JP2667922B2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
- F28F3/10—Arrangements for sealing the margins
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
- F28F2250/104—Particular pattern of flow of the heat exchange media with parallel flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/355—Heat exchange having separate flow passage for two distinct fluids
- Y10S165/356—Plural plates forming a stack providing flow passages therein
- Y10S165/387—Plural plates forming a stack providing flow passages therein including side-edge seal or edge spacer bar
- Y10S165/39—Flange element to connect two adjacent heat exchange plates
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
の構成に関する。
の流路を画成する主板と波形薄板材の交互の層の積重ね
を典型的に含む。通常、主材の縁がその周囲にてU字形
断面の橋渡し部材により相互に結合される。橋渡し部品
は、熱交換器に構造的完全性を与え、熱交換器からの流
体の漏れを防ぐ、という2重の役目を果す。
れる時、例えば、熱交換流体の一方が温度の急変化を受
ける時、そのような橋渡し部品は相当なひずみを受ける
ことが判っている。これは、ガスタービンエンジンに関
連して使用される熱交換器において、例えば熱交換流体
の一つがエンジンの排気ガスである時に、よく起こる。
エンジン始動時、エンジン排気ガスの温度は極端に急激
に上昇する。そのような急激な温度変化は橋渡し部品に
かなりのひずみを与え、疲労の結果、橋渡し部品にき裂
が入ることがよくある。
とが本発明の一目的である。
リックスを有し、前記板の各々は可撓性スペーサ装置に
より隣りの板から隔置関係に保持されて、第1と第2の
熱交換流体の交替の流路がそれぞれ前記板によって画成
されるようにされ、隣り合せの板の少なくとも1つおき
の組の周囲が可撓性包囲部材によって連結されて、熱交
換流体の第1の流体の流路が熱交換流体の第2の流体の
流路と流体連通しないようにされており、前記第1と第
2の流体の各々に対し流体供給および排出装置がそれぞ
れ設けられて、前記マトリックス内のそれぞれの流路に
前記流体を指向させ、またこれらの流路から前記流体を
排出させるようにしている。
明する。
し、これを通って高温ガス、例えばガスタービンエンジ
ンの排気ガス、が矢印12で示す方向に流れる。ケーシン
グ11は熱交換器マトリックス13を包み、その内部構成は
第2図を参照すれば、もっと良く判る。
板14の積重ねを含み、主板はいま一つの適当な合金の波
形薄板15によって等隔置関係に保持される。波形薄板15
の、主板14に接触する部分、つまり波形の頂部は主板14
にろう付けされる。しかし、主板14も波形薄板15もケー
シング11の内側表面に取付けられていない。波形薄板15
は、主板14を隔置関係に保つ他に、或る程度の可撓性を
有する主板14同志の連結を与えて、ひいては主板14間の
相対的運動を或る程度可能にしている。
って連結され、これは第4図を参照すれば、もっと良く
判る。包囲部材16も波形薄板の形をとる。しかし、この
波形は薄板15の波形が延在する方向に直角な方向に延在
する。包囲部材16は適当な合金から形成され、係合する
主板14にろう付けされる。包囲部材16はケーシング11の
内側表面に取付けられていない。
ば、他の可撓形式を使用し得るであろうことを認識すべ
きである。
おきの組は、主板14の残りの組によって画成される空間
とも、熱交換器ケーシング11の内部の残りの部分とも、
流体連通しない、分離された包囲室17を画成する。
各々が有していて、その上流端と下流端(ガス流れ12に
関して)の各々に3角形の区域18,19が画成されて、こ
れは波形薄板15によって連結されない。区域18,19の各
々に窓20が設けられ、入口管21と出口管22をそれぞれ密
封係合して受承するように窓20が整合している。低温ガ
ス、例えば空気、を運ぶ入口管21は下流区域19にあるの
に対し、出口管22は上流区域18にある。
