JP2003121091A - Plate fin type heat exchanger - Google Patents

Plate fin type heat exchanger

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JP2003121091A
JP2003121091A JP2001316649A JP2001316649A JP2003121091A JP 2003121091 A JP2003121091 A JP 2003121091A JP 2001316649 A JP2001316649 A JP 2001316649A JP 2001316649 A JP2001316649 A JP 2001316649A JP 2003121091 A JP2003121091 A JP 2003121091A
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JP
Japan
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fluid
heat exchanger
flow
type heat
fin type
Prior art date
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Application number
JP2001316649A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Miyamoto
健二 宮本
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plate fin type heat exchanger preventing crack due to thermal stress inside the heat exchanger. SOLUTION: The plate fin type heat exchanger is provided with a first channel 1 for passing through first fluid, a second channel 3 formed into such a state as approximately orthogonally crossing the first channel flow direction with a second fluid flow direction, and fins 2a and 4a installed in the first and second channels. This heat exchanger is formed with the first channel and the second channel into a layer and exchange the heat between the first fluid and the second fluid. An outlet 3b of the second channel is installed toward the upstream side of the first fluid flow direction of its inlet 3a. This exchanger is provided with a cut-off wall 9 spacing the inlet from the outlet in the direction approximately orthogonally to the first fluid direction in the second channel and controlling the second fluid flow direction. The cut-off wall is provided with a stress buffer part deformable in the first fluid flow direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器、特にプ
レートフィン式熱交換器の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvements in heat exchangers, particularly plate fin type heat exchangers.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の熱交換器、特に平板(プレート)
と波板(フィン)とを交互に積層状に接合して構成し
た、いわゆるプレートフィン型熱交換器は、各プレート
間を流体通路として、各流体通路に熱交換を行う流体
(たとえば、高温流体と低温流体)を交互に流すことに
より、高温流体と低温流体との間で熱交換が行われるも
のである。
2. Description of the Related Art Conventional heat exchangers, especially flat plates
A so-called plate fin type heat exchanger, which is configured by alternately bonding and corrugated plates (fins) in a laminated form, is a fluid (for example, a high temperature fluid) that performs heat exchange between the fluid passages between the plates. And low temperature fluid) are alternately flowed, whereby heat exchange is performed between the high temperature fluid and the low temperature fluid.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな熱交換器においては、高温流体と低温流体との温度
差や、高温流体の入口と出口の温度差により熱応力が生
じ、フィンやプレートまたはフィンとプレートの接合部
に亀裂が生じると言う問題がある。
However, in such a heat exchanger, thermal stress is generated due to the temperature difference between the high temperature fluid and the low temperature fluid and the temperature difference between the inlet and the outlet of the high temperature fluid, and the fins, plates or There is a problem that cracks occur at the joint between the fin and the plate.

【0004】そこで本発明の目的は、熱応力によって生
じる亀裂を防止するプレートフィン式熱交換器を提供す
ることである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a plate fin type heat exchanger which prevents cracks caused by thermal stress.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、第1流体
が流通する第1流路と、第2流体が流通し、第1流路の
流れ方向と第2流体の流れ方向が略直交するように形成
された第2流路と、前記第1及び第2流路内に設置され
たフィンとを備え、前記第1流路と前記第2流路とを積
層し、前記第1流体と第2流体との間で熱交換を行うプ
レートフィン式熱交換器において、前記第2流路の出口
がその入口より第1流体の流れ方向上流側に設置され、
前記第2流路内に第1流体の流れに略直交する方向に前
記入口と前記出口とを隔て、第2流体の流れ方向を制御
する遮壁を設け、この遮壁は、第1流体の流れ方向に変
形可能な応力緩衝部を有する。
According to a first aspect of the present invention, a first flow passage through which a first fluid flows and a second flow passage through which a flow direction of the first flow passage and a flow direction of the second fluid are substantially A first flow path and a second flow path formed so as to be orthogonal to each other, and fins installed in the first and second flow paths. In a plate fin type heat exchanger for exchanging heat between a fluid and a second fluid, an outlet of the second flow path is installed upstream of an inlet of the second fluid in a flow direction of the first fluid,
A shielding wall that controls the flow direction of the second fluid is provided in the second flow path by separating the inlet and the outlet in a direction substantially orthogonal to the flow of the first fluid. It has a stress buffer that is deformable in the flow direction.

