WO2017138188A1 - Ｕチューブ熱交換器 - Google Patents

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WO2017138188A1
WO2017138188A1 PCT/JP2016/079183 JP2016079183W WO2017138188A1 WO 2017138188 A1 WO2017138188 A1 WO 2017138188A1 JP 2016079183 W JP2016079183 W JP 2016079183W WO 2017138188 A1 WO2017138188 A1 WO 2017138188A1
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tube
chamber
pipe
fluid
curved
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PCT/JP2016/079183
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太一 中村
克広 堀田
賢 平岡
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三菱日立パワーシステムズ株式会社
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    • F28F2009/226—Transversal partitions

Definitions

  • the present invention relates to a U-tube heat exchanger.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-021880 filed in Japan on February 8, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the heat exchanger includes an outer tube, a tube plate that partitions the inside of the outer tube into a first end side in-pipe fluid chamber and a second end side extra-tube fluid chamber, and both ends of the tube plate are tube plates. And a plurality of U-tubes fixed to the U-tube heat exchanger.
  • the extra-tube fluid chamber of the U-tube heat exchanger includes a first straight pipe chamber in which an inlet-side straight pipe portion of the U tube exists, a second straight pipe chamber in which an outlet-side straight pipe portion of the U tube exists, A partition wall is provided.
  • the first straight pipe chamber and the second straight pipe chamber are provided with a plurality of baffles.
  • the region where the bent tube portion of the U tube exists in other words, the outer cylinder
  • the extra-tube fluid is also passed through the end plate region inside the end plate.
  • an object of the present invention is to provide a U-tube heat exchanger that can suppress vibration of the U-tube while increasing the heat transfer area between the fluid outside the tube and the fluid inside the tube.
  • the U-tube heat exchanger of the first aspect according to the invention for achieving the above object is An outer cylinder having a cylindrical shape and closed at both ends, and a fluid chamber on the first end side and a pipe on the second end side in the outer cylinder at a position on the first end side of the both ends.
  • a tube plate that is partitioned into an outer fluid chamber, a plurality of U-tubes that are disposed in the outer fluid chamber, both ends of which are fixed to the tube plate, and both ends of which face the fluid chamber in the tube, and the fluid in the tube
  • An inlet chamber that faces an inlet end group that is a collection of inlet ends of the both ends of the U tube, and an outlet chamber that faces an outlet end group of outlet ends of the U tube.
  • An inlet side straight pipe portion extending from the inlet end of the U tube and the U A tube support plate for supporting an outlet-side straight pipe portion extending from the outlet end of the tube, and a chamber on the first end side with respect to the curved pipe chamber of the extra-fluid fluid chamber, and the inlet-side straight tube in the U-tube.
  • An opening penetrating the tube chamber is formed, and the tube support plate is formed with one or more first pass holes penetrating from the first straight tube chamber to the curved tube chamber, and the second straight tube
  • One or more second pass holes penetrating from the chamber to the bent tube chamber are formed.
  • the fluid in the pipe flows into the inlet chamber of the fluid chamber in the pipe.
  • This in-pipe fluid flows into the U tubes from the inlets formed at the inlet ends of the plurality of U tubes.
  • the in-pipe fluid that has flowed into the U tube passes through the inlet side straight pipe portion, the bent pipe portion, and the outlet side straight pipe portion of the U tube, and then exits from the outlet formed at the outlet end of the U tube to the outlet chamber of the extra fluid chamber. To leak.
  • the extra-fluid fluid flows into the second straight pipe chamber of the extra-fluid fluid chamber.
  • the extra-fluid fluid that has flowed into the second straight pipe chamber exchanges heat with the in-pipe fluid flowing in the outlet-side straight pipe portions of the plurality of U tubes in the process of flowing through the second straight pipe chamber.
  • the extra-fluid fluid that has flowed into the second straight pipe chamber flows into the curved pipe chamber through the second pass hole of the pipe support plate.
  • the extra-fluid fluid exchanges heat with the in-pipe fluid flowing in the bent pipe portions of the plurality of U tubes in the process of flowing through the bent pipe chamber.
  • the extra-fluid fluid that has flowed into the curved pipe chamber flows into the first straight pipe chamber of the extra-fluid fluid chamber through the first pass hole of the pipe support plate.
  • the other part of the extra-fluid fluid that has flowed into the second straight pipe chamber flows into the first straight pipe chamber through the opening of the second partition wall.
  • the extra-tube fluid that has flowed into the first straight pipe chamber exchanges heat with the in-pipe fluid flowing in the inlet side straight pipe portions of the plurality of U tubes in the process of flowing through the first straight pipe chamber.
  • heat exchange can be performed between the fluid outside the tube and the fluid inside the tube portion of the U-tube in the curved tube chamber.
  • the heat transfer area can be increased as compared with a single U tube heat exchanger.
  • the directional component of the flow of the extra-fluid in the curved tube chamber where the curved tube portion of the U tube exists is mainly the directional component along the curved tube portion
  • the directional component intersecting the curved tube portion is also included.
  • the curved tube portion of the curved tube chamber vibrates.
  • the U-tube heat exchanger according to the second aspect of the invention for achieving the above object is
  • the opening area of the opening is based on the total flow path cross-sectional area of the one or more first pass holes and the total flow path cross-sectional area of the one or more second pass holes. Is also wide.
  • the pipe support plate includes a first pipe hole into which each inlet-side straight pipe portion of the plurality of U tubes is inserted, and a plurality of pipe holes A second pipe hole into which each outlet-side straight pipe part in the U tube is inserted, and the first pass hole is a position between the plurality of first pipe holes in the pipe support plate.
  • the second pass hole is formed at a position between the plurality of second tube holes in the tube support plate.
  • the pipe support plate includes a first pipe hole into which each inlet-side straight pipe portion of the plurality of U tubes is inserted, and a plurality of pipe holes A second pipe hole into which each outlet-side straight pipe part in the U tube is inserted, and the first pass hole is connected to one of the plurality of first pipe holes, The second pass hole is connected to one of the plurality of second tube holes.
  • the U-tube heat exchanger of the fifth aspect according to the invention for achieving the above object is: The U tube heat exchanger according to any one of the first to fourth aspects, wherein the U tube is disposed in the curved tube chamber, is spaced apart from the plurality of U tubes, and is one of the plurality of U tubes.
  • the extra-fluid in the bent tube chamber can flow along the bent tube portion of the U-tube, it intersects the bent tube portion among the directional components of the flow of the extra-tube fluid.
  • the U-tube heat exchanger even if the flow rate of the extra-fluid flowing into the bent tube chamber is increased as compared with the heat exchanger that does not have a guide, vibrations of a plurality of bent tube portions can be suppressed. Therefore, in the U tube heat exchanger, the amount of heat exchange between the fluid outside the tube and the fluid inside the tube in the bent tube chamber can be increased.
  • the U-tube heat exchanger of the sixth aspect according to the invention for achieving the above object is
  • the curvature radius of the curved pipe portion in any U tube of the plurality of U tubes is different from the curvature radius of the curved pipe portion in the other U tube
  • the guide is located on the curvature center side of the minimum curved pipe portion with respect to the minimum curved pipe portion having the smallest radius of curvature, and bends along the curvature center side of the minimum curved pipe portion.
  • a concave curved surface and a convex curved surface that bends along the center of curvature of the maximum curved pipe portion A guide in having, even without less of having one of the guide.
  • the U-tube heat exchanger according to the seventh aspect of the invention for achieving the above object is in the U-tube heat exchanger according to any one of the first aspect to the sixth aspect, the U-tube heat exchanger is disposed in the first straight pipe chamber and extends in a direction intersecting with a direction in which the inlet-side straight pipe portion extends.
  • One baffle is formed with one or more third pass holes penetrating in the direction in which the inlet-side straight pipe portion extends, and the second baffle penetrates in the direction in which the inlet-side straight pipe portion extends.
  • One or more fourth pass holes are formed.
  • the flow length of the extra-fluid fluid flowing through the first straight pipe chamber can be increased. Furthermore, in the said U tube heat exchanger, since the 2nd baffle is arrange
  • the U-tube heat exchanger has a baffle extending in a direction intersecting the direction in which the straight pipe portion extends, but the baffle is formed with a pass hole penetrating in the direction in which the straight pipe portion extends. ing. For this reason, the direction component which cross
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the tube hole and pass hole in 1st embodiment which concerns on this invention. It is sectional drawing of the U tube heat exchanger in 2nd embodiment which concerns on this invention. It is sectional drawing of the U tube heat exchanger in 3rd embodiment which concerns on this invention. It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the tube hole and pass hole in the 1st modification which concerns on this invention. It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the tube hole and pass hole in the 2nd modification which concerns on this invention. It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the tube hole and pass hole in the 3rd modification based on this invention.
  • the U-tube heat exchanger includes a tubular outer tube 10, a tube plate 30 that partitions the inside of the outer tube 10 into a tube fluid chamber 90 and a tube fluid chamber 93, and a tube A plurality of U tubes 20 arranged in the outer fluid chamber 93, a first partition wall 40 that partitions the inside of the in-tube fluid chamber 90 into an inlet chamber 91 and an outlet chamber 92, and a first straight wall in the outside fluid chamber 93 A second partition wall 45 that partitions the tube chamber 94a and the second straight tube chamber 94b, a plurality of first baffles 60a that changes the flow direction of the extra-fluid fluid Fo that flows in the first straight tube chamber 94a, and a second straight wall A plurality of second baffles 60b that change the direction of the flow of the extra-fluid fluid Fo flowing in the tube chamber 94b, and a tube support plate 50 that supports the plurality of U tubes 20 are provided.
  • the outer cylinder 10 has a cylindrical shape and both ends are closed.
  • the outer cylinder 10 includes a cylindrical body portion 11 centering on the axis X, and a first end plate portion 12 and a second end plate portion 14 connected to the end of the body portion 11.
  • the direction in which the axis X extends is defined as the axial direction Dx.
  • One side of the axial direction Dx is a first end side D1, and the other side is a second end side D2.
  • the first end plate part 12 is connected to the end of the first end side D1 of the body part 11, and closes the opening of the first end side D1 of the body part 11.
  • the first end plate portion 12 is smoothly dented in a concave shape on the side away from the second end plate portion 14, that is, on the first end side D1.
  • the second end plate part 14 is connected to the end of the body part 11 on the second end side D2, and closes the opening of the body part 11 on the second end side D2.
  • the inner surface of the second end plate portion 14 is smoothly recessed in a concave shape on the side away from the first end plate portion 12, that is, the second end side D2.
  • the most part on the first end side D ⁇ b> 1 forms the first end 13 of the outer cylinder 10.
  • the portion of the second end side D2 that is closest to the second end plate 15 forms the second end 15 of the outer cylinder 10.
  • the inside of the outer cylinder 10 is partitioned by a tube plate 30 into an in-pipe fluid chamber 90 on the first end side D1 and an extra-fluid fluid chamber 93 on the second end side D2 at the position on the first end side D1. More specifically, the inside of the outer cylinder 10 is partitioned into an in-tube fluid chamber 90 and an out-of-tube fluid chamber 93 by the tube plate 30 at the boundary between the first end plate portion 12 and the body portion 11.
  • the U tube 20 includes a pair of straight pipe portions 21 and a curved pipe portion 25 that connects ends of the pair of straight pipe portions 21.
  • the curved pipe part 25 has an arc shape with the position between the pair of straight pipe parts 21 as the center of curvature 26.
  • one straight pipe portion 21 forms an inlet-side straight pipe portion 21a
  • the other straight pipe portion 21 forms an outlet-side straight pipe portion 21b.
  • the end opposite to the curved pipe portion 25 forms an inlet end 22a.
  • the inlet end 22 a is formed with an inlet through which the in-pipe fluid Fi flows into the U tube 20.
