JPH0449036B2

JPH0449036B2 -

Info

Publication number: JPH0449036B2
Application number: JP61162561A
Authority: JP
Inventors: Isao Yamamoto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1992-08-10
Also published as: JPS6317392A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、熱交換器の改良に関する。[Detailed description of the invention] <Industrial application field> The present invention relates to improvements in heat exchangers.

＜従来の技術＞熱交換器は流体の流路の伝熱面接を大きくする
ため、今日まで種々の改良が加えられている。例
えば、一般に管の数を多くしたり、長さを長くし
たりする他、流路を構成する隔板の形状として、
平板、真円管に代え、波状板体、曲管、管コイ
ル、フイン付板もしくはフイン付管等を採用する
ことが知られている。<Prior Art> To date, various improvements have been made to heat exchangers in order to increase the heat transfer surface area of the fluid flow path. For example, in addition to increasing the number of tubes and lengthening them, the shape of the partition plates that make up the flow path
It is known to use a wavy plate, a bent tube, a tube coil, a finned plate, a finned tube, etc. instead of a flat plate or a round tube.

＜発明が解決しようとする問題点＞ところが、管の数を多くしたり、長さを長くし
たりする場合、装置の大型化を避けることができ
ない。又、隔板の形状を、フイン付板やフイン付
管等の複雑なものにする場合、その製造も複雑、
困難となる。又、隔板の形状が複雑化すればする
ほど、水垢等の付着といつた、流路内の汚れが激
しくなるが、その正常も困難となる。<Problems to be Solved by the Invention> However, when increasing the number of tubes or increasing their length, it is impossible to avoid increasing the size of the device. In addition, when the shape of the partition plate is complicated, such as a finned plate or a finned tube, the manufacturing is also complicated.
It becomes difficult. Furthermore, as the shape of the partition plate becomes more complicated, the inside of the flow path becomes more contaminated with water scale, etc., and it becomes difficult to maintain the condition properly.

＜問題点を解決するための手段＞そこで本発明は、次の熱交換器を提供すること
により、上記の課題を解決する。<Means for Solving the Problems> Therefore, the present invention solves the above problems by providing the following heat exchanger.

本発明の熱交換器は、両端の蓋された筒状のケ
ーシング１，２，３と、上下の支持盤６，６と、
第１の流体Ａの流入管２２及び流出管３２と、第
２の流体Ｂの流入管１３及び流出管１４と、管５
と、螺旋状の断面偏平の金属帯７とを備える。第
１の流体Ａの流入管２２はケーシング１，２，３
の一端に形成されている。この流入管２２と流出
管３２との間に上記の上下の支持盤６，６が配位
されている。これらの支持盤６，６間のケーシン
グ１の適宜位置には、上記の第２の流体Ｂの流入
管１３と流出管１４とが形成されている。又、こ
れらの支持盤６，６には、多数の開孔が形成さ
れ、この多数の開孔間の夫々には上記管５が渡さ
れている。そして、この管５内の空間により構成
される第２の流体Ｂの流路、或いは、管５間の空
間及び支持盤６，６とケーシングの上下の蓋２，
３との間の空間により構成される第１の流体Ａの
流路の少なくともいずれか一方には、上記の金属
帯７が多数詰め込まれ、この金属帯７が、上記流
路の壁面に接触しているものである。 The heat exchanger of the present invention includes cylindrical casings 1, 2, 3 with lids on both ends, upper and lower support plates 6, 6,
The inflow pipe 22 and the outflow pipe 32 for the first fluid A, the inflow pipe 13 and the outflow pipe 14 for the second fluid B, and the pipe 5
and a spiral metal band 7 with a flat cross section. The inflow pipe 22 of the first fluid A is connected to the casings 1, 2, and 3.
is formed at one end of the The above-mentioned upper and lower support plates 6, 6 are arranged between the inflow pipe 22 and the outflow pipe 32. An inflow pipe 13 and an outflow pipe 14 for the second fluid B are formed at appropriate positions in the casing 1 between these support plates 6, 6. In addition, a large number of openings are formed in these support plates 6, 6, and the tube 5 is passed between each of these openings. The second fluid B flow path constituted by the space within this tube 5, or the space between the tubes 5, the support plates 6, 6, and the upper and lower lids 2 of the casing.
A large number of the metal bands 7 described above are packed into at least one of the flow paths of the first fluid A formed by the space between It is something that

