JP5295737B2 - Plate fin heat exchanger - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plate fin type heat exchanger capable of suppressing the generation of large thermal stress in a joint and a core around the joint at the end of a header tank and preventing deformation and breakage. <P>SOLUTION: The heat exchanger includes: a core 8 in which high temperature fluid passages and low temperature fluid passages are alternately stacked; and inlet-side and outlet-side header tanks 9a, 9b jointed to inlets and outlets of the low temperature fluid passages opened on lateral faces of the core. The ends of the header tanks have round shapes and the inlets and outlets of the fluid passages are opened only in the header tanks. A configuration for arranging a passage different from the high temperature and low temperature fluid passages in a core corresponding to the ends of the header tanks including the round ends, arranging the other fluid passage with no inlet and outlet opened in the header tanks or narrowing the width of the inlet and outlet of the fluid passage toward tips of the header tanks can be adopted. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、広範囲にわたる産業分野で使用されているプレートフィン型熱交換器に関し、さらに詳しくは、高温流体および低温流体を流通させる通路が交互に積層配置された熱交換器本体(以下、「コア」という)に取り付けられたヘッダータンクの接合部(付け根)や、その周辺コア部における大きな熱応力の発生を防止することができるプレートフィン型熱交換器に関する。   The present invention relates to a plate fin heat exchanger used in a wide range of industrial fields. More specifically, the present invention relates to a heat exchanger main body (hereinafter referred to as “core” in which passages through which a high-temperature fluid and a low-temperature fluid flow are alternately arranged. It is related with the plate fin type heat exchanger which can prevent generation | occurrence | production of the big thermal stress in the junction part (root) of the header tank attached to "", and its peripheral core part.

プレートフィン型熱交換器は、高温流体を流通させる通路と低温流体を流通させる通路とが交互に積層配置された熱交換器であり、小型軽量で熱交換効率に優れた熱交換器として、産業機械、鉄道車両、電力設備、その他広範囲にわたる産業分野で使用されている。   Plate fin type heat exchanger is a heat exchanger in which a passage for circulating a high-temperature fluid and a passage for circulating a low-temperature fluid are alternately stacked, and is a small and light heat exchanger with excellent heat exchange efficiency. It is used in machinery, railway vehicles, power equipment, and a wide range of other industrial fields.

図1は、プレートフィン型熱交換器の構造例を示す斜視図である。この熱交換器1は、高温流体(例えば、燃焼排ガス)を流通させる高温流体通路3と、低温流体(例えば、冷却用空気)を流通させる低温流体通路4とが、交互に積層配置されたコア2を備え、このコア2の側面に接合されたヘッダータンク5a、5bを有している。   FIG. 1 is a perspective view showing a structural example of a plate fin type heat exchanger. The heat exchanger 1 includes a core in which a high-temperature fluid passage 3 for circulating a high-temperature fluid (for example, combustion exhaust gas) and a low-temperature fluid passage 4 for circulating a low-temperature fluid (for example, cooling air) are alternately stacked. 2 and header tanks 5a and 5b joined to the side surface of the core 2.

高温流体通路3と低温流体通路4とはチューブプレート(図示せず)と称される仕切り板で仕切られ、両流体通路3、4内には、伝熱促進用のコルゲート型や各種の形状からなるフィン7が設けられている。また、図1には明示していないが、チューブプレート同士の間隔を保ち、流路を密封するためのサイドバーが設けられている。例えば、図1では、コア2の手前側の右側面全面(但し、ヘッダータンク5aの接合部を除く)や、コア2の手前側の左側面に現れている低温流体通路4には、サイドバーが設けられている。   The high-temperature fluid passage 3 and the low-temperature fluid passage 4 are partitioned by a partition plate called a tube plate (not shown), and the fluid passages 3 and 4 have a corrugated type for promoting heat transfer and various shapes. The fin 7 is provided. Although not clearly shown in FIG. 1, a side bar is provided for keeping the space between the tube plates and sealing the flow path. For example, in FIG. 1, the side bar is located on the entire right side surface on the front side of the core 2 (except for the joint portion of the header tank 5 a) or on the left side surface on the front side of the core 2. Is provided.

高温流体Hは、図1中でコア2の手前側の左側面から高温流体通路3を奥側に通過し、低温流体Lは、コア2の手前側の右側面に取り付けられた入側のヘッダータンク5aから供給され、低温流体通路4を通過し、コア2の奥側の左側面に取り付けられた出側のヘッダータンク5bから排出される。これにより両流体間では、高い効率で熱交換が行われる。   In FIG. 1, the high temperature fluid H passes through the high temperature fluid passage 3 from the left side surface on the front side of the core 2 to the back side, and the low temperature fluid L is input header attached to the right side surface on the front side of the core 2. It is supplied from the tank 5 a, passes through the low temperature fluid passage 4, and is discharged from the outlet header tank 5 b attached to the left side surface on the back side of the core 2. Thereby, heat exchange is performed with high efficiency between both fluids.

図2は、図1に示したプレートフィン型熱交換器のコア構造における流体通路の構成を説明する図であり、(a)は低温流体通路4の構成を、(b)は高温流体通路3の構成を示している。   FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the configuration of the fluid passage in the core structure of the plate fin heat exchanger shown in FIG. 1. FIG. 2A shows the configuration of the low-temperature fluid passage 4, and FIG. The structure of is shown.

図2(a)に示すように、低温流体通路4は、入側のディストリビューター部4a、メインフィン部4bおよび出側のディストリビューター部4cから構成されている。ノズル6aを経て入側のヘッダータンク5aから供給された低温流体Lは、入側のディストリビューター部4aを通過し、図2(b)に示す高温流体通路3のメインフィン部3bと平行に配置されたメインフィン部4bに分配される。その後、低温流体Lは、メインフィン部4bを通過する過程で高温流体Hとの熱交換が行われ、出側のディストリビューター部4cを経て、出側のヘッダータンク5bおよびノズル6bから排出される。すなわち、ディストリビューター部4a、4cはコアの側面に開口してそれぞれ低温流体通路4の入口、出口を構成し、その入口、出口の全域に被さるようにヘッダータンク5a、5bが接合されている。   As shown in FIG. 2A, the low-temperature fluid passage 4 includes an inlet-side distributor portion 4a, a main fin portion 4b, and an outlet-side distributor portion 4c. The low-temperature fluid L supplied from the inlet-side header tank 5a through the nozzle 6a passes through the inlet-side distributor portion 4a and is arranged in parallel with the main fin portion 3b of the high-temperature fluid passage 3 shown in FIG. The main fin portion 4b is distributed. Thereafter, the low temperature fluid L undergoes heat exchange with the high temperature fluid H in the process of passing through the main fin portion 4b, and is discharged from the outlet header tank 5b and the nozzle 6b via the outlet distributor portion 4c. . That is, the distributor portions 4a and 4c are opened on the side surface of the core to form the inlet and outlet of the cryogenic fluid passage 4, respectively, and the header tanks 5a and 5b are joined so as to cover the entire area of the inlet and outlet.

