JP2000304487A - プレート・フィン型熱交換器 - Google Patents
プレート・フィン型熱交換器Info
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
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- F28F9/007—Auxiliary supports for elements
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- F28F2250/104—Particular pattern of flow of the heat exchange media with parallel flow
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成によって、熱交換器本体に応力の
集中を生じさせることなく支持し、同時に熱交換高率を
高く保持する。 【解決手段】 低温側流路板と高温側流路板とが隔離板
を挟んで交互に積層されることにより対向流部１と斜流
部２，３とが形成され且つその積層方向両外側に側板が
備えられ、斜流部２，３にヘッダ管用開口４ａ，５ａが
形成された積層体を、ロウ付けにて一体に組み立てるよ
うにしているプレート・フィン型熱交換器であって、隔
離板の外辺部に、係止用凸部３０を予め一体に形成して
おき、係止用凸部３０を固定部材３３上に載置すること
により熱交換器本体３１の重量を固定部材３３に支持す
る。
集中を生じさせることなく支持し、同時に熱交換高率を
高く保持する。 【解決手段】 低温側流路板と高温側流路板とが隔離板
を挟んで交互に積層されることにより対向流部１と斜流
部２，３とが形成され且つその積層方向両外側に側板が
備えられ、斜流部２，３にヘッダ管用開口４ａ，５ａが
形成された積層体を、ロウ付けにて一体に組み立てるよ
うにしているプレート・フィン型熱交換器であって、隔
離板の外辺部に、係止用凸部３０を予め一体に形成して
おき、係止用凸部３０を固定部材３３上に載置すること
により熱交換器本体３１の重量を固定部材３３に支持す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレート・フィン
型熱交換器に関する。
型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】伝熱面を矩形フィンとしたプレート・フ
ィン型熱交換器としては、図８に示すように左右対称の
形状を有するものと、図１６に示すように左右非対称の
形状のものとがあるが、図８の左右対称のものは製造、
組立てが容易である等の利点から多用されるようになっ
てきている。
ィン型熱交換器としては、図８に示すように左右対称の
形状を有するものと、図１６に示すように左右非対称の
形状のものとがあるが、図８の左右対称のものは製造、
組立てが容易である等の利点から多用されるようになっ
てきている。
【０００３】左右対称形状のプレート・フィン形熱交換
器の一例を図８〜図１１を参照して説明すると、この熱
交換器は、矩形形状を有する対向流部１の両側に斜流部
２，３を備え、一方の斜流部２に斜流部２と直交する入
口ヘッダ管４（図１０）を設け、他方の斜流部３に斜流
部３と直交する出口ヘッダ管５を設け、低温流体６を入
口ヘッダ管４から供給して出口ヘッダ管５から導出する
ようにし、高温流体７を斜流部２に対して側方から供給
して斜流部３の側方から排出するようにした熱交換器本
体８を形成している。
器の一例を図８〜図１１を参照して説明すると、この熱
交換器は、矩形形状を有する対向流部１の両側に斜流部
２，３を備え、一方の斜流部２に斜流部２と直交する入
口ヘッダ管４（図１０）を設け、他方の斜流部３に斜流
部３と直交する出口ヘッダ管５を設け、低温流体６を入
口ヘッダ管４から供給して出口ヘッダ管５から導出する
ようにし、高温流体７を斜流部２に対して側方から供給
して斜流部３の側方から排出するようにした熱交換器本
体８を形成している。
【０００４】熱交換器本体８は、薄板からなる隔離板９
と、薄板を折曲げて形成した低温側流路板（伝熱コア
部）１０と、薄板を折曲げて形成した高温側流路板（伝
熱コア部）１１とを順次複数段積層した構造を有してお
り、斜流部２，３では、一般的にストレートフィンが用
いられ、低温流体６を流す低温側流路１２と高温流体７
を流す高温側流路１３とが隔離板９を挟んで交差してい
る。又、対向流部１では、低温側流路１２と高温側流路
１３が、夫々の流体が対向して流れるように隔離板９を
挟んで、平行に配置されている。図中４ａ，５ａは、隔
離板９、低温側流路板１０、及び高温側流路板１１の夫
々に形成したヘッダ管用開口である。
と、薄板を折曲げて形成した低温側流路板（伝熱コア
部）１０と、薄板を折曲げて形成した高温側流路板（伝
熱コア部）１１とを順次複数段積層した構造を有してお
り、斜流部２，３では、一般的にストレートフィンが用
いられ、低温流体６を流す低温側流路１２と高温流体７
を流す高温側流路１３とが隔離板９を挟んで交差してい
る。又、対向流部１では、低温側流路１２と高温側流路
１３が、夫々の流体が対向して流れるように隔離板９を
挟んで、平行に配置されている。図中４ａ，５ａは、隔
離板９、低温側流路板１０、及び高温側流路板１１の夫
々に形成したヘッダ管用開口である。
【０００５】又、対向流部１には、低温側流路１２及び
高温側流路１３をストレートフィンの形状とする他に、
隔離板９を挟んで互い違いに通過する低温流体６と高温
