(57)【要約】【課題】所定のピッチでねじられたリボン状の長尺板状体を、熱交換器における熱伝達効率向上のために伝熱管内に挿入される伝熱促進部材として用いるにあたり、流体の攪拌混合の効率化が十分行われ、従って、熱伝達効率の促進を図ることができる熱交換器の伝熱促進部材を提供する。【解決手段】熱交換器における熱伝達効率向上のために伝熱管内に挿入される伝熱促進部材において、所定のピッチでねじられたリボン状の長尺板状体と、長尺板状体の正面図における交叉部の適宜ピッチ毎に、軸心を横切る方向で円板状部材を取着し、該円板状部材の先端部が伝熱管内壁と所定の間隙を形成する外径であることを特徴とする熱交換器の伝熱促進部材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器における熱伝達効率向上のために伝熱管内に挿入される伝熱促進部材において、所定のピッチでねじられたリボン状の長尺板状体と、長尺板状体の正面図における交叉部の適宜ピッチ毎に、軸心を横切る方向で円板状部材を取着し、該円板状部材の先端部が伝熱管内壁と所定の間隙を形成する外径であることを特徴とする熱交換器の伝熱促進部材。
【請求項２】
円板状部材が、長尺板状体の軸心に対して略９０°の方向で取着された請求項１に記載の熱交換器の伝熱促進部材。
【請求項３】
熱交換器が、伝熱管内を流体が上下方向に流通する縦型熱交換器である請求項１又は請求項２に記載の熱交換器の伝熱促進部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器における熱伝達効率向上のために伝熱管内に挿入される伝熱促進部材の形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱交換器における熱伝達効率向上のために、伝熱管内に各種形状の伝熱促進部材が挿入されて用いられているが、特に、所定のピッチでねじられたリボン状の長尺板状体が各種の装置に用いられている。例えば、空気調和装置の冷凍サイクルを構成する室内熱交換器の伝熱管内に、ねじれテープ形状の伝熱促進部材が挿入されたものやコイルばね形状の伝熱促進部材が挿入されたものが開示されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
また、液化天然ガスの気化加熱用オープンラック型熱交換器の伝熱管内にスパイラルコアーを挿入し、液化天然ガスの気化を促進する熱交換器用チューブが開示されている。（例えば、特許文献２参照）
【０００４】
また、多管式熱交換器を蒸発器として使用し、伝熱管内で炭化水素の水蒸気改質により得られた混合ガスに液体ＬＮＧを添加し、液体ＬＮＧを気化させて混合することにより熱量調節して都市ガスを製造する方法に、伝熱管内の出口にスパイラレータの伝熱促進部材が挿入され、液体ＬＮＧの気化を促進させる装置が開示されている。（例えば、特許文献３参照）
【０００５】
前記各装置においては、用いられている用語又は用途は相違しているが、いずれも、管内に挿入される伝熱促進部材は、所定のピッチでねじられたリボン状の長尺板状体であり、管内を流体が螺旋状に流通するように形成され、流体の攪拌混合の効率化を図ることにより、伝熱又は反応を促進しようとする発明である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１２２７０４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５６１９３号公報
【特許文献３】
特開平１０−４６１６１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
流体は主に、螺旋流路を形成する長尺板状体に沿って付着流通するため、前記従来の伝熱促進部材における所定のピッチでねじられたリボン状の長尺板状体では、拡散がしにくく、流体の攪拌混合の効率化が不十分であり、従って、熱伝達効率も低くなる問題があり、特に、小流量の液体を気化混合する場合には、熱伝導効率が低いため、液体の気化混合が不十分となる問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、所定のピッチでねじられたリボン状の長尺板状体を、熱交換器における熱伝達効率向上のために伝熱管内に挿入される伝熱促進部材として用いるにあたり、流体の攪拌混合の効率化が十分行われ、従って、熱伝達効率の促進を図ることができる熱交換器の伝熱促進部材を提供する目的で成されたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の要旨は、請求項１に記載の発明においては、熱交換器における熱伝達効率向上のために伝熱管内に挿入される伝熱促進部材において、所定のピッチでねじられたリボン状の長尺板状体と、長尺板状体の正面図における交叉部の適宜ピッチ毎に、軸心を横切る方向で円板状部材を取着し、該円板状部材の先端部が伝熱管内壁と所定の間隙を形成する外径であることを特徴とする熱交換器の伝熱促進部材である。
【００１０】
前記請求項１の構成により、螺旋流路を形成する長尺板状体に沿って付着流通する流体は、円板状部材により伝熱管内壁方向へ拡散され、円板状部材の先端部と伝熱管内壁とで形成された間隙部を流通するため、流体の攪拌混合の効率化が十分行われ、従って、伝熱管から流体への熱伝達効率を促進することができる。なお、長尺板状体への円板状部材の取着では、長尺板状体の軸心に対する角度は限定されない。例えば、軸心に対する角度を６０°とし、取着ピッチ毎に位相をずらせて取着させてもよく、円板状部材は、長尺板状体の正面図における交叉部の適宜ピッチ毎に、軸心を横切る方向で取着すればよい。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の熱交換器の伝熱促進部材において、円板状部材が、長尺板状体の軸心に対して略９０°の方向で取着された熱交換器の伝熱促進部材である。
