JPH039398B2 - - Google Patents
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- JPH039398B2 JPH039398B2 JP58102076A JP10207683A JPH039398B2 JP H039398 B2 JPH039398 B2 JP H039398B2 JP 58102076 A JP58102076 A JP 58102076A JP 10207683 A JP10207683 A JP 10207683A JP H039398 B2 JPH039398 B2 JP H039398B2
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- JP
- Japan
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- exhaust gas
- pipe
- heat exchanger
- heat
- partition plate
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/10—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by imparting a pulsating motion to the flow, e.g. by sonic vibration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
- F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
- F28F2009/224—Longitudinal partitions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
- F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
- F28F2009/226—Transversal partitions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/28—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing noise
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、エンジン等の排ガスからの熱回収装
置に利用される熱交換器に関するものである。
置に利用される熱交換器に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、省エネルギー動向を反映し、エンジン等
の熱源から排ガス熱をも回収することにより、総
合エネルギー効率を高めようとするシステムが考
えられており、このシステムは第１図に示すよう
に排熱を熱交換器１で回収し、マフラ２を通して
排出するものである。ところが、このようなシス
テムでは、エンジン３からの排熱回収を行なう熱
交換器１と、マフラ２は分離して設けられている
ため、システムとして複雑になるだけでなく、マ
フラ２からの透過音が大きく、これを抑えるため
にマフラ２が大きくなつてしまうという欠点があ
つた。また、従来の排熱回収用の熱交換器として
は、第２図および第３図に示すようなフインタイ
プやプレート式のものが多い。これらの形式では
排熱回収の効率を上げようとする排ガスが凝縮
し、フイン表面やプレート表面の腐食が進行さ
れ、フインタイプではフイン板厚が薄いために顕
著に熱交換特性が低下したり、プレート式ではプ
レート空間に凝縮水が堆積し、一層、腐食を進行
させる等の問題点があつた。さらに、プレート式
についてはプレート空間で排ガス流の急縮小が成
され、若干の減音効果は期待されるが急縮小の割
合を大きくできないため、その効果は小さいもの
であつた。
の熱源から排ガス熱をも回収することにより、総
合エネルギー効率を高めようとするシステムが考
えられており、このシステムは第１図に示すよう
に排熱を熱交換器１で回収し、マフラ２を通して
排出するものである。ところが、このようなシス
テムでは、エンジン３からの排熱回収を行なう熱
交換器１と、マフラ２は分離して設けられている
ため、システムとして複雑になるだけでなく、マ
フラ２からの透過音が大きく、これを抑えるため
にマフラ２が大きくなつてしまうという欠点があ
つた。また、従来の排熱回収用の熱交換器として
は、第２図および第３図に示すようなフインタイ
プやプレート式のものが多い。これらの形式では
排熱回収の効率を上げようとする排ガスが凝縮
し、フイン表面やプレート表面の腐食が進行さ
れ、フインタイプではフイン板厚が薄いために顕
