JPH01203892A - プレート式熱交換器 - Google Patents
プレート式熱交換器Info
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- JPH01203892A JPH01203892A JP2650688A JP2650688A JPH01203892A JP H01203892 A JPH01203892 A JP H01203892A JP 2650688 A JP2650688 A JP 2650688A JP 2650688 A JP2650688 A JP 2650688A JP H01203892 A JPH01203892 A JP H01203892A
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- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 33
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
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Classifications
-
- 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
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
- F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
- F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
-
- 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
- F28D9/0031—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 paired plates touching each other
- F28D9/0043—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 paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、製作が容易で信頼性の高いプレート式熱交換
器に関する。
器に関する。
凹凸を有するプレートを二流体の隔壁とし、この隔壁を
伝熱面として熱交換を行う熱交換器は一般にプレート式
熱交換器と呼ばれ、これにはシール構造の違いからガス
ケットタイプと溶接タイプの2種類がある。
伝熱面として熱交換を行う熱交換器は一般にプレート式
熱交換器と呼ばれ、これにはシール構造の違いからガス
ケットタイプと溶接タイプの2種類がある。
第7図に従来のガスケットタイプの代表的な例を、また
第8.9図にガスケットタイプにおけるプレートの両表
面の状況を示す。プレート71の周囲及び流体の流入口
及び流出口の周囲にゴム又はガスケットパツキン72
、73を設けた複数のプレートが積層され、円周に孔を
設けた配管74 、75でA−流体76が流入出し、配
管77 、78でB流体79が流入出し、両流体は各隣
接するプレー) 71 、71の間を交互に流れてプレ
ートの両面を介して熱交換が行なわれる。
第8.9図にガスケットタイプにおけるプレートの両表
面の状況を示す。プレート71の周囲及び流体の流入口
及び流出口の周囲にゴム又はガスケットパツキン72
、73を設けた複数のプレートが積層され、円周に孔を
設けた配管74 、75でA−流体76が流入出し、配
管77 、78でB流体79が流入出し、両流体は各隣
接するプレー) 71 、71の間を交互に流れてプレ
ートの両面を介して熱交換が行なわれる。
一方第10図は溶接タイプのものを示す斜視図であるが
、複数のプレートが相互に間隔を置いて積み重ねられ、
隣接するプレー) 81 、81’が両端部間において
溶接されて同プレート81 、81’で一つの段を構成
し、隣接する段の上下のプレートが上記両端部83と直
交する両端部84において互いに溶接されている。これ
によって各段をなすプレート81゜81′間に流路85
が形成され、隣接する段の溶接されたプレートの間に流
路間と直交する流路86が形成され、それらの間で熱交
換が行なわれる。積層されたプレートlは、内圧に応じ
た強さで図示しないバックアッププレートとタイロッド
0により締付けられ、また流路85及び86を流れる流
体の出入口となる図示しないマニホールドが取付けられ
る。
、複数のプレートが相互に間隔を置いて積み重ねられ、
隣接するプレー) 81 、81’が両端部間において
溶接されて同プレート81 、81’で一つの段を構成
