JP2000329493A - 積層型熱交換器 - Google Patents
積層型熱交換器Info
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- JP2000329493A JP2000329493A JP11139923A JP13992399A JP2000329493A JP 2000329493 A JP2000329493 A JP 2000329493A JP 11139923 A JP11139923 A JP 11139923A JP 13992399 A JP13992399 A JP 13992399A JP 2000329493 A JP2000329493 A JP 2000329493A
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- JP
- Japan
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-
- 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
- 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
- F28D9/0062—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 spaced plates with inserted elements
- F28D9/0075—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 spaced plates with inserted elements the plates having openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
-
- 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
- F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部に第１流体が流通するエレメントの積層
体と、その積層方向の端部に配置されるコアサポートと
を有する積層型熱交換器において、コアサポートとエレ
メントとの間に熱膨張の差が生じるとき、両者間の熱応
力を緩和できるものの提供。 【解決手段】 コアサポートの縁部から中央部までスリ
ットを形成し、熱応力が加わったとき、スリットが僅か
に変形可能なように構成する。
体と、その積層方向の端部に配置されるコアサポートと
を有する積層型熱交換器において、コアサポートとエレ
メントとの間に熱膨張の差が生じるとき、両者間の熱応
力を緩和できるものの提供。 【解決手段】 コアサポートの縁部から中央部までスリ
ットを形成し、熱応力が加わったとき、スリットが僅か
に変形可能なように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型熱交換器の
エレメントとコアサポートとの間に生じる熱応力を簡単
な構造で容易に吸収緩和することができるものに関す
る。
エレメントとコアサポートとの間に生じる熱応力を簡単
な構造で容易に吸収緩和することができるものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】積層型熱交換器は、夫々両端部に連通孔
を有する細長い一対の皿状のプレートを重ね合わせ、そ
の周縁を液密に接合してエレメントを形成し、複数のエ
レメントをその連通孔で液密に接合してコアを構成す
る。そしてそのエレメントの積層方向の一端にコアサポ
ートを接合する。コアサポートの両端には一対の出入口
が設けられ、その出入口とエレメントの連通孔とが液密
に接合されるものである。そしてエレメント内には、一
例として高温の流体が流通し、エレメントの外側には冷
却水が流通する。
を有する細長い一対の皿状のプレートを重ね合わせ、そ
の周縁を液密に接合してエレメントを形成し、複数のエ
レメントをその連通孔で液密に接合してコアを構成す
る。そしてそのエレメントの積層方向の一端にコアサポ
ートを接合する。コアサポートの両端には一対の出入口
が設けられ、その出入口とエレメントの連通孔とが液密
に接合されるものである。そしてエレメント内には、一
例として高温の流体が流通し、エレメントの外側には冷