【0006】第2の発明は、第1の発明において、前記
遮壁の応力緩衝部は、蛇腹形状を有する。
In a second aspect based on the first aspect, the stress buffer portion of the shielding wall has a bellows shape.

【0007】第3の発明は、第1の発明において、前記
遮壁の応力緩衝部は、第1流体の流れに直交する方向に
延設されるスリットである。
In a third aspect based on the first aspect, the stress buffer portion of the shielding wall is a slit extending in a direction orthogonal to the flow of the first fluid.

【0008】第4の発明は、第1から3のいずれか一つ
の発明において、前記遮壁は、熱交換器のプレートと一
体に形成される。
In a fourth aspect based on any one of the first to third aspects, the shielding wall is formed integrally with the plate of the heat exchanger.

【0009】第5の発明は、第4の発明において、前記
スリットは、前記プレートの両端面にそれぞれ開口する
ように一直線上に設置される2つのスリットである。
In a fifth aspect based on the fourth aspect, the slits are two slits arranged in a straight line so as to open at both end surfaces of the plate.

【0010】第6の発明は、第4の発明において、前記
スリットは、前記プレートの中央部に1つ設置される。
In a sixth aspect based on the fourth aspect, one slit is installed in the central portion of the plate.

【0011】第7の発明は、第1の発明において、前記
フィンは、基準面に対して所定周期で凹凸を繰り返す突
起からなる。
In a seventh aspect based on the first aspect, the fin comprises a projection that repeats unevenness at a predetermined cycle with respect to a reference plane.

【0012】第8の発明は、第7の発明において、前記
突起の頂部を結ぶ断面形状の輪郭は、正弦曲線を示す。
In an eighth aspect based on the seventh aspect, the contour of the sectional shape connecting the tops of the protrusions shows a sine curve.

【0013】第9の発明は、第7の発明において、前記
突起の頂部を結ぶ断面形状は、台形形状を示す。
In a ninth aspect based on the seventh aspect, the sectional shape connecting the tops of the protrusions is trapezoidal.

【0014】第10の発明は、第7から9のいずれか一
つの発明において、前記フィンを前記第1流路または前
記第2流路の少なくとも一方の入口に設置した
A tenth aspect of the invention is the fuel cell system according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the fin is installed at the inlet of at least one of the first flow path and the second flow path.

【0015】[0015]

【発明の効果】第1の発明では、プレートフィン型熱交
換器において、第2流体の入口と、この入口より第1流
体の流れ方向で上流側に出口を設けるとともに、入口と
出口を隔、第2流体の流れ方向を制御する隔壁を設け、
入口側と出口側での第2流体の温度差により生じる熱応
力を隔壁に設けた応力緩衝部によって緩和することがで
きるので、プレート等に生じる亀裂を防止することがで
きる。
According to the first invention, in the plate fin type heat exchanger, an inlet for the second fluid and an outlet are provided upstream of the inlet in the flow direction of the first fluid, and the inlet and the outlet are separated from each other. A partition for controlling the flow direction of the second fluid is provided,
Since the thermal stress generated by the temperature difference between the second fluid on the inlet side and the temperature on the outlet side can be relieved by the stress buffering portion provided on the partition wall, it is possible to prevent cracks generated on the plate or the like.

【0016】第2の発明では、遮壁の応力緩衝部を蛇腹
形状としたので、第2流体の部位による温度差に起因す
る変形を吸収し、熱応力を低減するとともに、容易に加
工することができ低コストである。
In the second aspect of the present invention, since the stress buffer portion of the shield wall is formed in a bellows shape, the deformation caused by the temperature difference due to the portion of the second fluid is absorbed, the thermal stress is reduced, and the processing is easy. The cost is low.