し、隣接する段の上下のプレートが上記両端部83と直
交する両端部84において互いに溶接されている。これ
によって各段をなすプレート81゜81′間に流路85
が形成され、隣接する段の溶接されたプレートの間に流
路間と直交する流路86が形成され、それらの間で熱交
換が行なわれる。積層されたプレートlは、内圧に応じ
た強さで図示しないバックアッププレートとタイロッド
0により締付けられ、また流路85及び86を流れる流
体の出入口となる図示しないマニホールドが取付けられ
る。
〔発明が解決しよ5とする課題〕
これら、従来のプレート式熱交換器は製作上及び性能上
程々の問題点を有している。即ち、前者のガスケットタ
イプのものは、主として液−液熱交換器に使用されてい
るが、20 kl?/m” G以下程度の低圧、200
℃以下程度の低温の用途に限定される。また、ガスケッ
トの材質面から使用流体にも制限される。
程々の問題点を有している。即ち、前者のガスケットタ
イプのものは、主として液−液熱交換器に使用されてい
るが、20 kl?/m” G以下程度の低圧、200
℃以下程度の低温の用途に限定される。また、ガスケッ
トの材質面から使用流体にも制限される。
一方後者の溶接タイプのものはより高温、高圧での用途
拡大を狙って最近開発されつつあるものであるが、溶接
方法が限定されること、高度な溶接技術が要求されるこ
と等により製作工数が増大し、またプレートの取換え、
プラグが困難であること等問題点がある。
拡大を狙って最近開発されつつあるものであるが、溶接
方法が限定されること、高度な溶接技術が要求されるこ
と等により製作工数が増大し、またプレートの取換え、
プラグが困難であること等問題点がある。
即ち、第10図において一対のプレートの相対する二辺
83の溶接は溶接方向に制限はな(いずれの溶接法でも
適用可能である(実際にはシーム溶接、レーザ溶接等の
高速溶接法が適用されている)が、これに直角な二辺別
では上記二辺83で溶接され積層された状態のプレート
を溶接する必要があるために高速な垂直溶接が適用でき
ず、斜め又は端部からの平行溶接を施工せざるを得ない
、そのため二枚のプレート端の合せ精度が要求され、溶
接速度も予め施工の二辺の溶接部に比べ大幅に減少する
。
83の溶接は溶接方向に制限はな(いずれの溶接法でも
適用可能である(実際にはシーム溶接、レーザ溶接等の
高速溶接法が適用されている)が、これに直角な二辺別
では上記二辺83で溶接され積層された状態のプレート
を溶接する必要があるために高速な垂直溶接が適用でき
ず、斜め又は端部からの平行溶接を施工せざるを得ない
、そのため二枚のプレート端の合せ精度が要求され、溶
接速度も予め施工の二辺の溶接部に比べ大幅に減少する
。
また、積層したプレートの各コーナ部において、直交す
る二流体を遮断するためにコーナ板が必要であるが、複
雑に入組んだ薄板のプレートのコーナ部と質量の大きい
コーナ板を溶接することは極めて高度な溶接技側が要求
され、全溶接タイプのプレート式熱交換器製作上、最大
のネックになっている。代表的なコーナ板と溶接箇所を
第11図及び第12図に示す。第11図は角柱状のコー
ナ板87を用いた場合であり、同図(A) 、 CB)
K示すようにコーナ板87をプレートのコーナ部に当
て同図(C)に示すように同コーナ板87の側面に符号
間で示すような溶接が施される。また第12図は切欠き
87Bを有する角柱状のコーナ板87Aを用いた場合で
あり、同図(qに示すようにプレー)81.81’の接
合端部を同切欠き87Bに挿入した上、符号88Aで示
すような溶接が施される。いづれの場合においても、上
記の通り複雑に入組んだ薄板のプレートのコーナ部と質
量の大きいコーナ板を溶接するために、極めて高度の溶
接技側が要求されることになる。
る二流体を遮断するためにコーナ板が必要であるが、複
雑に入組んだ薄板のプレートのコーナ部と質量の大きい
コーナ板を溶接することは極めて高度な溶接技側が要求
され、全溶接タイプのプレート式熱交換器製作上、最大
のネックになっている。代表的なコーナ板と溶接箇所を
第11図及び第12図に示す。第11図は角柱状のコー
ナ板87を用いた場合であり、同図(A) 、 CB)
K示すようにコーナ板87をプレートのコーナ部に当
て同図(C)に示すように同コーナ板87の側面に符号
間で示すような溶接が施される。また第12図は切欠き
87Bを有する角柱状のコーナ板87Aを用いた場合で
あり、同図(qに示すようにプレー)81.81’の接
合端部を同切欠き87Bに挿入した上、符号88Aで示
すような溶接が施される。いづれの場合においても、上
記の通り複雑に入組んだ薄板のプレートのコーナ部と質
量の大きいコーナ板を溶接するために、極めて高度の溶
接技側が要求されることになる。
本発明は全溶接構造で、しかも上述の問題点を解消した
