JPH0689991B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

Info

Publication number
JPH0689991B2
JPH0689991B2 JP62262953A JP26295387A JPH0689991B2 JP H0689991 B2 JPH0689991 B2 JP H0689991B2 JP 62262953 A JP62262953 A JP 62262953A JP 26295387 A JP26295387 A JP 26295387A JP H0689991 B2 JPH0689991 B2 JP H0689991B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
matrix
curved
heat exchanger
region
arc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62262953A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63105397A (ja
Inventor
クラウス・ハーゲマイスター
アルフレート・ヒユーバー
Original Assignee
エム・テー・ウー・モトーレン−ウント・ツルビーネン−ウニオーン・ミユンヘン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エム・テー・ウー・モトーレン−ウント・ツルビーネン−ウニオーン・ミユンヘン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング filed Critical エム・テー・ウー・モトーレン−ウント・ツルビーネン−ウニオーン・ミユンヘン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
Publication of JPS63105397A publication Critical patent/JPS63105397A/ja
Publication of JPH0689991B2 publication Critical patent/JPH0689991B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00Heat exchange
    • Y10S165/355Heat exchange having separate flow passage for two distinct fluids
    • Y10S165/40Shell enclosed conduit assembly
    • Y10S165/427Manifold for tube-side fluid, i.e. parallel
    • Y10S165/436Bent conduit assemblies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00Heat exchange
    • Y10S165/91Tube pattern

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は熱ガス流へ向かつて横方向にU字形に突出し3
次元方向で互いに錯列を成す成形管わん曲体から成るク
ロス向流式マトリツクスを備えた熱交換器であって、こ
のクロス向流式マトリツクスが、わん曲状の変向領域へ
続く2つの直脚状のマトリツクスストランドを介して、
ほぼ互いに平行に並んでマトリツクスに対して横方向に
配置された2つの圧力空気導管に接続されている形式の
ものに関する。
従来の技術 この種の熱交換器は英国特許出願公開第2130355号明細
書に基づき公知である。
整然としたマトリツクス領域を形成する管わん曲体の集
合体から成るクロス向流構造のこの種の成形管式熱交換
器は貫流に関連して2つのマトリツクス領域に区分され
る。即ち本来の規則的に貫流される領域を成すほぼ直線
的な脚部の領域と、構造的な理由から必要なわん曲領域
とが存在する。わん曲領域では、管わん曲体のわん曲し
た延びに追従する成形管を、外部で直線的に横方向に貫
流する流体(熱ガス)が局部的に種々異なる方向で包囲
貫流する。
熱交換器マトリツクスの貫流領域内の成形管の相互位置
は、管わん曲体の脚部領域内の横流の条件によつて規定
される。この相互位置はわん曲領域内のわん曲した管案
内の延び内でも維持される。外部媒体(熱ガス)はわん
曲領域でもほぼ、脚部領域内に予じめ支配する横流の方
向に追従するので、脚部領域の流れ横断面と若しく異な
る流れ横断面に局部的に遭遇する。
このことは、規則的に貫流される脚部領域の効果的に開
いた流れ横断面と、外部媒体若しくは熱ガス流に対して
管領域が角90度回転している、管わん曲体の頂部での流
れ横断面とを比較すれば特に明らかである。
この結果、熱ガスが有利にわん曲領域を通つて流れ、こ
れによつて質量流れ分布が不都合にもこの領域に有利と
なるという欠点が生じる。
この欠点の理由を次に詳しく検討する。
(イ) 外部に流れる熱ガスの横流を、同じ横断面の複
数の流れ管内へ思考上分散させたとすると、わん曲領域
の流れ管は、直線状に延びるマトリツクスストランドに
よつて特徴付けられる規則的に通流される領域内の横断
