JPH05149690A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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Publication number
JPH05149690A
JPH05149690A JP3342396A JP34239691A JPH05149690A JP H05149690 A JPH05149690 A JP H05149690A JP 3342396 A JP3342396 A JP 3342396A JP 34239691 A JP34239691 A JP 34239691A JP H05149690 A JPH05149690 A JP H05149690A
Authority
JP
Japan
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shell
baffle plate
heat exchanger
predetermined
fluid
Prior art date
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Pending
Application number
JP3342396A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumasa Aso
一正 阿曽
Shigeo Ota
滋夫 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kimura Chemical Plants Co Ltd
Original Assignee
Kimura Chemical Plants Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kimura Chemical Plants Co Ltd filed Critical Kimura Chemical Plants Co Ltd
Priority to JP3342396A priority Critical patent/JPH05149690A/ja
Publication of JPH05149690A publication Critical patent/JPH05149690A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend

Landscapes

  • 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)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程を複雑にすることなく、じゃま板の
外周部とシェルの内周面の隙間を確実に封止して熱交換
効率を向上させる。 【構成】 筒状のシェル1内に配設したじゃま板3の周
辺部に、所定温度に加熱または冷却されるまではシェル
1の内周面と当接せず、所定温度に加熱または冷却され
ると記憶する所定の形状に変形してシェル1の内周面と
当接し、じゃま板3とシェル1との隙間を封止する形状
記憶合金からなる帯状部材10を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、保有する熱エネルギ
ーの異なる2つの流体の間で熱エネルギーの交換を行わ
せるための熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、温度の異なる2つの液体間で熱
交換を行うための熱交換器としては、図6に示すような
多管式の熱交換器が広く用いられている。この熱交換器
は、円筒状のシェル31内に複数のU字状の伝熱管32
を収納して固定管板38により保持固定するとともに、
シェル31内に所定の間隔をおいて、伝熱管32の軸方
向に対して略直角に、円板状のじゃま板(径方向じゃま
板)33を配設することにより形成されている。このじ
ゃま板33は、シェル側流体の流動を制御するものであ
り、その一部にシェル側流体の通過口となる切欠き33
aが形成されている。
【0003】この従来の熱交換器においては、シェル側
入口ノズル34からシェル31内に供給される流体が、
各じゃま板33の切欠き33aとシェル31との間に形
成される通過口39を通って図3に示すような流路でシ
ェル31内を流れ、仕切室入口ノズル35から伝熱管3
2に供給される流体と伝熱管32を介して効率よく熱交
換されて、シェル側流体はシェル側出口ノズル36か
ら、伝熱管側流体は仕切室出口ノズル37から排出され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の熱
交換器においては、加工精度上の理由などによりシェル
31の内周面とじゃま板33の外周部との間に隙間(例
えば、5mm〜20mm)Gが形成され(図7)、この隙間
Gから、シェル側液体が通過(短絡)してしまうため熱
交換効率が低下するという問題点がある。
【0005】また、加工精度を上げてじゃま板33の外
