JP2021156507A - Heat exchanger - Google Patents
Heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021156507A JP2021156507A JP2020057710A JP2020057710A JP2021156507A JP 2021156507 A JP2021156507 A JP 2021156507A JP 2020057710 A JP2020057710 A JP 2020057710A JP 2020057710 A JP2020057710 A JP 2020057710A JP 2021156507 A JP2021156507 A JP 2021156507A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pair
- heat exchange
- bolts
- exchange element
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 97
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 37
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
本発明は、温度が互いに異なる流体同士の熱交換を行うための熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger for exchanging heat between fluids having different temperatures.
熱交換器は、温度の異なる２種類の流体を別々の流路に流通させ、流路同士の間の流路壁を介して、温度が高い方の流体から温度が低い方の流体へ熱を移動させるよう構成されている。熱交換器は、例えば、燃料の燃焼が行われた後の排ガスと、新たな燃料の燃焼に用いる空気との熱交換を行って、排ガスの廃熱を空気へ回収するよう構成されている。 The heat exchanger circulates two types of fluids with different temperatures through separate flow paths, and transfers heat from the hotter fluid to the lower temperature fluid through the flow path walls between the flow paths. It is configured to move. The heat exchanger is configured to recover the waste heat of the exhaust gas to the air by exchanging heat between the exhaust gas after the combustion of the fuel and the air used for burning the new fuel, for example.
また、例えば、特許文献１の熱交換器においては、熱交換エレメントが収容された筐体における、第１方向の両側に第１流体が流れる第１ダクトが接続され、筐体における、第１方向に直交する第２方向の両側に第２流体が流れる第２ダクトが接続される。また、筐体の外周には、長尺ボルトを挿通させるための挿通穴が形成されている。そして、各ダクトのフランジ部に形成された挿通穴と、筐体の挿通穴とに挿通されたボルトが、ナットに締め付けられることによって、熱交換器が組み付けられている。
Further, for example, in the heat exchanger of
ところで、ダクト内を流れる排ガスには、ダクトにおける、排ガスの流れ方向に直交する断面において、温度の分布がある。そして、この温度の分布が熱交換エレメントの各部における温度の分布として反映される。また、熱交換エレメントにおいては、排ガスが流入する入口側の部位の温度が高くなり、排ガスが流出する出口側の部位の温度が、入口側の部位の温度よりも低くなる。 By the way, the exhaust gas flowing in the duct has a temperature distribution in the cross section of the duct orthogonal to the flow direction of the exhaust gas. Then, this temperature distribution is reflected as the temperature distribution in each part of the heat exchange element. Further, in the heat exchange element, the temperature of the portion on the inlet side where the exhaust gas flows in becomes high, and the temperature of the portion on the outlet side where the exhaust gas flows out becomes lower than the temperature of the portion on the inlet side.
熱交換エレメントに温度の分布があるときには、熱交換エレメントにおける温度の高い部位が、熱交換エレメントにおける温度の低い部位に比べてより大きく膨張する。このとき、熱交換エレメントが、ダクトのフランジ部同士の間に架け渡された複数のボルトによって両側のフランジ部から押さえ付けられていることにより、熱交換エレメントには局所的な熱応力が作用する。この局所的な熱応力が長期間にわたって存在すると、熱交換エレメントの耐久性を悪化させるおそれがある。 When the heat exchange element has a temperature distribution, the hot part of the heat exchange element expands more than the cold part of the heat exchange element. At this time, since the heat exchange element is pressed from the flange portions on both sides by a plurality of bolts bridged between the flange portions of the duct, a local thermal stress acts on the heat exchange element. .. If this local thermal stress is present for a long period of time, the durability of the heat exchange element may be deteriorated.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、熱交換エレメントの耐久性を向上させることができる熱交換器を提供しようとして得られたものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and has been obtained in an attempt to provide a heat exchanger capable of improving the durability of a heat exchange element.
本発明の一態様は、温度が互いに異なる第１流体と第２流体との熱交換を行うための熱交換器において、
前記第１流体の第１入口部と前記第１流体の第１出口部とが互いに平行な一対の第１表面に形成されるとともに、前記第２流体の第２入口部と前記第２流体の第２出口部とが、前記第１表面とは異なる互いに平行な一対の第２表面に形成された熱交換エレメントと、
前記熱交換エレメントの一対の前記第１表面のそれぞれに取り付けられ、前記第１流体が流れる一対の第１ダクトと、
前記熱交換エレメントの一対の前記第２表面のそれぞれに取り付けられ、前記第２流体が流れる一対の第２ダクトと、を備え、
一対の前記第１表面における、互いに平行な少なくとも一対の辺部分には、複数の第１ボルトが垂直に接合されており、
一対の前記第１表面には、複数の前記第１ボルトに形成された第１中空穴又は第１中空凹部に配置される複数の第１凸部が突出して設けられており、
前記第１中空穴又は前記第１中空凹部と前記第１凸部とは、ロウ材によって接合されており、
一対の前記第２表面における、互いに平行な少なくとも一対の辺部分には、複数の第２ボルトが垂直に接合されており、
一対の前記第２表面には、複数の前記第２ボルトに形成された第２中空穴又は第２中空凹部に配置される複数の第２凸部が突出して設けられており、
前記第２中空穴又は前記第２中空凹部と前記第２凸部とは、ロウ材によって接合されており、
一対の前記第１ダクトの端部には、複数の前記第１ボルトが挿通される複数の挿通穴が形成されたフランジ部が設けられており、
一対の前記第２ダクトの端部には、複数の前記第２ボルトが挿通される複数の挿通穴が形成されたフランジ部が設けられている、熱交換器にある。
One aspect of the present invention is a heat exchanger for exchanging heat between a first fluid and a second fluid having different temperatures.
The first inlet portion of the first fluid and the first outlet portion of the first fluid are formed on a pair of first surfaces parallel to each other, and the second inlet portion of the second fluid and the second outlet portion of the second fluid are formed. The second outlet portion is a heat exchange element formed on a pair of second surfaces parallel to each other, which is different from the first surface.
A pair of first ducts attached to each of the pair of the first surfaces of the heat exchange element and through which the first fluid flows,
A pair of second ducts attached to each of the pair of the second surfaces of the heat exchange element and through which the second fluid flows are provided.
A plurality of first bolts are vertically joined to at least a pair of side portions parallel to each other on the pair of the first surfaces.
On the pair of the first surfaces, a plurality of first convex portions arranged in the first hollow holes or the first hollow recesses formed in the plurality of first bolts are provided so as to project.
The first hollow hole or the first hollow recess and the first convex portion are joined by a brazing material.
A plurality of second bolts are vertically joined to at least a pair of side portions parallel to each other on the pair of the second surfaces.
On the pair of the second surfaces, a plurality of second convex portions arranged in the second hollow holes or the second hollow recesses formed in the plurality of the second bolts are provided so as to project.
The second hollow hole or the second hollow recess and the second convex portion are joined by a brazing material.
At the ends of the pair of the first ducts, flange portions having a plurality of insertion holes through which the plurality of first bolts are inserted are provided.
A heat exchanger is provided with flange portions formed with a plurality of insertion holes through which a plurality of the second bolts are inserted at the ends of the pair of the second ducts.
前記一態様の熱交換器は、熱交換エレメントへの各ダクトの取り付け方に工夫をしている。具体的には、熱交換器の熱交換エレメントの筐体等にボルトを挿通するのではなく、熱交換エレメントの第１表面及び第２表面にボルトを接合している。そして、第１ダクト及び第２ダクトは、熱交換エレメントの第１表面及び第２表面から突出するボルトが、フランジ部の挿通穴に挿通されて、ナットに締め付けられることによって熱交換エレメントに取り付けられる。 In the heat exchanger of the above aspect, the method of attaching each duct to the heat exchange element is devised. Specifically, instead of inserting bolts into the housing of the heat exchange element of the heat exchanger, the bolts are joined to the first surface and the second surface of the heat exchange element. Then, the first duct and the second duct are attached to the heat exchange element by inserting bolts protruding from the first surface and the second surface of the heat exchange element into the insertion holes of the flange portion and tightening the nuts. ..