  • each straight pipe portion 21 of the U tube 20 extends in the axial direction Dx and has the same position in the axial direction Dx.
  • the plurality of U tubes 20 are disposed in the extra-fluid fluid chamber 93, and both ends 22 a and 22 b of the plurality of U tubes 20 are fixed to the tube plate 30.
  • the tube plate 30 has a substantially disk shape.
  • the tube plate 30 is formed with a tube hole 31 penetrating in the axial direction Dx and through which the inlet ends 22a and outlet ends 22b of the plurality of U tubes 20 are inserted.
  • the inlet ends 22 a of the plurality of U tubes 20 are inserted into the plurality of tube holes 31 in one semicircle of the disk-shaped tube plate 30.
  • the inlet ends 22 a of the plurality of U tubes 20 all face the in-pipe fluid chamber 90.
  • the inlet end 22 a of the U tube 20 is fixed to the tube hole 31. Further, outlet ends 22b of the plurality of U tubes 20 are inserted into the plurality of tube holes 31 in the other semicircle of the disk-shaped tube plate 30. The outlet ends 22 b of the plurality of U tubes 20 all face the in-pipe fluid chamber 90. The outlet end 22 b of the U tube 20 is fixed to the tube hole 31.
  • Each of the bent tube portions 25 of the plurality of U tubes 20 includes a region inside the second end plate portion 14 and a region inside the body portion 11 and on the second end plate portion 14 side in the extra-fluid fluid chamber 93.
  • the bent tube chamber 95 is disposed.
  • the first partition wall 40 includes an inlet chamber 91 that faces an inlet end group that is a group of the inlet ends 22a of the U tube 20 and an outlet end group that is a group of the outlet ends 22b of the U tube 20 in the pipe fluid chamber 90. It partitions into the exit chamber 92 which faces.
  • the first end plate portion 12 is provided with a pipe inner inlet nozzle 16 that communicates the inner inlet chamber 91 and the outside, and a pipe inner outlet nozzle 17 that communicates the inner outlet chamber 92 and the outside.
  • the pipe support plate 50 is disposed in the extra-fluid fluid chamber 93 and partitions the extra-fluid fluid chamber 93 into the above-described curved pipe chamber 95 and a chamber excluding the curved pipe chamber 95.
  • the pipe support plate 50 partitions the inside of the extra-tube fluid chamber 93 into a chamber on the second end side D2 and a chamber on the first end side D1.
  • the tube support plate 50 includes a first tube hole 51a through which a portion of the second end side D2 in the inlet-side straight tube portion 21a of the plurality of U tubes 20 is inserted, and an outlet-side straight tube portion 21b of the plurality of U tubes 20. And a second tube hole 51b through which the portion of the second end D2 is inserted.
  • the inlet-side straight pipe portions 21a of the plurality of U tubes 20 are supported by the pipe support plate 50 by being inserted through the first pipe holes 51a. Further, the outlet side straight pipe portions 21b of the plurality of U tubes 20 are supported by the pipe support plate 50 by being inserted into the second pipe holes 51b.
  • the second partition wall 45 is disposed in the extra-fluid fluid chamber 93, and the chamber on the first end side D ⁇ b> 1 than the curved pipe chamber 95 in the extra-fluid fluid chamber 93 is connected to the inlet-side straight pipe portion 21 a of the U tube 20.
  • the second partition wall 45 extends in the axial direction Dx from the tube plate 30 to the tube support plate 50.
  • the barrel 11 of the outer cylinder 10 has a tube outer inlet nozzle 18 that allows the inner second straight pipe chamber 94b to communicate with the outside, and a tube outer outlet nozzle 19 that allows the inner first straight pipe chamber 94a to communicate with the outside. And are provided.
  • each baffle 60a, 60b is a virtual plane extending in the intersecting direction intersecting the axial direction Dx in which each straight pipe portion 21 of the U tube 20 extends, specifically, a direction perpendicular to the axis X. It is provided along a virtual plane that spreads out. However, each baffle 60a, 60b is provided along only one region of the virtual surface in the straight pipe chamber 94, and is not provided in the remaining region.
  • each baffle 60a, 60b partitions the straight pipe chamber 94 into the first end side D1 and the second end side D2 in one area of the virtual plane, but does not exist in the remaining area of the virtual plane.
  • the inside of the tube chamber 94 is not partitioned.
  • the plurality of first baffles 60a are arranged in the first straight pipe chamber 94a so that the positions in the axial direction Dx are different from each other.
  • the plurality of second baffles 60b are arranged in the second straight pipe chamber 94b so that the positions in the axial direction Dx are different from each other.
  • Two first baffles 60a adjacent to each other in the axial direction Dx among the plurality of first baffles 60a are different from each other in an area dividing the straight pipe chamber 94 into the first end side D1 and the second end side D2.
  • two second baffles 60b adjacent in the axial direction Dx are different from each other in an area dividing the inside of the straight pipe chamber 94 into the first end side D1 and the second end side D2.
  • the first baffle 60a is formed with a first tube hole 61a through which the inlet-side straight tube portion 21a of the U tube 20 is inserted.
  • the second baffle 60b is formed with a second tube hole 61b through which the outlet-side straight tube portion 21b of the U tube 20 is inserted.
  • the first straight pipe chamber 94a to the second straight pipe chamber are located on the second end side D2 of the second partition wall 45 and on the first end side D1 from the pipe support plate 50.
  • An opening 46 penetrating to 94b is formed.
  • the tube support plate 50 includes a first pass hole 52a penetrating a position between the plurality of first tube holes 51a from the first straight tube chamber 94a to the curved tube chamber 95, and a plurality of second tube holes 51b.
  • a second pass hole 52b penetrating from the second straight pipe chamber 94b to the curved pipe chamber 95.
  • first baffle 60a a plurality of third pass holes 62a penetrating the positions between the first tube holes 61a in the axial direction Dx are formed.
  • the second baffle 60b is formed with a plurality of fourth pass holes 62b penetrating the positions between the second tube holes 61b in the axial direction Dx.
  • the tube arrangement of this embodiment is an equilateral triangle arrangement as shown in FIG. That is, each straight pipe part 21 in the plurality of U tubes 20 of the present embodiment is arranged at the position of the apex of an equilateral triangle.
  • the first tube hole 51a of the tube support plate 50, the second tube hole 51b of the tube support plate 50, the first tube hole 61a of the first baffle 60a, and the second tube hole 61b of the second baffle 60b are simply tube holes. 81.
  • the pass hole 52b is formed between the plurality of first pipe holes 61a of the first baffle 60a and the third pass hole 62a formed between the plurality of second pipe holes 61b of the second baffle 60b.
  • the fourth pass hole 62 b is simply referred to as a pass hole 82.
  • the pass hole 82 is formed at the center of the regular triangle described above.
  • the total channel cross-sectional area of the plurality of first pass holes 52a formed in the tube support plate 50 and the total channel cross-sectional area of the plurality of second pass holes 52b formed in the tube support plate 50 are substantially Are the same.
  • the opening area of the opening 46 formed in the second partition wall 45 is wider than the total flow path cross-sectional area of the plurality of first pass holes 52a and the total flow path cross-sectional area of the plurality of second pass holes 52b.
  • the pipe fluid Fi flows into the inlet chamber 91 of the pipe fluid chamber 90 from the pipe inner inlet nozzle 16.
  • the in-pipe fluid Fi that has flowed into the inlet chamber 91 flows into the U tube 20 from the inlets of the plurality of U tubes 20.
  • the in-pipe fluid Fi that has flowed into the U tube 20 passes through the inlet side straight pipe portion 21a, the bent pipe portion 25, and the outlet side straight pipe portion 21b of the U tube 20 and then exits from the U tube 20 to the outlet chamber of the in-pipe fluid chamber 90. It flows out to 92.
  • the pipe fluid Fi reaching the outlet chamber 92 flows out from the pipe inner outlet nozzle 17 to the outside.
  • the extra-fluid fluid Fo flows from the outer pipe inlet nozzle 18 into the second straight pipe chamber 94b of the extra-fluid fluid chamber 93.
  • the extra-fluid fluid Fo flowing into the second straight pipe chamber 94b flows through the second straight pipe chamber 94b.
  • the extra-fluid fluid Fo flows along a meandering flow path formed by the inner surface of the body portion 11 of the outer cylinder 10, the second partition wall 45, and the plurality of second baffles 60b. That is, the extra-fluid fluid Fo flows to the second end side D2 while meandering through the second straight pipe chamber 94b.
  • part of the extra-fluid fluid Fo flowing into the second straight pipe chamber 94b flows into the second end side D2 in the plurality of fourth path holes 62b of the respective second baffles 60b.
  • the extra-fluid fluid Fo exchanges heat with the in-pipe fluid Fi flowing in the outlet side straight pipe portions 21b of the plurality of U tubes 20 in the process of flowing through the second straight pipe chamber 94b as described above.
  • the extra-fluid fluid Fo exchanges heat with the in-pipe fluid Fi flowing in the bent pipe portions 25 of the plurality of U tubes 20 in the process of flowing through the bent pipe chamber 95.
  • the extra-fluid fluid Fo that has flowed into the curved pipe chamber 95 flows into the first straight pipe chamber 94 a of the extra-fluid fluid chamber 93 through the first pass hole 52 a of the pipe support plate 50. Further, another part of the extra-fluid fluid Fo that has flowed into the second straight pipe chamber 94 b flows into the first straight pipe chamber 94 a through the opening 46 of the second partition wall 45.
  • the extra-fluid Fo that has flowed into the first straight pipe chamber 94a flows through the first straight pipe chamber 94a.
  • the extra-fluid fluid Fo flows along a meandering flow path formed by the inner surface of the body portion 11 of the outer cylinder 10, the second partition wall 45, and the plurality of first baffles 60a. That is, the extra-fluid fluid Fo flows to the first end D1 while meandering the first straight pipe chamber 94a.
  • a part of the extra-fluid fluid Fo that has flowed into the first straight pipe chamber 94a flows into the first end side D1 in the plurality of third path holes 62a of the first baffles 60a.
  • the extra-fluid fluid Fo exchanges heat with the in-pipe fluid Fi flowing in the inlet side straight pipe portions 21a of the plurality of U tubes 20 in the process of flowing through the first straight pipe chamber 94a as described above.
  • the curved pipe chamber 95 can exchange heat between the extra-fluid fluid Fo and the in-pipe fluid Fi in the bent pipe portion 25 of the U tube 20.
  • the heat transfer area can be increased as compared with a U-tube heat exchanger that does not guide the external fluid Fo to the curved tube chamber 95.
  • the curved pipe part 25 of the U tube 20 is not supported by a baffle or the like unlike the straight pipe part 21. Furthermore, the direction component of the flow of the extra-fluid fluid Fo in the bent tube chamber 95 where the bent tube portion 25 exists has many directional components intersecting the bent tube portion 25. For this reason, when the extra-fluid fluid Fo flows into the curved pipe chamber 95 under a certain condition, the curved pipe portion 25 in the curved pipe chamber 95 vibrates.
  • a part of the extra-fluid Fo in the second straight pipe chamber 94b is caused to flow into the curved pipe chamber 95, while the remaining part is removed. Without flowing into the curved pipe chamber 95, it flows into the first straight pipe chamber 94 a from the opening 46 of the second partition wall 45.
  • the extra-fluid fluid Fo flows through the curved pipe chamber 95, the flow rate is slowed down, and vibration of the curved pipe portion 25 can be suppressed.
  • a plurality of first passes in the pipe support plate 50 are performed.
  • the total channel cross-sectional area of the hole 52 a and the total channel cross-sectional area of the plurality of second pass holes 52 b in the tube support plate 50 are made smaller than the opening area of the opening 46 formed in the second partition wall 45.