周部をシェル31の内周面に密着させようとしても、じ
ゃま板33をシェル31内に挿入することは極めて困難
であり、作業性も悪くなることから、この方法でじゃま
板33の外周部とシェル31の内周面との隙間を完全に
なくすことは事実上不可能である。
【0006】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、製造工程を複雑にすることなく、じゃま板の外周
部とシェルの内周面の隙間を確実に封止することが可能
で、熱交換効率の高い熱交換器を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の熱交換器は、筒状のシェル内に複数の伝
熱管を収納するとともに、前記シェル内を仕切ってシェ
ル側流体の流動を制御するじゃま板を配設した熱交換器
において、前記じゃま板の周辺部に、所定温度に加熱ま
たは冷却されるまではシェルの内周面と当接せず、所定
温度に加熱または冷却されると記憶する所定の形状に変
形してシェルの内周面と当接し、じゃま板とシェルとの
隙間を封止する形状記憶合金からなる帯状部材を取り付
けたことを特徴とする。
【0008】また、前記じゃま板が、前記シェル内に所
定の間隔をおいて伝熱管軸に対して略直角に配設されて
シェルを径方向に仕切る、シェル側流体の通過口となる
切欠きを有する径方向じゃま板及び/またはシェルを長
手方向に仕切る長手じゃま板であることを特徴とする。
【0009】
【作用】この発明の熱交換器においては、じゃま板の周
辺部に取り付けられた帯状部材がシェル側流体の温度に
より記憶する所定の形状に変形してじゃま板の外周部と
シェルの内周面との隙間を封止することにより、該隙間
からのシェル側流体の洩れ(短絡)を防止し、シェル側
流体を所定の流路で通過させて熱交換効率を向上させ
る。
【0010】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。なお、この実施例にかかる熱交換器の全体構造
は、従来例の説明で用いた図6の熱交換器と同様である
ためその説明は省略し、ここでは、この発明の特徴部分
について以下に詳しく説明する。
【0011】図1は、この発明の一実施例にかかる熱交
換器の内部構造を示す断面図、図2は、その要部拡大断
面図である。図1,2に示すように、この実施例の熱交
換器においては、シェル1内に所定の間隔をおいて伝熱
管2の軸に対して略直角に配設された、シェル側流体の
通過口9となる切欠き3aを有するじゃま板(径方向じ
ゃま板)3には、切欠き3aが形成された部分を除く全
周に、所定温度(例えば70℃)になると記憶する所定
の形状に変形する形状記憶合金からなる帯状部材10が
取り付けられている。この形状記憶合金からなる帯状部
材10は、所定温度(70℃)に加熱されるまではシェ
ル1の内周面と当接せず、所定温度(70℃)に加熱さ
れると記憶する所定の形状に変形してシェル1と当接
し、じゃま板3とシェル1との隙間Gを封止するような
形状に形成されている。なお、この実施例の熱交換器に
おいては、帯状部材10はスポット溶接によりじゃま板
3に取り付けられている。
【0012】上記のように構成された熱交換器を用いて
2つの流体間で熱交換を行う場合、シェル側入口ノズル
(図示せず)からシェル1内に供給される流体(シェル
側流体)は、各じゃま板3の切欠き3aとシェル1との
間に形成される通過口9を通って流れる。このとき、じ
ゃま板3に取り付けられた形状記憶合金からなる帯状部
材10が所定の温度(70℃)以上の温度になると、帯
状部材10はあらかじめ記憶させられた所定の形状に変
形してシェル1の内周面と当接する(図2)。したがっ
て、帯状部材10によりじゃま板3とシェル1の内周面
との隙間(G(図2)=約15mm)がシールされじゃま
板3とシェル1の内周面との隙間からシェル側流体が洩
れる(短絡する)ことが確実に防止される。その結果、
シェル側流体が図3に示すような所定の流路を経てシェ
ル内を通過することになり、高い熱交換効率が実現され
る。
【0013】また、帯状部材10は、所定温度に加熱ま
たは冷却されるまではシェル1と当接しない形状を有し
ているため、製造工程(組立工程)において、帯状部材
10がシェル1に当接して組立作業を困難にするような
ことがなく、組立工程の作業性を特に低下させることな
しに熱交換効率に優れた熱交換器を製造することが可能
になる。
【0014】また、図4は、この発明の他の実施例にか
かる熱交換器を示す断面図である。この実施例の熱交換
器は、図5にその概略構成を示すように、シェル11を
長手じゃま板14により長手方向に仕切るとともに、長
手じゃま板14により仕切られた上下2つの室内に、シ
ェル側流体の通過口となる切欠きを有するじゃま板(径
方向じゃま板)13を、所定の間隔をおいて伝熱管12
の軸に対して略直角に配設することにより形成されてい
る。
【0015】そして、長手じゃま板14及び径方向じゃ
ま板13の周辺部には、所定温度(例えば70℃)にな
ると記憶する所定の形状に変形する形状記憶合金からな
る帯状部材がスポット溶接により取り付けられている。
図4は、長手じゃま板14に帯状部材20を取り付けた
