JPS5933828B2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPS5933828B2 JPS5933828B2 JP8662179A JP8662179A JPS5933828B2 JP S5933828 B2 JPS5933828 B2 JP S5933828B2 JP 8662179 A JP8662179 A JP 8662179A JP 8662179 A JP8662179 A JP 8662179A JP S5933828 B2 JPS5933828 B2 JP S5933828B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- tube
- shell
- heat transfer
- condensation chamber
- 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
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
- F28D7/02—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 helically coiled
- F28D7/024—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 helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
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】
本発明は、相変化の伴なう流体の熱交換器に関するもの
である。
である。
ＬＮＧ冷熱利用発電におけるランキンサイクルでは媒体
、例えばエチレンのタービンの排気及び損気をＬＮＧで
冷却、凝縮させる熱交換器がある。
、例えばエチレンのタービンの排気及び損気をＬＮＧで
冷却、凝縮させる熱交換器がある。
この熱交換器ではＬＮＧが蒸発し、エチレンが凝縮して
、何れも相変化が生じる。ＬＮＧは、メタン、エタンな
どの混合体である為、エンタルピの広い範囲にわたつて
二相状態で存在する。
、何れも相変化が生じる。ＬＮＧは、メタン、エタンな
どの混合体である為、エンタルピの広い範囲にわたつて
二相状態で存在する。
従つて上記ランキンサイクルの凝縮器は何れも二相流で
、排気凝縮器と損気凝縮器の間は二相流となる。このこ
とは、損気凝縮器が管内にＬＮＧを流す構造の場合、各
管への流量に不均衡が生じる。
、排気凝縮器と損気凝縮器の間は二相流となる。このこ
とは、損気凝縮器が管内にＬＮＧを流す構造の場合、各
管への流量に不均衡が生じる。
この問題を解決するには、損気凝縮器を竪型にして、管
外にＬＮＧを流す構造（管内はエチレンが凝縮する）に
すれば良いのであるが、損気凝縮器の高さが大きくなる
ので具合が悪い。管内に二相流を流すことを前提にして
、均一分配を行なわせるには排気凝縮器と損気凝縮器と
を並列管を延長して連結してしまえば良いが、排気と損
気は圧力、温度が異なるので、両者の凝縮室は相互に気
密にしておくことが必要である。
外にＬＮＧを流す構造（管内はエチレンが凝縮する）に
すれば良いのであるが、損気凝縮器の高さが大きくなる
ので具合が悪い。管内に二相流を流すことを前提にして
、均一分配を行なわせるには排気凝縮器と損気凝縮器と
を並列管を延長して連結してしまえば良いが、排気と損
気は圧力、温度が異なるので、両者の凝縮室は相互に気
密にしておくことが必要である。
また凝縮器を横型にした際、伝熱管が直管であると上下
の伝熱の不均衡、胴との膨脹差などの問題が生じる。本
発明は上記諸事情に鑑みなされたものであり、複数の同
心円周上に適当な間隔で伝熱管が配設され、該伝熱管の
両端と中間に管板が気密に嵌装固定さ礼各管板間では伝
熱管がコイル状に巻かれ、伝熱管群の外周側には胴が技
芸されて管板にて仕切られた胴内に排気凝縮室と損気凝
縮室とが形成されていることを特徴とする熱交換器を提
供せんとするものである。
の伝熱の不均衡、胴との膨脹差などの問題が生じる。本
発明は上記諸事情に鑑みなされたものであり、複数の同
心円周上に適当な間隔で伝熱管が配設され、該伝熱管の
両端と中間に管板が気密に嵌装固定さ礼各管板間では伝
熱管がコイル状に巻かれ、伝熱管群の外周側には胴が技
芸されて管板にて仕切られた胴内に排気凝縮室と損気凝
縮室とが形成されていることを特徴とする熱交換器を提
供せんとするものである。
以下本発明による熱交換器の一実施例を図によつて説明
すると、伝熱管１は複数同心円周上に適当な間隔でもつ
て配設さ礼者伝熱管１の両端は管板２及び３に、中間は
管板４に貫通され気密に固定されている。
すると、伝熱管１は複数同心円周上に適当な間隔でもつ
て配設さ礼者伝熱管１の両端は管板２及び３に、中間は
管板４に貫通され気密に固定されている。
そして管板２、４間及び管板３、４間における各伝熱管
１は同一円周上の伝熱管同志が一定の間隔で存在するよ
うにコイル状に巻かれている。伝熱管群の外周側には胴
５が技芸され、管板２、３、４が胴５の内周面に溶接に
て気密に固定されている。管板２、４間の胴５の外周上
部には導入管６が、外周下部には凝縮液溜８が設けられ
、管板３、４間の胴５の外周上部には導入管Ｔが、外周
下部には凝縮液溜９が設けられて、胴５内に排気凝縮室
１０と抽気凝縮室１１が形成されている。胴５の両端に
は入口管１２と出口管１３が設けられている。尚、１４