【0017】第3から6の発明では、遮壁の応力緩衝部
を第1流体の流れに直交する方向に延設されるスリット
としたので、熱交換器の形状によって温度分布が変化
し、分布領域によって温度差が大きくなり、熱応力が生
じるが、温度分布に応じてスリットを設定することによ
り、熱応力を緩和することができる。
In the third to sixth inventions, since the stress buffer portion of the shielding wall is a slit extending in the direction orthogonal to the flow of the first fluid, the temperature distribution changes depending on the shape of the heat exchanger, Although the temperature difference increases depending on the region and thermal stress is generated, the thermal stress can be relaxed by setting the slits according to the temperature distribution.

【0018】第7から10の発明では、フィンは、基準
面に対して所定周期で凹凸を繰り返す突起から構成され
るので、フィンは変形方向に対する自由度が高い形状な
り、温度差による変形を吸収し、熱応力を緩和すること
ができる。
In the seventh to tenth aspects of the invention, the fin is composed of projections that repeat irregularities with respect to the reference surface at a predetermined cycle, so the fin has a shape with a high degree of freedom in the deformation direction and absorbs deformation due to temperature differences. The thermal stress can be relieved.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1から図3は本発明を適用した
プレートフィン式熱交換器の構成を示している。
1 to 3 show the construction of a plate fin type heat exchanger to which the present invention is applied.

【0020】プレートフィン式熱交換器の全体構成を示
す図1と、図1の断面A−Aを示す図2及び図1の断面
B−Bを示す図3によれば、高温流体(第1流体)が流
れる第1流路1と低温流体(第2流体)が流れる第2流
路3とが積層して構成され、かつ高温流体が通過する第
1流路1は、高温流体を図中右から左に流れるように、
対して第2流路3を通過する低温流体は、高温流体の流
れ方向と直交するように第1、第2流路1、3が形成さ
れる。
According to FIG. 1 showing the whole structure of the plate fin type heat exchanger, FIG. 2 showing the section AA of FIG. 1 and FIG. 3 showing the section BB of FIG. The first flow path 1 through which the high temperature fluid passes is formed by stacking the first flow path 1 through which the fluid flows and the second flow path 3 through which the low temperature fluid (the second fluid) flows. So that it flows from right to left,
On the other hand, the low temperature fluid passing through the second flow path 3 is formed with the first and second flow paths 1 and 3 so as to be orthogonal to the flow direction of the high temperature fluid.

【0021】図2に示すように高温流体の入口1aと出
口1bは、外面に開口して形成されるが、図1に示す低
温流体の入口3aと出口3bは、熱交換器の上面にそれ
ぞれ設けられる。ここで低温流体の入口3aと出口3b
は、後述するように高温流体の流れ方向に沿って同じ
側、つまり入口3aが高温流体の上流側から見て左側に
配置されれば、出口3bも左側に配置される。
As shown in FIG. 2, the inlet 1a and the outlet 1b of the high temperature fluid are formed by opening to the outer surface, while the inlet 3a and the outlet 3b of the low temperature fluid shown in FIG. 1 are respectively formed on the upper surface of the heat exchanger. It is provided. Here, the cryogenic fluid inlet 3a and outlet 3b
As will be described later, when the inlet 3a is arranged on the same side along the flow direction of the high temperature fluid, that is, on the left side when viewed from the upstream side of the high temperature fluid, the outlet 3b is also arranged on the left side.

【0022】図2、3を用いて第1流路1と第2流路3
の構成を説明すると、第1流路1と第2流路3内には蛇
腹状をしたフィン2aおよび4aが設置されており、こ
れらフィン2aおよび4aは、後述の上下プレート2
b、4bに挟まれて形成される。このように高温流体の
熱は第1流路1のフィンとプレートを伝わって低温流体
の流れる第2流路3に効率良く伝熱され、低温流体を昇
温するようになっている。
The first flow path 1 and the second flow path 3 will be described with reference to FIGS.
In the first flow passage 1 and the second flow passage 3, bellows-shaped fins 2a and 4a are installed, and these fins 2a and 4a are provided in upper and lower plates 2 to be described later.
It is formed by being sandwiched between b and 4b. As described above, the heat of the high temperature fluid is efficiently transferred to the second flow path 3 through which the low temperature fluid flows through the fins and the plate of the first flow path 1 to raise the temperature of the low temperature fluid.