一方、図2(b)に示すように、高温流体Hは、コア入側3aから直ちにメインフィン部3bに供給され、低温流体Lとの間で熱交換が行われた後、コア出側3cから排出される。   On the other hand, as shown in FIG. 2B, the high temperature fluid H is immediately supplied from the core entry side 3a to the main fin portion 3b, and heat exchange is performed with the low temperature fluid L, and then the core exit side 3c. Discharged from.

このように構成されたプレートフィン型熱交換器1では、低温流体通路4の入口および出口の断面がいずれも同一の長方形であるため、そこに接合されるヘッダータンクの接合面の形状も長方形である。そのため、コアとヘッダータンクに大きな温度差が発生したり、ヘッダータンクの接合部(付け根)周辺で大きな温度差が発生する場合には、ヘッダータンクの端部(接合部に近いヘッダータンク部分)やその周辺のコア部分に大きな熱応力が発生する。特にヘッダータンクの端部では、その角部に応力が集中して高い熱応力が発生するため、熱交換器に変形や破損が発生する場合がある。   In the plate fin heat exchanger 1 configured in this way, the cross section of the inlet and outlet of the cryogenic fluid passage 4 is the same rectangle, so the shape of the joining surface of the header tank joined thereto is also rectangular. is there. Therefore, when a large temperature difference occurs between the core and the header tank, or when a large temperature difference occurs around the header tank joint (base), the end of the header tank (header tank portion close to the joint) or A large thermal stress is generated in the surrounding core portion. In particular, at the end portion of the header tank, stress concentrates on the corner portion and a high thermal stress is generated, so that the heat exchanger may be deformed or damaged.

この問題に対処するため、例えば、特許文献1には、ガスタービンや高温型燃料電池の排ガスと空気との熱交換に使用されるプレートフィン型の空気予熱器(空気が排ガス通路と直交する方向から供給され、排ガスと平行流を形成した後、直交方向に排出される)として、空気通路の入側ディストリビューターまたは出側ディストリビューターが排ガス通路の入口端からガス流れ方向に所定距離だけ離れた位置(言い換えると、熱交換器の内側)で積層配置された空気予熱器(熱交換器)が記載されている。   In order to cope with this problem, for example, Patent Document 1 discloses a plate fin type air preheater (a direction in which air is orthogonal to the exhaust gas passage) used for heat exchange between exhaust gas and air of a gas turbine or a high-temperature fuel cell. After being formed in parallel flow with exhaust gas and discharged in the orthogonal direction, the inlet distributor or outlet distributor of the air passage is separated from the inlet end of the exhaust passage by a predetermined distance in the gas flow direction. An air preheater (heat exchanger) is described that is stacked in position (in other words, inside the heat exchanger).

この空気予熱器によれば、高級な耐熱材料や複雑な構造等を要することなく、排ガス通路の入口端や、熱交換器とヘッダータンクの端部に生じる大きな温度勾配を抑制し、熱応力を低減することができるとしている。しかし、ヘッダータンクの端部に角部が存在している以上、その部分に熱応力が集中するので、同文献に記載される技術は、熱応力対策として必ずしも十分なものではない。また、同文献に記載の空気予熱器のように空気通路のディストリビューターを熱交換器の内側に設けると、その分、熱交換器として機能する部分が小さくなる。熱交換能力を維持しようとすると、排ガス通路の入口端を外側に設けなければならず、熱交換器が全体として大きくなる。   According to this air preheater, a large temperature gradient generated at the inlet end of the exhaust gas passage and at the end of the heat exchanger and the header tank is suppressed without the need for high-grade heat-resistant materials and complicated structures. It can be reduced. However, as long as there is a corner at the end of the header tank, thermal stress concentrates on that portion, so the technique described in this document is not always sufficient as a countermeasure against thermal stress. Further, when the air passage distributor is provided inside the heat exchanger as in the air preheater described in the same document, the portion functioning as the heat exchanger is reduced accordingly. In order to maintain the heat exchange capacity, the inlet end of the exhaust gas passage must be provided outside, and the heat exchanger becomes large as a whole.

特開2008−39227号公報JP 2008-39227 A

本発明は、このようなプレートフィン型熱交換器の局部における大きな熱応力の発生という問題に鑑みてなされたものであり、特に、ヘッダータンクの端部において、接合部に近いヘッダー部分や接合部周辺のコア部分における大きな熱応力の発生を抑制し、変形や破損を防止し得るプレートフィン型熱交換器の提供を目的としている。   The present invention has been made in view of the problem of generation of a large thermal stress in the local portion of such a plate fin type heat exchanger, and in particular, at the end of the header tank, a header portion or a joint portion close to the joint portion. An object of the present invention is to provide a plate fin type heat exchanger capable of suppressing the occurrence of large thermal stress in the peripheral core portion and preventing deformation and breakage.

本発明者らは、上記の課題を解決するために、高温流体通路や低温流体通路の入口および出口に取り付けるヘッダータンクの断面形状を、コアの形状に合わせて長方形とするのではなく、端部を円形状や楕円形状とする(すなわち、曲率半径Rの大きい丸みをもたせた形状とする)対処法について検討した。その結果、ヘッダータンク接合部近傍のチューブプレート(空気側)やヘッダータンクの端部の熱応力が大きく低下することが熱応力解析により判明した。   In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention do not make the cross-sectional shape of the header tank attached to the inlet and outlet of the high-temperature fluid passage or the cryogenic fluid passage into a rectangular shape according to the shape of the core, but end portions. A method for coping with a circular shape or an elliptical shape (that is, a shape with a large radius of curvature R) was studied. As a result, it was found by thermal stress analysis that the thermal stress in the tube plate (air side) near the header tank joint and the end of the header tank is greatly reduced.

しかしながら、例えば低温流体通路の入口に接合した長方形のヘッダータンクを、端部に大きな丸みを設けたヘッダータンクに置き換えると、低温流体通路の入口の一部がヘッダータンクから外れる(言い換えれば、ヘッダータンク外に開口する)こととなり、後述するように、熱効率の低下等を招く。これについては、例えば次の(a)〜(c)に示す構成を採用することにより対処することができる。   However, for example, when a rectangular header tank joined to the inlet of the cryogenic fluid passage is replaced with a header tank having a large rounded end, a part of the inlet of the cryogenic fluid passage is detached from the header tank (in other words, the header tank As will be described later, the thermal efficiency is lowered. This can be dealt with by adopting, for example, the following configurations (a) to (c).

(a)ヘッダータンクから外れる入口および出口を含む流体通路を、当該ヘッダータンク内に入口および出口が開口していない通路であって、高温流体通路および低温流体通路と異なる別の通路で置き換える。
(b)ヘッダータンクから外れる入口および出口を含む流体通路を、当該ヘッダータンク内に入口および出口が開口していない他方の流体通路で置き換える。
(c)端部に大きな丸みを設けたヘッダータンクの端部の輪郭に合わせ、当該ヘッダータンクの先端に近づくに伴い流体通路の入口および出口の幅を狭める。
(A) The fluid passage including the inlet and the outlet coming off from the header tank is replaced with a passage in which the inlet and the outlet are not opened in the header tank and different from the high temperature fluid passage and the low temperature fluid passage.
(B) The fluid passage including the inlet and the outlet coming out of the header tank is replaced with the other fluid passage where the inlet and the outlet are not opened in the header tank.
(C) The width of the inlet and outlet of the fluid passage is narrowed as approaching the tip of the header tank in accordance with the contour of the end of the header tank having a large rounded end.

本発明はこのような検討結果に基づきなされたもので、下記のプレートフィン型熱交換器を要旨とする。   The present invention has been made on the basis of such examination results, and is summarized in the following plate fin type heat exchanger.

すなわち、高温流体を流通させる高温流体通路と低温流体を流通させる低温流体通路とが交互に積層配置されたコアと、当該コアの側面に開口している高温流体通路および低温流体通路のうちのいずれか一方または両方の入口および出口にそれぞれ接合された入側ヘッダータンクおよび出側ヘッダータンクとを有するプレートフィン型熱交換器であって、入側ヘッダータンクおよび出側ヘッダータンクのうちの少なくとも一方のヘッダータンクは、その接合面において端部が丸みをもった形状をなし、かつ、当該ヘッダータンクが接合される流体通路の入口および出口が当該ヘッダータンク内にのみ開口していることを特徴とする熱交換器である。 That is, any one of a core in which a high-temperature fluid passage that circulates a high-temperature fluid and a low-temperature fluid passage that circulates a low-temperature fluid are alternately stacked, and a high-temperature fluid passage and a low-temperature fluid passage that are open on a side surface of the core. A plate fin type heat exchanger having an inlet header tank and an outlet header tank respectively joined to one or both of the inlet and outlet, and at least one of the inlet header tank and the outlet header tank The header tank has a shape with rounded ends at the joint surface , and an inlet and an outlet of a fluid passage to which the header tank is joined are opened only in the header tank. It is a heat exchanger.

前記の「コアの側面に開口している高温流体通路および低温流体通路のうちのいずれか一方または両方の入口、出口」とは、入側ヘッダータンクからこれら流体をコア内の流体通路に送り込む入口、これら流体をコアの流体通路から出側ヘッダータンクに排出する出口をいう。すなわち、これらの入口、出口は、コアの側面のうちサイドバーが設けられていない部分である。   The above-mentioned “inlet or outlet of one or both of a high-temperature fluid passage and a low-temperature fluid passage that are open on the side surface of the core” refers to an inlet that sends these fluids from the inlet header tank to the fluid passage in the core. And an outlet for discharging these fluids from the core fluid passage to the outlet header tank. That is, these inlets and outlets are portions where side bars are not provided on the side surface of the core.

本発明のプレートフィン型熱交換器においては、端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクの当該端部に対応するコア部分に、当該ヘッダータンク内に入口および出口が開口していない通路であって、高温流体通路および低温流体通路と異なる通路を配置する実施の形態(実施形態1)を採ることができる。   In the plate fin type heat exchanger of the present invention, the core portion corresponding to the end portion of the header tank having a rounded end portion is a passage where the inlet and the outlet are not opened in the header tank. Therefore, an embodiment (Embodiment 1) in which a passage different from the high-temperature fluid passage and the low-temperature fluid passage can be employed.

また、本発明のプレートフィン型熱交換器においては、端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクの当該端部に対応するコア部分に、当該ヘッダータンク内に入口および出口が開口していない他方の流体通路を配置する実施の形態(実施形態2)を採ることができる。   Further, in the plate fin heat exchanger of the present invention, the inlet and outlet are not opened in the header tank at the core portion corresponding to the end of the header tank having a rounded end. Embodiment (Embodiment 2) which arrange | positions the other fluid channel | path can be taken.

さらに、本発明のプレートフィン型熱交換器では、端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクの当該端部に対応する熱交換器本体部分において、流体通路の入口および出口を閉塞することにより、当該流体通路の入口および出口が当該ヘッダータンク内にのみ開口している実施の形態を採ることも可能である。
この実施の形態において、前記入口および出口が閉塞されている流体通路は、前記ヘッダータンクの接合面における端部の先端に近づくに伴い流体通路の入口および出口の幅が狭まるように閉塞されている実施の形態(実施形態3)を採ることも可能である。
Furthermore, in the plate fin type heat exchanger of the present invention, the inlet and outlet of the fluid passage are closed in the heat exchanger main body portion corresponding to the end of the header tank having a rounded end. It is also possible to adopt an embodiment in which the inlet and outlet of the fluid passage are opened only in the header tank.
In this embodiment, the fluid passage in which the inlet and the outlet are closed is closed so that the width of the inlet and the outlet of the fluid passage becomes narrower as the end of the end of the joint surface of the header tank is approached. The embodiment (Embodiment 3) can also be adopted.

前記の実施形態1〜3において、「丸みをもった形状をなすヘッダータンクの端部」とは、ヘッダータンクの端の部分で、接合部が丸みをもつ部分である(以下、単に「ヘッダータンクの端部」ともいう)。例えば、後に示す図4において、ヘッダータンクの下端から5層目(高温流体通路と低温流体通路を対として1層とする)の流体通路までを覆う部分である。また、「当該端部に対応するコア部分」とは、このヘッダータンクの端部が接合された面を含む全ての流体通路(層)の部分をいう。図4において、コアの下端から5層目の流体通路までのコア部分をいう。   In the first to third embodiments, the “end portion of the header tank having a rounded shape” is the end portion of the header tank, and the joint portion is a round portion (hereinafter simply referred to as “header tank”). Also called “end of”.) For example, in FIG. 4 shown later, it is a portion that covers from the lower end of the header tank to the fluid passage of the fifth layer (a pair of the high temperature fluid passage and the low temperature fluid passage constitutes one layer). In addition, the “core portion corresponding to the end portion” refers to all fluid passage (layer) portions including the surface to which the end portion of the header tank is joined. In FIG. 4, it refers to the core portion from the lower end of the core to the fifth-layer fluid passage.

