JPH0735492A - ガスタービンの流路構造 - Google Patents

ガスタービンの流路構造

Info

Publication number
JPH0735492A
JPH0735492A JP5184073A JP18407393A JPH0735492A JP H0735492 A JPH0735492 A JP H0735492A JP 5184073 A JP5184073 A JP 5184073A JP 18407393 A JP18407393 A JP 18407393A JP H0735492 A JPH0735492 A JP H0735492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube element
flow
flow path
tube
exhaust
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.)
Granted
Application number
JP5184073A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3326883B2 (ja
Inventor
Hirotaka Kumakura
弘隆 熊倉
Tosaku Takamura
東作 高村
Masatoshi Iio
雅俊 飯尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP18407393A priority Critical patent/JP3326883B2/ja
Publication of JPH0735492A publication Critical patent/JPH0735492A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3326883B2 publication Critical patent/JP3326883B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0265—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/104—Particular pattern of flow of the heat exchange media with parallel flow

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タービロータからの排気ガスをディフューザ
を介して熱交換器に導入するガスタービンの流路構造に
おいて、耐久性および効率を改善する。 【構成】 吸気流路２１を画成する複数のチューブエレ
メント２と、互いに積層されたチューブエレメント２の
間に画成される排気流路２２と、タービンから出た排気
ガスを排気流路２２に導入するディフューザ２４と、デ
ィフューザ２４の内側において各チューブエレメント２
の上流端部２ｆに間隙９をもって対峙する整流プレート
７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンの流路構
造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のガスタービンの流路構造として、
例えば図２３に示すようなものがある(特開平２−２３
８１３２号公報、参照)。
【０００３】これについて説明すると、図中６１は排気
ガスによって吸気を加熱する熱交換器であり、６２はタ
ービン６３から出た排気ガスをこの熱交換器６１に導入
するディフューザである。
【０００４】ディフューザ６２は、その流路断面積が上
流側から下流側にかけて次第に大きくなり、タービン６
３から排出される排気ガスを熱交換器６１の全域に導入
させる働きをする。
【０００５】ところが、タービン６３と熱交換器６１が
接近して、ディフューザ６２の通路長が十分に得られな
い場合、タービンから出た排気ガスの流速分布を均一化
することができず、熱交換器６１の中央部に向かう勢力
が大きくなる。
【０００６】また、例えば実開昭６１−２００４０９号
公報に開示された排気流路構造にあっては、図２４に示
すように、ディフューザ７２の内側に３つの筒状をした
ルーバー７３が支柱７４を介して設けられ、このルーバ
ー７３により熱交換器７１に流入する排気ガスの流速分
布の均一化がはかられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のディフューザ７２の内側にルーバー７３が介
装される排気流路構造をガスタービンに適用する場合、
ルーバー７３がタービンから排出される燃焼ガスからの
熱的影響または圧力変動に伴う加振力を受けるため、こ
れらに対して十分な耐熱性や強度を確保することが難し
いという問題点がある。
【０００８】また、ルーバー７３を支持する支柱７４が
排気ガスの流れに直接さらされる構造のため、支柱７４
によって圧力損失が増大するばかりか、支柱７４の耐熱
性や強度を確保するうえで構造の複雑化を招くという問
題点がある。
【０００９】本発明は上記の問題点に着目し、タービロ
ータからの排気ガスをディフューザを介して熱交換器に
導入するガスタービンの流路構造において、耐久性およ
び効率を改善することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