面に比して大きな効果的に開いた横断面に遭遇する。
(ロ) マトリツクスわん曲領域の外側の領域内では流
れの距離が短かく(ほぼ各わん曲部分の円弧の弦の長さ
に相当)、従つて流れ抵抗が小さい。
(ハ) わん曲領域では熱ガス通路の水力直径が大き
く、従つて流れ抵抗が比較的小さい。
(ニ) 成形管に沿つた熱ガスの壁流の性質が、規則的
な貫流領域に対してわん曲領域で異なる。なぜならば成
形管に沿つた境界層の流れの長さ(run length)が比較
的長いためである。これに対して、規則的に通流する領
域では、包囲貫流される1プロフイールから、横流の方
向で下流に配置された別のプロフイールへの交換時に、
境界層が常に新しく形成される。
すでに述べた形式の熱交換器の別の欠点は、マトリツク
スわん曲領域の比較的広い部分にわたつて、正確に規定
されるクロス向流式熱交換プロセスが実現できないこと
にある。
本発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、特に、わん曲状のマトリツクス領域の
構成に関して比較的高い熱交換効率が可能となるような
冒頭に述べた形式の熱交換器を提供することにある。
問題点を解決するための手段 前記課題を解決した本発明の要旨は、成形管わん曲体
が、マトリツクスのわん曲状の変向領域内では、直脚状
に延びるマトリツクスストランド内に比してわずかな相
互間隔で配置されていることにある。
本発明の作用・効果 本発明によれば、すでに述べた熱ガス質量流れ分布がマ
トリツクスの直脚状の領域とわん曲状の領域とで均一化
される。
わん曲領域内で成形管の領域が狭い錯列で配置されるこ
とができるため、マトリツクスのわん曲領域内の局所的
な熱ガスは局所に補償された熱交換効率の条件に適合さ
れる。
本発明によればさらに、成形管領域密度の最高の度合
が、共通の弧子午線的な直線に沿つて、若しくは熱ガス
主流方向に対してほぼ直角に位置する、弧半径のベクト
ル上に得られる。このベクトルの前後、若しくは円子午
線的若しくは弧子午線的な直線が位置する平面の前後で
は、当該成形管密集密度が要求に応じて比較的小さく形
成される。
さらに本発明によれば、例えば種々異なる曲率径によつ
て生じた成形管わん曲に、従来一般のように、共通の円
中心点が対応せず、むしろ例えば種々異なる曲率径に対
応する円心中点は連続的に内側から外側へずらされて該
当する円子午線的な直線上若しくはすでに述べた共通の
弧子午線平面上に位置している。
本発明の枠内でさらにマトリツクスの直脚状の領域を形
成する成形管部分は所要の均一な相互間隔をおいて−互
いに上下に又は互いに並んで−熱ガス流内に配置される
ことができる。
本発明の枠内において、共通の1平面内で互いに上下に
錯列を成して配置された成形管領域ごとに、例えば弧を
形成する半円の各出発基点が例えば最小弧半径(内側)
と最大弧半径(外側)との間の円中心点差によつて生じ
るようにして、付加的な直脚状の成形管長を得ることが
できる。
このような成形管長の獲得によつて成形管内の流れ抵抗
の均一な分布が生じる。なぜならば、マトリツクスのよ
り内側に位置する管わん曲部の流れ路の長さが増大し、
これに対して、より外側に位置する管わん曲部の流れ路
がほとんど変化しないからである。
本発明によればさらに、マトリツクスのわん曲領域内の
より外側に位置する管わん曲部、要するに比較的大きな
曲率半径を有する管わん曲部が比較的小さな曲率半径を
有する内側の管わん曲部に比して著しい錯列を成して配
置される。
これによつて、マトリツクスを通して横に流れる熱ガス
は特にわん曲領域の頂部ではこの個所にわずかな流れ横
断面を有し、従つてわん曲領域の比較的深く位置する領
域内へ、換言すれば小さな曲率半径を有する管わん曲部
へ向かつて流れる傾向を示す。これによつて、わん曲領
域の貫流が円弧の弦に沿つて生じるのみならず、有利
に、大きな半径を有する外側のわん曲部に強い横流成分
が生じる。この場合、わん曲部の外側の頂部内の特に著
しく密集する領域が、弱く貫通する区域の芯を形成す
る。
弱く貫通するこの区域は−成形管の最も外側のわん曲縁
から出して−自然の成形管わん曲に、ほぼきのこ状に逆
向きにわん曲して交差する。要するにマトリツクスわん
曲領域に関連して、熱ガスの主質量はきのこ状の区域を
包囲貫流し、これによつて、成形管の付加的な熱ガス横
方向包囲貫流を促進し、このため、特に外側のわん曲領
域内でも可能なクロス向流式熱交換プロセスが効果的に
行なわれる。
最後に述べた構成の有利な結果は、ケーシング側の被い
又は境界案内壁がマトリツクスの頂部の比較的狭い領域
に制限されることができることである。
実施例 本発明は第1図に示す熱交換器から出発する。この熱交
換器はほぼ互いに平行に配置された2つの圧力空気案内
1,2を備えており、これら圧力空気案内は例えば別体の
分配管若しくは集合管として形成される。ハツチングで
示したように、これら圧力空気案内1,2はそれぞれ後端
で閉鎖されている。両圧力空気案内1,2の側方で熱ガス
流Hに対して横方向に、U字形の突出した成形管マトリ
ツクス3が設けられており、この成形管マトリツクス3
は、互いに平行に延びる直脚状の成形管ストランド4,5
と、これに続くわん曲状の共通の成形管変向区域6とか
ら成る。運転時に加熱すべき圧力空気が上方の圧力空気
案内1に供給され(D1)、次いで直脚状の成形管ストラ
ンド4を流れ(D2)、その後、変向区域6を介して変向
