JP7748930B2 - heat exchanger - Google Patents
heat exchangerInfo
- Publication number
- JP7748930B2 JP7748930B2 JP2022192013A JP2022192013A JP7748930B2 JP 7748930 B2 JP7748930 B2 JP 7748930B2 JP 2022192013 A JP2022192013 A JP 2022192013A JP 2022192013 A JP2022192013 A JP 2022192013A JP 7748930 B2 JP7748930 B2 JP 7748930B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- flow path
- fluid
- axial direction
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
本開示は、熱交換器に関する。 This disclosure relates to a heat exchanger.
内燃機関や外燃機関を含む熱機関では、燃料を燃焼させることで熱エネルギーを発生させ、この熱エネルギーを例えば出力軸の回転エネルギーとして取り出す。この時、熱機関では高温の排ガスが発生する。排ガスの熱エネルギーを有効利用するための措置として、熱交換器を排ガス流路中に設ける構成が考えられる。 Heat engines, including internal combustion engines and external combustion engines, generate thermal energy by burning fuel, and extract this thermal energy, for example, as rotational energy from an output shaft. During this process, high-temperature exhaust gases are produced. One possible measure to effectively utilize the thermal energy of the exhaust gases is to install a heat exchanger in the exhaust gas flow path.
従来、熱交換器は、複数の伝熱管と、各伝熱管に設けられたフィンとを有する構成が一般的であった。この種の熱交換器では、伝熱管の内部に熱媒体を流通させ、その外部にさらに他の媒体を流通させる。これにより、フィンを介して2つの媒体同士の間で熱交換が行われる。 Conventionally, heat exchangers have typically been configured with multiple heat transfer tubes and fins attached to each tube. In this type of heat exchanger, a heat transfer medium flows inside the heat transfer tubes, and another medium flows outside them. This allows heat to be exchanged between the two media via the fins.
ところで、冷媒が油、燃料、フロリナート等の有機液体の場合は熱伝達効率が低く、このような熱伝達効率の低い冷媒が用いられる場合でも、十分に熱交換が行われるようにするため熱交換性能の向上が求められている。 However, when the refrigerant is oil, fuel, or an organic liquid such as Fluorinert, the heat transfer efficiency is low, and there is a demand for improved heat exchange performance to ensure sufficient heat exchange even when such refrigerants with low heat transfer efficiency are used.
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、熱交換性能を向上させることができる熱交換器を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a heat exchanger that can improve heat exchange performance.
上記課題を解決するために、本開示に係る熱交換器は、第一流体が供給される流路を形成する配管と、前記流路を閉塞するように該流路の延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、前記流路の一部に閉空間を区画形成する管板と、両端が開口する管状をなして前記一対の管板を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて並設された複数の伝熱管と、前記配管の外部から前記閉空間内に第二流体を供給可能な供給部と、前記閉空間内の前記第二流体を前記配管の外部に排出可能な排出部と、前記伝熱管の周囲の前記流路を、該伝熱管の軸方向に延びて、かつ、周方向に分割された複数の小流路に区画する仕切り部材と、前記小流路に設けられて、前記伝熱管の軸方向に間隔をあけて配列された複数のリブを有するリブ列と、を備える。 In order to solve the above problems, the heat exchanger disclosed herein comprises piping that forms a flow path through which a first fluid is supplied; a pair of tube sheets that are arranged at intervals in the extension direction of the flow path so as to close the flow path, thereby defining a closed space in part of the flow path; a plurality of heat transfer tubes that are tubular and open at both ends, extend through the pair of tube sheets, and are arranged side by side at intervals; a supply section that can supply a second fluid from outside the piping into the closed space; a discharge section that can discharge the second fluid within the closed space to the outside of the piping; a partition member that divides the flow path around the heat transfer tube into a plurality of small flow paths that extend axially of the heat transfer tube and are divided circumferentially; and a rib row that is arranged in the small flow paths and has a plurality of ribs that are arranged at intervals in the axial direction of the heat transfer tube.
本開示の熱交換器によれば、熱交換性能を向上させることができる。 The heat exchanger disclosed herein can improve heat exchange performance.
<第一実施形態>
以下、本開示の実施形態に係る熱交換器1について、図1から図4を参照して説明する。
熱交換器1は、例えば、エンジン等の熱機関から排出される高温の排ガス等の流体(以下、第一流体F1と称する。)と水(以下、第二流体F2と称する。)とを熱交換させて、第一流体F1を冷却するために用いられる。
First Embodiment
Hereinafter, a heat exchanger 1 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
The heat exchanger 1 is used to cool a fluid such as high-temperature exhaust gas discharged from a heat engine (hereinafter referred to as a first fluid F1) by exchanging heat between the first fluid F1 and water (hereinafter referred to as a second fluid F2).
図1、図2に示すように、熱交換器1は、配管10と、ベーン2と、管板3と、伝熱管4と、供給部20と、排出部30と、仕切り部材40と、リブ列50と、を備える。 As shown in Figures 1 and 2, the heat exchanger 1 includes piping 10, vanes 2, a tube sheet 3, heat transfer tubes 4, a supply section 20, a discharge section 30, a partition member 40, and a rib row 50.
(配管)
配管10は、第一流体F1が供給される流路Pを形成する。配管10は、直管状の配管本体11と、この配管本体11の両端部にそれぞれ設けられたエルボー部12と、を有する。
配管本体11は、内部に、後述する伝熱管4を収容している。配管本体11は、伝熱管4の束の外形に沿うように、多角形状に形成されている。
(Piping)
The pipe 10 forms a flow path P to which the first fluid F1 is supplied. The pipe 10 has a straight pipe body 11 and elbow portions 12 provided at both ends of the pipe body 11.
The piping body 11 accommodates the heat transfer tubes 4 described below inside. The piping body 11 is formed in a polygonal shape so as to fit the outer shape of the bundle of heat transfer tubes 4.
エルボー部12は曲がり部を形成している。エルボー部12の内部には第一流体F1の流れ方向を曲がり部に合わせて案内するためのベーン2が複数設けられている。また、各エルボー部12の配管本体11側の端部には、流路Pを閉塞する管板3が設けられている。第一流体F1の流れ方向の下流側の管板3には、供給部20が設けられ、第一流体F1の流れ方向の上流側の管板3には、排出部30が設けられている。
また、各エルボー部12のうち管板3よりも配管本体11側の端部には、エルボー部12の周方向にわたって、エルボー部12を貫通する複数の連通孔13が設けられている。
The elbow portion 12 forms a bend. A plurality of vanes 2 are provided inside the elbow portion 12 to guide the flow direction of the first fluid F1 along the bend. A tube sheet 3 that closes the flow path P is provided at the end of each elbow portion 12 on the piping main body 11 side. A supply portion 20 is provided on the tube sheet 3 on the downstream side in the flow direction of the first fluid F1, and a discharge portion 30 is provided on the tube sheet 3 on the upstream side in the flow direction of the first fluid F1.
In addition, at the end of each elbow portion 12 closer to the piping body 11 than the tube sheet 3, a plurality of communication holes 13 are provided that penetrate the elbow portion 12 in the circumferential direction of the elbow portion 12.