は排気凝縮室１０と抽気凝縮室１１での流量分配の為に
胴５内の上部に水平に張設した多孔板で；：その孔は中
央で多く左右で少ない数或いは断面積を有する。かかる
構造の熱交換器において、ＬＮＧは入口管１２から入り
、伝熱管１内を蒸発しつつ流れ、二相又は蒸気（飽和或
いは過熱）状態で出口管１３から出る。タービンの排気
は導入管６から胴５内、即ち排気凝縮室１０内に入り、
伝熱管１で冷却されて凝縮し、凝縮液溜８に溜まり、図
示せぬポンプにて抜かれる。一方抽気は導入管７から抽
気凝縮室１１内に入り、伝熱管１で冷却されて凝縮し、
凝縮液溜９に溜まり、図示せぬ手段にて抜かれる。排気
は抽気に比べて低圧、低温である。然して上記実施例の
熱交換器においては、伝熱管１の同心円周上に並ぶ本数
は内側円ほど外側円より少なく、且つ円周の長さは直径
に比例して小さいので、コイル状に巻かれた各伝熱管１
の長さは略等しいものである。また同一同心円周上にあ
る各伝熱管１は軸対称に巻かれている。従つて第２図に
おいて、例えば排気凝縮室１０の伝熱管１群の間を流れ
る流量が、胴．５内の中心部において多く、胴５内の左
右において少なくとも、伝熱管１は何れも同じ収熱量を
得ることができる。
１は同一円周上の伝熱管同志が一定の間隔で存在するよ
うにコイル状に巻かれている。伝熱管群の外周側には胴
５が技芸され、管板２、３、４が胴５の内周面に溶接に
て気密に固定されている。管板２、４間の胴５の外周上
部には導入管６が、外周下部には凝縮液溜８が設けられ
、管板３、４間の胴５の外周上部には導入管Ｔが、外周
下部には凝縮液溜９が設けられて、胴５内に排気凝縮室
１０と抽気凝縮室１１が形成されている。胴５の両端に
は入口管１２と出口管１３が設けられている。尚、１４
は排気凝縮室１０と抽気凝縮室１１での流量分配の為に
胴５内の上部に水平に張設した多孔板で；：その孔は中
央で多く左右で少ない数或いは断面積を有する。かかる
構造の熱交換器において、ＬＮＧは入口管１２から入り
、伝熱管１内を蒸発しつつ流れ、二相又は蒸気（飽和或
いは過熱）状態で出口管１３から出る。タービンの排気
は導入管６から胴５内、即ち排気凝縮室１０内に入り、
伝熱管１で冷却されて凝縮し、凝縮液溜８に溜まり、図
示せぬポンプにて抜かれる。一方抽気は導入管７から抽
気凝縮室１１内に入り、伝熱管１で冷却されて凝縮し、
凝縮液溜９に溜まり、図示せぬ手段にて抜かれる。排気
は抽気に比べて低圧、低温である。然して上記実施例の
熱交換器においては、伝熱管１の同心円周上に並ぶ本数
は内側円ほど外側円より少なく、且つ円周の長さは直径
に比例して小さいので、コイル状に巻かれた各伝熱管１
の長さは略等しいものである。また同一同心円周上にあ
る各伝熱管１は軸対称に巻かれている。従つて第２図に
おいて、例えば排気凝縮室１０の伝熱管１群の間を流れ
る流量が、胴．５内の中心部において多く、胴５内の左
右において少なくとも、伝熱管１は何れも同じ収熱量を
得ることができる。
また上記実施例の熱交換器においては、各伝熱管１が排
気凝縮室１０、抽気凝縮室１１を通して１本に連らなつ
でいるので、途中で二相流が流出したり、流入したりす
ることがないので、流量の不均衡が生じない。
気凝縮室１０、抽気凝縮室１１を通して１本に連らなつ
でいるので、途中で二相流が流出したり、流入したりす
ることがないので、流量の不均衡が生じない。
さらに各伝熱管１はコイル状に巻かれているので、可撓
性があり、従つて胴５と伝熱管１に温度差による膨脹差
が生じてもその膨脹差は伝熱管１の伸縮により吸収する
ことができる。
性があり、従つて胴５と伝熱管１に温度差による膨脹差
が生じてもその膨脹差は伝熱管１の伸縮により吸収する
ことができる。
また上記実施例の熱交換器は、横型になされているので
高さが低く、しかも排気凝縮室１０と抽気凝縮室１１と
が胴５内に一体に形成されているので、まとまりが良く
設置スペースが少なくて済む。
高さが低く、しかも排気凝縮室１０と抽気凝縮室１１と
が胴５内に一体に形成されているので、まとまりが良く
設置スペースが少なくて済む。
尚、上記実施例は、伝熱管１内をＬＮＧが蒸発しつつ流
れ、伝熱管１外をエチレンが凝縮して流れる場合である
が、本考案の熱交換器はＬＮＧｌエチレンにかかわらず
、一般に管内流体が蒸発、凝縮などの相変化を生じ、管
外流体の圧力、種類などが多い場合に極めて有効である
。
れ、伝熱管１外をエチレンが凝縮して流れる場合である
が、本考案の熱交換器はＬＮＧｌエチレンにかかわらず
、一般に管内流体が蒸発、凝縮などの相変化を生じ、管
外流体の圧力、種類などが多い場合に極めて有効である
。
また上記実施例は、高さが問題となるＬＮＧ冷熱利用発
電におけるランキンサイクル中での熱交換器である為横
型にしたが、高さが問題とならない場合は竪型にしても
良いものである。
電におけるランキンサイクル中での熱交換器である為横
型にしたが、高さが問題とならない場合は竪型にしても
良いものである。
例えば伝熱管１内の流体が相変化する場合、下向流では
気泡が管内壁に滞溜して伝熱を阻害することがあるので
上向流にするのが良い場合があるから、そのような場合
には本考案の熱交換器を竪型にして、導入管６及び７を
夫々排気凝縮室１０及び抽気凝縮１１の上端部外周に設
け、凝縮液溜８及び９を夫々排気凝縮室１０及び抽気凝
縮室１１の下端部に設けると良い。以上詳記した通り本
考案の熱交換器では、コイル状に巻かれた各伝熱管は全
てその管長が等しく且つ軸対称に配設されているので、
伝熱管は全て同じ収熱量を得ることができて、伝熱の不