  • each member constituting the U-tube heat exchanger various dimensions of each member constituting the U-tube heat exchanger, the flow rate of the extra-fluid fluid Fo flowing into the extra-fluid fluid chamber 93, the density of the extra-fluid fluid Fo, the intra-pipe fluid flowing into the plurality of U tubes 20 Depending on the flow rate of Fi, the density of the fluid Fi in the pipe, etc., the total cross-sectional area of the plurality of first pass holes 52a and the total cross-sectional area of the plurality of second pass holes 52b are formed in the second partition wall 45. In some cases, the opening area of the opening 46 may be larger.
  • a plurality of first baffles 60a are arranged in the first straight pipe chamber 94a of the present embodiment.
  • a plurality of second baffles 60b are disposed in the second straight pipe chamber 94b.
  • the extra-fluid fluid Fo intersects the straight tube portion 21 of the U tube 20 in a part of the straight tube chamber 94. Flowing into. For this reason, although the efficiency of heat exchange is good, the straight pipe portion 21 in the straight pipe chamber 94 may vibrate.
  • Each baffle 60a, 60b of the present embodiment is formed with a plurality of pass holes 62a, 62b penetrating in the axial direction Dx in which the straight pipe portion 21 extends, so that the extra-fluid Fo in the straight pipe chamber 94 is formed.
  • the directional component that intersects the axial direction Dx in which the straight pipe portion 21 extends can be reduced. For this reason, in this embodiment, although a plurality of baffles 60a and 60b are arranged in the straight pipe chamber 94, vibration of the straight pipe portion 21 in the straight pipe chamber 94 is suppressed and heat exchange efficiency is improved. be able to.
  • the U tube heat exchanger of this embodiment is obtained by adding an inner guide 71, an intermediate guide 73, and an outer guide 76 to the U tube heat exchanger of the first embodiment.
  • the inner guide 71, the middle guide 73, and the outer guide 76 are all disposed in the curved tube chamber 95.
  • each curved pipe part 25 of the plurality of U tubes 20 is different from the curvature radius of any other curved pipe part 25.
  • the plurality of U tubes 20 are provided with a U tube 20a having a minimum bent pipe portion 25a which is a bent pipe portion 25 having the smallest radius of curvature, and a maximum bent pipe portion 25c being a bent pipe portion 25 having the largest radius of curvature.
  • a U tube 20b having a U-tube 20c having an intermediate curved pipe portion 25b which is a curved pipe portion 25 having an intermediate curvature radius.
  • All of the curvature centers 26 of the curved pipe portions 25 of the plurality of U tubes 20 are substantially on the axis X and are positioned on the first end side D ⁇ b> 1 in the curved pipe chamber 95.
  • the intermediate curved pipe part 25b is located closer to the center of curvature 26 than the maximum curved pipe part 25c, and the minimum curved pipe part 25a is located closer to the center of curvature 26 than the intermediate curved pipe part 25b.
  • the radii of curvature are also different from each other for the plurality of intermediate curved pipe portions 25b.
  • the inner guide 71 is disposed at a position separated from the minimum curved pipe portion 25a toward the curvature center 26 of the minimum curved pipe portion 25a.
  • the inner guide 71 has a convex curved surface 72 that bends along the curvature center 26 side of the minimum curved pipe portion 25a.
  • the inner guide 71 is fixed to the tube support plate 50.
  • the outer guide 76 is disposed at a position separated from the maximum curved pipe portion 25c on the side opposite to the curvature center 26 side of the maximum curved pipe portion 25c.
  • the outer guide 76 has a concave curved surface 77 that bends along the side opposite to the curvature center 26 side of the maximum curved pipe portion 25c.
  • the outer guide 76 is fixed to, for example, the tube support plate 50 or the inner surface of the outer cylinder 10.
  • the middle guide 73 is disposed between the plurality of intermediate curved pipe portions 25b and at a position separated from each intermediate curved pipe portion 25b.
  • the middle guide 73 has a concave curved surface 74 and a convex curved surface 75.
  • the concave curved surface 74 of the middle guide 73 is bent along the opposite side to the curvature center 26 side of the curved pipe portion 25 located on the curvature center 26 side with respect to the middle guide 73.
  • the convex curved surface 75 of the middle guide 73 has a convex curved surface 75 that bends along the curvature center 26 side of the curved pipe portion 25 located on the opposite side to the curvature center 26 side with respect to the middle guide 73.
  • the extra-fluid Fo in the curved tube chamber 95 is the curvature of the curved tube chamber 95.
  • the flow follows the bending of the bent tube portion 25 at the center 26 side, at the opposite side, and at a position therebetween.
  • the directional component that intersects the curved pipe portion 25 can be reduced.
  • the plurality of bent tubes in the bent tube chamber 95 is more than that in the first embodiment. The vibration of the part 25 can be suppressed.
  • the inner guide 71, the middle guide 73, and the outer guide 76 are arranged in the curved tube chamber 95.
  • any one of the inner guide 71, the middle guide 73, and the outer guide 76, or only any two of the guides may be disposed in the curved tube chamber 95.
  • the U tube heat exchanger of this embodiment is obtained by adding an inner cylinder 85 to the U tube heat exchanger of the first embodiment.
  • the inner cylinder 85 is disposed in the outer cylinder 10.
  • the inner cylinder 85 is connected to the cylindrical body portion 86 around the axis X, the end plate portion 87 connected to the second end side D2 of the body portion 86, and the first end side D1 of the body portion 86. And a partition plate portion 88.
  • the cylindrical body portion 86 is separated from the inner surface of the body portion 11 of the outer cylinder 10 toward the side close to the axis X.
  • the outer diameter of the body part 86 of the inner cylinder 85 is smaller than the inner diameter of the body part 11 of the outer cylinder 10.
  • the end plate part 87 closes the opening at the end of the body part 86 on the second end side D2.
  • the inner surface of the end plate portion 87 is smoothly recessed in a concave shape on the second end side D2, and the outer surface of the end plate portion 87 is protruded smoothly in a convex shape on the second end side D2.
  • the inner surface of the end plate portion 87 is smoothly bent along the maximum bent tube portion 25c.
  • no end plate portion or the like is provided at the end of the body portion 86 on the first end side D1.
  • the end of the first end D1 of the inner cylinder 85 is open.
  • the outer surface of the end plate portion 87 is separated from the inner surface of the second end plate portion 14 of the outer cylinder 10 to the inner side of the second end plate portion 14.
  • the trunk portion 86 is disposed in the extra-fluid fluid chamber 93 so that the end position on the first end side D1 in the axial direction Dx is located on the second end side D2 with respect to the outer tube inlet nozzle 18.
  • a partition plate portion 88 that extends radially outward with respect to the axis X is provided at the end of the body portion 86 on the first end side D1 and in the second straight pipe chamber 94b.
  • a radially outer edge of the partition plate portion 88 is connected to the inner surface of the outer cylinder 10. Therefore, the extra-fluid fluid Fo that has flowed into the second straight pipe chamber 94 b from the pipe outer inlet nozzle 18 does not flow directly into the gap between the outer cylinder 10 and the inner cylinder 85.
  • the extra-fluid fluid Fo heat-exchanged with the in-pipe fluid Fi in the inlet side straight pipe portion 21a of the U tube 20 in the first straight pipe chamber 94a is the first in the inner surface of the outer cylinder 10 and the trunk portion 86 of the inner cylinder 85. It flows into the in-cylinder outlet channel 96 between the inner surface of the outer cylinder 10 and the outer surface of the inner cylinder 85 from the gap between the end of the one end side D1.
  • the tube outer outlet nozzle 19a of the present embodiment is the body 11 of the outer cylinder 10 and is connected to the outer portion of the second straight tube chamber 94b, similar to the tube outer inlet nozzle 18. Has been.
  • the tube outer outlet nozzle 19a communicates the in-cylinder outlet channel 96 with the outside.
  • the plurality of first baffles 60a, the plurality of second baffles 60b, and the tube support plate 50 in the present embodiment are all disposed in the inner cylinder 85.
  • the extra-fluid fluid Fo flows into the second straight pipe chamber 94b from the outer pipe inlet nozzle 18.
  • the extra-fluid fluid Fo exchanges heat with the in-pipe fluid Fi in the outlet side straight pipe portion 21b of the U tube 20 in the process of flowing through the second straight pipe chamber 94b in the inner cylinder 85.
  • Part of the extra-fluid fluid Fo that has flowed into the second straight pipe chamber 94 b flows into the curved pipe chamber 95 in the inner cylinder 85 through the second pass hole 52 b of the pipe support plate 50.
  • the extra-fluid fluid Fo exchanges heat with the in-pipe fluid Fi flowing in the bent pipe portions 25 of the plurality of U tubes 20 in the process of flowing through the bent pipe chamber 95.
  • the extra-fluid fluid Fo that has flowed into the curved pipe chamber 95 flows into the first straight pipe chamber 94 a in the inner cylinder 85 through the first pass hole 52 a of the pipe support plate 50. Further, another part of the extra-fluid fluid Fo that has flowed into the second straight pipe chamber 94 b flows into the first straight pipe chamber 94 a in the inner cylinder 85 through the opening 46 of the second partition wall 45.
  • the extra-fluid fluid Fo that has flowed into the first straight pipe chamber 94a flows in the first straight pipe chamber 94a in the inner cylinder 85 and flows in the inlet-side straight pipe portions 21a of the plurality of U tubes 20. Exchange heat with.
  • the extra-fluid fluid Fo heat-exchanged with the in-pipe fluid Fi in the inlet-side straight pipe portion 21a of the U tube 20 is formed between the inner surface of the outer cylinder 10 and the outer surface of the inner cylinder 85 as described above. It flows into the in-cylinder outlet channel 96.
  • the extra-fluid fluid Fo that has flowed into the in-cylinder outlet channel 96 flows out from the outer pipe outlet nozzle 19a.
  • the inner cylinder 85 is arranged in the outer cylinder 10, and the tube outer outlet nozzle 19 a is located on the body 11 of the outer cylinder 10 and outside the second straight pipe chamber 94 b, similar to the tube outer inlet nozzle 18. Connected to the part. For this reason, the fluid in contact with the inner surface of the outer cylinder 10 is mostly the fluid outside the tube that exchanges heat with the fluids Fi in the plurality of U tubes 20 on both the first straight tube chamber 94a side and the second straight tube chamber 94b side. Become Fo. Therefore, the temperature difference between the temperature on the first straight pipe chamber 94a side of the outer cylinder 10 and the temperature on the second straight pipe chamber 94b side of the outer cylinder 10 can be reduced.
  • the inner cylinder 85 In the heat exchanger in which no is present, the temperature difference between the temperature on the first straight pipe chamber 94a side of the outer cylinder 10 and the temperature on the second straight pipe chamber 94b side of the outer cylinder 10 becomes large. For this reason, the amount of bending deformation of the outer cylinder 10 increases due to an expansion difference between the thermal expansion amount of the outer cylinder 10 on the first straight pipe chamber 94a side and the thermal expansion amount of the outer cylinder 10 on the second straight pipe chamber 94b side. .
  • the temperature on the first straight pipe chamber 94a side of the outer cylinder 10 and the second straight pipe chamber 94b side of the outer cylinder 10 are increased.
  • the temperature difference from the temperature can be reduced, and the bending deformation of the outer cylinder 10 can be suppressed.
  • the inner surface of the end plate portion 87 in the inner cylinder 85 of the present embodiment is smoothly bent along the maximum bent tube portion 25c.
  • the end plate portion 87 of the inner cylinder 85 functions as the outer guide 76 in the second embodiment. Therefore, in the present embodiment, similarly to the second embodiment, even if the flow rate of the extra-fluid fluid Fo flowing into the bent tube chamber 95 is larger than that in the first embodiment, the plurality of bent tube portions 25 in the bent tube chamber 95 are used. Can suppress vibration.