(ベーン)
各ベーン2は、エルボー部12のカーブに沿って湾曲している。このようなベーン2がエルボー部12の延在方向に交差する方向に間隔をあけて複数設けられている。
(vane)
Each vane 2 is curved along the curve of the elbow portion 12. A plurality of such vanes 2 are provided at intervals in a direction intersecting the direction in which the elbow portion 12 extends.
(管板)
管板3は、配管本体11の延在方向の両端部に1つずつ設けられている。管板3は、流路Pを閉塞するように流路Pの延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、配管10内の流路Pの一部に閉空間Vを区画形成する。一対の管板3は、配管本体11内に配置された複数の伝熱管4によって貫通されている。
(tube sheet)
The tube sheets 3 are provided one at each end in the extension direction of the piping body 11. A pair of the tube sheets 3 are provided at intervals in the extension direction of the flow path P so as to close the flow path P, thereby defining a closed space V in part of the flow path P within the piping 10. The pair of tube sheets 3 are penetrated by a plurality of heat transfer tubes 4 arranged in the piping body 11.
(伝熱管)
伝熱管4は、両端が開口する管状をなして一対の管板3を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて並設されて複数設けられている。伝熱管4は、エルボー部12と連通しているため、伝熱管4の内部は、第一流体F1が流れる第一流路P1となっている。複数の伝熱管4は、互いに平行となるように延びている。
以下では、伝熱管4の軸方向Daを単に軸方向Daと称し、伝熱管4の周方向を単に周方向と称する場合がある。
(heat transfer tube)
The heat transfer tubes 4 are tubular and open at both ends, extend through the pair of tube plates 3, and are provided in plurality, spaced apart from one another. Because the heat transfer tubes 4 communicate with the elbow portions 12, the interiors of the heat transfer tubes 4 form first flow paths P1 through which the first fluid F1 flows. The heat transfer tubes 4 extend parallel to one another.
Hereinafter, the axial direction Da of the heat transfer tube 4 may be simply referred to as the axial direction Da, and the circumferential direction of the heat transfer tube 4 may be simply referred to as the circumferential direction.
また、伝熱管4は、軸方向Daから見て多角形状に形成されている。本実施形態では、伝熱管4は、軸方向Daから見て六角形状に形成されている。複数の伝熱管4は、互いの外面が平行になるように隣接し、全体としてハニカム状となるように配列されている。また、複数の伝熱管4のうち外周側の伝熱管4と配管本体11との間には、伝熱管4同士と同程度の間隔が設けられている。伝熱管4同士の間に形成される空間、及び伝熱管4と配管10の配管本体11との間に形成される空間は、第二流体F2が流通する第二流路P2とされている。この第二流路P2は、第一流路P1と平行に延びている。
この第二流路P2には、後述する仕切り部材40が設けられている。
Furthermore, the heat transfer tubes 4 are formed in a polygonal shape when viewed from the axial direction Da. In this embodiment, the heat transfer tubes 4 are formed in a hexagonal shape when viewed from the axial direction Da. The multiple heat transfer tubes 4 are arranged adjacent to each other so that their outer surfaces are parallel to each other, forming a honeycomb shape as a whole. Furthermore, a distance approximately equal to the distance between the heat transfer tubes 4 is provided between the outermost heat transfer tubes 4 and the piping body 11 of the piping 10. The spaces formed between the heat transfer tubes 4 and the space formed between the heat transfer tubes 4 and the piping body 11 of the piping 10 form second flow paths P2 through which the second fluid F2 flows. This second flow path P2 extends parallel to the first flow path P1.
The second flow path P2 is provided with a partition member 40, which will be described later.
(供給部)
供給部20は、第一流体F1の流れ方向の下流側の管板3に設けられている。供給部20は、連通孔13を介して配管10内の閉空間Vと連通している。供給部20は、配管10の外部から閉空間V内に第二流体F2を供給可能とする、いわゆる入口側ヘッダとして設けられている。
(Supply Department)
The supply unit 20 is provided on the tube sheet 3 downstream in the flow direction of the first fluid F1. The supply unit 20 communicates with the closed space V in the piping 10 via a communication hole 13. The supply unit 20 is provided as a so-called inlet header that enables the second fluid F2 to be supplied into the closed space V from outside the piping 10.
図3に示すように、供給部20は、エルボー部12の端部を外側から覆う筒状の供給部本体21と、第一流体F1の流れ方向の上流側の供給部本体21の開口を閉塞する供給側底板22と、を有する。第一流体F1の流れ方向の下流側の供給部本体21の開口は、管板3によって閉塞されている。供給部本体21の周方向の一部には、外部から第二流体F2を供給するための供給開口部23が形成されている。供給側底板22は、エルボー部12と配管本体11との境界に設けられ、配管本体11から外周側に張り出すように形成されている。供給側底板22は、伝熱管4によって貫通されている。供給側底板22は、エルボー部12、供給部本体21及び管板3とともに、供給部20内に第二流体F2が供給される空間を形成する。この空間は、連通孔13を介して閉空間V内の第二流路P2と連通している。 As shown in FIG. 3 , the supply section 20 includes a cylindrical supply section body 21 that externally covers the end of the elbow section 12, and a supply-side bottom plate 22 that closes the opening of the supply section body 21 on the upstream side in the flow direction of the first fluid F1. The opening of the supply section body 21 on the downstream side in the flow direction of the first fluid F1 is closed by a tube plate 3. A supply opening 23 for supplying the second fluid F2 from the outside is formed in a portion of the circumferential direction of the supply section body 21. The supply-side bottom plate 22 is provided at the boundary between the elbow section 12 and the piping body 11 and is formed to protrude radially outward from the piping body 11. The supply-side bottom plate 22 is penetrated by a heat transfer tube 4. The supply-side bottom plate 22, together with the elbow section 12, the supply section body 21, and the tube plate 3, forms a space within the supply section 20 into which the second fluid F2 is supplied. This space is connected to the second flow path P2 within the closed space V via a communication hole 13.
(排出部)
図2に戻り、排出部30は、第一流体F1の流れ方向の上流側の管板3に設けられている。排出部30は、連通孔13を介して配管10内の閉空間Vと連通している。排出部30は、閉空間V内の第二流体F2を配管10の外部に排出可能とする、いわゆる出口側ヘッダとして設けられている。
(Discharge section)
2 , the discharge section 30 is provided on the tube sheet 3 on the upstream side in the flow direction of the first fluid F1. The discharge section 30 communicates with the closed space V in the piping 10 via a communication hole 13. The discharge section 30 is provided as a so-called outlet header that enables the second fluid F2 in the closed space V to be discharged to the outside of the piping 10.
排出部30と供給部20とは、流体の流れる方向を別として互いに同様の構成を有している。すなわち、排出部30は、供給部本体21に相当する排出部本体31と、供給側底板22に相当する排出側底板32と、を有する。 The discharge unit 30 and the supply unit 20 have similar configurations, except for the direction of fluid flow. That is, the discharge unit 30 has a discharge unit main body 31 corresponding to the supply unit main body 21 and a discharge side bottom plate 32 corresponding to the supply side bottom plate 22.