＜作用＞本発明の熱交換器においては、螺旋状の断面偏
平の金属帯７が流体の流路の壁面に接触している
ため、流路壁面と流体との間の熱交換量を増大さ
せる。そして、螺旋状の断面偏平の金属帯７は、
管５間の空間及び支持盤６，６とケーシングの上
下の蓋２，３との間の空間により構成される第１
の流体Ａの流路の少なくともいずれか一方とい
う、閉ざされた空間内に詰め込むだけで装着で
き、金属帯７を取り付けるための特別な構成は何
ら必要としない。従つて、金属帯７を取り外し
て、洗浄したり交換したりすることも、容易にな
すことができる。又、金属帯７が、螺旋状の断面
偏平なものであるため、どの様に詰め込まれて
も、流体の通過する空間は確保される。<Function> In the heat exchanger of the present invention, since the spiral metal band 7 with a flat cross section is in contact with the wall surface of the fluid flow path, the amount of heat exchange between the flow path wall surface and the fluid is increased. . The spiral metal band 7 with a flat cross section is
A first space formed by the space between the tubes 5 and the space between the support plates 6, 6 and the upper and lower lids 2, 3 of the casing.
It can be installed simply by filling it into a closed space, that is, at least one of the flow paths of fluid A, and no special configuration is required for attaching the metal band 7. Therefore, the metal band 7 can be easily removed for cleaning or replacement. Further, since the metal band 7 has a spiral shape and a flat cross section, a space for fluid to pass through is ensured no matter how it is packed.

＜実施例＞以下図面に基づき、本発明を実施例を説明す
る。<Example> The present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図は、一実施例の熱交換器の縦断面図、第
２図は第１図の−線断面図であり、この熱交
換器は、円筒形の本体１と、その上部に取り付け
られた上蓋２と、その下部に取り付けられた底蓋
３とを有する。本体１は、その上下端にフランジ
１１，１２を有し、上蓋２の下縁に設けられたフ
ランジ２１及び底蓋３の上縁に設けられたフラン
ジ３１と、夫々パツキン（図示せず）を介してボ
ルト・ナツト等の固定部材４により固着されてい
る。 FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a heat exchanger according to an embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the - line in FIG. It has a top lid 2 and a bottom lid 3 attached to the lower part of the top lid 2. The main body 1 has flanges 11 and 12 at its upper and lower ends, a flange 21 provided at the lower edge of the top lid 2, a flange 31 provided at the upper edge of the bottom lid 3, and gaskets (not shown), respectively. It is fixed via a fixing member 4 such as a bolt or nut.

本体１内には、多数の管５……が、本体１の軸
方向と平行に配されている。本体１内の上下に
は、多数の開孔を有する支持円盤６，６が設けら
れ、上記の管５が上下の支持円筒６，６の開孔間
に渡された状態で取り付けられている。 Inside the main body 1, a large number of tubes 5... are arranged parallel to the axial direction of the main body 1. Support disks 6, 6 having a large number of openings are provided on the upper and lower sides of the main body 1, and the above-mentioned tube 5 is attached to the upper and lower support cylinders 6, 6 so as to be passed between the openings.

上蓋２には、流体Ａの流入管２２が配され、底
蓋３には同流体Ａの流出管３２が配されている。
流体Ａは、流入管２２より上蓋２内に入り、前記
の管５……内を通り、底蓋３の流出管３２から流
出する。尚、流体Ａに蒸気を用いる場合、流出管
３２に蒸気トラツプ３３を配し、流出管３２をド
レンと共用する。 The upper lid 2 is provided with an inflow pipe 22 for the fluid A, and the bottom lid 3 is provided with an outflow pipe 32 for the fluid A.
Fluid A enters the top lid 2 through the inflow pipe 22, passes through the pipes 5, and flows out from the outflow pipe 32 of the bottom lid 3. In addition, when using steam as the fluid A, a steam trap 33 is arranged in the outflow pipe 32, and the outflow pipe 32 is also used as a drain.

次に、本体１の下部には流体Ｂの流入管１３が
配され、上部には同流体Ｂの流出管１４が配され
ている。流体Ｂは本体下部から前記の多数の管５
……の間の外壁間を通り本体上部の流出管１４よ
り流出する。 Next, an inflow pipe 13 for the fluid B is arranged at the lower part of the main body 1, and an outflow pipe 14 for the fluid B is arranged at the upper part. Fluid B flows from the bottom of the main body to the aforementioned numerous pipes 5.
. . . and flows out from the outflow pipe 14 at the top of the main body.