  • the inner guide 71 and the middle guide 73 may be provided as in the second embodiment.
  • the tube arrangement in this modification is also an equilateral triangle arrangement as in the first embodiment. That is, each of the inlet-side straight pipe portions 21a in the plurality of U tubes 20 of this modification is arranged at the position of the apex of an equilateral triangle. Moreover, each outlet side straight pipe part 21b in the plurality of U tubes 20 is also arranged at the apex of the equilateral triangle. In other words, each of the plurality of tube holes 81 is arranged at the apex of the equilateral triangle.
  • the pass hole 82a of this modification is also formed between the plurality of tube holes 81 as in the first embodiment.
  • the pass hole 82a of the present modification includes a first hole 82ax formed at the center of the equilateral triangle, and a second hole 82ay formed at the center of another equilateral triangle adjacent to the equilateral triangle, The first hole portion 82ax and the second hole portion 82ay are connected to each other and have a connecting hole portion 82az.
  • the pass hole 82a of the present modification is a hole that extends from the center of the regular triangle to the center of another regular triangle adjacent to the regular triangle.
  • the tube arrangement in the present modification is also an equilateral triangle arrangement as in the first embodiment and the first modification.
  • the pass hole 82 of the first embodiment and the pass hole 82 a of the first modification are both independent holes with respect to the tube hole 81.
  • the pass hole 82 b of this modification is connected to the tube hole 81.
  • three pass holes 82 b are connected to one tube hole 81.
  • the tube hole 81 is a circular hole centered on the apex of an equilateral triangle.
  • One pass hole 82b extends from the tube hole 81 from the apex of the equilateral triangle toward the midpoint of the base of the equilateral triangle.
  • the remaining pass holes 82b for one tube hole 81 also extend from the tube hole 81 from the apex of the equilateral triangle toward the midpoint of the bottom of the equilateral triangle.
  • the three pass holes 82b are arranged at intervals of 120 ° with reference to the apex of the regular triangle.
  • the pipe arrangement in the present modification is a square arrangement. That is, each of the inlet-side straight pipe portions 21a in the plurality of U tubes 20 of this modification is arranged at the position of the apex of the square. Moreover, each outlet side straight pipe part 21b in the plurality of U tubes 20 is also arranged at the apex of the square. In other words, each of the plurality of tube holes 81 is arranged at the position of the apex of the square.
  • the pass hole 82c of this modification is formed at the center of the square described above.
  • this modified example and the first embodiment are different in pipe arrangement, they are common in that a pass hole is formed at the center of a regular polygon formed by connecting the centers of a plurality of tube holes 81.
  • the first hole formed in the center of the square and the center of another square adjacent to the square are the same as in the second modification.
  • the pass hole may be configured to include a second hole portion formed in the first hole portion and a connecting hole portion that connects the first hole portion and the second hole portion.
  • a pass hole may be connected to the tube hole 81 as in the second modification.
  • four pass holes are connected to one tube hole 81. The four pass holes are arranged at intervals of 90 ° with respect to the apex of the square.
  • the first pass hole 52a and the second pass hole 52b of the tube support plate 50 for convenience, the first pass hole 52a and the second pass hole 52b of the tube support plate 50, the third pass hole 62a of the first baffle 60a, and the fourth pass of the second baffle 60b.
  • the holes 62b are collectively referred to as a pass hole, and the tube holes formed in each plate are also simply referred to as a tube hole. Therefore, the dimensions of the first pass hole 52a and the second pass hole 52b of the tube support plate 50 are the same as the dimensions of the third pass hole 62a of the first baffle 60a and the fourth pass hole 62b of the second baffle 60b. Although it appears to be present, both dimensions are not necessarily the same.
  • the shape and the like of the first pass hole 52a and the second pass hole 52b of the tube support plate 50 and the shape and the like of the third pass hole 62a of the first baffle 60a and the fourth pass hole 62b of the second baffle 60b are as follows: There is no need to match.
  • the shape of the first embodiment is adopted as the shape of the first pass hole 52a and the second pass hole 52b of the tube support plate 50, and the third pass hole 62a and the second baffle 60b of the first baffle 60a.
  • the shape or the like of the fourth pass hole 62b the hole shape or the like of the first modification or the second modification may be adopted.
  • the shape of the first embodiment is adopted as the shape of the third pass hole 62a of the first baffle 60a and the shape of the fourth pass hole 62b of the second baffle 60b.
  • the hole shape of the first modified example and the second modified example may be adopted.

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Abstract

Ｕチューブ熱交換器の管支持板（５０）は、管外流体室（９３）内を、Ｕチューブ（２０）の曲管部（２５）が存在する第二端側（Ｄ２）の曲管室（９５）と第一端側（Ｄ１）の室とに仕切る。第二仕切壁（４５）は、管外流体室（９３）内の第一端側（Ｄ１）の室内を、Ｕチューブ（２０）の入口側直管部（２１ａ）が存在する第一直管室（９４ａ）と、Ｕチューブ（２０）の出口側直管部（２１ｂ）が存在する第二直管室（９４ｂ）とに仕切る。第二仕切壁（４５）には、第一直管室（９４ａ）から第二直管室（９４ｂ）へ貫通する開口（４６）が形成されている。管支持板（５０）には、第一直管室（９４ａ）から曲管室（９５）に貫通する第一パス孔（５２ａ）と、第二直管室（９４ｂ）から曲管室（９５）に貫通する第二パス孔（５２ｂ）とが形成されている。

Description

Ｕチューブ熱交換器
　本発明は、Ｕチューブ熱交換器に関する。
　本願は、２０１６年２月８日に、日本国に出願された特願２０１６－０２１８８０号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。
　熱交換器には、外筒と、外筒内を第一端側の管内流体室と第二端側の管外流体室とに仕切る管板と、管外流体室内に配置され両端が管板に固定されている複数のＵチューブと、を備えるＵチューブ熱交換器がある。