吸気が流れる吸気流路を画成する複数のチューブエレメ
ントと、互いに積層されたチューブエレメントの間に画
成される排気流路と、タービンから出た排気ガスを排気
流路に導入するディフューザと、ディフューザの内側に
おいて各チューブエレメントの上流端部に間隙をもって
対峙する整流プレートとを備える。
【００１１】請求項２記載の発明は、前記吸気流路に対
して前記排気流路を挟んで二方向から吸気を流入させる
２つの入口流路を備える一方、前記整流プレートを各入
口流路の間に位置する排気流路の断面形を二等分する中
心線に沿って配置する。
【００１２】請求項３記載の発明は、前記整流プレート
に前記チューブエレメントの上流端部に着座する突起部
を形成し、突起部をチューブエレメントに締結する締結
具を前記排気流路を貫通させて配設する。
【００１３】請求項４記載の発明は、前記各チューブエ
レメントを収装するハウジングを備えるとともに、各チ
ューブエレメントの周縁部とハウジングの間に介装され
る支持枠を備え、前記整流プレートをこの支持枠を介し
てハウジングに支持する。
【００１４】
【作用】ディフューザの通路長が十分に得られないガス
タービンにあっては、整流プレートが設けられない場
合、ディフューザを介してチューブエレメント間の排気
流路を流れる排気ガスの速度分布の均一化が十分にはか
られず、各チューブエレメントの中央部に向かう勢力が
大きくなる。
【００１５】本発明は、各チューブエレメントの上流端
部に間隙をもって対峙する整流プレートが設けられるこ
とにより、ディフューザを通って各チューブエレメント
の中央部に向かう排気ガスの流れは、整流プレートに衝
突し、チューブエレメントの周辺部に分散するととも
に、その一部が整流プレートの背後に回り込んで間隙か
らチューブエレメントの中央部に分散する。これによ
り、高温排気ガスが各チューブエレメントの中央部に集
中して流入することがなく、チューブエレメントの耐熱
性を高められる。
【００１６】また、整流プレートがチューブエレメント
の直上流側に配置されることにより、タービンから排出
される燃焼ガスの温度不均一によるヒートスポットがチ
ューブエレメントに直接当たることを防止できるととも
に、燃焼器における着火ミス時にタービンを経てディフ
ューザに排出される未燃焼燃料がチューブエレメントに
直接付着することを防止できる。
【００１７】請求項２記載の発明においては、吸気流路
において２つの入口流路から流入する吸気の流れが大き
く曲げられることにより、２つの入口流路の間に位置す
るチューブエレメントの中央部に吸気の流れが淀む滞留
部が生じる。
【００１８】整流プレートを各入口流路の間に位置する
排気流路の断面形を二等分する中心線に沿って配置する
ことにより、高温排気ガスが各チューブエレメントの中
央部に集中して流入することがなく、チューブエレメン
トの外側における排気ガスの速度分布を、チューブエレ
メントの内側における吸気の速度分布に比例するように
設定して、チューブエレメントの中央部から流出する吸
気の温度が局部的に高くなることを抑制して熱交換効率
を高められる。
【００１９】請求項３記載の発明においては、整流プレ
ートはこれに形成された突起部をチューブエレメントの
上流端部に着座させて支持される構造のため、従来のル
ーバーのようにタービンから排出される排気ガスの流れ
に影響する加振力を受けて、整流プレートまたは突起部
にフラッタが生じることがなく、その耐久性を高められ
る。
【００２０】さらに、突起部をチューブエレメントに締
結する締結具を排気流路を貫通させて配設することによ
り、締結具が排気ガスの流れに付与する圧力損失を小さ
く抑えられる。
【００２１】また、締結具はチューブエレメントのロウ
付け後に組み付けられるため、チューブエレメントのロ
ウ付け時に締結具を介して不均一な力が働かず、チュー
ブエレメントの変形を来したり、ロウ付けによる結合不
良部が発生することを回避できる。
【００２２】請求項４記載の発明においては、各チュー
ブエレメントの周縁部とハウジングの間に介装される支
持枠を介して整流プレートを支持する構造により、十分
な強度が確保される。
【００２３】また、チューブエレメントのロウ付け時に
支持枠を介して不均一な力が働かず、チューブエレメン
トの変形を来したり、ロウ付けによる結合不良部が発生
することを回避できる。
【００２４】
【実施例】本発明の第一実施例を添付図面に基づいて説
明する。
【００２５】図２に示すように、ガスタービンに備えら
れる積層型熱交換器は、ハウジング６により排気ガスＢ
が流れる排気流路２２が画成され、ハウジング６の内部
にアウターフィン１を介して複数のチューブエレメント
２が積層される。
【００２６】ハウジング６の一端には排気流路２２のデ
ィフューザ（入口ダクト）２４が、他端には出口ダクト
２５がそれぞれ形成される。図示しないタービンから出
た排気ガスＢは図中矢印で示すようにディフューザ２４
から排気流路２２に流入し、各チューブエレメント２の
周囲をアウターフィン１を介して流れて出口ダクト２５
へと排出される。
【００２７】図１に示すように、各チューブエレメント
２の内部に吸気Ａが流れる吸気流路２１が画成されてい
る。
【００２８】各チューブエレメント２に吸気流路２１に
対して排気流路２２を挟んで二方向から吸気Ａを流入さ
せる２つの入口流路４と、各チューブエレメント２から
吸気Ａを排気流路２２を挟んで二方向から流出させる２