つまり、各第１ダクトは、熱交換エレメントの第１表面から垂直に突出する第１ボルトによって別々に熱交換エレメントに取り付けられ、各第２ダクトは、熱交換エレメントの第２表面から垂直に突出する第２ボルトによって別々に熱交換エレメントに取り付けられる。換言すれば、熱交換エレメントは、一対の第１ダクトの間及び一対の第２ダクトの間に押さえ付けられず、熱交換エレメントに対して１つずつ別々に第１ダクト及び第２ダクトが取り付けられる。 That is, each first duct is separately attached to the heat exchange element by a first bolt projecting vertically from the first surface of the heat exchange element, and each second duct projects vertically from the second surface of the heat exchange element. It is attached to the heat exchange element separately by the second bolt. In other words, the heat exchange elements are not pressed between the pair of first ducts and between the pair of second ducts, and the first duct and the second duct are attached to the heat exchange elements one by one. Be done.
そのため、熱交換エレメントが各ダクトによって拘束される力を弱くすることができ、熱交換エレメントの各部に温度分布が生じるときには、熱交換エレメントは温度の違いに応じて適宜膨張することができる。これにより、熱交換エレメントに局所的な熱応力が作用しにくくすることができ、熱交換エレメントの耐久性を向上させることができる。 Therefore, the force with which the heat exchange element is constrained by each duct can be weakened, and when a temperature distribution is generated in each part of the heat exchange element, the heat exchange element can be appropriately expanded according to the difference in temperature. As a result, it is possible to make it difficult for local thermal stress to act on the heat exchange element, and it is possible to improve the durability of the heat exchange element.
それ故、前記一態様の熱交換器によれば、熱交換エレメントの耐久性を向上させることができる。 Therefore, according to the heat exchanger of the above aspect, the durability of the heat exchange element can be improved.
また、前記一態様の熱交換器においては、熱交換エレメントの第１表面に複数の第１凸部を設けるとともに熱交換エレメントの第２表面に複数の第２凸部を設けている。そして、第１ボルトに形成された第１中空穴又は第１中空凹部に第１凸部が配置され、第１中空穴又は第１中空凹部と第１凸部とがロウ材によって接合されている。また、第２ボルトに形成された第２中空穴又は第２中空凹部に第２凸部が配置され、第２中空穴又は第２中空凹部と第２凸部とがロウ材によって接合されている。 Further, in the heat exchanger of the above aspect, a plurality of first convex portions are provided on the first surface of the heat exchange element, and a plurality of second convex portions are provided on the second surface of the heat exchange element. Then, the first convex portion is arranged in the first hollow hole or the first hollow concave portion formed in the first bolt, and the first hollow hole or the first hollow concave portion and the first convex portion are joined by a brazing material. .. Further, a second convex portion is arranged in the second hollow hole or the second hollow concave portion formed in the second bolt, and the second hollow hole or the second hollow concave portion and the second convex portion are joined by a brazing material. ..
各凸部及び各中空穴又は中空凹部を利用して、各ボルトを熱交換エレメントに接合することにより、熱交換エレメントと各ボルトとの接合面積を適切に確保することができる。また、ロウ材を用いた接合を行うことにより、溶接等を行わずに熱交換エレメントに各ボルトを接合することができる。特に、熱交換エレメントをロウ付けによって製造する場合には、各ボルトもロウ付けすることにより、製造管理を容易にできる場合がある。 By joining each bolt to the heat exchange element by utilizing each convex portion and each hollow hole or hollow recess, the joint area between the heat exchange element and each bolt can be appropriately secured. Further, by joining using a brazing material, each bolt can be joined to the heat exchange element without welding or the like. In particular, when the heat exchange element is manufactured by brazing, it may be possible to facilitate manufacturing control by brazing each bolt as well.
前述した熱交換器にかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
＜実施形態１＞
本形態の熱交換器１は、図１〜図３に示すように、温度が互いに異なる、第１流体としての燃焼用空気Ａと第２流体としての排ガスＧの熱交換を行うものである。熱交換器１は、熱交換エレメント２、一対の第１ダクト５Ａ及び一対の第２ダクト５Ｂを備える。
A preferred embodiment of the heat exchanger described above will be described with reference to the drawings.
<
As shown in FIGS. 1 to 3, the
熱交換エレメント２においては、燃焼用空気Ａの第１入口部２２Ａと燃焼用空気Ａの第１出口部２３Ａとが互いに平行な一対の第１表面２０１に形成されている。また、熱交換エレメント２においては、排ガスＧの第２入口部２２Ｂと排ガスＧの第２出口部２３Ｂとが、第１表面２０１とは異なる互いに平行な一対の第２表面２０２に形成されている。一対の第１ダクト５Ａは、燃焼用空気Ａが流れるものであり、熱交換エレメント２の一対の第１表面２０１のそれぞれに取り付けられている。一対の第２ダクト５Ｂは、排ガスＧが流れるものであり、熱交換エレメント２の一対の第２表面２０２のそれぞれに取り付けられている。
In the