　このようなＵチューブ熱交換器としては、例えば、特許文献１に記載されているＵチューブ熱交換器がある。このＵチューブ熱交換器の管外流体室には、Ｕチューブの入口側直管部が存在する第一直管室と、Ｕチューブの出口側直管部が存在する第二直管室と、に仕切る隔壁が設けられている。また、第一直管室及び第二直管室には、複数のバッフルが設けられている。このＵチューブ熱交換器では、Ｕチューブ内を流れる管内流体とＵチューブ外を流れる管外流体との伝熱面積を増加させるため、Ｕチューブの曲管部が存在する領域、言い換えると、外筒の鏡板の内側の鏡板領域にも、管外流体を流している。
特開２００２－３５７３９４号公報
　上記Ｕチューブ熱交換器では、Ｕチューブの曲管部の周りにも管外流体が流れるため、曲管部が振動する可能性が高い。このため、曲管部の振動を抑えるために、外筒内で曲管部が存在している領域に管外流体を流さないようにすると、管外流体と管内流体との伝熱面積が小さくなる。
　そこで、本発明は、管外流体と管内流体との伝熱面積を増加させつつも、Ｕチューブの振動を抑えることができるＵチューブ熱交換器を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための発明に係る第一態様のＵチューブ熱交換器は、
　筒状を成し、両端が閉じている外筒と、前記外筒内を、前記両端のうちの第一端側の位置で、前記第一端側の管内流体室と第二端側の管外流体室とに仕切る管板と、前記管外流体室に配置され、両端が前記管板に固定されていると共に該両端が前記管内流体室に臨んでいる複数のＵチューブと、前記管内流体室を、前記Ｕチューブにおける前記両端のうちの入口端の集まりである入口端群を臨む入口室と、前記Ｕチューブにおける前記両端のうちの出口端の集まりである出口端群を臨む出口室とに仕切る第一仕切壁と、前記管外流体室を、前記第二端側であって前記Ｕチューブにおける曲管部の集まりである曲管群が存在する曲管室と前記第一端側の室とに仕切りつつ、前記Ｕチューブにおける前記入口端から延びる入口側直管部及び前記Ｕチューブにおける前記出口端から延びる出口側直管部を支持する管支持板と、前記管外流体室の前記曲管室に対して前記第一端側の室を、前記Ｕチューブにおける前記入口側直管部の集まりである入口側直管群が存在する第一直管室と、前記Ｕチューブにおける前記出口側直管部の集まりである出口側直管群が存在する第二直管室と、に仕切る第二仕切壁と、を備え、前記第二仕切壁の前記第二端側であって前記管支持板よりも前記第一端側には、前記第一直管室から前記第二直管室へ貫通する開口が形成され、前記管支持板には、前記第一直管室から前記曲管室に貫通する一以上の第一パス孔が形成されていると共に、前記第二直管室から前記曲管室に貫通する一以上の第二パス孔が形成されている。
　当該Ｕチューブ熱交換器において、管内流体が管内流体室の入口室に流入したとする。この管内流体は、複数のＵチューブの入口端に形成されている入口からＵチューブ内に流入する。Ｕチューブ内に流入した管内流体は、Ｕチューブの入口側直管部、曲管部、出口側直管部を経て、Ｕチューブの出口端に形成されている出口から管外流体室の出口室に流出する。
　また、当該Ｕチューブ熱交換器において、例えば、管外流体が管外流体室の第二直管室に流入したとする。第二直管室に流入した管外流体は、この第二直管室内を流れる過程で、複数のＵチューブの出口側直管部内を流れる管内流体と熱交換する。
　第二直管室に流入した管外流体の一部は、管支持板の第二パス孔を経て、曲管室に流入する。管外流体は、曲管室を流れる過程で、複数のＵチューブの曲管部内を流れる管内流体と熱交換する。曲管室に流入した管外流体は、管支持板の第一パス孔を経て、管外流体室の第一直管室に流入する。また、第二直管室に流入した管外流体の他の一部は、第二仕切壁の開口を経て、第一直管室に流入する。
　第一直管室に流入した管外流体は、この第一直管室を流れる過程で、複数のＵチューブの入口側直管部内を流れる管内流体と熱交換する。
　以上のように、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室で、管外流体とＵチューブの曲管部内の管内流体とを熱交換させることができるので、曲管室内に管外流体を導かないＵチューブ熱交換器よりも伝熱面積を増加させることができる。
　ところで、Ｕチューブの曲管部が存在する曲管室での管外流体の流れの方向成分は、曲管部に沿う方向成分が主となるが、曲管部に対して交差する方向成分も一部に存在する。このため、曲管室を管外流体が一定条件下で流れると、曲管室の曲管部が振動する。
　そこで、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管部の振動を抑えるため、第二直管室の管外流体のうち、一部を曲管室に流入させる一方で、残りの一部を曲管室に流入させることなく、第二仕切壁の開口から第一直管室に流入させている。この結果、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室を管外流体が流れるものの、その流速が遅くなることにより、曲管部に対して交差する方向成分の流速も遅くなり、曲管部の振動を抑えることができる。
　なお、以上では、管外流体が第二直管室から第一直管室に流れると仮定して説明したが、管外流体が第一直管室から第二直管室に流れる場合でも、以上と同様の効果を得ることができる。
　上記目的を達成するための発明に係る第二態様のＵチューブ熱交換器は、
　前記第一態様の前記Ｕチューブ熱交換器において、前記開口の開口面積は、前記一以上の第一パス孔の全流路断面積及び前記一以上の第二パス孔の全流路断面積よりも広い。
　上記目的を達成するための発明に係る第三態様のＵチューブ熱交換器は、
　前記第一態様又は前記第二態様の前記Ｕチューブ熱交換器において、前記管支持板には、複数の前記Ｕチューブにおける各入口側直管部が挿入されている第一管孔と、複数の前記Ｕチューブにおける各出口側直管部が挿入されている第二管孔とが形成されており、前記第一パス孔は、前記管支持板における複数の前記第一管孔の相互間の位置に形成され、前記第二パス孔は、前記管支持板における複数の前記第二管孔の相互間の位置に形成されている。
　上記目的を達成するための発明に係る第四態様のＵチューブ熱交換器は、
　前記第一態様又は前記第二態様の前記Ｕチューブ熱交換器において、前記管支持板には、複数の前記Ｕチューブにおける各入口側直管部が挿入されている第一管孔と、複数の前記Ｕチューブにおける各出口側直管部が挿入されている第二管孔とが形成されており、前記第一パス孔は、複数の前記第一管孔のうちのいずれかにつながっており、前記第二パス孔は、複数の前記第二管孔のうちのいずれかにつながっている。
　上記目的を達成するための発明に係る第五態様のＵチューブ熱交換器は、
　前記第一態様から第四態様のいずれかの前記Ｕチューブ熱交換器において、前記曲管室に配置され、複数の前記Ｕチューブから離間し、複数の前記ＵチューブのうちのいずれかのＵチューブにおける前記曲管部に沿って曲がる曲面を有するガイドを備える。
　当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室の管外流体が、Ｕチューブの曲管部に沿って流すことができるため、管外流体の流れの方向成分のうち、曲管部に対して交差する方向成分を少なくすることができる。このため、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室に流入する管外流体の流量がガイドを有しない熱交換器と同じあっても、ガイドを有しない熱交換器よりも、複数の曲管部の振動を抑えることができる。
　言い換えると、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室に流入する管外流体の流量をガイドを有しない熱交換器より多くしても、複数の曲管部の振動を抑えることができる。よって、当該Ｕチューブ熱交換器では、曲管室における管外流体と管内流体との熱交換量を多くすることができる。
　上記目的を達成するための発明に係る第六態様のＵチューブ熱交換器は、
　前記第五態様の前記Ｕチューブ熱交換器において、複数のＵチューブのうち、いずれかのＵチューブにおける曲管部の曲率半径が他のＵチューブにおける曲管部の曲率半径と異なっており、前記ガイドは、最も曲率半径の小さい曲管部である最小曲管部に対して、前記最小曲管部の曲率中心側に位置して、前記最小曲管部の前記曲率中心側に沿って曲がる凸曲面を有する内側ガイドと、最も曲率半径の大きい曲管部である最大曲管部に対して、前記最大曲管部の曲率中心側とは反対側に位置して、前記最大曲管部の前記反対側に沿って曲がる凹曲面を有する外側ガイドと、前記最小曲管部と前記最大曲管部との間に位置して、前記最小曲管部の曲率中心側とは反対側に沿って曲がる凹曲面と前記最大曲管部の曲率中心側に沿って曲がる凸曲面とを有する中ガイドと、のうち少ななくとも一のガイドを有する。
　上記目的を達成するための発明に係る第七態様のＵチューブ熱交換器は、
　前記第一態様から前記第六態様のいずれかの前記Ｕチューブ熱交換器において、前記第一直管室に配置され、前記入口側直管部が延びている方向に交差する方向に広がっている一以上の第一バッフルと、前記第二直管室内に配置され、前記出口側直管部が延びている方向に交差する方向に広がっている一以上の第二バッフルと、を備え、前記第一バッフルには、前記入口側直管部が延びている方向に貫通する一以上の第三パス孔が形成され、前記第二バッフルには、前記入口側直管部が延びている方向に貫通する一以上の第四パス孔が形成されている。
　当該Ｕチューブ熱交換器では、第一直管室に第一バッフルが配置されているので、第一直管室を流れる管外流体の流路長を長くすることができる。さらに、当該Ｕチューブ熱交換器では、第二直管室に第二バッフルが配置されているので、第二直管室を流れる管外流体の流路長を長くすることができる。このため、当該Ｕチューブ熱交換器では、管外流体と管内流体との熱交換量を多くすることができる。
　また、当該Ｕチューブ熱交換器では、直管部が延びている方向に交差する方向に広がっているバッフルを有するものの、バッフルには直管部が延びている方向に貫通するパス孔が形成されている。このため、管外流体の流れの方向成分のうち、直管部に対して交差する方向成分を少なくすることができる。よって、当該Ｕチューブ熱交換器では、直管部の振動を抑えることができる。
　本発明の一態様によれば、管外流体と管内流体との伝熱面積を広くしつつも、Ｕチューブの振動を抑えることができる。
本発明に係る第一実施形態におけるＵチューブ熱交換器の断面図である。 図１におけるII－II線断面図である。 本発明に係る第一実施形態における管孔とパス孔との位置関係を示す説明図である。 本発明に係る第二実施形態におけるＵチューブ熱交換器の断面図である。 本発明に係る第三実施形態におけるＵチューブ熱交換器の断面図である。 本発明に係る第一変形例における管孔とパス孔との位置関係を示す説明図である。 本発明に係る第二変形例における管孔とパス孔との位置関係を示す説明図である。 本発明に係る第三変形例における管孔とパス孔との位置関係を示す説明図である。
　以下、本発明に係るＵチューブ熱交換器の各種実施形態及び変形例について、図面を参照して詳細に説明する。
　「第一実施形態」
　本発明に係るＵチューブ熱交換器の第一実施形態について、図１～図３を参照して説明する。
　本実施形態のＵチューブ熱交換器は、図１に示すように、筒状の外筒１０と、外筒１０内を管内流体室９０と管外流体室９３とに仕切る管板３０と、管外流体室９３内に配置されている複数のＵチューブ２０と、管内流体室９０内を入口室９１と出口室９２とに仕切る第一仕切壁４０と、管外流体室９３内を第一直管室９４ａと第二直管室９４ｂとに仕切る第二仕切壁４５と、第一直管室９４ａ内を流れる管外流体Ｆｏの流れの向きを変える複数の第一バッフル６０ａと、第二直管室９４ｂ内を流れる管外流体Ｆｏの流れの向きを変える複数の第二バッフル６０ｂと、複数のＵチューブ２０を支持する管支持板５０と、備える。
　外筒１０は、筒状を成し、両端が閉じている。この外筒１０は、軸線Ｘを中心として円筒状の胴部１１と、胴部１１の端に接続されている第一鏡板部１２及び第二鏡板部１４と、を有する。ここで、軸線Ｘが延びる方向を軸方向Ｄｘとする。また、この軸方向Ｄｘの一方側を第一端側Ｄ１とし、他方側を第二端側Ｄ２とする。第一鏡板部１２は、胴部１１の第一端側Ｄ１の端に接続され、この胴部１１の第一端側Ｄ１の開口を塞ぐ。この第一鏡板部１２は、その内面が第二鏡板部１４から遠ざかる側、つまり第一端側Ｄ１に凹状に滑らかに凹んでいる。第二鏡板部１４は、胴部１１の第二端側Ｄ２の端に接続され、この胴部１１の第二端側Ｄ２の開口を塞ぐ。この第二鏡板部１４は、その内面が第一鏡板部１２から遠ざかる側、つまり第二端側Ｄ２に凹状に滑らかに凹んでいる。第一鏡板部１２で、最も第一端側Ｄ１の部分は、外筒１０の第一端１３を成す。また、第二鏡板部１４で、最も第二端側Ｄ２の部分は、外筒１０の第二端１５を成す。
　外筒１０内は、第一端側Ｄ１の位置で、管板３０により、第一端側Ｄ１の管内流体室９０と第二端側Ｄ２の管外流体室９３とに仕切られている。より具体的には、外筒１０内は、第一鏡板部１２と胴部１１との境で、管板３０により、管内流体室９０と管外流体室９３とに仕切られている。