つの出口流路５がアウターフィン１の側部１ａから外側
に突出して形成される。
【００２９】図示しないコンプレッサから送られる吸気
Ａは図中矢印で示すように各入口流路４の上端から流入
し、各入口流路４から各吸気流路２１に流入し、各吸気
流路２１を流れる過程で排気ガスＢとの間で熱交換が行
われた後に各出口流路５の上端から流出し、図示しない
燃焼器へと送られる。
【００３０】図３（Ａ）にも示すように、チューブエレ
メント２は箱形のアッパープレート２６とロアプレート
２７が組み合わせられ、アッパープレート２６とロアプ
レート２７の間にインナーフィン３が介装される。
【００３１】アッパープレート２６とロアプレート２７
は互いに接合する周縁部２６ｂと２７ｂを有し、一方の
周縁部２７ｂが他方の周縁部２６ｂを包むように折り返
されてカシメ固定され、これにより略四角形の枠状をし
た周縁固定部１０が形成される。
【００３２】アッパープレート２６とロアプレート２７
にはそれぞれボス２６ａと２７ａが突出形成され、ボス
２６ａと２７ａが互いに嵌合することにより入口流路４
が画成される。入口流路４および出口流路５が各チュー
ブエレメント２の４隅に配置されているため、各チュー
ブエレメント２の位置決め精度が高められる。
【００３３】チューブエレメント２の内側にはアッパー
プレート２６とロアプレート２７の間に入口流路４を囲
むようにスペーサ１４が介装されるとともに、各チュー
ブエレメント２の間にはボス２６ａと２７ａを囲むよう
にスペーサ１５が介装される。
【００３４】スペーサ１４は、図３（Ｂ）に示すよう
に、Ｃ字形に形成される。スペーサ１５は、図３（Ｃ）
に示すように、Ｏ字形に形成される。
【００３５】出口流路５のまわりも、上記入口流路４の
まわりと同様に各チューブエレメント２は互いにボス２
６ａと２７ａが嵌合し、各チューブエレメント２の内外
に出口流路５を囲むようにスペーサ１４，１５が介装さ
れている。各チューブエレメント２は互いに積層された
状態で、４隅に配置されたボス２６ａと２７ａが嵌合す
ることにより、組み付け精度を十分に確保することがで
きる。
【００３６】各チューブエレメント２の４隅には、各入
口流路４の外壁２ａと、各出口流路５の外壁２ｂが、ア
ウターフィン１の側部１ａから外側に突出して形成され
る。したがって、各チューブエレメント２の側部には各
外壁２ａ，２ｂの間に凹部１２が窪んで形成される。
【００３７】ハウジング６の側部を構成するサイドプレ
ート８は、各外壁２ａ，２ｂに沿って湾曲する凸部８
ａ，８ｂが形成される。サイドプレート８は各凸部８
ａ，８ｂの間に凹部８ｃが窪んで形成される。各チュー
ブエレメント２の外壁２ａ，２ｂとサイドプレート８の
凸部８ａ，８ｂをそれぞれ湾曲して形成することによ
り、両者の間に画成される間隙１１は大きく湾曲する部
位１３を有しているため、排気流路２２を流れる排気ガ
スＢに付与される流路抵抗が間隙１１の大きく湾曲する
部位１３で局部的に高められ、間隙１１を迂回してアウ
ターフィン１の間を流れる流量が増し、吸気Ａと排気ガ
スＢの熱交換が促進される。
【００３８】インナーフィン３とアウターフィン１はそ
れぞれ波板状に形成され、それぞれの折り目が互いに平
行になるように配置される。各入口流路４が排気流路２
２の出口ダクト２５に近接し、かつ各出口流路５がディ
フューザ２４に近接するように配置され、インナーフィ
ン３によって導かれる吸気Ａの流れ方向をアウターフィ
ン１によって導かれる排気ガスＢの流れ方向に対向させ
る構成とする。
【００３９】図２に矢印で示すように、吸気Ａは各入口
流路４からチューブエレメント２に流入し、インナーフ
ィン３に沿って流れた後、各出口流路５へと流出する一
方、排気ガスＢはハウジング６の入口に設けられるディ
フューザ２４から流入し、アウターフィン１に沿って流
れて吸気Ａとの間で熱交換が行われた後、出口ダクト２
５から流出する。
【００４０】インナーフィン３によって導かれる吸気Ａ
の流れ方向をアウターフィン１によって導かれる排気ガ
スＢの流れ方向に対向させる構成とすることにより、各
チューブエレメント２の温度分布を均一化して熱交換効
率を高められ、熱交換器の小型化がはかられる。
【００４１】ディフューザ２４はその上流端２４ａが図
示しないタービンハウジングに接合され、タービンから
排出される排気ガスＢを各チューブエレメント２の間に
導入する。ディフューザ２４は、その流路断面積が上流
端２４ａから下流側にかけて次第に大きくなり、タービ
ンから排出される排気ガスＢを各チューブエレメント２
の全域に導入させる働きをする。
【００４２】ディフューザ２４の内側には各チューブエ
レメント２およびアウターフィン１の各上流端２ｆ，１
ｆに間隙９をもって平行に対峙する整流プレート７が設
けられる。
【００４３】図４に示すように、長円形をした整流プレ
ート７は、耐熱部部材からなり、各チューブエレメント
２およびアウターフィン１の各上流端２ｆ，１ｆの中央
部に対峙して配置される。
【００４４】整流プレート７はその長径が各チューブエ
レメント２内に画成される吸気流路２１および各チュー
ブエレメント２間に画成される排気流路２２と直交する
ように配置される。
【００４５】図９に示すように、各入口流路４および出
口流路５の間に位置する前記排気流路２２の断面形を二
等分する直線を中心線Ｏとすると、長円形をした整流プ
レート７の長径はこの中心線Ｏに沿って配置される。チ
