JPH0619971Y2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH0619971Y2
JPH0619971Y2 JP1987187913U JP18791387U JPH0619971Y2 JP H0619971 Y2 JPH0619971 Y2 JP H0619971Y2 JP 1987187913 U JP1987187913 U JP 1987187913U JP 18791387 U JP18791387 U JP 18791387U JP H0619971 Y2 JPH0619971 Y2 JP H0619971Y2
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JP
Japan
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plate
flow path
fluid supply
heat exchanger
exhaust gas
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JP1987187913U
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JPH0194773U (ja
Inventor
英二 福元
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栄産業株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-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
    • F28D9/0031Heat-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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、熱交換器、特に複数枚の熱交換用プレートコ
アーを適当間隔おきに積層した熱交換器に関するもので
ある。
(従来の技術及びその問題点) 排ガスなどの流路内に複数枚の熱交換用プレートコアー
を流路横断方向に適当間隔おきに並設した熱交換器は、
油焚きボイラー用のエコノマイザーや、コージェネレー
ションの油焚きエンジン排ガス熱回収用加熱器として利
用することが出来るが、このような用途に供される熱交
換器は、排ガス中の煤が熱交換用プレートコアーの表面
(熱交換面)に付着堆積し易いので、定期的に排ガス流
路内から取り出して清掃するなどの保守作業が必要であ
る。
一方、限られた断面積の排ガス流路内に出来る限り多く
の枚数のプレートコアーを配設することにより、熱交換
効率を高めることが出来るものである。
従って、この種の熱交換器としては、排ガスなどの流路
に対する取付け取り外しが簡単容易に行え、しかも各プ
レートコアー間の隙間を狭めて熱交換効率を高めること
が出来るようなものが望ましいのであるが、従来、この
ような要求を満足し得る熱交換器は提案されていなかっ
た。
(問題点を解決するための手段) 本考案は、上記のような従来の問題点を解決し得る熱交
換器を提案するものであって、その特徴を後述する実施
例の参照符号を括弧付きで付して示すと、本考案の熱交
換器は、排ガスなどの流路(1)内に複数枚の熱交換用プ
レートコアー(3)を流路横断方向に適当間隔おきに並設
した熱交換器であって、各プレートコアー(3)を一体化
するカバープレート(4)が併設され、各プレートコアー
(3)は、流路(1)内の流体流れ方向と平行な一側辺の両端
近傍位置からこのプレートコアー(3)の巾方向と平行に
流体給排管(13,14)が突設されていて、流路横断方向に
並ぶ流体給排管(13,14)が千鳥状に並ぶように配設さ
れ、カバープレート(4)は、流路(1)の側壁開口部(23)を
閉塞するものであって、内側に、各プレートコアー(3)
が流体給排管(13,14)を介して取付けられ、外側には、
各プレートコアー(3)の一端側の流体給排管(13)に連通
室(19)を介して連通する接続管(21)と、各プレートコア
ー(3)の他端側の流体給排管(14)に連通室(20)を介して
連通する接続管(22)とが設けられ、カバープレート(4)
の取り外しにより、複数枚のプレートコアー(3)を流路
側壁開口部(23)から一体に抜き取り可能に構成した点に
特徴を有する。
(実施例) 以下に本考案の一実施例を添付の例示図に基づいて説明
する。
第1図〜第5図に於いて、1は排ガスが下向きに流れる
垂直な排ガス流路であって、2は当該排ガス流路1内に
設置された本考案の熱交換器である。当該熱交換器2
は、排ガス流路1の横断方向に適当間隔おきに並列積層
された複数枚の熱交換器プレートコアー3と、これらプ
レートコアー3を一体化するカバープレート4とから構
成されている。
前記各熱交換用プレートコアー3は、互いに重ねた2枚
の矩形プレート5a,5b間に、当該プレートの面方向
に沿った扁平状で且つ両端肩部6が緩傾斜した断面形状
の流路7を、両プレート5a,5bを互いに連続線状に
溶接するシーム溶接部8で仕切ってジグザグ状に形成
し、この流路7の長さ方向適当間隔おきの位置には、当
該流路7の両側プレート5a,5bを内側へ円形に凹入
させると共に当該凹入部9a,9bの底部に於いて両プ
レート5a,5bをスポット溶接10により互いに結合
した凹入結合部11を形成し、更に、排ガス流路1内の
排ガス流れ方向と平行な一側辺の両端部に位置する前記
流路7の両端には、管接続用円形部12を夫々形成し、
これら管接続用円形部12に夫々流体給排管13,14
を、プレートコアー3の巾方向と平行に嵌合溶接して構
成したものである。
上記の各プレートコアー3は、流路横断方向に並ぶ各流
体給排管13及び14が千鳥状に齟齬して並ぶように、
交互に流路1内の排ガス流れ方向に位置がずらされ、係
る状態で各流体給排管13,14がカバープレート4を
貫通している。これら各流体給排管13,14とカバー
プレート4とは、第1図に示すように互いに溶接により
