JPS60155895A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPS60155895A JPS60155895A JP59012382A JP1238284A JPS60155895A JP S60155895 A JPS60155895 A JP S60155895A JP 59012382 A JP59012382 A JP 59012382A JP 1238284 A JP1238284 A JP 1238284A JP S60155895 A JPS60155895 A JP S60155895A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- space
- engine
- resonance
- volume
- exhaust gas
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-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 being arranged in parallel spaced relation
- F28D7/1607—Heat-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 being arranged in parallel spaced relation with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
-
- 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
- F28F9/24—Arrangements for promoting turbulent flow of heat-exchange media, e.g. by plates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発８Ｆｌ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。
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
近年の省エネルギー志向から、エンジン等の熱源からの
排ガスからの熱をも回収し、トータルのエネルギー効率
を高めようとする第１図に示すようなシステムか考えら
れ稼動している。このシステムはエンジンからの軸出力
を動力として収り出し、排熱を熱交換器１で回収し、消
音器２を通して排出するシステムである。従来このよう
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と消音器２は別々に設けられており、それ故シ
ステムとして繁雑になるとともに、消音器本体からの透
過音が大きく、そのために消音器質量を太きくしなけれ
はならないなとの欠点を有している。
排ガスからの熱をも回収し、トータルのエネルギー効率
を高めようとする第１図に示すようなシステムか考えら
れ稼動している。このシステムはエンジンからの軸出力
を動力として収り出し、排熱を熱交換器１で回収し、消
音器２を通して排出するシステムである。従来このよう
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と消音器２は別々に設けられており、それ故シ
ステムとして繁雑になるとともに、消音器本体からの透
過音が大きく、そのために消音器質量を太きくしなけれ
はならないなとの欠点を有している。
寸だ、低周波成分の音は、非常に減音しにくいが、エン
ジン３の爆発音は、その周波数分析から分かるように、
爆発サイクル（４ザイクル・４シリンダの場合、エンジ
ン回転数をＮｒｐｍとすれば、爆発サイクルはＮ／６０
Ｘ％Ｘ ４ Ｈｚとなる。）に、音圧の第１ピーク成分
か現われ、以下、爆発ザイクルの整数倍に、音圧のピー
ク成分か発生ずるため、低周波成分に対するより効率的
な減音方法か望まれていた。低周波成分の音を減音する
ものとして、共鳴形マフラが、従来用いられているが、
エンジン回転数が変わり、音速が変化すると、共鳴周波
数がずれてし捷い、ねらいとする周波数の音圧レベルを
、低減できなくなるという欠点を有していた。
ジン３の爆発音は、その周波数分析から分かるように、
爆発サイクル（４ザイクル・４シリンダの場合、エンジ
ン回転数をＮｒｐｍとすれば、爆発サイクルはＮ／６０
Ｘ％Ｘ ４ Ｈｚとなる。）に、音圧の第１ピーク成分
か現われ、以下、爆発ザイクルの整数倍に、音圧のピー
ク成分か発生ずるため、低周波成分に対するより効率的
な減音方法か望まれていた。低周波成分の音を減音する
ものとして、共鳴形マフラが、従来用いられているが、
エンジン回転数が変わり、音速が変化すると、共鳴周波
数がずれてし捷い、ねらいとする周波数の音圧レベルを
、低減できなくなるという欠点を有していた。
発明の目的
本発明は、従来の問題点に鑑み、高効率、かつ低周波成
分の音を効率的に低減できるマフラ一体型排ガス熱交換
器を提供することを目的とする。
分の音を効率的に低減できるマフラ一体型排ガス熱交換
器を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、被加熱流体が通る伝熱管を複数本設けたウォ
ータージャケットの空間を複数の仕切板で分割するとと
もに、仕切板により構成された空間の少なくとも一宇間