　Ｕチューブ２０は、一対の直管部２１と、一対の直管部２１の端相互をつなぐ曲管部２５と、を有する。曲管部２５は、一対の直管部２１の間の位置を曲率中心２６として円弧状を成している。一対の直管部２１のうち、一方の直管部２１は入口側直管部２１ａを成し、他方の直管部２１は出口側直管部２１ｂを成す。入口側直管部２１ａの両端のうち、曲管部２５とは反対側の端は、入口端２２ａを成す。この入口端２２ａには、Ｕチューブ２０内に管内流体Ｆｉが流入する入口が形成されている。また、出口側直管部２１ｂの両端のうち、曲管部２５とは反対側の端は、出口端２２ｂを成す。この出口端２２ｂには、Ｕチューブ２０内から管内流体Ｆｉが流出する出口が形成されている。Ｕチューブ２０の各直管部２１は、いずれも、軸方向Ｄｘに延び、且つ軸方向Ｄｘの位置が同じである。
　複数のＵチューブ２０は、管外流体室９３内に配置され、複数のＵチューブ２０の両端２２ａ，２２ｂが管板３０に固定されている。管板３０は、実質的に円板状を成している。この管板３０には、軸方向Ｄｘに貫通して、複数のＵチューブ２０の各入口端２２ａ及び各出口端２２ｂが挿通される管孔３１が形成されている。円板状の管板３０における一方の半円内の複数の管孔３１には、複数のＵチューブ２０の入口端２２ａが挿通されている。複数のＵチューブ２０の入口端２２ａは、いずれも管内流体室９０に臨んでいる。Ｕチューブ２０の入口端２２ａは、この管孔３１に固定されている。また、円板状の管板３０における他方の半円内の複数の管孔３１には、複数のＵチューブ２０の出口端２２ｂが挿通されている。複数のＵチューブ２０の出口端２２ｂは、いずれも、管内流体室９０に臨んでいる。Ｕチューブ２０の出口端２２ｂは、この管孔３１に固定されている。複数のＵチューブ２０の各曲管部２５は、管外流体室９３のうち、第二鏡板部１４の内側の領域と胴部１１の内側であって第二鏡板部１４側の領域とを併せた曲管室９５内に配置されている。
　第一仕切壁４０は、管内流体室９０内を、Ｕチューブ２０の入口端２２ａの集まりである入口端群を臨む入口室９１と、Ｕチューブ２０の出口端２２ｂの集まりである出口端群を臨む出口室９２とに仕切る。第一鏡板部１２には、内側の入口室９１と外部とを連通させる管内側入口ノズル１６と、内側の出口室９２と外部とを連通させる管内側出口ノズル１７と、が設けられている。
　管支持板５０は、管外流体室９３内に配置され、この管外流体室９３内を、前述の曲管室９５と、この曲管室９５を除く室とに仕切る。言い換えると、管支持板５０は、管外流体室９３内を、第二端側Ｄ２の室と第一端側Ｄ１の室とに仕切る。管支持板５０には、複数のＵチューブ２０の入口側直管部２１ａにおける第二端側Ｄ２の部分が挿通される第一管孔５１ａと、複数のＵチューブ２０の出口側直管部２１ｂにおける第二端側Ｄ２の部分が挿通される第二管孔５１ｂと、が形成されている。複数のＵチューブ２０の入口側直管部２１ａは、第一管孔５１ａに挿通されることで、この管支持板５０に支持される。また、複数のＵチューブ２０の出口側直管部２１ｂは、第二管孔５１ｂに挿通されることで、この管支持板５０に支持される。
　第二仕切壁４５は、管外流体室９３内に配置され、管外流体室９３内の曲管室９５よりも第一端側Ｄ１の室を、Ｕチューブ２０における入口側直管部２１ａの集まりである入口側直管群が存在する第一直管室９４ａと、Ｕチューブ２０における出口側直管部２１ｂの集まりである出口側直管群が存在する第二直管室９４ｂと、に仕切る。この第二仕切壁４５は、管板３０から管支持板５０まで軸方向Ｄｘに延びている。
　外筒１０の胴部１１には、内側の第二直管室９４ｂと外部とを連通させる管外側入口ノズル１８と、内側の第一直管室９４ａと外部とを連通させる管外側出口ノズル１９と、が設けられている。
　第一直管室９４ａ内には、管外流体Ｆｏの流れの向きを変える複数の第一バッフル６０ａが配置されている。また、第二直管室９４ｂ内にも、管外流体Ｆｏの流れの向きを変える複数の第二バッフル６０ｂが配置されている。各バッフル６０ａ，６０ｂは、いずれも、Ｕチューブ２０における各直管部２１が延びている軸方向Ｄｘに対して交差する交差方向に広がる仮想面、具体的には軸線Ｘに対して垂直な方向に広がる仮想面に沿って設けられている。但し、各バッフル６０ａ，６０ｂは、直管室９４内の仮想面の一領域にのみ沿って設けられており、残りの領域には設けられていない。よって、各バッフル６０ａ，６０ｂは、仮想面の一領域では、直管室９４内を第一端側Ｄ１と第二端側Ｄ２とに仕切るものの、仮想面の残り領域には存在せず、直管室９４内を仕切らない。複数の第一バッフル６０ａは、第一直管室９４ａ内で、軸方向Ｄｘの位置が互いに異なるよう配置されている。また、複数の第二バッフル６０ｂは、第二直管室９４ｂ内で、軸方向Ｄｘの位置が互いに異なるよう配置されている。複数の第一バッフル６０ａのうち、軸方向Ｄｘで隣接する二つの第一バッフル６０ａは、直管室９４内を第一端側Ｄ１と第二端側Ｄ２とに仕切る領域が互いに異なっている。また、複数の第二バッフル６０ｂのうち、軸方向Ｄｘで隣接する二つの第二バッフル６０ｂは、直管室９４内を第一端側Ｄ１と第二端側Ｄ２とに仕切る領域が互いに異なっている。第一バッフル６０ａには、Ｕチューブ２０の入口側直管部２１ａが挿通される第一管孔６１ａが形成されている。また、第二バッフル６０ｂには、Ｕチューブ２０の出口側直管部２１ｂが挿通される第二管孔６１ｂが形成されている。
　図１及び図２に示すように、第二仕切壁４５の第二端側Ｄ２であって管支持板５０よりも第一端側Ｄ１には、第一直管室９４ａから第二直管室９４ｂへ貫通する開口４６が形成されている。また、管支持板５０には、複数の第一管孔５１ａの相互間の位置を第一直管室９４ａから曲管室９５へ貫通する第一パス孔５２ａと、複数の第二管孔５１ｂの相互間の位置を第二直管室９４ｂから曲管室９５へ貫通する第二パス孔５２ｂと、が形成されている。第一バッフル６０ａには、各第一管孔６１ａの相互間の位置を軸方向Ｄｘに貫通する複数の第三パス孔６２ａが形成されている。第二バッフル６０ｂには、各第二管孔６１ｂの相互間の位置を軸方向Ｄｘに貫通する複数の第四パス孔６２ｂが形成されている。
　本実施形態の管配置は、図３に示すように、正三角形配置である。すなわち、本実施形態の複数のＵチューブ２０における各直管部２１は、いずれも、正三角形の頂点の位置に配置されている。ここで、管支持板５０の第一管孔５１ａ、管支持板５０の第二管孔５１ｂ、第一バッフル６０ａの第一管孔６１ａ、第二バッフル６０ｂの第二管孔６１ｂを単に管孔８１とする。また、管支持板５０の複数の第一管孔５１ａの相互間に形成されている第一パス孔５２ａ、管支持板５０の複数の第二管孔５１ｂの相互間に形成されている第二パス孔５２ｂ、第一バッフル６０ａの複数の第一管孔６１ａの相互間に形成されている第三パス孔６２ａ、第二バッフル６０ｂの複数の第二管孔６１ｂの相互間に形成されている第四パス孔６２ｂを単にパス孔８２とする。このパス孔８２は、前述の正三角形の中心に形成されている。
　管支持板５０に形成されている複数の第一パス孔５２ａの全流路断面積と、管支持板５０に形成されている複数の第二パス孔５２ｂの全流路断面積とは、実質的に同じである。第二仕切壁４５に形成されている開口４６の開口面積は、複数の第一パス孔５２ａの全流路断面積及び複数の第二パス孔５２ｂの全流路断面積より広い。
　管内流体Ｆｉは、管内側入口ノズル１６から管内流体室９０の入口室９１に流入する。入口室９１に流入した管内流体Ｆｉは、複数のＵチューブ２０の入口からＵチューブ２０内に流入する。Ｕチューブ２０内に流入した管内流体Ｆｉは、Ｕチューブ２０の入口側直管部２１ａ、曲管部２５、出口側直管部２１ｂを経て、Ｕチューブ２０の出口から管内流体室９０の出口室９２に流出する。出口室９２に至った管内流体Ｆｉは、管内側出口ノズル１７から外部に流出する。
　管外流体Ｆｏは、管外側入口ノズル１８から管外流体室９３の第二直管室９４ｂに流入する。第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏは、この第二直管室９４ｂを流れる。この際、管外流体Ｆｏは、外筒１０の胴部１１の内面と第二仕切壁４５と複数の第二バッフル６０ｂとで形成される蛇行した流路に沿って流れる。すなわち、管外流体Ｆｏは、第二直管室９４ｂを蛇行しながら第二端側Ｄ２へ流れる。また、第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏの一部は、各第二バッフル６０ｂの複数の第四パス孔６２ｂ内を第二端側Ｄ２へ流れる。管外流体Ｆｏは、以上のように第二直管室９４ｂを流れる過程で、複数のＵチューブ２０の出口側直管部２１ｂ内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。
　第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏの一部は、管支持板５０の第二パス孔５２ｂを経て、曲管室９５に流入する。管外流体Ｆｏは、曲管室９５を流れる過程で、複数のＵチューブ２０の曲管部２５内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。
　曲管室９５に流入した管外流体Ｆｏは、管支持板５０の第一パス孔５２ａを経て、管外流体室９３の第一直管室９４ａに流入する。また、第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏの他の一部は、第二仕切壁４５の開口４６を経て、第一直管室９４ａに流入する。
　第一直管室９４ａに流入した管外流体Ｆｏは、この第一直管室９４ａを流れる。この際、管外流体Ｆｏは、外筒１０の胴部１１の内面と第二仕切壁４５と複数の第一バッフル６０ａとで形成される蛇行した流路に沿って流れる。すなわち、管外流体Ｆｏは、第一直管室９４ａを蛇行しながら第一端側Ｄ１へ流れる。また、第一直管室９４ａに流入した管外流体Ｆｏの一部は、各第一バッフル６０ａの複数の第三パス孔６２ａ内を第一端側Ｄ１へ流れる。管外流体Ｆｏは、以上のように第一直管室９４ａを流れる過程で、複数のＵチューブ２０の入口側直管部２１ａ内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。
　複数のＵチューブ２０の入口側直管部２１ａ内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換した管外流体Ｆｏは、管外側出口ノズル１９から外部に流出する。
　以上のように、本実施形態のＵチューブ熱交換器では、曲管室９５で、管外流体ＦｏとＵチューブ２０の曲管部２５内の管内流体Ｆｉとを熱交換させることができるので、曲管室９５に管外流体Ｆｏを導かないＵチューブ熱交換器よりも伝熱面積を増加させることができる。
　ところで、本実施形態では、Ｕチューブ２０の曲管部２５は、直管部２１のようにバッフル等で支持されていない。さらに、この曲管部２５が存在する曲管室９５での管外流体Ｆｏの流れの方向成分は、曲管部２５に対して交差する方向成分が多い。このため、曲管室９５内に管外流体Ｆｏが一定条件下で流れると、曲管室９５内の曲管部２５が振動する。
　そこで、本実施形態では、曲管部２５の振動を抑えるため、第二直管室９４ｂ内の管外流体Ｆｏのうち、一部を曲管室９５に流入させる一方で、残りの一部を曲管室９５に流入させることなく、第二仕切壁４５の開口４６から第一直管室９４ａに流入させている。この結果、本実施形態では、前述したように、曲管室９５を管外流体Ｆｏが流れるものの、その流速が遅くなり、曲管部２５の振動を抑えることができる。
　本実施形態では、曲管室９５に流入する管外流体Ｆｏの流量を少なくして、曲管室９５を流れる管外流体Ｆｏの流速を遅くするため、管支持板５０における複数の第一パス孔５２ａの全流路断面積及び管支持板５０における複数の第二パス孔５２ｂの全流路断面積を、第二仕切壁４５に形成されている開口４６の開口面積より小さくしている。
　但し、曲管室９５内での管外流体Ｆｏと管内流体Ｆｉとの熱交換量を増加させるためには、曲管室９５内に流入させる管外流体Ｆｏの流量を多くすることが好ましい。よって、曲管部２５の振動を抑えることができる範囲内で、複数の第一パス孔５２ａの全流路断面積及び複数の第二パス孔５２ｂの全流路断面積を大きくすることが好ましい。このため、Ｕチューブ熱交換器を構成する各部材の各種寸法、管外流体室９３に流入する管外流体Ｆｏの流量、この管外流体Ｆｏの密度、複数のＵチューブ２０に流入する管内流体Ｆｉの流量、この管内流体Ｆｉの密度等によっては、複数の第一パス孔５２ａの全流路断面積及び複数の第二パス孔５２ｂの全流路断面積が、第二仕切壁４５に形成されている開口４６の開口面積より大きくなる場合もあり得る。
　本実施形態の第一直管室９４ａ内には複数の第一バッフル６０ａが配置されている。また、第二直管室９４ｂ内には複数の第二バッフル６０ｂが配置されている。このように、直管室９４内にバッフル６０ａ，６０ｂが配置されていると、直管室９４内の一部では、Ｕチューブ２０の直管部２１に対して、管外流体Ｆｏが交差方向に流れる。このため、熱交換の効率が良いものの、直管室９４内の直管部２１でも振動する可能性がある。本実施形態の各バッフル６０ａ，６０ｂには、直管部２１が延びる軸方向Ｄｘに貫通する複数のパス孔６２ａ，６２ｂが形成されているので、直管室９４内での管外流体Ｆｏの流れの方向成分のうち、直管部２１が延びる軸方向Ｄｘに交差する方向成分を少なくすることができる。このため、本実施形態では、直管室９４内に複数のバッフル６０ａ，６０ｂを配置しているものの、直管室９４内の直管部２１の振動を抑え、且つ熱交換の効率も良くすることができる。
　「第二実施形態」
　本発明に係るＵチューブ熱交換器の第二実施形態について、図４を参照して説明する。
　本実施形態のＵチューブ熱交換器は、上記第一実施形態のＵチューブ熱交換器に、内側ガイド７１、中ガイド７３、及び外側ガイド７６を追加したものである。内側ガイド７１、中ガイド７３、及び外側ガイド７６は、いずれも、曲管室９５内に配置されている。