本発明のプレートフィン型熱交換器を使用すれば、コアとヘッダータンクの間に温度差が生じる場合であっても、ヘッダータンクの端部において、接合部に近いヘッダー部分や接合部周辺のコア部分に集中して高い熱応力が発生するのを抑制することができ、熱交換器の変形や破損の発生を防止することができる。しかも、本発明のプレートフィン型熱交換器は、前記特許文献1に記載の熱交換器のように流体通路のディストリビューターを熱交換器の内側に設けることは不要であり、熱交換器としての機能が低下することはなく、全体として大きくなることもない。   If the plate fin type heat exchanger of the present invention is used, even if a temperature difference occurs between the core and the header tank, at the end of the header tank, the header portion close to the joint portion or the core around the joint portion It can suppress that a high thermal stress concentrates on a part and can generate | occur | produce a deformation | transformation and a failure | damage of a heat exchanger. Moreover, the plate fin type heat exchanger of the present invention does not need to provide a fluid passage distributor inside the heat exchanger as in the heat exchanger described in Patent Document 1, and serves as a heat exchanger. The function does not decrease and does not increase as a whole.

前述の通り、本発明のプレートフィン型熱交換器は、高温流体を流通させる高温流体通路と低温流体を流通させる低温流体通路とが交互に積層配置されたコアと、当該コアの側面に開口している高温流体通路および低温流体通路のうちのいずれか一方または両方の入口および出口にそれぞれ接合された入側ヘッダータンクおよび出側ヘッダータンクとを有するプレートフィン型熱交換器を前提とするものであって、入側ヘッダータンクおよび出側ヘッダータンクのうちの少なくとも一方のヘッダータンクの端部が丸みをもった形状をなし、かつ、当該ヘッダータンクが接合される流体通路の入口および出口が当該ヘッダータンク内にのみ開口していることを特徴とする。   As described above, the plate fin heat exchanger of the present invention has a core in which a high-temperature fluid passage for circulating a high-temperature fluid and a low-temperature fluid passage for circulating a low-temperature fluid are alternately stacked and opened on a side surface of the core. It is based on a plate fin heat exchanger having an inlet header tank and an outlet header tank respectively joined to the inlet and outlet of either or both of the hot fluid passage and the cold fluid passage The end of at least one of the inlet header tank and the outlet header tank has a rounded shape, and the inlet and outlet of the fluid passage to which the header tank is joined are the header. It is characterized by opening only in the tank.

図3は、本発明のプレートフィン型熱交換器の概略構成例を示す図で、同図(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は上面図である。図3に示すように、本発明の熱交換器は、コア8と、この例では両端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンク9a、9bを有している。ヘッダータンク9a、9bにはそれぞれノズル10a、10bが取り付けられている。   FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration example of the plate fin heat exchanger of the present invention, where FIG. 3 (a) is a front view, FIG. 3 (b) is a side view, and FIG. 3 (c) is a top view. As shown in FIG. 3, the heat exchanger of the present invention has a core 8 and header tanks 9a and 9b having both ends rounded in this example. Nozzles 10a and 10b are attached to the header tanks 9a and 9b, respectively.

ヘッダータンク9a、9bが取り付けられた部位、すなわちコアの側面には低温流体通路の入口および出口が開口しており、低温流体Lはノズル10aを経てヘッダータンク9aからコア8内に供給される。低温流体Lは、図3(c)に破線で示した入側のディストリビューター部11aを通過し、メインフィン部11bで高温流体Hとの間で熱交換が行われた後、出側のディストリビューター部11cを経て、ヘッダータンク9bおよびノズル10bから排出される。   The inlets and outlets of the cryogenic fluid passages are opened at portions where the header tanks 9a and 9b are attached, that is, the side surfaces of the core, and the cryogenic fluid L is supplied into the core 8 from the header tank 9a via the nozzle 10a. The low-temperature fluid L passes through the inlet-side distributor portion 11a indicated by a broken line in FIG. 3C, and heat exchange is performed with the high-temperature fluid H at the main fin portion 11b. It is discharged from the header tank 9b and the nozzle 10b through the nozzle portion 11c.

図3では明示していないが、低温流体通路の入口および出口はヘッダータンク9a、9b内にのみ開口している。   Although not explicitly shown in FIG. 3, the inlet and outlet of the cryogenic fluid passage are opened only in the header tanks 9a and 9b.

図4は、図3(b)におけるヘッダータンク9aの端部を拡大した一部断面を含む図で、後に説明する実施形態3の熱交換器の構成を示す図である。端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンク9aを太い実線で示している。比較のために、従来の長方形のヘッダータンクを太い破線で示している。伝熱促進用のコルゲート型のフィン12が設けられた部分が開口部で、ディストリビューター部11aへの入口を構成している。   FIG. 4 is a diagram including a partial cross-section in which the end of the header tank 9a in FIG. 3B is enlarged, and is a diagram illustrating a configuration of a heat exchanger according to a third embodiment to be described later. A header tank 9a having a rounded end is indicated by a thick solid line. For comparison, a conventional rectangular header tank is shown by a thick broken line. A portion where the corrugated fins 12 for heat transfer promotion are provided is an opening, and constitutes an inlet to the distributor 11a.

ヘッダータンク9aから供給された低温流体は、開口している入口からディストリビューター部11aを通過してコア内部へ導かれる。高温流体は、通路13を経て、図4の左から右へ通過する。低温流体の各通路のうち、前記の開口部以外の部分(図4中に、符号11sを付した部分)には、サイドバーが設けられている。図4中で塗りつぶしで示す部分は、従来の長方形のヘッダータンクが取り付けられた場合に開口部であった部分であり、本発明の熱交換器では、サイドバーが設けられる。   The low-temperature fluid supplied from the header tank 9a is guided into the core through the distributor 11a from the open inlet. The hot fluid passes through the passage 13 from left to right in FIG. Of each passage of the cryogenic fluid, a side bar is provided in a portion other than the opening (a portion denoted by reference numeral 11s in FIG. 4). In FIG. 4, a solid portion is a portion that was an opening when a conventional rectangular header tank is attached, and a side bar is provided in the heat exchanger of the present invention.

図4に示すように、本発明の熱交換器では、低温流体通路の入口(ディストリビューター部11aへの入口)はヘッダータンク9a内にのみ開口している。低温流体通路の出口についても同様である。   As shown in FIG. 4, in the heat exchanger of the present invention, the inlet of the cryogenic fluid passage (inlet to the distributor section 11a) is opened only in the header tank 9a. The same applies to the outlet of the cryogenic fluid passage.

本発明のプレートフィン型熱交換器でヘッダータンクの端部を丸みをもった形状とするのは、接合部周辺のヘッダー部分やコア部分における大きな熱応力の発生を抑制するためである。従来の接合面の形状が長方形のヘッダータンクを使用した場合、ヘッダータンクの端部において、接合部周辺で大きな温度差が発生すると、特にヘッダータンクの角部で応力が集中し、ヘッダータンクの接合部に近いヘッダー部分や接合部周辺のコア部分に大きな熱応力が発生する。ヘッダータンクの端部に丸みを持たせることにより、後述する実施例に示すように、応力集中が緩和され熱応力が大きく低下する。   The reason why the end portion of the header tank is rounded in the plate fin heat exchanger of the present invention is to suppress the generation of large thermal stress in the header portion and the core portion around the joint portion. When a conventional header tank with a rectangular joint surface is used, if a large temperature difference occurs around the joint at the end of the header tank, stress is concentrated especially at the corners of the header tank. A large thermal stress is generated in the header portion near the joint and the core portion around the joint. By rounding the end of the header tank, as shown in the examples described later, the stress concentration is relaxed and the thermal stress is greatly reduced.

ヘッダータンクの端部に形成する丸みの形状等について特に限定はない。僅かな丸みをもたせるだけでも効果が認められるが、例えば、円形状、楕円形状など、大きな曲率半径Rをもった丸み形状にすると効果が大きい。   There is no particular limitation on the round shape formed at the end of the header tank. The effect is recognized only by giving a slight roundness, but for example, a round shape having a large radius of curvature R such as a circular shape or an elliptical shape has a great effect.

前記図3に例示したように、ヘッダータンクの端部の丸みは、入側ヘッダータンクおよび出側ヘッダータンクのそれぞれの両端部に形成するのが望ましいが、両ヘッダータンクのうちの一方のヘッダータンクの両端部に形成してもよい。また、両端部ではなく、例えば一方の端部で大きな熱応力が発生する場合には、その端部のみに丸みをもたせてもよい。   As illustrated in FIG. 3, the roundness of the end portion of the header tank is preferably formed at both end portions of the inlet header tank and the outlet header tank. You may form in the both ends. Further, when a large thermal stress is generated not at both ends but at one end, for example, only that end may be rounded.

本発明のプレートフィン型熱交換器において、丸みをもった形状をなすヘッダータンクが接合される流体通路の入口および出口が当該ヘッダータンク内にのみ開口する構成とするのは、次に述べるように、良好な熱効率を維持する上から望ましく、また、安全性の観点からも必要だからである。   In the plate fin heat exchanger of the present invention, the inlet and the outlet of the fluid passage to which the header tank having a round shape is joined are opened only in the header tank as described below. This is desirable for maintaining good thermal efficiency, and is also necessary from the viewpoint of safety.

本発明のプレートフィン型熱交換器においては、コアに取り付けるヘッダータンクの断面形状を長方形から、端部に丸みをもたせた形状に変更するため、例えば、前記図4で塗りつぶし部で示すように、ヘッダータンク内に含まれないこととなる開口部が生じる。それらを開口したまま放置すると、その開口に接続する流路内の低温流体との熱交換のために高温流体が保持する熱エネルギーが無駄に消費される。また、前記開口は外気に開放されているので、開口に接続する流路内の昇温された流体が外気中に放出された場合、不慮の事態を招くおそれもある。   In the plate fin type heat exchanger of the present invention, in order to change the cross-sectional shape of the header tank attached to the core from a rectangle to a shape with a rounded end, for example, as shown by the filled portion in FIG. An opening is created that will not be contained within the header tank. If they are left open, the heat energy held by the high-temperature fluid is wasted for heat exchange with the low-temperature fluid in the flow path connected to the opening. Moreover, since the said opening is open | released by external air, when the fluid with the high temperature in the flow path connected to an opening is discharge | released in external air, an unexpected situation may be caused.

前記の実施形態1〜3は、この端部に丸みをもたせたヘッダータンクが接合される流体通路の入口および出口が当該ヘッダータンク内にのみ開口する構成を満たすように、対応策を具体的に講じた熱交換器である。   In the first to third embodiments, the countermeasures are specifically designed so that the inlet and the outlet of the fluid passage to which the header tank having a rounded end is joined only open in the header tank. This is a heat exchanger.

実施形態1は、本発明のプレートフィン型熱交換器において、端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクの当該端部に対応するコア部分に、当該ヘッダータンク内に入口および出口が開口していない通路であって、高温流体通路および低温流体通路と異なる通路を配置した熱交換器である。   In Embodiment 1, in the plate fin type heat exchanger of the present invention, an inlet and an outlet are opened in the header tank in a core portion corresponding to the end of the header tank having a rounded end. This is a heat exchanger in which a passage different from the hot fluid passage and the cold fluid passage is disposed.

コアを組み立てる場合、高温流体を流通させる通路(層)と低温流体を流通させる通路(層)とが交互に積層配置される。その際、生産を効率よく行うために、コアを幾つかの「単位コア」に分割しておき、この単位コアを対象として組み立て、ろう付けを行い、単位コアを必要数積み重ねて熱交換器のコアを形成する方式が採られる。   When assembling the core, the passages (layers) through which the high-temperature fluid flows and the passages (layers) through which the low-temperature fluid flows are alternately stacked. At that time, for efficient production, the core is divided into several “unit cores”, assembled and brazed for the unit cores, and the necessary number of unit cores are stacked to form a heat exchanger. A method of forming a core is adopted.

前記図3に示した熱交換器は、14段の単位コア8a(図3(a)、(b)参照)が積み重ねられ、コア8が形成されている。   In the heat exchanger shown in FIG. 3, 14-stage unit cores 8a (see FIGS. 3A and 3B) are stacked to form a core 8.

実施形態1の熱交換器では、この単位コア8aを積み重ねる際に、端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンク9aの当該端部に対応する部分に、それ以外の部分に用いた単位コア8aとは異なる単位コアを使用する。この単位コアは、ヘッダータンク9aの端部に対応する部位に開口をもたず、高温流体を供給または排出するための開口も設けられていない。すなわち、ヘッダータンク9aの端部に対応する部位には、高温流体通路および低温流体通路として機能しない別の通路が積層配置された単位コアを使用する。   In the heat exchanger according to the first embodiment, when the unit cores 8a are stacked, the unit cores used for the other parts of the header tank 9a having the rounded end parts corresponding to the end parts. A unit core different from 8a is used. This unit core does not have an opening at a portion corresponding to the end of the header tank 9a, and is not provided with an opening for supplying or discharging a high-temperature fluid. That is, a unit core in which another passage that does not function as a high-temperature fluid passage and a low-temperature fluid passage is stacked and used at a portion corresponding to the end of the header tank 9a.

このように、実施形態1の熱交換器では、ヘッダータンクの端部に対応する部分の単位コアは熱交換には関与しないが、高温流体通路および低温流体通路のいずれの入口および出口もヘッダータンク内にのみ開口しているので、良好な熱効率が維持され、安全性も確保される。   As described above, in the heat exchanger according to the first embodiment, the unit core corresponding to the end of the header tank does not participate in the heat exchange, but the inlet and outlet of both the high temperature fluid passage and the low temperature fluid passage are the header tank. Since it opens only inside, good thermal efficiency is maintained and safety is ensured.

上記の説明では、単位コアの使用を前提としているが、もちろん、単位コアに分割せず、高温流体通路と低温流体通路を交互に積層配置して組み立て、ろう付けを行う一体型コアにおいて上記対策を講じてもよい。その場合、端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクの当該端部に対応するコア部分の厚さ(すなわち、流体通路(層)の数)に応じて、高温流体通路および低温流体通路と異なる通路(層)を配置する。   In the above description, it is assumed that the unit core is used. Of course, the above-mentioned countermeasure is not applied to an integrated core that is not divided into unit cores, but is assembled by alternately stacking high temperature fluid paths and low temperature fluid paths. May be taken. In that case, depending on the thickness of the core portion corresponding to the end portion of the header tank having a rounded end portion (that is, the number of fluid passages (layers)), Arrange different passages (layers).

この実施形態1の熱交換器の大きな利点は、コア自体に特別な改造等を加える必要がなく、コア組み立ての際に、ヘッダータンクの端部に対応する部分で、使用する単位コアの種類、あるいは単位コアに分割しない一体型のコアが使用されている場合には、配置する通路(層)を変更するだけでよいという点にある。   The great advantage of the heat exchanger of this embodiment 1 is that it is not necessary to add special modifications to the core itself, and when assembling the core, the type of unit core to be used at the portion corresponding to the end of the header tank, Or when the integral type core which is not divided | segmented into a unit core is used, it exists in the point which only needs to change the channel | path (layer) to arrange | position.

実施形態2は、端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクの当該端部に対応するコア部分に、当該ヘッダータンク内に入口および出口が開口していない他方の流体通路を配置した熱交換器である。例えば、ヘッダータンク内に低温流体流路の入口および出口が開口している場合、他方の流体通路は、高温流体通路が該当する。   Embodiment 2 is a heat exchange in which the other fluid passage in which the inlet and the outlet are not opened in the header tank is arranged in the core portion corresponding to the end of the header tank having a rounded end. It is a vessel. For example, when the inlet and outlet of the low temperature fluid flow path are opened in the header tank, the other fluid passage corresponds to the high temperature fluid passage.

実施形態2の熱交換器では、前記実施形態1の熱交換器と同様、コア組み立ての際に、ヘッダータンクの端部に対応する部分の単位コアとして、それ以外の部分に用いた単位コアとは異なる単位コアを使用する。この単位コアは、ヘッダータンクの端部に対応する部位に開口をもたないのは実施形態1の熱交換器と同じであるが、ヘッダータンク内に入口および出口が開口していない他方の流体通路(前記の例で言えば、高温流体通路)を積層配置した構成である。ここでは、他方の流体通路を流れる流体(前記の例では、高温流体)は、一方の流体通路を流れる流体(前記の例では、低温流体)と熱交換することなく通過する。なお、一体型のコアが使用されている場合にこの対策を講じてもよい。   In the heat exchanger according to the second embodiment, as in the heat exchanger according to the first embodiment, the unit core used for the other parts as the unit core corresponding to the end of the header tank when assembling the core, Uses different unit cores. This unit core is the same as the heat exchanger of Embodiment 1 except that it does not have an opening at the portion corresponding to the end of the header tank, but the other fluid whose inlet and outlet are not open in the header tank. In this configuration, passages (in the above example, high-temperature fluid passages) are stacked. Here, the fluid flowing in the other fluid passage (in the above example, the high temperature fluid) passes without exchanging heat with the fluid flowing in the one fluid passage (in the above example, the low temperature fluid). Note that this measure may be taken when an integrated core is used.

実施形態2の熱交換器においても、高温流体通路および低温流体通路の入口および出口がヘッダータンク内にのみ開口しているので、良好な熱効率が維持され、安全性も確保される。また、コア組み立ての際に、使用する単位コアの種類を、あるいは一体型のコアにおいては積層配置する通路(層)を変更するだけでよいという利点も有している。   Also in the heat exchanger of the second embodiment, since the inlet and outlet of the high temperature fluid passage and the low temperature fluid passage are opened only in the header tank, good thermal efficiency is maintained and safety is also ensured. In addition, there is an advantage that, when the core is assembled, the type of unit core to be used, or, in the case of an integral core, only the passages (layers) to be stacked and arranged need to be changed.

本発明のプレートフィン型熱交換器では、端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクの当該端部に対応する熱交換器本体部分において、流体通路の入口および出口を閉塞することにより、当該流体通路の入口および出口が当該ヘッダータンク内にのみ開口している実施の形態を採ることも可能である。
実施形態3は、上記実施形態において、入口および出口が閉塞されている流体通路が、ヘッダータンクの接合面における端部の先端に近づくに伴い流体通路の入口および出口の幅が狭まるように閉塞されている熱交換器である。
In the plate fin type heat exchanger of the present invention, the inlet and outlet of the fluid passage are closed in the heat exchanger main body portion corresponding to the end of the header tank having a rounded end. It is also possible to adopt an embodiment in which the inlet and outlet of the fluid passage are opened only in the header tank.
In the third embodiment, the fluid passage in which the inlet and the outlet are closed in the above embodiment is closed so that the width of the inlet and the outlet of the fluid passage is narrowed as the end of the end of the joint surface of the header tank is approached. It is a heat exchanger.

この実施形態3の熱交換器は、ヘッダータンクの端部に対応するコア部分が前記の図4に示した構造を有している。同図に示すように、低温流体の通路は、最下層の通路から上方へ4層目の通路まで、ヘッダータンクの端部の輪郭に合わせ、入口の幅が両側から順次狭められている。図4において、塗りつぶしで示す部分が、入口の幅を狭めるためにサイドバーにより塞がれた部分である。   In the heat exchanger of the third embodiment, the core portion corresponding to the end portion of the header tank has the structure shown in FIG. As shown in the figure, the passage of the cryogenic fluid is narrowed sequentially from both sides in accordance with the contour of the end of the header tank from the lowermost passage to the fourth passage upward. In FIG. 4, a solid portion is a portion closed by a side bar to narrow the width of the entrance.

この熱交換器においても、低温流体通路の入口および出口がヘッダータンク内に配置されているので、良好な熱効率が維持され、安全性も確保される。   Also in this heat exchanger, since the inlet and outlet of the cryogenic fluid passage are arranged in the header tank, good thermal efficiency is maintained and safety is also ensured.

端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクは、前記図3に示した縦型のものに限定されない。使用箇所の実態に合わせた高さが低い熱交換器においては、横型のヘッダータンクを取り付けることも可能である。   The header tank having a rounded end is not limited to the vertical type shown in FIG. In a heat exchanger with a low height that matches the actual conditions of use, it is possible to attach a horizontal header tank.