流体７の間の熱交換量を増加するために、図１２に示す
ように流体が分岐と合流を繰り返すように折曲げ部の位
置をずらしたオフセットフィン１４の形状としたり、或
いは図１３に示すように折曲げられたストレートフィン
の流路内にツイストテープ（ねじり板）１５等の伝熱促
進体を挿入して、伝熱面積を増大させることにより、熱
交換効率を向上させたものがある。
高温側流路１３をストレートフィンの形状とする他に、
隔離板９を挟んで互い違いに通過する低温流体６と高温
流体７の間の熱交換量を増加するために、図１２に示す
ように流体が分岐と合流を繰り返すように折曲げ部の位
置をずらしたオフセットフィン１４の形状としたり、或
いは図１３に示すように折曲げられたストレートフィン
の流路内にツイストテープ（ねじり板）１５等の伝熱促
進体を挿入して、伝熱面積を増大させることにより、熱
交換効率を向上させたものがある。
【０００６】隔離板９と、低温側流路板１０と、高温側
流路板１１とは、ロウ付け用のロウ材を挟み込みつつ交
互に複数積層し、その積層方向両端部には側板１７，１
８をロウ材を挟んで積層し、こうした積層体を、ロウ付
けに必要な圧力を積層方向にかけつつ、高温真空炉内に
て加熱し、予め挟み込んだロウ材を溶解させて部材同志
を接着し、側板１７，１８のヘッダ管用開口４ａ，５ａ
に、図１０に示すようにヘッダ管４，５をステー１９を
介して接合することにより熱交換器本体８を構成してい
る。
流路板１１とは、ロウ付け用のロウ材を挟み込みつつ交
互に複数積層し、その積層方向両端部には側板１７，１
８をロウ材を挟んで積層し、こうした積層体を、ロウ付
けに必要な圧力を積層方向にかけつつ、高温真空炉内に
て加熱し、予め挟み込んだロウ材を溶解させて部材同志
を接着し、側板１７，１８のヘッダ管用開口４ａ，５ａ
に、図１０に示すようにヘッダ管４，５をステー１９を
介して接合することにより熱交換器本体８を構成してい
る。
【０００７】隔離板９同士は、図１０に示すように、周
囲部及びヘッダ管４，５挿入のためのヘッダ管用開口４
ａ，５ａの内周部を溶接にて接合し、各流路が隔離板９
によって仕切られ、低温流体６と高温流体７とが互に混
合しない構造となっている。
囲部及びヘッダ管４，５挿入のためのヘッダ管用開口４
ａ，５ａの内周部を溶接にて接合し、各流路が隔離板９
によって仕切られ、低温流体６と高温流体７とが互に混
合しない構造となっている。
【０００８】又、上記したようにストレートフィンの形
式、図１２のようなオフセットフィン１４の形式、或い
は図１３のようなツイストテープ１５等の伝熱促進体を
挟み込む形式のプレート・フィン型熱交換器の他に、図
１４に示すように、伝熱促進体に相当する波面２０を隔
離板９に直接形成したプレート・フィン型熱交換器も実
施されている。又、図８のように２つのヘッダ管用開口
４ａ，５ａを備えた形式の他に、例えば図１４に示すよ
うに、４つのヘッダ管用開口４ａ，５ａ、４ｂ，５ｂを
備えた形式のものもある。
式、図１２のようなオフセットフィン１４の形式、或い
は図１３のようなツイストテープ１５等の伝熱促進体を
挟み込む形式のプレート・フィン型熱交換器の他に、図
１４に示すように、伝熱促進体に相当する波面２０を隔
離板９に直接形成したプレート・フィン型熱交換器も実
施されている。又、図８のように２つのヘッダ管用開口
４ａ，５ａを備えた形式の他に、例えば図１４に示すよ
うに、４つのヘッダ管用開口４ａ，５ａ、４ｂ，５ｂを
備えた形式のものもある。
【０００９】熱交換器本体８を挟み込んで強度保証をす
る側板１７，１８は、熱交換器本体８の運転・停止時の
加熱・冷却によって熱交換器本体８が積層方向に必要以
上に伸縮しないように、側板１７，１８とヘッダ管４，
５とをステー１９にて接合することによって強度を確保
している。側板１７，１８の厚さは、外部からの衝撃に
耐え、且つ外部ケーシング等に支持具を介して荷重を支
持するために厚くすることもあるし、又、内部加熱によ
る熱交換器本体８の伸縮に追従できるように薄いものと
して、側板１７，１８と低温側流路板１０及び高温側流
路板１１との伸縮量差が小さくなるように工夫したもの
もある。
る側板１７，１８は、熱交換器本体８の運転・停止時の
加熱・冷却によって熱交換器本体８が積層方向に必要以
上に伸縮しないように、側板１７，１８とヘッダ管４，
５とをステー１９にて接合することによって強度を確保
している。側板１７，１８の厚さは、外部からの衝撃に
耐え、且つ外部ケーシング等に支持具を介して荷重を支
持するために厚くすることもあるし、又、内部加熱によ
る熱交換器本体８の伸縮に追従できるように薄いものと
して、側板１７，１８と低温側流路板１０及び高温側流
路板１１との伸縮量差が小さくなるように工夫したもの
もある。
【００１０】又、図１６に示した左右非対称形状の熱交
換器本体８は、図示するように、ヘッダ管用開口４ａ，
５ａの径が異なった非対称形状を有している点が違うの
みで、その他の構成は前記した左右対称形状の熱交換器
本体と同様に構成されている。
換器本体８は、図示するように、ヘッダ管用開口４ａ，
５ａの径が異なった非対称形状を有している点が違うの
みで、その他の構成は前記した左右対称形状の熱交換器
本体と同様に構成されている。
【００１１】図１７、図１８及び図１９、図２０は、上
記したような熱交換器本体８を、ガスタービン設備等の
熱機器の排ガスの熱回収のために用いた場合を示してい
る。即ち、図１７〜図２０では、空気圧縮機２１で圧縮
した加圧空気を入口ヘッダ管４から熱交換器本体８に導
入して排ガスと熱交換を行わせ、高温となった加圧空気
を出口ヘッダ管５から燃焼器２２に導いて燃料を添加す
