JP2573554Y2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は積層型熱交換器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】四辺形をなすプレートを一定間隔を保っ
て積層し、その対向する２辺を閉塞して流体流路とし、
これを直角方向に交叉させた積層型熱交換器が知られて
いる。この例が実開昭５３ー５３４４号公報に開示され
ている。この熱交換器は、四角形のプレートの対向する
２辺を下方に曲げた上プレートと、上方に曲げた下プレ
ートとを重ね合わせて偏平な筒状体を形成し、されにこ
の筒状体を直角方向に向きをかえて重ね合わせて積層体
とし、積層体の四つの側面を、直交する２流体の入口、
出口としたものである。各プレート間の流体流路にはフ
ィンが設けられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】上記のような従来の積
重型熱交換器は、次のような問題がある。 （ａ）２流体の境界壁が２枚のプレートで構成されるた
め、伝熱効率が低い。 （ｂ）上側プレートと下側プレートは形状が異なる。同
形のものを流用する場合は反転させねばならず、さらに
直交させて積み上げるが、これらのプレートには位置決
め構造がないので、製造時の組付作業が煩わしい。 （ｃ）製造時に、上記の筒状体はプレートの２辺の折り
曲げ部分を重ねているのみであるから、炉中ろう付けに
当り、プレートの反りや横辷りを生じる。また錘り治具
によってプレートが撓み、積層高さが縮んだり、フィン
に過大な荷重がかかったりするため、完成後の形状が不
良であったり、部材の残留応力が大であったりする。 （ｄ）偏平な筒状体の組合わせであるから、４方向の側
面隅部にダクト取付け座となる部分が形成されず、別体
のダクト取付け枠等を設けなければならない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この考案の積層型熱交換
器は次の構成を有するものである。すなわち、ほぼ正方
形の底板の周縁にフランジを同方向に立上らせ、対向す
る２辺のフランジに、横幅が底板の１辺の長さより短か
い開口部を対称的に設けてなるプレートを、各底板間に
一定間隔を設けてかつ開口部を９０゜ずらせた向きに
し、各プレートのフランジの先端部分が次のプレートの
基部外面を内接させて複数枚を積層し、その一方の開放
端を底板とほぼ同形の端板で閉寒し、四つの側面に開口
部によって複数の窓孔を形成させ、各プレートの底板間
の間隙にフィンを配設して流体の流路とするものであ
る。

【０００５】尚、この場合、プレートの積層順序は、周
期的に直交の向きを繰り返すこと望ましいが、必ずしも
１枚毎に交互に直交させる必要はない。２流体の所要流
量や許容される圧力損失等により適宜選定される。ま
た、２流体に対しフィンの形状が同一である必要はな
い。

【０００６】

【作用】この熱交換器は流体が対向する窓孔から流入・
流出し、２流体が直交する向きに流れて底板を介して熱
交換を行う。

【０００７】この熱交換器は、同一形状のプレートを重
ね合わせることにより、各プレート間の位置決めがなさ
れて組立てられるので、組立て容易であり、炉中ろう付
け中の部材ずれも生じない。また窓孔の両側の四隅部分
はフランジの重なりの連続部分が形成されており、流体
の流入、流出案内用ダクトを取付ける場合に、その取付
け座となる。

【０００８】

【実施例】図１に実施例を示す。積層型熱交換器１は、
積層したプレート２と、その開放端を閉塞する端板３
と、各プレート２間に介装されるフィン４とでなる。プ
レート２は図２に示すように四隅に丸みＲを持たせ４辺
の長さが等しいほぼ正方形の底板５の周縁にフランジ６
を同方向に立上らせ、フランジ６の対向する２辺上に切
欠き７を形成して開口部としたものである。切欠き７の
横幅１は底板５の１辺の長さＬより小さく、この辺のフ
ランジ幅（Ｌ−１）は切欠き７の左右に等分して配置さ
れる。フランジ６の先端付近は底板５に近い基部よりも
ほぼ板厚相当分だけ広がっており、重ね合わせたとき次
のプレートのフランジ６の基部外面を内接させる。各プ
レート２は切欠き７の向きに関して９０°交互に向きを
変えて積層され、各プレート２の底板５の間に波形のフ
ィン４が配設され、積層最上部の開放端面は底板５とほ
ぼ同形の端板３で閉塞される。端板３には短かいフラン
ジ８を付すると組付けおよび固定に好都合である。各プ
レートを積層する向きは９０°交互でなくてもよい。例
えば切欠きが前後方向のもの２層、左右方向のもの１層
の順に繰返すものでもよい。積層する方向の順序は、で
きるだけ短い周期で規則的に繰返されることが望まし
い。切欠き７はその先端寄りが次層のフランジ基部で区
画されて窓孔９を形成する。またフィン４の形状は２流
体すなわち２方向のものが同一でなくてもよい。

