JPS5843391A - 多管式熱交換器 - Google Patents
多管式熱交換器Info
- Publication number
- JPS5843391A JPS5843391A JP13977381A JP13977381A JPS5843391A JP S5843391 A JPS5843391 A JP S5843391A JP 13977381 A JP13977381 A JP 13977381A JP 13977381 A JP13977381 A JP 13977381A JP S5843391 A JPS5843391 A JP S5843391A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tubes
- tube
- working fluid
- heat
- larger
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-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 being arranged in parallel spaced relation
- F28D7/1615—Heat-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 being arranged in parallel spaced relation the conduits being inside a casing and extending at an angle to the longitudinal axis of the casing; the conduits crossing the conduit for the other heat exchange medium
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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は貫流式熱交換器の一種である多管式熱交換器の
多管構造の改良に関する。 □例えば小型の蒸気原動
機の一気発□生器として用いられる多管式熱交換器は、
従来例として第１図（Ａ）、 （Ｂ）に示すように、管
１を多数配列して管群となし、該管群に、受熱す一低温
動作流体゛を導入−路２を介して導入し流通セ誓九後、
戻”ｂ通路３を介して排出する一方１．授熱する高温動
作流体を管群に直交する方向から（例えば図で紙宍から
紙背へ）管群の管相互間に流通せしめ、もって管１の鐘
を介して両動作流体間に熱の授受主させ、管１内部を流
通する低温−作流体Ｋｌｉ気を発生させてｉる。
多管構造の改良に関する。 □例えば小型の蒸気原動
機の一気発□生器として用いられる多管式熱交換器は、
従来例として第１図（Ａ）、 （Ｂ）に示すように、管
１を多数配列して管群となし、該管群に、受熱す一低温
動作流体゛を導入−路２を介して導入し流通セ誓九後、
戻”ｂ通路３を介して排出する一方１．授熱する高温動
作流体を管群に直交する方向から（例えば図で紙宍から
紙背へ）管群の管相互間に流通せしめ、もって管１の鐘
を介して両動作流体間に熱の授受主させ、管１内部を流
通する低温−作流体Ｋｌｉ気を発生させてｉる。
かかる多管式熱−換−は、これを小皺の蒸気原動機用と
して用いる場合等、管径を小さくして管の本数を多くシ
、もって熱交換器単位体積めたりｅ４Ｒ熱面積を増大さ
せ、熱交換性−の向上を図っていゐ。
して用いる場合等、管径を小さくして管の本数を多くシ
、もって熱交換器単位体積めたりｅ４Ｒ熱面積を増大さ
せ、熱交換性−の向上を図っていゐ。
しかしかかる多管式熱交換器にあっては、高温動作環体
の流れに沿？Ｎ熱の授受がなされる丸め、高−動作流体
が下流１１に行くに従って、温度−！工低くなる温度勾
配を示す１のに対し、低温動作流体の流れる管の内外径
が管群全体に亘って均一に構成されているため、高温動
作一体の上流側に位−す、ゐ管の熱角荷が増大する。ま
た前記上１１１１ｍに位−する管を流通する動作流体は
高温に曝されることで沸騰が漱しくなされ、これによっ
て流体の重量流量が低下するので、轟鉄管が更に加熱さ
れて熱負楯の上昇を助長し、熱変形を生じるおそれが生
じた。
の流れに沿？Ｎ熱の授受がなされる丸め、高−動作流体
が下流１１に行くに従って、温度−！工低くなる温度勾
配を示す１のに対し、低温動作流体の流れる管の内外径
が管群全体に亘って均一に構成されているため、高温動
作一体の上流側に位−す、ゐ管の熱角荷が増大する。ま
た前記上１１１１ｍに位−する管を流通する動作流体は
高温に曝されることで沸騰が漱しくなされ、これによっ
て流体の重量流量が低下するので、轟鉄管が更に加熱さ
れて熱負楯の上昇を助長し、熱変形を生じるおそれが生
じた。
本発明は従来装置の上記の如き不都合を除去すべくなさ
れたもので、高温動作流体の上流側に位置する管の内外
径を下流側に位置する管のそれらよりも相対的に太くす
る仁とにより、尚蚊管の単位面積当りの熱負荷を軽減し
九ものである。
れたもので、高温動作流体の上流側に位置する管の内外
径を下流側に位置する管のそれらよりも相対的に太くす
る仁とにより、尚蚊管の単位面積当りの熱負荷を軽減し
