特許 7511686 熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-27

(45)【発行日】2024-07-05

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/22 20060101AFI20240628BHJP

   F28F 9/013 20060101ALI20240628BHJP

【ＦＩ】

F28F9/22

F28F9/013 C

F28F9/013 B

F28F9/013 G

F28F9/013 J

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022578502

(86)(22)【出願日】2022-01-28

(86)【国際出願番号】 JP2022003221

(87)【国際公開番号】W WO2022163792

(87)【国際公開日】2022-08-04

【審査請求日】2022-12-05

(31)【優先権主張番号】P 2021013819

(32)【優先日】2021-01-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】原 伸英

(72)【発明者】

【氏名】岡安 晋平

(72)【発明者】

【氏名】平岡 賢

(72)【発明者】

【氏名】桐原 健治

(72)【発明者】

【氏名】長井 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】西浦 健介

(72)【発明者】

【氏名】石黒 達男

【審査官】河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２１０１８０２３１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－１０５４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２７３５０９３（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１３７０９７４（ＣＮ，Ａ）

【文献】実開昭４９－０６７２４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０４－１３８５７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０９３１０５６０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０６０９４９９６（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ ９／２２

Ｆ２８Ｆ ９／０１３

Ｆ２８Ｄ ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体が流通する流路を形成する熱交換器本体と、
前記流路内で、該流路の延在方向に延びるように複数が並設された伝熱管と、
前記流路内でそれぞれ前記伝熱管を支持しながら、前記流路の延在方向に間隔をあけて設けられた複数のバッフル板を有するバッフル板群と、
を備え、
各前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見た際に、それぞれ流路断面の一部のみを占めるように設けられ、
前記複数のバッフル板のうち前記流路の最も外周側に位置している前記バッフル板の外周側の端縁は、前記流路の内壁面に接しており、
前記バッフル板群の複数の前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見て、互いの占有領域が重ならないように、かつ、互いの占有領域を合わせて前記流路断面の全域を占めるように設けられている熱交換器。

【請求項2】

前記バッフル板群の複数の前記バッフル板では、前記流路の延在方向の上流側から下流側に向かうに従って、
前記熱交換器本体の外周側から内周側に向かうようにそれぞれの前記占有領域が段階的に遷移している、または、前記熱交換器本体の内周側から外周側に向かうようにそれぞれの前記占有領域が段階的に遷移している請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

流体が流通する流路を形成する熱交換器本体と、
前記流路を上側領域と下側領域に区画する仕切板と、
前記上側領域と前記下側領域を連通させるために前記仕切板に形成された開口部であって、前記上側領域の下流側の端部近傍に形成された前記開口部と、
前記流路内で、該流路の延在方向に延びるように複数が並設された伝熱管と、
前記流路内でそれぞれ前記伝熱管を支持しながら、前記流路の延在方向に間隔をあけて設けられた複数のバッフル板を有するバッフル板群と、
を備え、
各前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見た際に、それぞれ流路断面の一部のみを占めるように設けられ、
前記バッフル板群の複数の前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見て、互いの占有領域の少なくとも一部が重ならないように、かつ、互いの占有領域を合わせて前記流路断面の全域を占めるように設けられており、
前記上側領域の前記バッフル板群の複数の前記バッフル板は、前記流路の延在方向の上流側から下流側に向かうに従って、前記熱交換器本体の外周側から内周側に向かうようにそれぞれの前記占有領域が段階的に遷移し、
前記下側領域の前記バッフル板群の複数の前記バッフル板は、前記流路の延在方向の上流側から下流側に向かうに従って、前記熱交換器本体の内周側から外周側に向かうようにそれぞれの前記占有領域が段階的に遷移している熱交換器。

