JPS6122192A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPS6122192A JPS6122192A JP14118284A JP14118284A JPS6122192A JP S6122192 A JPS6122192 A JP S6122192A JP 14118284 A JP14118284 A JP 14118284A JP 14118284 A JP14118284 A JP 14118284A JP S6122192 A JPS6122192 A JP S6122192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heated
- fluid
- heat transfer
- transfer tube
- heat exchanger
- 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
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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
- F28D7/163—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 with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
- F28D7/1638—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 with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one
-
- 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
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/16—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing leakage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (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】
（産業上の利用分野）
本発明は各種工業炉から排出される高温の排ガスから効
率よく熱回収を行うことができるシェルアンドチューブ
型の熱交換器に関するものである（従来の技術） 高温の排ガスから熱回収を行うためのシェルアンドチュ
ーブ型の熱交換器としては、特公昭５７一−５１０３７
号公報に示されるように高温の排ガスが貫流する枠体の
内部に多数のセラミックス質の伝熱管を耐熱部材を介し
てスプリングの弾性力により支持させたものが知られて
いる。
率よく熱回収を行うことができるシェルアンドチューブ
型の熱交換器に関するものである（従来の技術） 高温の排ガスから熱回収を行うためのシェルアンドチュ
ーブ型の熱交換器としては、特公昭５７一−５１０３７
号公報に示されるように高温の排ガスが貫流する枠体の
内部に多数のセラミックス質の伝熱管を耐熱部材を介し
てスプリングの弾性力により支持させたものが知られて
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
ところがこのような従来の熱交換器においては排ガスの
熱がスプリングに伝わってスプリングを劣化させ易いた
めにスプリングを短期間に交換しなければならぬうえ、
スプリングの弾発力の低下により伝熱管の両端から被加
熱流体がリークし易く熱回収効率が比較的低い値となる
等の問題点があった。従って、メンテナンスが容易で熱
回収効率が高いシェルアンドチューブ型の熱交換器が求
められていた。
熱がスプリングに伝わってスプリングを劣化させ易いた
めにスプリングを短期間に交換しなければならぬうえ、
スプリングの弾発力の低下により伝熱管の両端から被加
熱流体がリークし易く熱回収効率が比較的低い値となる
等の問題点があった。従って、メンテナンスが容易で熱
回収効率が高いシェルアンドチューブ型の熱交換器が求
められていた。
（問題点を解決するための手段）
本発明はこのような従来の問題点を解決するために完成
されたものであり、高温の排ガスが貫流する枠体内に、
多数の伝熱管を個別に軸線方向に摺動できる多数の壁面