却水が流通する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】各エレメント内に流通
する第１の流体とコアサポートの外面側に流通する第２
の流体とに温度差が有るため、両者間に熱膨張の差が生
じる。すると、エレメントとコアサポートの接合部であ
る連通孔の周縁部に亀裂が生じるおそれがある。そこで
本発明は、このような亀裂の生じ難い信頼性の高い積層
型熱交換器を提供することを課題とする。
する第１の流体とコアサポートの外面側に流通する第２
の流体とに温度差が有るため、両者間に熱膨張の差が生
じる。すると、エレメントとコアサポートの接合部であ
る連通孔の周縁部に亀裂が生じるおそれがある。そこで
本発明は、このような亀裂の生じ難い信頼性の高い積層
型熱交換器を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、夫々の両端部に連通孔１が形成され、少なくとも一
方が皿状に形成された互いに整合する一対のプレートを
有し、その周縁を互いに液密に接合してエレメント２が
形成され、複数の前記エレメント２を前記両連通孔１で
互いに液密に接合して、コア３が形成され、そのコア３
の積層方向一端に、前記両連通孔１に整合する一対の出
入口４を有する平板状のコアサポート５が接合された積
層型熱交換器において、そのコアサポート５に、その一
対の出入口４の間で、両出入口間を結ぶ仮想線Ａに交差
するようにスリット６が設けられ、両出入口間に熱応力
が加わったとき、そのスリット６が僅かに変形可能なよ
うに形成されたことを特徴とする積層型熱交換器であ
る。
は、夫々の両端部に連通孔１が形成され、少なくとも一
方が皿状に形成された互いに整合する一対のプレートを
有し、その周縁を互いに液密に接合してエレメント２が
形成され、複数の前記エレメント２を前記両連通孔１で
互いに液密に接合して、コア３が形成され、そのコア３
の積層方向一端に、前記両連通孔１に整合する一対の出
入口４を有する平板状のコアサポート５が接合された積
層型熱交換器において、そのコアサポート５に、その一
対の出入口４の間で、両出入口間を結ぶ仮想線Ａに交差
するようにスリット６が設けられ、両出入口間に熱応力
が加わったとき、そのスリット６が僅かに変形可能なよ
うに形成されたことを特徴とする積層型熱交換器であ
る。
【０００５】請求項２に記載の本発明は、請求項１にお
いて、各エレメント２およびコアサポート５の平面が細
長く形成され、第１のスリット６がコアサポート５の幅
方向の一方の縁部から、その幅方向中心部を通過するよ
うに形成され、第２のスリット６ａがコアサポート５の
幅方向の他方の縁部から、その幅方向中心部を通過する
ように形成された積層型熱交換器である。請求項３に記
載の本発明は、請求項１において、細長い前記コアサポ
ート５の前記出入口４の周縁部で且つ、その中心側に、
その幅方向に両縁からその出入口に沿って、一対の弧状
の縁部スリット６ｂが形成され、両縁部スリット６ｂに
対して半径方向に僅かに位置ずれして同心の千鳥に中心
部スリット６ｃが設けられ、その中心部スリット６ｃの
両端部が前記コアサポート５の幅方向の縁部近傍まで形
成された積層型熱交換器である。請求項４に記載の本発
明は、請求項３において、前記中心部スリット６ｃに対
して、前記両縁部スリット６ｂの半径方向反対側に、そ
の幅方向に両縁から補助縁部スリット６ｄが同心状に形
成された積層型熱交換器である。
いて、各エレメント２およびコアサポート５の平面が細
長く形成され、第１のスリット６がコアサポート５の幅
方向の一方の縁部から、その幅方向中心部を通過するよ
うに形成され、第２のスリット６ａがコアサポート５の
幅方向の他方の縁部から、その幅方向中心部を通過する
ように形成された積層型熱交換器である。請求項３に記
載の本発明は、請求項１において、細長い前記コアサポ
ート５の前記出入口４の周縁部で且つ、その中心側に、
その幅方向に両縁からその出入口に沿って、一対の弧状
の縁部スリット６ｂが形成され、両縁部スリット６ｂに
対して半径方向に僅かに位置ずれして同心の千鳥に中心
部スリット６ｃが設けられ、その中心部スリット６ｃの
両端部が前記コアサポート５の幅方向の縁部近傍まで形
成された積層型熱交換器である。請求項４に記載の本発
明は、請求項３において、前記中心部スリット６ｃに対
して、前記両縁部スリット６ｂの半径方向反対側に、そ
