JPH1137674A

JPH1137674A - 環状型熱交換器

Info

Publication number: JPH1137674A
Application number: JP19018497A
Authority: JP
Inventors: Hajime Ichikawa; 肇市川; Shigeru Sato; 繁佐藤
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】熱交換を行う流体間で熱交換が効率よく行い得
ないという問題があった。【解決手段】内筒２と外筒３とを同軸配置し、両筒によ
り形成される第１の流体通路６と、前記第１の流体通路
６内に前記内筒２を螺旋状に巻回するように配置され、
その内部が第２の流体通路とされたパイプ７と、内筒２
の外面に前記パイプ７を支持する支持部材２６とを備
え、第１の流体６ａと第２の流体７ａとの間で熱交換を
行う環状型熱交換器２５において、前記支持部材２６
は、内筒２を巻回するように螺旋状に形成され、前記外
筒３側先端に前記パイプ７が固定され、該パイプ７と共
に、前記第１の流体を螺旋状に流通させる螺旋状通路と
なるように、第１の流体通路６を区画していることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電所等で生じる
高温の流体と低温の流体とで熱交換を行う熱交換器のう
ち、熱交換を行う流体を導入する通路が環状に形成され
た環状型熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】環状型熱交換器の一例としては、図３か
ら図５に示されるものがある。これらの図に示すよう
に、環状型熱交換器１は、一定間隔を隔てて同軸配置さ
れた内筒２、外筒３と、これら内筒２と外筒３とで形成
される空間部を閉塞する上端面板４と下端面板５とを有
する。内筒２と外筒３との間の空間部は、外観筒状の第
１の流体通路６を構成しており、この第１の流体通路６
内には、内筒２に巻回させた状態で第２の流体通路を構
成するパイプ７が螺旋状に配置されている。第１の流体
通路６内には、第１の流体６ａが導入され、第２の流体
通路を構成するパイプ７内には、第２の流体７ａが導入
される。第２の流体通路を構成するパイプ７は、支持部
材９により内筒２に支持されている。また、外筒３に
は、第１の流体通路６内の上部に液体を導入する導入パ
イプ１０が接続され、更にその下部には導出パイプ１１
が接続されている。第２の流体通路を構成するパイプ７
の一端１２は、上端面板４を通して上方に導出され、第
２の流体通路を構成するパイプ７の他端１３も同様に下
端面板５を通して下方に導出されている。

【０００３】前記支持部材９は、図５（ａ）に示すよう
に、内筒２外面に固定するための固定部１４と、第２の
流体通路を構成するパイプ７を接続する接続部１５とか
らなるＬ型板体である。この支持部材９は、内筒２の軸
方向に向けて配置されている。接続部１５の先端面１５
ａには、複数の溝１６が設けられ、この溝１６内に所定
の固定手段によって、第２の流体通路を構成するパイプ
７が固定されている。なお、支持部材９は、図４に示す
ように、内筒２の外面に外筒３の周方向に一定間隔をお
いて、４ヶ所固定されている。また、第２の流体通路を
構成するパイプ７の支持部材としては、上記の支持部材
９に代えて、図５（ｂ）に示す支持部材１７を用いたも
のもある。支持部材１７は、固定部１８と接続部１９と
からなるＬ型の部材であり、固定部１８が内筒２外面に
固定され、接続部１９の先端に設けられた溝１９ａに第
２の流体通路を構成するパイプ７が接続されている。い
ずれの支持部材であっても、第１の流体通路６には、第
１の流体６ａを通し、螺旋状に配設された第２の流体通
路を構成するパイプ７内には、第２の流体７ａを通し、
第１の流体通路６内において、第２の流体通路を構成す
るパイプ７を中に介在させた状態で、第１の流体６ａと
第２の流体７ａとの間で熱交換を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の図３
から図５に示す環状型熱交換器１は、第２の流体通路を
構成するパイプ７の外周面７ｂと外筒３の内面との間
が、大きな空間となっているので、導入パイプ１０から
導入した第１の流体６ａが自重落下して流れが主に上方
から下方への流れとなり、導入パイプ１０から導出パイ
プ１１の間におけるパイプ７の各所を迂回すること無
く、短い流路を通って流出する。したがって、第１の流
体６ａが、パイプ７側に接する接触時間が十分取れず、
第１の流体６ａとパイプ７内の第２の流体７ａとの間で
熱交換が効率良く行い得ないという問題があった。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、熱交換の効率を高めた環状型熱交換器を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の環状型熱交換器
では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用し
た。すなわち、内筒と外筒とを同軸的に配置して、両筒
間により形成される第１の流体通路と、前記第１の流体
通路内に前記内筒を螺旋状に巻回するように配置され、
その内部が第２の流体通路とされたパイプと、前記内筒
の外面に前記パイプを支持する支持部材とを備え、前記
第１の流体通路内に導入する第１の流体と、前記第２の
流体通路内に導入する第２の流体との間で、熱交換を行
う環状型熱交換器において、前記支持部材は、前記内筒
を巻回するように螺旋状に形成されると共に、前記外筒
側への先端に前記パイプを固定した状態でその内端が前
記内筒に固定され、該パイプと共に、前記第１の流体を
螺旋状に流通させる螺旋状通路となるように、前記第１
の流体通路を区画していることを特徴とする。

