JPH0517369U - プレートフイン熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体がフィン内で滞留しないようにする。 【構成】 所定の間隔を隔てて平行に配設された複数の
離隔板の隅部に、低温流体１５及び高温流体を給排する
ヘッダ３，４，５，６を取付け、離隔板により形成され
る空間に、断面形状が凹凸状の低温流体１５が流通する
フィン１７と高温流体が流通するフィンを交互に配置
し、ヘッダ３，４，５，６の周囲及び離隔板の隅部にワ
イヤメッシュ２１ａ，２１ｂ等を設けているため、低温
流体１５や高温流体がフィン１７内等で滞留することは
ない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プレートフィン熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のプレートフィン熱交換器の一例は図３〜図１２に示されている。

【０００３】 図中、１，２は厚さ方向両面を形成する側板であり、該側板１，２の四隅部に は、軸線ｌが側板１，２の厚さ方向へ向いた中空上のヘッダ３，４，５，６が側 板１，２を貫通して溶接により取付けられている。ヘッダ３，４，５，６の軸線 ｌと平行な方向の一端は、流体の給排を行い得るよう開口し、他端には、蓋板３ ａ，４ａ，５ａ，６ａが取付けられ、ヘッダ３，５の内周面には、円周方向へ所 定の間隔で流体供給孔３ｂ，５ｂが穿設され、ヘッダ４，６の内周面には、円周 方向へ所定の間隔で流体排出孔４ｂ，６ｂが穿設されている（図４、図５参照） 。又、図４、図５、図８〜図１１に示すように、流体供給孔３ｂ，５ｂ、排出孔 ４ｂ，６ｂの軸線ｌと平行な方向の長さＬは、流体の供給が円滑に行われるよう 側板１，２間の間隔と略同じ寸法に形成されている。

【０００４】 図８〜図１２に示すように、側板１，２間には、平面的に見て側板１，２と略 同じ大きさで、ヘッダ３，４，５，６の貫通部には孔７ａのあいた平板状の複数 の離隔板７が所定の間隔で配設され、各離隔板７間には断面形状がＵ字状の縁当 ８が、離隔板７の縁に沿うよう配設されている。又、離隔板７間に交互に形成さ れた空間１３，１４には、断面がＵ字状の環状縁当９，１０，１１，１２が、ヘ ッダ３，４，５，６を所定の間隔Ｘを隔てて包囲するよう配設されている。而し て、環状縁当９，１０は空間１３に収納され、環状縁当１１，１２は空間１４に 収納されている。

【０００５】 空間１３，１４内には、低温流体１５及び高温流体１６を均一に流すための通 路を形成するため断面形状が凹凸状の溝を有するフィン１７，１８が収納されて いる。

【０００６】 フィン１７，１８は、図６及び図７に示すように三角コーナフィン１７ａ，１ ７ｅ，１８ａ，１８ｅ、交差流部フィン１７ｂ，１７ｄ，１８ｂ，１８ｄ、対向 流部フィン１７ｃ，１８ｃから形成されている。

【０００７】 三角コーナフィン１７ａ，１７ｅ，１８ａ，１８ｅは平面形状が三角形状でヘ ッダ３，４，５，６の略２／３周を包囲するよう形成され、交差流部フィン１７ ｂ，１７ｄ，１８ｂ，１８ｄは、平面的に見て前記三角コーナフィン１７ａ，１ ７ｅ，１８ａ，１８ｅに接する斜辺を備え、且つヘッダ６，５，４，３の全周及 びヘッダ３，４，５，６の略１／３周を包囲するよう形成されている。

【０００８】 三角コーナフィン１７ａ，１８ａの各溝１９ａ，２０ａは離隔板７の孔７ａを 介してヘッダ３，５の流体供給孔３ｂ，５ｂと連通し、三角コーナフィン１７ｅ ，１８ｅの各溝１９ｅ，２０ｅは離隔板７の孔７ａを介してヘッダ４，６の流体 排出孔４ｂ，６ｂと連通している。