の幅方向に両縁から補助縁部スリット６ｄが同心状に形
成された積層型熱交換器である。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づいて本発明の実
施の形態につき説明する。図１は本発明の積層型熱交換
器の平面図であり、図２は図１のII−II矢視断面略図で
ある。また、図３は本発明の第２の実施例の平面図であ
り、図４は第３の実施例の要部平面図である。図１及び
図２に示す積層型熱交換器は、多数のエレメント２と、
それらの間に配置された多数のスペーサ７と、積層方向
一端に配置されたコアサポート５とを有する。エレメン
ト２は一方側が皿状に形成されると共に、その長手方向
両端部に連通孔１が形成された細長い一対のプレートを
重ね合わせて、その周縁部を液密に接合してなる。その
エレメント２の平面形状は、図１のコアサポート５と同
様に形成されている。また、夫々のエレメント２は連通
孔１で、リング状のスペーサ７を介して液密に接合され
ると共に、各エレメント２の外面間にアウターフィン９
が配置されている。
施の形態につき説明する。図１は本発明の積層型熱交換
器の平面図であり、図２は図１のII−II矢視断面略図で
ある。また、図３は本発明の第２の実施例の平面図であ
り、図４は第３の実施例の要部平面図である。図１及び
図２に示す積層型熱交換器は、多数のエレメント２と、
それらの間に配置された多数のスペーサ７と、積層方向
一端に配置されたコアサポート５とを有する。エレメン
ト２は一方側が皿状に形成されると共に、その長手方向
両端部に連通孔１が形成された細長い一対のプレートを
重ね合わせて、その周縁部を液密に接合してなる。その
エレメント２の平面形状は、図１のコアサポート５と同
様に形成されている。また、夫々のエレメント２は連通
孔１で、リング状のスペーサ７を介して液密に接合され
ると共に、各エレメント２の外面間にアウターフィン９
が配置されている。
【０００７】なお、積層方向最下端に位置するエレメン
ト２の下面側プレートには、連通孔が穿設されていない
ものが用いられる。或いは、連通孔のあるものを用いて
その開口を端板で閉塞する。さらに積層方向最上端に
は、スペーサ７を介してコアサポート５が配置される。
このコアサポート５の長手方向両端部には、図１に示す
如く、連通孔１に整合する一対の出入口４が穿設されて
いる。コアサポート５の板厚は、通常、エレメント２の
各プレートの板厚よりも厚く形成されている。そのコア
サポート５には、夫々の出入口４に近接して一対のスリ
ット６，６ａが形成されている。即ち、一方の出入口４
に近接し幅方向一方側縁部から他方側縁部近傍まで第１
のスリット６が形成され、他方の出入口４に近接し幅方
向の他方側縁部から一方側縁部近傍まで第２のスリット
６ａが形成されている。そしてこのスリット６，６ａ
は、夫々一対の出入口４の中心間を結ぶ仮想線Ａに交差
すると共に、エレメントの中心に対して点対称に配置さ
れている。
ト２の下面側プレートには、連通孔が穿設されていない
ものが用いられる。或いは、連通孔のあるものを用いて
その開口を端板で閉塞する。さらに積層方向最上端に
は、スペーサ７を介してコアサポート５が配置される。
このコアサポート５の長手方向両端部には、図１に示す
如く、連通孔１に整合する一対の出入口４が穿設されて
いる。コアサポート５の板厚は、通常、エレメント２の
各プレートの板厚よりも厚く形成されている。そのコア
サポート５には、夫々の出入口４に近接して一対のスリ
ット６，６ａが形成されている。即ち、一方の出入口４
に近接し幅方向一方側縁部から他方側縁部近傍まで第１
のスリット６が形成され、他方の出入口４に近接し幅方
向の他方側縁部から一方側縁部近傍まで第２のスリット
６ａが形成されている。そしてこのスリット６，６ａ
は、夫々一対の出入口４の中心間を結ぶ仮想線Ａに交差
すると共に、エレメントの中心に対して点対称に配置さ
れている。
【０００８】このコアサポート５の出入口４の孔縁部に
は、図２に示す如くボス部８が接合され、そのボス部８
の先端に図示しない配管が接続されるものである。そし
て一方のボス部８から各エレメント２内に高温の流体が
流入し、各エレメント２内を長手方向に流通して、他方
の図示しないボス部からそれが流出する。そして各エレ
メント２の外面及びアウターフィン９，コアサポート５
には、冷却水が流通し、その冷却水により、エレメント
２内の高温の流体が冷却されるものである。このとき、
