JPS592839B2 - 回転型ガス用熱交換器 - Google Patents

回転型ガス用熱交換器

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Publication number
JPS592839B2
JPS592839B2 JP55010640A JP1064080A JPS592839B2 JP S592839 B2 JPS592839 B2 JP S592839B2 JP 55010640 A JP55010640 A JP 55010640A JP 1064080 A JP1064080 A JP 1064080A JP S592839 B2 JPS592839 B2 JP S592839B2
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JP
Japan
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heat
gas
heat exchanger
rotating
inner cylinder
Prior art date
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Expired
Application number
JP55010640A
Other languages
English (en)
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JPS56108099A (en
Inventor
格 山本
光雄 天野
久雄 服部
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.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Toyobo Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology, Toyobo Co Ltd filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP55010640A priority Critical patent/JPS592839B2/ja
Publication of JPS56108099A publication Critical patent/JPS56108099A/ja
Publication of JPS592839B2 publication Critical patent/JPS592839B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • 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
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0208Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes using moving tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒートパイプを利用した回転型ガス用熱交換
器に関し、特に外筒内に回転自在な内筒を設け、内筒内
部に受熱ガス通路、外筒と内筒の間に給熱ガス通路を形
成し、内筒を貫いて配置されたヒートパイプによって給
熱ガスの熱を受熱ガスに伝えるように構成した熱交換器
において、上記給熱ガス通路内に、板もしくは棒をヒー
トパイプの回転面と交わるように設けるか、あるいは該
回転面に沿って、かつヒートパイプの回転方向と交わる
ように設けることによって効率よくガスの熱交換を行わ
せることができる回転型ガス用熱交換器を提供するもの
である。
ヒートパイプは、両端を閉塞したパイプの内面に多孔質
材の層(ウィック)を設け、該ウィックに適量の作動液
を含ませたものであって一端を高温ガス中に、他端を低
温ガス中に配置することによって、高温ガス側の作動液
が加熱されて蒸気となり、その蒸気圧が上昇して低温ガ
ス側に移行して凝縮し、その凝縮熱によって低温ガスが
加熱されるとともに、凝縮した作動液はウィックの毛細
管作用によって高温ガス側に還流されるものであり、従
来の単なる熱伝導によるものに比べて熱伝導率がきわめ
て高いので種々の用途に利用されている。
またこれらのヒートパイプを軸方向に遠心力が作用する
ように設けたり、あるいは傾斜して配設するときは、前
記作動液が遠心力あるいは重力で移動し、前記ウィック
を設けなくても熱交換用として利用できる。
本出願人らは、このヒートパイプに着目し、これを有効
に利用した回転型ガス用熱交換器を発明して特許出願し
た。
(特開昭54−28053、特開昭53−119456
)その概要は、第1図に例示するようなものである。
すなわち外筒2が頂板3及び底板4とともに密封的に形
成され、その中央部に回転軸6が回転自在に支持されて
いる。
そして該回転軸6には、上下方向に複数段に設けた支持
腕を介して内筒5が固設されるとともに多数のヒートパ
イプ9が該回転軸6に取り付けられている。
またヒートパイプ9の取付けは回転軸6側から放射状に