著に熱交換特性が低下したり、プレート式ではプ
レート空間に凝縮水が堆積し、一層、腐食を進行
させる等の問題点があつた。さらに、プレート式
についてはプレート空間で排ガス流の急縮小が成
され、若干の減音効果は期待されるが急縮小の割
合を大きくできないため、その効果は小さいもの
であつた。
発明の目的
本発明は従来の問題点に鑑み、低騒音、高効率
のマフラー体型排ガス熱交換器を提供することを
目的とする。
のマフラー体型排ガス熱交換器を提供することを
目的とする。
発明の構成
本発明は、被加熱流体を入つた水室の内部に排
ガス空間を設け、その排ガス空間を穴を設けてい
ない仕切板と複数の穴を有する仕切板で交互に分
割し、さらに、円周方向に複数の穴を設けた排ガ
スパイプを、これら２種の仕切板に対し、貫通さ
せた熱交換器であり、排ガス空間内には被加熱流
体を貫通させる伝熱管を設けている。
ガス空間を設け、その排ガス空間を穴を設けてい
ない仕切板と複数の穴を有する仕切板で交互に分
割し、さらに、円周方向に複数の穴を設けた排ガ
スパイプを、これら２種の仕切板に対し、貫通さ
せた熱交換器であり、排ガス空間内には被加熱流
体を貫通させる伝熱管を設けている。
実施例の説明
以下、図面を用いて具体的説明を行なう。
第４図は本発明の熱交換器の一実施例を示すも
のであり、熱交換器は水室４、排ガス空間５、ヘ
ツダー６，７から構成されており、排ガス空間５
は穴を設けていない仕切板(A)８と複数の穴を有す
る仕切板(B)９で交互に分割され、さらに、仕切板
(A)８、仕切板(B)９に対し、円周方向に複数の穴を
設けた排ガスパイプ１０と複数の伝熱管１１が貫
通されている。水室４には水導入管１２が設けら
れ、ヘツダー６は水通過穴１３により水室４と連
通されており、ヘツダー７には水排出管１４が設
けられている。そして排ガス空間５には、排ガス
導入管１５と排ガス排出管１６が排ガスパイプ１
０に対し垂直方向に連通されている。
のであり、熱交換器は水室４、排ガス空間５、ヘ
ツダー６，７から構成されており、排ガス空間５
は穴を設けていない仕切板(A)８と複数の穴を有す
る仕切板(B)９で交互に分割され、さらに、仕切板
(A)８、仕切板(B)９に対し、円周方向に複数の穴を
設けた排ガスパイプ１０と複数の伝熱管１１が貫
通されている。水室４には水導入管１２が設けら
れ、ヘツダー６は水通過穴１３により水室４と連
通されており、ヘツダー７には水排出管１４が設
けられている。そして排ガス空間５には、排ガス
導入管１５と排ガス排出管１６が排ガスパイプ１
０に対し垂直方向に連通されている。
次に、その作動について説明を加える。まず、
被加熱流体は水導入管１２より送り込まれ、水室
４を通り、水通過穴１３を介してヘツダー６に入
り、各伝熱管１１に分岐されて流れ、ヘツダー７
に入り水排出管１４を介して排出される。一方、
加熱流体であるエンジン等の熱源からの排ガスは
排ガス導入管１５より排ガス空間５に入り、排ガ
ス空間５内壁や伝熱管１１に衝突した後、排ガス
パイプ１０に設けられた複数の排ガス噴出口１７
より、排ガスパイプ１０内に入り、排ガスパイプ
１０内を通り排ガスパイプ仕切壁１８に衝突し、
排ガス噴出口１９より排ガス空間５に噴出する。
そして排ガス空間５内壁や伝熱管１１に衝突した
後、仕切板(B)９を通過する。以下、同様にして排
ガス空間５内壁や伝熱管１１に高速で衝突しなが
ら、排ガス噴出口２０、排ガス噴出口２１を通
り、排ガス排出管１６より排出される。以上のよ
うな経路で排ガスが流れる間に排ガス空間５内壁
や伝熱管１１に対し、効率良く熱交換が行なわれ
る。
被加熱流体は水導入管１２より送り込まれ、水室
４を通り、水通過穴１３を介してヘツダー６に入
り、各伝熱管１１に分岐されて流れ、ヘツダー７
に入り水排出管１４を介して排出される。一方、
加熱流体であるエンジン等の熱源からの排ガスは
排ガス導入管１５より排ガス空間５に入り、排ガ
ス空間５内壁や伝熱管１１に衝突した後、排ガス
パイプ１０に設けられた複数の排ガス噴出口１７
より、排ガスパイプ１０内に入り、排ガスパイプ
１０内を通り排ガスパイプ仕切壁１８に衝突し、
排ガス噴出口１９より排ガス空間５に噴出する。
そして排ガス空間５内壁や伝熱管１１に衝突した
後、仕切板(B)９を通過する。以下、同様にして排
ガス空間５内壁や伝熱管１１に高速で衝突しなが
ら、排ガス噴出口２０、排ガス噴出口２１を通
り、排ガス排出管１６より排出される。以上のよ
うな経路で排ガスが流れる間に排ガス空間５内壁
や伝熱管１１に対し、効率良く熱交換が行なわれ
る。
本実施例によれば、エンジンから送られてきた
排ガス、排ガス噴出口１７に入り込む際に急縮小
され、また、排ガスパイプ１０を通り排ガス噴出
口１９を介して噴出する時にも急縮小され、さら
に、仕切板(B)９を通過する際にも急縮小され、そ
の後、排ガス噴出口２０、排ガス排出管１６にて
も、急縮小され、実質的に、６段の膨張型マフラ