　複数のＵチューブ２０の各曲管部２５の曲率半径は、いずれかの他の曲管部２５の曲率半径と異なっている。このため、複数のＵチューブ２０には、最も曲率半径の小さい曲管部２５である最小曲管部２５ａを有するＵチューブ２０ａ、最も曲率半径の大きい曲管部２５である最大曲管部２５ｃを有するＵチューブ２０ｃ、曲率半径が中間の曲管部２５である中間曲管部２５ｂを有するＵチューブ２０ｂがある。複数のＵチューブ２０の各曲管部２５の曲率中心２６は、いずれも、実質的に軸線Ｘ上であって、曲管室９５内の第一端側Ｄ１の位置になる。このため、中間曲管部２５ｂは、最大曲管部２５ｃよりも曲率中心２６側に位置し、最小曲管部２５ａは、中間曲管部２５ｂよりも曲率中心２６側に位置する。なお、本実施形態において、複数の中間曲管部２５ｂに関しても、曲率半径が相互に異なっている。
　内側ガイド７１は、最小曲管部２５ａから、この最小曲管部２５ａの曲率中心２６側に離間した位置に配置されている。この内側ガイド７１は、最小曲管部２５ａの曲率中心２６側に沿って曲がる凸曲面７２を有する。この内側ガイド７１は、例えば、管支持板５０に固定されている。
　外側ガイド７６は、最大曲管部２５ｃから、この最大曲管部２５ｃの曲率中心２６側とは反対側に離間した位置に配置されている。この外側ガイド７６は、最大曲管部２５ｃの曲率中心２６側とは反対側に沿って曲がる凹曲面７７を有する。この外側ガイド７６は、例えば、管支持板５０、又は外筒１０の内面に固定されている。
　中ガイド７３は、複数の中間曲管部２５ｂの間であって、各中間曲管部２５ｂから離間した位置に配置されている。この中ガイド７３は、凹曲面７４と、凸曲面７５と、を有する。中ガイド７３の凹曲面７４は、この中ガイド７３を基準にして曲率中心２６側に位置する曲管部２５の曲率中心２６側とは反対側に沿って曲がっている。また、中ガイド７３の凸曲面７５は、この中ガイド７３を基準にして曲率中心２６側とは反対側に位置する曲管部２５の曲率中心２６側に沿って曲がる凸曲面７５と、を有する。
　以上のように、本実施形態では、曲管室９５に、内側ガイド７１、中ガイド７３及び外側ガイド７６を配置したので、曲管室９５での管外流体Ｆｏは、曲管室９５の曲率中心２６側でも、その反対側でも、さらにその間の位置でも、曲管部２５の曲りに沿った流れになる。すなわち、本実施形態では、曲管室９５での管外流体Ｆｏの流れの方向成分のうち、曲管部２５に交差する方向成分を少なくすることができる。
　このため、本実施形態では、曲管室９５に流入する管外流体Ｆｏの流量が上記第一実施形態と同じあっても、上記第一実施形態よりも、曲管室９５における複数の曲管部２５の振動を抑えることができる。
　言い換えると、本実施形態では、曲管室９５に流入する管外流体Ｆｏの流量を上記第一実施形態より多くしても、曲管室９５における複数の曲管部２５の振動を抑えることができる。よって、本実施形態では、曲管室９５における管外流体Ｆｏと管内流体Ｆｉとの熱交換量を多くすることができる。
　なお、本実施形態では、内側ガイド７１、中ガイド７３及び外側ガイド７６を曲管室９５内に配置している。しかしながら、曲管室９５内には、内側ガイド７１、中ガイド７３及び外側ガイド７６のうち、いずれか一種類のガイド、又はいずれか二種類のガイドのみを配置してもよい。
　「第三実施形態」
　本発明に係るＵチューブ熱交換器の第三実施形態について、図５を参照して説明する。
　本実施形態のＵチューブ熱交換器は、上記第一実施形態のＵチューブ熱交換器に、内筒８５を追加したものである。内筒８５は、外筒１０内に配置されている。
　内筒８５は、軸線Ｘを中心として円筒状の胴部８６と、胴部８６の第二端側Ｄ２に接続されている鏡板部８７と、胴部８６の第一端側Ｄ１に接続されている仕切板部８８と、を有する。円筒状の胴部８６は、外筒１０の胴部１１の内面から、軸線Ｘに近づく側に離間している。言い換えると、内筒８５の胴部８６の外径は、外筒１０の胴部１１の内径よりも小さい。鏡板部８７は、胴部８６における第二端側Ｄ２の端の開口を閉じる。この鏡板部８７は、その内面が第二端側Ｄ２に凹状に滑らかに凹み、その外面が第二端側Ｄ２に凸状に滑らかに突出している。特に、鏡板部８７の内面は、最大曲管部２５ｃに沿って滑らかに曲がっている。一方、胴部８６における第一端側Ｄ１の端には、鏡板部等が設けられていない。このため、内筒８５の第一端側Ｄ１の端は開口している。この鏡板部８７の外面は、外筒１０の第二鏡板部１４の内面から、この第二鏡板部１４の内側に離間している。胴部８６は、軸方向Ｄｘにおける第一端側Ｄ１の端の位置が、管外側入口ノズル１８よりも第二端側Ｄ２に位置するよう、管外流体室９３内に配置されている。胴部８６における第一端側Ｄ１の端であって、第二直管室９４ｂ内の部分には、軸線Ｘに対する径方向外側に広がる仕切板部８８が設けられている。この仕切板部８８の径方向外側の縁は、外筒１０の内面に接続されている。よって、管外側入口ノズル１８から第二直管室９４ｂ内に流入した管外流体Ｆｏは、外筒１０と内筒８５との間の隙間に直接流入しない。一方、胴部８６における第一端側Ｄ１の端であって、第一直管室９４ａ内の部分には、軸線Ｘに対する径方向外側に広がる仕切板部が設けられていない。よって、第一直管室９４ａ内でＵチューブ２０の入口側直管部２１ａ内の管内流体Ｆｉと熱交換した管外流体Ｆｏは、外筒１０の内面と内筒８５の胴部８６における第一端側Ｄ１の端との間の隙間から、外筒１０の内面と内筒８５の外面との間の筒内出口流路９６に流入する。
　本実施形態の管外側出口ノズル１９ａは、上記第一実施形態と異なり、管外側入口ノズル１８と同様、外筒１０の胴部１１であって、第二直管室９４ｂの外側の部分に接続されている。この管外側出口ノズル１９ａは、筒内出口流路９６と外部とを連通させる。
　本実施形態における複数の第一バッフル６０ａ、複数の第二バッフル６０ｂ、及び管支持板５０は、いずれも、内筒８５内に配置されている。
　本実施形態でも、管外流体Ｆｏは、管外側入口ノズル１８から第二直管室９４ｂ内に流入する。この管外流体Ｆｏは、内筒８５内の第二直管室９４ｂを流れる過程で、Ｕチューブ２０の出口側直管部２１ｂ内の管内流体Ｆｉと熱交換する。第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏの一部は、管支持板５０の第二パス孔５２ｂを経て、内筒８５内の曲管室９５に流入する。管外流体Ｆｏは、曲管室９５を流れる過程で、複数のＵチューブ２０の曲管部２５内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。曲管室９５に流入した管外流体Ｆｏは、管支持板５０の第一パス孔５２ａを経て、内筒８５内の第一直管室９４ａに流入する。
また、第二直管室９４ｂに流入した管外流体Ｆｏの他の一部は、第二仕切壁４５の開口４６を経て、内筒８５内の第一直管室９４ａに流入する。第一直管室９４ａに流入した管外流体Ｆｏは、内筒８５内の第一直管室９４ａ内を流れ過程で、複数のＵチューブ２０の入口側直管部２１ａ内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。第一直管室９４ａでＵチューブ２０の入口側直管部２１ａ内の管内流体Ｆｉと熱交換した管外流体Ｆｏは、前述したように、外筒１０の内面と内筒８５の外面との間の筒内出口流路９６に流入する。筒内出口流路９６に流入した管外流体Ｆｏは、管外側出口ノズル１９ａから外部に流出する。
　本実施形態では、外筒１０内に内筒８５を配置し、管外側入口ノズル１８と同様、管外側出口ノズル１９ａを外筒１０の胴部１１であって第二直管室９４ｂの外側の部分に接続している。このため、外筒１０の内面に接触する流体は、第一直管室９４ａ側でも第二直管室９４ｂ側でも、ほとんどが複数のＵチューブ２０内の管内流体Ｆｉと熱交換した管外流体Ｆｏになる。よって、外筒１０の第一直管室９４ａ側の温度と外筒１０の第二直管室９４ｂ側の温度との温度差を小さくすることができる。
　Ｕチューブ熱交換器に流入する管外流体Ｆｏの温度と、Ｕチューブ熱交換器内で熱交換した管外流体Ｆｏの温度との温度差大きい場合、上記第一実施形態のように内筒８５が存在しない熱交換器では、外筒１０の第一直管室９４ａ側の温度と外筒１０の第二直管室９４ｂ側の温度との温度差が大きくなる。このため、外筒１０の第一直管室９４ａ側の熱膨張量と外筒１０の第二直管室９４ｂ側の熱膨張量との膨張差により、外筒１０の曲げ変形量が大きくなる。
　本実施形態では、前述したように、外筒１０内に内筒８５を配置したことにより、外筒１０の第一直管室９４ａ側の温度と外筒１０の第二直管室９４ｂ側の温度との温度差を小さくすることができ、外筒１０の曲げ変形を抑えることができる。
　また、本実施形態の内筒８５における鏡板部８７の内面は、前述したように、最大曲管部２５ｃに沿って滑らかに曲がっている。このため、内筒８５の鏡板部８７は、上記第二実施形態における外側ガイド７６として機能する。よって、本実施形態では、第二実施形態と同様、曲管室９５に流入する管外流体Ｆｏの流量を上記第一実施形態より多くしても、曲管室９５における複数の曲管部２５の振動を抑えることができる。
　なお、本実施形態においても、第二実施形態のように、内側ガイド７１や中ガイド７３を設けてもよい。
　「パス孔の変形例」
　管支持板５０、第一バッフル６０ａ及び第二バッフル６０ｂに形成するパス孔の各種変形例について、図６～図８を参照して説明する。なお、以下では、管支持板５０の第一管孔５１ａ及び第二管孔５１ｂ、第一バッフル６０ａの第一管孔６１ａ、第二バッフル６０ｂの第二管孔６１ｂを単に管孔８１とする。また、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂ、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ、第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂを単にパス孔とする。
　まず、図６を参照して、パス孔の第一変形例について説明する。
　本変形例における管配置も、上記第一実施形態と同様、正三角形配置である。すなわち、本変形例の複数のＵチューブ２０における各入口側直管部２１ａは、いずれも、正三角形の頂点の位置に配置されている。また、複数のＵチューブ２０における各出口側直管部２１ｂも、正三角形の頂点に配置されている。言い換えると、複数の管孔８１は、いずれも正三角形の頂点の位置に配置されている。
　本変形例のパス孔８２ａも、上記第一実施形態と同様、複数の管孔８１の相互間に形成されている。但し、本変形例のパス孔８２ａは、上記正三角形の中心に形成された第一孔部８２ａｘと、この正三角形に隣接する他の正三角形の中心に形成された第二孔部８２ａｙと、第一孔部８２ａｘと第二孔部８２ａｙとをつなぐ繋ぎ孔部８２ａｚと、を有して構成される。言い換えると、本変形例のパス孔８２ａは、上記正三角形の中心からこの正三角形に隣接する他の正三角形の中心にかけて広がっている孔である。
　次に、図７を参照して、パス孔の第二変形例について説明する。
　本変形例における管配置も、上記第一実施形態及び上記第一変形例と同様、正三角形配置である。
　ところで、上記第一実施形態のパス孔８２及び上記第一変形例のパス孔８２ａは、いずれも、管孔８１に対して独立した孔である。一方、本変形例のパス孔８２ｂは、管孔８１につながっている。本変形例では、一つの管孔８１に対して三つのパス孔８２ｂがつながっている。管孔８１は、前述したように、正三角形の頂点を中心とした円形の孔である。一つのパス孔８２ｂは、正三角形の頂点からこの正三角形の底辺の中点に向って、管孔８１から広がっている。一つの管孔８１に対する残りのパス孔８２ｂも、同様に、正三角形の頂点からこの正三角形の底辺の中点に向って、管孔８１から広がっている。但し、三つのパス孔８２ｂは、正三角形の頂点を基準にして、１２０°の間隔で配置されている。
　次に、図８を参照して、パス孔の第三変形例について説明する。
　本変形例における管配置は、上記第一実施形態、上記第一変形例及び上記第二変形例と異なり、正方形配置である。すなわち、本変形例の複数のＵチューブ２０における各入口側直管部２１ａは、いずれも、正方形の頂点の位置に配置されている。また、複数のＵチューブ２０における各出口側直管部２１ｂも、正方形の頂点に配置されている。言い換えると、複数の管孔８１は、いずれも正方形の頂点の位置に配置されている。
　本変形例のパス孔８２ｃは、前述の正方形の中心に形成されている。本変形例と上記第一実施形態とは、管配置が異なるものの、複数の管孔８１の中心を結んで形成される正多角形の中心にパス孔を形成する点で、共通する。
　なお、本変形例のように、管配置が正方形配置である場合でも、上記第二変形例と同様、正方形の中心に形成された第一孔部と、この正方形に隣接する他の正方形の中心に形成された第二孔部と、第一孔部と第二孔部とをつなげる繋ぎ孔部と、を有してパス孔を構成してもよい。また、本変形例のように、管配置が正方形配置である場合も、上記第二変形例と同様、管孔８１にパス孔をつなげてもよい。管配置が正方形配置である場合、一つの管孔８１に対して四つのパス孔がつながる。四つのパス孔は、正方形の頂点を基準にして９０°の間隔で配置される。
　なお、図３、図６～図８では、便宜上、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂ、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ、第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂをまとめて単にパス孔とし、各板に形成されている管孔もまとめて単に管孔としている。このため、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂの寸法と、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ及び第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂの寸法とが同じであるように見えるが、両寸法は必ずしも同じである必要性はない。