され(D3)、しかる後に、方向逆転した流れ方向で直状
の成形管ストランド5を流れ(D4)、次いで下方の圧力
空気案内2を介して、加熱された状態で流出し、適当な
アクチユエータ、例えばガスタービン装置の焼燃室に供
給される。
本発明熱交換器においても、前述の圧力空気案内が共通
の集合管又は分配管内に統合され、この集合管又は分配
管からマトリツクスが両側へU字形に突出する。
例えば第2図、第3図及び第4図に関連して本発明の根
本思想を説明すると、成形管わん曲体はマトリツクス3
のわん曲状の変向領域6内で、直脚状に延びるマトリツ
クスストランド、例えば第2図及び第3図の4に比して
わずかな相互間隔で配置されている。
第2図から特に判るように、成形管わん曲体は直脚状の
成形管区域41,42乃至410若しくは51,52乃至510に関連し
て、若しくはマトリツクスわん曲領域6を規定する成形
管区域61,62乃至610に関連してそれぞれ共通の1平面内
で互いに上下に錯列を成して配置されている。この平面
は管案内1,2(若しくは集合管及び分配管)に対して横
方向に延びる、要するに「横平面」として規定される。
変向領域6の共通の1弧子午線平面、要するに第2図で
IV−IV線に沿つた断面に従う1平面内では、成形管区域
61,62乃至610は直脚状に延びるマトリツクスストランド
4,5内の成形管区域41,42乃至410若しくは51,52乃至510
に比してわずかな相互間隔で互いに上下に錯列を成して
配置されなければならない。第2図からさらに判るよう
に、成形管わん曲体は変向若しくはわん曲領域6内に含
まれる成形管区域61,62乃至610に関連して比較的わずか
な均一間隔で互いに上下若しくは互いに並んで配置され
ている。
わん曲状の変向領域6は、外側から内側へ連続した半円
形のわん曲した成形管部分61,62乃至610から成つてい
る。その場合、各成形管部分に対応する円中心点K1,K2
乃至K10は、わん曲領域内の管間隔に相応してかつ外側
から内側へ減少する弧半径減少を考慮して−それぞれ各
横平面ごとに−共通の1直線G上で連続的に外側へ移動
している。
さらに第2図から判るように、わん曲した成形管区域
61,62乃至610は幾何的に連続的に合致して所属の直脚状
の成形管区域41,42乃至410若しくは51,52乃至510へ移行
している。さらに第2図から判るように、直脚状の成形
管区域(41若しくは51等々)に関連して−外側から内側
へ−成形管の長さが増大しており、このことは、すでに
述べた連続的な円中心点移動から結果する。さらに第2
図では同形に斜めに延びる管基点R,R′が存在してお
り、この管基点は鉛直線Sに対してそれぞれ同じ傾斜角
α,βを有しており、鉛直線Sは直線G上の円中心点K1
と交じわつており、かつ、最も外側の成形管わん曲部分
61の成形管中心円Mと管基点R,R′との共通の交点S1,S2
を通つている。
第3図及び第4図によれば、直脚状のマトリツクススト
ランド例えば4のマトリツクス成形管部分41,42,4′1,
4″1,4″並びにこれに結された所属の成形管部分61,6
2,6′1,6″1,6″はそれぞれ錯列に配置されている。
それぞれ同じ側方の成形管間隔を基にして、第3図に対
して(貫通面F1)第4図の減少した熱ガス貫流面F2が生
じる。換言すれば、第3図は通常の成形管の錯列構造を
示し、第4図は本発明に基づく錯列構造を示す。
第1図及び第2図と同じ符号を使用して第5図に、第1
図及び第4図に基づく手段から結果する、熱ガス流への
作用が示されている。
そのことのためにすでに述べた公知熱交換器の不利な限
界について簡単に説明する。
規則的な最良の熱ガス貫流効率はこの場合たんに熱ガス
流Hに対して横方向に、ブロツク状かつ直線状に突出し
たマトリツクス成形管4,5(第1図)を基にすることが
できる。この局所的なマトリツクス領域内には、所定の
申し分のない均一形状の熱ガス減衰並びに熱ガス絞り作
用を保証するために各成形管が均一形状に互いに錯列に
配置されている。成形管列は要するに、申し分のないク
ロス向流式熱交換プロセスの枠内で熱ガス流Hによつて
包囲貫流される。
マトリツクス3のわん曲状の変向領域6内のすでに述べ
た公知の成形管の配置によれば、熱ガス絞り作用が比較
的わずかであり、変向領域6と直脚状に延びる成形管列
4,5との間に熱ガス質量流れ密度に関して不釣合が生じ
る。要するに、熱ガス/圧縮空気の熱交換プロセスが変
向領域で比較的悪い。熱ガス流を少なくともわん曲の延
びに追従させて成形管に沿つて流そうとすれば、比較的
長いわん曲側の境界部材が必要である。
マトリツクス3(第1図)のわん曲状の変向領域6から
比較大きな流れ速度で流出する熱ガス成分は、ほぼ直脚
状のマトリツクスストランドを備えた残りのマトリツク
スからの熱ガス流出を悪化させる(Mich渦流)。
第2図乃至第4図に示す本発明熱交換器では第5図に示
すように、ほぼ中央にわん曲領域内の成形管のわん曲と
は逆の方向にわん曲した熱ガスの弱い流れを生ぜしめる
帯域7が形成される。この帯域はクロスハツチングで示
されている。従来技術と違つて第5図によれば、わん曲
状のマトリツクス変向領域6の大部分は矢印H1,H2,H3
示すように、クロス向流式熱交換プロセスが可能である
ように、しかもこのことが局所的な熱ガス貫流横断面減
少の結果として生じ、この熱ガス貫流横断面減少(面F2
-第4図)が弱い貫流区域7ひいてはわん曲側で内向き