プレート式熱交換器を提供しようとするものである。
プレート式熱交換器を提供しようとするものである。
本発明は、周囲を互いに密封状に接合された1対のプレ
ートを複数段積層し各段の1対のプレート間を流れる流
体と隣接する段と段との間を流れる流体間で熱交換を行
なわせる熱交換器において、プレートの同位置に一方の
流体の入口、出口としての開口部を設け、隣接する段の
プレートの開口部を互いに溶接した。
ートを複数段積層し各段の1対のプレート間を流れる流
体と隣接する段と段との間を流れる流体間で熱交換を行
なわせる熱交換器において、プレートの同位置に一方の
流体の入口、出口としての開口部を設け、隣接する段の
プレートの開口部を互いに溶接した。
本発明は互いに密封状に接合された1対のプレートを複
数段積層し、隣接する段のプレートの同位置に設けられ
た開口部を互いに溶接するようにしたために、開口部の
溶接方式としてはインナーボア溶接を適用することがで
き、短時間で安価にプレート式熱交換を製作することが
できる。
数段積層し、隣接する段のプレートの同位置に設けられ
た開口部を互いに溶接するようにしたために、開口部の
溶接方式としてはインナーボア溶接を適用することがで
き、短時間で安価にプレート式熱交換を製作することが
できる。
また、本発明のプレート式熱交換器は全溶接タイプであ
るために、信頼性が高く、プレートの洩れ検査、プレー
トの交換、プラグ等を容易に実施することができる。
るために、信頼性が高く、プレートの洩れ検査、プレー
トの交換、プラグ等を容易に実施することができる。
〔実施例〕
本発明の第一の実施例を第1図及び第2図によって説明
する。
する。
1.1′は対をなすプレート、2は各プレートに設けら
れたエンボス、3は一対のプレー)1.1’ノ周囲の溶
接部(ここではシーム溶接法を示す。)、4は各プレー
)1.1’の同位置に設けられた開口部としての貫通孔
である。この周囲を溶接したプレート容器をプレートユ
ニットと呼ぶこととする。
れたエンボス、3は一対のプレー)1.1’ノ周囲の溶
接部(ここではシーム溶接法を示す。)、4は各プレー
)1.1’の同位置に設けられた開口部としての貫通孔
である。この周囲を溶接したプレート容器をプレートユ
ニットと呼ぶこととする。
各プレートユニットはその孔4が連通して熱交換器の各
段S、、S2. 囮、、を構成するように重ね合わせて
積層され、隣接する段の重ね合わされたプレートの孔4
の内周部5が孔4の内からインナーボア溶接されて各段
の隣接するプレー)1.1’が互いに接合されることに
よって、各プレートユニットが接合される。6は最上段
のプレートユニットのプレート1に開口する流体Aの入
口ノズルである。
段S、、S2. 囮、、を構成するように重ね合わせて
積層され、隣接する段の重ね合わされたプレートの孔4
の内周部5が孔4の内からインナーボア溶接されて各段
の隣接するプレー)1.1’が互いに接合されることに
よって、各プレートユニットが接合される。6は最上段
のプレートユニットのプレート1に開口する流体Aの入
口ノズルである。
インナーボア溶接としては、TIGル−ザー等の装置に
より内面から電極又はレーザービームを回転させながら
環状に溶接する方式が採用される。
より内面から電極又はレーザービームを回転させながら
環状に溶接する方式が採用される。
本実施例は以上のように構成されているので、第1図に
矢印に示すように、流体Aは入口ノズル6から入り、貫
通孔4を通って段をなす各プレートユニット内を波状に
流れる。−力流体Bは、第1図矢印に示すようにこれに
ほぼ直角に、プレートユニット外、即ち隣接する段と段
とのプレート1.1′間を流れて熱交換を行う。エンボ
ス形状によっては二流体を向流又は並流させることも可
能である。
矢印に示すように、流体Aは入口ノズル6から入り、貫
通孔4を通って段をなす各プレートユニット内を波状に
流れる。−力流体Bは、第1図矢印に示すようにこれに
ほぼ直角に、プレートユニット外、即ち隣接する段と段
とのプレート1.1′間を流れて熱交換を行う。エンボ
ス形状によっては二流体を向流又は並流させることも可
能である。
第3図は本発明の第二の実施例を示す。本実施例では、
第一実施例に示すようなプレートユニットを形成するプ
レー)1.1’のプレートの貫通孔部4をそれぞれ上方
又は下方に張出し加工して張出し部31 、31’を形
成し、互いに隣接する段のプレートの張出し部31 、
31’を重ね合わせ、この部分あをインナーボアー溶接
したもので、溶接部にクレビスがないため、プレートユ
ニット外に腐食性流体が存在する場合に適用される。
第一実施例に示すようなプレートユニットを形成するプ
レー)1.1’のプレートの貫通孔部4をそれぞれ上方
又は下方に張出し加工して張出し部31 、31’を形
成し、互いに隣接する段のプレートの張出し部31 、