九ものである。
本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて説明する
。
。
第２図及び第３図線、既述した蒸気原動機の蒸気発生器
として用いる多管式熱交換器に本、発明を適用し九実施
例を示すもので、受熱する即ち蒸発する低温動作流体は
、流入通路１１からケーシング１２に形成したギヤラリ
１３を介し、該ギヤラリ１３に夫々の一端が連通ずる多
数配設された管゛に＄Ａ−Ｊｔ″−１°−，，”Ｉ！１
“°鶴が４酎るギヤラリ１５を介し流出通路１６へと導
き出される。
として用いる多管式熱交換器に本、発明を適用し九実施
例を示すもので、受熱する即ち蒸発する低温動作流体は
、流入通路１１からケーシング１２に形成したギヤラリ
１３を介し、該ギヤラリ１３に夫々の一端が連通ずる多
数配設された管゛に＄Ａ−Ｊｔ″−１°−，，”Ｉ！１
“°鶴が４酎るギヤラリ１５を介し流出通路１６へと導
き出される。
一方、授熱する高温の動作流体は、前記ケーシング１２
とガスケット１８を介しボルト１７によって連結された
動作流体入口通路２１により、ケーシング１２内の前記
管１４相互間に管１４と交叉する方向こζでは直交方向
に導入され、ここで管１４内の動作流体を加熱して蒸発
させると共に自から線温度が低下した流体となって、ケ
ーシン／１２に同じ＜ボルト１９により連結された動作
流体出口通路２２を介し導き出される。
とガスケット１８を介しボルト１７によって連結された
動作流体入口通路２１により、ケーシング１２内の前記
管１４相互間に管１４と交叉する方向こζでは直交方向
に導入され、ここで管１４内の動作流体を加熱して蒸発
させると共に自から線温度が低下した流体となって、ケ
ーシン／１２に同じ＜ボルト１９により連結された動作
流体出口通路２２を介し導き出される。
かかる構成において本発明で紘、前記管１４群のうち高
温動作流体流れの上流側に位置する複数本の管１４ムを
これより下流側に位置する複数の管１４Ｂよりもその内
外径を大とするら従って上記構成によると、高温の動作
流体はまず内外径の大きな管１．４ムに衝突してその外
方空間を流れ次いで内外径の小さ表管１４Ｂに衝突して
流れる。このとき、高温動作流体の上流側に位置する大
径の−’ｊ４Ａは、その内部を流れる低温動作流体の流
量が大なため熱容量が大であるから、 ′温度低
下の少い高温流体と低温流体との温度差が大きく両流体
間の移動熱量（熱流束）が大きくとも、過剰な蒸気化（
核沸騰・パーンアウト等）が表されないので管１４Ａ壁
に働く熱負荷は小さい。
温動作流体流れの上流側に位置する複数本の管１４ムを
これより下流側に位置する複数の管１４Ｂよりもその内
外径を大とするら従って上記構成によると、高温の動作
流体はまず内外径の大きな管１．４ムに衝突してその外
方空間を流れ次いで内外径の小さ表管１４Ｂに衝突して
流れる。このとき、高温動作流体の上流側に位置する大
径の−’ｊ４Ａは、その内部を流れる低温動作流体の流
量が大なため熱容量が大であるから、 ′温度低
下の少い高温流体と低温流体との温度差が大きく両流体
間の移動熱量（熱流束）が大きくとも、過剰な蒸気化（
核沸騰・パーンアウト等）が表されないので管１４Ａ壁
に働く熱負荷は小さい。
従って管１４Ａの熱変形を防止することができる。
一方、熱伝達の観点からすると、高温動作流体の上流＠
に位−する内外径の大な管１４Ａは単位体積あたりの伝
熱面積が小さくなるが、この部分での熱交換は両流体が
矢きな温度差でなされることから、さ＃１ど熱交換氷墓
くなるととはない。
に位−する内外径の大な管１４Ａは単位体積あたりの伝
熱面積が小さくなるが、この部分での熱交換は両流体が
矢きな温度差でなされることから、さ＃１ど熱交換氷墓
くなるととはない。
こｉらのことから本発明を、従来の等径の多管を用いた
熱交換器に比−して、その熱交換□性能を等しく設定し
た場合に、管１４Ａの熱負荷による熱変形を防ぐことが
できる。
熱交換器に比−して、その熱交換□性能を等しく設定し
た場合に、管１４Ａの熱負荷による熱変形を防ぐことが
できる。
高温動作流体の下流側に配設した管１４Ｂは、上流側の
管１４ムの単位体積当りの伝熱面積減少分だけ従来装置
よりもわずか高い温度を保つ九高温動−流体と衝突し、
その内部を流れる低温動作流体と伝熱面積を減少するこ
となく効率良く熱交換が可能であると共に、鉄管１４Ｂ
に熱変形を４尋る程の高温な動作流体でない故に耐−性
については問題が生じない。
管１４ムの単位体積当りの伝熱面積減少分だけ従来装置
よりもわずか高い温度を保つ九高温動−流体と衝突し、
その内部を流れる低温動作流体と伝熱面積を減少するこ
となく効率良く熱交換が可能であると共に、鉄管１４Ｂ
に熱変形を４尋る程の高温な動作流体でない故に耐−性
については問題が生じない。
尚、上記実施例において紘高温動作流体の流れ方向に沿
って内外径の異なる２種の管１４Ａ１１４Ｂを配設した
が、これに限らず第４図に示すように高温動作流体の上
流側から下流側に向けて□順次、着しく拡段階的に順次
、内外径が大から小に移行する多種の異径管１４ ＆、
１４ Ｊ １４ ａｓ１４ｄ１・・・・・・を配設
してもよい。
って内外径の異なる２種の管１４Ａ１１４Ｂを配設した
が、これに限らず第４図に示すように高温動作流体の上