【請求項4】

流体が流通する流路を形成する熱交換器本体と、
前記流路内で、該流路の延在方向に延びるように複数が並設された伝熱管と、
前記流路内でそれぞれ前記伝熱管を支持しながら、前記流路の延在方向に間隔をあけて設けられた複数のバッフル板を有するバッフル板群と、
を備え、
各前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見た際に、それぞれ流路断面の一部のみを占めるように設けられ、
前記バッフル板群の複数の前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見て、互いの占有領域の少なくとも一部が重ならないように、かつ、互いの占有領域を合わせて前記流路断面の全域を占めるように設けられており、
前記伝熱管は、
前記流路の延在方向に延びる直線部と、
該直線部の下流側の端部同士を接続するベンド部と、
を有し、
前記ベンド部に隣接する最も下流側の前記バッフル板群では、上流側に位置する他の前記バッフル板群よりも前記バッフル板の数が少ない熱交換器。

【請求項5】

前記バッフル板における前記伝熱管の周囲の少なくとも一部には、該バッフル板を前記流路の延在方向に貫通する貫通孔が形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器。

【請求項6】

前記バッフル板は、
前記伝熱管の周囲を囲う周縁部と、
複数の前記周縁部同士を接続し、互いの間に間隙を形成する支持部と、
を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器。

【請求項7】

前記周縁部の少なくとも一部には切り欠きが形成されている請求項６に記載の熱交換器。

【請求項8】

前記バッフル板は、
前記伝熱管から突出するとともに前記流路の延在方向における上流側から下流側にかけて延びる流線形の断面形状を有する基端部と、
互いに隣接する前記基端部同士を接続する接続部と、
を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱交換器に関する。
本願は、２０２１年１月２９日に日本に出願された特願２０２１－０１３８１９号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

例えばガスタービンコンバインドサイクル（ＧＴＣＣ）では、ガスタービンから排出された空気と水とを熱交換させることで水を加熱する熱交換器が用いられている。熱交換器として従来はシェルアンドチューブ型と呼ばれる形式のものが一般的である。この種の熱交換器は、水が流通する複数の伝熱管と、これら伝熱管を収容するともに空気が流通する流路を形成する熱交換器本体と、流路の延在方向に間隔をあけて配列された複数のバッフル板と、を主に備えている。それぞれのバッフル板は流路の一部を閉塞している。互いに隣接するバッフル板同士の間で閉塞する領域が異なっている。これにより、流路を流通する空気の流れがバッフル板に沿って蛇行するため、熱交換の効率を向上させることができるとされている（例えば下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１４１９８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような熱交換器では、バッフル板によって流れが急激に蛇行することから、空気の流れに対する圧力損失が増大してしまう虞がある。圧力損失を下げるためには伝熱管同士の間の間隔（ピッチ）を大きくする方法も考えられる。しかしながら、この場合、熱交換器全体の寸法体格が大型化してしまう。