構成体に挟圧保持させて並列に配置するとともに、片側
の各壁面構成体と枠体間には各伝熱管に独立した挟圧力
を与えるスプリングを設け、これらのスプリングが配置
された空間を低温の被加熱流体供給源に接続する一方、
枠体の一側方には該空間において予熱された被加熱流体
を伝熱管内へ流入させる予熱流体室を設けたことを特徴
とするものである。
されたものであり、高温の排ガスが貫流する枠体内に、
多数の伝熱管を個別に軸線方向に摺動できる多数の壁面
構成体に挟圧保持させて並列に配置するとともに、片側
の各壁面構成体と枠体間には各伝熱管に独立した挟圧力
を与えるスプリングを設け、これらのスプリングが配置
された空間を低温の被加熱流体供給源に接続する一方、
枠体の一側方には該空間において予熱された被加熱流体
を伝熱管内へ流入させる予熱流体室を設けたことを特徴
とするものである。
実施例
次に、本発明を図示の実施例により詳細に説明すれば、
（１）は上下両面に開口部を有しその内部を各種工業炉
から排出された高温の排ガスが貫流するようにされた金
属製の枠体、（２）は該枠体（１１内に排ガス貫流方向
と直角方向に並列に配置された多数の伝熱管である。こ
れらの伝熱管（２）は炭化珪素のような耐熱性と耐腐食
性とに優れたセラミックス管とすることが好ましく、各
伝熱管（２）の両端は個別に軸方向に摺動できる壁面構
成体（３）、（４）によりそれぞれ挟圧保持されている
。壁面構成体（３）、（４）は伝熱管（２）の内部の被
加熱流体流通孔（５）に連通ずる透孔を備えたものであ
り、その外周面は互いに積重されたときに密着して図示
のように枠体（１１の内部に気密な壁面を構成するもの
である。片側の壁面構成体（３）は枠体（１）の側壁に
管状のアダプタ（６）を介して支持されており、他方の
壁面構成体（４）は枠体（１１の反対側の側壁に同じ（
管状のアダプタ（７）を介して支持されている。このア
ダプタ（７）の周囲にはコイル状のスプリング（８）が
設けられており、壁面構成体（４）を図面の左方向に押
圧して各伝熱管（２）に独立した挟圧力を与えることが
できる。これらの壁面構成体（４）と枠体（１１との間
に形成されるスプリング（８）が配置された空間（９）
は低温の被加熱流体供給源に接続され、低温の被加熱流
体が該空間（９）を通過する時これらのスプリング（８
）を冷却するとともに被加熱流体自体は予熱されること
となる。一方枠体（１１の一側方には予熱された被加熱
流体を伝熱管（２）内へ流入させる予熱流体室αΦが設
けられており、空間（９）において予熱された被加熱流
体は流路（１１）を経てこの予熱流体室ＱＯＩへ送られ
、枠体（１１の側壁を貫通して予熱室０ωに連通してい
る前記のアダプタ（６）及び壁面構成体（３）を経て伝
熱管（２）内へ流入する。しかし、本実施例のように２
パス型の熱交換器とした場合においては、全伝熱管（２
）のうちの第１パスとなる約４割の伝熱管（２）のみが
アダプタ（６）によって予熱流体室Ｑ鴎に連通されてお
り、第２パスとなる残りの伝熱管（２）はより長いアダ
プタ（５）によって予熱流体室００）の外側の加熱流体
室（１２）に連通されている。また、枠体（１）のスプ
リング（８）が配置された空間（９）の外側には反転室
（１３）が形成され、前記のアダプタ（７）によって全
伝熱管（２）がこの反転室（１３）に連通されている。
（１）は上下両面に開口部を有しその内部を各種工業炉
から排出された高温の排ガスが貫流するようにされた金
属製の枠体、（２）は該枠体（１１内に排ガス貫流方向
と直角方向に並列に配置された多数の伝熱管である。こ
れらの伝熱管（２）は炭化珪素のような耐熱性と耐腐食
性とに優れたセラミックス管とすることが好ましく、各
伝熱管（２）の両端は個別に軸方向に摺動できる壁面構
成体（３）、（４）によりそれぞれ挟圧保持されている
。壁面構成体（３）、（４）は伝熱管（２）の内部の被
加熱流体流通孔（５）に連通ずる透孔を備えたものであ
り、その外周面は互いに積重されたときに密着して図示
のように枠体（１１の内部に気密な壁面を構成するもの
である。片側の壁面構成体（３）は枠体（１）の側壁に
管状のアダプタ（６）を介して支持されており、他方の
壁面構成体（４）は枠体（１１の反対側の側壁に同じ（
管状のアダプタ（７）を介して支持されている。このア
ダプタ（７）の周囲にはコイル状のスプリング（８）が
設けられており、壁面構成体（４）を図面の左方向に押
圧して各伝熱管（２）に独立した挟圧力を与えることが
できる。これらの壁面構成体（４）と枠体（１１との間
に形成されるスプリング（８）が配置された空間（９）
は低温の被加熱流体供給源に接続され、低温の被加熱流