そして、本体１内の多数の管５の外壁間には熱
伝導材として金属帯７が詰め込まれている。この
金属帯７は第３図の拡大図に示すように、肉薄の
平偏な帯で、螺旋状をなしている。 A metal band 7 is packed between the outer walls of the large number of tubes 5 in the main body 1 as a heat conductive material. As shown in the enlarged view of FIG. 3, this metal band 7 is a thin, flat band having a spiral shape.

この螺旋上の金属帯７は、不定方向に屈曲され
たり、丸められたりして、管５の外壁と接触した
状態で本体１内に詰め込まれている。この金属帯
７に用いる金属は、熱伝導率の高いものが好まし
いが、詰め込まれる際に螺旋形状が大きく変形し
ないよう適度な弾性を有し、かつ防錆性のよいス
テンレスや真鍮が好適である。尚、この熱交換器
の外周は、グラスウール等の断熱材８にて覆われ
ている。 This spiral metal band 7 is bent or rolled in an undefined direction, and is packed into the main body 1 while being in contact with the outer wall of the tube 5. The metal used for this metal band 7 is preferably one with high thermal conductivity, but stainless steel or brass is preferable because it has appropriate elasticity so that the spiral shape does not deform greatly when packed, and has good rust prevention properties. . Note that the outer periphery of this heat exchanger is covered with a heat insulating material 8 such as glass wool.

次に上記実施例による実施例を説明する。実験
に用いた熱交換器の条件は次のとおりである。 Next, an example based on the above embodiment will be described. The conditions of the heat exchanger used in the experiment are as follows.

本体１内径 355mm 長さ 2750mm 上蓋２内径 355mm 長さ 100mm 底蓋３内径 355mm 長さ 220mm 管５外径 27.2mm 肉厚 2.8mm 使用総数44本を約40mm間隔に配する。Body 1 Inner diameter 355mm Length 2750mm Top lid 2 inner diameter 355mm Length 100mm Bottom cover 3 inner diameter 355mm Length 220mm Pipe 5 Outer diameter 27.2mm Wall thickness 2.8mm A total of 44 pieces are used, arranged at approximately 40mm intervals.

材質鋼製金属帯７断面0.05mm×0.5mm 螺旋の径：第３図のl5mm使用した金属
帯(7)の総重量：21600ｇ材質 18−８ステンレス断熱材８厚み 122mm 材質グラスウール上記条件の熱交換器を用い、高温の流体Ａとし
て、蒸気５Kg／cm²158℃を流入管２２より流入さ
せる。低温の流体Ｂとして、32℃の空気を４Kg／
cm²0.35m³／minで流入管１３より流入させたとこ
ろ、流出管１４より１１２℃、４Kg／cm²0.35m³／
minで流出することが確認された。 Material Steel metal strip 7 Cross section 0.05mm x 0.5mm Spiral diameter: l5mm in Figure 3 Total weight of metal strip (7) used: 21600g Material 18-8 stainless steel insulation material 8 Thickness 122mm Material Glass wool Heat exchange under the above conditions 5 kg/cm ² of steam at 158° C. was introduced as high-temperature fluid A through the inflow pipe 22 using a container. As low-temperature fluid B, 4 kg/32°C air
When it was allowed to flow in from the inflow pipe 13 at a rate of cm ² 0.35m ³ /min, it was 112°C from the outflow pipe 14 and 4Kg/cm ² 0.35m ^{3 /min} .
It was confirmed that the water leaked out at min.

比較例として、上記条件の熱交換器から金属帯
７をすべて取り出し、上記と同一条件の流体Ａ及
びＢを流入させたところ、流体Ｂの温度は、２℃
上昇したに止まつた。 As a comparative example, when all the metal strips 7 were taken out from the heat exchanger under the above conditions and fluids A and B under the same conditions as above were introduced, the temperature of fluid B was 2°C.
It stopped rising.

以上の実施例の他、金属帯７は、第４図に示す
ように流体Ａの流路内のみに詰め込んでもよい。
この場合、流体Ａの全流路に詰め込む他、管５内
の全部又は一部に詰め込んでもよい。又、第５図
に示すように流体Ａ及びＢの双方の流路に金属帯
７を詰め込んでもよい。 In addition to the embodiments described above, the metal strip 7 may be packed only in the flow path of the fluid A, as shown in FIG.
In this case, in addition to filling the entire flow path of the fluid A, the tube 5 may be filled entirely or partially. Further, as shown in FIG. 5, the flow paths for both fluids A and B may be filled with metal bands 7.