ューブエレメント２の横方向の幅Ｌは各チューブエレメ
ント２を積層した高さＨより長く形成されており、中心
線Ｏはチューブエレメント２の幅Ｌを二等分してい
る。、整流プレート７の面積はディフューザ２４によっ
て画成される流路断面積の１／３〜１／４の範囲に設定
される。
【００４６】図５、図６にも示すように、整流プレート
７に形成されてチューブエレメント２の上流端部２ｆに
着座する突起部として、チューブエレメント２に４つの
脚部３１が一体形成されるとともに、その中央部から突
出するスペーサ３０が固着される。整流プレート７はこ
の各脚部３１およびスペーサ３０を各チューブエレメン
ト２およびアウターフィン１の上流端部２ｆ，１ｆに接
合させることにより、これらの間に所定の間隙９が画成
される。
【００４７】図７に示すように、各脚部３１をチューブ
エレメント２に締結する締結具として、ワイヤー３３が
設けられる。各脚部３１のチューブエレメント２に対す
る接合部にはワイヤー３３を挿通させる穴３２が形成さ
れる。穴３２を挿通するワイヤー３３は、各チューブエ
レメント２およびアウターフィン１の間の排気流路２２
を貫通して、それぞれの端部が出口ダクト２５側で互い
に結ばれることにより、締結部３４が設けられる。
【００４８】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
【００４９】吸気Ａは吸気流路２１において２つの入口
流路４から入口空間１６を経てインナーフィン３の間に
流入する際に、その流線が図１に矢印で示すよう大きく
曲げられ、入口空間１６の中央部に吸気Ａの流れが淀む
滞留部が生じる。
【００５０】図８は入口空間１６における吸気Ａの流速
分布を測定した結果を示しており、入口空間１６の中央
部には入口空間１６における平均流速の１０％以下の流
速が分布する領域と、その外側に平均流速の２５％以下
の流速が分布する領域が生じる。
【００５１】上記入口空間１６における流速分布の影響
により、インナーフィン３の間に画成される流路、およ
び出口流路５につながる出口空間１７においても、入口
流路４および出口流路５から遠い中央部に位置する領域
の流速が、入口流路４および出口流路５に近い周辺部に
位置する領域の流速より低くなる。
【００５２】一方、ディフューザ２４の通路長が十分に
得られないガスタービンにあっては、整流プレート７が
設けられない場合、ディフューザ２４を介してチューブ
エレメント２間の排気流路２２を流れる排気ガスＢの速
度分布の均一化が十分にはかられず、各チューブエレメ
ント２の中央部に向かう勢力が大きくなる。
【００５３】このように、各チューブエレメント２の中
央部ではその内側を流れる吸気Ａの速度分布が小さくな
る一方、整流プレート７が設けられない場合にその外側
を流れる排気ガスＢの速度分布が大きくなるため、その
温度分布が局所的に高くなり、図９に示すように、チュ
ーブエレメント２の中央部に高温部分が生じる可能性が
ある。この高温部分はチューブエレメント２の幅Ｌが各
チューブエレメント２を積層した高さＨより長い場合、
チューブエレメント２の幅Ｌを二等分し、アウターフィ
ン１によって画成される流路方向と直交する中心線Ｏの
付近に生じる。この結果、熱交換効率が低下するととも
に、チューブエレメント２等の耐熱性が低下する。
【００５４】本発明は、各チューブエレメント２の直上
流側に間隙９をもって対峙する整流プレート７が設けら
れることにより、ディフューザ２４を通って各チューブ
エレメント２の中央部に向かう排気ガスＢの流れは、図
１０に矢印で示すように、整流プレート７に衝突し、チ
ューブエレメント２の周辺部に分散するとともに、その
一部が整流プレート７の背後に回り込んで間隙９からチ
ューブエレメント２の中央部に分散し、各チューブエレ
メント２の中央部に流入する排気ガスＢの速度分布が周
辺部より小さくなる。
【００５５】長円形の整流プレート７の長径がディフュ
ーザ２４の長手方向の幅Ｌを二等分する中心線Ｏ上に配
置されているため、図９に示すように各チューブエレメ
ント２の温度分布が局所的に高くなる可能性がある領域
に流入する排気ガスＢの流量を低減して、チューブエレ
メント２等に熱損傷が生じることを有効に防止できる。
【００５６】整流プレート７の面積、間隙９の大きさを
変えることにより、整流プレート７の背後に回り込んで
チューブエレメント２の中央部に流入する排気ガスＢの
速度分布を任意に設定することが可能となる。これによ
り、チューブエレメント２の外側における排気ガスＢの
速度分布を、チューブエレメント２の内側における吸気
Ａの速度分布に比例するように設定して、チューブエレ
メント２の中央部から流出する吸気Ａの温度が局部的に
高くなることを抑制して熱交換効率を高められる。
【００５７】整流プレート７がチューブエレメント２の
直上流側に配置されているため、タービンから排出され
る燃焼ガスの温度不均一によるヒートスポットがチュー
ブエレメント２またはアウターフィン１等に直接当たる
ことを防止できる。また、燃焼器における着火ミス時に
タービンを経てディフューザ２４に排出される未燃焼燃
料がチューブエレメント２またはアウターフィン１に付
着することを防止できる。これに対して、ディフューザ
２４の上流側に設けられる従来のルーバー等にあって
は、未燃焼燃料がチューブエレメント２またはアウター
フィン１に付着する可能性があった。
【００５８】また、整流プレート７はその背後に突出し