に凸にわん曲した熱ガス流の流れH1,H2,H3を生じるよう
に、熱ガスによつて貫通される。それと同時に、マトリ
ツクス3のわん曲状の変向領域6と直脚状の成形管列4,
5(成形管部分41,42乃至410若しくは51,52乃至510)と
の間に生じる質量流れ密度のすでに述べた不釣合が著し
く排除され、かつマトリツクス3全体の妨げのない均一
な貫流が得られると共に、マトリックス3からの熱ガス
成分全体のほぼ均一な流出速度が得られる(熱ガスの流
れH1,H2,H3,H4,H5,H6参照)。
第5図から判るように、熱ガスを案内するケーシングの
間接又は直接的な構成部材として形成された境界部材8
はマトリツクス3の外側の管わん曲部61に沿つて比較的
短く、換言すれば、わん曲方向で延びて短く形成される
ことができ、他面において例えばケーシングは熱ガス主
流方向Hに対して平行に延びることができる。
第5図から判るように、わん曲方向で比較的短く形成可
能な若しくはわずかな内法幅で形成可能な境界部材8は
支持力伝達性のホルダ9を介して可動に、隣接する熱交
換器ケーシグ10に懸架される。その場合、特別な熱ガス
遮断パツキンが境界部材8とケーシング10との間に設け
られ、このパツキンは間接又は直接的に運動補償的にホ
ルダ9と協働することができる。さらに、ホルダ9自体
も境界部材8とケーシング10との間の熱ガス遮断部材と
して仂くことができる。
長手方向に分割され、2つのシエル部材から成る境界部
材を設けることもできる。これは同様に運動補償的なホ
ルダによつて熱交換器ケーシングに支持されることがで
きる。
わん曲状の成形管部分、例えば61,62乃至610が弧子午線
的な直線G上で均一な狭い間隔で互いに上下に位置して
いる第2図乃至第4図に示す実施例に対して、本発明の
別の実施例では、わん曲状の変向領域内の当該成形管部
分が比較的狭い不均一な間隔で互いに上下に位置するこ
とができる。
これ具体的な実施例が第6図及び第7図に示されてい
る。これによれば、成形管わん曲体に所属し、マトリツ
クスのわん曲状の変向領域6を規定する成形管部分61,6
2乃至610は、第6図の弧子午線的な断面で第7図に示す
ように、最小の曲率の弧(成形管部分610)を有する最
も内側の成形管わん曲体から最大の曲率の弧(成形管部
分61)を有する最も外側の成形管わん曲体へ向かつて連
続的に減少する間隔で互いに上下に位置している。その
場合、第6図の各成形管領域に所属する円中心点は−わ
ん曲状の成形管部分61,62及び610の順番に一直線G上の
K1,K2及びK3で示されている。第2図に対比して第6図
では管基点R,R′は増大する中心点密集(K1からK10へ)
に相応して軽度に連続的にわん曲状に延びておりかつ第
2図と同様に鉛直線Sに対して傾いている。
錯列を成して互いに内外に入り込んでいる第7図に示す
成形管領域の弧子午線断面によれば、例えば黒く塗りつ
ぶした熱ガス貫流面Hf1(変向領域6の内側部分)及び
f2(変向領域6の外側部分)は内側から外側へ連続的
に続く熱ガス貫流面減少を表わしている。
第6図及び第7図に示す実施例では、第5図に比較可能
若しくは類似した有利な流れH1乃至H6が、外縁一定に形
成された比較的弱く貫流される区域7に関連して予期さ
れる。その場合、マトリツクス並びに縁一定のパツキン
の周辺構造は熱ガスケーシング構造に関連して第5図同
様に第6図及び第7図でも基本となる。
図示しないが、成形管わん曲体がマトリツクス領域の共
通の弧子午線平面内で、最小曲率の弧を有するそれぞれ
最も内側の成形管わん曲体から、それぞれ最大の率曲の
弧を有する最も外側の管わん曲体へ向かつて、まず連続
的に比較的大きな、次いで比較的小さな均一間隔で互い
に上下に位置する場合も、本発明が実現される。
第2図乃至第5図並びに第6図及び第8図に示す、マト
リツクス領域6にそれぞれ円形の管部分を有するこれま
での実施例に対比して、本発明によればさらに、マトリ
ツクス変向領域を円形及び楕円形若しくは楕円形にわん
曲しただけの成形管部分から形成することが可能であ
る。
第8図及び第9図に示す実施例では、要するに例えばそ
れぞれ最も内側に位置するわん曲した成形管部分610
円形に形成され、これに続く成形管部分69,68乃至610
楕円形にわん曲され、その場合、すべての成形管部分6
10乃至61に当該所属の直線G上に同じ中心点Mが属して
いる。第8図及び第9図では要するに、楕円形にわん曲
した成形管部分のそれぞれ長軸(A)が、直脚状のマト
リツクスストランド4,5(成形管部分41,42乃至410若し
くは51,52乃至510)内の均一な成形管間隔によつて予め
与えられ、そのそれぞれ短軸(B)は弧子午線平面(IX
−IX線に沿つた断面)内の選択された成形管部分間隔に
よつて予め与えられる。その場合、第8図及び第9図で
は要するにマトリツクス領域内で内側から外側へ連続的
に減少する成形管部分間隔が存在し、このことは、第9
図によれば−第7図と同様に−局所的な−外側から内側
へ見て−連続的に続く熱ガス貫流面減少を生じ、かつこ
の場合も記号的に内側の比較的大きな熱ガス貫流面Hf1
と、外側の比較的小さな熱ガス貫流面Hf2とによつて示
されている。
第8図及び第9図に示された構造に基づいて、第2図乃
至第7図に示す実施例に対比して−同じマトリツクス全
長及び幅で−マトリツクス3の変向領域を形成するマト
リックス容積(成形管部分61乃至610)は減少し、それ