金属帯７の螺旋の意は、幾何学的な意味ではな
く、内側に流体の通過し得る空間を保つた状態
で、金属帯７が旋回しているものであれば足る。
又、金属帯７の断面形状は、流路の壁面及び流体
との接触面積を大きくする点から平偏であること
が望ましいが、必ずしもこれに限定されるもので
はなく、楕円、円等適宜変更し得るものである。 The spiral meaning of the metal band 7 is not meant in a geometrical sense, but it is sufficient if the metal band 7 is turned while maintaining a space inside through which fluid can pass.
In addition, the cross-sectional shape of the metal band 7 is preferably flat in order to increase the contact area with the wall surface of the flow path and the fluid, but it is not necessarily limited to this, and may be changed as appropriate such as an ellipse or a circle. It is possible.

流路の形状等は、実施例の他、自由に変更する
ことができるものであり、フイン付板もしくは管
と併用することもできる。又、熱交換の形式は、
実施例の如き直接式の他、間接式、蓄熱式のもの
であつてもよい。 The shape etc. of the flow path can be freely changed other than those in the embodiments, and it can also be used in combination with a finned plate or a tube. In addition, the form of heat exchange is
In addition to the direct type as in the embodiment, an indirect type or a heat storage type may be used.

＜発明の効果＞以上本発明の熱交換器は、金属帯により伝熱面
積が増大するため、熱伝導率が飛躍的に増大す
る。そのため、従来の熱交換器より、流路を短く
したり、流路（管）の本数を少なくしても同一の
性能を得ることができるものであり、装置の小型
化、及び製作の容易化を図ることができる。特
に、金属帯は特殊な加工、取付技術を要するもの
ではなく、単に流路内に詰め込んでいくだけであ
るため、装置の製造が極めて容易となる。しか
も、金属帯は流路内に詰め込んであるだけなの
で、金属帯を取り出し、清浄したり交換したりす
ることも容易にでき、流路の清浄も容易に行うこ
とができるものである。<Effects of the Invention> As described above, in the heat exchanger of the present invention, since the heat transfer area is increased by the metal band, the thermal conductivity is dramatically increased. Therefore, compared to conventional heat exchangers, it is possible to obtain the same performance even with shorter flow paths or fewer flow paths (tubes), making the device more compact and easier to manufacture. can be achieved. In particular, the metal strip does not require any special processing or installation techniques, and can simply be stuffed into the flow path, making the device extremely easy to manufacture. Furthermore, since the metal band is simply packed inside the flow path, it is easy to take out the metal band and clean or replace it, and the flow path can also be cleaned easily.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は一実施例の熱交換器の縦断面図、第２
図は第１図の−線断面図、第３図は金属帯の
拡大図、第４図及び第５図は夫々他の実施例の縦
断面図である。１……本体、２……上蓋、３……底蓋、５……
管、７……金属帯、１３……流体Ｂの流入管、１
４……流体Ｂの流出管、２２……流体Ａの流入
管、３２……流体Ａの流出管。 Figure 1 is a vertical cross-sectional view of a heat exchanger according to one embodiment;
1, FIG. 3 is an enlarged view of the metal strip, and FIGS. 4 and 5 are longitudinal sectional views of other embodiments. 1...Body, 2...Top lid, 3...Bottom cover, 5...
Pipe, 7...Metal band, 13...Fluid B inflow pipe, 1
4...Fluid B outflow pipe, 22...Fluid A inflow pipe, 32...Fluid A outflow pipe.

Claims

[Claims] 1. A cylindrical casing 1, 2 having both ends covered, having an inflow pipe 22 for the first fluid A at one end and an outflow pipe 32 for the first fluid A at the other end. , 3, upper and lower support plates 6, 6 arranged between the inlet pipe 22 and the outlet pipe 32, respectively, and second supports formed at appropriate positions of the casing 1 between the upper and lower support plates 6, 6, respectively. A tube 5 formed by an inflow pipe 13 and an outflow pipe 14 for the fluid B of 2, the flow path for fluid B, or the space between the tubes 5 and the support plate 6,
6 and the upper and lower lids 2 and 3 of the casing. , A heat exchanger characterized in that the metal band 7 is in contact with the wall surface of the flow path.