延び、この放射状のヒートパイプ9が回転軸6の上下方
向に複数の段列で配設されるとともにそれぞれ内筒5を
貫通して外筒2の内面側に突出している。
一方、外筒−2と内筒5との間に形成される空間部は、
高温ガスが通る給熱ガス通路Aを形成し、内筒5内は、
低温ガスが通る受熱ガス通路Bを形成する。
回転軸6は原動機7で積極的に回転され、該回転軸6に
固定された内筒5及びヒートパイプ9もともに回転して
ヒートパイプ9内に封入された前記作動液の凝縮した液
を蒸発部・\還流する遠心力が与えられる。
なお、ヒートパイプ9あるいはフィン11の表面に付着
するガス中の微粒子成分も該遠心力によって外筒2の内
周面に飛散させられ該周面を伝わって降下し、底板4に
設けた貫通孔(図示せず)から底板4の下面側に設けた
受は器内に導かれる。
このように構成した回転型ガス用熱交換器においては、
前記受熱ガス通路、B及び給熱ガス通路Aをそれぞれ通
過する高温ガス及び低温ガスが、ヒートパイプ中を蒸気
圧と遠心力とによって円滑に循滑する前記作動液を媒体
としてきわめて効率よく熱の授受を行い、また該ヒート
パイプ群によって受熱ガス通路B及び給熱ガス通路Aの
内部のガスの撹拌が効率的に行われるので、熱交換効率
が非常に高い利点がある。
しかし、この熱交換器は、ただ単にヒートパイプ群を回
転させていると、給熱ガス通路A内で流通ガスがヒート
パイプ群とともに連れ舞いするように回転流動するよう
になり、ヒートパイプと周辺のガスとの相対位置が変わ
らなくなるために、せっかくフィンを設けてもガス全体
との均一な接触が悪くなり伝熱効率が低下する欠点があ
る。
流通ガスの撹拌効果を向上させる手段は種々あるが。
撹拌しすぎると熱交換したガスと未熱交換のガスとが混
合して、かえって熱交換効率を低下させることになり、
伝熱効率を向上させるにはかなりの工夫を要する。
本発明は、この点に着目してなされたもめである。
すなわち、本発明は、熱交換器の外筒内部に回転内筒を
設けるとともに、回転軸から放射状に多数のヒートパイ
プを該回転内筒を貫通するように取り付け、上記外筒と
回転内筒との間に給熱ガス通路を形成し、上記回転内筒
の内部に受熱ガス通路を形成したガス用熱交換器におい
て、上記給熱ガス通路内に、板もしくは棒をヒートパイ
プの回転面と交わるように設けるか、あるいは該回転面
に沿って、かつヒートパイプの回転方向と交わるように
設けたことを特徴とする回転型ガス用熱交換器である。
なお、本出願において棒とは、幅と厚みとがほぼ等しい
長尺体をいい、板とは幅と厚みとに差のある長尺体をい
う。
以下、本発明を図面の例について説明する。
第2図は、本考案の熱交換器の一例を示す縦断面図であ
り、第3図は、第2図の熱交換器のX−X線における横
断面図であって、板または棒を外筒内周壁近傍に縦に設
けた例である。
外筒2、頂板3及び底板4によって熱交換器本体が密封
的に形成され、その中心部に回転軸6が回転自在に支持
されている。
そして該回転軸には、上下方向に複数段に設けた支持腕
(図示せず)により内筒5が固設されるとともに多数の
ヒートパイプ9が回転軸6の上下方向に複数の段列で放
射状に配置され、これらのヒートパイプ9はそれぞえ内
筒5を貫通しており、その表面には多数のフィン11が
設けられている。
また外筒2の内周面には、板もしくは棒10aが外筒内
面に沿って頂板3から底板4まで円周方向に複数個装着
されている。
原動機によって回転軸6を回転すると、この回転軸6に
固定された内筒5とヒートパイプ9もともに回転し、外
筒2と内筒5との間に形成された給熱ガス通路(高温ガ
ス通路)Aに接するヒートパイプ9内の作動液が加熱蒸
発されて、その蒸気圧の作用で内筒5側に移行し、該内
筒5内の受熱ガス通路(低温ガス通路)B内を流動する
低温ガスに熱を伝達することによって冷却凝縮され、ヒ
ートパイプ9の回転による遠心力によって再び給熱ガス
通路Aの方へ送られて、前記と同じことを繰返し、熱交
換が行われる。
この際、板又は棒10aは、ヒートパイプ90回転に伴
って周囲のガスが連れ舞いするのを阻止し、ヒートパイ
プ9周辺のガスの流動を活発にしてヒートパイプ9の作
動液とガスとの熱交換を効率化する。
なお、この例の場合は、板の幅と厚みのうち大きい方を
ガスの流れに対する抵抗を大きくする方が連れ舞いを阻
止する点で好ましい。
第4図は、本考案の熱交換器の他の一例を示す縦断面図
であって、板又は棒をヒートパイプの回転面に沿って、
かつヒートパイプの回転方向と交わるように設けた例で
ある。
第4図における熱交換器の構造及び作用は、棒又は板の
構造を除けば第2図及び第3図の場合と全く同一である
第5図は、第4図の熱交換器において、外筒2の内周面
に段列状に装着された板又は棒10bの一例を示す斜視
図である。
この例においては、複数個の板13が回転軸6の方に向
かって垂直方向に立った状態で熱交換器の外筒2に装着
され、これらの板13を繋ぐように溝孔14を穿った環
状板12が板13と一体に取り付けられている。
また第5図の環状板12および板13の代わりに第6図
の斜視図のように鱗状の突起15を設けた環状板12′
を外筒に装着してもよい。
もちろんこの場合には板13は必ずしも設ける必要はな
い。
第7図は、板又は棒の更に他の一例を示す斜視図であっ
て、環状支持体16に複数個の棒10cを装着し、この