【0005】

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、圧力損失が低減され、かつ小型化された熱交換器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示に係る熱交換器は、流体が流通する流路を形成する熱交換器本体と、前記流路内で、該流路の延在方向に延びるように複数が並設された伝熱管と、前記流路内でそれぞれ前記伝熱管を支持しながら、前記流路の延在方向に間隔をあけて設けられた複数のバッフル板を有するバッフル板群と、を備え、各前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見た際に、それぞれ流路断面の一部のみを占めるように設けられ、前記複数のバッフル板のうち前記流路の最も外周側に位置している前記バッフル板の外周側の端縁は、前記流路の内壁面に接しており、前記バッフル板群の複数の前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見て、互いの占有領域が重ならないように、かつ、互いの占有領域を合わせて前記流路断面の全域を占めるように設けられている。
また、本開示に係る熱交換器は、流体が流通する流路を形成する熱交換器本体と、前記流路を上側領域と下側領域に区画する仕切板と、前記上側領域と前記下側領域を連通させるために前記仕切板に形成された開口部であって、前記上側領域の下流側の端部近傍に形成された前記開口部と、前記流路内で、該流路の延在方向に延びるように複数が並設された伝熱管と、前記流路内でそれぞれ前記伝熱管を支持しながら、前記流路の延在方向に間隔をあけて設けられた複数のバッフル板を有するバッフル板群と、を備え、各前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見た際に、それぞれ流路断面の一部のみを占めるように設けられ、前記バッフル板群の複数の前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見て、互いの占有領域の少なくとも一部が重ならないように、かつ、互いの占有領域を合わせて前記流路断面の全域を占めるように設けられており、前記上側領域の前記バッフル板群の複数の前記バッフル板は、前記流路の延在方向の上流側から下流側に向かうに従って、前記熱交換器本体の外周側から内周側に向かうようにそれぞれの前記占有領域が段階的に遷移し、前記下側領域の前記バッフル板群の複数の前記バッフル板は、前記流路の延在方向の上流側から下流側に向かうに従って、前記熱交換器本体の内周側から外周側に向かうようにそれぞれの前記占有領域が段階的に遷移している。
また、本開示に係る熱交換器は、流体が流通する流路を形成する熱交換器本体と、前記流路内で、該流路の延在方向に延びるように複数が並設された伝熱管と、前記流路内でそれぞれ前記伝熱管を支持しながら、前記流路の延在方向に間隔をあけて設けられた複数のバッフル板を有するバッフル板群と、を備え、各前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見た際に、それぞれ流路断面の一部のみを占めるように設けられ、前記バッフル板群の複数の前記バッフル板は、前記流路の延在方向から見て、互いの占有領域の少なくとも一部が重ならないように、かつ、互いの占有領域を合わせて前記流路断面の全域を占めるように設けられており、前記伝熱管は、前記流路の延在方向に延びる直線部と、該直線部の下流側の端部同士を接続するベンド部と、を有し、前記ベンド部に隣接する最も下流側の前記バッフル板群では、上流側に位置する他の前記バッフル板群よりも前記バッフル板の数が少ない。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、圧力損失が低減され、かつ小型化された熱交換器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の第一実施形態に係る熱交換器の構成を示す模式断面図である。

【図2】本開示の第一実施形態に係るバッフル板群を流路の延在方向から見た投影図である。

【図3】本開示の第一実施形態の第一変形例に係る熱交換器の構成を示す模式断面図である。

【図4】本開示の第二実施形態に係るバッフル板の要部拡大図である。

【図5】本開示の第三実施形態に係るバッフル板の要部拡大図である。

【図6】本開示の第三実施形態に係るバッフル板の変形例を示す要部拡大図である。

【図7】本開示の第四実施形態に係るバッフル板の構成を示す二面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜第一実施形態＞
（熱交換器の構成）
以下、本開示の第一実施形態に係る熱交換器１００について、図１と図２を参照して説明する。この熱交換器１００は、例えばガスタービンコンバインドサイクルの中途に設けられる。熱交換器１００は、ガスタービン圧縮機から抽気された空気と水とを熱交換させることで水を加熱し、空気を冷却するために用いられる。

【0010】

図１に示すように、熱交換器１００は、熱交換器本体１と、伝熱管２と、バッフル板群Ｇ１，Ｇ２と、を備えている。熱交換器本体１は内部に流体（空気）が流通する流路Ｆを形成している。この流路Ｆ中に伝熱管２とバッフル板群Ｇ１，Ｇ２が収容されている。

【0011】

（熱交換器本体の構成）
熱交換器本体１は、胴部１０と、底部１１と、仕切板１２と、ガス入口１３と、ガス出口１４と、閉止部３と、を有している。胴部１０は円筒状をなしている。胴部１０内の流路Ｆの延びる方向を以下では単に「延在方向」と呼ぶ。胴部１０の延在方向における一方側にはガス入口１３とガス出口１４とが設けられている。ガス入口１３は胴部１０から上方に向かって延びている。ガス出口１４は胴部１０から下方に向かって延びている。ガス入口１３を通じて外部から空気が流路Ｆ内に導かれる。また、流路Ｆを流通した後の空気はガス出口１４を通じて外部に排出される。以下の説明では、延在方向における一方側を上流側と呼び、他方側を下流側と呼ぶ。