た各脚部３１およびスペーサ３０を各チューブエレメン
ト２およびアウターフィン１の上流端部２ｆ，１ｆに接
合させて支持される構造のため、従来のルーバーのよう
にタービンから排出される排気ガスＢの流れに影響する
加振力を受けることが少なく、整流プレート７または脚
部３１等にフラッタが生じることを防止して、その耐久
性を高められる。
【００５９】さらに、整流プレート７およびその脚部３
１等は、従来のルーバーのようにディフューザ２４の上
流側でタービンから排出される流速の高い排気ガスに直
接さらされることがなく、十分な耐熱性を確保できる。
【００６０】整流プレート７は各脚部３１の各穴３２を
挿通するワイヤー３３を介して各チューブエレメント２
に縛り付けられる構造のため、ワイヤー３３が排気ガス
Ｂの流れに付与する圧力損失を小さく抑えられる。
【００６１】また、整流プレート７の支持部材を各チュ
ーブエレメント２およびアウターフィン１の間に介装
し、ロウ付けにより固着する構造も考えられるが、薄い
板金からなるチューブエレメント２およびアウターフィ
ン１の間に剛性の高い支持部材が介在することにより、
ロウ付け時に不均一な力が働き、チューブエレメント２
の変形を来したり、ロウ付けによる結合不良部が発生す
る可能性がある。
【００６２】ワイヤー３３は各チューブエレメント２お
よびアウターフィン１のロウ付け後に組み付けられる構
造のため、ワイヤー３３によりロウ付け不良部等が発生
することを回避できる。
【００６３】次に、図１１に示す他の実施例について説
明する。なお、図１〜９との対応部分には同一符号を用
いて説明する。
【００６４】整流プレート７は円盤状に形成され、各チ
ューブエレメント２およびアウターフィン１の各上流端
２ｆ，１ｆの中央部に対峙して配置される。
【００６５】図１２、図１３にも示すように、整流プレ
ート７に形成されてチューブエレメント２の上流端部２
ｆに着座する突起部として、チューブエレメント２に４
つの脚部３１が一体形成されるとともに、その中央部か
らＸ字状に隆起する凸部３５が一体形成される。整流プ
レート７はこの各脚部３１および凸部３５を各チューブ
エレメント２およびアウターフィン１の上流端部２ｆ，
１ｆに接合させることにより、これらの間に所定の間隙
９が画成される。
【００６６】各脚部３１をチューブエレメント２に締結
する締結具として、ワイヤー３３が設けられる。各脚部
３１のチューブエレメント２に対する接合部にはワイヤ
ー３３を挿通させる穴３２が形成される。穴３２を挿通
するワイヤー３３は、各チューブエレメント２およびア
ウターフィン１の間の排気流路２２を貫通して、それぞ
れの端部が出口ダクト２５側で互いに結ばれる。
【００６７】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
【００６８】ディフューザ２４を通って各チューブエレ
メント２の中央部に向かう排気ガスＢの流れは、整流プ
レート７に衝突し、チューブエレメント２の周辺部に分
散するとともに、その一部が整流プレート７の背後に回
り込んで間隙９からチューブエレメント２の中央部に分
散し、各チューブエレメント２の中央部に流入する排気
ガスＢの速度分布が周辺部より小さくなる。
【００６９】Ｘ字状に隆起する凸部３５のチューブエレ
メント２およびアウターフィン１の上流端部２ｆ，１ｆ
に対する接触面積は小さく、上記整流プレート７の背後
に回り込んで間隙９からチューブエレメント２の中央部
に流入する排気ガスＢの流れを妨げることはほとんどな
い。
【００７０】また、整流プレート７はＸ字状に隆起する
凸部３５を各チューブエレメント２およびアウターフィ
ン１の上流端部２ｆ，１ｆに対して広い範囲で接合させ
て支持される構造のため、十分な支持剛性が得られると
ともに、整流プレート７自体の剛性が高められることに
より、排気ガスＢの流れに影響する加振力を受けて整流
プレート７等にフラッタが生じることがなく、その耐久
性を高められる。
【００７１】次に、図１４、図１５に示したさらに他の
実施例は、整流プレート７に形成されてチューブエレメ
ント２の上流端部２ｆに着座する突起部として、チュー
ブエレメント２に４つの脚部３１が一体形成されるとと
もに、その中央部から突出するスペーサ３６が別体で設
けられるものである。
【００７２】整流プレート７は各脚部３１およびスペー
サ３６を各チューブエレメント２およびアウターフィン
１の上流端部２ｆ，１ｆに接合させることにより、これ
らの間に所定の間隙９が画成される。
【００７３】次に、図１６に示すさらに他の実施例につ
いて説明する。
【００７４】整流プレート７の各脚部３１をチューブエ
レメント２に締結する締結具として、パイプ４１が設け
られる。
【００７５】パイプ４１は各チューブエレメント２およ
びアウターフィン１の間の排気流路２２を貫通して、両
端部４２が図１７に示すようにカシメて広げられること
により、その抜け止めが行われる。
【００７６】パイプ４１はその端部４２がチューブエレ
メント２の上流端部２ｆに当接して抜け止めが行われる
ことにより、パイプ４１に加わる引張力により端部４２
からチューブエレメント２の端部に加わる力を小さく抑
えられる。また、パイプ４１の端部４２とチューブエレ
メント２の端部の間にワッシャ等を介装してもよい。
【００７７】また、パイプ４１はチューブエレメント２
のロウ付け後に組み付けられるため、チューブエレメン
ト２のロウ付け不良等を来すことがない。