と同時に、成形管部分41乃至410若しくは51乃至510を備
えた直脚状の成形管列4,5の全長が全体として増大す
る。
第4図及び第8図のために、第5図に比較可能な熱ガス
貫流が、外側のわん曲縁からほぼきのこ状に成形管わん
曲に対して内側へわん曲した、弱く貫流される区域に関
連して基本となる。
第2図、第5図、第6図及び第8図によれば弧子午線平
面は直脚状の両マトリツクスストランド間の中央に及び
平行に延びる1平面内に位置しており、その場合、円中
心点K1,K2,K6を含む直線G(第2図及び第6図)又は楕
円形にわん曲した若しくは半楕円形の成形管部分61乃至
610に属する一方の軸又は短軸B(第8図)がこの平面
内に位置する。
第3図、第4図、第7図及び第9図からさらに判るよう
に、成形管わん曲体はそれぞれ均一な、長目の楕円形の
横断面を有している。
わん曲部領域の頂部内の成形管領域の本発明に基づく狭
い錯列的な配置によつて、有利に、熱交換器の運転中に
成形管の所定の間隔を維持するという機械的な問題の解
決も得られる。これに関連した特別な手段なしに管わん
曲体のわん曲領域を横方向に簡単にその中立位置から偏
位させることができる。なぜならば、この種の弾性的な
運動はそのわずかな曲げ抵抗モーメントの軸回り成形管
の曲げを生じるからである。管わん曲体の、この運動か
ら可能な横振動は外部流れ及びその熱交換を敏感に妨げ
るため、回避されなければならない。このことのため
に、わん曲領域内でも成形管を支持する必要がある。こ
の支持はこの熱交換器構造の基本原理を損ねてはならな
い。基本原理というのは各管わん曲体が強制なしに自由
に長手方向で伸びることができることである。他面にお
いて、この領域内での支持は長手方向の貫流のための横
断面を妨げてはならない。
これらの要求を満たすために、本発明の別の実施例で
は、わん曲状の変向領域を形成する成形管部分を例えば
局部的にわん曲部の頂部のところでその先端を介してそ
の長軸の方向に、フランクがコントロール下で側方に外
に向かつて膨出(膨出部10)するようにすえ込まれる。
この過程は特殊な工具によつて行なわれ、そのため、す
え込まれた成形管部分の形状は精密にかつ繰返し可能に
形成される。工具11,12は第11図に示すように形成され
ることがきる。
このように処理された成形管わん曲体を本発明わん曲形
状にまとめ合わせるさいに、この領域に第10図に示すよ
うなパツキンが生じる。これによつて、成形管の相互支
持のための前述の条件が満足される。必要に応じて成形
管表面の接触個所に耐摩耗層を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基礎となる熱交換器の略示斜示図、第
2図は本発明の第1実施例の部分破断端面図、第3図は
第2図のIII−III線に沿つた部分断面図、第4図は第2
図のIV−IV線に沿つた部分断面図、第5図は第2図に示
す第1実施例の左側の熱交換器部分を熱ガスの流れと共
に示す図、第6図は本発明の第2実施例の右側の熱交換
器部分を成形管間隔の減少と共に示す図、第7図は第6
図のVII−VII線に沿つて断面した図、第8図は本発明の
第3実施例の右側の熱交換器部分を示す図、第9図は第
8図のIX−IX線に沿つた断面図、第10図は第4図に示す
成形管横断面をすえ込みによつて膨出させる様子を示す
図、第11図はすえ込みに適した工具の略示図である。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱ガス流へ向かつて横方向にU字形に突出
    し3次元方向で互いに錯列を成す成形管わん曲体から成
    るクロス向流式マトリツクスを備えた熱交換器であっ
    て、このクロス向流式マトリツクスが、わん曲状の変向
    領域へ続く2つの直脚状のマトリックスストランドを介
    して、ほぼ互いに平行に並んでマトリツクスに対して横
    方向に配置された2つの圧力空気導管に接続されている
    形式のものにおいて、成形管わん曲体が、マトリツクス
    (3)のわん曲状の変向領域(6)内では、直脚状に延
    びるマトリツクスストランド(4,5)内に比してわずか
    な相互間隔で配置されていることを特徴とする熱交換
    器。
  2. 【請求項2】成形管わん曲体がそれぞれ互いに上下に錯
    列を成して、互いに平行に延びる、管案内に横方向で交
    差する平面内に配置されており、1平面に属する成形管
    わん曲体がマトリツクス変向領域(6)内では直脚状に
    延びるマトリツクスストランド(4,5)内に比してわず
    かな間隔で共通の弧子午線平面内で互いに上下に配置さ
    れており、かつ、マトリツクスストランド(4,5)内で
    は成形管部分(41,410;51,510)が均一間隔で平行に互
    いに上下に位置している特許請求の範囲第1項記載の熱
    交換器。
  3. 【請求項3】共通の弧子午線平面内の成形管わん曲体が
    均一間隔で互いに上下に配置されている特許請求の範囲
    第2項記載の熱交換器。
  4. 【請求項4】共通の弧子午線平面内の成形管わん曲体が
    不均一な間隔で互いに上下に位置している特許請求の範
    囲第2項記載の熱交換器。
  5. 【請求項5】共通の弧子午線平面内の成形管わん曲体
    が、最小の曲率の弧を有する最も内側の成形管部分(6
    10)から、最大の曲率の弧を有する最も外側の管部分