【0012】

胴部１０の延在方向における下流側の端部は底部１１によって閉塞されている。底部１１は半球状をなしており、胴部１０の端部から下流側に向かって曲面的に突出している。さらに、胴部１０の内部には、流路Ｆを上下方向に区画する仕切板１２が設けられている。仕切板１２の下流側の端部に近い部分には開口部Ｈが形成されている。つまり、流路Ｆの上側の領域と下側の領域とはこの開口部Ｈによって連通している。閉止部３は、胴部１０の下流側の端部に設けられた円形の板である。閉止部３は胴部１０と底部１１との間を区画している。これにより、流路Ｆを流れる空気は底部１１の内部には流入しない。

【0013】

（伝熱管の構成）
伝熱管２は、流路Ｆ中で互いに間隔をあけて複数配置されている。それぞれの伝熱管２は、延在方向に延びる直線部２０と、直線部２０の下流側の端部同士を接続するベンド部２１と、を有している。具体的には、仕切板１２よりも上側に位置する伝熱管２の直線部２０と、仕切板１２よりも下側に位置する伝熱管２の直線部２０とがベンド部２１によって接続されている。つまり、ベンド部２１は、下流側に向かうに従って上方から下方に向かって湾曲している。流路Ｆ中では、このような伝熱管２が三次元的に間隔をあけて複数配列されている。伝熱管２の内部には外部から導かれた水が流通している。また、伝熱管２は熱伝導性の良好な銅合金等の金属材料で形成されていることが望ましい。

【0014】

（バッフル板群の構成）
上述の伝熱管２は、熱交換器本体１に対してバッフル板群Ｇ１，Ｇ２によって支持固定されている。バッフル板群Ｇ１は、流路Ｆの上流側から延在方向に複数（一例として３つ）配列されている。バッフル板群Ｇ２は、最も下流側のバッフル板群Ｇ１に隣接して下流側に向かって２つ配列されている。

【0015】

バッフル板群Ｇ１は、４つのバッフル板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を有している。これらバッフル板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、延在方向に間隔をあけて配列されている。図２に示すように、それぞれのバッフル板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、延在方向から見た際に、流路Ｆの流路断面の一部のみを占めるようにその面積がそれぞれ設定されている。さらに、同一のバッフル板群Ｇ１に属するバッフル板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、延在方向から見て互いの占有領域の少なくとも一部が重ならないようにその面積・形状が設定されている。また、これらバッフル板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の占有領域を合わせると流路Ｆの流路断面の全域を占めるようにその面積が設定されている。

【0016】

具体的には、バッフル板Ｂ１は流路Ｆの最も外周側に位置している。バッフル板Ｂ１の外周側の端縁は胴部１０の内面に固定されている。バッフル板Ｂ１の外周側の端縁は円弧状である。バッフル板Ｂ１の内周側の端縁は長さの等しい３つの直線によって構成されている。互いに隣接する直線がなす角度は１２０°である。

【0017】

バッフル板Ｂ２は、バッフル板Ｂ１の内周側に位置している。延在方向から見た場合、バッフル板Ｂ１の内周側の端縁とバッフル板Ｂ２の外周側の端縁とは互いに接している。つまり、バッフル板Ｂ２の外周側の端縁は上述のような３つの直線で構成されている。バッフル板Ｂ２の内周側の端縁もこのような３つの直線で構成されている。また、バッフル板Ｂ２は上方に突出する固定部Ｓによって熱交換器本体１に固定されている。

【0018】

バッフル板Ｂ３，Ｂ４は、面積・寸法が異なるのみで、バッフル板Ｂ１，Ｂ２と同様の構成を有している。つまり、バッフル板Ｂ３はバッフル板Ｂ２よりも小さく、バッフル板Ｂ４はバッフル板Ｂ３よりも小さい。このように、バッフル板群Ｇ１内では、延在方向の上流側から下流側に向かうに従って、外周側から内周側に向かうようにそれぞれの占有領域が段階的に遷移している。なお、バッフル板群Ｇ１内では、延在方向の上流側から下流側に向かうに従って、内周側から外周側に向かうようにそれぞれの占有領域が段階的に遷移していてもよい。