ることにより燃焼させ、燃焼によって生じた高温・高圧
の排ガスを出力タービン２３に導いて仕事を行った後、
排ガスを高温流体入口２４から熱交換器本体８に導いて
前記加圧空気との熱交換を行うようにしている。
記したような熱交換器本体８を、ガスタービン設備等の
熱機器の排ガスの熱回収のために用いた場合を示してい
る。即ち、図１７〜図２０では、空気圧縮機２１で圧縮
した加圧空気を入口ヘッダ管４から熱交換器本体８に導
入して排ガスと熱交換を行わせ、高温となった加圧空気
を出口ヘッダ管５から燃焼器２２に導いて燃料を添加す
ることにより燃焼させ、燃焼によって生じた高温・高圧
の排ガスを出力タービン２３に導いて仕事を行った後、
排ガスを高温流体入口２４から熱交換器本体８に導いて
前記加圧空気との熱交換を行うようにしている。
【００１２】このように、ガスタービン設備等において
は、出力タービン２３の排ガス出口部に直接熱交換器本
体８を設置して、高温の排ガスを導入することが多い。
特にガスタービン設備では、上記したように、排ガスの
熱を回収し、燃焼器２２入口の空気温度を上げて、熱効
率を高める手法が採られるが、出力タービン２３の特徴
であるコンパクト性を活かすために、熱交換器本体８を
出力タービン２３の下流直下に接続し、全体の占める空
間を出来るだけ小さくしている。
は、出力タービン２３の排ガス出口部に直接熱交換器本
体８を設置して、高温の排ガスを導入することが多い。
特にガスタービン設備では、上記したように、排ガスの
熱を回収し、燃焼器２２入口の空気温度を上げて、熱効
率を高める手法が採られるが、出力タービン２３の特徴
であるコンパクト性を活かすために、熱交換器本体８を
出力タービン２３の下流直下に接続し、全体の占める空
間を出来るだけ小さくしている。
【００１３】上記熱交換器本体８をガスタービン設備等
に設置する方法としては、図１７、図１８に示す方法
と、図１９、図２０に示す方法とが用いられている。
に設置する方法としては、図１７、図１８に示す方法
と、図１９、図２０に示す方法とが用いられている。
【００１４】図１７、図１８では、厚板で構成した側板
１７，１８に固定金具２５を溶接等で固定し、その固定
金具２５をケーシング２６の内面に固定したブラケット
２７に連結することにより熱交換器本体８の荷重をケー
シング２６に支持している。この方式は、側板１７，１
８が溶接に耐えられる厚さである場合に、効率よく設置
が可能である。
１７，１８に固定金具２５を溶接等で固定し、その固定
金具２５をケーシング２６の内面に固定したブラケット
２７に連結することにより熱交換器本体８の荷重をケー
シング２６に支持している。この方式は、側板１７，１
８が溶接に耐えられる厚さである場合に、効率よく設置
が可能である。
【００１５】又、図１９、図２０では、ケーシング２６
内における熱交換器本体８下側の高温流体入口２４の上
部に、スリット２８を備えた支持具２９を一体に固定
し、その支持具２９の上部に熱交換器本体８を設置する
ことによって支持するようにしている。この方式は、側
板１７，１８に大きな負荷がかからず、側板１７，１８
を薄板によって形成できるので、側板１７，１８と低温
側流路板１０及び高温側流路板１１との伸縮量差による
応力の発生を抑制できる利点がある。
内における熱交換器本体８下側の高温流体入口２４の上
部に、スリット２８を備えた支持具２９を一体に固定
し、その支持具２９の上部に熱交換器本体８を設置する
ことによって支持するようにしている。この方式は、側
板１７，１８に大きな負荷がかからず、側板１７，１８
を薄板によって形成できるので、側板１７，１８と低温
側流路板１０及び高温側流路板１１との伸縮量差による
応力の発生を抑制できる利点がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１７、図１
８に示した熱交換器は、熱交換器本体８の支持が比較的
容易であるが、積層数が増加してくると熱交換器本体８
の自重による撓みが発生し、特に、厚板の側板１７，１
８と、薄板の低温側流路板１０及び高温側流路板１１と
の伸縮量差によって、側板１７，１８と、薄板の低温側
流路板１０及び高温側流路板１１との接合部に応力が集
中して剥離や亀裂が生じ易いという問題がある。
８に示した熱交換器は、熱交換器本体８の支持が比較的
容易であるが、積層数が増加してくると熱交換器本体８
の自重による撓みが発生し、特に、厚板の側板１７，１
８と、薄板の低温側流路板１０及び高温側流路板１１と
の伸縮量差によって、側板１７，１８と、薄板の低温側
流路板１０及び高温側流路板１１との接合部に応力が集
中して剥離や亀裂が生じ易いという問題がある。
【００１７】又、図１９、図２０に示した熱交換器は、
熱交換器本体８を下部に設けた支持具２９によって支持
するために、荷重を均等に分散して支持でき応力の発生
を小さくすることができるものの、ケーシング２６に固
定する支持具２９の構造が大がかりになり、そのために
支持具２９が高温流体７の流れを塞ぐことになって、圧
損が増加し、ガスタービン等主機の効率が低下するとい
う問題がある。
熱交換器本体８を下部に設けた支持具２９によって支持
するために、荷重を均等に分散して支持でき応力の発生
を小さくすることができるものの、ケーシング２６に固
定する支持具２９の構造が大がかりになり、そのために
支持具２９が高温流体７の流れを塞ぐことになって、圧
損が増加し、ガスタービン等主機の効率が低下するとい
う問題がある。
【００１８】本発明は、簡単な構成にて、熱交換器本体
に応力の集中を生じさせることなく支持することがで