【００７８】次に、図１８、図１９に示すさらに他の実
施例について説明する。
【００７９】各チューブエレメント２の周縁部に形成さ
れたフランジ４６とハウジング６の間に介装される支持
枠４３が設けられる。
【００８０】図２０にも示すように、四角形をした支持
枠４３の上辺部４４と下辺部４５に渡って平板状の整流
プレート４７が一体形成される。
【００８１】支持枠４３はハウジング６とフランジ４６
の間に挟持され複数の穴４８に通される図示しないボル
トを介して締結される。このように、支持枠４３はチュ
ーブエレメント２のロウ付け後に組み付けられるため、
チューブエレメント２のロウ付け不良等を来すことがな
い。
【００８２】整流プレート４７の中央部からＸ字状に隆
起する凸部４９が一体形成される。整流プレート７はこ
の各脚部３１および凸部４９を各チューブエレメント２
およびアウターフィン１の上流端部２ｆ，１ｆに接合さ
せることにより、これらの間に所定の間隙９が画成され
る。
【００８３】この場合も、整流プレート４７がチューブ
エレメント２の中央部に配置されることにより、チュー
ブエレメント２の外側における排気ガスＢの速度分布
を、チューブエレメント２の内側における吸気Ａの速度
分布に比例するように設定して、チューブエレメント２
の中央部から流出する吸気Ａの温度が局部的に高くなる
ことを抑制して熱交換効率を高められる。
【００８４】次に、図２１に示すさらに他の実施例につ
いて説明する。
【００８５】図中、５１はタービロータ、５２はタービ
ロータ５１の上流側に設けられるステータである。
【００８６】タービロータ５１の直下流側には整流コー
ン５３が、タービロータ５１と同軸上に並んで設けられ
る。
【００８７】整流プレート５７は環状に形成され、各チ
ューブエレメント２およびアウターフィン１の各上流端
部２ｆ，１ｆの中央部に配置される。
【００８８】図２２にも示すように、整流プレート５７
に形成されてチューブエレメント２の上流端部２ｆに着
座する突起部として、チューブエレメント２に４つの脚
部５９が一体形成されるとともに、その中央部から有底
円筒状に隆起する４つの凸部５５が一体形成される。整
流プレート５７はこの各脚部５９および凸部５５を各チ
ューブエレメント２およびアウターフィン１の上流端部
２ｆ，１ｆに接合させることにより、これらの間に所定
の間隙９が画成される。
【００８９】各脚部３１をチューブエレメント２に締結
する締結具として、ワイヤー３３が設けられる。各脚部
３１のチューブエレメント２に対する接合部にはワイヤ
ー３３を挿通させる穴３２が形成される。穴３２を挿通
するワイヤー３３は、各チューブエレメント２およびア
ウターフィン１の間の排気流路２２を貫通して、それぞ
れの端部が出口ダクト２側で互いに結ばれる。
【００９０】タービロータ５１から排出される排気ガス
Ｂは、整流コーン５３を介してディフューザ２４に流入
し、その一部は整流プレート５７に衝突し、チューブエ
レメント２の周辺部に分散するとともに、その一部が整
流プレート５７の背後に回り込んで間隙９からチューブ
エレメント２の中央部に分散し、各チューブエレメント
２の中央部に流入する排気ガスＢの速度分布が周辺部よ
り小さくなる。
【００９１】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、吸気流路を画成する複数のチューブエレメントと、
互いに積層されたチューブエレメントの間に画成される
排気流路と、タービンから出た排気ガスを排気流路に導
入するディフューザと、ディフューザの内側において各
チューブエレメントの上流端部に間隙をもって対峙する
整流プレートとを備えたため、ディフューザを通って各
チューブエレメントの中央部に向かう排気ガスの流れが
各チューブエレメントの中央部に集中して流入すること
がなく、チューブエレメントの耐熱性を高められ、ター
ビンから排出される燃焼ガスのヒートスポットや未燃焼
燃料がチューブエレメントに直接当たることを防止で
き、チューブエレメントの耐久性を高めれる。
【００９２】請求項２記載の発明は、前記吸気流路に対
して前記排気流路を挟んで二方向から吸気を流入させる
２つの入口流路を備える一方、前記整流プレートを各入
口流路の間に位置する排気流路の断面形を二等分する中
心線に沿って配置したため、チューブエレメントの外側
における排気ガスの速度分布を、チューブエレメントの
内側における吸気の速度分布に比例するように設定し
て、チューブエレメントの中央部から流出する吸気の温
度が局部的に高くなることを抑制して熱交換効率を高め
られる。
【００９３】請求項３記載の発明は、前記整流プレート
に前記チューブエレメントの上流端部に着座する突起部
を形成し、突起部をチューブエレメントに締結する締結
具を前記排気流路を貫通させて配設したため、従来のル
ーバーのようにタービンから排出される排気ガスの流れ
に影響する加振力を受けて、整流プレートまたは突起部
にフラッタが生じることが防止され、また締結具による
圧力損失を低減することができる。
【００９４】請求項４記載の発明は、前記各チューブエ
レメントを収装するハウジングを備えるとともに、各チ
ューブエレメントの周縁部とハウジングの間に介装され
る支持枠を備え、前記整流プレートをこの支持枠を介し
てハウジングに支持するため、整流プレートの支持強度
が十分に確保されるとともに、チューブエレメントのロ
ウ付け時に支持枠を介して不均一な力が働くことがな