【0023】第2流路3内の構成及び低温流体の流れに
ついて説明する。第2流路3内は遮壁9によって上流側
流路10と下流側流路11によって区画されており、低
温流体は、入口3aから流入し、遮壁9に沿って流れ、
流れ方向下流側に設けられた集合部12を介して下流側
流路11から上流側流路10に連通する。上流側流路1
0に流れ込んだ低温流体は、出口3bから外部に流出す
る。
The structure in the second flow path 3 and the flow of the low temperature fluid will be described. The second flow path 3 is partitioned by the barrier wall 9 into the upstream flow path 10 and the downstream flow path 11, and the low temperature fluid flows in from the inlet 3 a and flows along the barrier wall 9.
The downstream side flow passage 11 communicates with the upstream side flow passage 10 through a collecting portion 12 provided on the downstream side in the flow direction. Upstream channel 1
The low temperature fluid that has flowed into 0 flows out through the outlet 3b.

【0024】図4と図5は、入口3aから第2流路3へ
の低温流体の流れを説明するための図であり、入口3a
は第1、第2流路1、3が積層された熱交換器の本体3
0を上下に貫通する入口構成材5の上部開口端として構
成され、下部の他端は閉口される。入口構成材5はその
第2流路3と面する位置に流通穴6が設けられており、
この流通穴6を設けることで入口3aから流入する低温
流体を各第2流路3に導き入れることができる。
FIGS. 4 and 5 are views for explaining the flow of the low temperature fluid from the inlet 3a to the second flow path 3, and the inlet 3a
Is the main body 3 of the heat exchanger in which the first and second flow paths 1 and 3 are stacked.
It is configured as an upper opening end of the inlet constituting member 5 that vertically penetrates 0, and the other end of the lower portion is closed. The inlet component 5 is provided with a flow hole 6 at a position facing the second flow path 3,
By providing this circulation hole 6, the low temperature fluid flowing from the inlet 3a can be introduced into each second flow path 3.

【0025】一方、高温流体から熱を得て昇温した低温
流体は、出口3bから排出され、この構成を図4と図6
に示す。第1、第2流路1、3が積層された熱交換器の
本体30を上下に貫通する出口構成材7は、入口構成材
5と同様に下部の端面を閉鎖し、上部の開口端を出口3
bとして構成する。出口構成材7の第2流路3に面する
位置には流通穴8が形成され、昇温された低温流体が第
2流路3から出口構成材7内に導かれて、出口3bから
排出される。
On the other hand, the low temperature fluid, which has been heated by the heat from the high temperature fluid and is heated, is discharged from the outlet 3b.
Shown in. The outlet component 7 that vertically penetrates the main body 30 of the heat exchanger in which the first and second flow paths 1 and 3 are stacked closes the lower end face and closes the upper open end similarly to the inlet component 5. Exit 3
b. A circulation hole 8 is formed at a position of the outlet component 7 facing the second flow path 3, and the low temperature fluid whose temperature has been raised is guided into the outlet component 7 from the second flow path 3 and discharged from the outlet 3b. To be done.

【0026】このような構成によって、低温流体はま
ず、入口3aと入口構成材5内を通過して第2流路3の
下流側流路11に導入され、ここで高温流体との間で熱
交換を行う。この領域での高温流体の温度は高温流体流
れ方向の上流側ですでに低温流体との間で熱交換をした
後(つまり第2流路3の上流側流路10での熱交換後)
であることから、熱交換器に供給された直後の高温流体
の温度より低下している。
With such a configuration, the cryogenic fluid first passes through the inlet 3a and the inlet constituting member 5 and is introduced into the downstream side passage 11 of the second passage 3, where heat is exchanged with the high temperature fluid. Exchange. The temperature of the high temperature fluid in this region has already exchanged heat with the low temperature fluid on the upstream side in the flow direction of the high temperature fluid (that is, after heat exchange in the upstream side flow passage 10 of the second flow passage 3).
Therefore, the temperature is lower than the temperature of the high temperature fluid immediately after being supplied to the heat exchanger.