    (61)へ向かつて、連続的に減少する間隔で互いに上下
    に位置している特許請求の範囲第4項記載の熱交換器。
  6. 【請求項6】共通の弧子午線平面内の成形管わん曲体
    が、最小の曲率の弧を有する最も内側の成形管部分か
    ら、最大の曲率の弧を有する最も外側の成形管部分へ向
    かつて、まず連続的に比較的大きな間隔で、次いで比較
    的小さな均一間隔で互いに上下に位置している特許請求
    の範囲第4項記載の熱交換器。
  7. 【請求項7】わん曲状のマトリックス変向領域(6)が
    半円形にわん曲した成形管部分(61,62,610)から成つ
    ており、その円中心点(K1,K2,K10)が、わん曲領域内
    の選らばれた管間隔に相応し、かつ外側から内側へ減少
    する弧状径減少を考慮して、それぞれ共通の直線(G)
    上で連続的に外側へ向かつて移動している特許請求の範
    囲第1項から第6項までのいずれか1項記載の熱交換
    器。
  8. 【請求項8】わん曲状のマトリツクス変向領域が円形及
    び又は楕円形にわん曲した成形管部分(61,68,69,610
    から成つており、これら成形管部分がそれぞれ同じ中心
    点(M)を有しており、そのそれぞれ一方の軸又は長軸
    (A)が、直脚状のマトリツクスストランド(4,5)内
    の均一な成形管部分間隔によつて規定されており、かつ
    そのそれぞれ他方の軸又は短軸(B)が、弧子午線平面
    内の選らばれた成形管部分間隔によつて規定されている
    特許請求の範囲第1項から第6項までのいずれか1項記
    載の熱交換器。
  9. 【請求項9】弧子午線平面若しくはその延長が両方の直
    脚状のマトリツクスストランド(4,5)の間の中央にか
    つ平行に延びており、円中心点(K1,K2,K10)を含む直
    線(G)又は楕円形にわん曲した若しくは半楕円形の成
    形管部分(61,68,69,610)に属する一方の軸又は短軸
    (B)が、延長された弧子午線平面内に位置している特
    許請求の範囲第1項から第8項までのいずれか1項記載
    の熱交換器。
  10. 【請求項10】成形管わん曲体が、それぞれ均一な長目
    の楕円形横断面を有している特許請求の範囲第1項から
    第9項までのいずれか1項記載の熱交換器。
  11. 【請求項11】マトリツクスのわん曲状の変向領域を形
    成する成形管部分(61,62,6″1,6″)が、領域内若し
    くは弧子午線平面内で断面端部側に設けられたすえ込み
    膨出部(10)によつて互いに支持されている特許請求の
    範囲第1項から第10項までのいずれか1項記載の熱交換
    器。
JP62262953A 1986-10-20 1987-10-20 熱交換器 Expired - Lifetime JPH0689991B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3635548.8 1986-10-20
DE3635548A DE3635548C1 (de) 1986-10-20 1986-10-20 Waermetauscher

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63105397A JPS63105397A (ja) 1988-05-10
JPH0689991B2 true JPH0689991B2 (ja) 1994-11-14

Family

ID=6312017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62262953A Expired - Lifetime JPH0689991B2 (ja) 1986-10-20 1987-10-20 熱交換器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4800955A (ja)
EP (1) EP0265726B1 (ja)
JP (1) JPH0689991B2 (ja)
DE (1) DE3635548C1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357394A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 熱交換器

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3735846A1 (de) * 1987-10-23 1989-05-03 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren zur herstellung einer rohrbodenstruktur eines waermetauschers
DE3914773C2 (de) * 1989-05-05 1994-03-03 Mtu Muenchen Gmbh Wärmetauscher mit mindestens zwei Sammelrohren
US5177865A (en) * 1989-05-05 1993-01-12 Mtu Motoren-Und Turbinen-Union Method for making heat exchanger having at least two collecting pipes