流側から下流側に向けて□順次、着しく拡段階的に順次
、内外径が大から小に移行する多種の異径管１４ ＆、
１４ Ｊ １４ ａｓ１４ｄ１・・・・・・を配設
してもよい。
このようにすれば管内外を流れる高温動作流体と低温動
作流体との温度差に応じ、管が熱変形を生じない範囲内
でかつ単位体積当りの管の伝熱面積を最大にすべく管径
を選択することができ、もって上流側の管径を必要以上
に大径にして熱交換効率を低減するような不都合を排除
可能と々る。
作流体との温度差に応じ、管が熱変形を生じない範囲内
でかつ単位体積当りの管の伝熱面積を最大にすべく管径
を選択することができ、もって上流側の管径を必要以上
に大径にして熱交換効率を低減するような不都合を排除
可能と々る。
以上述べたように本発明によると、高温動作流体の上流
側に位置する低温動作流体流通用管の内外径を下流側に
位置するものより相対的に大径にしたりで、該上流側に
位置する管の熱負荷を軽減し、管の耐久性を向上させる
ことができる。
側に位置する低温動作流体流通用管の内外径を下流側に
位置するものより相対的に大径にしたりで、該上流側に
位置する管の熱負荷を軽減し、管の耐久性を向上させる
ことができる。
未 −一の簡早な説明
、ｌＩ！１図は従来の多管式熱交換器を示し、（Ａ）は
正面図、（Ｂ）は（Ａ）の［４矢視断面図、第２図は本
発明の一実施例を示す多管式熱交換器の一部切断正面図
、第３図は同上の■−■矢視断血図、第４図は本発明の
他の実施例を示す第３１の変形態様図である。
正面図、（Ｂ）は（Ａ）の［４矢視断面図、第２図は本
発明の一実施例を示す多管式熱交換器の一部切断正面図
、第３図は同上の■−■矢視断血図、第４図は本発明の
他の実施例を示す第３１の変形態様図である。
１２・・・ケーシン／ １４・・・’１ １４Ａ
・・・−Ｌ流側の管 １４Ｂ・・・下流側の管 １
４ｍ、１４ ｂｘ １４ Ｃｓ １４ ｄ”・・・・
・・・上流軸から順次並べた管 ２１・・・動作流
体入口通路 ２２・・・動作流体出口通路 特 許 出 願 人 日産自動車株式会社代理人弁理士
笹 島 富二雄 １（ 、′１：ｌ：、。
・・・−Ｌ流側の管 １４Ｂ・・・下流側の管 １
４ｍ、１４ ｂｘ １４ Ｃｓ １４ ｄ”・・・・
・・・上流軸から順次並べた管 ２１・・・動作流
体入口通路 ２２・・・動作流体出口通路 特 許 出 願 人 日産自動車株式会社代理人弁理士
笹 島 富二雄 １（ 、′１：ｌ：、。
第１ 図（Ａ）
■
、 １ ′
」
Claims (1)
- 受熱する内部を高温動作流体が流れる管を多数配列して
なる管群と、低温動作流体が誼管群の間を管群に交叉す
る方向に流れる通路と、を有し、両流体間に熱の授受を
行わしめる多管式熱交換器において、前記管群を構成す
ゐ管のうち、高温動作流体流れの下流−に位置する管よ
ｉも上流側に位置す１管の内外径を相対的に大にしたこ
とを特徴とする多管式熱交換器。 ・
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13977381A JPS5843391A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | 多管式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13977381A JPS5843391A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | 多管式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5843391A true JPS5843391A (ja) | 1983-03-14 |
Family
ID=15253071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13977381A Pending JPS5843391A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | 多管式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5843391A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020076511A (ja) * | 2018-11-05 | 2020-05-21 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 熱交換器及びそれを備えたボイラ、並びに熱交換方法 |
-
1981
- 1981-09-07 JP JP13977381A patent/JPS5843391A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020076511A (ja) * | 2018-11-05 | 2020-05-21 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 熱交換器及びそれを備えたボイラ、並びに熱交換方法 |
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