【0027】下流側流路11で昇温した低温流体は、集
合部12を経由して上流側流路10に流入し、熱交換器
に供給直後の高温流体との間で熱交換を行う。この領域
の高温流体の温度は高いが低温流体もすでに昇温してい
るので、両者間の温度差はそれぞれの流体が熱交換器に
供給された直後の温度での差に比較して小さくなる。
The low temperature fluid whose temperature has been raised in the downstream flow passage 11 flows into the upstream flow passage 10 via the collecting portion 12 and exchanges heat with the high temperature fluid immediately after being supplied to the heat exchanger. The temperature of the high temperature fluid in this region is high, but the temperature of the low temperature fluid has already risen, so the temperature difference between the two is smaller than the difference in the temperature immediately after each fluid is supplied to the heat exchanger. .

【0028】このように低温流体は、高温流体と2段階
に渡り熱交換(つまり、下流側流路11および上流側流
路10での熱交換)を行うことにより、効率良く熱を伝
熱され、昇温されるとともに低温流体の流れを遮壁9を
用いてU字状の流れとすることで熱交換器の小型化を図
ることができる。
As described above, the low temperature fluid efficiently exchanges heat with the high temperature fluid by performing heat exchange (that is, heat exchange in the downstream side flow passage 11 and the upstream side flow passage 10) in two stages. The heat exchanger can be miniaturized by increasing the temperature and making the flow of the low temperature fluid into a U-shaped flow by using the shielding wall 9.

【0029】しかしながら、上流側流路10内の低温流
体と下流側流路11内の低温流体との間での温度差が生
じることにより、下流側流路11と上流側流路10を隔
てる遮壁9に熱応力による亀裂が生じる恐れがある。本
発明は、この熱応力を緩和する構成を遮壁9に備えたこ
とを特徴とする。
However, due to the temperature difference between the low temperature fluid in the upstream side flow passage 10 and the low temperature fluid in the downstream side flow passage 11, a shield for separating the downstream side flow passage 11 and the upstream side flow passage 10 is formed. The wall 9 may be cracked by thermal stress. The present invention is characterized in that the shielding wall 9 is provided with a configuration for alleviating this thermal stress.

【0030】次に、この本発明の遮壁9の構成について
説明する。まず、図7を用いて従来の構成を説明する。
図7は、図4のX部の拡大図である。第2流路3を構成
する上下のプレート4bのうち下側のプレート4bの一
部を突出させて遮壁9としての凸部13を構成し、凸部
13の上面が上側のプレート4bに溶接等の手段により
結合し、低温流体が上流側流路10に漏洩しないように
構成される。この構成では、凸部13の剛性、特に高温
流体流れ方向の剛性が高く、よって上流側流路10と下
流側流路11間の温度差により生じる熱膨張差に起因す
る熱応力により結合部に亀裂が生じる。
Next, the structure of the shielding wall 9 of the present invention will be described. First, a conventional configuration will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is an enlarged view of the X portion of FIG. Of the upper and lower plates 4b forming the second flow path 3, part of the lower plate 4b is projected to form the convex portion 13 as the shielding wall 9, and the upper surface of the convex portion 13 is welded to the upper plate 4b. And the like, so that the low temperature fluid does not leak to the upstream flow path 10. In this configuration, the rigidity of the convex portion 13, especially the rigidity in the flow direction of the high temperature fluid is high, so that the thermal stress due to the thermal expansion difference caused by the temperature difference between the upstream side flow path 10 and the downstream side flow path 11 causes the connecting portion to be connected to the joint part. A crack occurs.