図5は、本発明のプレートフィン型熱交換器の他の概略構成例を示す正面図である。図5に示すように、熱交換器のコア14に両端部が丸みをもった形状のヘッダータンク15a、15bが接合されている。ヘッダータンク15a、15bには、低温流体を供給または排出するためのノズル16a、16bが取り付けられている。低温流体通路の入口および出口(開口部)がヘッダータンク内にのみ開口していることは、前述のとおりである。   FIG. 5 is a front view showing another schematic configuration example of the plate fin heat exchanger of the present invention. As shown in FIG. 5, header tanks 15a and 15b having both ends rounded are joined to the core 14 of the heat exchanger. Nozzles 16a and 16b for supplying or discharging a low-temperature fluid are attached to the header tanks 15a and 15b. As described above, the inlet and outlet (opening) of the cryogenic fluid passage are opened only in the header tank.

以上説明した本発明のプレートフィン型熱交換器では、コアとヘッダータンクの間に温度差が生じた場合でも、ヘッダータンクの端部において、接合部に近いヘッダー部分や接合部周辺のコア部分における応力集中を緩和することができる。これにより、大きな熱応力の発生を抑制し、熱交換器の変形や破損の発生を防止することができる。   In the plate fin heat exchanger of the present invention described above, even in the case where a temperature difference occurs between the core and the header tank, at the end of the header tank, the header portion near the joint portion or the core portion around the joint portion. Stress concentration can be relaxed. Thereby, generation | occurrence | production of a big thermal stress can be suppressed and generation | occurrence | production of a deformation | transformation and a failure | damage of a heat exchanger can be prevented.

なお、図3には、ヘッダータンクから低温流体が供給されてヘッダータンク側が低温になり、コア側が高温になる場合を例示したが、本発明の熱交換器は、ヘッダータンクが高温流体通路の入口、出口に取り付けられ、ヘッダータンク側が高温になり、コア側が低温になる場合であっても、同等の効果を奏する。   FIG. 3 illustrates the case where the cryogenic fluid is supplied from the header tank, the header tank side becomes low temperature, and the core side becomes high temperature. However, in the heat exchanger of the present invention, the header tank is at the inlet of the high temperature fluid passage. Even if it is attached to the outlet and the header tank side becomes high temperature and the core side becomes low temperature, the same effect can be obtained.

従来の長方形のヘッダータンクが取り付けられたプレートフィン型熱交換器(以下、「角ヘッダー取付け構造」という)、および本発明の端部に丸みをもった形状のヘッダータンクが取り付けられたプレートフィン型熱交換器(以下、「円形ヘッダー取付け構造」という)の解析モデルを用い、熱交換器を起動させた直後の状態を想定して熱応力解析を行った。解析モデルの形状は前記図5に例示した横型のヘッダータンクが低温流体通路の出口に取り付けられた熱交換器である。この場合の高温流体は燃焼排ガスであり、低温流体は空気である。   Plate fin type heat exchanger (hereinafter referred to as “square header mounting structure”) with a conventional rectangular header tank, and a plate fin type with a rounded header tank attached to the end of the present invention Using an analysis model of a heat exchanger (hereinafter referred to as “circular header mounting structure”), thermal stress analysis was performed assuming a state immediately after starting the heat exchanger. The shape of the analysis model is a heat exchanger in which the horizontal header tank illustrated in FIG. 5 is attached to the outlet of the cryogenic fluid passage. In this case, the high temperature fluid is combustion exhaust gas, and the low temperature fluid is air.

図6は、熱応力解析に用いた解析モデルの外観と発生応力の測定点を示す斜視図である。同図(a)および(b)はそれぞれ解析モデルの概略の外観を、同図(c)および(d)は従来の角ヘッダー取付け構造の解析モデルにおける発生応力の測定点を、同図(e)および(f)は本発明の円形ヘッダー取付け構造の解析モデルにおける発生応力の測定点をそれぞれ示している。この解析モデルは、コア17と、長方形のヘッダータンク18または丸みをもった形状のヘッダータンク19を有している。   FIG. 6 is a perspective view showing an appearance of an analysis model used for thermal stress analysis and measurement points of generated stress. (A) and (b) show the schematic appearance of the analytical model, and (c) and (d) show the measurement points of the generated stress in the analytical model of the conventional corner header mounting structure. ) And (f) respectively show the measurement points of the generated stress in the analytical model of the circular header mounting structure of the present invention. This analysis model has a core 17 and a rectangular header tank 18 or a rounded header tank 19.

表1に、熱応力解析結果の一例として、従来の角ヘッダー取付け構造と本発明の円形ヘッダー取付け構造における発生応力の比較結果を示す。   Table 1 shows, as an example of the thermal stress analysis result, a comparison result of the generated stress in the conventional square header mounting structure and the circular header mounting structure of the present invention.

Figure 0005295737
Figure 0005295737

表1において、発生応力の測定点は、(i)スペーサバー(排ガス入口)、(ii)チューブプレート(空気側)および(iii)ヘッダータンク(コア接合部)の3箇所である。(iii)は接合部近傍のヘッダー部分を指す。チューブプレートは、排ガス通路(高温流体通路)と空気通路(低温流体通路)との仕切り板であり、スペーサバーは、積層された各通路同士の隙間を確保するために設けられる部材である。また、発生応力は、従来の角ヘッダー取付け構造の(i):スペーサバー(排ガス入口)における発生応力を1(基準)として表示した。   In Table 1, the measurement points of the generated stress are (i) spacer bar (exhaust gas inlet), (ii) tube plate (air side), and (iii) header tank (core joint). (Iii) indicates the header portion near the joint. The tube plate is a partition plate between the exhaust gas passage (high temperature fluid passage) and the air passage (low temperature fluid passage), and the spacer bar is a member provided to secure a gap between the laminated passages. In addition, the generated stress is indicated as 1 (reference) in (i): spacer bar (exhaust gas inlet) of the conventional square header mounting structure.

図6の(c)〜(f)には、当該測定点を(i)〜(iii)の符号を付して示している。   In FIG. 6C to FIG. 6F, the measurement points are indicated by the reference numerals (i) to (iii).

表1に示すように、ヘッダータンクの形状を角ヘッダー取付け構造から円形ヘッダー取付け構造に変更することにより、ヘッダータンク接合部近傍のチューブプレート(空気側)(測定点(ii))や、ヘッダータンク(コア接合部)(測定点(iii))における応力が大きく低下することが確認できた。   As shown in Table 1, by changing the shape of the header tank from the square header mounting structure to the circular header mounting structure, the tube plate (air side) near the header tank joint (measurement point (ii)) and the header tank It was confirmed that the stress at (core junction) (measurement point (iii)) was greatly reduced.