体が該空間（９）を通過する時これらのスプリング（８
）を冷却するとともに被加熱流体自体は予熱されること
となる。一方枠体（１１の一側方には予熱された被加熱
流体を伝熱管（２）内へ流入させる予熱流体室αΦが設
けられており、空間（９）において予熱された被加熱流
体は流路（１１）を経てこの予熱流体室ＱＯＩへ送られ
、枠体（１１の側壁を貫通して予熱室０ωに連通してい
る前記のアダプタ（６）及び壁面構成体（３）を経て伝
熱管（２）内へ流入する。しかし、本実施例のように２
パス型の熱交換器とした場合においては、全伝熱管（２
）のうちの第１パスとなる約４割の伝熱管（２）のみが
アダプタ（６）によって予熱流体室Ｑ鴎に連通されてお
り、第２パスとなる残りの伝熱管（２）はより長いアダ
プタ（５）によって予熱流体室００）の外側の加熱流体
室（１２）に連通されている。また、枠体（１）のスプ
リング（８）が配置された空間（９）の外側には反転室
（１３）が形成され、前記のアダプタ（７）によって全
伝熱管（２）がこの反転室（１３）に連通されている。
従って予熱流体室αＯ）から第１パスの伝熱管（２）に
流入した被加熱流体は加熱されて反転室（１３）に入り
、ここで反転したうえでアダプタ（７）を経て第２パス
の伝熱管（２）に流入し、更に加熱されて加熱流体室（
１２）へ排出されることとなる。
流入した被加熱流体は加熱されて反転室（１３）に入り
、ここで反転したうえでアダプタ（７）を経て第２パス
の伝熱管（２）に流入し、更に加熱されて加熱流体室（
１２）へ排出されることとなる。
第２図は本発明の第２の実施例を示すものであり、空間
（９）と予熱流体室Ｑ（ｌｌとを連絡する流路（１１）
を枠体（１）の前後の側壁に形成したものである。また
、第３図はスプリング（８）の周辺部の拡大図であり、
（１７）はアダプタ（７）に取付けられた膨出部、（１
４）は環状パツキン、（１５）はアダプタ（７）と枠体
（１）との間をシールするグランドパツキン、（１６）
はスプリング（８）の弾発力を利用したパツキン押えで
ある（作用） このように構成されたものは、枠体（１１の内部に各種
の工業炉から排出された高温の排ガスを貫流させるとと
もに被加熱流体供給源から空気その他の低温の被加熱流
体を空間（９）へ供給すれば、被加熱流体は伝熱管（２
）を挟圧保持する壁面構成体（３）、（４）のうちの片
側の壁面構成体（４）と枠体（１）間に設けられて各伝
熱管（２）番こ独立した挟圧力を与えるスプリング（８
）を冷却するとともに、それ自身は積重された壁面構成
体（４）により構成される壁面を通じて高温の排ガスか
ら伝わる熱により予熱され、流路（１１）を経て枠体（
１）の−側方に設けられた予熱流体室００）へ送られる
。予熱流体室αω内の予熱された被加熱流体は前述のよ
うにアダプタ（６）と壁面構成体（３）を経て第１バス
の伝熱管（２）へ入り、壁面構成体（４）とアダプタ（
７）を経て反転室（１３）に流入したうえで再度第２パ
スの伝熱管（２）を貫流して加熱流体室（１２）へ排出
されるが、この間に伝熱管（２）を介して高温の排ガス
との間に熱交換が行われ、排ガスの熱量を十分に回収す
ることができる。この間に各伝熱管（２）は高温の排ガ
スの熱により膨張するが、各伝熱管（２）はその両側を
個別に軸線方向に摺動できる壁面構成体（３）、（４）
により個別に挟圧保持されているので各伝熱管（２）の
膨張は各壁面構成体（３）、（４）が軸線方向にスライ
ドすることにより吸収され、しかも、スプリング（８）
は低温の被加熱流体により冷却されてその弾発力が劣化
することなく、常に安定した挟圧力を伝熱管（２）と壁
面構成体（３）、（４）との間に与えているので被加熱
流体のリークが生ずることはない。また、壁面構成体（
３）、（４）は積重されて枠体（１１の内部に壁面を構
成しているのでスプリング（８）、アダプタ（６）、ア
ダプタ（７）等はこの壁面によって高温の排ガスから遮
断され、熱による劣化を防止されるとともに高温の排ガ
スの外部へのリークも併せて防止される。なお、第２図
に示す第２の実施例では被加熱流体は枠体（１）の壁面
に設けられた流路（１１）を通過する間に更に高温に予
熱されるとともに枠体（１）を冷却して枠体（１）から
の熱放散を防止し、併せて枠体（１）の寿命の延長化と
危険防止を図ることができるものである。
（９）と予熱流体室Ｑ（ｌｌとを連絡する流路（１１）
を枠体（１）の前後の側壁に形成したものである。また
、第３図はスプリング（８）の周辺部の拡大図であり、
（１７）はアダプタ（７）に取付けられた膨出部、（１
４）は環状パツキン、（１５）はアダプタ（７）と枠体