排出部本体31は、エルボー部12の端部を外側から覆う筒状に形成され、排出部本体31の流れ方向の上流側の開口は、管板3によって閉塞されている。排出部本体31の周方向の一部には、外部に第二流体F2を排出するための排出開口部33が形成されている。排出側底板32は、第一流体F1の流れ方向の下流側の排出部本体31の開口を閉塞している。排出側底板32は、エルボー部12と配管本体11との境界に設けられ、配管本体11から外周側に張り出すように形成されている。排出側底板32は、伝熱管4によって貫通されている。排出側底板32は、エルボー部12、排出部本体31及び管板3とともに、排出部30内に第二流体F2が供給される空間を形成する。この空間は、連通孔13を介して第二流路P2と連通している。 The discharge section main body 31 is formed in a cylindrical shape that covers the end of the elbow section 12 from the outside, and the opening on the upstream side in the flow direction of the discharge section main body 31 is blocked by the tube plate 3. A discharge opening 33 is formed in a portion of the circumference of the discharge section main body 31 for discharging the second fluid F2 to the outside. The discharge side bottom plate 32 blocks the opening of the discharge section main body 31 on the downstream side in the flow direction of the first fluid F1. The discharge side bottom plate 32 is provided at the boundary between the elbow section 12 and the piping main body 11 and is formed to protrude radially outward from the piping main body 11. The discharge side bottom plate 32 is penetrated by the heat transfer tube 4. The discharge side bottom plate 32, together with the elbow section 12, the discharge section main body 31, and the tube plate 3, forms a space within the discharge section 30 into which the second fluid F2 is supplied. This space is connected to the second flow path P2 via the communication hole 13.
本実施形態では、供給部20が第一流体F1の流れ方向の下流側に配置され、排出部30が第一流体F1の流れ方向の上流側に配置されているため、第二流体F2は、軸方向Daで第一流体F1とは反対向きに流れる。 In this embodiment, the supply unit 20 is disposed downstream in the flow direction of the first fluid F1, and the discharge unit 30 is disposed upstream in the flow direction of the first fluid F1, so the second fluid F2 flows in the opposite direction to the first fluid F1 in the axial direction Da.
(仕切り部材)
仕切り部材40は、閉空間V内に設けられている。仕切り部材40は、伝熱管4の周囲の流路(第二流路P2)を、伝熱管4の軸方向Daに延びて、かつ、周方向に分割された複数の小流路Psに区画する。仕切り部材40は、隣り合う伝熱管4同士の間、及び伝熱管4と配管10の配管本体11との間に設けられている。より詳細には、仕切り部材40は、軸方向Daから見て伝熱管4の角部に設けられている。
(Partition member)
The partition member 40 is provided within the closed space V. The partition member 40 divides the flow path (second flow path P2) around the heat transfer tube 4 into a plurality of small flow paths Ps that extend in the axial direction Da of the heat transfer tube 4 and are divided circumferentially. The partition members 40 are provided between adjacent heat transfer tubes 4 and between the heat transfer tube 4 and the piping body 11 of the piping 10. More specifically, the partition members 40 are provided at the corners of the heat transfer tube 4 when viewed from the axial direction Da.
(小流路)
小流路Ps内には、伝熱管4の軸方向Daに間隔をあけて配列された複数のリブ51を有するリブ列50が設けられている。
以下では、1つの小流路Psについて、軸方向Daに直交する方向かつ周方向に沿う方向を(小流路Psの)幅方向Wと称し、軸方向Da及び幅方向Wと直交する方向を、(小流路Psの)厚さ方向と称する場合がある。
(Small channel)
A rib row 50 having a plurality of ribs 51 arranged at intervals in the axial direction Da of the heat transfer tube 4 is provided in the small flow path Ps.
In the following, for one small flow path Ps, the direction perpendicular to the axial direction Da and along the circumferential direction will be referred to as the width direction W (of the small flow path Ps), and the direction perpendicular to the axial direction Da and the width direction W will be referred to as the thickness direction (of the small flow path Ps).
(リブ列)
リブ列50は、仕切り部材40によって区画される全ての小流路Psに設けられている。リブ列50は、小流路Psに、周方向に間隔をあけて複数列設けられている。本実施形態では、リブ列50は、1つの小流路Ps内に2列設けられている。
また、2つのリブ列50は、小流路Psの幅方向Wの内面から等距離に配置されている。また、各リブ列50において、リブ51は軸方向Daに等間隔に配置されている。そして、これら周方向に隣り合う2列のリブ列50の組では、リブ51が軸方向Daに互い違いとなるように軸方向Daにジグザグ状に配列されている。
(Rib row)
The rib rows 50 are provided in all of the small flow paths Ps partitioned by the partition member 40. The rib rows 50 are provided in multiple rows at intervals in the circumferential direction in the small flow path Ps. In this embodiment, two rib rows 50 are provided in one small flow path Ps.
The two rib rows 50 are arranged equidistant from the inner surface of the small flow path Ps in the width direction W. In each rib row 50, the ribs 51 are arranged equidistantly in the axial direction Da. In each pair of two circumferentially adjacent rib rows 50, the ribs 51 are arranged in a zigzag pattern in the axial direction Da so that they are staggered in the axial direction Da.
(リブ)
リブ51は、全て同形状に形成され、立方体状をなしている。リブ51は、伝熱管4の外周面から小流路Psの厚さ方向に延びている。リブ51は、第二流路P2の厚さ方向に対向する一対の内面同士を接続している。本実施形態では、リブ51の軸方向DaのピッチL1がリブ51の幅方向WのピッチL2よりも長くなるように、各リブ51が配置されている。また、リブ51同士の間隔及びリブ51の外面と第二流路P2の内面との間隔は、詰まり防止の観点から、例えば1mm以上であることが望ましい。
また、リブ51によって閉塞される小流路Psの領域は、幅方向Wで1/3未満であることが望ましい。
上述した各リブ51及び仕切り部材40は、例えばAM(Additive Manufacturing)に代表される3Dプリンタ技術によって伝熱管4と一体形成されることが望ましい。また、熱交換器1を構成するリブ51や仕切り部材40、伝熱管4以外の上記各部品も同様に製造されることが望ましい。
(rib)
The ribs 51 are all formed in the same shape and are cubic. The ribs 51 extend from the outer peripheral surface of the heat transfer tube 4 in the thickness direction of the small flow passage Ps. The ribs 51 connect a pair of inner surfaces that face each other in the thickness direction of the second flow passage P2. In this embodiment, the ribs 51 are arranged so that the pitch L1 of the ribs 51 in the axial direction Da is longer than the pitch L2 of the ribs 51 in the width direction W. In addition, from the viewpoint of preventing clogging, it is desirable that the distance between the ribs 51 and the distance between the outer surface of the rib 51 and the inner surface of the second flow passage P2 be, for example, 1 mm or more.
Moreover, it is desirable that the area of the small flow passage Ps that is blocked by the rib 51 is less than one-third in the width direction W.
The above-described ribs 51 and partition members 40 are preferably formed integrally with the heat transfer tubes 4 by, for example, 3D printer technology such as additive manufacturing (AM). It is also preferable that the above-described components constituting the heat exchanger 1 other than the ribs 51, partition members 40, and heat transfer tubes 4 are manufactured in the same manner.
