JPH0590185U - プレートフィン熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 プレートフィン熱交換器に係り、各熱交換流
路を流通する流体の速度を均一化して、熱交換効率の向
上を図る。 【構成】 平行な隔離板１と波形状フィン２とを積層し
て形成される熱交換流路を積層方向に貫通し同一方向に
開口する流通口を有する流体入口ヘッダおよび流体出口
ヘッダを設け、流体入口ヘッダ１１の内部に、流通口か
ら最もはなれた熱交換流路の近傍に先端開口を配する流
体案内筒１０が配設されており、各熱交換流路を流通す
る流体の総流路長を均一化する。

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】

省スペースに適し、熱交換効率の高い熱交換器として、プレートフィン熱交換 器が一般に知られている。該プレートフィン熱交換器は、図２に示すように、複 数の隔離板１と複数の波形状フィン２とを交互に積層して複数の熱交換流路３を 形成し、隣り合う熱交換流路３の各層に高温流体および低温流体を挿通させるこ とにより、その挿通の間に両流体間で熱交換を行うものであり、有効な伝熱面積 を広くとることが可能となって熱交換効率を向上することができるものである。 そして、このような高い熱交換効率に基づいて小型化を図ることができる。

【０００３】 ところで、このようなプレートフィン熱交換器Ｘに高温流体および低温流体を 挿通させるために、外部管路Ｇから供給される流体を各熱交換流路３に分配する 流体入口ヘッダ４、および、各熱交換流路３を挿通した流体を合流して外部管路 Ｇに排出するための流体出口ヘッダ５をそれぞれ設ける必要がある。これらのヘ ッダ４・５の形状としては、種々のものが提案されているが、積層方向のスペー スの有効利用性および、プレートフィン熱交換器Ｘの片面に外部配管Ｇを集中し て接続可能となることによる保守容易性等の理由によって図２に示すようなヘッ ダ４・５が多く使用されている。

【０００４】 これらのヘッダ４・５は、複数の熱交換流路３を積層方向に貫通するように配 置される筒状に形成されており、一端に外部管路Ｇに接続する流通口４ａ・５ａ を有し、他端を閉塞状態とされている。ヘッダ４・５の側壁４ｂ・５ｂには、該 ヘッダ４・５の外部に配される熱交換流路３とヘッダ４・５の内部とを連通する 複数の流体挿通穴４ｃ・５ｃが設けられ、それぞれのヘッダ４・５に対応しない 熱交換流路３（例えば、低温流体用のヘッダに対する高温流路）を該流体挿通穴 ４ｃ・５ｃに対して閉塞処理を施すことによって、分離された２組の熱交換流路 ３ａ・３ｂが構成されている。図２において、符号４ｄ・５ｄは計装機器取付用 のフランジである。

【０００５】 このように構成されたプレートフィン熱交換器Ｘにおいて、低温流体入口ヘッ ダ４Ａおよび高温流体入口ヘッダ４Ｂの流通口４ａに、外部管路Ｇから低温流体 および高温流体がそれぞれ注入されると、ヘッダ４Ａ・４Ｂの側壁４ｂに設けら れた流体挿通穴４ｃからそれぞれの熱交換流路３ａ・３ｂに分配される。そして 、熱交換流路３ａ・３ｂを挿通する際に両流体間で熱交換を行った後に、該熱交 換流路３ａ・３ｂのそれぞれの終端に形成されている低温流体出口ヘッダ５Ａお よび高温流体出口ヘッダ５Ｂに合流され、該流体出口ヘッダ５Ａ・５Ｂの一端に 形成された流通口５ａから外部管路Ｇに排出されることになる。

【０００６】

【考案が解決しようとする問題点】

しかしながら、上記のように構成されたプレートフィン熱交換器Ｘであると、 積層方向に並べられる各熱交換流路３ａ・３ｂについて、流体入口ヘッダ４Ａ・ ４Ｂの流通口４ａから流体出口ヘッダ５Ａ・５Ｂの流通口５ａまでの総流路長が 相違する。つまり、外部配管Ｇの取り回しを容易にするために、流体の流通口４ ａ・５ａがプレートフィン熱交換器Ｘの同一側面に配設されるので、図３に示す ように、流通口４ａ・５ａに近い熱交換流路３ａ・３ｂを挿通するための流体の 総流路長は短く、逆に、流通口４ａ・５ａから離れた熱交換流路３ａ・３ｂを挿 通するための総流路長は長く形成されることになる。これによって、熱交換流路 ３ごとに流体の流通抵抗に差異を生じ、各熱交換流路３を流通する流体の流速が 熱交換流路３ごとに相違することになる。その結果、熱交換流路３ごとに熱交換 効率が異なり、プレートフィン熱交換器Ｘ全体として、所望の伝熱特性を得るこ とが困難になるという問題点があった。しかも、この問題点は、高い熱交換効率 を得るために、積層数を増加させることによって益々顕著になるものと考えられ る。