を形成し減音効果を顕著に向上させることができ
る。しかも、各膨張型マフラは、すべて、側面入
出力タイプをとつており、その減音特性も、一
層、優れたものが期待できるわけである。また、
排ガス空間５は、その周囲を質量の大きな水室４
で囲まれているため遮音効果も高められる。さら
にこのように、排ガス空間５を分割するには、単
に、仕切板(A)８、仕切板(B)９を排ガス空間５の内
壁あるいは伝熱管１１に対し、適当な距離で固着
させるだけで可能であるため、熱源の騒音特性に
応じて、任意に、空間の大きさを変えることによ
り、減音特性を調整することができる。また、本
実施例において、排ガス噴出口が排ガスパイプ１
０の円周方向に設けられているが、これにより、
噴出された排ガスが排ガス空間５内壁や伝熱管１
１に対し垂直方向に高速で衝突するため、境界層
の発達を抑制し熱伝達特性を著しく向上させるこ
とができる。さらに、排気量排熱量の異なるエン
ジン等に対しても、その長さを単に調整するだけ
で容易に伝熱面積の変化が可能となる。また、凝
縮水の発生に対しても本実施例の熱交換器を垂直
に立てることにより発生した凝縮水を、仕切板(B)
９、排ガス噴出口、排ガス排出管１６よりすばや
く噴出させ、熱交換器の腐食を抑制することがで
きる。また、これらの実施例では３枚の仕切板を
設け、６段の膨張型マフラを形成しているが、排
ガス空間５を複数に分割すれば側面入出力タイプ
の膨張型マフラの減音特性を期待できる。
排ガス、排ガス噴出口１７に入り込む際に急縮小
され、また、排ガスパイプ１０を通り排ガス噴出
口１９を介して噴出する時にも急縮小され、さら
に、仕切板(B)９を通過する際にも急縮小され、そ
の後、排ガス噴出口２０、排ガス排出管１６にて
も、急縮小され、実質的に、６段の膨張型マフラ
を形成し減音効果を顕著に向上させることができ
る。しかも、各膨張型マフラは、すべて、側面入
出力タイプをとつており、その減音特性も、一
層、優れたものが期待できるわけである。また、
排ガス空間５は、その周囲を質量の大きな水室４
で囲まれているため遮音効果も高められる。さら
にこのように、排ガス空間５を分割するには、単
に、仕切板(A)８、仕切板(B)９を排ガス空間５の内
壁あるいは伝熱管１１に対し、適当な距離で固着
させるだけで可能であるため、熱源の騒音特性に
応じて、任意に、空間の大きさを変えることによ
り、減音特性を調整することができる。また、本
実施例において、排ガス噴出口が排ガスパイプ１
０の円周方向に設けられているが、これにより、
噴出された排ガスが排ガス空間５内壁や伝熱管１
１に対し垂直方向に高速で衝突するため、境界層
の発達を抑制し熱伝達特性を著しく向上させるこ
とができる。さらに、排気量排熱量の異なるエン
ジン等に対しても、その長さを単に調整するだけ
で容易に伝熱面積の変化が可能となる。また、凝
縮水の発生に対しても本実施例の熱交換器を垂直
に立てることにより発生した凝縮水を、仕切板(B)
９、排ガス噴出口、排ガス排出管１６よりすばや
く噴出させ、熱交換器の腐食を抑制することがで
きる。また、これらの実施例では３枚の仕切板を
設け、６段の膨張型マフラを形成しているが、排
ガス空間５を複数に分割すれば側面入出力タイプ
の膨張型マフラの減音特性を期待できる。
発明の効果
以上説明したように、本発明の熱交換器は簡単
な構成でマフラー体型の形態をとることができ、
かつ、コンパクトな空間で多段の膨張型マフラを
形成し、各膨張型マフラを側面入出力タイプとす
ることにより、従来、減音が困難とされていた低
周波を含む広範囲な周波数に対しても、優れた減
音効果を達成できるものである。また、周囲を水
室で囲うことにより、遮音効果も高められ、排ガ
ス空間を容易に分割することにより、音源の騒音
特性に応じた任意の減音特性の調整も可能とな
る。さらに、熱伝達特性に関しても、排ガスを排
ガス空間内壁や伝熱管に対し、垂直方向に高速で
衝突させることにより、境界層の発達を抑制し伝
熱性能を著しく向上できる。また、伝熱面積の変
化も容易であり、凝縮水の処理も優れているた
め、熱交換器の腐食も抑制できるものである。
な構成でマフラー体型の形態をとることができ、
かつ、コンパクトな空間で多段の膨張型マフラを
形成し、各膨張型マフラを側面入出力タイプとす
ることにより、従来、減音が困難とされていた低
周波を含む広範囲な周波数に対しても、優れた減
音効果を達成できるものである。また、周囲を水
室で囲うことにより、遮音効果も高められ、排ガ
ス空間を容易に分割することにより、音源の騒音
特性に応じた任意の減音特性の調整も可能とな
る。さらに、熱伝達特性に関しても、排ガスを排
ガス空間内壁や伝熱管に対し、垂直方向に高速で
衝突させることにより、境界層の発達を抑制し伝
熱性能を著しく向上できる。また、伝熱面積の変
化も容易であり、凝縮水の処理も優れているた
め、熱交換器の腐食も抑制できるものである。