均一は生じない。
気泡が管内壁に滞溜して伝熱を阻害することがあるので
上向流にするのが良い場合があるから、そのような場合
には本考案の熱交換器を竪型にして、導入管６及び７を
夫々排気凝縮室１０及び抽気凝縮１１の上端部外周に設
け、凝縮液溜８及び９を夫々排気凝縮室１０及び抽気凝
縮室１１の下端部に設けると良い。以上詳記した通り本
考案の熱交換器では、コイル状に巻かれた各伝熱管は全
てその管長が等しく且つ軸対称に配設されているので、
伝熱管は全て同じ収熱量を得ることができて、伝熱の不
均一は生じない。
また各伝熱管は排気凝縮室、抽気凝縮室を通して１本に
連らなつているので、途中で二相流の流出、流入がない
ので流量の不均衡が生じることがない。さらに各伝熱管
は、コイル状に巻かれているので、可撓性があり、従つ
て胴と伝熱管に温度差による膨脹差が生じてもその膨脹
差を吸収することができる等の優れた効果がある。
連らなつているので、途中で二相流の流出、流入がない
ので流量の不均衡が生じることがない。さらに各伝熱管
は、コイル状に巻かれているので、可撓性があり、従つ
て胴と伝熱管に温度差による膨脹差が生じてもその膨脹
差を吸収することができる等の優れた効果がある。
第１図は本発明による熱交換器の一実施例を示す縦断面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ線縦断側面図である。 １・・・・・・伝熱管、２，３，４・・・・・・管板、
５・・・・硼民６，７・・・・・・導入管、８，９・・
・・・・凝縮液溜、１０・・・・・・排気凝縮室、１１
・・・・・・抽気凝縮室、１２・・・・・・入口管、１
３・・・・・・出口管、１４・・・・・・多孔板。
図、第２図は第１図のＡ−Ａ線縦断側面図である。 １・・・・・・伝熱管、２，３，４・・・・・・管板、
５・・・・硼民６，７・・・・・・導入管、８，９・・
・・・・凝縮液溜、１０・・・・・・排気凝縮室、１１
・・・・・・抽気凝縮室、１２・・・・・・入口管、１
３・・・・・・出口管、１４・・・・・・多孔板。
Claims (1)
- １ 複数の同心円周上に適当な間隔で伝熱管が配設され
、該伝熱管の両端と中間に管板が気密に嵌装固定され、
各管板間では伝熱管がコイル状に巻かれ、伝熱管群の外
周側には胴が被装されて管板にて仕切られた胴内に排気
凝縮室と抽気凝縮室とが形成されていることを特徴とす
る熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8662179A JPS5933828B2 (ja) | 1979-07-09 | 1979-07-09 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8662179A JPS5933828B2 (ja) | 1979-07-09 | 1979-07-09 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5610692A JPS5610692A (en) | 1981-02-03 |
| JPS5933828B2 true JPS5933828B2 (ja) | 1984-08-18 |
Family
ID=13892087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8662179A Expired JPS5933828B2 (ja) | 1979-07-09 | 1979-07-09 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933828B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60120186A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-27 | Kanagawaken | 熱交換器 |
| US6948559B2 (en) * | 2003-02-19 | 2005-09-27 | Modine Manufacturing Company | Three-fluid evaporative heat exchanger |
| LT2561294T (lt) * | 2010-03-31 | 2019-09-25 | Linde Aktiengesellschaft | Pagrindinio šilumokaičio balanso atkūrimas vamzdžio šoninio srauto skystinimo eigoje |
| CN104896971B (zh) * | 2015-06-23 | 2017-01-11 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种变径管缠绕的螺旋管式换热器 |
| US11168951B2 (en) | 2016-07-14 | 2021-11-09 | General Electric Company | Entrainment heat exchanger |
-
1979
- 1979-07-09 JP JP8662179A patent/JPS5933828B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5610692A (en) | 1981-02-03 |
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