図１〜図３に示すように、熱交換エレメント２の一対の第１表面２０１における、互いに平行な一対の辺部分には、複数の第１ボルト４Ａが垂直に接合されている。熱交換エレメント２の一対の第２表面２０２における、互いに平行な一対の辺部分には、複数の第２ボルト４Ｂが垂直に接合されている。一対の第１ダクト５Ａの端部には、複数の第１ボルト４Ａが挿通される複数の挿通穴５２１が形成されたフランジ部５２が設けられている。一対の第２ダクト５Ｂの端部には、複数の第２ボルト４Ｂが挿通される複数の挿通穴５２１が形成されたフランジ部５２が設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of
図５〜図７に示すように、熱交換エレメント２の一対の第１表面２０１における、一対の辺部分には、複数の第１ボルト４Ａに形成された第１中空穴４２Ａに配置される複数の第１凸部２７Ａが突出して設けられている。第１中空穴４２Ａと第１凸部２７Ａとは、ロウ材１１によって接合されている。熱交換エレメント２の一対の第２表面２０２における一対の辺部分には、複数の第２ボルト４Ｂに形成された第２中空穴４２Ｂに配置される複数の第２凸部２７Ｂが突出して設けられている。第２中空穴４２Ｂと第２凸部２７Ｂとは、ロウ材１１によって接合されている。
As shown in FIGS. 5 to 7, a plurality of
以下に、本形態の熱交換器１について詳説する。
（燃焼バーナ６）
図１に示すように、本形態の熱交換器１は、排ガスＧと燃焼用空気Ａとの熱交換を行うものである。熱交換器１は、燃焼バーナ６における燃焼後の排ガスＧの廃熱を、燃焼バーナ６によって新たに燃焼を行うための燃焼用空気Ａに回収するために用いられる。なお、熱交換器１は、排ガスＧの廃熱を流体に回収するための種々の用途に用いることができる。
The
(Combustion burner 6)
As shown in FIG. 1, the
本形態の第１流体は、燃焼機器としての燃焼バーナ６に用いられる燃焼用空気Ａであり、本形態の第２流体は、燃焼バーナ６から排気される排ガスＧである。なお、第１流体は、第１の燃焼機器に用いられる燃焼用空気Ａとし、第２流体は、第１の燃焼機器とは別の第２の燃焼機器から排気される排ガスＧとすることもできる。また、第１流体及び第２流体は、温度が互いに異なる種々の気体、液体等とすることができる。
The first fluid of the present embodiment is the combustion air A used for the
（熱交換エレメント２）
図３及び図４に示すように、熱交換エレメント２は、燃焼用空気Ａの第１熱交換流路２１Ａが形成された第１エレメント部２Ａと、排ガスＧの第２熱交換流路２１Ｂが形成された第２エレメント部２Ｂとが平板２９を介して交互に複数積層された積層構造を有する。第１エレメント部２Ａと第２エレメント部２Ｂとの積層方向Ｄは、熱交換エレメント２に対する一対の第１ダクト５Ａの第１取付方向Ｌ１、及び熱交換エレメント２に対する一対の第２ダクト５Ｂの第２取付方向Ｌ２の双方に対して直交している。積層方向Ｄ、第１取付方向Ｌ１及び第２取付方向Ｌ２はそれぞれ互いに直交している。第１エレメント部２Ａと第２エレメント部２Ｂとは、同じ正方形の平面形状に形成されている。
(Heat exchange element 2)
As shown in FIGS. 3 and 4, in the
図３〜図５に示すように、第１エレメント部２Ａは、第１熱交換流路２１Ａを形成する第１波板２４Ａと、第１波板２４Ａの両端に接合された一対の第１封止板２５Ａとによって構成されている。第１熱交換流路２１Ａは、実際には、第１エレメント部２Ａの第１波板２４Ａと、第１波板２４Ａの積層方向Ｄの両側に隣接する、第２エレメント部２Ｂの第２波板２４Ｂとの間の流路として形成される。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
第２エレメント部２Ｂは、第２熱交換流路２１Ｂを形成する第２波板２４Ｂと、第２波板２４Ｂの両端に接合された一対の第２封止板２５Ｂとによって構成されている。第２熱交換流路２１Ｂは、実際には、第２エレメント部２Ｂの第２波板２４Ｂと、第２波板２４Ｂの積層方向Ｄの両側に隣接する、第１エレメント部２Ａの第１波板２４Ａとの間の流路として形成される。
The
本形態の第１エレメント部２Ａと第２エレメント部２Ｂとは、第１熱交換流路２１Ａと第２熱交換流路２１Ｂとを仕切る平板２９を介して積層されている。平板２９は、第１波板２４Ａ及び一対の第１封止板２５Ａと第２波板２４Ｂ及び一対の第２封止板２５Ｂとに対向して配置されている。
The
図３においては、各エレメント部２Ａ，２Ｂの各波板２４Ａ，２４Ｂを適宜省略して示す。また、各ボルト４Ａ，４Ｂのおねじ部も適宜省略して示す。
In FIG. 3, the
図５及び図６に示すように、第１波板２４Ａと一対の第１封止板２５Ａとは、ロウ材１１を用いたロウ付けによって接合されている。第２波板２４Ｂと一対の第２封止板２５Ｂとは、ロウ材１１を用いたロウ付けによって接合されている。一対の第１封止板２５Ａと一対の第２封止板２５Ｂとは、平板２９を介してロウ付けされている。熱交換エレメント２の積層方向Ｄに直交する平面の４つの角部２６においては、平板２９を介して第１封止板２５Ａと第２封止板２５Ｂとが交互に積層されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the first
図３及び図６に示すように、第１エレメント部２Ａの平面方向における、一対の第１封止板２５Ａが設けられていない一対の辺部分には、第１波板２４Ａの一対の端部２４１Ａが位置する。第１波板２４Ａの一対の端部２４１Ａは、燃焼用空気Ａが流れる第１熱交換流路２１Ａの開口端部を形成する。第１波板２４Ａの一対の端部２４１Ａは、一対の第１ダクト５Ａの第１取付方向Ｌ１に位置する。複数の第１エレメント部２Ａの第１波板２４Ａの一方の端部２４１Ａは、燃焼用空気Ａの第１入口部２２Ａを構成し、複数の第１エレメント部２Ａの第１波板２４Ａの他方の端部２４１Ａは、燃焼用空気Ａの第１出口部２３Ａを構成する。
As shown in FIGS. 3 and 6, in the plane direction of the
第２エレメント部２Ｂの平面方向における、一対の第２封止板２５Ｂが設けられていない一対の辺部分には、第２波板２４Ｂの一対の端部２４１Ｂが位置する。第２波板２４Ｂの一対の端部２４１Ｂは、排ガスＧが流れる第２熱交換流路２１Ｂの開口端部を形成する。第２波板２４Ｂの一対の端部２４１Ｂは、一対の第２ダクト５Ｂの第２取付方向Ｌ２に位置する。複数の第２エレメント部２Ｂの第２波板２４Ｂの一方の端部２４１Ｂは、排ガスＧの第２入口部２２Ｂを構成し、複数の第２エレメント部２Ｂの第２波板２４Ｂの他方の端部２４１Ｂは、排ガスＧの第２出口部２３Ｂを構成する。
A pair of
熱交換エレメント２の一対の第１表面２０１とは、各第１エレメント部２Ａの第１波板２４Ａの一対の端部２４１Ａが位置する表面のことをいう。熱交換エレメント２の一対の第２表面２０２とは、各第２エレメント部２Ｂの第２波板２４Ｂの一対の端部２４１Ｂが位置する表面のことをいう。
The pair of
本形態の熱交換エレメント２は、金属製のものであり、熱が加わると膨張しやすい性質を有する。後述する端部板３及び各ボルト４Ａ，４Ｂも金属製のものである。
The
（各封止板２５Ａ，２５Ｂの各凸部２７Ａ，２７Ｂ）
図４、図５、図７及び図８に示すように、複数の第１凸部２７Ａは、一対の第１表面２０１の、第１封止板２５Ａと第２封止板２５Ｂと平板２９とが重なって形成された互いに平行な一対の辺部分において、積層方向Ｄに並ぶ複数の第１封止板２５Ａのうちの特定の第１封止板２５Ａから延設されている。図７は、第１凸部２７Ａが形成された第１封止板２５Ａのみを示す。第２凸部２７Ｂが形成された第２封止板２５Ｂも、第１封止板２５Ａと同様の形状を有する。図４においては、熱交換エレメント２における第１凸部２７Ａの形成位置を示す。熱交換エレメント２における第２凸部２７Ｂの形成位置も、第１凸部２７Ａの形成位置と同様である。
(Each
As shown in FIGS. 4, 5, 7, and 8, the plurality of first
第１凸部２７Ａが形成された特定の第１封止板２５Ａは、第１ボルト４Ａを配置する間隔に応じて、積層方向Ｄに並ぶ複数の第１封止板２５Ａのうちから適宜選択される。第１封止板２５Ａには、第１凸部２７Ａが形成されたものと、第１凸部２７Ａが形成されていないものとがある。特定の第１封止板２５Ａとは、第１凸部２７Ａが形成された第１封止板２５Ａのことを示す。
The specific
各第１エレメント部２Ａを構成する一対の第１封止板２５Ａは、第１取付方向Ｌ１の長さが第２取付方向Ｌ２の幅よりも大きい板形状に形成されている。第１封止板２５Ａは、第１エレメント部２Ａの第２取付方向Ｌ２の両端部において、第１エレメント部２Ａの第１取付方向Ｌ１の全長にわたって形成されている。
The pair of
第１凸部２７Ａは、特定の第１封止板２５Ａの第１取付方向Ｌ１の両端部から延設されている。本形態の第１凸部２７Ａは、積層方向Ｄに並ぶ複数の第１エレメント部２Ａのうちの特定の第１エレメント部２Ａを構成する一対の第１封止板２５Ａの第１取付方向Ｌ１の両端部から延設されている。第１凸部２７Ａは、第１封止板２５Ａを構成する金属板と同じ金属板によって形成されている。第１凸部２７Ａは、第１封止板２５Ａの第２取付方向Ｌ２の幅よりも小さい第２取付方向Ｌ２の幅を有する板形状に形成されている。第１凸部２７Ａを有する第１封止板２５Ａは、金属板の両端部に切断等を行って形成することができる。第１凸部２７Ａを特定の第１封止板２５Ａの第１取付方向Ｌ１の端部から延設することによって、第１凸部２７Ａを容易に形成することができる。
The first
第１封止板２５Ａ及び第１凸部２７Ａの積層方向Ｄの厚みは同じであり、第１封止板２５Ａ及び第１凸部２７Ａの長手方向に直交する断面は、四角形状を有する。第１凸部２７Ａ及び第１中空穴４２Ａが四角形状の断面を有することにより、第１ボルト４Ａは、第１凸部２７Ａと第１中空穴４２Ａとの係合によって、中心軸線の回りに回転不能である。換言すれば、第１凸部２７Ａと第１中空穴４２Ａとの係合によって、第１ボルト４Ａの回り止めがなされている。この構成により、第１ボルト４Ａへのナット４１の締め付け力を、ロウ材１１による接合強度に依存せずに確保することができる。
The thickness of the
図５、図７及び図８に示すように、複数の第２凸部２７Ｂは、一対の第２表面２０２の、第１封止板２５Ａと第２封止板２５Ｂと平板２９とが重なって形成された互いに平行な一対の辺部分において、積層方向Ｄに並ぶ複数の第２封止板２５Ｂのうちの特定の第２封止板２５Ｂから延設されている。第２封止板２５Ｂ及び第２凸部２７Ｂは、第１封止板２５Ａ及び第１凸部２７Ａと同様の形状を有する。
As shown in FIGS. 5, 7 and 8, in the plurality of second
第２凸部２７Ｂが形成された特定の第２封止板２５Ｂは、第２ボルト４Ｂを配置する間隔に応じて、積層方向Ｄに並ぶ複数の第２封止板２５Ｂのうちから適宜選択される。第２封止板２５Ｂには、第２凸部２７Ｂが形成されたものと、第２凸部２７Ｂが形成されていないものとがある。特定の第２封止板２５Ｂとは、第２凸部２７Ｂが形成された第２封止板２５Ｂのことを示す。
The specific
各第２エレメント部２Ｂを構成する一対の第２封止板２５Ｂは、第２取付方向Ｌ２の長さが第１取付方向Ｌ１の幅よりも大きい板形状に形成されている。第２封止板２５Ｂは、第２エレメント部２Ｂの第１取付方向Ｌ１の両端部において、第２エレメント部２Ｂの第２取付方向Ｌ２の全長にわたって形成されている。
The pair of
第２凸部２７Ｂは、特定の第２封止板２５Ｂの第２取付方向Ｌ２の両端部から延設されている。本形態の第２凸部２７Ｂは、積層方向Ｄに並ぶ複数の第２エレメント部２Ｂのうちの特定の第２エレメント部２Ｂを構成する一対の第２封止板２５Ｂの第２取付方向Ｌ２の両端部から延設されている。第２凸部２７Ｂは、第２封止板２５Ｂを構成する金属板と同じ金属板によって形成されている。第２凸部２７Ｂは、第２封止板２５Ｂの第１取付方向Ｌ１の幅よりも小さい第１取付方向Ｌ１の幅を有する板形状に形成されている。第２凸部２７Ｂを有する第２封止板２５Ｂは、金属板の両端部に切断等を行って形成することができる。第２凸部２７Ｂを特定の第２封止板２５Ｂの第２取付方向Ｌ２の端部から延設することによって、第２凸部２７Ｂを容易に形成することができる。
The second
第２封止板２５Ｂ及び第２凸部２７Ｂの積層方向Ｄの厚みは同じであり、第２封止板２５Ｂ及び第２凸部２７Ｂの長手方向に直交する断面は、四角形状を有する。第２凸部２７Ｂ及び第２ボルト４Ｂの第２中空穴４２Ｂが四角形状の断面を有することにより、第２ボルト４Ｂは、第２凸部２７Ｂと第２中空穴４２Ｂとの係合によって、中心軸線の回りに回転不能である。換言すれば、第２凸部２７Ｂと第２中空穴４２Ｂとの係合によって、第２ボルト４Ｂの回り止めがなされている。この構成により、第２ボルト４Ｂへのナット４１の締め付け力を、ロウ材１１による接合強度に依存せずに確保することができる。
The thickness of the
（端部板３）
図３〜図５に示すように、複数の第１エレメント部２Ａと複数の第２エレメント部２Ｂとの積層方向Ｄの両端には、熱交換エレメント２を構成する一対の端部板３がさらに積層されている。各端部板３は、各エレメント部２Ａ，２Ｂに積層された平板部３１と、平板部３１の４辺において各ボルト４Ａ，４Ｂを接合するために屈曲して形成された屈曲縁部３２とを有する。屈曲縁部３２は、平板部３１に対して直角であって第１表面２０１又は第２表面２０２に平行な部分と、平板部３１に対して平行な部分とによって形成されている。一対の端部板３を含めて熱交換エレメント２と呼ぶことがある。また、第１表面２０１及び第２表面２０２には、熱交換エレメント２の表面と一対の端部板３の表面とが含まれる。
(End plate 3)
As shown in FIGS. 3 to 5, a pair of
図２、図４及び図６に示すように、一対の第１封止板２５Ａと一対の第２封止板２５Ｂとが平板２９を介して積層された、熱交換エレメント２の積層方向Ｄに直交する平面の４つの角部２６には、各エレメント部２Ａ，２Ｂ及び平板２９を貫通して、各エレメント部２Ａ，２Ｂ及び平板２９の積層状態を維持するための積層用ボルト３３が挿通されている。各エレメント部２Ａ，２Ｂ及び平板２９は、積層用ボルト３３によって締め付けられて積層状態が維持されている。
As shown in FIGS. 2, 4 and 6, in the stacking direction D of the
図８に示すように、本形態の熱交換エレメント２の一対の第１表面２０１における、一対の端部板３の屈曲縁部３２によって形成された互いに平行な一対の辺部分には、後述する第１端部用ボルト４Ｃの第１係合部４２Ｃが配置される第１貫通穴２８Ａが複数形成されている。複数の第１貫通穴２８Ａは、第１端部用ボルト４Ｃの接合位置に合わせて第２取付方向Ｌ２に並んで形成されている。
As shown in FIG. 8, the pair of side portions parallel to each other formed by the
本形態の第１貫通穴２８Ａは、オーバル形の断面を有する長穴、楕円形の断面を有する楕円穴として形成されている。第１端部用ボルト４Ｃは、第１係合部４２Ｃと第１貫通穴２８Ａとの係合によって、中心軸線の回りに回転不能である。換言すれば、第１係合部４２Ｃと第１貫通穴２８Ａとの係合によって、第１端部用ボルト４Ｃの回り止めがなされている。なお、第１貫通穴２８Ａは、円形の断面を有する丸穴等としてもよい。
The first through
本形態の熱交換エレメント２の一対の第２表面２０２における、一対の端部板３の屈曲縁部３２によって形成された互いに平行な一対の辺部分には、後述する第２端部用ボルト４Ｄの第２係合部４２Ｄが配置される第２貫通穴２８Ｂが複数形成されている。複数の第２貫通穴２８Ｂは、第２端部用ボルト４Ｄの接合位置に合わせて第１取付方向Ｌ１に並んで形成されている。
On the pair of
本形態の第２貫通穴２８Ｂは、オーバル形の断面を有する長穴、楕円形の断面を有する楕円穴として形成されている。第２端部用ボルト４Ｄは、第２係合部４２Ｄと第２貫通穴２８Ｂとの係合によって、中心軸線の回りに回転不能である。換言すれば、第２係合部４２Ｄと第２貫通穴２８Ｂとの係合によって、第２端部用ボルト４Ｄの回り止めがなされている。第２貫通穴２８Ｂは、円形の断面を有する丸穴等としてもよい。
The second through
（各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄ）
図３、図５及び図８に示すように、本形態においては、第１エレメント部２Ａに接合される第１ボルト４Ａ、第２エレメント部２Ｂに接合される第２ボルト４Ｂ、端部板３に接合される、第１端部用ボルト４Ｃ及び第２端部用ボルト４Ｄが用いられる。第１ボルト４Ａ及び第２ボルト４Ｂと、第１端部用ボルト４Ｃ及び第２端部用ボルト４Ｄとは、接合箇所の違いに応じて形状が異なっている。
(Each
As shown in FIGS. 3, 5 and 8, in this embodiment, the
なお、図３における、各エレメント部２Ａ，２Ｂ、各凸部２７Ａ，２７Ｂ、各中空穴４２Ａ，４２Ｂ等の形状は、模式的に表す。図５〜図８等の拡大図によってより具体的な形状を示す。
The shapes of the
第１ボルト４Ａ、第２ボルト４Ｂ、第１端部用ボルト４Ｃ及び第２端部用ボルト４Ｄは、ロウ付けによって端部板３を含む熱交換エレメント２に接合される。本形態においては、熱交換エレメント２及び各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄを特殊な形状にして、ロウ材１１による接合面積が大きくなる工夫をしている。
The
第１ボルト４Ａは、一対の第１表面２０１における、積層方向Ｄに平行な一対の辺部分に位置する、第１封止板２５Ａと第２封止板２５Ｂと平板２９とが重なる一対の縁部２５１に、積層方向Ｄに複数並んで接合されている。第１ボルト４Ａは、第１封止板２５Ａの第１取付方向Ｌ１の端部から延設された第１凸部２７Ａが配置される第１中空穴４２Ａを有する。
The
第１ボルト４Ａは、外周におねじが形成され、軸中心に第１中空穴４２Ａが形成された筒形状を有する。第１中空穴４２Ａは、第１ボルト４Ａの軸方向に沿って貫通する状態で形成されている。第１中空穴４２Ａは、第１凸部２７Ａの形状に倣って、角形の断面を有する角穴に形成されている。第１ボルト４Ａの第１中空穴４２Ａの内形は、第１凸部２７Ａの外形よりも若干大きい。第１中空穴４２Ａと第１凸部２７Ａとの間には、ロウ材１１を介在させるための隙間が形成される。なお、第１凸部２７Ａ及び第１中空穴４２Ａは、丸形状、楕円形状等に形成されていてもよい。
The
第２ボルト４Ｂは、一対の第２表面２０２における、積層方向Ｄに平行な一対の辺部分に位置する、第１封止板２５Ａと第２封止板２５Ｂと平板２９とが重なる一対の縁部２５１に、積層方向Ｄに複数並んで接合されている。第２ボルト４Ｂは、第２封止板２５Ｂの第２取付方向Ｌ２の端部から延設された第２凸部２７Ｂが配置される第２中空穴４２Ｂを有する。
The
第２ボルト４Ｂは、外周におねじが形成され、軸中心に第２中空穴４２Ｂが形成された筒形状を有する。第２中空穴４２Ｂは、第２ボルト４Ｂの軸方向に沿って貫通する状態で形成されている。第２中空穴４２Ｂは、第２凸部２７Ｂの形状に倣って、角形の断面を有する角穴に形成されている。第２ボルト４Ｂの第２中空穴４２Ｂの内形は、第２凸部２７Ｂの外形よりも若干大きい。第２中空穴４２Ｂと第２凸部２７Ｂとの間には、ロウ材１１を介在させるための隙間が形成される。なお、第２凸部２７Ｂ及び第２中空穴４２Ｂは、丸形状、楕円形状等に形成されていてもよい。
The
図３、図５及び図８に示すように、第１端部用ボルト４Ｃは、一対の第１表面２０１における、第２取付方向Ｌ２に平行な一対の辺部分に位置する、一対の端部板３の各屈曲縁部３２に、第２取付方向Ｌ２に複数並んで接合されている。第１端部用ボルト４Ｃは、外周におねじが形成されたおねじ部４４と、おねじ部４４の軸方向の基端部において、端部板３の屈曲縁部３２に形成された第１貫通穴２８Ａに配置される第１係合部４２Ｃとを有する。
As shown in FIGS. 3, 5 and 8, the
第１係合部４２Ｃは、おねじ部４４の断面よりも小さな外形の断面に形成されている。本形態の第１係合部４２Ｃは、長穴によって形成された第１貫通穴２８Ａの内側に配置される、長方形の断面の形状に形成されている。第１貫通穴２８Ａの長穴の長辺の方向と、第１係合部４２Ｃの長方形の長辺の方向とが合わされる。第１貫通穴２８Ａと第１係合部４２Ｃとの間には、ロウ材１１を介在させるための隙間が形成される。第１貫通穴２８Ａが丸穴の場合には、第１係合部４２Ｃを円形の断面を有する形状にしてもよい。
The first
第２端部用ボルト４Ｄは、一対の第２表面２０２における、第１取付方向Ｌ１に平行な一対の辺部分に位置する、一対の端部板３の各屈曲縁部３２に、第１取付方向Ｌ１に複数並んで接合されている。第２端部用ボルト４Ｄは、外周におねじが形成されたおねじ部４４と、おねじ部４４の軸方向の基端部において、端部板３の屈曲縁部３２に形成された第２貫通穴２８Ｂに配置される第２係合部４２Ｄとを有する。
The
第２係合部４２Ｄは、おねじ部４４の断面よりも小さな外形の断面に形成されている。本形態の第２係合部４２Ｄは、長穴によって形成された第２貫通穴２８Ｂの内側に配置される、長方形の断面の形状に形成されている。第２貫通穴２８Ｂの長穴の長辺の方向と、第２係合部４２Ｄの長方形の長辺の方向とが合わせられる。第２貫通穴２８Ｂと第２係合部４２Ｄとの間には、ロウ材１１を介在させるための隙間が形成される。第２貫通穴２８Ｂが丸穴の場合には、第２係合部４２Ｄを円形の断面を有する形状にしてもよい。
The second engaging portion 42D is formed in a cross section having an outer shape smaller than the cross section of the male threaded
（ロウ材１１による接合）
図８に示すように、複数の第１封止板２５Ａの各第１凸部２７Ａには、ロウ材１１を介して複数の第１ボルト４Ａの各第１中空穴４２Ａが接合されている。各第１凸部２７Ａと各第１中空穴４２Ａとは、各第１凸部２７Ａの外側面と各第１中空穴４２Ａの内側面とにおいて、ロウ材１１によって接合されている。第１ボルト４Ａに形成された第１中空穴４２Ａを利用して、第１ボルト４Ａを熱交換エレメント２に接合することによって、ロウ材１１による第１ボルト４Ａと熱交換エレメント２との接合面積を大きく確保することができる。
(Joining with brazing material 11)
As shown in FIG. 8, the first
複数の第２封止板２５Ｂの各第２凸部２７Ｂには、ロウ材１１を介して複数の第２ボルト４Ｂの各第２中空穴４２Ｂが接合されている。各第２凸部２７Ｂと各第２中空穴４２Ｂとは、各第２凸部２７Ｂの外側面と各第２中空穴４２Ｂの内側面とにおいて、ロウ材１１によって接合されている。第２ボルト４Ｂに形成された第２中空穴４２Ｂを利用して、第２ボルト４Ｂを熱交換エレメント２に接合することによって、ロウ材１１による第２ボルト４Ｂと熱交換エレメント２との接合面積を大きく確保することができる。
The second
図８に示すように、端部板３の屈曲縁部３２の各第１貫通穴２８Ａには、ロウ材１１を介して複数の第１端部用ボルト４Ｃの各第１係合部４２Ｃが接合されている。各第１貫通穴２８Ａと各第１係合部４２Ｃとは、各第１貫通穴２８Ａの内周面と各第１係合部４２Ｃの外周面とにおいて、ロウ材１１によって接合されている。また、各第１貫通穴２８Ａと各第１係合部４２Ｃとにおいては、第１貫通穴２８Ａの各開口部の周縁面と、第１端部用ボルト４Ｃの、おねじ部４４と第１係合部４２Ｃとの境界に位置する段差面４４１とがロウ材１１によって接合されていてもよい。
As shown in FIG. 8, in each of the first through
端部板３の屈曲縁部３２の各第２貫通穴２８Ｂには、ロウ材１１を介して複数の第２端部用ボルト４Ｄの各第２係合部４２Ｄが接合されている。各第２貫通穴２８Ｂと各第２係合部４２Ｄとは、各第２貫通穴２８Ｂの内周面と各第２係合部４２Ｄの外周面とにおいて、ロウ材１１によって接合されている。また、各第２貫通穴２８Ｂと各第２係合部４２Ｄとにおいては、第２貫通穴２８Ｂの各開口部の周縁面と、第２端部用ボルト４Ｄの、おねじ部４４と第２係合部４２Ｄとの境界に位置する段差面４４１とがロウ材１１によって接合されていてもよい。
Each second engaging portion 42D of a plurality of
（各ダクト５Ａ，５Ｂ）
図２に示すように、第１ダクト５Ａは、燃焼用空気Ａが流れる筒状部５１と、筒状部５１の端部に設けられて、第１ボルト４Ａが挿通される挿通穴５２１が形成されたフランジ部５２とを有する。第１ダクト５Ａのフランジ部５２の挿通穴５２１に、熱交換エレメント２の第１ボルト４Ａ及び第１端部用ボルト４Ｃが挿通され、第１ボルト４Ａ及び第１端部用ボルト４Ｃのそれぞれにナット４１が螺合されて、熱交換エレメント２に第１ダクト５Ａが取り付けられる。
(Each
As shown in FIG. 2, the
第２ダクト５Ｂは、排ガスＧが流れる筒状部５１と、筒状部５１の端部に設けられて、第２ボルト４Ｂが挿通される挿通穴５２１が形成されたフランジ部５２とを有する。第２ダクト５Ｂのフランジ部５２の挿通穴５２１に、熱交換エレメント２の第２ボルト４Ｂ及び第２端部用ボルト４Ｄが挿通され、第２ボルト４Ｂ及び第２端部用ボルト４Ｄのそれぞれにナット４１が螺合されて、熱交換エレメント２に第２ダクト５Ｂが取り付けられる。
The
（熱交換器１における熱交換）
図１に示すように、熱交換器１の一方の第１ダクト５Ａには、燃焼用空気Ａが流入し、熱交換器１の一方の第２ダクト５Ｂには、排ガスＧが流入する。そして、燃焼用空気Ａは、第１入口部２２Ａを介して熱交換エレメント２の各第１エレメント部２Ａにおける第１熱交換流路２１Ａに流入し、排ガスＧは、第２入口部２２Ｂを介して熱交換エレメント２の各第２エレメント部２Ｂにおける第２熱交換流路２１Ｂに流入する。このとき、各第１エレメント部２Ａ及び各第２エレメント部２Ｂにおいては、燃焼用空気Ａと排ガスＧとの熱交換が行われ、排ガスＧの廃熱が燃焼用空気Ａに回収される。
(Heat exchange in heat exchanger 1)
As shown in FIG. 1, the combustion air A flows into one of the
次いで、燃焼用空気Ａは、熱交換エレメント２の各第１エレメント部２Ａにおける第１熱交換流路２１Ａから、第１出口部２３Ａを介して他方の第１ダクト５Ａへ流出する。また、排ガスＧは、熱交換エレメント２の各第２エレメント部２Ｂにおける第２熱交換流路２１Ｂから、第２出口部２３Ｂを介して他方の第２ダクト５Ｂへ流出する。