く、チューブエレメントの変形を来したり、ロウ付けに
よる結合不良部が発生することを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における熱交換器の断面図。
【図２】同じく熱交換器の断面図。
【図３】同じく熱交換器の横断面図。
【図４】同じく熱交換器の流路構成を示す斜視図。
【図５】同じく整流プレートの平面図。
【図６】同じく図５のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図７】同じくチューブエレメントおよび整流プレート
等の断面図。
【図８】同じく吸気流路における吸気の流速分布を示す
図。
【図９】同じくチューブエレメントにおける温度分布を
示す図。
【図１０】同じく排気流路における排気ガスの流れを示
す図。
【図１１】他の実施例を示す整流プレートおよびチュー
ブエレメントの正面図。
【図１２】同じくチューブエレメントおよび整流プレー
ト等の断面図。
【図１３】同じく整流プレートおよびワイヤーの斜視
図。
【図１４】さらに他の実施例を示す整流プレートの正面
図。
【図１５】同じく図１４のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図１６】さらに他の実施例を示すチューブエレメント
および整流プレート等の断面図。
【図１７】同じくパイプの斜視図。
【図１８】さらに他の実施例を示す整流プレートおよび
チューブエレメントの正面図。
【図１９】同じくチューブエレメントおよび整流プレー
ト等の断面図。
【図２０】同じく整流プレートの斜視図。
【図２１】さらに他の実施例を示すチューブエレメン
ト、整流プレートおよびタービロータ等の断面図。
【図２２】同じく整流プレートの斜視図。
【図２３】従来例を示す熱交換器の断面図。
【図２４】従来例を示す排気流路構造の断面図。
【符号の説明】
１ アウターフィン ２ チューブエレメント ３ インナーフィン ４ 入口流路 ５ 出口流路 ６ ハウジング ７ 整流プレート ９ 間隙 １６ 入口空間 １７ 出口空間 ２１ 吸気流路 ２２ 排気流路 ２４ ディフューザ ３１ 脚部（突起部） ３２ スペーサ（突起部） ２３ ワイヤー（締結具） ４３ 支持枠 ４７ 整流プレート

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸気が流れる吸気流路を画成する複数の
    チューブエレメントと、互いに積層されたチューブエレ
    メントの間に画成される排気流路と、タービンから出た
    排気ガスを排気流路に導入するディフューザと、ディフ
    ューザの内側において各チューブエレメントの上流端部
    に間隙をもって対峙する整流プレートとを備えたことを
    特徴とするガスタービンの流路構造。
  2. 【請求項２】 前記吸気流路に対して前記排気流路を挟
    んで二方向から吸気を流入させる２つの入口流路を備え
    る一方、前記整流プレートを各入口流路の間に位置する
    排気流路の断面形を二等分する中心線に沿って配置した
    ことを特徴とする請求項１記載のガスタービンの流路構
    造。
  3. 【請求項３】 前記整流プレートに前記チューブエレメ
    ントの上流端部に着座する突起部を形成し、突起部をチ
    ューブエレメントに締結する締結具を前記排気流路を貫
    通させて配設したことを特徴とする請求項１または２記
    載のガスタービンの流路構造。
  4. 【請求項４】 前記各チューブエレメントを収装するハ
    ウジングを備えるとともに、各チューブエレメントの周
    縁部とハウジングの間に介装される支持枠を備え、前記
    整流プレートをこの支持枠を介してハウジングに支持し
    たことを特徴とする請求項１または２記載のガスタービ
    ンの流路構造。
JP18407393A 1993-07-26 1993-07-26 ガスタービンの流路構造 Expired - Fee Related JP3326883B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18407393A JP3326883B2 (ja) 1993-07-26 1993-07-26 ガスタービンの流路構造

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18407393A JP3326883B2 (ja) 1993-07-26 1993-07-26 ガスタービンの流路構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0735492A true JPH0735492A (ja) 1995-02-07
JP3326883B2 JP3326883B2 (ja) 2002-09-24

Family

ID=16146913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18407393A Expired - Fee Related JP3326883B2 (ja) 1993-07-26 1993-07-26 ガスタービンの流路構造