き、しかも熱交換高率を高く保持できるプレート・フィ
ン型熱交換器を提供することを目的としているものであ
る。
に応力の集中を生じさせることなく支持することがで
き、しかも熱交換高率を高く保持できるプレート・フィ
ン型熱交換器を提供することを目的としているものであ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、低温側流路板
と高温側流路板とが隔離板を挟んで交互に積層されるこ
とにより対向流部と斜流部とが形成され且つその積層方
向両外側に側板が備えられ、斜流部にヘッダ管用開口が
形成された積層体を、ロウ付けにて一体に組み立てるよ
うにしているプレート・フィン型熱交換器であって、隔
離板の外辺部に、係止用凸部を予め一体に形成してお
き、係止用凸部を固定部材上に載置することにより熱交
換器本体の重量を固定部材に支持したことを特徴とする
プレート・フィン型熱交換器、に係るものである。
と高温側流路板とが隔離板を挟んで交互に積層されるこ
とにより対向流部と斜流部とが形成され且つその積層方
向両外側に側板が備えられ、斜流部にヘッダ管用開口が
形成された積層体を、ロウ付けにて一体に組み立てるよ
うにしているプレート・フィン型熱交換器であって、隔
離板の外辺部に、係止用凸部を予め一体に形成してお
き、係止用凸部を固定部材上に載置することにより熱交
換器本体の重量を固定部材に支持したことを特徴とする
プレート・フィン型熱交換器、に係るものである。
【００２０】上記手段において、隔離板に形成する係止
用凸部は、斜交流部に挟まれた対向流部の両端外側に突
出するように形成することができ、係止用凸部は、滑り
機構を介して固定部材上に支持することができる。
用凸部は、斜交流部に挟まれた対向流部の両端外側に突
出するように形成することができ、係止用凸部は、滑り
機構を介して固定部材上に支持することができる。
【００２１】上記手段の作用を説明する。
【００２２】本発明によれば、積層によって構成する形
式の熱交換器において、高温流体と低温流体を分離しす
る隔離板に、予め係止用凸部を形成しておき、積層して
一体化された熱交換器本体をケーシングの固定部材に設
置することにより支持するようにしたので、熱交換器本
体の自重を各係止用凸部で分散して支持することがで
き、よって従来の熱交換器本体を一部で支持する方式に
よる応力の発生の問題を軽減でき、しかも従来のように
高温流体の通過する流路を支持具で妨げることがないの
で、ガスタービン等主機の効率を維持することができ
る。
式の熱交換器において、高温流体と低温流体を分離しす
る隔離板に、予め係止用凸部を形成しておき、積層して
一体化された熱交換器本体をケーシングの固定部材に設
置することにより支持するようにしたので、熱交換器本
体の自重を各係止用凸部で分散して支持することがで
き、よって従来の熱交換器本体を一部で支持する方式に
よる応力の発生の問題を軽減でき、しかも従来のように
高温流体の通過する流路を支持具で妨げることがないの
で、ガスタービン等主機の効率を維持することができ
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態例につい
て図を参照して説明する。
て図を参照して説明する。
【００２４】図１、図２は、左右対称形状の熱交換器に
適用した本発明の一例を示したもので、図中、図８〜図
１１と同一のものには同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
適用した本発明の一例を示したもので、図中、図８〜図
１１と同一のものには同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
【００２５】図１、図２に示すように、低温側流路板１
０と高温側流路板１１との間に挟んで積層される隔離板
９の外辺部に、外方に延長された係止用凸部３０を一体
に形成する。隔離板９に形成する係止用凸部３０は、熱
交換器本体３１に形成される斜流部２，３の挟まれた対
向流部１の両端外側に張出すように形成する。
０と高温側流路板１１との間に挟んで積層される隔離板
９の外辺部に、外方に延長された係止用凸部３０を一体
に形成する。隔離板９に形成する係止用凸部３０は、熱
交換器本体３１に形成される斜流部２，３の挟まれた対
向流部１の両端外側に張出すように形成する。
【００２６】上記したように係止用凸部３０が備えられ
た隔離板９は、一枚の薄板から切り出すことができる。
この場合の隔離板９の製造例を示すと、隔離板９として
の必要な大きさよりも大きい形状に薄板を切断した後、
必要に応じてプレス成形機を用いて流路を形成するため
のエンボス３２（図１）を対向流部１の位置に形成す
る。
た隔離板９は、一枚の薄板から切り出すことができる。
この場合の隔離板９の製造例を示すと、隔離板９として
の必要な大きさよりも大きい形状に薄板を切断した後、
必要に応じてプレス成形機を用いて流路を形成するため
のエンボス３２（図１）を対向流部１の位置に形成す
る。
【００２７】その後、適当な寸法に外周を切断して隔離
板９とするが、その際に係止用凸部３０を切り残す。こ
れにより、係止用凸部３０が予め一体に形成された隔離
板９を製造することができる。
板９とするが、その際に係止用凸部３０を切り残す。こ
れにより、係止用凸部３０が予め一体に形成された隔離
板９を製造することができる。
【００２８】このようにして得た隔離板９は、図１０に
示した従来の熱交換器と同様に、低温側流路板１０と高
温側流路板１１との間に挟み込むようにして複数積層