【０００７】この環状型熱交換器では、第１の流体通路
内に導入された第１の流体は、内筒を巻回するように螺
旋状に形成された支持部材と、支持部材の外筒側への先
端に固定されたパイプとにより案内されて、螺旋状に内
筒外面を巻回し、パイプと長時間触れることになる。

【０００８】請求項２記載の環状型熱交換器によれば、
前記パイプの外周面と外筒の内面との間には、パイプの
熱膨張を考慮した一定の間隙が形成されていることを特
徴とする。この環状型熱交換器では、パイプの熱膨張に
よっても、このパイプと外筒との干渉が防止される。

【０００９】請求項３記載の環状型熱交換器によれば、
前記支持部材は、前記内筒外面に固定される第１の帯状
板部と、該第１の帯状板部から外筒側へと延出する第２
の帯状板部とを備えて、断面Ｌ型に形成され、前記第２
の帯状板部の外筒側先端に、前記パイプが固定されてい
ることを特徴とする。この環状型熱交換器では、第１の
流体が、第２の帯状板部及びパイプにより案内される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は、本発明による環状型熱
交換器２５を示す図であって、図において符号２は内
筒、３は外筒、４は上端面板、５は下端面板、６は第１
の流体通路、６ａは第１の流体通路内に導入する第１の
液体、７は第２の流体通路を構成するパイプ、７ａはパ
イプ７内に導入する第２の液体、７ｂはパイプ７の外周
面、１０は導入パイプ、１１は導出パイプ、１２はパイ
プ７の一端、１３はパイプ７の他端であり、これらは図
３から図５に示す従来の環状型熱交換器１と同一の構成
である。図２に示すように、環状型熱交換器２５におけ
る支持部材２６は、内筒２外面に固定するための第１の
帯状板部２７と第２の流体通路を構成するパイプ７を接
続する第２の帯状板部２８とからなる断面Ｌ型の形状を
持つ部材を、内筒２の外面に螺旋状に巻回して構成され
たものである。第１の帯状板部２７は、内筒２の外面に
固定され、第２の帯状板部２８には、外筒３側先端に所
定の固定手段によって、パイプ７が固定されている。パ
イプ７の外周面７ｂと外筒３の内面との間には、一定寸
法Ｌの間隙が形成されている。この間隙の寸法として、
例えば、パイプ７、内筒２、外筒３、支持部材２６の材
質をステンレス、内筒の外径を８００ｍｍ外筒の内径を
１０００ｍｍとした場合、３ｍｍから５ｍｍとするのが
好ましい。

【００１１】上記の環状型熱交換器２５においては、第
１の流体通路６内に第１の液体６ａを通して、第２の流
体通路を構成するパイプ７に第２の液体７ａを通して使
用される。第１の流体通路６には、内筒２外面と外筒３
内面とパイプ７と支持部材２６とで空間が形成され、そ
の空間が内筒２外面に螺旋状に巻回されているので、第
１の流体通路６上部に導入された第１の液体６ａは、パ
イプ７と断面Ｌ型の支持部材２６とに案内されて、螺旋
状に内筒２外面を巡り、導出パイプ１１に至る。