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3326883B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1079194A2 (en) * 1999-08-23 2001-02-28 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for preventing plate type heat exchanger from blockage
WO2002090860A1 (fr) * 2001-03-01 2002-11-14 Valeo Termico S.A. Echangeur de chaleur pour gaz
JP2014235101A (ja) * 2013-06-03 2014-12-15 株式会社堀場製作所 排ガスサンプリング装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104197771B (zh) * 2014-09-12 2016-01-20 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 一种用于热交换器板束气体入口的均流结构

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1079194A2 (en) * 1999-08-23 2001-02-28 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for preventing plate type heat exchanger from blockage
EP1079194B1 (en) * 1999-08-23 2004-01-21 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for preventing plate type heat exchanger from blockage
US6848501B2 (en) 1999-08-23 2005-02-01 Nippon Shokubai Co., Ltd Method for preventing plate type heat exchanger from blockage
WO2002090860A1 (fr) * 2001-03-01 2002-11-14 Valeo Termico S.A. Echangeur de chaleur pour gaz
GB2391931A (en) * 2001-03-01 2004-02-18 Valeo Termico Sa Heat exchanger for gas
JP2014235101A (ja) * 2013-06-03 2014-12-15 株式会社堀場製作所 排ガスサンプリング装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3326883B2 (ja) 2002-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7413053B2 (en) Acoustic resonator with impingement cooling tubes
JPH0828257A (ja) 二重排気管
US20120043063A1 (en) Exhaust gas heat exchanger and method of operating the same
US7322403B2 (en) Heat exchanger with modified tube surface feature
JP3685890B2 (ja) 熱交換器
JPH0735492A (ja) ガスタービンの流路構造
JP2743800B2 (ja) 積層型熱交換器
JP3165611B2 (ja) ガスタービン冷却空気導入装置
JP3384600B2 (ja) 積層型熱交換器
JP2007211748A (ja) 熱交換器及び熱発電装置
KR20000049191A (ko) 열 교환기
JPH09210590A (ja) 熱交換器の流路構造
JPH09273886A (ja) 積層型熱交換器
JP3006394B2 (ja) 内燃機関の排気マニホルド
JP7198431B2 (ja) バーナユニットおよび温水装置
JP3119277B2 (ja) 凝縮器の取り付け装置
US6209630B1 (en) Heat exchanger
KR20010020122A (ko) 주변부에 플랜지결합된 테두리가 있는 포트를 구비한 직교류식 및 역류식 플레이트형 열교환기
JPH11141879A (ja) ガスタービン燃焼器ライナ構造
JP3393670B2 (ja) パイプ製インテークマニホールド
JPH1151591A (ja) 積層型熱交換器
JP2932891B2 (ja) 積層型熱交換器
JP3917618B2 (ja) ガスタービンの伝熱促進リブ付きスクロール
JP3685888B2 (ja) 熱交換器
JPH0624711Y2 (ja) 車両用熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080712

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090712

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees