JP2533426B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプレート式熱交換器の一
種で、特に気体同士の熱交換に優れ又た耐久性やメンテ
ナンス性などに対しても優れた特徴を発揮する熱交換器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来知られている熱交換器としては、直
交型のものやチューブ式のものその他各種のものがあ
る。従来例として、直交型熱交換器を例にとって説明す
ると、直方体のケーシングの中に熱交換プレートを積層
した熱交換ブロックを収納し、熱交換プレートを介して
熱交換プレートの間を交互に熱風排ガスと新鮮冷風とを
通過させ、熱交換を行うのであるが、熱風排ガスと新鮮
外気とが混じり合ってはならないため、１枚ものの金属
板をプレスで成形して熱交換プレートとし、これを積層
すると共に溶接で一体化し、熱交換ブロックとしてい
た。

【０００３】処が、熱風排ガスが、例えばＡ重油の燃焼
排ガスである場合には腐食性の高いSOx成分が含まれ、
冷たい新鮮外気と熱交換することにより両者を隔てる熱
交換プレートが急速に腐食されて穴が明くという問題が
ある。然るに、前述のように熱交換ブロックが溶接によ
って一体化されているために１部でも破損すると全体を
廃棄しなければならず、寿命が著しく短くなり、これが
装置コストを高めるために特に気体同士の熱交換器の普
及が妨げられている原因となっている。

【０００４】その他、排ガス中にはタール分や粉塵など
が多量に含まれる事が多く、これらが熱交換プレート面
に付着すると熱交換効率を損なう。従って、一定間隔で
清掃しなければならないが、一体化している熱交換ブロ
ックの場合には、隅々まで清掃する事ができず、清掃効
果を高める事ができないという欠点がある。

【０００５】又、直交式熱交換器の場合には、通風路が
直交しているために熱交換器に接続するためのダクトを
引き回さなければならず、ダクト構造が複雑になるとい
う問題もある。その他、熱交換ブロックを構成する熱交
換プレートがハウジングに組み込まれた際、熱交換ブロ
ックがハウジングと一体になるためにハウジングに熱交
換プレートが接触し、この部分から熱がハウジング側に
逃げるという問題もあり、断熱構造を厳重に行う必要が
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来例
に鑑みてなされたもので、破損に強いだけでなく伝熱ブ
ロックを分解して破損伝熱プレートを新しい伝熱プレー
トに簡単に交換でき、且つ清掃その他メンテナンスも簡
単に出来、しかも接続するためのダクト構造を簡素にす
る事ができ、更には伝熱プレートとハウジングとが完全
に独立していて熱ロスの少ない熱交換器を提供すること
にある。

【０００７】本発明にかかる熱交換器は、請求項１に示
すように、 伝熱プレート（１）と、伝熱プレート（１）を突畝状
にて横断するように形成された仕切突畝部（２）とで伝
熱部材（３）が構成されており、 仕切突畝部（２）を一致させて前記伝熱部材（３）を
多数積層する事によって伝熱ブロック（４）が形成され
ており、伝熱プレート（１）の自由端が非接触にて伝熱ブロッ
ク（４）がハウジング（５）内に収納されており、 ハウ
ジングへ（５）内が仕切突畝部（２）を境に熱風通過部
と冷風通過部とに分割されており、 前記伝熱ブロック（４）が離脱可能にて伝熱ブロック
（４）の仕切突畝部（２）がハウジング（５）に取着さ
れて いる事を特徴とする。これにより、破損にも強く又
伝熱ブロックを分解して破損伝熱プレートを新しい伝熱
プレートに簡単に交換でき、且つ清掃その他メンテナン
スも簡単に出来、しかも接続するためのダクト構浩を簡
素にする事ができ、加えて伝熱プレートを非接触にてハ
ウジングから独立させる事が出来、高温側にて伝熱プレ
ートに入った熱は伝熱プレートを通って低温側に全て移
動することになり、熱効率を高める事が出来た。