以上を、いわゆる共鳴型空間とし、その共鳴空間の容積
を、加熱流体温度により変位する仕切板を変化させる熱
交換器である。
ータージャケットの空間を複数の仕切板で分割するとと
もに、仕切板により構成された空間の少なくとも一宇間
以上を、いわゆる共鳴型空間とし、その共鳴空間の容積
を、加熱流体温度により変位する仕切板を変化させる熱
交換器である。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第２図は本発明の一実施例の熱交換器を示す図である。
４はウォータージャケットであり、ウォータージャケッ
ト４の空間５には複数の伝熱管６と、仕切板７〜１０か
伝熱管６と固着されて挿入されている。伝熱管６の両端
にはヘッダー１１とヘッダー１２が設けられており、ヘ
ッダー１２は水排出管１３か設けられ、ヘッダー１１は
水孔１４によってウォータージャケットと連通され、さ
らにウォータージャケット４には水導入管１６が設けら
れている。仕切板７ 、１０Ｋｔｄ小孔１６かランダム
にあけられ、各仕切板によって区分される空間１７〜２
１か設けられている。両端の空間２１．１７に排ガス導
入口２２、排ガス排出口２３が設けられている。
ト４の空間５には複数の伝熱管６と、仕切板７〜１０か
伝熱管６と固着されて挿入されている。伝熱管６の両端
にはヘッダー１１とヘッダー１２が設けられており、ヘ
ッダー１２は水排出管１３か設けられ、ヘッダー１１は
水孔１４によってウォータージャケットと連通され、さ
らにウォータージャケット４には水導入管１６が設けら
れている。仕切板７ 、１０Ｋｔｄ小孔１６かランダム
にあけられ、各仕切板によって区分される空間１７〜２
１か設けられている。両端の空間２１．１７に排ガス導
入口２２、排ガス排出口２３が設けられている。
各仕切板に設けられる小孔と、仕切板によって構成され
る空間は、膨張型タイプの減音特性を考慮して決定され
、さらに、−空間具」二は、共鳴型タイプ消音器のよう
に、隣接する仕切板に貫通し、周囲に小孔２４を設けた
加熱流体通過管２６を加熱流体の下流側を仕切板９に固
着し、」１流側は仕切板１０をスライドできるように構
成し、そのスライドは」１流側の膨張空間２１の隣接す
る仕切板１０．２６に固着された複数の形状記憶合金バ
ネ２７の動きにより、加熱流体の温度か低い時には、前
記バネ２７が縮み、温度の高い時にはバネ２了が伸びる
ように構成しである。
る空間は、膨張型タイプの減音特性を考慮して決定され
、さらに、−空間具」二は、共鳴型タイプ消音器のよう
に、隣接する仕切板に貫通し、周囲に小孔２４を設けた
加熱流体通過管２６を加熱流体の下流側を仕切板９に固
着し、」１流側は仕切板１０をスライドできるように構
成し、そのスライドは」１流側の膨張空間２１の隣接す
る仕切板１０．２６に固着された複数の形状記憶合金バ
ネ２７の動きにより、加熱流体の温度か低い時には、前
記バネ２７が縮み、温度の高い時にはバネ２了が伸びる
ように構成しである。
次にその動作を説明する。オず加熱される流体は水導入
管１６からウォータージャケット４を通り、水孔４から
ヘッダー１１に入り、各伝熱管らに分岐されて流れ、ヘ
ッダー１２に入り水排出管１３より排出される。
管１６からウォータージャケット４を通り、水孔４から
ヘッダー１１に入り、各伝熱管らに分岐されて流れ、ヘ
ッダー１２に入り水排出管１３より排出される。
一方、加熱流体であるエンジンなとの熱源からの排ガス
は排ガス導入口２２より空間２１に入り、小孔２４を設
は加熱流体通過管２６を通過して次の空間１９に入り、
次の空間１８に入り、さらに仕切板の小孔を通って次の
空間１了に入り排ガス排出口２３より排出され、このよ
うに排ガス流れる間にウォータージャケット４の内面や
、伝熱管６表面で熱交換されるものである。
は排ガス導入口２２より空間２１に入り、小孔２４を設
は加熱流体通過管２６を通過して次の空間１９に入り、
次の空間１８に入り、さらに仕切板の小孔を通って次の
空間１了に入り排ガス排出口２３より排出され、このよ
うに排ガス流れる間にウォータージャケット４の内面や
、伝熱管６表面で熱交換されるものである。
以」−のように本実施例によれば、エンジンから排ガス
導入口２２に導かれた排ガスは第１の空間２１で急拡大
し、さらに次の空間２ｏては加熱流体通過管２６を通過
し、小孔２４と空間２０で共鳴型の消音効果を発揮し、
１だ次の空間で急拡大されるといったいわゆる膨張型タ
イプの消音効果を発揮し、またエンジンなどからの騒音
が大幅に減少される。捷だ排ガス空間はその外側を質量
の大きいウォータージャケット４で囲んであるので、透
過音を減少できるものである。
導入口２２に導かれた排ガスは第１の空間２１で急拡大
し、さらに次の空間２ｏては加熱流体通過管２６を通過
し、小孔２４と空間２０で共鳴型の消音効果を発揮し、
１だ次の空間で急拡大されるといったいわゆる膨張型タ
イプの消音効果を発揮し、またエンジンなどからの騒音
が大幅に減少される。捷だ排ガス空間はその外側を質量
の大きいウォータージャケット４で囲んであるので、透
過音を減少できるものである。
また本実施例では、共鳴型空間２０の容積を変化させる
ために、共鳴空間２０の上流側膨張空間２１の仕切板１
０．２６の形状記憶合金バネ２７を設けて、加熱流体温
度が低い時にはバネ２７が縮み、それ故、共鳴空間容積
を大きくし、さらに加熱流体温度が高い時にはバネ２７
が伸び共鳴空間容積を小さくするものである。エンジン
の排ガス温度はエンジン回転数によって第５図の如く変