【０００９】 交差流部フィン１７ｂ，１７ｄ，１８ｂ，１８ｄの溝１９ｂ，１９ｄ，２０ｂ ，２０ｄは、環状縁当１２，１１，１０，９により遮られているためヘッダ６， ５，４，３の各孔６ｂ，５ｂ，４ｂ，３ｂとは連通していないが三角コーナフィ ン１７ａ，１７ｅ，１８ａ，１８ｅの溝１９ａ，１９ｅ，２０ａ，２０ｅと連通 している。

【００１０】 対向流部フィン１７ｃ，１８ｃは平面形状が矩形状で、三角コーナフィン１７ ａ，１８ａ及び交差流部フィン１７ｂ，１８ｂと、三角コーナフィン１７ｅ，１ ８ｅ及び交差流部フィン１７ｄ，１８ｄの間に配設され、対向流部フィン１７ｃ ，１８ｃの溝１９ｃ，２０ｃは、三角コーナフィン１７ａ，１７ｅ，１８ａ，１ ８ｅの溝１９ａ，１９ｅ，２０ａ，２０ｅ及び交差流部フィン１７ｂ，１７ｄ， １８ｂ，１８ｄの溝１９ｂ，１９ｄ，２０ｂ，２０ｄと連通している。

【００１１】 高温流体１６と熱交換を行うためにヘッダ３へ供給された低温流体１５の一部 は、流体供給孔３ｂから三角コーナフィン１７ａの溝１９ａへ導入され、残りは 流体供給孔３ｂから交差流部フィン１７ｂの溝１９ｂへ導入される。

【００１２】 三角コーナフィン１７ａの溝１９ａへ導入された低温流体１５は溝１９ａから 対向流部フィン１７ｃの溝１９ｃへ導入されると共に交差流部フィン１７ｂの溝 １９ｂへ導入され、交差流部フィン１７ｂへ導入された低温流体１５は溝１９ｂ から対向流部フィン１７ｃの溝１９ｃへ導入される。

【００１３】 而して、対向流部フィン１７ｃの溝１９ｃへ導入された低温流体１５は、溝１ ９ｃを通り、一部は交差流部フィン１７ｄの溝１９ｄ、流体排出孔４ｂを経てヘ ッダ４へ排出され、残りは対向流部フィン１７ｃの溝１９ｃから直接三角コーナ フィン１７ｅの溝１９ｅへ導入されるか、若しくは交差流部フィン１７ｄの溝１ ９ｄから三角コーナフィン１７ｅの溝１９ｅへ導入され、溝１９ｅへ導入された 低温流体１５は、流体排出孔４ｂからヘッダ４へ排出される。ヘッダ４へ排出さ れた低温流体１５は全量がヘッダ４から後工程へ送給される。

【００１４】 一方、ヘッダ５へ供給された高温流体１６のうちの一部は、流体供給孔５ｂか ら三角コーナフィン１８ａの溝２０ａへ導入され、残りは流体供給孔５ｂから交 差流部フィン１８ｂの溝２０ｂへ導入される。

【００１５】 三角コーナフィン１８ａの溝２０ａへ導入された高温流体１６は、溝２０ａか ら対向流部フィン１８ｃの溝２０ｃへ導入されると共に交差流部フィン１８ｂの 溝２０ｂへ導入される。

【００１６】 交差流部フィン１８ｂへ導入された高温流体１６は溝２０ｂから対向流部フィ ン１８ｃの溝２０ｃへ導入される。

【００１７】 而して、高温流体１６は、溝２０ｃを通り、一部は、交差流部フィン１８ｄの 溝２０ｄ、流体排出孔６ｂを経てヘッダ６へ排出され、残りは対向流部フィン１ ８ｃの溝２０ｃから直接三角コーナフィン１８ｅの溝２０ｅへ導入されるか、若 しくは交差流部フィン１８ｄの溝２０ｄから三角コーナフィン１８ｅの溝２０ｅ へ導入され、溝２０ｅへ導入された高温流体１６は、流体排出孔６ｂからヘッダ ６へ排出される。ヘッダ６へ排出された高温流体１６は全量がヘッダ６から後工 程へ送給される。