【０００８】請求項２は、請求項１の具体例の１つで、 請求項１の熱交換器において、 伝熱部材(3)を構成する伝熱プレート(1)と仕切突畝部
(2)とにボルト挿通孔(8)が穿設されており、 この伝熱部材(3)を積層する事によって形成された伝
熱ブロック(4)が、伝熱部材(3)の積層によって形成され
たボルト挿通用連通孔に挿通された締結ボルト(9)にて
一体的に締結されている事を特徴とする。 これにより、締結ボルトの着脱だけで伝熱ブロックの組
み立て・分解が可能となり、前記のような作用・効果を
達成する事ができた。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って説明す
る。図１は本発明の第１実施例の部分斜視図、第２図が
本発明に使用する伝熱部材（３）の斜視図で、伝熱プレ
ート（１）と、伝熱プレート（１）を横断する仕切突畝
部（２）とで構成されている。伝熱プレート（１）は図
の実施例では単なる金属板であるが、通過流体を乱流に
するために凹凸や波型にする事も可能である。仕切突畝
部（２）は本実施例では角柱材で、伝熱プレート（１）
の中央に１本配置してあり、所定の間隔で通孔が穿設さ
れている。材質は熱交換する流体の性質によりアルミニ
ウム、鉄、ステンレス、銅その他が使用される。伝熱プ
レート（１）と仕切突畝部（２）とはボルトや溶接にて
一体化していてもよいし、後述するように締結ボルト
（９）にて一体化するようにしてもよい。ただし伝熱部
材（３）は互いに分離している。

【００１０】伝熱ブロック（４）は伝熱部材（３）を多
数積層する事によってが形成されている。伝熱ブロック
（４）同士の固定の仕方は特に指定しないが、分解可能
であればよく、伝熱プレート（１）と仕切突畝部（２）
とに所定間隔で通孔を穿設し、通孔に締結ボルト（９）
を挿通して伝熱ブロック（４）としてもよい。その他の
方法としては仕切突畝部（２）の当接面に係合突起（図
示せず）を突設し、これと係合する係合凹所（図示せ
ず）を伝熱プレート（１）に形成し、積層状態で係合突
起を係合凹所に嵌め込み、ハウジング（５）の中に伝熱
部材（３）を積層した状態で挿入し、ハウジング（５）
にて伝熱ブロック（４）を固定してもよい。ハウジング
（５）の外周は断熱材（１０）で巻設することが望まし
い。ここで重要なのは、ハウジング（５）内に収納され
た伝熱ブロック（４）を構成する伝熱プレート（１）の
自由端がハウジング（５）に接触しないようにすること
で、これにより伝熱プレート（１）に伝わった熱量はハ
ウジング（５）側に移動することなく全て高温側かから
低温側に移動する事になる。

【００１１】又、前述の実施例では伝熱部材(3)は、仕
切突畝部(2)と伝熱プレート(1)とで構成されるようにな
っているが、勿論これに限られず、図６に示すように金
属板を折曲して仕切突畝部(2)と同等の機能を果たさせ
るようにしてもよい。

【００１２】図３は、第２実施例の斜視図で、仕切突畝
部(2)を２箇所に設けた例である。これにより、中央部
分に高温排ガスをを流し、両側に新鮮外気を流して熱交
換させるようにしている。(11)は断熱プレートで、熱が
ハウジング(5)を通って外部に逃げないようにしてい
る。

【００１３】図５は本発明にかかる熱交換器を炉の上面
開口に設置した場合の断面図で、バーナーの燃焼排ガス
が図中左の熱風通過路(6)を通って上昇して行き、その
間熱風通過路(6)に突出している伝熱プレート(1)を加熱
する。これにより受熱した伝熱プレート(1)の熱は、伝
熱プレート(1)を伝わって冷風通過路(7)に突出している
伝熱プレート(1)側に移動して行き、冷風通過路(7)を通
る新鮮外気を加熱する。加熱された新鮮外気は炉内に導
入される。これにより熱損失を少なくする事ができる。

【００１４】ここで、伝熱プレート(1)の幅(L){又は
(L₁)(L₂)}を短くし逆に縦長さ(S)を長くすることにより
伝熱効率が高くなり、且つ全体に亘ってより均一に流体
が加熱又は放熱される事になる。このように熱は伝熱プ
レート(1)を伝わって高温側から低温側に移動して行く
が、使用中に高温排ガスによって高温側の伝熱プレート
(1)が腐食して穴が明いても新鮮外気側に高温排ガスが
漏れ出す事がなく、継続して使用が出来る。尚、流体は
ここでは気体を想定しているが、勿論これに限られず液
体であっても良い。

【００１５】熱交換器のメンテナンス時には、締結ボル
ト（９）を外してから伝熱ブロック（４）をハウジング
（５）から抜き出し、伝熱プレート（１）を１枚づづ分
離して洗浄し、腐食した伝熱プレート（１）を新しいも
のに交換してから再組み立てを行い、所定場所に設置し
た後、稼動を再開する。尚、本発明にかかる熱交換器
は、熱風通過路（６）と冷風通過路（７）とが平行に配
列されているので、接続するためのダクトを直線的に設
置する事ができ、直交型熱交換器のようにダクトを引き
回す必要がなく、ダクト構造を簡素にする事ができる
し、場合によってはそのまま煙突として使用する事も可
能である。又、ハウジング（５）は断面矩形のものを示
したが、２重管とし、内管側に熱風を通し外管側に新鮮
外気を通し、内管及び外管を貫通して放射状に配設され
た伝熱プレータ（１）を通して熱交換するようにしても
よい。

【００１６】

【発明の効果】本発明は請求項１に示すように、伝熱プ
レートと、伝熱プレートを横断する仕切突畝部とで伝熱
部材が構成されており、仕切突畝部を一致させて前記伝
熱部材を分解可能に積層する事によって伝熱ブロックが
形成されているので、熱交換ブロックを分解する事がで
き、それ故、分解時に破損熱交換プレートを新しい熱交
換プレートに簡単に交換でき、且つ清掃その他メンテナ
ンスも簡単に出来るという利点がある。

【００１７】しかも、この伝熱ブロックを囲繞するハウ
ジング内が仕切突畝部を境に熱風通過部と冷風通過部と
に分割されているので、熱風通過路と冷風通過路とにそ
れぞれ仕切突畝部から伝熱プレートが突出している構造
となり、伝熱プレートの突出部分がたとえ腐食によって
穴が明いたとしても排ガスが新鮮外気側に漏れる事もな
れけば高温側から低温側への熱移動が大幅に阻害される
という事もなく、伝熱プレートの破損に対して強いとい
う利点もある。加えて、ハウジング内に収納された伝熱
ブロックを構成する伝熱プレートの自由端がハウジング
に接触しないように配設されているので、伝熱プレート
に伝わった熱量はハウジング側に移動することなく全て
高温側かから低温側に移動する事になり、熱交換効率を
高める事が出来る。

【００１８】更に、熱風通過路と冷風通過路とが平行に
配列されているので、接続するためのダクトを直線的に
設置する事ができ、直交型熱交換器のようにダクトを引
き回す必要がなく、ダクト構造を簡素にする事ができ
る。

【００１９】又、請求項２の熱交換器にあつては、伝熱
部材を構成する伝熱プレートと仕切突畝部とにボルト挿
通孔が穿設されており、この伝熱部材を積層する事によ
って形成された伝熱ブロックが、伝熱部材の積層によっ
て形成されたボルト挿通用連通孔に挿通された締結ボル
トにて一体的に締結されいるので、締結ボルトの着脱で
伝熱ブロックの分解・組み立てを行う事ができ、取り扱
いが極めて簡単であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる熱交換器の斜視
図。

【図２】本発明に使用する伝熱部材の１実施例の斜視
図。

【図３】本発明の第２実施例にかかる熱交換器の斜視
図。

【図４】図３の正面図。

【図５】本発明にかかる熱交換器の使用状態の１例を示
す断面図。

【図６】本発明に使用する伝熱部材の他の実施例の正面
図。

【符号の説明】

(1)…伝熱プレート (2)…仕切突畝部 (3)…伝熱部材 (4)…伝熱ブロック (5)…ハウジング (6)…熱風通過路 (7)…冷風通過路 (8)…ボルト挿通孔 (9)…締結ボルト

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝熱プレートと、伝熱プレートを
   突畝状にて横断するように形成された仕切突畝部とで伝
   熱部材が構成されており、仕切突畝部を一致させて前記
   伝熱部材を分解可能に積層する事によって伝熱ブロック
   が形成されており、前記伝熱プレートの自由端が非接触
   にて伝熱ブロックがハウジング内に収納されており、ハ
   ウジング内が仕切突畝部を境に熱風通過部と冷風通過部
   とに分割されており、前記伝熱ブロックが離脱可能にて
   伝熱ブロックの仕切突畝部がハウジングに取着されてい
   る事を特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１の熱交換器において、伝
   熱部材を構成する伝熱プレートと仕切突畝部とにボルト
   挿通孔が穿設されており、この伝熱部材を積層する事に
   よって形成された伝熱ブロックが、伝熱部材の積層によ
   って形成されたボルト挿通用連通孔に挿通された締結ボ
   ルトにて一体的に締結されている事を特徴とする熱交換
   器。