第１図は従来の排熱回収熱交換器を設けたエン
ジンシステムの概略図、第２図は従来のフインタ
イプの熱交換器の構成図、第３図は従来のプレー
トタイプの熱交換器の構成図、第４図は本発明の
一実施例の熱交換器の構成図である。 ４……水室、５……排ガス空間、８……仕切板
(A)、９……仕切板(B)、１０……排ガスパイプ、１
１……伝熱管、１７，１９，２０，２１……排ガ
ス噴出口。
ジンシステムの概略図、第２図は従来のフインタ
イプの熱交換器の構成図、第３図は従来のプレー
トタイプの熱交換器の構成図、第４図は本発明の
一実施例の熱交換器の構成図である。 ４……水室、５……排ガス空間、８……仕切板
(A)、９……仕切板(B)、１０……排ガスパイプ、１
１……伝熱管、１７，１９，２０，２１……排ガ
ス噴出口。
Claims (1)
- １ 被加熱流体の入つた水室の内部に排ガス空間
を設け、前記排ガス空間を仕切板及び複数の穴を
有する仕切板にて分割し、さらに、複数の穴を設
けた排ガスパイプを前記仕切板と前記複数の穴を
有する仕切板に対し貫通させ、排ガスを前記排ガ
スパイプの前記複数の穴から噴出するように、前
記排ガスパイプ内に排ガスパイプ仕切壁を設け、
排ガス導入管と排ガス排出管を前記排ガスパイプ
に垂直に設置したことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10207683A JPS59225293A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 熱交換器 |
| DE19843419442 DE3419442A1 (de) | 1983-05-25 | 1984-05-24 | Waermetauscher |
| GB08413410A GB2143023B (en) | 1983-05-25 | 1984-05-25 | Heat exchanger |
| US06/827,210 US4621677A (en) | 1983-05-25 | 1986-02-04 | Heat exchanger for internal combustion engine exhaust, with noise suppressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10207683A JPS59225293A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59225293A JPS59225293A (ja) | 1984-12-18 |
| JPH039398B2 true JPH039398B2 (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=14317676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10207683A Granted JPS59225293A (ja) | 1983-05-25 | 1983-06-07 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59225293A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112005001089T5 (de) * | 2004-05-11 | 2007-05-03 | Modine Manufacturing Co., Racine | Integrierte Wärmetauscher- und Schalldämpfer-Einheit |
| CN109099732A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-12-28 | 重庆澳来思节能科技有限公司 | 烟气换热装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57160572U (ja) * | 1981-03-30 | 1982-10-08 | ||
| JPS57166495A (en) * | 1981-04-07 | 1982-10-13 | Toshiyuki Toyonaka | Heat collecting device for high temperature exhaust gas |
-
1983
- 1983-06-07 JP JP10207683A patent/JPS59225293A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59225293A (ja) | 1984-12-18 |
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