【0019】

バッフル板群Ｇ２は、２つのバッフル板Ｂ５，Ｂ６を有している。これらバッフル板Ｂ５，Ｂ６は、延在方向に間隔をあけて配列されている。また、上述のバッフル板群Ｇ１と同様に、それぞれのバッフル板Ｂ５，Ｂ６は、延在方向から見た際に、流路Ｆの流路断面の一部のみを占めるようにその面積がそれぞれ設定されている。さらに、同一のバッフル板群Ｇ２に属するバッフル板Ｂ５，Ｂ６は、延在方向から見て互いの占有領域の少なくとも一部が重ならないようにその面積・形状が設定されている。また、これらバッフル板Ｂ５，Ｂ６の占有領域を合わせると流路Ｆの流路断面の全域を占めるようにその面積が設定されている。このように、ガス入口１３、及びガス出口１４に近い部分、及びベンド部２１を除く部分を占めるバッフル板群Ｇ１では、バッフル板Ｂ１～Ｂ４の数が４枚以上とされている。また、バッフル板Ｂ１～Ｂ４同士の間の間隔は、胴部１０の内径の５０％以上とされることが望ましい。さらに望ましくは、バッフル板Ｂ１～Ｂ４同士の間の間隔は、バッフル板Ｂ１～Ｂ４の幅の２倍以上とされる。

【0020】

（作用効果）
次に、熱交換器１００の動作について説明する。熱交換器１００を動作させるに当たっては、まずガス入口１３を通じて流路Ｆに高温の空気を導入する。同時に伝熱管２に水を流通させる。空気は図１中の矢印で示すように、複数のバッフル板群Ｇ１，Ｇ２によって案内されながら上側の流路Ｆ中を緩やかに蛇行しながら流れる。その後、仕切板１２に形成された開口部Ｈを通じて下側の流路Ｆに流入する。下側の流路Ｆ中でも同様にバッフル板群Ｇ１，Ｇ２によって案内されながらガス出口１４に向かって空気が蛇行しながら流れる。

【0021】

このように空気が流路Ｆ中を流通する中途で、伝熱管２内を流通する水と熱交換する。これにより、空気の熱によって水は加熱されて高温となる。一方で熱を奪われた空気は冷却されて低温となる。その後、水は外部に取り出されて種々の利用に供される。空気は外部に放出される。

【0022】

ここで、近年では熱交換器における空気の圧力損失の低減が強く要請されている。このような要請に応じるためには、例えば伝熱管２同士の間の間隔（ピッチ）を大きくすることが一例として考えられる。しかしながら、この場合装置全体の寸法体格が大きくなり、設置や運搬に支障を来たす虞がある。そこで、本実施形態に係る熱交換器１００では上述の構成を採っている。

【0023】

上記構成によれば、４つのバッフル板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を有するバッフル板群Ｇ１と、２つのバッフル板Ｂ５，Ｂ６を有するバッフル板群Ｇ２とが流路Ｆ内に設けられている。これにより、空気の流れが複数のバッフル板群Ｇ１，Ｇ２を通過する間に、それぞれのバッフル板群Ｇ１，Ｇ２を避けるように蛇行する。複数のバッフル板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４、又はバッフル板Ｂ５，Ｂ６は互いの占有領域が重ならないように構成されていることから、これらバッフル板に衝突した際に生じる空気の流れの偏向量は比較的に小さくなる。つまり、これらバッフル板群Ｇ１，Ｇ２は空気の流れを大きく妨げることがない。このため、バッフル板群Ｇ１，Ｇ２による流れの圧力損失を小さく抑えることができる。その結果、熱交換器１００の性能（処理量）をさらに向上させることができる。また、伝熱管２のピッチを従来と同等に維持することができるため、熱交換器１００の大型化を回避することもできる。