環状体16を熱交換器の外筒2の内周面に取り付けた状
態で熱交換を行う。
この際、棒10cはヒートパイプ9の段列の間隙に入り
こむように取り付けられ、ヒートパイプ9近縁に存在す
るガスの連れ舞いを阻止している。
一般に棒また板と外筒とが接する部分には、外筒内面に
飛散されたガス中の微粒子成分の自由落下を妨げないよ
うに切欠部等を設けることが好ましい。
また板又は棒にはフィン等の突起を設けることが好まし
い。
本考案の熱交換器は、以上のような構造を有するのでヒ
ートパイプの回転による流通ガスの連れ舞いが少なく、
流通ガスとヒートパイプの接触が良好であって、効率よ
く伝熱を行うことができる。
次に実施例について本考案を説明する。
実施例 外径25−1長さ373叫のヒートパイプ54本を1段
18本ずつ3段に分けて第4図に示すように回転軸の周
囲から内筒を貫通するように放射状に配列した回転型熱
交換器を用いて熱交換実験を行った。
ガスの連れ舞いを防止する板としては第5図のものを用
いた(環状板12の板厚3m、板幅100叫、板13の
高さ5m++、個数8個、材質アルミニウム)。
150℃の高゛温ガス2ONy&/分を給熱ガス通路に
流通させ、同時に10℃の低温ガス2ONrr?/分を
受熱ガス通路に流通させて熱交換を行ったところ320
00 K!/時間の交換熱量を得た。
一方、本実施例の環状板12及び板13を取り外して、
上記と同様の高温ガスと低温ガスを流通させて交換熱量
を測定したところ、わずか20000 K7/時間の交
換量であった。
この実験から分かるように本発明の効果は明らかである
【図面の簡単な説明】
第1図は、既出願の回転型ガス用熱交換器の縦断面図で
あり、第2図は本考案の回転型ガス用熱交換器の一例を
示す縦断面図、第3図は第2図の熱交換器のX−X線に
おける横断面図である。 また第4図は本考案の回転型ガス用熱交換器の他の一例
を示す横断面図である。 また第5図及び第7図は、第4図の熱交換器の外筒2の
内周面に装着された板又は棒の一例を示す斜視図であり
、第6図は第5図の環状板の別の実施態様を示す斜視図
である。 1:回転型ガス用熱交換器、2:外筒、3:頂板、4:
底板、5:回転内筒、6:回転軸、7:原動機、9:ヒ
ートパイプ、10a、10b。 10c:板又は棒、11:フィン、12:環状板、13
:板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 熱交換器の外筒内部に回転内筒を設けるとともに、
    回転軸から放射状に多数のヒートパイプを該回転内筒を
    貫通するように取り付け、上記外筒と回転内筒との間に
    給熱ガス通路を形成し、上記回転内筒の内部に受熱ガス
    通路を形成したガス用熱交換器において、上記給熱ガス
    通路内に、板もしくは棒をヒートパイプの回転面と交わ
    るように設けるか、あるいは該回転面に沿って、かつヒ
    ートパイプの回転方向と交わるように設けたことを特徴
    とする回転型ガス用熱交換器。
JP55010640A 1980-01-31 1980-01-31 回転型ガス用熱交換器 Expired JPS592839B2 (ja)

Priority Applications (1)

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JP55010640A JPS592839B2 (ja) 1980-01-31 1980-01-31 回転型ガス用熱交換器

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JP55010640A JPS592839B2 (ja) 1980-01-31 1980-01-31 回転型ガス用熱交換器

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Publication Number Publication Date
JPS56108099A JPS56108099A (en) 1981-08-27
JPS592839B2 true JPS592839B2 (ja) 1984-01-20

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ID=11755804

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JP55010640A Expired JPS592839B2 (ja) 1980-01-31 1980-01-31 回転型ガス用熱交換器

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Cited By (1)

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JPH0420562U (ja) * 1990-06-11 1992-02-20

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JPS56108099A (en) 1981-08-27

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