(作用効果)
本実施形態の熱交換器1によれば、以下の作用効果が発揮される。
本実施形態では、熱交換器1は、第一流体F1が供給される流路Pを形成する配管10と、流路Pを閉塞するように流路Pの延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、流路Pの一部に閉空間Vを区画形成する管板3と、両端が開口する管状をなして一対の管板3を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて並設された複数の伝熱管4と、配管10の外部から閉空間V内に第二流体F2を供給可能な供給部20と、閉空間V内の第二流体F2を配管10の外部に排出可能な排出部30と、伝熱管4の周囲の流路(第二流路P2)を、該伝熱管4の軸方向Daに延びて、かつ、周方向に分割された複数の小流路Psに区画する仕切り部材40と、小流路Psに設けられて、伝熱管4の軸方向Daに間隔をあけて配列された複数のリブ51を有するリブ列50と、を備える。
(Action and effect)
According to the heat exchanger 1 of this embodiment, the following effects are achieved.
In this embodiment, the heat exchanger 1 includes: piping 10 that forms a flow path P to which a first fluid F1 is supplied; a pair of tube sheets 3 that are arranged at intervals in the extension direction of the flow path P so as to block the flow path P, thereby defining a closed space V in a part of the flow path P; a plurality of heat transfer tubes 4 that are tubular and open at both ends, extend to penetrate the pair of tube sheets 3, and are arranged side by side at intervals from each other; a supply section 20 that can supply a second fluid F2 from outside the piping 10 into the closed space V; a discharge section 30 that can discharge the second fluid F2 in the closed space V to the outside of the piping 10; partition members 40 that divide the flow path (second flow path P2) around the heat transfer tube 4 into a plurality of small flow paths Ps that extend in the axial direction Da of the heat transfer tube 4 and are divided circumferentially; and a rib row 50 that is provided in the small flow paths Ps and has a plurality of ribs 51 that are arranged at intervals in the axial direction Da of the heat transfer tube 4.
これにより、第二流体F2は、小流路Ps内を軸方向Daに直線状に流れることができる。このため、第二流体F2が周方向に複雑に混合されることが抑制され、伝熱管4の周囲での熱の偏りが抑制される。さらに、第二流体F2が小流路Ps内のリブ51に衝突することによって、小流路Ps内の流れが適度に乱され、第二流体F2が適度に混合される。このため、境界層の発達が抑制される。このため、小流路Ps内での熱伝達率が向上する。よって、第一流体F1と第二流体F2とで熱交換が効率良く行われ、熱交換性能が向上される。 This allows the second fluid F2 to flow linearly in the axial direction Da within the small flow passages Ps. This prevents the second fluid F2 from being mixed in a complex manner in the circumferential direction, and reduces heat imbalance around the heat transfer tube 4. Furthermore, when the second fluid F2 collides with the ribs 51 within the small flow passages Ps, the flow within the small flow passages Ps is moderately disturbed, and the second fluid F2 is moderately mixed. This prevents the development of a boundary layer. This improves the heat transfer coefficient within the small flow passages Ps. This allows efficient heat exchange between the first fluid F1 and the second fluid F2, improving heat exchange performance.
特に、複数の伝熱管4が水平方向に配置される場合には、第二流体F2が自然対流によって移動し上下方向に熱の偏りが発生することが抑制され、より好適に熱交換性能の向上効果が発揮される。
また、製作誤差により第二流体F2の流れが偏り易い場合でも、第二流体F2の軸方向Daに交差する方向の移動が抑制されるので、熱の偏りが抑制され、熱交換性能の向上効果が発揮される。
In particular, when multiple heat transfer tubes 4 are arranged horizontally, the second fluid F2 moves due to natural convection, which prevents heat from being biased in the vertical direction, and the effect of improving heat exchange performance is more effectively achieved.
Furthermore, even if the flow of the second fluid F2 is prone to bias due to manufacturing errors, movement of the second fluid F2 in a direction intersecting the axial direction Da is suppressed, thereby suppressing heat bias and improving heat exchange performance.
本実施形態では、リブ列50は、小流路Psに、周方向に間隔をあけて複数列設けられ、周方向に隣り合う2列のリブ列50の組では、リブ51が軸方向Daに互い違いとなるように軸方向Daにジグザグ状に配列されている。 In this embodiment, multiple rib rows 50 are provided in the small flow passage Ps at intervals in the circumferential direction, and in pairs of two circumferentially adjacent rib rows 50, the ribs 51 are arranged in a zigzag pattern in the axial direction Da so that they alternate in the axial direction Da.
これにより、第二流体F2は、リブ51の間を蛇行しながら流れる。このため、境界層の発達がより一層良好に抑制され、小流路Ps内での熱伝達率がより一層向上する。よって、第一流体F1と第二流体F2とで熱交換がより一層効率良く行われ、熱交換性能がより一層向上される。 This causes the second fluid F2 to flow in a serpentine pattern between the ribs 51. This further suppresses the development of boundary layers, further improving the heat transfer coefficient within the small flow paths Ps. This therefore makes heat exchange between the first fluid F1 and the second fluid F2 more efficient, further improving heat exchange performance.
本実施形態では、仕切り部材40は、隣り合う伝熱管4同士の間、及び伝熱管4と配管10との間に設けられている。 In this embodiment, partition members 40 are provided between adjacent heat transfer tubes 4 and between the heat transfer tubes 4 and the piping 10.
これにより、伝熱管4同士の間、及び伝熱管4と配管10との間に小流路Psが偏りなく形成される。このため、第二流体F2が周方向に複雑に混合されることがより一層抑制され、伝熱管4の周囲での熱の偏りがより一層抑制される。よって、第一流体F1と第二流体F2とで熱交換がより一層効率良く行われ、熱交換性能がより一層向上される。 As a result, small flow paths Ps are formed evenly between the heat transfer tubes 4 and between the heat transfer tubes 4 and the piping 10. This further prevents the second fluid F2 from mixing in a complex manner in the circumferential direction, and further suppresses heat unevenness around the heat transfer tubes 4. This makes heat exchange between the first fluid F1 and the second fluid F2 more efficient, further improving heat exchange performance.
本実施形態では、伝熱管4は、軸方向Daから見て多角形状に形成され、仕切り部材40は、軸方向Daから見て伝熱管4の角部に設けられている。 In this embodiment, the heat transfer tubes 4 are formed in a polygonal shape when viewed from the axial direction Da, and the partition members 40 are provided at the corners of the heat transfer tubes 4 when viewed from the axial direction Da.
これにより、軸方向Daに延びる一様な平板形状の小流路Psが形成され、小流路Ps内の第二流体F2の流れが安定化する。このため、小流路Ps内での熱の偏りがより一層抑制される。よって、第一流体F1と第二流体F2とで熱交換がより一層効率良く行われ、熱交換性能がより一層向上される。 This forms a uniform, flat-shaped small flow path Ps extending in the axial direction Da, stabilizing the flow of the second fluid F2 within the small flow path Ps. This further reduces heat imbalance within the small flow path Ps. This results in more efficient heat exchange between the first fluid F1 and the second fluid F2, further improving heat exchange performance.