【0024】

さらに、上記構成によれば、複数のバッフル板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４、又はバッフル板Ｂ５，Ｂ６の占有領域が外周側から内周側に向かって段階的に遷移していることから、互いに隣接するバッフル板同士の間における流れの偏向量がより小さくなる。これにより、上流側から下流側にかけて流体をより円滑に流通させることができる。その結果、バッフル板による圧力損失をさらに小さく抑えることができる。

【0025】

ここで、伝熱管２のベンド部２１の近傍では、開口部Ｈを通じて空気の流れの向きが変わるため、流体の流速を減速させることが望ましい。上記構成によれば、ベンド部２１に隣接するバッフル板群Ｇ２ではバッフル板Ｂ５，Ｂ６の数が上流側のバッフル板群Ｇ１よりも少ない。つまり、このバッフル板群Ｇ２では流路断面に対する各バッフル板Ｂ５，Ｂ６の占める割合が大きい。バッフル板群Ｇ２では、振動対策として伝熱管群を安定的に支持するために振動流路断面に対する各バッフル板Ｂ５，Ｂ６の占める割合を大きくしている。

【0026】

以上、本開示の第一実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上述したバッフル板群Ｇ１，Ｇ２の数は一例であり、設計や仕様に応じて適宜変更することが可能である。バッフル板群Ｇ１，Ｇ２に属するバッフル板の数も同様である。
また、上述した流路Ｆの延在方向が上下方向と交差するような、熱交換器本体１の横置きの設置は一例である。熱交換器本体１は、流路Ｆが上下方向に延在するように縦置きとすることが可能である。熱交換器本体１を縦置きにすると、熱交換器１００の設置面積を小さくすることができる。

【0027】

＜第一実施形態の変形例＞
以下、第一実施形態の変形例について、図３を参照して説明する。
図３に示すように、熱交換器１００は、外部から伝熱管２に水を供給する供給部６０と、伝熱管２から外部に水を排出する排出部６１と、を備えていてもよい。供給部６０及び排出部６１は、胴部１０の延在方向における底部１１とは反対側の端部に設けられている。

【0028】

供給部６０は、胴部１０のうち仕切板１２を基準としてガス出口１４側（胴部１０の下半分）に設けられている。仕切板１２よりも上側に位置する伝熱管２の直線部２０は、胴部１０を貫通し、供給部６０と連通している。
排出部６１は、胴部１０のうち仕切板１２を基準としてガス入口１３側（胴部１０の上半分）に設けられている。仕切板１２よりも下側に位置する伝熱管２の直線部２０は、胴部１０を貫通し、排出部６１と連通している。

【0029】

本変形例では、図３中の太い矢印で示すように、外部から供給部６０を通じて伝熱管２内に水が導かれる。続いて、水は、伝熱管２内を流れて流路Ｆ内の空気と熱交換する。その後、水は、伝熱管２内から排出部６１を通じて外部に流出する。

【0030】

＜第二実施形態＞
次に、本開示の第二実施形態について、図４を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、図４では、バッフル板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６のうち、代表的に１つのバッフル板Ｂ１のみを図示している。同図に示すように、本実施形態では、バッフル板Ｂ１における伝熱管２が挿通される部分に貫通孔ｈが形成されている。貫通孔ｈは、伝熱管２の周囲の少なくとも一部を外周側から囲むように形成されている。図４の例では貫通孔ｈは半円弧状をなしている。つまり、伝熱管２の周囲１８０°の領域に貫通孔ｈが形成されている。

【0031】

上記構成によれば、貫通孔ｈを通じて流体（空気）が下流側に流通することから、バッフル板Ｂ１を設けたことによる圧力損失の増大をさらに小さく抑えることができる。その結果、熱交換器１００の性能（処理量）をさらに向上させることが可能となる。