31’を重ね合わせ、この部分あをインナーボアー溶接
したもので、溶接部にクレビスがないため、プレートユ
ニット外に腐食性流体が存在する場合に適用される。
本実施例においても各段をなすプレートユニットのプレ
ー)1.1’間に一方の流体が流れ、隣接する段のプレ
ート間を他方の流体が流れることiま、上記第一の実施
例の場合と同様である。
ー)1.1’間に一方の流体が流れ、隣接する段のプレ
ート間を他方の流体が流れることiま、上記第一の実施
例の場合と同様である。
なお、貫通孔部は一方を突出し一方をへこますことによ
りセツティングを容易にする方法にしてもよい。
りセツティングを容易にする方法にしてもよい。
第3図中、恥はインナーボアー溶接機のトーチ、37は
電極を示す。
電極を示す。
第4図は本発明の第三の実施例を示す。本実施例ではユ
ニットの状態で予めプレーHC開口部を形成する短管4
7を符号48に示す位置でプレート1゜1′に溶接し、
隣接する段のプレートの短管47 、47を重ね合わせ
、この部分45をインナーボア溶接したものである。本
実施例におけるインナーボアー溶接部は、その剛性が大
きく、又溶接部の強度が大きくなる利点を有している。
ニットの状態で予めプレーHC開口部を形成する短管4
7を符号48に示す位置でプレート1゜1′に溶接し、
隣接する段のプレートの短管47 、47を重ね合わせ
、この部分45をインナーボア溶接したものである。本
実施例におけるインナーボアー溶接部は、その剛性が大
きく、又溶接部の強度が大きくなる利点を有している。
第5図は本発明の第四の実施例を示す。本実施例は上記
三の実施例同様に予め短管57をプレート1.1′に溶
接したものであるが、プレートユニットを貫通させてお
り、短管57にはプレートユニットに通じる複数の孔5
9を設けている。隣接する段の短管57 、57は重ね
合わされ、この部分部をインナーボアー溶接する。本実
施例は、第4図に示す第三の実施例より更に剛性が大き
い。
三の実施例同様に予め短管57をプレート1.1′に溶
接したものであるが、プレートユニットを貫通させてお
り、短管57にはプレートユニットに通じる複数の孔5
9を設けている。隣接する段の短管57 、57は重ね
合わされ、この部分部をインナーボアー溶接する。本実
施例は、第4図に示す第三の実施例より更に剛性が大き
い。
第6図に本発明の第五の実施例を示す。本実施例は上記
第四の実施例におけると同様の構造の短管67の一端6
7′を拡管し、インナーボアー溶接部のセツティングを
容易にしたものである。なお69はプレートユニットに
通じる短管67の孔である。
第四の実施例におけると同様の構造の短管67の一端6
7′を拡管し、インナーボアー溶接部のセツティングを
容易にしたものである。なお69はプレートユニットに
通じる短管67の孔である。
なお、上記各実施例における各プレートには耐圧性、伝
熱性能を考慮し、第1図に示すようにエンボスが設けら
れている。
熱性能を考慮し、第1図に示すようにエンボスが設けら
れている。
各実施例は上記の構成を有しており、一方の流体Aはノ
ズル6から開口部を経てプレートユニットを構成するプ
レート1.1’間を流れ、他方の流体Bは隣接する段の
プレー)1.1’間を流れて熱交換が行われる。また、
各実施例においては、1対のプレー)1.1’の周囲を
溶接して段をなすプレートユニットを構成し、各段をな
すプレートユニットを開口部の内周においてインナーボ
アー溶接を行って接合することによって熱交換が形成さ
れるために、熱交換器を短時間で安価に製作することが
できると共K、熱交換器は全溶接構造であるために信頼
性が高く、かつプレートの洩れ検査、プレートの交換、
プラグ等を容易に行うことができる。
ズル6から開口部を経てプレートユニットを構成するプ
レート1.1’間を流れ、他方の流体Bは隣接する段の
プレー)1.1’間を流れて熱交換が行われる。また、
各実施例においては、1対のプレー)1.1’の周囲を
溶接して段をなすプレートユニットを構成し、各段をな
すプレートユニットを開口部の内周においてインナーボ
アー溶接を行って接合することによって熱交換が形成さ
れるために、熱交換器を短時間で安価に製作することが
できると共K、熱交換器は全溶接構造であるために信頼
性が高く、かつプレートの洩れ検査、プレートの交換、
プラグ等を容易に行うことができる。
以上説明したよ5K、本発明は次の効果を奏することが
できる。
できる。
(1) 隣接する段のプレートの開口部を互いに接合
することによって、確実な溶接タイプのプレート式熱交
換器が短時間にかつ安価に製作でき、高温高圧に適用で
きるプレート式熱交換器を得ることができる。
することによって、確実な溶接タイプのプレート式熱交
換器が短時間にかつ安価に製作でき、高温高圧に適用で
きるプレート式熱交換器を得ることができる。
(2)1対のプレートの周囲を予め高速溶接(例えばシ