【0031】一方、図8に示すものは、図4のX部の拡
大図で、本発明の構成を示している。本発明では、遮壁
9を上下のプレート4bそれぞれに加工の容易な蛇腹状
の加工を施して、それらを重ね合わせて応力緩衝部とし
て形成する。したがって遮壁9を蛇腹状に構成すること
で、上流側流路10と下流側流路11間での熱膨張差に
よる変形をこの蛇腹状の遮壁9が吸収し、よって熱応力
を緩衝し、亀裂の発生を抑制する。また加工が容易であ
り、コストを抑制することができる。
On the other hand, FIG. 8 is an enlarged view of the X portion of FIG. 4, showing the structure of the present invention. In the present invention, the shielding wall 9 is processed into a bellows-like shape that is easy to process on each of the upper and lower plates 4b, and these are overlapped to form a stress buffer portion. Therefore, by forming the shield wall 9 in a bellows shape, the bellows-shaped shield wall 9 absorbs the deformation due to the difference in thermal expansion between the upstream flow passage 10 and the downstream flow passage 11, and thus buffers the thermal stress. , Suppress the occurrence of cracks. Further, the processing is easy, and the cost can be suppressed.

【0032】なお本実施形態では、プレートと一体に遮
壁9を形成したがこれに限らず、遮壁を別部材とするこ
とも可能である。
In this embodiment, the shield wall 9 is formed integrally with the plate, but the present invention is not limited to this, and the shield wall may be a separate member.

【0033】図9は、応力緩和のための第2の実施形態
を示しており、これは遮壁9の上面と面するプレート4
bに高温流体の流れ方向と直行する方向で2つのスリッ
ト14、15を設け、これらのスリット14、15は、
それぞれプレート4bの別の端面に開口するように構成
されている。この構成とすることで、特に熱交換器の形
状が、高温流体の流れ方向に直行する方向に長い場合
に、この直交する方向での温度差が大きくなるが、この
スリット14、15を有することで熱交換器の熱応力を
緩和することができる。
FIG. 9 shows a second embodiment for stress relief, which is the plate 4 facing the upper surface of the barrier 9.
Two slits 14 and 15 are provided in b in a direction orthogonal to the flow direction of the high temperature fluid, and these slits 14 and 15 are
Each plate 4b is configured to open at another end surface. With this configuration, especially when the shape of the heat exchanger is long in the direction orthogonal to the flow direction of the high temperature fluid, the temperature difference in the orthogonal direction becomes large, but the slits 14 and 15 are provided. Can reduce the thermal stress of the heat exchanger.

【0034】図10は、応力緩和のための第3の実施形
態を示しており、これは遮壁9の上面と面するプレート
4bに高温流体の流れ方向と直行する方向でプレート4
bの略中央部にスリット16を設けるように構成されて
いる。この構成とすることで、特に熱交換器の形状が、
高温流体の流れ方向に長い場合に、この流れ方向での温
度差が大きくなるが、このスリット16を有することで
熱交換器の熱応力を緩和することができる。
FIG. 10 shows a third embodiment for stress relaxation, in which the plate 4b facing the upper surface of the shielding wall 9 is placed in a direction orthogonal to the flow direction of the hot fluid.
The slit 16 is provided at a substantially central portion of b. With this configuration, especially the shape of the heat exchanger,
When the temperature of the high temperature fluid is long in the flow direction, the temperature difference in the flow direction becomes large. However, the provision of the slit 16 can reduce the thermal stress of the heat exchanger.

【0035】このように、図9と図10で示したスリッ
トは、上流側流路10と下流側流路11内での温度分布
に応じてスリットの形状を設定することで、温度差によ
る変形を吸収し、熱応力を緩和するものである。
As described above, the slits shown in FIGS. 9 and 10 are deformed due to a temperature difference by setting the shape of the slits according to the temperature distribution in the upstream flow passage 10 and the downstream flow passage 11. Is absorbed and the thermal stress is relaxed.