と包囲室17との間に連通を与える。よって、入口管21を
通って流れる低温空気は引続き切り口23を通過して包囲
室17に入る。区域19にある案内羽根24は、切り口23を通
って出た空気が室17内の波形薄板15によって画成される
通路の全部を通るように向けられることを確実にする。
空気はその後、案内羽根24によって指向されて、出口管
22の切り口23を通って入り、出口管22を通過し、熱交換
器10から出る。
ていない主板14の組の間を流れるのに対し、低温空気流
は入口管21から室17を通って高温ガス流12と反対の方向
に流れる。2つの気体流は主板14だけによって分離され
ているので、逆流熱交換関係に置かれる。しかし、状況
によっては、2つの基体流が平行流関係にある、つまり
双方が同じ方向に流れることが許されることもある。波
形薄板15は、主板14とガス流の両方に物理的接触してい
るので、熱交換過程を助ける。
ケーシング11を通過する高温ガス流12の中に浸ることが
明らかである。従って、高温ガス流12の全部がマトリッ
クスを通過することを確実にするために、何らの特別な
事前策を構ずる必要もない。ガス流12の温度に突然の変
化が生じた場合、熱交換マトリックス13はケーシング11
内で自由に膨張、収縮することにより、ケーシング11の
応力がかかるのを避ける。その上、可撓性包囲部材16の
使用の結果、得られる熱交換器マトリックス13の可撓性
構造は、温度の前記急変がマトリックス13の過度の応力
発生および起り得るき裂をもたらさないことを保証す
る。
連結している熱交換器を引用して本発明を説明したけれ
ども、実際には、主板14の全ての組を可撓性包囲部材が
連結することができるであろうことを認識すべきであ
る。そのような装置において、主板14の関連組の間に高
温ガス流12を向ける代替方法を与えることが当然必要と
なるであろう。これを行う1つの方法は、21,22に示さ
れるものと同様の、もう2本の管を設けることであろ
う。そのような管には、主板14によって画成される適切
な室に高温ガスを向けるために適切に配置される切り口
が設けられるであろう。
の拡大断面図である。 10……熱交換器 11……ケーシング 13……マトリックス 14……主板 15……波形薄板
Claims (7)
- 【請求項1】ケーシングとマトリックスを有し、前記マ
トリックスは前記ケーシング内に包囲され、前記マトリ
ックスは主板の積重ねと可撓性スペーサ装置と可撓性包
囲部材とを含み、前記主板の各々は前記可撓性スペーサ
装置によって隣りの主板から隔置関係に保持されて、第
1と第2の熱交換流体のそれぞれのための1つ置きの流
路が前記主板によって画成されることになり、隣り合せ
の前記主板の少なくとも1つ置きの組が前記可撓性包囲
部材によって連結されて、前記第1の熱交換流体の流路
が前記第2の熱交換流体の流路に流体連通しないように
され、前記マトリックス内のそれぞれの流路に前記流体
を向け、また前記流体から前記流体を排出するために、
流体の供給および排出装置がそれぞれ前記第1と第2の
流体について設けられ、前記第2の熱交換流体は作動態
様で前記ケーシングを通って流れ、前記第2の熱交換流
体が前記ケーシングを通過する際に前記マトリックス内
の適切な流路を通って流れるように前記マトリックスが
配置されている、熱交換器。 - 【請求項2】前記可撓性スペーサ装置は波形材の薄板に
よって構成され、前記波形材はその波形頂部が前記主板
に係合して取付けられるように配設されている、請求項
1記載の熱交換器。 - 【請求項3】前記可撓性包囲部材は波形材から形成さ
れ、前記可撓性包囲部材の波形の頂部の平面が前記主板
にほぼ直角な方向に延在する、請求項1または2記載の
熱交換器。 - 【請求項4】前記可撓性包囲部材によって連結される前
記隣り合せの主板の1つ置きの組によって画成される、
前記マトリックス内の流路に前記第1の熱交換流体をそ
れぞれ送り、また前記流路から排出する第1と第2の管
を前記流体の供給および排出装置が含む、請求項1ない
し3の任意の項記載の熱交換器。 - 【請求項5】前記可撓性包囲部材によって連結される隣
り合せの主板の前記1つ置きの組によって画成される前
記流路の各々を前記第1と第2の管の各々が通過し、前
記管と前記流路との間の流体連通を与える開口部が前記
第1と第2の管に設けられる、請求項4記載の熱交換
器。 - 【請求項6】前記第1と第2の熱交換流体が前記マトリ
ックス内で逆流関係に流れるように前記マトリックスが
配置される、請求項1ないし5の任意の項記載の熱交換
器。 - 【請求項7】前記熱交換流体が気体である、請求項1な
いし6の任意の項記載の熱交換器。
Applications Claiming Priority (2)
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