し、更に両外側に薄板の側板１７，１８を積層し、この
ようにした積層体をロウ付けにより一体化し、ヘッダ管
用開口４ａ，５ａにヘッダ管４，５を取り付けることに
より熱交換器本体３１を構成する。これにより、図１、
図２に示すように、従来の図８、図９に示した熱交換器
本体８に対して、係止用凸部３０が外側に張り出した形
状の熱交換器本体３１が完成する。
示した従来の熱交換器と同様に、低温側流路板１０と高
温側流路板１１との間に挟み込むようにして複数積層
し、更に両外側に薄板の側板１７，１８を積層し、この
ようにした積層体をロウ付けにより一体化し、ヘッダ管
用開口４ａ，５ａにヘッダ管４，５を取り付けることに
より熱交換器本体３１を構成する。これにより、図１、
図２に示すように、従来の図８、図９に示した熱交換器
本体８に対して、係止用凸部３０が外側に張り出した形
状の熱交換器本体３１が完成する。
【００２９】上記係止用凸部３０を備えた熱交換器本体
３１は、図１に示すように、ケーシング２６の内側に固
定した固定金具状の固定部材３３上に、係止用凸部３０
を介して載置することにより支持する。又、熱交換器本
体８の係止用凸部３０を設ける端面は高温流体７が流れ
る流路の一部であり、該部の流路抵抗が熱交換器本体８
内部の高温側流路１３の流路抵抗より小さいために、該
部に高温流体７が多く流れてしまう問題を防止する必要
がある。このため、ケーシング２６と熱交換器本体３１
との隙間には、ベローズやグランドパッキン等のシール
機構４２を設けて、流体のリークを防止する。尚、シー
ル機構４２は、隙間の一部にのみ設けた場合を開示した
が、隙間のすべてに亘って設けてもよい。
３１は、図１に示すように、ケーシング２６の内側に固
定した固定金具状の固定部材３３上に、係止用凸部３０
を介して載置することにより支持する。又、熱交換器本
体８の係止用凸部３０を設ける端面は高温流体７が流れ
る流路の一部であり、該部の流路抵抗が熱交換器本体８
内部の高温側流路１３の流路抵抗より小さいために、該
部に高温流体７が多く流れてしまう問題を防止する必要
がある。このため、ケーシング２６と熱交換器本体３１
との隙間には、ベローズやグランドパッキン等のシール
機構４２を設けて、流体のリークを防止する。尚、シー
ル機構４２は、隙間の一部にのみ設けた場合を開示した
が、隙間のすべてに亘って設けてもよい。
【００３０】前記係止用凸部３０は、隔離板９の全てに
施工し、この係止用凸部３０を介してケーシング２６の
固定部材３３上に支持させることが最も自重を分散でき
て安定支持ができる点で好ましいが、係止用凸部３０の
座屈荷重以下であるならば、係止用凸部３０を設ける隔
離板９の数は任意に選定することができる。
施工し、この係止用凸部３０を介してケーシング２６の
固定部材３３上に支持させることが最も自重を分散でき
て安定支持ができる点で好ましいが、係止用凸部３０の
座屈荷重以下であるならば、係止用凸部３０を設ける隔
離板９の数は任意に選定することができる。
【００３１】次に、ケーシング２６の固定部材３３に対
する熱交換器本体３１の設置方法について説明する。
する熱交換器本体３１の設置方法について説明する。
【００３２】図３では、熱交換器本体３１の係止用凸部
３０を、ケーシング２６の固定部材３３上に単に載置す
るのみとしている。なお、この時、熱交換器本体３１が
振動等によって横方向に自由に移動することがないよう
にするために、熱交換器本体３１とケーシング２６との
間に、ダンパ等の緩衝材を配置することができる。図３
の方法は、最も簡単・安価な方法である。
３０を、ケーシング２６の固定部材３３上に単に載置す
るのみとしている。なお、この時、熱交換器本体３１が
振動等によって横方向に自由に移動することがないよう
にするために、熱交換器本体３１とケーシング２６との
間に、ダンパ等の緩衝材を配置することができる。図３
の方法は、最も簡単・安価な方法である。
【００３３】一方、図３において、固定部材３３上に載
置した係止用凸部３０の下辺３０ａを、ロウ付け、溶接
等にて固定部材３３に固定する方法がある。この方法
は、熱交換器本体３１を曝す雰囲気が高温・高圧の場
合、又は高積層の構造である場合には、積層方向への膨
張量が無視できないものになる可能性があるために、そ
れ以外の場合において適用する方法であり、耐震・耐振
動・耐久力等において信頼性が高い方法である。
置した係止用凸部３０の下辺３０ａを、ロウ付け、溶接
等にて固定部材３３に固定する方法がある。この方法
は、熱交換器本体３１を曝す雰囲気が高温・高圧の場
合、又は高積層の構造である場合には、積層方向への膨
張量が無視できないものになる可能性があるために、そ
れ以外の場合において適用する方法であり、耐震・耐振
動・耐久力等において信頼性が高い方法である。
【００３４】図４では、固定部材３３に、係止用凸部３
０の間隔に対応したスリット３４を予め形成しておき、
このスリット３４に係止用凸部３０を嵌合させて載置す
ることにより固定する方法である。この方法は、熱交換
器本体３１を曝す雰囲気が低温・低圧の場合に適用さ
れ、熱交換器本体３１の位置決めが簡単、安価にでき、
熱交換器本体３１が振動等により横方向へ移動するのを
防止できる。
０の間隔に対応したスリット３４を予め形成しておき、
このスリット３４に係止用凸部３０を嵌合させて載置す
ることにより固定する方法である。この方法は、熱交換
器本体３１を曝す雰囲気が低温・低圧の場合に適用さ
れ、熱交換器本体３１の位置決めが簡単、安価にでき、
熱交換器本体３１が振動等により横方向へ移動するのを
防止できる。
【００３５】図５では、係止用凸部３０の下辺に、係止