【0036】これまでフィン2a、4aの形状を蛇腹形
状として説明してきたが、これに限らない。例えば、図
10に示したものは、フィン2a、4aの構成として小
さな半円状の突起17を平面状に多数構成するようにし
た。この構成によって高温流体の流れ方向と流れ方向に
対して直交方向のそれぞれの剛性を低下させることがで
き、各流路10、11間の温度差により生じる熱膨張差
による両方向の変形を吸収することができ、結果として
熱応力の発生を低減し、亀裂の発生を抑制することがで
きる。この突起17の形状は、たとえば正弦曲線に則っ
た立体形状をしている。
Although the shape of the fins 2a, 4a has been described as a bellows shape, the present invention is not limited to this. For example, in the structure shown in FIG. 10, the fins 2a and 4a are configured to have a large number of small semicircular protrusions 17 formed in a plane. With this configuration, it is possible to reduce the rigidity of the flow direction of the high-temperature fluid and the rigidity in the direction orthogonal to the flow direction, and absorb the deformation in both directions due to the difference in thermal expansion caused by the temperature difference between the flow paths 10 and 11. As a result, the generation of thermal stress can be reduced and the generation of cracks can be suppressed. The shape of the protrusion 17 is, for example, a three-dimensional shape conforming to a sine curve.

【0037】突起17の形状は、正弦曲線に則した形状
に限らず、例えば図11に示すような台形形状であって
もよい。このような形状でも高温流体の流れ方向及び直
交方向の変位を吸収し、亀裂の発生を抑制することがで
きる。
The shape of the protrusion 17 is not limited to the shape conforming to the sine curve, but may be a trapezoidal shape as shown in FIG. 11, for example. Even with such a shape, the displacement of the high temperature fluid in the flow direction and the orthogonal direction can be absorbed, and the occurrence of cracks can be suppressed.

【0038】本発明は、上記した実施形態に限定される
ものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざま
な変更がなしうることは明白である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】プレートフィン式熱交換器の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a plate fin type heat exchanger.

【図2】同じく図1のA−A断面図であり、第1流路の
詳細を説明する図である。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1 and is a view for explaining the details of the first flow path.

【図3】同じく図1のB−B断面図であり、第2流路の
詳細を説明する図である。
FIG. 3 is also a BB cross-sectional view of FIG. 1, illustrating the details of the second flow path.

【図4】同じく図3のC−C断面図であり、低温流体の
入口と出口を説明する図である。
FIG. 4 is a sectional view taken along line C-C of FIG. 3, illustrating the inlet and outlet of the cryogenic fluid.

【図5】同じく図3のD−D断面図であり、低温流体の
流れを説明する図である。
FIG. 5 is a sectional view taken along the line D-D of FIG. 3, which illustrates the flow of the cryogenic fluid.

【図6】同じく図3のE−E断面図であり、低温流体の
流れを説明する図である。
6 is a sectional view taken along the line EE of FIG. 3 and illustrating the flow of the cryogenic fluid.

【図7】従来の遮壁の構成を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a conventional barrier wall.

【図8】本発明の遮壁の構成を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a barrier wall of the present invention.

【図9】第2の実施形態の遮壁の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a shielding wall according to a second embodiment.

【図10】第3の実施形態の遮壁の構成を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a shielding wall according to a third embodiment.

【図11】フィンの他の形状を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating another shape of the fin.

【図12】フィンの他の形状を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating another shape of the fin.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1流路 1a 入口 1b 出口 2a フィン 2b プレート 3 第2流路 3a 入口 3b 出口 4a フィン 4b プレート 5 入口構成材 6 流通穴 7 出口構成材 8 流通穴 9 遮壁 10 上流側流路 11 下流側流路 12 集合部 30 本体 1st flow path 1a entrance 1b exit 2a fin 2b plate 3 Second channel 3a entrance 3b exit 4a fin 4b plate 5 entrance components 6 distribution holes 7 outlet components 8 distribution holes 9 Barrier 10 upstream side flow path 11 Downstream flow path 12 Assembly Department 30 body