【0032】

以上、本開示の第二実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。

【0033】

＜第三実施形態＞
続いて、本開示の第三実施形態について、図５を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第二実施形態と同様に、バッフル板Ｂ１のみを代表的に図示して説明する。図５に示すように、バッフル板Ｂ１は、周縁部４１と、支持部４２と、を有している。周縁部４１は、伝熱管２の周囲を囲う円環状をなしている。支持部４２は、互いに隣接する周縁部４１同士を接続する棒状をなしている。また、互いに交差する支持部４２同士は重なり合っている。これにより、支持部４２の間にはメッシュのような間隙が形成されている。

【0034】

上記構成によれば、支持部４２同士の間に形成される間隙を通じて空気が流通することから、バッフル板Ｂ１を設けたことによる圧力損失の増大をさらに小さく抑えることができる。

【0035】

以上、本開示の第三実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、変形例として図６に示すように、周縁部４１の一部に切り欠きＣを形成することも可能である。切り欠きＣは周縁部４１のうち、互いに対向する９０°の角度範囲で２つ形成されている。この構成によれば、支持部４２同士の間の間隙に加えて、周縁部４１の切り欠きＣを通じて流体が流通することから、バッフル板Ｂ１を設けたことによる圧力損失をより一層小さく抑えることができる。

【0036】

＜第四実施形態＞
続いて、本開示の第四実施形態について、図７を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第二実施形態と同様に、バッフル板Ｂ１のみを代表的に図示して説明する。図７に示すように、本実施形態に係るバッフル板Ｂ１は、伝熱管２同士を接続する接続部５２と、接続部５２の両端部にそれぞれ設けられた基端部５１と、を有する。基端部５１は、伝熱管２から外周側に向かって突出するとともに、延在方向の上流側から下流側にかけて流線形の断面形状を有している。また、延在方向から見て、基端部５１、及び接続部５２は中央部がくびれた形状を有している。

【0037】

この構成によれば、基端部５１が流線形の断面形状を有していることにより、当該基端部５１の周囲を空気が流通する際の抵抗が小さくなる。これにより、バッフル板Ｂ１を設けたことによる圧力損失の増大をさらに小さく抑えることができる。その結果、熱交換器１００の性能（処理量）をさらに向上させることができる。

【0038】

以上、本開示の第四実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。

【0039】

＜付記＞
各実施形態に記載の熱交換器１００は、例えば以下のように把握される。

【0040】

（１）第１の態様に係る熱交換器１００は、流体が流通する流路Ｆを形成する熱交換器本体１と、前記流路Ｆ内で、該流路Ｆの延在方向に延びるように複数が並設された伝熱管２と、前記流路Ｆ内でそれぞれ前記伝熱管２を支持しながら、前記流路Ｆの延在方向に間隔をあけて設けられた複数のバッフル板を有するバッフル板群Ｇ１，Ｇ２と、を備え、各前記バッフル板は、前記流路Ｆの延在方向から見た際に、それぞれ流路断面の一部のみを占めるように設けられており、前記バッフル板群Ｇ１，Ｇ２の複数の前記バッフル板は、前記流路Ｆの延在方向から見て、互いの占有領域の少なくとも一部が重ならないように、かつ、互いの占有領域を合わせて前記流路断面の全域を占めるように設けられている。

【0041】

上記構成によれば、流体の流れが複数のバッフル板群Ｇ１，Ｇ２を通過する間に、それぞれのバッフル板を避けるように蛇行する。複数のバッフル板は互いの占有領域が重ならないように構成されていることから、流れを大きく妨げることがない。このため、バッフル板による流れの圧力損失を小さく抑えることができる。

【0042】

（２）第２の態様に係る熱交換器１００において、前記バッフル板群Ｇ１，Ｇ２の複数の前記バッフル板では、前記流路Ｆの延在方向の上流側から下流側に向かうに従って、前記熱交換器本体１の外周側から内周側に向かうようにそれぞれの前記占有領域が段階的に遷移している。

【0043】

上記構成によれば、複数のバッフル板の占有領域が外周側から内周側に向かって段階的に遷移していることから、上流側から下流側にかけて流体をより円滑に流通させることができる。これにより、バッフル板による圧力損失をさらに小さく抑えることができる。