【０００９】プレート２の四隅の丸みＲはプレート成形
上の便宜のためである。プレート２は通常平板をプレス
成形することにより製造されるが、その塑性変形の際亀
裂を防ぎ、成形しわや反りが生じないように丸みを付す
るものである。また、強度上必要があれば、端板３を厚
板で成形したりあるいは図１、図２に示すように端板３
に対して他方端に底板５とほぼ同形の厚板でなる補強板
１１を設ける。これらのプレート２、フィン４端板３及
び必要により設ける補強板１１は組付けられて炉中ろう
付けされ一体的に固着される。

【００１０】熱交換器１の四つの側面には多くの場合図
３のように複数の窓孔９を囲んで流体の流入、流出案内
用ダクト１５、１６、１７、１８が取付けられる。各側
面の複数の窓孔９の両側には１／２（Ｌ−ｌ）の幅でフ
ランジ６が積層方向に連続して重なり合って取付け座１
０を形成しており、各ダクト１５、１６、１７、１８に
設けられた取付けフランジ１５ａ…１８ａが固着され
る。固着手段はろう着、螺着等であり、取付け座１０と
の間に隙間が生ずるときは、ろう材やシール剤で充填し
たり、当て板を用いる等の手段で気密にされる。

【００１１】図４に他のプレートの例を示す。プレート
２２は底板２５の周縁にフランジ２６を立上らせ、対向
する２辺上に打抜き孔２７を設けて開口部とするもので
ある。従ってプレート２２が積層されると打抜き孔２７
はそのまま窓孔９（図１）となる。

【００１２】この熱交換器１は例えばガスタービンエン
ジンに装着され排気ガス（６００〜７００℃）で燃焼空
気を温める空気予熱器として用いられる。この場合各部
材はＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４３０等のステンレス鋼であ
り、銅ろう付けで一体化される。

【００１３】

【考案の効果】この考案の積層型熱交換器は、ほぼ正方
形をなしフランジを同方向に立上らせ、対向する２辺の
部分に開口部を形成した皿形のプレートを、各プレート
のフランジの先端部分が次のプレートの基部外面を内接
させ積層するものであるから、組付け容易でろう付け中
に部材ずれが生じない。従って形状不良やろう付け不良
のものがなく、ダクト取付け座も備付けられているか
ら、製造、取付が容易であり製造コストが低減される。
また２流体の熱授受面に底板の重複がないから熱交換効
率が高くかつ軽量である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の側面図である。

【図２】実施例に用いるプレートの構成を示す斜視図で
ある。

【図３】実施例の熱交換器にダクトを取付けた状態を示
す斜視図である。

【図４】プレートの他の例を示す斜視図である。

【符号の説明】

２、２２ プレート ３ 端板 ４ フィン ５、２５ 底板 ６、２６ フランジ ７ 切欠き（開口部） ９ 窓孔 ２７ 打抜き孔（開口部）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ正方形の底板の周縁にフランジを同
   方向に立上らせ、対向する２辺のフランジに、横幅が底
   板の１辺の長さより短かい開口部を対称的に設けてなる
   プレートを、各底板間に一定間隔を設けかつ開口部を９
   ０゜ずらせた向きにし、各プレートのフランジの先端部
   分が次のプレートの基部外面を内接させて複数枚積層
   し、その一方の開放端を底板とほぼ同形の端板で閉塞
   し、四つの側面に開口部によって複数の窓孔を形成さ
   せ、各プレートの底板間にフィンを配設してなる積層型
   熱交換器。