JPH03274390A - 熱交換器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体間の熱交換を伝熱板を介して行なうプレ
ート式の熱交換器に関する。

〔従来の技術〕

伝熱板を介して流体間の熱交換を行なうプレート式の熱
交換器は伝熱用の板が平板のものや伝熱促進のため板に
凹凸を付けたもの、あるいは伝熱を促進する伝熱フィン
を板に取付けたものが知られている。このようなプレー
ト式の熱交換器として伝熱板の両面に伝熱フィンを取付
け、この伝熱フィンを互に入り組ませて複数の伝熱板を
並列に配設したものを円筒容器内に収納した第３図に示
すものを本出願人は先に出願している。

第３図において伝熱［１はその両面に伝熱フィン２が取
付けられており、向い合う一対の伝熱板１は伝熱フィン
２を互い入り組ませ、さらに周縁の端部を折曲げて一体
にすることにより周縁を閉鎖して伝熱殻３を形成してい
る。

熱交換体５は伝熱殻３を複数並列に配設して構成され、
円筒容器６の中に収納されている。熱交換体５において
伝熱殻３の内部を伝熱フィン２に沿って流れる流体と伝
熱殻３の外部を伝熱フィン２に沿って流れる流体との間
で熱交換が行なわれるが、ここでは伝熱殻３の内部を流
れる流体を一次流体、外部を流れる流体を二次流体とし
、これらの流体は平行流または向流のどちらでもよいが
向流とする。なお伝熱殻３の内部を一次流体通路７、伝
熱殻３の外部を二次流体通路８とする。

一次流体を流入させる入口管１０は円筒容器６の下部鏡
板６ａを貫通して伝熱殻３の下部周辺部に接続し、隣り
合う伝熱殻３の周辺部に接続する接続管１１を介して各
一次流体通路７に連通してい、る。

また一次流体通路７から一次流体が流出する出口管１２
は円筒容器６の上部鏡板６ｂを貫通して伝熱殻３の上部
周辺部に接続し、隣り合う伝熱殻３の上部周辺部に接続
する接続管１３を介して各一次流体通路７に連通してい
る。

一方、二次流体が流入する入口管１４は円筒容器６の上
部鏡板６ｂに接続され、二次流体通路８から二次流体が
流出する出口管１５は円筒容器６の下部鏡板６ａに接続
されている。なお、１６は伝熱板１の変形を防ぐリブで
あり、１７は円筒容器６と熱交換体５との間を詰める充
填物である。

このような構造により一次流体は入口管１０から流入し
、入口管１０と接続管１１とを流れて各一次流体通路７
を伝熱フィン２に沿って上方に流れ、接続管１３を介し
て出口管１２から外部に排出される。

一方、二次流体は入口管１４から円筒容器６内に流入し
、二次流体通路８を伝熱フィン２に沿って下方に流れ、
出口管１５から外部に流出する。このような一次流体と
二次流体の流れにより一次流体と二次流体は伝熱板１を
介して熱交換する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のプレート式の熱交換器において一次流体二次流体
の両方、あるいは一方が液体で、この液体の流体を伝熱
殻３の一次流体通路７に通流させるときには伝熱面積に
比して伝熱殻３に接続する入口管１０．出口管１１等の
配管の口径は小さくてよいので、これらの占めるスペー
スはコンパクトにすることができる。しかしながら一次
流体、二次流体の両方が気体の場合等、伝熱殻３内の一
次流体通路７に気体を通流させる場合は液体の場合より
入口管１０や出口管ｌ′Ｌの口径は大きくなり、このた
めこれらのスペースが大きくなり、構造設計に困難を来
す０例えば前述の円筒容器６の中に熱交換体５を収納し
た場合、入口管１０や出口管１１等の配管のロ径ガ閣限
され、このためこれらの配管内の気体の流速が過大とな
って圧力損失が大きくなり、熱交換器を利用するプラン
トの全体の効率が低下するという問題がある。

本発明の目的は、伝熱殻内の一次流体通路に気体を給排
する入口管、出口管における流速を低下させるために入
口管、出口管の口径を大きくしてもコンパクトな形状に
することのできる熱交換器を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明によれば、向い合う
一対の伝熱板の周縁の開口部を閉鎖してなり、一次流体
が伝熱吸間を流れる伝熱殻を複数並列に配設してなる熱
交換体を、一次流体および二次流体がそれぞれ流入、流
出する入口と出口とを備える容器内に収納し、二次流体
が各伝熱殻に沿って容器内を流れて一次流体と二次流体
とが熱交換する熱交換器において、第１の伝熱殻と、こ
の伝熱殻の流れ方向の長さより短かい長さを有す燥 る第２の伝熱体とを設け、第１の伝熱殻の両側の少なく
とも一方の側に第２の伝熱殻を配して第１と第２の伝熱
殻を複数並列に配設して熱交換体を形成し、前記容器の
入口と出口とにそれぞれ接続する管から分岐して善男１
の伝熱殻の周辺部に接続し、かつ第２の伝熱殻を挟んで
配される入口分岐管と出口分岐管とを設け、さらに第１
の伝熱殻と第２の伝熱殻との入口分岐管と出口分岐管と
の近くの周辺部で接続される入口接続管と出口接続管と
を設けるものとする。

〔作用〕

流れ方向の長さの長い第１の伝熱殻と長さの短かい第２
の伝熱殻とは入口接続管と出口接続管とにより互に連通
している。したがって容器の入口。

出口とにそれぞれ接続する管から分岐して善男１の伝熱
殻に接続する入口分岐管、出口分岐管を設けることによ
り、入口分岐管、出口分岐管を給排する一次流体はすべ
ての第１と第２の伝熱殻を通流する。この場合第１と第
２の伝熱殻の流れ◆方向の長さが異なるため、向い合う
第１の伝熱殻と流れ方向の長さの短かい第２の伝熱殻の
頂部とで空間が画成されるので、この空間に入口分岐管
。

