー
シング3の内面に向かって延ばし、その延長端部を前記
ケーシング3の内面に接触して固定することにより、前
記仕切板9により前記伝熱管7の保持ができながら、前
記ケーシング3の内面に接触する延長端部により仕切板
9間の前記伝熱管7に対する直交流れを補償できるので
あって、前記仕切板9を前記ケーシング3の内面に非接
触状に設ける場合に比較して、前記流体を前記伝熱管7
に対し、より有効に直交状に流通させられるから、熱伝
達率をより一層向上し、熱交換効率を向上させ得るので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱交換器の模式縦断面図である。
【図2】図1のA−A線拡大断面図である。
【図3】図1におけるA部の拡大図である。
【図4】別の実施例を示す拡大断面図である。
【図5】従来例の熱交換器を示す説明図である。
【符号の説明】
1 流体入口 2 流体出口 3 筒状ケーシング 4 管板 7 伝熱管 8a 下向き開口のバッフル板 8b 上向き開口のバッフル板 9 仕切板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長さ方向一側に流体入口1を、他側に流
    体出口2を設けた筒状ケーシング3と、このケーシング
    3内に、該ケーシング3の長さ方向に沿って内装され、
    前記ケーシング3の流体と熱交換する流体を流す複数の
    伝熱管7及び、これら伝熱管7を支持する複数の下向き
    開口のバッフル板8aと上向き開口のバッフル板8bと
    を備え、前記流体入口1から前記ケーシング3内に流入
    する流体を流体出口2に向かって蛇行状に流通させるよ
    うにした熱交換器において、前記ケーシング3の管板4
    と該管板4に対向するバッフル板8a又は8bとの間及
    び相対向するバッフル板8a、8b間に、前記ケーシン
    グ3の内面との間に隙間をもち、前記ケーシング3の少
    なくとも上下部において長さ方向流れを許容すると共
    に、前記伝熱管7に対し直交状に流体を案内する複数の
    仕切板9を設けていることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 各仕切板9の上下方向中間部がケーシン
    グ3の内面に向かって延びて、その延長端部が前記ケー
    シング3の内面に接触して固定されている請求項1記載
    の熱交換器。
JP23330292A 1992-09-01 1992-09-01 熱交換器 Pending JPH0682191A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6790347B2 (en) 2001-10-24 2004-09-14 Samsung Engineering Co., Ltd. Batch style wastewater treatment apparatus using biological filtering process and wastewater treatment method using the same
CN104279890A (zh) * 2014-10-22 2015-01-14 无锡宏盛换热器制造股份有限公司 一种抗热冲击应力的双流程换热器结构
CN114485251A (zh) * 2022-01-21 2022-05-13 常州大学 一种管壳式换热器壳程进口防冲防振装置

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