（１）との間をシールするグランドパツキン、（１６）
はスプリング（８）の弾発力を利用したパツキン押えで
ある（作用） このように構成されたものは、枠体（１１の内部に各種
の工業炉から排出された高温の排ガスを貫流させるとと
もに被加熱流体供給源から空気その他の低温の被加熱流
体を空間（９）へ供給すれば、被加熱流体は伝熱管（２
）を挟圧保持する壁面構成体（３）、（４）のうちの片
側の壁面構成体（４）と枠体（１）間に設けられて各伝
熱管（２）番こ独立した挟圧力を与えるスプリング（８
）を冷却するとともに、それ自身は積重された壁面構成
体（４）により構成される壁面を通じて高温の排ガスか
ら伝わる熱により予熱され、流路（１１）を経て枠体（
１）の−側方に設けられた予熱流体室００）へ送られる
。予熱流体室αω内の予熱された被加熱流体は前述のよ
うにアダプタ（６）と壁面構成体（３）を経て第１バス
の伝熱管（２）へ入り、壁面構成体（４）とアダプタ（
７）を経て反転室（１３）に流入したうえで再度第２パ
スの伝熱管（２）を貫流して加熱流体室（１２）へ排出
されるが、この間に伝熱管（２）を介して高温の排ガス
との間に熱交換が行われ、排ガスの熱量を十分に回収す
ることができる。この間に各伝熱管（２）は高温の排ガ
スの熱により膨張するが、各伝熱管（２）はその両側を
個別に軸線方向に摺動できる壁面構成体（３）、（４）
により個別に挟圧保持されているので各伝熱管（２）の
膨張は各壁面構成体（３）、（４）が軸線方向にスライ
ドすることにより吸収され、しかも、スプリング（８）
は低温の被加熱流体により冷却されてその弾発力が劣化
することなく、常に安定した挟圧力を伝熱管（２）と壁
面構成体（３）、（４）との間に与えているので被加熱
流体のリークが生ずることはない。また、壁面構成体（
３）、（４）は積重されて枠体（１１の内部に壁面を構
成しているのでスプリング（８）、アダプタ（６）、ア
ダプタ（７）等はこの壁面によって高温の排ガスから遮
断され、熱による劣化を防止されるとともに高温の排ガ
スの外部へのリークも併せて防止される。なお、第２図
に示す第２の実施例では被加熱流体は枠体（１）の壁面
に設けられた流路（１１）を通過する間に更に高温に予
熱されるとともに枠体（１）を冷却して枠体（１）から
の熱放散を防止し、併せて枠体（１）の寿命の延長化と
危険防止を図ることができるものである。
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、伝熱管に独
立した挟圧力を与えるスプリングを低温の被加熱流体に
より冷却してスプリングの劣化を防ぐようにしたのでス
プリングを短期間に交換する必要がなく、メンテナンス
が容易でリークの虞れがなく、しかも、被加熱流体はこ
の間に予熱されるので極めて高い熱回収効率が得られる
ものである。よって本発明は従来の熱交換器の問題点を
解決したものであり、各種工業炉からの高温の排ガスか
らの熱回収を極めて効率良く行うことができるシェルア
ンドチューブ型の熱交換器として産業の発展に寄与する
ところは極めて大である。
立した挟圧力を与えるスプリングを低温の被加熱流体に
より冷却してスプリングの劣化を防ぐようにしたのでス
プリングを短期間に交換する必要がなく、メンテナンス
が容易でリークの虞れがなく、しかも、被加熱流体はこ
の間に予熱されるので極めて高い熱回収効率が得られる
ものである。よって本発明は従来の熱交換器の問題点を
解決したものであり、各種工業炉からの高温の排ガスか
らの熱回収を極めて効率良く行うことができるシェルア
ンドチューブ型の熱交換器として産業の発展に寄与する
ところは極めて大である。
第１図は本発明の第１の実施例を示す垂直断面図、第２
図は第２の実施例を示す一部切欠平面図、第３図はスプ
リングの周辺部の拡大断面図である。 （１）：枠体、（２）：伝熱管、（３）、（４）：壁面
構成体、（８）ニスプリング、（９）：空間、αａｌ：
予熱流体室。 づ゛太久 ス女 第２図 ｑ 第３図
図は第２の実施例を示す一部切欠平面図、第３図はスプ
リングの周辺部の拡大断面図である。 （１）：枠体、（２）：伝熱管、（３）、（４）：壁面
構成体、（８）ニスプリング、（９）：空間、αａｌ：
予熱流体室。 づ゛太久 ス女 第２図 ｑ 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高温の排ガスが貫流する枠体（１）内に、多数の伝
熱管（２）を個別に軸線方向に摺動できる多数の壁面構
成体（３）、（４）に挟圧保持させて並列に配置すると
ともに、片側の各壁面構成体（４）と枠体（１）間には