化Ｌ、それ故エンジン回転数か高くなれは共鳴空間容積
を小さくする事ができる。
ために、共鳴空間２０の上流側膨張空間２１の仕切板１
０．２６の形状記憶合金バネ２７を設けて、加熱流体温
度が低い時にはバネ２７が縮み、それ故、共鳴空間容積
を大きくし、さらに加熱流体温度が高い時にはバネ２７
が伸び共鳴空間容積を小さくするものである。エンジン
の排ガス温度はエンジン回転数によって第５図の如く変
化Ｌ、それ故エンジン回転数か高くなれは共鳴空間容積
を小さくする事ができる。
エンジンの回転数を上げると、エンジン回転数に比例す
る基本周波数か高めにずれてくる。そこで共鳴型消音器
においてその周波数での減音効果を大きくする必要があ
る。本実施例によればエンジン回転数の増加により前述
した理由により共鳴空間容積を減少させ、次式に示す共
鳴周波数をエンジン回転数に合わせて変化させる事かで
きるものである。
る基本周波数か高めにずれてくる。そこで共鳴型消音器
においてその周波数での減音効果を大きくする必要があ
る。本実施例によればエンジン回転数の増加により前述
した理由により共鳴空間容積を減少させ、次式に示す共
鳴周波数をエンジン回転数に合わせて変化させる事かで
きるものである。
ここで、音速Ｃ１共鳴穴（小孔）面積Ｓｐ、共鳴穴部の
厚さａ １共鳴穴個数ｎ１共鳴容積■９本実施例では、
エンジン回転数の増加につれてん を減少させ、それ故
ｆｐ を高めにもってくる事ができるものである。この
ようにしてエンジン回転数が変化しても、共鳴周波数ｆ
ｐ を爆発サイクルに合致させ、低周波成分の音圧レベ
ルを効率良く低減させる事かできる。
厚さａ １共鳴穴個数ｎ１共鳴容積■９本実施例では、
エンジン回転数の増加につれてん を減少させ、それ故
ｆｐ を高めにもってくる事ができるものである。この
ようにしてエンジン回転数が変化しても、共鳴周波数ｆ
ｐ を爆発サイクルに合致させ、低周波成分の音圧レベ
ルを効率良く低減させる事かできる。
発明の効果
本発明の熱交換器においては、消音器一体梨の熱交換器
で、優れた減音効果を有し、エンジン回転数か変化して
も低周波成分の音圧レベルを効率良く低減させる事がで
きるとともに、エンジンなどの脈動を充分に活用して伝
熱性能を向上させることができる。
で、優れた減音効果を有し、エンジン回転数か変化して
も低周波成分の音圧レベルを効率良く低減させる事がで
きるとともに、エンジンなどの脈動を充分に活用して伝
熱性能を向上させることができる。
第１図は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図は本発明の一実施例の熱交換器の断面図
、第３図はエンジン回転数と排ガス温度の関係を示す図
である。 ４・・・・・・ウォータージャケット、６・・・・・伝
熱管、７〜１０，２６・・・・・・仕切板、２Ｑ・・・
・・・共鳴空間、２１・・・・・・膨張空間、２４・・
・・・・小孔、２５・・・・・・加熱流体通過管、２７
・・・・・形状記憶合金バネ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名区 昧
概略図、第２図は本発明の一実施例の熱交換器の断面図
、第３図はエンジン回転数と排ガス温度の関係を示す図
である。 ４・・・・・・ウォータージャケット、６・・・・・伝
熱管、７〜１０，２６・・・・・・仕切板、２Ｑ・・・
・・・共鳴空間、２１・・・・・・膨張空間、２４・・
・・・・小孔、２５・・・・・・加熱流体通過管、２７
・・・・・形状記憶合金バネ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名区 昧
Claims (2)
- （１）被加熱流体が通る伝熱管を複数本設けたウォータ
ージャケットの空間部を、前記伝熱管の軸方向に複数の
仕切板を配して分割し、前記仕切板により構成される少
なくとも一空間以」二は、隣接する仕切板を貫通し、該
仕切板の一つにたけ固着し、もう一つの仕切板をスライ
ドせしめ、かつ周囲に小孔を設けた加熱流体通過管を有
する共鳴空間で構成し、前記仕切板は加熱流体温度によ
ってスライドし、前記共鳴空間容積を可変させてなる熱
交換器。 - （２）仕切板は、共鳴空間の上流側膨張空間を構成する
仕切板に固着された形状記憶合金バネの伸縮によりスラ
イドさせて々る特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012382A JPS60155895A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012382A JPS60155895A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155895A true JPS60155895A (ja) | 1985-08-15 |
Family
ID=11803715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59012382A Pending JPS60155895A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60155895A (ja) |
-
1984
- 1984-01-26 JP JP59012382A patent/JPS60155895A/ja active Pending
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