DE4118777C2 (de) * 1991-06-07 2002-04-18 Mtu Aero Engines Gmbh Gasturbinentriebwerk mit Wärmetauscher
DE4131913A1 (de) * 1991-09-25 1993-04-08 Mtu Muenchen Gmbh Kuehlvorrichtung fuer hyperschall-luftstrahltriebwerke
DE4226666B4 (de) * 1991-09-25 2005-12-01 Mtu Aero Engines Gmbh Wärmetauscher für die Kühlung eines heißen Gases
DE4139104C1 (ja) * 1991-11-28 1993-05-27 Mtu Muenchen Gmbh
DE19905429A1 (de) * 1999-02-10 2000-08-17 Eisenmann Kg Maschbau Reaktor zur Durchführung einer katalytischen, mit einer Wärmetönung verbundenen Reaktion an Substanzen, die in einer Gasströmung enthalten sind
DE10236380A1 (de) 2002-08-08 2004-03-04 Mtu Aero Engines Gmbh Rekuperativ-Abgaswärmetauscher für ein Gasturbinentriebwerk
US7296620B2 (en) * 2006-03-31 2007-11-20 Evapco, Inc. Heat exchanger apparatus incorporating elliptically-shaped serpentine tube bodies
TWI404903B (zh) * 2007-03-09 2013-08-11 Sulzer Chemtech Ag 用於流體媒介物熱交換及混合處理之設備
US8393860B2 (en) * 2007-12-13 2013-03-12 Cameron International Corporation Heat exchanger
DE102009047620C5 (de) * 2009-12-08 2023-01-19 Hanon Systems Wärmeübertrager mit Rohrbündel
JP5651991B2 (ja) 2010-05-10 2015-01-14 富士通株式会社 ラジエータ及びそれを備えた電子機器
JP6174655B2 (ja) 2014-10-21 2017-08-02 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションUnited Technologies Corporation ガスタービンエンジン用のダクテッド熱交換器システム、およびガスタービンエンジン用の熱交換器の製造方法
US10190828B2 (en) * 2015-10-22 2019-01-29 Hamilton Sundstrand Corporation Heat exchangers
US11092384B2 (en) * 2016-01-14 2021-08-17 Hamilton Sundstrand Corporation Thermal stress relief for heat sinks
CN106855367B (zh) * 2017-02-28 2024-01-26 郑州大学 具有分布性出入口的管壳式换热器
CN106679467B (zh) * 2017-02-28 2019-04-05 郑州大学 具有外接管箱的管壳式换热器
RU2699851C1 (ru) * 2019-05-20 2019-09-11 Акционерное общество "ОДК-Климов" Трубчатый теплообменник
RU2727105C1 (ru) * 2019-11-05 2020-07-20 Акционерное общество "ОДК-Климов" Трубчатый теплообменник
US11859910B2 (en) 2021-05-14 2024-01-02 Rtx Corporation Heat exchanger tube support
US11892250B2 (en) * 2021-05-14 2024-02-06 Rtx Corporation Heat exchanger tube support

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE609526C (de) * 1935-02-16 Julius Diehl Kinderluftballon mit einem durch eine Aufhaengevorrichtung selbsttaetig ausloesbar angehaengten Fallschirm
US1817978A (en) * 1929-06-10 1931-08-11 Cherry Burrell Corp Liquid storage or tempering apparatus