Next, the combustion air A flows out from the first heat
（作用効果）
本形態の熱交換器１は、熱交換エレメント２への各ダクト５Ａ，５Ｂの取り付け方に工夫をしている。具体的には、熱交換器１の熱交換エレメント２の筐体等にボルトを挿通するのではなく、熱交換エレメント２の第１表面２０１及び第２表面２０２に各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄを接合している。そして、各ダクト５Ａ，５Ｂは、熱交換エレメント２の第１表面２０１及び第２表面２０２から突出する各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄが、フランジ部５２の挿通穴５２１に挿通されて、ナット４１に締め付けられることによって熱交換エレメント２に取り付けられる。
(Action effect)
In the
つまり、各第１ダクト５Ａは、熱交換エレメント２の第１表面２０１から垂直に突出する第１ボルト４Ａ及び第１端部用ボルト４Ｃによって別々に熱交換エレメント２に取り付けられ、各第２ダクト５Ｂは、熱交換エレメント２の第２表面２０２から垂直に突出する第２ボルト４Ｂ及び第２端部用ボルト４Ｄによって別々に熱交換エレメント２に取り付けられる。換言すれば、熱交換エレメント２は、一対の第１ダクト５Ａの間及び一対の第２ダクト５Ｂの間に押さえ付けられず、熱交換エレメント２に対して１つずつ別々に第１ダクト５Ａ及び第２ダクト５Ｂが取り付けられる。そのため、熱交換エレメント２が各ダクト５Ａ，５Ｂによって拘束される力を弱くすることができ、熱交換エレメント２の各部に温度分布が生じるときには、熱交換エレメント２は温度の違いに応じて適宜膨張することができる。
That is, each
従来の熱交換器は、熱交換エレメントの全体が複数のボルトによって両側のダクトの間に拘束された構造を有している。この場合には、熱交換エレメントの一部が局所的に膨張しようとすると、熱交換エレメントの全体が両側のダクトによって拘束されて、熱交換エレメントの全体に熱応力が加わりやすいといった課題があった。 A conventional heat exchanger has a structure in which the entire heat exchange element is restrained between ducts on both sides by a plurality of bolts. In this case, if a part of the heat exchange element tries to expand locally, the entire heat exchange element is constrained by the ducts on both sides, and there is a problem that thermal stress is likely to be applied to the entire heat exchange element. ..
これに対し、本形態の熱交換器１の構造によれば、熱交換エレメント２の全体が完全に拘束されておらず、熱交換エレメント２が局所的に膨張することも可能になる。これにより、本形態の熱交換器１においては、熱交換エレメント２に局所的な熱応力が作用しにくくすることができ、熱交換エレメント２の耐久性を向上させることができる。
On the other hand, according to the structure of the
それ故、本形態の熱交換器１によれば、熱交換エレメント２の耐久性を向上させることができる。
Therefore, according to the
各凸部２７Ａ，２７Ｂを各封止板２５Ａ，２５Ｂから延設することにより、各凸部２７Ａ，２７Ｂの形成が容易である。各凸部２７Ａ，２７Ｂの積層方向Ｄの厚みを各封止板２５Ａ，２５Ｂの積層方向Ｄの厚みと同じにする場合には、各ボルト４Ａ，４Ｂの外径は、各凸部２７Ａ，２７Ｂの積層方向Ｄの厚みよりも大きくする。各凸部２７Ａ，２７Ｂと各中空穴４２Ａ，４２Ｂとが係合する構造は、特に、各ボルト４Ａ，４Ｂの外径を大きくする場合に有効な構造である。なお、各凸部２７Ａ，２７Ｂの積層方向Ｄの厚みは、各封止板２５Ａ，２５Ｂの積層方向Ｄの厚みよりも小さくしてもよい。
By extending the
前述したように、本形態の熱交換器１においては、熱交換エレメント２に設けられた各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄを、各ダクト５Ａ，５Ｂのフランジ部５２における挿通穴５２１に挿通させて各ナット４１で締め付けることによって、熱交換エレメント２に各ダクト５Ａ，５Ｂを取り付けることができる。これにより、熱交換エレメント２に各ダクト５Ａ，５Ｂを取り付けることが容易であり、熱交換器１の組付性を向上させることができる。
As described above, in the
本形態においては、第１表面２０１及び第２表面２０２における、第１封止板２５Ａと第２封止板２５Ｂと平板２９とが重なる一対の縁部２５１には各ボルト４Ａ，４Ｂが接合され、端部板３の一対の屈曲縁部３２には各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄが接合される。換言すれば、各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄの基端部は、熱交換エレメント２に直接接合される。これにより、各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄの接合に使用する部材の点数を少なくすることができる。
In this embodiment, the
また、各凸部２７Ａ，２７Ｂ及び各中空穴４２Ａ，４２Ｂを利用して、各ボルト４Ａ，４Ｂを熱交換エレメント２に接合することにより、熱交換エレメント２と各ボルト４Ａ，４Ｂとの接合面積を適切に確保することができる。また、ロウ材１１を用いた接合を行うことにより、溶接等を行わずに熱交換エレメント２に各ボルト４Ａ，４Ｂを接合することができる。
Further, by joining the
前述したように、熱交換エレメント２は、第１波板２４Ａ、第１封止板２５Ａ、第２波板２４Ｂ、第２封止板２５Ｂ及び平板２９の適宜箇所をロウ付けすることによって形成されている。また、各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄは、ロウ付けによって熱交換エレメント２に接合されている。
As described above, the
本形態の熱交換エレメント２は、ロウ材の塗布又は貼付け、及びロウ材の加熱を１段階に行うことによって形成する。これにより、溶接等を行うことを不要にし、ロウ付けによって熱交換エレメント２の各構成部品の組み立てを行うことができる。そのため、熱交換エレメント２の製造管理を容易にすることができる。
The
より具体的には、各凸部２７Ａ，２７Ｂは各封止板２５Ａ，２５Ｂの製造時に形成し、各貫通穴２８Ａ，２８Ｂは端部板３の製造時に形成しておく。そして、第１波板２４Ａ、第１封止板２５Ａ、第２波板２４Ｂ、第２封止板２５Ｂ及び平板２９のいずれかの適宜箇所にロウ材の塗布又は貼付けをし、各エレメント部２Ａ，２Ｂを一対の端部板３によって挟み込んだ、熱交換エレメント２の組立体を形成する。
More specifically, the
また、各凸部２７Ａ，２７Ｂを、ロウ材１１を介して各ボルト４Ａ，４Ｂの各中空穴４２Ａ，４２Ｂに配置し、各貫通穴２８Ａ，２８Ｂに、ロウ材１１を介して各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄの各係合部４２Ｃ，４２Ｄを配置する。ロウ材１１は、各凸部２７Ａ，２７Ｂに塗布又は貼付けしてもよく、各中空穴４２Ａ，４２Ｂに塗布又は貼付けしてもよい。また、ロウ材１１は、各係合部４２Ｃ，４２Ｄに塗布又は貼付けしてもよく、各貫通穴２８Ａ，２８Ｂに塗布又は貼付けしてもよい。
Further, the
そして、熱交換エレメント２の組立体におけるロウ材、及び各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄにおけるロウ材１１を加熱・冷却して、ロウ材による接合を完了させる。こうして、各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄが接合された熱交換エレメント２が形成される。
Then, the brazing material in the assembly of the
＜実施形態２＞
本形態は、各ボルト４Ａ，４Ｂ及び各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄを熱交換エレメント２に接合する形状を、実施形態１における形状と異ならせた場合を示す。