エレメント２の熱膨張はコアサポート５のそれよりも大
きくなり、両者間に熱応力が生じる。その熱応力によっ
てスリット６が拡開する方向に変形し、エレメント２と
コアサポート５との熱膨張の差を吸収する。そして、ス
リットが存在しない場合に比べて、エレメント２の連通
孔１の孔縁部に加わる熱応力が小さく緩和される。
は、図２に示す如くボス部８が接合され、そのボス部８
の先端に図示しない配管が接続されるものである。そし
て一方のボス部８から各エレメント２内に高温の流体が
流入し、各エレメント２内を長手方向に流通して、他方
の図示しないボス部からそれが流出する。そして各エレ
メント２の外面及びアウターフィン９，コアサポート５
には、冷却水が流通し、その冷却水により、エレメント
２内の高温の流体が冷却されるものである。このとき、
エレメント２の熱膨張はコアサポート５のそれよりも大
きくなり、両者間に熱応力が生じる。その熱応力によっ
てスリット６が拡開する方向に変形し、エレメント２と
コアサポート５との熱膨張の差を吸収する。そして、ス
リットが存在しない場合に比べて、エレメント２の連通
孔１の孔縁部に加わる熱応力が小さく緩和される。
【０００９】次に、図３の例は出入口４の孔縁部に沿っ
て、幅方向の両縁から一対の縁部スリット６ｂと、その
内側に一つの中心部スリット６ｃとが形成されたもので
ある。中心部スリット６ｃは円弧状に形成され、その両
端がコアサポート５の縁の手前側で終わっている。縁部
スリット６ｂは夫々スリット６ｃの半径方向外側に配置
され、その一端が開口し、他端の閉塞端はスリット６ｃ
の中間部近傍まで延びる。次に、図４の例は前記図３の
例に加えて、中心部スリット６ｃの半径方向内側におい
て一対の補助縁部スリット６ｄが形成されたものであ
る。この図４の例は、コアサポート５自体の剛性をより
低くし、熱応力に基づく各スリットの変形をより容易に
するものである。
て、幅方向の両縁から一対の縁部スリット６ｂと、その
内側に一つの中心部スリット６ｃとが形成されたもので
ある。中心部スリット６ｃは円弧状に形成され、その両
端がコアサポート５の縁の手前側で終わっている。縁部
スリット６ｂは夫々スリット６ｃの半径方向外側に配置
され、その一端が開口し、他端の閉塞端はスリット６ｃ
の中間部近傍まで延びる。次に、図４の例は前記図３の
例に加えて、中心部スリット６ｃの半径方向内側におい
て一対の補助縁部スリット６ｄが形成されたものであ
る。この図４の例は、コアサポート５自体の剛性をより
低くし、熱応力に基づく各スリットの変形をより容易に
するものである。
【００１０】
【発明の作用・効果】請求項１に記載の積層型熱交換器
によれば、エレメント２内に流通する流体とコアサポー
ト５の外面に流通する流体との温度差に基づいて、両者
間に熱膨張の差が生じるが、それをコアサポート５のス
リット６により容易に吸収することができる。そのた
め、エレメント２の連通孔１に加わる熱応力を可及的に
小とし、その亀裂を防止して寿命の長い積層型熱交換器
を提供できる。請求項２に記載の発明によれば、第１の
スリット６がコアサポート５の幅方向の一方の縁部から
形成され、第２のスリット６ａが幅方向の他方の縁部か
ら形成されているため、熱応力が加わったとき、コアサ
ポート５全体がバランスよく変形することができる。そ
れにより、さらに信頼性の高い積層型熱交換器となり得
る。請求項３に記載の発明によれば、熱応力が加わった
とき、一対の縁部スリット６ｂと中心部スリット６ｃと
によってコアサポート５の変形をより容易にすると共
に、バランスの良い変形を生じさせることができる。請
求項４に記載の発明によれば、熱応力に基づく変形をさ
らに容易に行うことができる。
によれば、エレメント２内に流通する流体とコアサポー
ト５の外面に流通する流体との温度差に基づいて、両者
間に熱膨張の差が生じるが、それをコアサポート５のス
リット６により容易に吸収することができる。そのた
め、エレメント２の連通孔１に加わる熱応力を可及的に
小とし、その亀裂を防止して寿命の長い積層型熱交換器
を提供できる。請求項２に記載の発明によれば、第１の
スリット６がコアサポート５の幅方向の一方の縁部から
形成され、第２のスリット６ａが幅方向の他方の縁部か
ら形成されているため、熱応力が加わったとき、コアサ
ポート５全体がバランスよく変形することができる。そ
れにより、さらに信頼性の高い積層型熱交換器となり得
る。請求項３に記載の発明によれば、熱応力が加わった