US1890429A (en) * 1929-09-20 1932-12-06 Dow Chemical Co Mercury boiler
GB464316A (en) * 1936-07-23 1937-04-15 Harold Edgar Yarrow Improvements in or relating to steam superheaters
FR830829A (fr) * 1937-12-15 1938-08-10 Ag Fuer Technische Studien échangeur tubulaire de chaleur
FR52074E (fr) * 1941-08-14 1943-08-13 Générateur d'eau chaude sous pression
FR1168243A (fr) * 1956-12-21 1958-12-05 Perfectionnements aux condenseurs de vapeur
US3007679A (en) * 1960-06-22 1961-11-07 Westinghouse Electric Corp Anti-vibration structure for heat exchanger tubes
US3360037A (en) * 1965-08-24 1967-12-26 Babcock & Wilcox Co Heat exchanger u-bend tube arrangement
JPS4824412B1 (ja) * 1970-07-16 1973-07-20
SE374942B (ja) * 1971-11-04 1975-03-24 Motoren Werke Mannheim Ag
DE3242845C2 (de) * 1982-11-19 1986-03-20 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Wärmetauscher für Gase stark unterschiedlicher Temperaturen
DE3514377A1 (de) * 1985-04-20 1986-10-23 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Waermetauscher

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357394A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 熱交換器
JP4715036B2 (ja) * 2001-05-31 2011-07-06 株式会社Ihi 熱交換器

Also Published As

Publication number Publication date
DE3635548C1 (de) 1988-03-03
EP0265726B1 (de) 1990-09-26
US4800955A (en) 1989-01-31
EP0265726A1 (de) 1988-05-04
JPS63105397A (ja) 1988-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0689991B2 (ja) 熱交換器
US3623511A (en) Tubular conduits having a bent portion and carrying a fluid
EP0068325A1 (en) Heat exchanger
EP1965165A3 (en) Heat exchanger
JP5539352B2 (ja) チャンネルシステム
US20050056407A1 (en) Heat exchanger
US20020088611A1 (en) Heat exchanger for liquid and gaseous media
CN213515186U (zh) 换热器
US3533467A (en) Tubular heat exchange assembly
JPH11183062A (ja) 二重管式熱交換器
JPS59164895A (ja) 弓形じやま板付き高性能多管式熱交換器
JP2003515085A (ja) 熱交換のための改良されたチューブ
US4913226A (en) Heat exchanger and associated method
JP7056951B2 (ja) 二重管の継手構造
EP0654647A1 (en) A finned tube for a heat exchanger device
JPS6396490A (ja) 熱交換器
CN212567065U (zh) 空调换热器的换热管、空调换热器和空调设备
US5058663A (en) Curved tubes of a heat exchanger
CN114184059A (zh) 换热管及包括其的换热器
CN110887396A (zh) 换热器扁管及具有其的换热器
CN209459468U (zh) 一种大直径倾斜式螺旋状折流板换热器
SU1761248A1 (ru) Турбулизатор
CN117516224A (zh) 一种基于记忆合金的涡旋传热增强换热器及方法
RU44375U1 (ru) Теплообменник
JPS6446588A (en) Heat exchanger