【００１８】 低温流体１５と高温流体１６はフィン１７，１８を流れる間に離隔板７を介し て熱交換が行われ、低温流体１５は温度が上昇し、高温流体１６は温度が低下し て夫々ヘッダ４，６へ排出される。

【００１９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記プレートフィン熱交換器では、図６、図７に示すように各ヘ ッダ３，４，５，６の隅部Ｗ₁，Ｘ₁，Ｙ₁，Ｚ₁，Ｗ₂，Ｘ₂，Ｙ₂，Ｚ₂の近傍に方 向性のある溝１９ａ，１９ｂ，１９ｄ，１９ｅ，２０ａ，２０ｂ，２０ｄ，２０ ｅが行きどまりになっている部分があり、この部分で流体１５，１６が流れず、 滞留する。このため、流体１５，１６が流れる部分と流れない部分とで温度差が 生じ、三角コーナフィン１７ａ，１７ｅ，１８ａ，１８ｅ及び交差流部フィン１ ７ｂ，１７ｄ，１８ｂ，１８ｄに温度差に基づく熱応力が発生する。

【００２０】 而して各フィン１７ａ，１７ｂ，１７ｄ，１７ｅ，１８ａ，１８ｂ，１８ｄ， １８ｅに熱応力が発生すると、フィン１７ａ，１７ｂ，１７ｄ，１７ｅ，１８ａ ，１８ｂ，１８ｄ，１８ｅは溝長手方向に対しては強いが溝横方向には弱いため 、フィン１７ａ，１７ｂ，１７ｄ，１７ｅ，１８ａ，１８ｂ，１８ｄ，１８ｅに 破損が生ずる虞れがある。

【００２１】 本考案は、上述の実情に鑑み、フィン１７ａ，１７ｂ，１７ｄ，１７ｅ，１８ ａ，１８ｂ，１８ｄ，１８ｅの隅部Ｗ₁，Ｘ₁，Ｙ₁，Ｚ₁，Ｗ₂，Ｘ₂，Ｙ₂，Ｚ₂近 傍で低温流体１５や高温流体１６が滞留しないようにすることを目的としてなし たものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、所定の間隔を隔てて配設した側板１，２と、該側板１，２間に側板 １，２と平行に且つ所定の間隔を隔てて配設した複数の離隔板７と、該離隔板７ の縁に沿って離隔板７間に交互に形成された空間１３，１４に配設された縁当８ と、前記側板１，２及び離隔板７の四隅に側板１，２及び離隔板７を貫通するよ う配設され且つ流体流通用の複数の孔３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂが円周方向へ所定 の間隔で穿設されたヘッダ３，４，５，６と、空間１３，１４にヘッダ３，４、 ５，６を所定の間隔Ｘを隔てて包囲するよう配設された環状縁当９，１０、１１ ，１２と、ヘッダ３，５の孔３ｂ，５ｂから導入された流体１５，１６を側板１ ，２及び離隔板７の対角線上にあるヘッダ４，６へ孔４ｂ，６ｂを介して供給す る、断面形状が凹凸状のフィン１７，１８と、ヘッダ３，４，５，６の周囲近傍 から離隔板７の隅部に位置するよう空間１３，１４内に配設され且つ各複数の孔 ３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂのうちのいくつかと連通するワイヤメッシュ２１ａ，２ １ｂ，２２ａ，２２ｂを備えてなるものである。

【００２３】

【作用】

ヘッダ３，５から孔３ｂ，５ｂを通ってフィン１７，１８内へ導入された流体 １５，１６はフィン１７，１８を通り、孔４ｂ，５ｂからヘッダ４，６へ排出さ れ、フィン１７，１８を通過する際に離隔板７を介して流体１５，１６間におい て熱交換が行われる。又ヘッダ３，５から導入された流体１５，１６の一部及び ヘッダ４，６へ排出される流体１５，１６の一部はワイヤメッシュ２１ａ，２１ ｂ，２２ａ，２２ｂを流れるため、フィン１７，１８部で流体１５，１６の滞留 が生ずることはない。