本発明のプレートフィン型熱交換器は、ヘッダータンクの端部が丸みをもった形状をなしており、この熱交換器を使用すれば、コアとヘッダータンクの間に温度差が生じた場合でも、ヘッダータンクの端部やその周辺コアにおける高い熱応力の発生を抑制し、熱交換器の変形や破損の発生を防止することができる。   The plate fin type heat exchanger of the present invention has a rounded shape at the end of the header tank. If this heat exchanger is used, even if a temperature difference occurs between the core and the header tank. The occurrence of high thermal stress at the end of the header tank and its surrounding core can be suppressed, and deformation and breakage of the heat exchanger can be prevented.

したがって、本発明のプレートフィン型熱交換器は、鉄道車両、電力設備、その他広範囲にわたる産業分野において有効に利用することができる。   Therefore, the plate fin heat exchanger of the present invention can be effectively used in railway vehicles, electric power facilities, and other industrial fields covering a wide range.

プレートフィン型熱交換器の構造例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of a plate fin type heat exchanger. プレートフィン型熱交換器のコア構造における流体通路の構成を説明する図であり、同図(a)は低温流体通路の構成を、(b)は高温流体通路の構成を示す図である。It is a figure explaining the structure of the fluid passage in the core structure of a plate fin type heat exchanger, The figure (a) is a figure which shows the structure of a low temperature fluid path, (b) is a figure which shows the structure of a high temperature fluid path. 本発明のプレートフィン型熱交換器の概略構成例を示す図で、同図(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は上面図である。It is a figure which shows the schematic structural example of the plate fin type heat exchanger of this invention, The figure (a) is a front view, (b) is a side view, (c) is a top view. 図3(b)におけるヘッダータンクの端部を拡大して模式的に示した一部断面を含む正面図である。It is the front view containing the partial cross section which expanded and showed typically the edge part of the header tank in FIG.3 (b). 本発明のプレートフィン型熱交換器の他の概略構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the other schematic structural example of the plate fin type heat exchanger of this invention. 熱応力解析に用いた解析モデルの外観と発生応力の測定点を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the analysis model used for the thermal stress analysis, and the measurement point of generated stress.

符号の説明Explanation of symbols

1:熱交換器、 2:コア、 3:高温流体通路、 4:低温流体通路、
4a:入側のディストリビューター部、 4b:メインフィン部、
4c:出側のディストリビューター部、 5a、5b:ヘッダータンク、
6a、6b:ノズル、 7:フィン、 8:コア、
9a、9b:ヘッダータンク、 10a、10b:ノズル、
11a:入側のディストリビューター部、 11b:メインフィン部、
11c:出側のディストリビューター部、 12:フィン、 13:通路、
14:コア、 15a、15b:ヘッダータンク、
16a、16b:ノズル、 17:コア、
18:長方形のヘッダータンク、 19:端部が丸みをもった形状のヘッダータンク
1: heat exchanger, 2: core, 3: hot fluid passage, 4: cold fluid passage,
4a: Distributor part on the entry side, 4b: Main fin part,
4c: Distributor part on the delivery side, 5a, 5b: Header tank,
6a, 6b: nozzle, 7: fin, 8: core,
9a, 9b: header tank, 10a, 10b: nozzle,
11a: Distributor part on the entry side, 11b: Main fin part,
11c: Distributor part on the exit side, 12: Fin, 13: Passage,
14: Core, 15a, 15b: Header tank,
16a, 16b: nozzle, 17: core,
18: Rectangular header tank 19: Header tank with rounded end

Claims (5)

高温流体を流通させる高温流体通路と低温流体を流通させる低温流体通路とが交互に積層配置された熱交換器本体と、当該熱交換器本体の側面に開口している高温流体通路および低温流体通路のうちのいずれか一方または両方の入口および出口にそれぞれ接合された入側ヘッダータンクおよび出側ヘッダータンクとを有するプレートフィン型熱交換器であって、
入側ヘッダータンクおよび出側ヘッダータンクのうちの少なくとも一方のヘッダータンクは、その接合面において端部が丸みをもった形状をなし、
かつ、当該ヘッダータンクが接合される流体通路の入口および出口が当該ヘッダータンク内にのみ開口していることを特徴とするプレートフィン型熱交換器。
A heat exchanger main body in which a high-temperature fluid passage for circulating a high-temperature fluid and a low-temperature fluid passage for circulating a low-temperature fluid are alternately stacked, and a high-temperature fluid passage and a low-temperature fluid passage that are open on a side surface of the heat exchanger main body A plate fin type heat exchanger having an inlet header tank and an outlet header tank respectively joined to one or both of the inlet and outlet,
At least one of the inlet header tank and the outlet header tank has a rounded end at the joint surface ,
A plate fin heat exchanger characterized in that an inlet and an outlet of a fluid passage to which the header tank is joined are opened only in the header tank.
端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクの当該端部に対応する熱交換器本体部分に、当該ヘッダータンク内に入口および出口が開口していない通路であって、高温流体通路および低温流体通路と異なる通路が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のプレートフィン型熱交換器。   A heat exchanger main body portion corresponding to the end portion of the header tank having a rounded end portion is a passage in which an inlet and an outlet are not opened in the header tank, and a high-temperature fluid passage and a low-temperature fluid. The plate fin type heat exchanger according to claim 1, wherein a passage different from the passage is disposed. 端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクの当該端部に対応する熱交換器本体部分に、当該ヘッダータンク内に入口および出口が開口していない他方の流体通路が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のプレートフィン型熱交換器。   In the heat exchanger main body portion corresponding to the end portion of the header tank having a rounded end portion, the other fluid passage having no inlet and outlet in the header tank is disposed. The plate fin type heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is a plate fin type heat exchanger. 端部が丸みをもった形状をなすヘッダータンクの当該端部に対応する熱交換器本体部分において、流体通路の入口および出口を閉塞することにより、当該流体通路の入口および出口が当該ヘッダータンク内にのみ開口していることを特徴とする請求項1に記載のプレートフィン型熱交換器。By closing the inlet and outlet of the fluid passage in the heat exchanger main body portion corresponding to the end of the header tank having a rounded end, the inlet and outlet of the fluid passage are placed in the header tank. The plate fin type heat exchanger according to claim 1, wherein the plate fin type heat exchanger is opened only in the plate. 前記入口および出口が閉塞されている流体通路は、前記ヘッダータンクの接合面における端部の先端に近づくに伴い流体通路の入口および出口の幅が狭まるように閉塞されていることを特徴とする請求項に記載のプレートフィン型熱交換器。 The fluid passage in which the inlet and the outlet are closed is closed so that the width of the inlet and the outlet of the fluid passage is narrowed as the end of the end portion of the joint surface of the header tank is approached. Item 5. A plate fin heat exchanger according to Item 4 .
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