【００１２】上記の環状型熱交換器２５によれば、第１
の流体通路６内に導入された第１の液体６ａが、長距
離、長時間に渡って第２の流体通路を構成するパイプ７
に接するので、第１の液体６ａとパイプ７内の第２の液
体７ａとの間での熱交換の効率が、飛躍的に向上する。
また、支持部材２６は、第１の帯状板部２７により、内
筒外面への取付が容易である。さらに、前記パイプ７の
外周面７ｂと外筒３の内面との間には、パイプ７の熱膨
張を考慮した一定寸法Ｌの間隙が形成されているので、
パイプ７が熱膨張した場合にも外筒３とパイプ７との干
渉を防止でき、パイプ７の変形、損傷を防止することが
できる。なお、上述した実施の形態では、断面Ｌ型の支
持部材について説明したが、他の支持部材として、例え
ば、一端が内筒２外面に固定される固定部分と多端がパ
イプ７を接続する接続部分とから構成され、パイプ７と
共に内筒２の外面に螺旋状に巻回される帯状板体を適用
することができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明の環状型熱交換器によれば、支持
部材がパイプと共に第１の流体通路を螺旋状に区画して
いるので、第１の流体通路に導入された第１の流体は、
パイプと支持部材に案内されて、螺旋状に内筒外面を巡
り、長距離、長時間に渡ってパイプに接するので、第１
の流体と第２の流体との間での熱交換の効率を、飛躍的
に向上させることができる。また、パイプの外周面と外
筒の内面との間には、パイプの熱膨張を考慮した一定の
間隙が設けられていることから、パイプの熱膨張によ
り、パイプと外筒との干渉を防止することができる。さ
らに、支持部材は、第１の帯状板部を有するので、内筒
外面に容易に固定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す図であり、環状型
熱交換器を一部欠落させて見た斜視図である。

【図２】図１に示す環状型熱交換器の要部の斜視図で
ある。

【図３】従来の環状型熱交換器の一部を欠落させて見
た斜視図である。

【図４】従来の環状型熱交換器の平断面図である。

【図５】（ａ）は、従来の環状型熱交換器の支持部材
周辺部の斜視図である。（ｂ）は、従来の環状型熱交換
器において、別の支持部材を用いた場合の支持部材周辺
部の斜視図である。

【符号の説明】

２内筒３外筒４上端面板５下端面板６第１の流体通路６ａ第１の流体７パイプ７ａ第２の流体７ｂパイプ７の外周面２５環状型熱交換器２６支持部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内筒と外筒とを同軸的に配置して、両筒
間により形成される第１の流体通路と、前記第１の流体通路内に前記内筒を螺旋状に巻回するよ
うに配置され、その内部が第２の流体通路とされたパイ
プと、前記内筒の外面に前記パイプを支持する支持部材とを備
え、前記第１の流体通路内に導入する第１の流体と、前記第
２の流体通路内に導入する第２の流体との間で、熱交換
を行う環状型熱交換器において、前記支持部材は、前記内筒を巻回するように螺旋状に形
成されると共に、前記外筒側への先端に前記パイプを固
定した状態でその内端が前記内筒に固定され、該パイプ
と共に、前記第１の流体を螺旋状に流通させる螺旋状通
路となるように、前記第１の流体通路を区画しているこ
とを特徴とする環状型熱交換器。
【請求項２】請求項１記載の環状型熱交換器におい
て、前記パイプの外周面と外筒の内面との間には、パイプの
熱膨張を考慮した一定の間隙が形成されていることを特
徴とする環状型熱交換器。
【請求項３】請求項１記載の環状型熱交換器におい
て、前記支持部材は、前記内筒外面に固定される第１の帯状
板部と、該第１の帯状板部から外筒側へと延出する第２の帯状板
部とを備えて、断面Ｌ型に形成され、前記第２の帯状板部の外筒側先端に、前記パイプが固定
されていることを特徴とする環状型熱交換器。