【００２４】

【実施例】 以下、本考案の実施例を添付図面に基いて説明する。

【００２５】 本実施例のプレートフィン熱交換器の基本的構成は、図３〜図１２に示すもの と略同じであるが、本実施例においては、図６及び図７に示す三角コーナフィン や交差流部フィンの隅部Ｗ₁，Ｘ₁，Ｙ₁，Ｚ₁，Ｗ₂，Ｘ₂，Ｙ₂，Ｚ₂の流体の滞留 が生じる部分を切除して切除部Ａ₁，Ａ₂，Ｂ₁，Ｂ₂を形成し、該切除部Ａ₁，Ａ_{2 ，} Ｂ₁，Ｂ₂に、流体が流れる際に方向性が生じないよう、細いワイヤをたわし状 にまとめたワイヤメッシュ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを充填している。

【００２６】 なお、図中、１７ａ’，１７ｅ’，１８ａ’，１８ｅ’は図６、図７に示す従 来の三角コーナフィン１７ａ，１７ｅ，１８ａ，１８ｅと同様の断面形状をした 三角コーナフィン、１７ｂ’，１７ｄ’，１８ｂ’，１８ｄ’は図６、図７に示 す従来の交差流部フィン１７ｂ，１７ｄ，１８ｂ，１８ｄと同様の断面形状をし た交差流部フィンであり、又図中、図６及び図７に示すものと同一のものには同 一の符号が付してある。

【００２７】 高温流体１６の熱交換を行うために、ヘッダ３へ供給された低温流体１５は、 流体供給孔３ｂから三角コーナフィン１７ａ’の溝１９ａ及び交差流部フィン１ ７ｂ’の溝１９ｂ並にワイヤメッシュ２１ａへ導入される。

【００２８】 ワイヤメッシュ２１ａに導入された低温流体１５はワイヤメッシュ２１ａ内を 規則性なく種々の経路を経て緩い速度で流れ、三角コーナフィン１７ａ’や交差 流部フィン１７ｂ’の境界部から溝１９ａ，１９ｂ内へ流入する。この際、低温 流体１５が三角コーナフィン１７ａ’へ流入するときは、溝１９ａの開口から溝 １９ａ内へ流入するが、交差流部フィン１７ｂ’へ流入するときは、離隔板７ （図８参照）と交差流部フィン１７ｂ’の間の隙間から溝１９ｂ内へ流入する。 又ワイヤメッシュ２１ａから三角コーナフィン１７ａ’や交差流部フィン１７ｂ ’へ流入する低温流体１５の量は比較的少量である。

【００２９】 三角コーナフィン１７ａ’の溝１９ａに導入された低温流体１５は溝１９ａか ら対向流部フィン１７ｃの溝１９ｂへ導入されると共に交差流部フィン１７ｂ’ の溝１９ｂへ導入され、交差流部フィン１７ｂ’へ導入された低温流体１５は溝 １９ｂから対向流部フィン１７ｃの溝１９ｃへ導入される。

【００３０】 対向流部フィン１７ｃの溝１９ｃへ導入された低温流体１５は、溝１９ｃを通 り、一部は交差流部フィン１７ｄ’の溝１９ｄへ導入され、残りは三角コーナフ ィン１７ｅ’の溝１９ｅへ導入される。