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1流体が流通する第1流路と、 第2流体が流通し、第1流路の流れ方向と第2流体の流
れ方向が略直交するように形成された第2流路と、 前記第1及び第2流路内に設置されたフィンとを備え、 前記第1流路と前記第2流路とを積層し、前記第1流体
と第2流体との間で熱交換を行うプレートフィン式熱交
換器において、 前記第2流路の出口がその入口より第1流体の流れ方向
上流側に設置され、 前記第2流路内に第1流体の流れに略直交する方向に前
記入口と前記出口とを隔て、第2流体の流れ方向を制御
する遮壁を設け、 この遮壁は、第1流体の流れ方向に変形可能な応力緩衝
部を有することを特徴とするプレートフィン式熱交換
器。
1. A first flow passage through which a first fluid flows, a second flow passage through which a second fluid flows, and a second flow formed so that a flow direction of the first flow passage and a flow direction of the second fluid are substantially orthogonal to each other. A flow path and fins installed in the first and second flow paths, the first flow path and the second flow path are stacked, and heat is generated between the first fluid and the second fluid. In a plate fin type heat exchanger for exchanging, the outlet of the second flow path is installed upstream of the inlet in the flow direction of the first fluid, and is substantially orthogonal to the flow of the first fluid in the second flow path. A shielding wall that controls the flow direction of the second fluid by separating the inlet and the outlet in a direction, and the shielding wall has a stress buffering portion that is deformable in the flow direction of the first fluid. Plate fin type heat exchanger.
【請求項2】前記遮壁の応力緩衝部は、蛇腹形状を有す
ることを特徴とする請求項1に記載のプレートフィン式
熱交換器。
2. The plate fin type heat exchanger according to claim 1, wherein the stress buffering portion of the shielding wall has a bellows shape.
【請求項3】前記遮壁の応力緩衝部は、第1流体の流れ
に直交する方向に延設されるスリットであることを特徴
とする請求項1に記載のプレートフィン式熱交換器。
3. The plate fin type heat exchanger according to claim 1, wherein the stress buffering portion of the shielding wall is a slit extending in a direction orthogonal to the flow of the first fluid.
【請求項4】前記遮壁は、熱交換器のプレートと一体に
形成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか
一つに記載のプレートフィン式熱交換器。
4. The plate fin type heat exchanger according to claim 1, wherein the shield wall is formed integrally with a plate of the heat exchanger.
【請求項5】前記スリットは、前記プレートの両端面に
それぞれ開口するように一直線上に設置される2つのス
リットであることを特徴とする請求項4に記載のプレー
トフィン式熱交換器。
5. The plate fin type heat exchanger according to claim 4, wherein the slits are two slits which are installed in a straight line so as to open at both end surfaces of the plate.
【請求項6】前記スリットは、前記プレートの中央部に
1つ設置されることを特徴とする請求項4に記載のプレ
ートフィン式熱交換器。
6. The plate fin type heat exchanger according to claim 4, wherein one of the slits is installed in a central portion of the plate.
【請求項7】前記フィンは、基準面に対して所定周期で
凹凸を繰り返す突起からなることを特徴とする請求項1
に記載のプレートフィン式熱交換器。
7. The fin comprises a projection that repeats unevenness at a predetermined cycle with respect to a reference plane.
The plate fin type heat exchanger described in.
【請求項8】前記突起の頂部を結ぶ断面形状の輪郭は、
正弦曲線を示すことを特徴とする請求項7に記載のプレ
ートフィン式熱交換器。
8. The profile of the cross-sectional shape connecting the tops of the protrusions is
The plate fin type heat exchanger according to claim 7, which exhibits a sinusoidal curve.
【請求項9】前記突起の頂部を結ぶ断面形状は、台形形
状を示すことを特徴とする請求項7に記載のプレートフ
ィン式熱交換器。
9. The plate fin type heat exchanger according to claim 7, wherein the cross-sectional shape connecting the tops of the protrusions is a trapezoidal shape.
【請求項10】前記フィンを前記第1流路または前記第
2流路の少なくとも一方の入口に設置したことを特徴と
する請求項7から9のいずれか一つに記載のプレートフ
ィン式熱交換器。
10. The plate fin type heat exchange according to claim 7, wherein the fins are installed at an inlet of at least one of the first flow path and the second flow path. vessel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102265109A (en) * 2008-12-16 2011-11-30 阿尔法拉瓦尔股份有限公司 Heat exchanger

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