本実施形態では、リブ51は、小流路Psの厚さ方向に対向する一対の内面同士を接続している。 In this embodiment, the rib 51 connects a pair of inner surfaces that face each other in the thickness direction of the small flow path Ps.
これにより、熱交換器1は、第二流路P2の外殻が流圧によって変形することを抑制することができる。よって、熱交換器1の第二流路P2部分の強度が向上される。 This prevents the outer shell of the second flow path P2 of the heat exchanger 1 from being deformed by flow pressure. This improves the strength of the second flow path P2 portion of the heat exchanger 1.
(第一実施形態の変形例)
続いて、第一実施形態の変形例について、図5を参照して説明する。
図5に示すように、リブ列50は、小流路Psに3列以上設けられてもよい。図5には、リブ列50が3列設けられている場合が図示されている。この場合、隔列で、リブ51が幅方向Wに隣り合うように、各リブ51が配置されている。
(Modification of the first embodiment)
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in Fig. 5, three or more rows of rib rows 50 may be provided in the small flow path Ps. Fig. 5 illustrates a case where three rows of rib rows 50 are provided. In this case, the ribs 51 are arranged so that the ribs 51 are adjacent to each other in the width direction W, with the ribs 51 spaced apart from each other.
<第二実施形態>
以下、本開示の第二実施形態に係る熱交換器201について、図6、図7を参照して説明する。第一実施形態と同様の構成については、第一実施形態と同様の名称、及び同様の符合を付す等して説明を適宜省略する。
図6、図7に示すように、リブ251は、小流路Psの厚さ方向から見て円形をなすとともに、小流路Psの厚さ方向に延びる鼓状に形成されている。換言すると、リブ251は、伝熱管4の外周面から延びる円柱状に形成されるとともに、延在方向両端部(厚さ方向両端部)から延在方向中間部(厚さ方向中間部)に向かうにしたがって湾曲しながら漸次先細るように形成されている。このため、リブ251の両端部は、小流路Psの厚さ方向に対向する一対の内面のそれぞれに滑らかに接続されている。
Second Embodiment
A heat exchanger 201 according to a second embodiment of the present disclosure will be described below with reference to Fig. 6 and Fig. 7. Configurations similar to those in the first embodiment will be given the same names and reference numerals as in the first embodiment, and descriptions thereof will be omitted as appropriate.
6 and 7 , the rib 251 is circular when viewed in the thickness direction of the small flow passage Ps, and is formed in a hand drum shape extending in the thickness direction of the small flow passage Ps. In other words, the rib 251 is formed in a cylindrical shape extending from the outer peripheral surface of the heat transfer tube 4, and is formed so as to curve and gradually taper from both ends in the extension direction (both ends in the thickness direction) to the middle part in the extension direction (middle part in the thickness direction). Therefore, both ends of the rib 251 are smoothly connected to a pair of inner surfaces facing each other in the thickness direction of the small flow passage Ps.
また、熱交換器201は、各小流路Psの上流側(供給部20側)の端部に、オリフィス板60を備える。すなわち、オリフィス板60は、リブ列250よりも上流側に設けられている。オリフィス板60は、各小流路Psに複数設けられている。なお、オリフィス板60は、各小流路Psに1つのみ設けられてもよい。オリフィス板60には、軸方向Daに貫通するオリフィス孔61が設けられている。供給部20から供給される第二流体F2は、まずオリフィス孔61を通過してから、各リブ51の間を流通する。軸方向Daに隣り合うオリフィス板60同士では、オリフィス孔61が軸方向Daに重ならないように設けられている。 The heat exchanger 201 also has an orifice plate 60 at the upstream end (supply unit 20 side) of each small flow path Ps. That is, the orifice plate 60 is provided upstream of the rib row 250. Multiple orifice plates 60 are provided for each small flow path Ps. Note that only one orifice plate 60 may be provided for each small flow path Ps. The orifice plate 60 has an orifice hole 61 that penetrates in the axial direction Da. The second fluid F2 supplied from the supply unit 20 first passes through the orifice hole 61 before flowing between each rib 51. The orifice holes 61 of adjacent orifice plates 60 in the axial direction Da are arranged so that they do not overlap in the axial direction Da.
(作用効果)
本実施形態の熱交換器201によれば、以下の作用効果が発揮される。
本実施形態では、リブ251は、伝熱管4の外周面から延びる円柱状に形成されるとともに、延在方向両端部から延在方向中間部に向かうにしたがって湾曲しながら漸次先細るように形成されていてもよい。
(Action and effect)
According to the heat exchanger 201 of this embodiment, the following effects are achieved.
In this embodiment, the rib 251 may be formed in a cylindrical shape extending from the outer peripheral surface of the heat transfer tube 4, and may be formed so as to curve and gradually taper as it extends from both ends in the extension direction to the middle part in the extension direction.
これにより、リブ251が多角形状に形成される場合と比較してリブ251の表面及びリブ251と小流路Psとの接続箇所に生じる応力集中を低減することができる。よって、小流路Ps周辺の強度が向上される。さらに、第二流体F2は、リブ251の表面及びリブ251と小流路Psとの接続箇所をスムーズに流れることができる。このため、第二流体F2の圧損が低減される。このように圧損を低減しつつ、リブ251による境界層発達の抑制による熱伝達率向上も図ることができる。よって、低圧損、高熱交換性能、高強度を同時に満たすことができる。 This reduces stress concentration on the surface of the rib 251 and at the connection points between the rib 251 and the small flow passages Ps compared to when the rib 251 is formed in a polygonal shape. This improves the strength around the small flow passages Ps. Furthermore, the second fluid F2 can flow smoothly along the surface of the rib 251 and at the connection points between the rib 251 and the small flow passages Ps. This reduces pressure loss of the second fluid F2. While reducing pressure loss in this way, the rib 251 can also improve the heat transfer coefficient by suppressing the development of boundary layers. This makes it possible to simultaneously achieve low pressure loss, high heat exchange performance, and high strength.
本実施形態では、熱交換器201は、各小流路Psの上流側の端部に、オリフィス板60を備える。オリフィス板60には、軸方向Daに貫通するオリフィス孔61が設けられている。 In this embodiment, the heat exchanger 201 is equipped with an orifice plate 60 at the upstream end of each small flow path Ps. The orifice plate 60 is provided with an orifice hole 61 that penetrates in the axial direction Da.
オリフィス板60の枚数やオリフィス孔61の密度等を調整することにより、第二流体F2が受ける抵抗を調整することができる。例えば、外周側から内周側に向かうにしたがって、オリフィス板60の枚数及びオリフィス孔61の密度を低減させることにより、各小流路Ps内に到達するまでに第二流体F2が受ける抵抗を調整することができる。したがって、各小流路Ps内の流速を均一化できるので、熱の偏りの発生が抑制され、熱交換性能がより一層向上される。 The resistance experienced by the second fluid F2 can be adjusted by adjusting the number of orifice plates 60 and the density of the orifice holes 61. For example, by reducing the number of orifice plates 60 and the density of the orifice holes 61 from the outer periphery toward the inner periphery, the resistance experienced by the second fluid F2 before reaching each small flow path Ps can be adjusted. This makes it possible to equalize the flow rate within each small flow path Ps, thereby suppressing heat imbalance and further improving heat exchange performance.