出口分岐管を設けることによりこれらの管の口径は大き
くとれる。したがって一次流体のこれらの入口、出口分
岐管を流れる流速は小さくなり、圧力損失が小さくなる
とともに、容器をコンパクトにすることができる。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例による熱交換器の縦断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ＠部分断面図である。なお、第１
図、第２図において第３図の従来例と同一部品には同じ
符号を付し、その説明を省略する。第１図、第２図にお
いて第３図のものと異なるのは下記の通りである。

流れ方向の長さが長い第１の伝熱殻２１とこの伝熱殻２
１の片側に流れ方向の長さが短かい第２図の伝熱殻２２
とを伝熱フィン２を互に入り組ませて並列に配設して熱
交換体５を形成する。そして圧力容器２６の下部鏡板を
貫通する口径の大きい直管２３と、この直管から分岐し
て両側の第１の伝熱ｆｉ２１の下部周辺部に接続する口
径の大きい分岐管２４とからなる入口分岐管２５を設け
ている。なお、第１の伝熱殻２１の上部周辺部にも前述
と同じ饗領で第１の伝熱殻２１間を接続する直管２７２
分岐管２８とからなる出口分岐管２９を、直管２７が圧
力容器２６の上部鏡板を貫通して設けている。なお、入
口分岐管２５、出口分岐管２９はそれぞれ流れる一次流
体ガ気熱膨脹差が生じるときには入口、出口分岐管２５
２９のいずれかに熱膨脹差を吸収する伸縮継手を設ける
。

第１の伝熱殻２１と第２の伝熱殻２２とは入口、出口分
岐管２５．２９の近（のそれぞれの周辺部で接続される
入口接続管３０．出口接続管３１により連通している。

このような構造により一次流体の気体が入口分岐管２５
から流入すると、入口分岐管２５から両側にある第１の
伝熱殻２１内の一次流体通路７に流入し、さらに入口接
続管３０により第１と第２の伝熱殻２１と２２との一次
流体通路７に分流する。そして第２の伝熱殻２２から流
出する一次流体は出口接続管３１を経て第１の伝熱殻２
１の一次流体通路７を流れる一次流体と合流して出口分
岐管２９を経て外部に流出する。一方二次流体は容器２
６の入口管１４から容器２６内に流入し、第１．第２の
伝熱殻２１，２２に沿って流れ、出口管１５から外部に
流出する。このような一次流体と二次流体との流れによ
り第１．第２の伝熱殻２１．２２の伝熱板１を介して熱
交換する。

上記の実施例では第１の伝熱殻２１に連通する流れ方向
の長さが短かい第２の伝熱殻２２を片側に配設している
が、第２の伝熱殻２２を両側に配設しても前述と同じ効
果が得られる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば流れ方
向の長さが短かい第２の伝熱殻を挟み、流れ方向の長さ
の長い第１の伝熱殻の周辺部に接続する一次流体が給排
する入口、出口分岐管を設け、さらに第２の伝熱殻は入
口、出口接続管を介して第１の伝熱殻に連通させたこと
により、入口出口分岐管の口径は一次流体が気体の場合
、その流速を小さ（するように口径を大きくとれるので
、各伝熱殻内に通流させる一次流体が給排する入口出口
分岐管や入口、出口接続管を流れる一次流体の流速は均
一化され、かく低速度化でき、このため入口、出口分岐
管等における圧力損失が小さくなり、熱交換器を利用す
るプラントの全体の効率が向上するという効果がある。

また入口、出口分岐管は第１の伝熱殻間のスペースを有
効に利用して配設されるので、熱交換器をコンパクトに
することができ、特に先願した熱交換体を収納する円筒
容器では一次流体の入口管や出口管を容器内に収納する
ために容器の一部を拡大する必要がなくなるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による熱交換器の縦断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ部分縦断面図、第３図は本出願人
の先願による熱交換器の縦断面図である。 １；伝熱板、３：伝熱殻、５；熱交換体、２１：第１の
伝熱殻、２２：第２の伝熱殻、２５：入口分岐管、２６
＜’ｉ器、２９・出口分岐管、３０・入口接続管、３２
：出口接続管。 代１人）ｒ理士　山　口　　巌

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）向い合う一対の伝熱板の周縁の開口部を閉鎖してな
   り、一次流体が伝熱板間を流れる伝熱殻を複数並列に配
   設してなる熱交換体を、一次流体および二次流体がそれ
   ぞれ流入、流出する入口と出口とを備える容器内に収納
   し、二次流体が各伝熱殼に沿って容器内を流れ、一次流
   体と二次流体とが熱交換する熱交換器において、第１の
   伝熱殼と、この伝熱殼の流れ方向の長さより短い長さを
   有する第２の伝熱殻とを設け、第１の伝熱殻の両側の少
   なくとも一方の側に第２の伝熱殼を配して第１と第２の
   伝熱殻を複数並列に配設して、熱交換体を形成し、前記
   容器の入口と出口とにそれぞれ接続する管から分岐して
   各第１の伝熱殻の周辺部に接続し、かつ第２の伝熱殻を
   挟んで配される入口分岐管と出口分岐管とを設け、さら
   に第１の伝熱殼と第２の伝熱殼との入口分岐管と出口分
   岐管との近くの周辺部で接続される入口接続管と出口接
   続管とを設けたことを特徴とする熱交換器。