　また、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂの形状等と、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ及び第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂの形状等とは、一致している必要性もない。例えば、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂの形状等として、上記第一実施形態の形状等を採用し、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ及び第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂの形状等として、上記第一変形例や第二変形例等の孔形状等を採用してもよい。また、逆に、第一バッフル６０ａの第三パス孔６２ａ及び第二バッフル６０ｂの第四パス孔６２ｂの形状等として、上記第一実施形態の形状等を採用し、管支持板５０の第一パス孔５２ａ及び第二パス孔５２ｂの形状等として、上記第一変形例や第二変形例等の孔形状等を採用してもよい。
　本発明の一態様によれば、管外流体と管内流体との伝熱面積を広くしつつも、Ｕチューブの振動を抑えることができる。
１０：外筒
１１：胴部
１２：第一鏡板部
１３：第一端
１４：第二鏡板部
１５：第二端
１６：管内側入口ノズル
１７：管内側出口ノズル
１８：管外側入口ノズル
１９，１９ａ：管外側出口ノズル
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ：Ｕチューブ
２１：直管部
２１ａ：入口側直管部
２１ｂ：出口側直管部
２２ａ：入口端
２２ｂ：出口端
２５：曲管部
２５ａ：最小曲管部
２５ｂ：中間曲管部
２５ｃ：最大曲管部
２６：曲率中心
３０：管板
３１：管孔
４０：第一仕切壁
４５：第二仕切壁
４６：開口
５０：管支持板
５１ａ：第一管孔
５１ｂ：第二管孔
５２ａ：第一パス孔
５２ｂ：第二パス孔
６０ａ：第一バッフル
６０ｂ：第二バッフル
６１ａ：第一管孔
６１ｂ：第二管孔
６２ａ：第三パス孔
６２ｂ：第四パス孔
７１：内側ガイド
７２：凸曲面
７３：中ガイド
７４：凹曲面
７５：凸曲面
７６：外側ガイド
７７：凹曲面
８１：管孔
８２，８２ａ，８２ｂ，８２ｃ：パス孔
８５：内筒
８６：胴部
８７：鏡板部
８８：仕切板部
９０：管内流体室
９１：入口室
９２：出口室
９３：管外流体室
９４：直管室
９４ａ：第一直管室
９４ｂ：第二直管室
９５：曲管室
９６：筒内出口流路
Ｆｉ：管内流体
Ｆｏ：管外流体
Ｘ：軸線
Ｄｘ：軸方向
Ｄ１：第一端側
Ｄ２：第二端側

Claims (7)

  1. 　筒状を成し、両端が閉じている外筒と、
    　前記外筒内を、前記両端のうちの第一端側の位置で、前記第一端側の管内流体室と第二端側の管外流体室とに仕切る管板と、
    　前記管外流体室に配置され、両端が前記管板に固定されていると共に該両端が前記管内流体室に臨んでいる複数のＵチューブと、
    　前記管内流体室を、前記Ｕチューブにおける前記両端のうちの入口端の集まりである入口端群を臨む入口室と、前記Ｕチューブにおける前記両端のうちの出口端の集まりである出口端群を臨む出口室とに仕切る第一仕切壁と、
    　前記管外流体室を、前記第二端側であって前記Ｕチューブにおける曲管部の集まりである曲管群が存在する曲管室と前記第一端側の室とに仕切りつつ、前記Ｕチューブにおける前記入口端から延びる入口側直管部及び前記Ｕチューブにおける前記出口端から延びる出口側直管部を支持する管支持板と、
    　前記管外流体室の前記曲管室に対して前記第一端側の室を、前記Ｕチューブにおける前記入口側直管部の集まりである入口側直管群が存在する第一直管室と、前記Ｕチューブにおける前記出口側直管部の集まりである出口側直管群が存在する第二直管室と、に仕切る第二仕切壁と、
    　を備え、
    　前記第二仕切壁の前記第二端側であって前記管支持板よりも前記第一端側には、前記第一直管室から前記第二直管室へ貫通する開口が形成され、
    　前記管支持板には、前記第一直管室から前記曲管室に貫通する一以上の第一パス孔が形成されていると共に、前記第二直管室から前記曲管室に貫通する一以上の第二パス孔が形成されている、
    　Ｕチューブ熱交換器。
  2. 　請求項１に記載のＵチューブ熱交換器において、
    　前記開口の開口面積は、前記一以上の第一パス孔の全流路断面積及び前記一以上の第二パス孔の全流路断面積よりも広い、
    　Ｕチューブ熱交換器。
  3. 　請求項１又は２に記載のＵチューブ熱交換器において、
    　前記管支持板には、複数の前記Ｕチューブにおける各入口側直管部が挿入されている第一管孔と、複数の前記Ｕチューブにおける各出口側直管部が挿入されている第二管孔とが形成されており、
    　前記第一パス孔は、前記管支持板における複数の前記第一管孔の相互間の位置に形成され、
    　前記第二パス孔は、前記管支持板における複数の前記第二管孔の相互間の位置に形成されている、
    　Ｕチューブ熱交換器。
  4. 　請求項１又は２に記載のＵチューブ熱交換器において、
    　前記管支持板には、複数の前記Ｕチューブにおける各入口側直管部が挿入されている第一管孔と、複数の前記Ｕチューブにおける各出口側直管部が挿入されている第二管孔とが形成されており、
    　前記第一パス孔は、複数の前記第一管孔のうちのいずれかにつながっており、
    　前記第二パス孔は、複数の前記第二管孔のうちのいずれかにつながっている、
    　Ｕチューブ熱交換器。
  5. 　請求項１から４のいずれか一項に記載のＵチューブ熱交換器において、
    　前記曲管室に配置され、複数の前記Ｕチューブから離間し、複数の前記ＵチューブのうちのいずれかのＵチューブにおける前記曲管部に沿って曲がる曲面を有するガイドを備える、
    　Ｕチューブ熱交換器。
  6. 　請求項５に記載のＵチューブ熱交換器において、
    　複数のＵチューブのうち、いずれかのＵチューブにおける曲管部の曲率半径が他のＵチューブにおける曲管部の曲率半径と異なっており、
    　前記ガイドは、
    　最も曲率半径の小さい曲管部である最小曲管部に対して、前記最小曲管部の曲率中心側に位置して、前記最小曲管部の前記曲率中心側に沿って曲がる凸曲面を有する内側ガイドと、
    　最も曲率半径の大きい曲管部である最大曲管部に対して、前記最大曲管部の曲率中心側とは反対側に位置して、前記最大曲管部の前記反対側に沿って曲がる凹曲面を有する外側ガイドと、
    　前記最小曲管部と前記最大曲管部との間に位置して、前記最小曲管部の曲率中心側とは反対側に沿って曲がる凹曲面と前記最大曲管部の曲率中心側に沿って曲がる凸曲面とを有する中ガイドと、
    　のうち少ななくとも一のガイドを有する、
    　Ｕチューブ熱交換器。
  7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載のＵチューブ熱交換器において、
    　前記第一直管室に配置され、前記入口側直管部が延びている方向に交差する方向に広がっている一以上の第一バッフルと、
    　前記第二直管室内に配置され、前記出口側直管部が延びている方向に交差する方向に広がっている一以上の第二バッフルと、
    　を備え、
    　前記第一バッフルには、前記入口側直管部が延びている方向に貫通する一以上の第三パス孔が形成され、
    　前記第二バッフルには、前記入口側直管部が延びている方向に貫通する一以上の第四パス孔が形成されている、
    　Ｕチューブ熱交換器。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6898200B2 (ja) * 2017-10-05 2021-07-07 三菱パワー株式会社 熱交換器
CN109579374A (zh) * 2018-11-29 2019-04-05 长沙凯天工研院环保服务有限公司 一种冷凝机构
CN109458770A (zh) * 2018-12-17 2019-03-12 江苏世林博尔制冷设备有限公司 一种有效散热的u型管干式蒸发器
CN112033187B (zh) * 2020-08-21 2022-02-11 上海一冷特艺压力容器有限公司 一种高效换热器
CN112082813B (zh) * 2020-09-04 2022-04-19 无锡市南达特种石化设备配件有限公司 密闭采样器
US11686535B2 (en) 2020-10-20 2023-06-27 Honeywell International Inc. Heat exchanger
WO2022163792A1 (ja) 2021-01-29 2022-08-04 三菱パワー株式会社 熱交換器
EP4242571A1 (en) * 2022-03-09 2023-09-13 Carrier Corporation Non-metallic baffle for heat exchanger
KR102561652B1 (ko) * 2023-01-27 2023-08-01 정인테크윈 주식회사 스팀 발생장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60152892A (ja) * 1984-01-18 1985-08-12 エム・テ−・ウ−・モト−レン−・ウント・ツルビ−ネン−ウニオ−ン・ミユンヘン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 熱交換器
JPS6446666U (ja) * 1987-09-11 1989-03-22
JPH07180981A (ja) * 1993-12-24 1995-07-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 熱交換器
JP2002357394A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 熱交換器
JP2014157001A (ja) * 2013-02-18 2014-08-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱交換器及びこれを備えたガスタービンプラント

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2531267B2 (ja) 1989-06-20 1996-09-04 日本電気株式会社 チャ―ジポンプ
JPH06323766A (ja) * 1993-05-11 1994-11-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd チューブ式熱交換器
US5544700A (en) * 1994-08-22 1996-08-13 General Electric Company Method and apparatus for preferential cooling
US20060076126A1 (en) * 2004-10-07 2006-04-13 Fandry Shane L Heat exchanger baffle
US8695688B2 (en) * 2007-07-18 2014-04-15 Babcock & Wilcox Canada Ltd. Nubbed U-bend tube support
CN102564169A (zh) * 2012-02-28 2012-07-11 华北电力大学 一种ads堆折流板管壳式换热器
JP6365830B2 (ja) 2014-07-17 2018-08-01 国立大学法人 新潟大学 抗菌効果判定システム、抗菌効果判定方法及び抗菌効果判定プログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60152892A (ja) * 1984-01-18 1985-08-12 エム・テ−・ウ−・モト−レン−・ウント・ツルビ−ネン−ウニオ−ン・ミユンヘン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 熱交換器
JPS6446666U (ja) * 1987-09-11 1989-03-22
JPH07180981A (ja) * 1993-12-24 1995-07-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 熱交換器
JP2002357394A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 熱交換器
JP2014157001A (ja) * 2013-02-18 2014-08-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱交換器及びこれを備えたガスタービンプラント

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