(その他の実施形態)
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
(Other embodiments)
The above describes in detail the embodiments of the present disclosure with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are also included within the scope that does not deviate from the gist of the present disclosure.
なお、上記実施形態では、配管10が配管本体11の両端の出入り口にエルボー部12を有する場合について説明したが、これに限られない。配管本体11の両端に設けられる配管は、エルボー部12に限られず、適宜変更可能である。例えば、エルボー部12の部分は、ストレート管であってもよい。
また、配管本体11の両端にエルボー部12に相当する配管が設けられていなくてもよい。この場合、例えば図8(第1実施形態の図4に相当する図面)に示すように、供給部20の供給部本体21の内周面が、複数の伝熱管4の束の外形に沿って覆うように成形されている。図示は省略するが、排出部30の排出部本体31についても、供給部本体21と同様に成形されている。すなわち、排出部本体31の内周面は、複数の伝熱管4の束の外形に沿って覆うように成形されている。
In the above embodiment, the pipe 10 has elbow portions 12 at the inlets and outlets on both ends of the pipe main body 11, but this is not limited to this. The pipes provided on both ends of the pipe main body 11 are not limited to elbow portions 12 and can be changed as appropriate. For example, the elbow portions 12 may be straight pipes.
Furthermore, pipes corresponding to the elbow portions 12 do not necessarily have to be provided at both ends of the pipe body 11. In this case, for example, as shown in FIG. 8 (a drawing corresponding to FIG. 4 of the first embodiment), the inner circumferential surface of the supply portion body 21 of the supply portion 20 is molded to cover the outer shape of the bundle of the heat transfer tubes 4. Although not shown, the discharge portion body 31 of the discharge portion 30 is also molded in the same manner as the supply portion body 21. In other words, the inner circumferential surface of the discharge portion body 31 is molded to cover the outer shape of the bundle of the heat transfer tubes 4.
上記実施形態では、第一流体F1の例としてエンジン等の熱機関から排出される高温の排ガスを挙げたが、これに限るものではない。第一流体F1は、排ガス以外の流体でもよく、例えば、水や油、燃料、フロリナート等の有機液体であってもよい。 In the above embodiment, high-temperature exhaust gas emitted from a heat engine such as an engine is used as an example of the first fluid F1, but this is not limited to this. The first fluid F1 may be a fluid other than exhaust gas, such as water, oil, fuel, or an organic liquid such as Fluorinert.
上記実施形態では、第二流体F2が水であるとしたが、これに限るものではない。第二流体F2は、例えば油や燃料、フロリナート等の有機液体であってもよい。 In the above embodiment, the second fluid F2 is water, but this is not limited to this. The second fluid F2 may also be, for example, oil, fuel, or an organic liquid such as Fluorinert.
上記実施形態では、熱交換器1、201は、第一流体F1を冷却するために用いられるとしたが、これに限るものではない。熱交換器1、201は、第一流体F1を加熱するために用いられてもよい。 In the above embodiment, the heat exchangers 1 and 201 are used to cool the first fluid F1, but this is not limited to this. The heat exchangers 1 and 201 may also be used to heat the first fluid F1.
上記実施形態では、伝熱管4が軸方向Daから見て六角形状に形成されるとしたが、これに限るものではない。伝熱管4は、六角形状以外の多角形状に形成されていてもよい。 In the above embodiment, the heat transfer tubes 4 are formed in a hexagonal shape when viewed in the axial direction Da, but this is not limited to this. The heat transfer tubes 4 may also be formed in a polygonal shape other than a hexagonal shape.
上記実施形態では、第二流体F2は、軸方向Daで第一流体F1とは反対向きに流れるとしたが、これに限られない。第二流体F2が軸方向Daで第一流体F1と同じ向きに流れるように、供給部20及び排出部30を配置してもよい。 In the above embodiment, the second fluid F2 flows in the opposite direction to the first fluid F1 in the axial direction Da, but this is not limited to this. The supply unit 20 and discharge unit 30 may be arranged so that the second fluid F2 flows in the same direction as the first fluid F1 in the axial direction Da.
上記実施形態では、リブ列50、250は、仕切り部材40によって区画される全ての小流路Psに設けられているとしたが、これに限るものではない。リブ列50、250は、一部の小流路Psにのみ設けられてもよい。 In the above embodiment, the rib rows 50, 250 are provided in all of the small flow paths Ps partitioned by the partition member 40, but this is not limited to this. The rib rows 50, 250 may be provided in only some of the small flow paths Ps.
上記実施形態では、リブ列50、250は、小流路Psに、周方向に間隔をあけて複数列設けられているとしたが、これに限るものではない。リブ列50、250は、小流路Psに一列のみ設けられてもよい。 In the above embodiment, the rib rows 50, 250 are provided in multiple rows spaced apart in the circumferential direction in the small flow path Ps, but this is not limited to this. Only one rib row 50, 250 may be provided in the small flow path Ps.
上記実施形態では、リブ51、251は、全て同形状に形成されているとしたが、これに限るものではない。リブ51、251は、それぞれ異なる形状に形成されてもよく、リブ51、251の形状は適宜変更可能である。 In the above embodiment, the ribs 51, 251 are all formed in the same shape, but this is not limited to this. The ribs 51, 251 may be formed in different shapes, and the shapes of the ribs 51, 251 can be changed as appropriate.
上記実施形態では、オリフィス板60は、各小流路Psに複数設けられているとしたが、これに限るものではない。オリフィス板60は、各小流路Psに1つのみ設けられてもよい。 In the above embodiment, multiple orifice plates 60 are provided for each small flow path Ps, but this is not limited to this. Only one orifice plate 60 may be provided for each small flow path Ps.
<付記>
各実施形態に記載の熱交換器1、201は、例えば以下のように把握される。
<Additional Notes>
The heat exchangers 1 and 201 described in each embodiment can be understood, for example, as follows.
(1)第1の態様に係る熱交換器1、201は、第一流体F1が供給される流路Pを形成する配管10と、前記流路Pを閉塞するように該流路Pの延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、前記流路Pの一部に閉空間Vを区画形成する管板3と、両端が開口する管状をなして前記一対の管板3を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて並設された複数の伝熱管4と、前記配管10の外部から前記閉空間V内に第二流体F2を供給可能な供給部20と、前記閉空間V内の前記第二流体F2を前記配管10の外部に排出可能な排出部30と、前記伝熱管4の周囲の前記流路を、該伝熱管4の軸方向Daに延びて、かつ、周方向に分割された複数の小流路Psに区画する仕切り部材40と、前記小流路Psに設けられて、前記伝熱管4の軸方向Daに間隔をあけて配列された複数のリブ51、251を有するリブ列50、250と、を備える。 (1) The heat exchanger 1, 201 according to the first aspect comprises a pipe 10 forming a flow path P to which a first fluid F1 is supplied, a pair of tube plates 3 arranged at intervals in the extension direction of the flow path P so as to close the flow path P, thereby defining a closed space V in a part of the flow path P, a plurality of heat transfer tubes 4 that are tubular and open at both ends and extend to penetrate the pair of tube plates 3 and are arranged side by side at intervals from each other, and a heat transfer tube 4 that is connected from the outside of the pipe 10 to the closed space V. The system includes a supply unit 20 capable of supplying a second fluid F2, a discharge unit 30 capable of discharging the second fluid F2 in the closed space V to the outside of the piping 10, a partition member 40 that divides the flow path around the heat transfer tube 4 into a plurality of small flow paths Ps that extend in the axial direction Da of the heat transfer tube 4 and are divided circumferentially, and rib rows 50, 250 that are provided in the small flow paths Ps and have a plurality of ribs 51, 251 arranged at intervals in the axial direction Da of the heat transfer tube 4.