図９に示すように、各ボルト４Ａ，４Ｂには、各中空穴４２Ａ，４２Ｂの代わりに、各ボルト４Ａ，４Ｂを貫通せずに底部を有する穴としての各中空凹部４３Ａ，４３Ｂが形成されていてもよい。この場合には、各封止板２５Ａ，２５Ｂに形成する各凸部２７Ａ，２７Ｂの形成長さを、各中空凹部４３Ａ，４３Ｂの形成長さに応じて決定する。この場合の各凸部２７Ａ，２７Ｂの形成長さは、実施形態１の各凸部２７Ａ，２７Ｂの形成長さよりも短くなる。この場合の各凸部２７Ａ，２７Ｂ及び各中空凹部４３Ａ，４３Ｂは、角形の断面を有する角形状に形成すればよい。
<
This embodiment shows a case where the shape of joining the
As shown in FIG. 9, in each of the
図１０に示すように、端部板３の一対の屈曲縁部３２における各貫通穴２８Ａ，２８Ｂには、ロウ材１１を介して角形の断面を有する凸部形成部材４５を接合してもよい。そして、この凸部形成部材４５が、各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄの各中空穴４２Ａ，４２Ｂ内又は各中空凹部４３Ａ，４３Ｂ内に配置されるようにしてもよい。この場合には、凸部形成部材４５の断面形状を実施形態１の各凸部２７Ａ，２７Ｂの断面形状と同様にし、各ボルト４Ａ，４Ｂと各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄとを共通形状にすることができる。
As shown in FIG. 10, a convex
また、図示は省略するが、端部板３の一対の屈曲縁部３２における各貫通穴２８Ａ，２８Ｂには、各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄの頭部がロウ材１１を介して接合されてもよい。この場合の各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄは、外周におねじが形成されたおねじ部４４と、おねじ部４４の軸方向の基端側に繋がる頭部とを有する。
Although not shown, the heads of the
また、図１１に示すように、各端部用ボルト４Ｃ，４Ｄをおねじが外周に形成されたおねじ部４４のみによる寸切りボルトとし、各貫通穴２８Ａ，２８Ｂをめねじが内周に形成されたネジ穴としてもよい。この場合には、各貫通穴２８Ａ，２８Ｂと、各貫通穴２８Ａ，２８Ｂに螺合される寸切りボルトとがロウ材１１を介して接合される。
Further, as shown in FIG. 11, the
本形態の熱交換器１における、その他の構成、作用効果等については、実施形態１の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１の場合と同様である。
The other configurations, working effects, and the like of the
本発明は、各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。また、本発明は、様々な変形例、均等範囲内の変形例等を含む。さらに、本発明から想定される様々な構成要素の組み合わせ、形態等も本発明の技術思想に含まれる。 The present invention is not limited to each embodiment, and further different embodiments can be configured without departing from the gist thereof. In addition, the present invention includes various modifications, modifications within a uniform range, and the like. Further, combinations, forms, etc. of various components assumed from the present invention are also included in the technical idea of the present invention.
１ 熱交換器
１１ ロウ材
２ 熱交換エレメント
２０１ 第１表面
２０２ 第２表面
２Ａ 第１エレメント部
２Ｂ 第２エレメント部
２１Ａ 第１熱交換流路
２１Ｂ 第２熱交換流路
２２Ａ 第１入口部
２２Ｂ 第２入口部
２３Ａ 第１出口部
２３Ｂ 第２出口部
２４Ａ 第１波板
２４Ｂ 第２波板
２５Ａ 第１封止板
２５Ｂ 第２封止板
２７Ａ 第１凸部
２７Ｂ 第２凸部
２８Ａ 第１貫通穴
２８Ｂ 第２貫通穴
２９ 平板
３ 端部板
３２ 屈曲縁部
４Ａ 第１ボルト
４Ｂ 第２ボルト
４Ｃ 第１端部用ボルト
４Ｄ 第２端部用ボルト
４２Ａ 第１中空穴
４２Ｂ 第２中空穴
４２Ｃ 第１係合部
４２Ｄ 第２係合部
４３Ａ 第１中空凹部
４３Ｂ 第２中空凹部
５Ａ 第１ダクト
５Ｂ 第２ダクト
５１ 筒状部
５２ フランジ部
Ａ 燃焼用空気（第１流体）
Ｇ 排ガス（第２流体）
1
G exhaust gas (second fluid)
Claims (6)
前記第１流体の第１入口部と前記第１流体の第１出口部とが互いに平行な一対の第１表面に形成されるとともに、前記第２流体の第２入口部と前記第２流体の第２出口部とが、前記第１表面とは異なる互いに平行な一対の第２表面に形成された熱交換エレメントと、
前記熱交換エレメントの一対の前記第１表面のそれぞれに取り付けられ、前記第１流体が流れる一対の第１ダクトと、
前記熱交換エレメントの一対の前記第２表面のそれぞれに取り付けられ、前記第２流体が流れる一対の第２ダクトと、を備え、
一対の前記第１表面における、互いに平行な少なくとも一対の辺部分には、複数の第１ボルトが垂直に接合されており、
一対の前記第１表面には、複数の前記第１ボルトに形成された第１中空穴又は第１中空凹部に配置される複数の第１凸部が突出して設けられており、
前記第１中空穴又は前記第１中空凹部と前記第１凸部とは、ロウ材によって接合されており、
一対の前記第２表面における、互いに平行な少なくとも一対の辺部分には、複数の第２ボルトが垂直に接合されており、
一対の前記第２表面には、複数の前記第２ボルトに形成された第２中空穴又は第２中空凹部に配置される複数の第２凸部が突出して設けられており、
前記第２中空穴又は前記第２中空凹部と前記第２凸部とは、ロウ材によって接合されており、
一対の前記第１ダクトの端部には、複数の前記第１ボルトが挿通される複数の挿通穴が形成されたフランジ部が設けられており、
一対の前記第２ダクトの端部には、複数の前記第２ボルトが挿通される複数の挿通穴が形成されたフランジ部が設けられている、熱交換器。 In a heat exchanger for heat exchange between a first fluid and a second fluid having different temperatures.
The first inlet portion of the first fluid and the first outlet portion of the first fluid are formed on a pair of first surfaces parallel to each other, and the second inlet portion of the second fluid and the second outlet portion of the second fluid are formed. The second outlet portion is a heat exchange element formed on a pair of second surfaces parallel to each other, which is different from the first surface.
A pair of first ducts attached to each of the pair of the first surfaces of the heat exchange element and through which the first fluid flows,
A pair of second ducts attached to each of the pair of heat exchange elements and through which the second fluid flows are provided.
A plurality of first bolts are vertically joined to at least a pair of side portions parallel to each other on the pair of the first surfaces.