【０００７】 本考案は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、各熱交換流路３ａ・ ３ｂを流通する流体の速度を均一化して、熱交換効率の向上を図ることを目的と するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、平行間隔を空けて配される隔離板とそ の間に配される波形状フィンとを積層状態として複数並列に形成される熱交換流 路に、該熱交換流路を積層方向に貫通し側壁に流体挿通穴を有する筒状の流体入 口ヘッダおよび流体出口ヘッダを設けてなり、該流体入口ヘッダおよび流体出口 ヘッダには、同一方向に開口し外部管路に接続される流通口がそれぞれ設けられ 、流体入口ヘッダの内部には、流通口に接続され該流通口から最も離れた熱交換 流路の近傍に先端開口を配する流体案内筒が流体入口ヘッダの側壁に対して間隔 を空けて配設されているプレートフィン熱交換器を提供している。

【０００９】

【作用】

本考案に係るプレートフィン熱交換器によれば、外部管路から流通口を通じて 注入された流体が、流体案内筒によって流通口から最も離れた熱交換流路の近傍 に導かれた後に、該流体案内筒の先端開口から流体入口ヘッダの内部に放出され 、流体入口ヘッダの側壁に形成された流体挿通穴を通じて各熱交換流路に分配さ れる。流通口から最も離れた熱交換流路には、流体案内筒から放出された直後の 流体が挿通し、流体出口ヘッダを全長に渡って流通した後に、該流体出口ヘッダ の流通口から外部管路に放出される。一方、流通口に最も近い熱交換流路には、 流体案内筒から放出された流体が、流体案内筒と流体入口ヘッダの側壁との間隔 を流体入口ヘッダの全長に渡って流通した後に注入され、熱交換流路を挿通した 直後に流体出口ヘッダの流通口から外部管路に放出される。同様にして、これら の熱交換流路の間に位置する熱交換流路に流れる流体も、流体入口ヘッダの流通 口から流体出口ヘッダの流通口までの間に同程度の長さの経路を流通させられる ことになる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案に係るプレートフィン熱交換器の一実施例について、図１を参照 して説明する。本実施例において、図２および図３に示す従来のプレートフィン 熱交換器と構成を共通とする箇所に同一符号を付し、説明を簡略化する。

【００１１】 図１において、符号Ｙはプレートフィン熱交換器、１０は流体案内筒、１１は 流体入口ヘッダ、１２は流体出口ヘッダ、１３は筒状流路である。

【００１２】 本実施例のプレートフィン熱交換器Ｙは、平行間隔を空けて配される隔離板１ の間に、波形状フィン２を配することによって形成した熱交換流路３を積層状態 に配置し、該熱交換流路３を積層方向に貫通する流体入口ヘッダ１１および流体 出口ヘッダ１２を設けている点で、図３に示す従来例と共通している。しかし、 流体入口ヘッダ１１の内部に流体案内筒１０を設けている点で従来例と相違して いる。

【００１３】 前記流体入口ヘッダ１１および流体出口ヘッダ１２には、一端に外部管路Ｇに 接続される流通口１１ａ・１２ａが設けられ、他端を閉塞状態に形成されるとと もに、該閉塞状態に形成された端部に熱伝対等の計装機器を取り付けるフランジ ４ｄ・５ｄがそれぞれ設けられている。このフランジ４ｄ・５ｄはプレートフィ ン熱交換器の使用にあたっては、閉塞状態とされる。

【００１４】 前記流体案内筒１０は、流体入口ヘッダ１１の内部に流通口４ａに取り付けら れる管状部材であって、該流通口４ａの外部に接続される外部管路Ｇと直列に接 続され、流体入口ヘッダ１１の長手方向に沿って配置されることにより、流体入 口ヘッダ１１とともに二重管を形成する。そして、該流体案内筒１０と流体入口 ヘッダ１１の側壁との間には、筒状流路１３が形成される。流体案内筒１０の先 端開口１０ａは、流通口４ａの設けられた端面に対向する閉塞状態の端面の近傍 に配置されている。

【００１５】 このように構成されたプレートフィン熱交換器Ｙに流体を挿通して熱交換を実 施する場合にあっては、外部管路Ｇから流通口４ａを通じてプレートフィン熱交 換器Ｙの内部に注入された流体が、流通口４ａに接続された流体案内筒１０の内 部を挿通して流体入口ヘッダ１１の流通口４ａに対向する端面に達する。そして 、その位置で流体入口ヘッダ１１の内部に放出された流体が、該流体入口ヘッダ １１の側壁４ｂに設けられた流体挿通穴４ｃを通じて各熱交換流路３に分配され ることになる。

【００１６】 ここで、流体入口ヘッダ１１の内部に放出された流体の流れについて説明する と、前記流体案内筒１０の先端開口１０ａに近い熱交換流路３、つまり、流通口 ４ａ・５ａから最も離れた熱交換流路３には、流体案内筒１０の先端開口１０ａ から放出された直後の流体の一部が流体挿通穴４ｃを通じて流れ込むことになる 。また、流通口４ａ・５ａに最も近い熱交換流路３には、流体案内筒１０の先端 開口１０ａから放出された流体の一部が、該流体案内筒１０と流体入口ヘッダ１ １との間に形成された筒状流路１３を挿通させられた後、すなわち、流体入口ヘ ッダ１１のほぼ全長に渡る距離だけ挿通させられた後に、流体挿通穴４ｃを通じ て流れ込むことになる。一方、熱交換流路３を挿通した後の流体の流れについて 説明すると、流通口４ａ・５ａから最も離れた熱交換流路３を挿通した流体は、 流体出口ヘッダ１２の側壁５ｂに形成された流体挿通穴５ｃを通じて流体出口ヘ ッダ１２の内部に入り、該流体出口ヘッダ１２のほぼ全長に渡る距離だけ挿通さ れられた後に流通口５ａから外部管路Ｇに排出される。また、流通口５ａに最も 近い熱交換流路３を挿通した流体は、流体挿通穴５ｃを通じて流体出口ヘッダ１ ２の内部に入った直後に流通穴５ａから外部管路Ｇに放出されることになる。

【００１７】 したがって、本実施例のプレートフィン熱交換器Ｙにおいては、流体入口ヘッ ダ１１の流通口４ａから流入した全ての流体が同程度の長さの流通経路を挿通し て流体出口ヘッダ１２の流通口５ａから排出されることになり、全ての熱交換流 路３を挿通する流体に課せられる流体抵抗の差異を低減することができる。これ によって、全ての熱交換流路３を挿通する流体の流速が均一化され、プレートフ ィン熱交換器Ｙ全体に渡って伝熱特性を均一化することができるものである。

【００１８】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案に係るプレートフィン熱交換器は、平行な隔離板 と波形状フィンとを積層して形成される熱交換流路を積層方向に貫通し同一方向 に開口する流通口を有する流体入口ヘッダおよび流体出口ヘッダを設け、流体入 口ヘッダの内部に、流通口から最も離れた熱交換流路の近傍に先端開口を配する 流体案内筒が配設されているので、以下の効果を奏する。 （１） 全ての熱交換流路を挿通する流体の総流路長が均一化されるので、流体 の流速が均一化されてプレートフィン熱交換器全体に渡る伝熱特性が均一化され 、伝熱条件を容易に調整することができ、かつ、調整によって熱交換効率の向上 を図ることができる。 （２） 積層数の多いプレートフィン熱交換器を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るプレートフィン熱交換器の一実施
例を示す縦断面図である。

【図２】プレートフィン熱交換器の従来例を示す一部を
破断した斜視図である。

【図３】図２のプレートフィン熱交換器を示す縦断面図
である。

【符号の説明】 Ｘ・Ｙ プレートフィン熱交換器 Ｇ 外部管路 １ 隔離板 ２ 波形状フィン ３ 熱交換流路 ３ａ 低温流路 ３ｂ 高温流路 ５・１１ 流体入口ヘッダ ４Ａ 低温流体入口ヘッダ ４Ｂ 高温流体入口ヘッダ ５・１２ 流体出口ヘッダ ５Ａ 低温流体出口ヘッダ ５Ｂ 高温流体出口ヘッダ ４ａ・５ａ・１１ａ・１２ａ 流通口 ４ｂ・５ｂ 側壁 ４ｃ・５ｃ 流体挿通穴 ４ｄ・５ｄ フランジ １０ 流体案内筒 １０ａ 先端開口 １３ 筒状流路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 平行間隔を空けて配される隔離板とその
   間に配される波形状フィンとを積層状態として複数並列
   に形成される熱交換流路に、該熱交換流路を積層方向に
   貫通し側壁に流体挿通穴を有する筒状の流体入口ヘッダ
   および流体出口ヘッダを設けてなり、該流体入口ヘッダ
   および流体出口ヘッダには、同一方向に開口し外部管路
   に接続される流通口がそれぞれ設けられ、流体入口ヘッ
   ダの内部には、流通口に接続され該流通口から最も離れ
   た熱交換流路の近傍に先端開口を配する流体案内筒が流
   体入口ヘッダの側壁に対して間隔を空けて配設されてい
   ることを特徴とするプレートフィン熱交換器。