これにより、第二流体F2は、小流路Ps内を軸方向Daに直線状に流れることができる。このため、第二流体F2が周方向に複雑に混合されることが抑制され、伝熱管4の周囲での熱の偏りが抑制される。さらに、第二流体F2が小流路Ps内のリブ51、251に衝突することによって、小流路Ps内の流れが適度に乱され、第二流体F2が適度に混合される。このため、境界層の発達が抑制される。このため、小流路Ps内での熱伝達率が向上する。 This allows the second fluid F2 to flow linearly in the axial direction Da within the small passages Ps. This prevents the second fluid F2 from being mixed in a complex manner in the circumferential direction, and reduces heat imbalance around the heat transfer tube 4. Furthermore, when the second fluid F2 collides with the ribs 51, 251 within the small passages Ps, the flow within the small passages Ps is moderately disturbed, allowing the second fluid F2 to be mixed appropriately. This prevents the development of a boundary layer. This improves the heat transfer coefficient within the small passages Ps.
(2)第2の態様の熱交換器1、201は、(1)の熱交換器1、201であって、前記リブ列50は、前記小流路Psに、前記周方向に間隔をあけて複数列設けられ、前記周方向に隣り合う2列の前記リブ列50、250の組では、前記リブ51、251が前記軸方向Daに互い違いとなるように前記軸方向Daにジグザグ状に配列されていてもよい。 (2) The heat exchanger 1, 201 of the second aspect is the heat exchanger 1, 201 of (1), wherein the rib rows 50 are provided in multiple rows spaced apart in the circumferential direction in the small flow path Ps, and in a pair of two circumferentially adjacent rib rows 50, 250, the ribs 51, 251 may be arranged in a zigzag pattern in the axial direction Da so as to be staggered in the axial direction Da.
これにより、第二流体F2は、リブ51、251の間を蛇行しながら流れる。このため、境界層の発達がより一層良好に抑制され、小流路Ps内での熱伝達率がより一層向上する。 This causes the second fluid F2 to flow in a serpentine pattern between the ribs 51, 251. This further suppresses the development of boundary layers and further improves the heat transfer coefficient within the small flow passages Ps.
(3)第3の態様の熱交換器201は、(1)又は(2)の熱交換器201であって、前記リブ51は、前記伝熱管4の外周面から延びる円柱状に形成されるとともに、延在方向両端部から延在方向中間部に向かうにしたがって湾曲しながら漸次先細るように形成されていてもよい。 (3) The heat exchanger 201 of the third aspect is the heat exchanger 201 of (1) or (2), wherein the ribs 51 are formed in a cylindrical shape extending from the outer circumferential surface of the heat transfer tube 4 and may be curved and gradually tapered from both ends in the extension direction toward the middle in the extension direction.
これにより、リブ251が多角形状に形成される場合と比較してリブ251の表面及びリブ251と小流路Psとの接続箇所に生じる応力集中を低減することができる。さらに、第二流体F2は、リブ251の表面及びリブ251と小流路Psとの接続箇所をスムーズに流れることができる。このため、第二流体F2の圧損が低減される。 This reduces stress concentration on the surface of the rib 251 and at the connection points between the rib 251 and the small flow passage Ps compared to when the rib 251 is formed in a polygonal shape. Furthermore, the second fluid F2 can flow smoothly along the surface of the rib 251 and at the connection points between the rib 251 and the small flow passage Ps. This reduces pressure loss of the second fluid F2.
(4)第4の態様の熱交換器1、201は、(1)から(3)のいずれかの熱交換器1、201であって、前記仕切り部材40は、隣り合う前記伝熱管4同士の間、及び前記伝熱管4と前記配管10との間に設けられていてもよい。 (4) The heat exchanger 1, 201 of the fourth aspect is the heat exchanger 1, 201 of any one of (1) to (3), and the partition member 40 may be provided between adjacent heat transfer tubes 4 and between the heat transfer tube 4 and the piping 10.
これにより、伝熱管4同士の間、及び伝熱管4と配管10との間に小流路Psが偏りなく形成される。このため、第二流体F2が周方向に複雑に混合されることがより一層抑制され、伝熱管4の周囲での熱の偏りがより一層抑制される。 This allows small flow paths Ps to be formed evenly between the heat transfer tubes 4 and between the heat transfer tubes 4 and the piping 10. This further prevents the second fluid F2 from mixing in a complex manner in the circumferential direction, further suppressing heat unevenness around the heat transfer tubes 4.
(5)第5の態様の熱交換器1、201は、(1)から(4)のいずれかの熱交換器1、201であって、前記伝熱管4は、前記軸方向Daから見て多角形状に形成され、前記仕切り部材40は、前記軸方向Daから見て前記伝熱管4の角部に設けられていてもよい。 (5) The heat exchanger 1, 201 of the fifth aspect is the heat exchanger 1, 201 of any one of (1) to (4), wherein the heat transfer tube 4 is formed in a polygonal shape when viewed from the axial direction Da, and the partition member 40 may be provided at a corner of the heat transfer tube 4 when viewed from the axial direction Da.
これにより、軸方向Daに延びる一様な平板形状の小流路Psが形成され、小流路Ps内の第二流体F2の流れが安定化する。このため、小流路Ps内での熱の偏りがより一層抑制される。 This forms a uniform, flat-shaped small flow path Ps extending in the axial direction Da, stabilizing the flow of the second fluid F2 within the small flow path Ps. This further reduces heat imbalance within the small flow path Ps.