用凸部３０の各々あるいは何枚かに亘ってガイド板３５
を取付ける一方、固定部材３３の上面に、ガイド板３５
を移動可能に支持するための滑り機構３６を設ける方法
である。
用凸部３０の各々あるいは何枚かに亘ってガイド板３５
を取付ける一方、固定部材３３の上面に、ガイド板３５
を移動可能に支持するための滑り機構３６を設ける方法
である。
【００３６】図６は、滑り機構３６の一例を示したもの
で、コロ軸受の一種であるローラ３７を備えたローラガ
イド３８を設け、ローラガイド３８のローラ３７上にガ
イド板３５を載置する方法である。この方法は、熱交換
器本体３１を曝す雰囲気が高温・高圧の場合に、熱交換
器本体３１の伸縮量が大きくなっても、ローラガイド３
８によって自由に変形を逃がすことができ、熱応力を生
じさせない利点がある。このように、熱交換器本体３１
が膨張・収縮を繰り返しても、その伸縮はローラガイド
３８により吸収されるので、熱応力に起因する剥離、亀
裂等の問題の発生を防ぐことができる。
で、コロ軸受の一種であるローラ３７を備えたローラガ
イド３８を設け、ローラガイド３８のローラ３７上にガ
イド板３５を載置する方法である。この方法は、熱交換
器本体３１を曝す雰囲気が高温・高圧の場合に、熱交換
器本体３１の伸縮量が大きくなっても、ローラガイド３
８によって自由に変形を逃がすことができ、熱応力を生
じさせない利点がある。このように、熱交換器本体３１
が膨張・収縮を繰り返しても、その伸縮はローラガイド
３８により吸収されるので、熱応力に起因する剥離、亀
裂等の問題の発生を防ぐことができる。
【００３７】図７は、滑り機構３６の他の例を示したも
ので、固定部材３３の上面に縁３９をつけて容器４０を
形成し、その容器４０内に金属球、セラミック球、プラ
スチック球（低温の場合）等の球体４１を配置し、球体
４１の上に前記ガイド板３５を載置する方法である。こ
の方法では、熱交換器本体３１を曝す雰囲気が高温・高
圧の場合に、熱交換器本体３１の伸縮量が大きくなって
も、球体４１の転がりでその伸縮を逃がすことができ、
熱応力を極力発生させないようにすることができる。熱
交換器本体３１が膨張・収縮を繰り返しても、その伸縮
は球体４１の移動に吸収されるので、熱応力に起因する
剥離、亀裂等の問題を防止できる。更に、この球体４１
を用いた方法は、図６のローラガイド３８に比べて構造
が簡単で、平面移動に対応でき、熱によるコロ軸受の焼
き付きの問題がないので信頼性が高い。
ので、固定部材３３の上面に縁３９をつけて容器４０を
形成し、その容器４０内に金属球、セラミック球、プラ
スチック球（低温の場合）等の球体４１を配置し、球体
４１の上に前記ガイド板３５を載置する方法である。こ
の方法では、熱交換器本体３１を曝す雰囲気が高温・高
圧の場合に、熱交換器本体３１の伸縮量が大きくなって
も、球体４１の転がりでその伸縮を逃がすことができ、
熱応力を極力発生させないようにすることができる。熱
交換器本体３１が膨張・収縮を繰り返しても、その伸縮
は球体４１の移動に吸収されるので、熱応力に起因する
剥離、亀裂等の問題を防止できる。更に、この球体４１
を用いた方法は、図６のローラガイド３８に比べて構造
が簡単で、平面移動に対応でき、熱によるコロ軸受の焼
き付きの問題がないので信頼性が高い。
【００３８】上記したように、隔離板９に設けた係止用
凸部３０を介して熱交換器本体３１を固定部材３３に支
持すると、平面形状が大きく自重が大きな熱交換器本体
３１でも、隔離板９の枚数で自重を割った単位荷重のみ
が各隔離板９に作用するだけであり、よって従来の熱交
換器本体８を両端から支持する方式のように、熱交換器
本体８自体の撓みの発生、及び厚板の側板１７，１８を
設けることによる伸縮量差・応力による剥離、亀裂の発
生、変形といった問題の発生を低減することができる。
凸部３０を介して熱交換器本体３１を固定部材３３に支
持すると、平面形状が大きく自重が大きな熱交換器本体
３１でも、隔離板９の枚数で自重を割った単位荷重のみ
が各隔離板９に作用するだけであり、よって従来の熱交
換器本体８を両端から支持する方式のように、熱交換器
本体８自体の撓みの発生、及び厚板の側板１７，１８を
設けることによる伸縮量差・応力による剥離、亀裂の発
生、変形といった問題の発生を低減することができる。
【００３９】又、使用状態での高温・高圧によって熱交
換器本体３１は伸びるが、特に積層方向について、従来
の両端支持方法ではその両端を固定して熱膨張による変
形を止めてしまうために内部応力が高まり、破壊に至る
可能性があるが、前記したよう隔離板９に形成した係止
用凸部３０を固定部材３３に載置して熱交換器本体３１
を支持すると、熱交換器本体３１を支持するための構成
を簡単にできる上に、固定部材３３と係止用凸部３０と
の間に滑り機構３６を採用すると、熱交換器本体３１の
膨張に容易に追従することができて、内部応力の発生を
抑制できる。
換器本体３１は伸びるが、特に積層方向について、従来
の両端支持方法ではその両端を固定して熱膨張による変
形を止めてしまうために内部応力が高まり、破壊に至る
可能性があるが、前記したよう隔離板９に形成した係止
用凸部３０を固定部材３３に載置して熱交換器本体３１
を支持すると、熱交換器本体３１を支持するための構成
を簡単にできる上に、固定部材３３と係止用凸部３０と
の間に滑り機構３６を採用すると、熱交換器本体３１の
膨張に容易に追従することができて、内部応力の発生を
抑制できる。
【００４０】又、係止用凸部３０は、熱交換器本体３１
の側方に張出して設けられているので、図１９、図２０
に示した従来方式のように、支持具２９が高温流体入口