ーム溶接)により製作することができるため、製作工数
が大幅に低減される。
ーム溶接)により製作することができるため、製作工数
が大幅に低減される。
(3)製作時、プレートユニットでの洩れテストが可能
である。
である。
(4) プレートユニットの交換及びプラグを容易に
行い得る。
行い得る。
第1図は本発明の第一の実施例の斜視図、第2図は同実
施例のプレートの開口部の接合状態を示す縦断面図、第
3図及び第4図はそれぞれ本発明の第二及び第三の実施
例のプレートの開口部の接合状態を示す縦断面図、第5
図(8は本発明の第四の実施例のプレートの開口部の接
合状態を示す縦断面図、第5図(B)は同実施例の短管
の横断面図、第6図内は本発明の第五の実施例のプレー
ト開口部の接合状態を示す縦断面図、第6図(E)は同
実施例の短管の横断面図、第7図は従来のガスケットタ
イプのプレート式熱交換器の説明図、第8図及び第9図
は同ガスケットタイプのプレート式熱交換器の要部の断
面図、第10図は従来の溶接タイプのプレート式熱交換
器の説明図、第11図及び第し図は同溶接タイプのプレ
ート式熱交換器のコーナ部の溶接の説明図である。 1.1′・・・プレート、2・・・エンボス、4・・・
貫通孔、47 、57 、67・・・短管、6・・・入
口ノズル、A、B・・・流体、S工、S2.S3・・・
1対のプレートで形成される段。
施例のプレートの開口部の接合状態を示す縦断面図、第
3図及び第4図はそれぞれ本発明の第二及び第三の実施
例のプレートの開口部の接合状態を示す縦断面図、第5
図(8は本発明の第四の実施例のプレートの開口部の接
合状態を示す縦断面図、第5図(B)は同実施例の短管
の横断面図、第6図内は本発明の第五の実施例のプレー
ト開口部の接合状態を示す縦断面図、第6図(E)は同
実施例の短管の横断面図、第7図は従来のガスケットタ
イプのプレート式熱交換器の説明図、第8図及び第9図
は同ガスケットタイプのプレート式熱交換器の要部の断
面図、第10図は従来の溶接タイプのプレート式熱交換
器の説明図、第11図及び第し図は同溶接タイプのプレ
ート式熱交換器のコーナ部の溶接の説明図である。 1.1′・・・プレート、2・・・エンボス、4・・・
貫通孔、47 、57 、67・・・短管、6・・・入
口ノズル、A、B・・・流体、S工、S2.S3・・・
1対のプレートで形成される段。
Claims (1)
- 周囲を互いに密封状に接合された1対のプレートを複数
段積層し各段の1対のプレート間を流れる流体と隣接す
る段と段との間を流れる流体間で熱交換を行なわせる熱
交換器において、プレートの同位置に一方の流体の入口
、出口としての開口部を設け、隣接する段のプレートの
開口部を互いに溶接したことを特徴とするプレート式熱
交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2650688A JPH01203892A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | プレート式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2650688A JPH01203892A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | プレート式熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01203892A true JPH01203892A (ja) | 1989-08-16 |
Family
ID=12195367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2650688A Pending JPH01203892A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | プレート式熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01203892A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001018471A1 (de) * | 1999-09-03 | 2001-03-15 | Ryll Heizungs Gmbh | Wärmetauscher |
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1988
- 1988-02-09 JP JP2650688A patent/JPH01203892A/ja active Pending
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