1…熱交換器 2…ベーン 3…管板 4…伝熱管 10…配管 11…配管本体 12…エルボー部 13…連通孔 20…供給部 21…供給部本体 22…供給側底板 23…供給開口部 30…排出部 31…排出部本体 32…排出側底板 33…排出開口部 40…仕切り部材 50…リブ列 51…リブ 60…オリフィス板 61…オリフィス孔 201…熱交換器 250…リブ列 251…リブ Da…軸方向 F1…第一流体 F2…第二流体 L1…ピッチ L2…ピッチ P…流路 P1…第一流路 P2…第二流路 Ps…小流路 V…閉空間 W…幅方向 1...Heat Exchanger 2...Vane 3...Tube Sheet 4...Heat Transfer Tube 10...Pipe 11...Pipe Body 12...Elbow 13...Communicating Hole 20...Supply Portion 21...Supply Portion Body 22...Supply Side Bottom Plate 23...Supply Opening 30...Discharge Portion 31...Discharge Portion Body 32...Discharge Side Bottom Plate 33...Discharge Opening 40...Partition Member 50...Rib Row 51...Rib 60...Orifice Plate 61...Orifice Hole 201...Heat Exchanger 250...Rib Row 251...Rib Da...Axial Direction F1...First Fluid F2...Second Fluid L1...Pitch L2...Pitch P...Flow Passage P1...First Flow Passage P2...Second Flow Passage Ps...Small Flow Passage V...Closed Space W...Width Direction
Claims (5)
前記流路を閉塞するように該流路の延在方向に間隔をあけて一対が設けられることで、前記流路の一部に閉空間を区画形成する管板と、
両端が開口する管状をなして前記一対の管板を貫通するように延びるとともに、互いに間隔をあけて並設された複数の伝熱管と、
前記配管の外部から前記閉空間内に第二流体を供給可能な供給部と、
前記閉空間内の前記第二流体を前記配管の外部に排出可能な排出部と、
前記伝熱管の周囲の前記流路を、該伝熱管の軸方向に延びて、かつ、周方向に分割された複数の小流路に区画する仕切り部材と、
前記小流路に設けられて、前記伝熱管の軸方向に間隔をあけて配列された複数のリブを有するリブ列と、
を備える熱交換器。 a pipe forming a flow path to which a first fluid is supplied;
a pair of tube sheets arranged at an interval in the extension direction of the flow path so as to close the flow path, thereby defining a closed space in a part of the flow path;
a plurality of heat transfer tubes each having a tubular shape with both ends open, extending to penetrate the pair of tube plates, and arranged side by side at intervals;
a supply unit capable of supplying a second fluid into the closed space from outside the piping;
a discharge part capable of discharging the second fluid in the closed space to the outside of the piping;
a partition member that divides the flow path around the heat transfer tube into a plurality of small flow paths that extend in the axial direction of the heat transfer tube and are divided in the circumferential direction;
a rib row provided in the small flow path and having a plurality of ribs arranged at intervals in the axial direction of the heat transfer tube;
A heat exchanger comprising:
前記周方向に隣り合う2列の前記リブ列の組では、前記リブが前記軸方向に互い違いとなるように前記軸方向にジグザグ状に配列されている、請求項1に記載の熱交換器。 The rib row is provided in a plurality of rows at intervals in the circumferential direction in the small flow path,
The heat exchanger according to claim 1 , wherein in each set of two circumferentially adjacent rib rows, the ribs are arranged in a zigzag pattern in the axial direction so as to be alternately arranged in the axial direction.
前記仕切り部材は、前記軸方向から見て前記伝熱管の角部に設けられている、請求項1又は2に記載の熱交換器。 The heat transfer tube is formed in a polygonal shape when viewed in the axial direction,
The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the partition members are provided at corners of the heat transfer tubes when viewed in the axial direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022192013A JP7748930B2 (en) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022192013A JP7748930B2 (en) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | heat exchanger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024079208A JP2024079208A (en) | 2024-06-11 |
| JP7748930B2 true JP7748930B2 (en) | 2025-10-03 |
Family
ID=91391138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022192013A Active JP7748930B2 (en) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | heat exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7748930B2 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5251693A (en) | 1992-10-19 | 1993-10-12 | Zifferer Lothar R | Tube-in-shell heat exchanger with linearly corrugated tubing |
| US6321835B1 (en) | 1996-12-24 | 2001-11-27 | Behr Gmbh & Co. | Heat transfer device, particularly exhaust gas heat transfer device |
| JP2002350081A (en) | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Maruyasu Industries Co Ltd | Multitubular heat-exchanger |
| US20050109494A1 (en) | 2003-11-25 | 2005-05-26 | Williams George J. | Heat exchanger tube support |
| US20060231242A1 (en) | 2005-04-15 | 2006-10-19 | Jerzy Hawranek | Axial heat exchanger |
| US20210108858A1 (en) | 2018-01-31 | 2021-04-15 | The Penn State Research Foundation | Monocoque shell and tube heat exchanger |
| JP2022100459A (en) | 2020-12-24 | 2022-07-06 | 三菱重工業株式会社 | Heat exchanger |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE835612C (en) * | 1950-11-21 | 1952-04-03 | Metallgesellschaft Ag | Heat exchanger with longitudinal finned tubes |
| JPS5234780B2 (en) * | 1974-05-13 | 1977-09-05 |
-
2022
- 2022-11-30 JP JP2022192013A patent/JP7748930B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5251693A (en) | 1992-10-19 | 1993-10-12 | Zifferer Lothar R | Tube-in-shell heat exchanger with linearly corrugated tubing |
| US6321835B1 (en) | 1996-12-24 | 2001-11-27 | Behr Gmbh & Co. | Heat transfer device, particularly exhaust gas heat transfer device |
| JP2002350081A (en) | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Maruyasu Industries Co Ltd | Multitubular heat-exchanger |
| US20050109494A1 (en) | 2003-11-25 | 2005-05-26 | Williams George J. | Heat exchanger tube support |
| US20060231242A1 (en) | 2005-04-15 | 2006-10-19 | Jerzy Hawranek | Axial heat exchanger |
| US20210108858A1 (en) | 2018-01-31 | 2021-04-15 | The Penn State Research Foundation | Monocoque shell and tube heat exchanger |
| JP2022100459A (en) | 2020-12-24 | 2022-07-06 | 三菱重工業株式会社 | Heat exchanger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2024079208A (en) | 2024-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4274482A (en) | Laminated evaporator | |
| US11585572B2 (en) | Heat exchanger unit and condensing boiler using the same | |
| JP2016014521A (en) | Method and system for radial tubular duct heat exchangers | |
| WO2016190445A1 (en) | Heat exchanger tank structure and production method therefor | |
| CN112236637B (en) | Heat exchange tube, heat exchanger unit using the same, and condensing boiler using the same | |
| JP2018169073A (en) | Heat exchanger | |
| US11835261B2 (en) | Heat exchanger unit | |
| JP2010270982A (en) | Heat exchanger | |
| CN106662407A (en) | Heat exchanger comprising a core of tubes | |
| JP7748930B2 (en) | heat exchanger | |
| CN113123832B (en) | Double-wall herringbone turbulence column structure for impact turbulence air film composite cooling | |
| KR20130065174A (en) | Heat exchanger for vehicle | |
| JP7025521B1 (en) | Heat exchanger | |
| CN109579050A (en) | Pincushion plate-fin propeller for turboprop machine heat exchanger | |
| US11454421B2 (en) | Heat exchanger and water heating apparatus | |
| JP7311655B2 (en) | Heat exchanger | |
| KR20190074362A (en) | Heat exchanger | |
| CN113153536A (en) | Heat regenerator for gas turbine | |
| JP6732647B2 (en) | Heat exchanger | |
| JP7658320B2 (en) | Heat exchanger | |
| ES3002767T3 (en) | Heat-exchanger unit using a heat-exchange pipe, and condensing boiler using same | |
| JP2025086168A (en) | heat exchanger | |
| JP4616713B2 (en) | Round exhaust heat boiler can structure | |
| WO2024018834A1 (en) | Heat exchanger | |
| CN115628629A (en) | Heat exchange device and steam generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241225 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250820 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250826 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250922 |