２４を塞ぐことによって圧損が増加するという問題はな
く、ガスタービン等主機の効率の低下を防止できる。
の側方に張出して設けられているので、図１９、図２０
に示した従来方式のように、支持具２９が高温流体入口
２４を塞ぐことによって圧損が増加するという問題はな
く、ガスタービン等主機の効率の低下を防止できる。
【００４１】上記したように、係止用凸部３０を備えた
隔離板９によって熱交換器本体３１の支持を行うように
した構成は、平板からプレス成形・切断して製作される
薄板構造のプレート・フィン型熱交換器に特に有効であ
る。
隔離板９によって熱交換器本体３１の支持を行うように
した構成は、平板からプレス成形・切断して製作される
薄板構造のプレート・フィン型熱交換器に特に有効であ
る。
【００４２】なお、本発明は図示した形態例にのみ限定
されるものではなく、熱交換器本体の構成は、左右対
称、左右非対称を含め、一般的なプレス成形隔離板を使
用する積層形の種々の熱交換器に適用することができる
こと、その他本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更
を加え得ることは勿論である。
されるものではなく、熱交換器本体の構成は、左右対
称、左右非対称を含め、一般的なプレス成形隔離板を使
用する積層形の種々の熱交換器に適用することができる
こと、その他本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更
を加え得ることは勿論である。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、積層によって構成され
る形式のプレート・フィン形熱交換器において、高温流
体と低温流体を分離しする隔離板に、予め支持用の係止
用凸部を形成しておき、積層して一体化された熱交換器
本体を、係止用凸部を介してケーシングの固定部材上に
設置するようにしたので、熱交換器本体の自重を各係止
用凸部により分散して支持することができ、よって従来
の熱交換器本体を一部で支持する方式のような応力の発
生の問題を低減でき、しかも従来のように高温流体の通
過する流路を支持具で妨げることがないので、主機効率
の低下を防止する効果がある。
る形式のプレート・フィン形熱交換器において、高温流
体と低温流体を分離しする隔離板に、予め支持用の係止
用凸部を形成しておき、積層して一体化された熱交換器
本体を、係止用凸部を介してケーシングの固定部材上に
設置するようにしたので、熱交換器本体の自重を各係止
用凸部により分散して支持することができ、よって従来
の熱交換器本体を一部で支持する方式のような応力の発
生の問題を低減でき、しかも従来のように高温流体の通
過する流路を支持具で妨げることがないので、主機効率
の低下を防止する効果がある。
【図１】本発明を実施する一形態例の正面図である。
【図２】図１の熱交換器本体を分解して部品の形状を示
した斜視図である。
した斜視図である。
【図３】係止用凸部を固定部材に支持する方法の一例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図４】係止用凸部を固定部材に支持する方法の他の例
を示す固定部材の斜視図である。
を示す固定部材の斜視図である。
【図５】係止用凸部を固定部材に支持する方法の更に他
の例を示す斜視図である。
の例を示す斜視図である。
【図６】図５の滑り機構の一例を示す斜視図である。
【図７】図５の滑り機構の他の例を示す斜視図である。
【図８】従来の左右対称形状の熱交換器本体の正面図で
ある。
ある。
【図９】図８の熱交換器本体の斜視図である。
【図１０】図８の切断側面図である。
【図１１】図８の熱交換器本体を分解して部品の形状を
示した斜視図である。
示した斜視図である。
【図１２】オフセットフィンの一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図１３】ツイストテープ等の伝熱促進体を備えた場合
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１４】４つのヘッダ管用開口を備えた形式の熱交換
器本体の正面図である。
器本体の正面図である。
【図１５】図１４における隔離板の形状例を示した部分
詳細図である。
詳細図である。
【図１６】従来の左右非対称形状の熱交換器本体の正面
図である。
図である。
【図１７】熱交換器本体をガスタービン設備に設置する
従来方式の一例を示す側面図である。
従来方式の一例を示す側面図である。
【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ方向矢視図である。
【図１９】熱交換器本体をガスタービン設備に設置する
従来方式の他の例を示す側面図である。
従来方式の他の例を示す側面図である。
【図２０】図１９のＸＸ方向矢視図である。
１ 対向流部 ２ 斜流部 ３ 斜流部 ４ａ，５ａ、４ｂ，５ｂ ヘッダ管用開口 ９ 隔離板 １０ 低温側流路板 １１ 高温側流路板 １７，１８ 側板 ２６ ケーシング ３０ 係止用凸部 ３１ 熱交換器本体 ３３ 固定部材 ３６ 滑り機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳村 幸宏 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 Ｆターム(参考） 3L103 AA08 AA37 DD15 DD53 DD57 DD58
Claims (3)