状態を示している。なお、特に図示しないが、径方向じ
ゃま板への帯状部材の取付態様は、上記実施例の熱交換
器(図1,2)と同様である。
【0016】上記のように構成された熱交換器において
は、シェル11が形状記憶合金からなる帯状部材20を
取り付けた長手じゃま板14により長手方向に確実に分
割され、かつ、帯状部材(図示せず)を取り付けた(径
方向)じゃま板13によりシェル側流体の流動が確実に
制御され所定の流路を経て流れるため、シェル側流体と
伝熱管側流体との間の熱交換をさらに効率よく行うこと
が可能になる。また、製造工程の簡略化に関しても上記
実施例の熱交換器と同様の効果を得ることができる。
【0017】上記の各実施例では、帯状部材10,20
をスポット溶接の方法でじゃま板(径方向じゃま板)
3,13及び長手じゃま板14に取り付けた場合につい
て説明したが、その取付け方法に特に制約はなく、スポ
ット溶接以外の溶接やねじ止めなどの方法を用いて取り
付けることも可能である。
【0018】また、この発明の熱交換器においては、帯
状部材の具体的形状には特に制約はなく、製造工程では
シェルの内周面と当接せず、使用時にシェル側流体の温
度により所定の形状に変形してシェルの内周面と当接し
てじゃま板との隙間を封止することが可能な種々の形状
に構成することができる。
【0019】また、上記実施例では、伝熱管がU字状の
いわゆるU字管型熱交換器について説明したが、この発
明はこれに限られるものではなく、固定管板型や遊動頭
型などの種々の型式の熱交換器にも適用することができ
る。
【0020】なお、所定の形状に変形した後、被熱交換
流体の供給を停止し、温度が変化(低下または上昇)し
たときに、再び所定の形状に変形するような2方向形状
記憶合金を用いることにより、分解、再組立などを容易
に行うことができるように構成することも可能である。
【0021】
【発明の効果】上述のように、この発明の熱交換器は、
じゃま板の周辺部に、所定温度に加熱または冷却される
まではシェルの内周面と当接せず、所定温度に加熱また
は冷却されると記憶する所定の形状に変形してシェルの
内周面と当接し、じゃま板とシェルとの隙間を封止する
形状記憶合金からなる帯状部材を取り付けるようにして
いるので、製造工程を複雑にすることなく、帯状部材に
よりじゃま板とシェルとの隙間を封止して両者の隙間か
らシェル側流体が短絡することを防止し、シェル側流体
を所定の流路でシェル内を通過させることにより高い熱
交換効率を実現することが可能になる。
【0022】さらに、じゃま板の仕切効果が大きく、完
全に仕切った場合と近似した仕切効果が得られるため、
シェルに供給される流体の圧力損失、境膜伝熱係数など
を比較的正確に算出することが可能になり、無駄を省い
た確実な設計を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかる熱交換器の要部を
示す断面図である。
【図2】図1の断面図の要部を示す拡大断面図である。
【図3】この発明の一実施例にかかる熱交換器のシェル
側流体の流動状態を示す図である。
【図4】この発明の他の実施例にかかる熱交換器を示す
断面図である。
【図5】この発明の他の実施例にかかる熱交換器の概略
構成を示す図である。
【図6】従来の熱交換器を示す断面図である。
【図7】従来の熱交換器の要部を示す拡大断面図であ
る。
【符号の説明】
1,11 シェル 2,12 伝熱管 3,13 (径方向)じゃま板 3a 切欠き 14 長手じゃま板 10,20 帯状部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状のシェル内に複数の伝熱管を収納す
    るとともに、前記シェル内を仕切ってシェル側流体の流
    動を制御するじゃま板を配設した熱交換器において、前
    記じゃま板の周辺部に、所定温度に加熱または冷却され
    るまではシェルの内周面と当接せず、所定温度に加熱ま
    たは冷却されると記憶する所定の形状に変形してシェル
    の内周面と当接し、じゃま板とシェルとの隙間を封止す
    る形状記憶合金からなる帯状部材を取り付けたことを特
    徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記じゃま板が、前記シェル内に所定の
    間隔をおいて伝熱管軸に対して略直角に配設されてシェ
    ルを径方向に仕切る、シェル側流体の通過口となる切欠
    きを有する径方向じゃま板及び/またはシェルを長手方
    向に仕切る長手じゃま板であることを特徴とする請求項
    1記載の熱交換器。
JP3342396A 1991-11-29 1991-11-29 熱交換器 Pending JPH05149690A (ja)

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JP3342396A JPH05149690A (ja) 1991-11-29 1991-11-29 熱交換器

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960319