【００３１】 交差流部フィン１７ｄ’の溝１９ｄへ導入された低温流体１５の一部は、流体 排出孔４ｂからヘッダ４へ排出され、一部は三角コーナフィン１７ｅ’の溝１９ ｅへ導入され、一部はワイヤメッシュ２１ｂ内へ導入され、三角コーナフィン１ ７ｅ’の溝１９ｅへ導入された低温流体１５は、一部は流体排出孔４ｂからヘッ ダ４へ排出され、一部はワイヤメッシュ２１ｂ内へ導入され、ワイヤメッシュ２ １ｂ内へ導入された低温流体１５は規則性のない種々の経路を経て緩い速度で流 れ、流体排出孔４ｂからヘッダ４へ排出される。この際、低温流体１５が三角コ ーナフィン１７ｅ’からワイヤメッシュ２１ｂへ流入するときは、溝１９ｅの開 口からワイヤメッシュ２１ｂ内へ流入するが、交差流部フィン１７ｄ’からワイ ヤメッシュ２１ｂ内へ流入するときは、離隔板７（図９参照）と交差流部フィン １７ｄ’の間の隙間からワイヤメッシュ２１ｂ内へ流入する。又ワイヤメッシュ ２１ｂ内へ流入する低温流体１５の量は比較的少量である。ヘッダ４へ排出され た低温流体１５は、温度が上昇した状態で全量がヘッダ４から後工程へ送給され る。

【００３２】 一方、ヘッダ５へ供給された高温流体１６は、流体供給孔５ｂから三角コーナ フィン１８ａ’の溝２０ａ及び交差流部フィン１８ｂ’の溝２０ｂ並にワイヤメ ッシュ２２ａへ導入される。

【００３３】 ワイヤメッシュ２２ａに導入された高温流体１６はワイヤメッシュ２２ａ内を 規則性なく種々の経路を経て緩い速度で流れ、三角コーナフィン１８ａ’や交差 流部フィン１８ｂ’の境界部から溝２０ａ，２０ｂ内へ流入する。この際、高温 流体１６が三角コーナフィン１８ａ’へ流入するときは、溝２０ａの開口から溝 ２０ａ内へ流入するが、交差流部フィン１８ｂ’へ流入するときは、離隔板７ （図１０参照）と交差流部フィン１８ｂ’の間の隙間から溝２０ｂ内へ流入する 。又ワイヤメッシュ２２ａから三角コーナフィン１８ａ’や交差流部フィン１８ ｂ’へ流入する高温流体１６の量は比較的少量である。

【００３４】 三角コーナフィン１８ａ’の溝２０ａに導入された高温流体１６は溝２０ａか ら対向流部フィン１８ｃの溝２０ｂへ導入されると共に交差流部フィン１８ｂ’ の溝２０ｂへ導入され、交差流部フィン１８ｂ’へ導入された高温流体１６は溝 ２０ｂから対向流部フィン１８ｃの溝２０ｃへ導入される。

【００３５】 対向流部フィン１８ｃの溝２０ｃへ導入された高温流体１６は、溝２０ｃを通 り、一部は交差流部フィン１８ｄ’の溝２０ｄへ導入され、残りは三角コーナフ ィン１８ｅ’の溝２０ｅへ導入される。

【００３６】 交差流部フィン１８ｄ’の溝２０ｄへ導入された高温流体１６の一部は、流体 排出孔６ｂからヘッダ６へ排出され、一部は三角コーナフィン１８ｅ’の溝２０ ｅへ導入され、一部はワイヤメッシュ２２ｂ内へ導入され、三角コーナフィン１ ８ｅ’の溝２０ｅへ導入された高温流体１６は、一部は流体排出孔６ｂからヘッ ダ６へ排出され、一部はワイヤメッシュ２２ｂ内へ導入され、ワイヤメッシュ２ ２ｂ内へ導入された高温流体１６は規則性のない種々の経路を経て緩い速度で流 れ、流体排出孔６ｂからヘッダ６へ排出される。この際、高温流体１６が三角コ ーナフィン１８ｅ’からワイヤメッシュ２２ｂへ流入するときは、溝２０ｅの開 口からワイヤメッシュ２２ｂ内へ流入するが、交差流部フィン１８ｄ’からワイ ヤメッシュ２２ｂ内へ流入するときは、離隔板７（図１１参照）と交差流部フィ ン１８ｄ’の間の隙間からワイヤメッシュ２２ｂ内へ流入する。又ワイヤメッシ ュ２２ｂ内へ流入する高温流体１６の量は比較的少量である。ヘッダ６へ排出さ れた高温流体１６は、温度が下降した状態で全量がヘッダ６から後工程へ送給さ れる。