- 【請求項１】 低温側流路板と高温側流路板とが隔離板
を挟んで交互に積層されることにより対向流部と斜流部
とが形成され且つその積層方向両外側に側板が備えら
れ、斜流部にヘッダ管用開口が形成された積層体を、ロ
ウ付けにて一体に組み立てるようにしているプレート・
フィン型熱交換器であって、隔離板の外辺部に、係止用
凸部を予め一体に形成しておき、係止用凸部を固定部材
上に載置することにより熱交換器本体の重量を固定部材
に支持したことを特徴とするプレート・フィン型熱交換
器。 - 【請求項２】 隔離板に形成する係止用凸部は、斜交流
部に挟まれた対向流部の両端外側に突出するように形成
されていることを特徴とする請求項１記載のプレート・
フィン型熱交換器。 - 【請求項３】 係止用凸部を、滑り機構を介して固定部
材上に支持することを特徴とする請求項１又は２記載の
プレート・フィン型熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11358399A JP4352504B2 (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | プレート・フィン型熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11358399A JP4352504B2 (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | プレート・フィン型熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000304487A true JP2000304487A (ja) | 2000-11-02 |
| JP4352504B2 JP4352504B2 (ja) | 2009-10-28 |
Family
ID=14615912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11358399A Expired - Fee Related JP4352504B2 (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | プレート・フィン型熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4352504B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1400772A3 (de) * | 2002-09-19 | 2005-10-05 | Modine Manufacturing Company | Plattenwärmeübertrager |
| JP2012220118A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Nhk Spring Co Ltd | 熱伝達モジュール、熱交換器用プレートアセンブリおよび熱交換器 |
| KR20180068496A (ko) * | 2016-12-14 | 2018-06-22 | 현대자동차주식회사 | 차량용 열교환기 |
| US11480393B2 (en) * | 2017-03-10 | 2022-10-25 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat exchanger plate, a plate package using such heat exchanger plate and a heat exchanger using such heat exchanger plate |
-
1999
- 1999-04-21 JP JP11358399A patent/JP4352504B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1400772A3 (de) * | 2002-09-19 | 2005-10-05 | Modine Manufacturing Company | Plattenwärmeübertrager |
| JP2012220118A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Nhk Spring Co Ltd | 熱伝達モジュール、熱交換器用プレートアセンブリおよび熱交換器 |
| KR20180068496A (ko) * | 2016-12-14 | 2018-06-22 | 현대자동차주식회사 | 차량용 열교환기 |
| KR102452541B1 (ko) * | 2016-12-14 | 2022-10-07 | 현대자동차주식회사 | 차량용 열교환기 |
| US11480393B2 (en) * | 2017-03-10 | 2022-10-25 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat exchanger plate, a plate package using such heat exchanger plate and a heat exchanger using such heat exchanger plate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4352504B2 (ja) | 2009-10-28 |
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