On the pair of the first surfaces, a plurality of first convex portions arranged in the first hollow holes or the first hollow recesses formed in the plurality of first bolts are provided so as to project.
The first hollow hole or the first hollow recess and the first convex portion are joined by a brazing material.
A plurality of second bolts are vertically joined to at least a pair of side portions parallel to each other on the pair of the second surfaces.
On the pair of the second surfaces, a plurality of second convex portions arranged in the second hollow holes or the second hollow recesses formed in the plurality of the second bolts are provided so as to project.
The second hollow hole or the second hollow recess and the second convex portion are joined by a brazing material.
At the ends of the pair of the first ducts, flange portions having a plurality of insertion holes through which the plurality of first bolts are inserted are provided.
A heat exchanger in which a flange portion having a plurality of insertion holes through which a plurality of the second bolts are inserted is provided at an end portion of the pair of the second ducts.
複数の前記第１エレメント部と複数の前記第２エレメント部との積層方向の両端には、前記熱交換エレメントを構成する一対の端部板がさらに積層されており、
複数の前記第１凸部は、一対の前記第１表面の、前記第１封止板と前記第２封止板とが平板を介して重なって形成された互いに平行な一対の辺部分において、特定の前記第１封止板又は特定の前記第２封止板から延設されており、
複数の前記第２凸部は、一対の前記第２表面の、前記第１封止板と前記第２封止板とが平板を介して重なって形成された互いに平行な一対の辺部分において、特定の前記第１封止板又は特定の前記第２封止板から延設されている、請求項１に記載の熱交換器。 The heat exchange element is a first structure composed of a first corrugated plate forming a first heat exchange flow path of the first fluid and a pair of first sealing plates joined to both ends of the first corrugated plate. A second element composed of an element portion, a second corrugated plate forming a second heat exchange flow path of the second fluid, and a pair of second sealing plates joined to both ends of the second corrugated plate. It has a laminated structure in which a plurality of portions are alternately laminated via a flat plate.
A pair of end plates constituting the heat exchange element are further laminated at both ends in the stacking direction of the plurality of the first element portions and the plurality of the second element portions.
The plurality of first convex portions are formed on a pair of parallel side portions of the first surface, in which the first sealing plate and the second sealing plate are overlapped with each other via a flat plate. It extends from the specific first sealing plate or the specific second sealing plate, and extends from the specific first sealing plate or the specific second sealing plate.
The plurality of second convex portions are formed on a pair of parallel side portions of the second surface, in which the first sealing plate and the second sealing plate are overlapped with each other via a flat plate. The heat exchanger according to claim 1, which extends from the specific first sealing plate or the specific second sealing plate.
前記第１凸部は、特定の前記第１封止板の前記第１取付方向の端部から延設されており、
一対の前記第２封止板は、前記第２取付方向の長さが前記第１取付方向の幅よりも大きい板形状に形成されており、
前記第２凸部は、特定の前記第２封止板の前記第２取付方向の端部から延設されている、請求項２に記載の熱交換器。 In the pair of the first sealing plates, the length of the pair of the first ducts to the heat exchange element in the first mounting direction is the length of the pair of the second ducts to the heat exchange element in the second mounting direction. It is formed in a plate shape larger than the width,
The first convex portion extends from an end portion of the specific first sealing plate in the first mounting direction.
The pair of the second sealing plates are formed in a plate shape in which the length in the second mounting direction is larger than the width in the first mounting direction.
The heat exchanger according to claim 2, wherein the second convex portion extends from an end portion of the specific second sealing plate in the second mounting direction.
前記第１ボルトは、前記第１凸部と前記第１中空穴又は前記第１中空凹部との係合によって、中心軸線の回りに回転不能であり、
前記第２凸部は、前記第２封止板の前記第１取付方向の幅よりも小さい前記第１取付方向の幅を有する板形状に形成されており、
前記第２ボルトは、前記第２凸部と前記第２中空穴又は前記第２中空凹部との係合によって、中心軸線の回りに回転不能である、請求項３に記載の熱交換器。 The first convex portion is formed in a plate shape having a width in the second mounting direction smaller than the width in the second mounting direction of the first sealing plate.
The first bolt cannot rotate around the central axis due to the engagement between the first convex portion and the first hollow hole or the first hollow concave portion.
The second convex portion is formed in a plate shape having a width in the first mounting direction smaller than the width in the first mounting direction of the second sealing plate.
The heat exchanger according to claim 3, wherein the second bolt cannot rotate around the central axis due to engagement between the second convex portion and the second hollow hole or the second hollow concave portion.
一対の前記第２表面における、一対の前記端部板によって形成された互いに平行な一対の辺部分には、ロウ材によって複数の第２端部用ボルトが接合されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。 A plurality of first end bolts are joined by a brazing material to a pair of side portions parallel to each other formed by the pair of end plates on the pair of the first surfaces.
Claims 2 to 4 in which a plurality of second end bolts are joined by a brazing material to a pair of side portions parallel to each other formed by the pair of end plates on the pair of the second surfaces. The heat exchanger according to any one of the above.
The first fluid is combustion air used in a combustion device, and the second fluid is exhaust gas exhausted from the combustion device or a combustion device different from the combustion device, according to claims 1 to 5. The heat exchanger according to any one item.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020057710A JP2021156507A (en) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020057710A JP2021156507A (en) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Heat exchanger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021156507A true JP2021156507A (en) | 2021-10-07 |
Family
ID=77917948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020057710A Pending JP2021156507A (en) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Heat exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021156507A (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0356073U (en) * | 1989-09-29 | 1991-05-29 | ||
| US6267176B1 (en) * | 2000-02-11 | 2001-07-31 | Honeywell International Inc. | Weld-free heat exchanger assembly |
| JP2013130359A (en) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | Duct for heat exchanger |
| JP2019109006A (en) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | 東邦瓦斯株式会社 | Heat exchanger |
-
2020
- 2020-03-27 JP JP2020057710A patent/JP2021156507A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0356073U (en) * | 1989-09-29 | 1991-05-29 | ||
| US6267176B1 (en) * | 2000-02-11 | 2001-07-31 | Honeywell International Inc. | Weld-free heat exchanger assembly |
| JP2013130359A (en) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | Duct for heat exchanger |
| JP2019109006A (en) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | 東邦瓦斯株式会社 | Heat exchanger |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3998938B2 (en) | Heat exchanger and manufacturing method thereof | |
| US7806170B2 (en) | Heat exchanger | |
| US5797449A (en) | Heat exchanger | |
| US7621317B2 (en) | Self-breaking radiator side plates | |
| US7918268B2 (en) | Heat exchanger | |
| JP2003028586A (en) | Exhaust-gas heat exchanger | |
| KR940022049A (en) | Heat exchanger for air conditioner of automobile and its manufacturing method | |
| US20070000652A1 (en) | Heat exchanger with dimpled tube surfaces | |
| EP3159642B1 (en) | Heat exchangers | |
| JPH10206067A (en) | Supporting structure for heat-exchanger | |
| JP2021156507A (en) | Heat exchanger | |
| JP2003106790A (en) | Exhaust heat exchanger | |
| WO2010082382A1 (en) | Primary heating surface type heat exchanger | |
| JP2021135036A (en) | Heat exchanger | |
| KR20130001224A (en) | Heat exchanger fins, assemblies and methods | |
| KR101109856B1 (en) | Heat exchanger and heat exchanging pipe composing thereof | |
| US6769479B2 (en) | Primary surface recuperator sheet | |
| JP2002350071A (en) | Double pipe heat exchanger | |
| JP2017009191A (en) | Temporary assembly means of header plate and core of heat exchanger | |
| JP4663434B2 (en) | Heat exchanger | |
| US4979560A (en) | Heat exchanger with stationary turbulators | |
| JP6632868B2 (en) | Aluminum heat exchanger | |
| WO2024135191A1 (en) | Header pipe, heat exchanger, method for manufacturing header pipe, and method for manufacturing heat exchanger | |
| JP2002071293A (en) | Connection structure for heat exchanger pipe and tube | |
| KR102158387B1 (en) | heat exchanger enhancing coherence of header tank |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230822 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230822 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20240305 |