各伝熱管（２）に独立した挟圧力を与えるスプリング（
８）を設け、これらのスプリング（８）が配置された空
間（９）を低温の被加熱流体供給源に接続する一方、枠
体（１）の一側方には該空間（９）において予熱された
被加熱流体を伝熱管（２）内へ流入させる予熱流体室（
１０）を設けたことを特徴とする熱交換器。 ２、予熱流体室（１０）が枠体（１）の側壁に形成され
た流路（１１）を介して空間（９）に接続されたもので
ある特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 ３、伝熱管（２）がセラミックス管である特許請求の範
囲第１項または第２項記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14118284A JPS6122192A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14118284A JPS6122192A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122192A true JPS6122192A (ja) | 1986-01-30 |
| JPH0256597B2 JPH0256597B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=15286055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14118284A Granted JPS6122192A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122192A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6256793A (ja) * | 1985-02-25 | 1987-03-12 | Asahi Glass Co Ltd | セラミツク熱交換器 |
| JP2013108686A (ja) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Mdi Corp | シェルアンドチューブ熱交換器 |
| FR3049049A1 (fr) * | 2016-03-18 | 2017-09-22 | Valeo Systemes Thermiques | Echangeur de chaleur, en particulier pour vehicule, plus particulierement pour des vehicules automobiles |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP14118284A patent/JPS6122192A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6256793A (ja) * | 1985-02-25 | 1987-03-12 | Asahi Glass Co Ltd | セラミツク熱交換器 |
| JP2013108686A (ja) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Mdi Corp | シェルアンドチューブ熱交換器 |
| FR3049049A1 (fr) * | 2016-03-18 | 2017-09-22 | Valeo Systemes Thermiques | Echangeur de chaleur, en particulier pour vehicule, plus particulierement pour des vehicules automobiles |
| WO2017158299A3 (fr) * | 2016-03-18 | 2017-11-16 | Valeo Systemes Thermiques | Échangeur de chaleur, en particulier pour véhicule, plus particulierement pour des véhicules automobiles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0256597B2 (ja) | 1990-11-30 |
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