【００１２】
前記請求項２の構成により、流体の伝熱管内壁方向への拡散効果が高くなり、従って、攪拌混合の効率化が十分行われ、前記請求項１の効果をより一層高めることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明においては、請求項１又は請求項２に記載の熱交換器の伝熱促進部材において、熱交換器が、伝熱管内を流体が上下方向に流通する縦型熱交換器である熱交換器の伝熱促進部材である。
【００１４】
前記請求項３の縦型熱交換器に適用する構成では、従来のスパイラレータを用いた縦型熱交換器の場合には、横型熱交換器よりも流体の伝熱管内壁方向への拡散がしにくく、螺旋流路を形成する長尺板状体に沿って付着流通し、流体の攪拌混合の効率化が不十分となり、従って、熱伝達効率も低くなるなどの問題があったが、本発明の伝熱促進部材では、それらの問題を解決することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態の熱交換器の伝熱管内に挿入した伝熱促進部材の部分断面図、図２は本発明の一実施の形態の伝熱促進部材の部分図であり、（イ）図は正面図、（ロ）図はＡ−Ａ矢視図である。
【００１６】
図１においては、ガス状加熱媒体とガス状流体中に液状流体を噴霧し、加熱により液状流体を気化させて混合する混合流体を被加熱流体とする熱交換器に本発明の伝熱促進部材を挿設した部分断面図である。符号１は熱交換器の伝熱管であり、熱交換器の加熱媒体側ａと被加熱流体側ｂとに仕切る仕切り板４に貫通して係着されている。
【００１７】
符号２は所定のピッチでねじられたリボン状の長尺板状体（以下、スパイラレータという。）であり、伝熱管１内に螺旋流路を形成するが、伝熱管１の全長にわたって設けられても良く、また、部分的に設けられても良い。
【００１８】
符号３はスパイラレータの正面図における交叉部の適宜ピッチ毎に、軸心を横切る方向で取着され、先端部が伝熱管内壁と所定の間隙ｃを形成する外径である円板状部材であり、図２においての取着箇所は１ピッチ毎であるが、半ピッチ毎又は２ピッチ毎等適用装置により適宜に設定される。
【００１９】
符号５はガス状流体中に加熱により液状流体を気化させて混合し混合流体を製造するために、液状流体を噴霧する液体噴霧ノズルであり、接続部材６を介して液体供給管７に接続している。
【００２０】
前記熱交換器は、シェル内の熱交換部に多数の伝熱管が併設された多管式熱交換器を蒸発混合器として使用する態様であり、加熱媒体側ａからガス状流体を伝熱管１内に流入させると共に、液体供給管７を介して液体噴霧ノズル５から液状流体を噴霧すると、液状流体の液滴はガス状流体に伴われ、混合流体となって伝熱管１内を流通する。
【００２１】
伝熱管１内を流通する気液混合流体は、スパイラレータにより螺旋流通するが、主にスパイラレータに沿って流通し、また、液滴の一部はスパイラレータに付着して流通する。スパイラレータに沿って流通する気液混合流体及びスパイラレータに付着して流通する液滴は、軸心を横切る方向で取着された円板状部材３に達すると、伝熱管内壁側に拡散され、間隙ｃを通過して次のピッチ部に流入する。これらの作用が繰り返されることにより効率よく液体が蒸発され、混合ガス流体とすることができる。
【００２２】
特に、従来のスパイラレータを用いた縦型熱交換器の場合には、横型熱交換器よりも流体の伝熱管内壁方向への拡散がしにくく、螺旋流路を形成する長尺板状体に沿って流通しやすいため、流体の攪拌混合の効率化が不十分となり、従って、熱伝達効率も低くなるなどの問題があったが、本発明の伝熱促進部材では、それらの問題を解決することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、所定のピッチでねじられたリボン状の長尺板状体を、熱交換器における熱伝達効率向上のために伝熱管内に挿入される伝熱促進部材として用いるにあたり、流体の攪拌混合の効率化が十分行われ、従って、熱伝達効率の促進を図ることができる熱交換器の伝熱促進部材である。
【００２４】
前記請求項１の構成により、螺旋流路を形成する長尺板状体に沿って流通する流体は、円板状部材により伝熱管内壁方向へ拡散され、円板状部材の先端部と伝熱管内壁とで形成された間隙部を流通するため、流体の攪拌混合の効率化が十分行われ、従って、伝熱管から流体への熱伝達効率を促進することができる。
【００２５】
また、請求項２の構成では、流体の伝熱管内壁方向への拡散効果が高くなり、従って、攪拌混合の効率化が十分行われ、前記請求項１の効果をより一層高めることができる。
【００２６】
また、請求項３の縦型熱交換器に適用する構成では、従来のスパイラレータを用いた縦型熱交換器の場合には、横型熱交換器よりも流体の伝熱管内壁方向への拡散がしにくく、螺旋流路を形成する長尺板状体に沿って流通しやすいため、流体の攪拌混合の効率化が不十分となり、従って、熱伝達効率も低くなるなどの問題があったが、本発明の伝熱促進部材では、それらの問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の熱交換器の伝熱管内に挿入した伝熱促進部材の部分断面図
【図２】本発明の一実施の形態の伝熱促進部材の部分図であり、（イ）図は正面図、（ロ）図はＡ−Ａ矢視図
【符号の説明】
１：伝熱管
２：長尺板状体
３：円板状部材
４：仕切り板
５：液体噴霧ノズル
６：接続部材
７：液体供給管
【図１】
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【図２】
2004316966.tif 000004