【００３７】 本考案の実施例においては、各ヘッダ３，４，５，６の周囲近傍にワイヤメッ シュ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを設けているため、低温流体１５や高温流 体１６がヘッダ３，４，５，６の近傍や空間１３，１４（図８〜図１２参照）の 隅部で滞留することがない。従って、空間１３，１４の隅部と他の部分の温度差 が小さくなり、フィン１７ａ，１７ｂ，１７ｄ，１７ｅ，１８ａ，１８ｂ，１８ ｄ，１８ｅに生じる熱応力が減少するので、フィン１７ａ，１７ｂ，１７ｄ，１ ７ｅ，１８ａ，１８ｂ，１８ｄ，１８ｅを破損することがない。

【００３８】 なお、本考案は上述の実施例に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱 しない範囲内で種々変更を加え得ること等は勿論である。

【００３９】

【考案の効果】

本考案のプレートフィン熱交換器によれば、フィン内で流体が滞留することを 防止できるため、フィン内に生じる温度差が小さくなってフィンに生じる熱応力 が低下し、フィンの破損を防止できるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のプレートフィン熱交換器の実施例であ
り、低温流体が流れるフィンの構造の正面図である。

【図２】本考案のプレートフィン熱交換器の実施例であ
り、高温流体が流れるフィンの構造の正面図である。

【図３】従来のプレートフィン熱交換器の一例の正面図
である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ方向矢視図である。

【図６】図４のＶＩ−ＶＩ方向矢視図である。

【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ方向矢視図である。

【図８】図４のＶＩＩＩ部拡大図である。

【図９】図４のＩＸ部拡大図である。

【図１０】図５のＸ部拡大図である。

【図１１】図５のＸＩ部拡大図である。

【図１２】図３のＸＩＩ−ＸＩＩ方向拡大矢視図であ
る。

【符号の説明】

１，２ 側板 ３，４，５，６ ヘッダ ３ｂ 流体供給孔（孔） ４ｂ 流体排出孔（孔） ５ｂ 流体供給孔（孔） ６ｂ 流体排出孔（孔） ７ 離隔板 ８ 縁当 ９ 環状縁当 １０ 環状縁当 １１ 環状縁当 １２ 環状縁当 １３ 空間 １４ 空間 １５ 低温流体（流体） １６ 高温流体（流体） １７，１８ フィン ２１ａ，２１ｂ ワイヤメッシュ ２２ａ，２２ｂ ワイヤメッシュ Ｘ 間隔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔を隔てて配設した側板１，２
   と、該側板１，２間に側板１，２と平行に且つ所定の間
   隔を隔てて配設した複数の離隔板７と、該離隔板７の縁
   に沿って離隔板７間に交互に形成された空間１３，１４
   に配設された縁当８と、前記側板１，２及び離隔板７の
   四隅に側板１，２及び離隔板７を貫通するよう配設され
   且つ流体流通用の複数の孔３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂが円
   周方向へ所定の間隔で穿設されたヘッダ３，４，５，６
   と、空間１３，１４にヘッダ３，４、５，６を所定の間
   隔Ｘを隔てて包囲するよう配設された環状縁当９，１
   ０、１１，１２と、ヘッダ３，５の孔３ｂ，５ｂから導
   入された流体１５，１６を側板１，２及び離隔板７の対
   角線上にあるヘッダ４，６へ孔４ｂ，６ｂを介して供給
   する、断面形状が凹凸状のフィン１７，１８と、ヘッダ
   ３，４，５，６の周囲近傍から離隔板７の隅部に位置す
   るよう空間１３，１４内に配設され且つ各複数の孔３
   ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂのうちのいくつかと連通するワイ
   ヤメッシュ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを備えてな
   ることを特徴とするプレートフィン熱交換器。