とき、一対の縁部スリット６ｂと中心部スリット６ｃと
によってコアサポート５の変形をより容易にすると共
に、バランスの良い変形を生じさせることができる。請
求項４に記載の発明によれば、熱応力に基づく変形をさ
らに容易に行うことができる。
【図１】本発明の積層型熱交換器の平面図。
【図２】図１のII−II矢視断面略図。
【図３】同熱交換器の第２の実施例の平面図。
【図４】同熱交換器の第３の実施例の要部平面図。
１ 連通孔 ２ エレメント ３ コア ４ 出入口 ５ コアサポート ６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ スリット ７ スペーサ ８ ボス部 ９ アウターフィン
Claims (4)
- 【請求項１】 夫々の両端部に連通孔１が形成され、少
なくとも一方が皿状に形成された互いに整合する一対の
プレートを有し、その周縁を互いに液密に接合してエレ
メント２が形成され、 複数の前記エレメント２を前記両連通孔１で互いに液密
に接合して、コア３が形成され、 そのコア３の積層方向一端に、前記両連通孔１に整合す
る一対の出入口４を有する平板状のコアサポート５が接
合された積層型熱交換器において、 そのコアサポート５に、その一対の出入口４の間で、両
出入口間を結ぶ仮想線Ａに交差するようにスリット６が
設けられ、両出入口間に熱応力が加わったとき、そのス
リット６が僅かに変形可能なように形成されたことを特
徴とする積層型熱交換器。 - 【請求項２】 請求項１において、 各エレメント２およびコアサポート５の平面が細長く形
成され、第１のスリット６がコアサポート５の幅方向の
一方の縁部から、その幅方向中心部を通過するように形
成され、第２のスリット６ａがコアサポート５の幅方向
の他方の縁部から、その幅方向中心部を通過するように
形成された積層型熱交換器。 - 【請求項３】 請求項１において、 細長い前記コアサポート５の前記出入口４の周縁部で且
つ、その中心側に、その幅方向に両縁からその出入口に
沿って、一対の弧状の縁部スリット６ｂが形成され、 両縁部スリット６ｂに対して半径方向に僅かに位置ずれ
して同心の千鳥に中心部スリット６ｃが設けられ、その
中心部スリット６ｃの両端部が前記コアサポート５の幅
方向の縁部近傍まで形成された積層型熱交換器。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記中心部スリット６ｃに対して、前記両縁部スリット
６ｂの半径方向反対側に、その幅方向に両縁から補助縁
部スリット６ｄが同心状に形成された積層型熱交換器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11139923A JP2000329493A (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 積層型熱交換器 |
| US09/571,860 US6260612B1 (en) | 1999-05-20 | 2000-05-16 | “Stacked” type heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11139923A JP2000329493A (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 積層型熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329493A true JP2000329493A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15256817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11139923A Pending JP2000329493A (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 積層型熱交換器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6260612B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000329493A (ja) |
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