【0044】

（３）第３の態様に係る熱交換器１００において、前記バッフル板群Ｇ１，Ｇ２の複数の前記バッフル板では、前記流路Ｆの延在方向の上流側から下流側に向かうに従って、前記熱交換器本体の内周側から外周側に向かうようにそれぞれの前記占有領域が段階的に遷移している。

【0045】

上記構成によれば、複数のバッフル板の占有領域が内周側から外周側に向かって段階的に遷移していることから、上流側から下流側にかけて流体をより円滑に流通させることができる。これにより、バッフル板による圧力損失をさらに小さく抑えることができる。

【0046】

（４）第４の態様に係る熱交換器１００では、前記伝熱管２は、前記延在方向に延びる直線部２０と、該直線部２０の下流側の端部同士を接続するベンド部２１と、を有し、前記ベンド部２１に隣接する最も下流側の前記バッフル板群Ｇ２では、上流側に位置する他の前記バッフル板群Ｇ１よりも前記バッフル板の数が少ない。

【0047】

ここで、ベンド部２１の近傍では流れの向きが変わるため、流体の流速を減速させることが望ましい。上記構成によれば、ベンド部２１に隣接するバッフル板群Ｇ２ではバッフル板の数が上流側のバッフル板群Ｇ１よりも少ない。つまり、このバッフル板群Ｇ２では流路断面に対する各バッフル板の占める割合が大きい。このため、より急激に流れの向きが変化し、流体を減速させることができる。その結果、伝熱管２と流体との間の熱交換をより効率的に行うことができる。

【0048】

（５）第５の態様に係る熱交換器１００では、前記バッフル板における前記伝熱管２の周囲の少なくとも一部には、該バッフル板を前記延在方向に貫通する貫通孔ｈが形成されている。

【0049】

上記構成によれば、貫通孔ｈを通じて流体が流通することから、バッフル板による圧力損失の増大をさらに小さく抑えることができる。

【0050】

（６）第６の態様に係る熱交換器１００では、前記バッフル板は、前記伝熱管２の周囲を囲う周縁部４１と、複数の前記周縁部４１同士を接続し、互いの間に間隙を形成する支持部４２と、を有する。

【0051】

上記構成によれば、支持部４２同士の間に形成される間隙を通じて流体が流通することから、バッフル板による圧力損失の増大を小さく抑えることができる。

【0052】

（７）第７の態様に係る熱交換器１００では、前記周縁部４１の少なくとも一部には切り欠きＣが形成されている。

【0053】

上記構成によれば、支持部４２同士の間の間隙に加えて、周縁部４１の切り欠きＣを通じて流体が流通することから、バッフル板による圧力損失をより一層小さく抑えることができる。

【0054】

（８）第８の態様に係る熱交換器１００では、前記バッフル板は、前記伝熱管２から突出するとともに前記延在方向における上流側から下流側にかけて延びる流線形の断面形状を有する基端部５１と、互いに隣接する前記基端部５１同士を接続する接続部５２と、を有する。

【0055】

上記構成によれば、基端部５１が流線形の断面形状を有していることにより、当該基端部５１の周囲を空気が流通する際の抵抗が小さくなる。これにより、バッフル板Ｂ１を設けたことによる圧力損失の増大をさらに小さく抑えることができる。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本開示によれば、圧力損失が低減され、かつ小型化された熱交換器を提供することができる。

【符号の説明】

【0057】

１００ 熱交換器
１ 熱交換器本体
２ 伝熱管
３ 閉止部
１０ 胴部
１１ 底部
１２ 仕切板
１３ ガス入口
１４ ガス出口
２０ 直線部
２１ ベンド部
４１ 周縁部
４２ 支持部
５１ 基端部
５２ 接続部
６０ 供給部
６１ 排出部
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６ バッフル板
Ｃ 切り欠き
Ｆ 流路
Ｇ１，Ｇ２ バッフル板群
Ｈ 開口部
ｈ 貫通孔
Ｓ 固定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】