固着しても良いが、第5図に示すように着脱自在結合手
段15を介して結合し、カバープレート4に対し各プレ
ートコアー3を容易に着脱し得るように構成することも
出来る。この着脱自在結合手段15は、カバープレート
4の外側に固着された固定リング16、この固定リング
16に螺嵌された締付用リング17、及び両リング1
6,17間に介装された環状シール材18から構成さ
れ、前記両リング16,17及び環状シール材18に前
記流体給排管13,14を貫通させた後、前記締付用リ
ング17を締め付けて環状シール材18を前記流体給排
管13,14の周面に圧接させるようにしたものであ
る。
前記カバープレート4の外側には、排ガス流路1の上手
側で千鳥状に並列する各流体給排管13の開口端を内包
する連通室19と、排ガス流路1の下手側で千鳥状に並
列する各流体給排管14の開口端を内包する連通室20
とが設けられ、各連通室19,20には接続管21,2
2が設けられている。21a,22aは接続管21,2
2の内端部に横向きに設けた開口である。
以上のように構成された熱交換器2は、排ガス流路1の
一側壁1aに設けられた開口部23より排ガス流路1内
に、カバープレート4によって一体化された各プレート
コアー3が排ガス流れ方向と平行するように嵌入され、
カバープレート4が前記一側壁1aに取り付けられる。
前記開口部23は前記カバープレート4によって閉じら
れる。24は各プレートコアー3の遊端部を支持するた
めに排ガス流路1の他側壁1bから突設した支持具であ
る。
上記の熱交換器2に於いて、接続管22より下部の連通
室20に給水することにより、この連通室20内に開口
する各プレートコアー3の流体給排管14よりジグザグ
状流路7内に水が流入し、このジグザグ状流路7内を上
方へ流動した後、上部の流体給排管13より連通室19
内に流出し、これより接続管21を経由して排出される
が、この過程に於いて、排ガス流路1内を上から下へ流
動する高温の排ガスが各プレートコアー3間の扁平状流
路1cを流動する間に、流路7を形成している。両プレ
ート5a,5bを介して前記流路7内の水と扁平状流路
1c内の排ガスとの間で熱交換が行われ、流路7内の水
は加熱されて排出される。
尚、各プレートコアー3は、前記のように排ガス流れ方
向に位置をずらしして流体給排管13,14が千鳥状に
並列する状態でカバープレート4により一体化している
ので、端部の流体給排管13,14がプレートコアー3
の両側面より突出していても、第3図に示すように隣接
するプレートコアー3間の隙間D、即ちプレートコアー
3間の排ガスの扁平状流路1cの幅を十分に狭くし、プ
レートコアー3間での排ガスの流速を高めることが出来
ると共に、プレートコアー3の枚数を多くして熱交換効
率を高めることが出来る。
流路7内の圧力に対する耐圧性を高めるためには、第6
図に示すように前記凹入結合部11を2列に配置する
等、単位面積当たりの凹入結合部11の個数を増やすこ
とが出来る。
各プレートコアー3を一体化するカバープレート4には
高温排ガスが接触して高温になるのに対し、各プレート
コアー3は流路7内で水が流れているのでそれ程高温に
はならない。従って両者間には熱膨張差が生じ、この結
果、各プレートコアー3と流体給排管13,14との接
続部等に伸び差による応力が集中し、限界に達するとク
ラックが起きる恐れがあるが、第7図に示すように各プ
レートコアー3を長さ方向にジグザグ状に屈曲させてお
けば、前記伸び差をプレートコアー3の屈曲部で吸収さ
せることが出来る。又、第8図に示すように、前記流体
給排管13,14をL形に屈曲させてプレートコアー3
の上下に連設することにより、この流体給排管13,1
4の屈曲部で前記カバープレート4と各プレートコアー
3との伸び差を吸収させることも出来る。
尚、前記のように構成した熱交換器2を、第9図に示す
ように排ガス流路1内に上下2段に設置し、下部熱交換
器2Aの上部連通室19と上部熱交換器2Bの下部連通
室20とを連通管25で連通させ、上下2段の熱交換器
2A,2Bを1つの大型熱交換器として使用することも
出来る。又、この上下2段の熱交換器2A,2Bを、第
10図に示すように一つの排ガス流路1内に左右2列に設
置して使用することも出来る。即ち、本考案の熱交換器
2は、プレートコアー3に於ける流路7の断面積や長
さ、使用するプレートコアー3の枚数等を任意に設定し
得るだけでなく、当該熱交換器2を任意個数、任意に組
み合わせて、如何なるガス量にも対応させることが出来
るものである。
実施例のように、熱交換器2を内装した排ガス流路1内
を排ガスが上から下向きに流動するように使用すれば、
仮に排ガス中の亜硫酸ガスが冷やされて露(硫酸)が発
生しても、その発生場所が熱交換器全体の下部域とな
り、しかもその露が排ガスの流れと共に下方へ吹き飛ば
されるので、プレートコアー3の表面を前記露が流れる
ことが少なくなる。従って、前記露によりプレートコア
ー3の表面が濡れて熱伝導率が低下したり、プレートコ
アー3が腐食する恐れが少なくなる。
第11図は、伝熱面積と、流路長さとの関係を、 A……外径12.7mmの10Aパイプに相当するように構成し
た本考案のプレートコアー、 B……前記10Aパイプ、 C……外径27.2mmの20Aパイプ、 について比較表示しており、同図から明らかなように、
同一伝熱面積を得るための流路長さは、本考案のプレー
トコアーが最短であることが判る。
従って第12図に示すように、流路の折り返し方向の幅を
一定にして夫々伝熱面積が同一になるように構成した場
合、本考案のプレートコアー3は従来の10Aパイプ構造
のものの略半分の長さで済み、従来の20Aパイプ構造の
ものと比較しても大幅に長さが短縮出来ることが判る。
尚、10Aパイプ及び20Aパイプの折り返しUターン部の
半径は、パイプ直径の約1.5倍としている。
(考案の作用及び効果) 本考案は以上のように実施し得るものであって、係る本
考案の熱交換器によれば、流路横断方向に並列する複数
枚の熱交換用プレートコアーは、その一側辺に流体給排
管を介して取付けられているカバープレートによって一
体化されており、このカバープレートを流路側壁の開口
部に対して脱着するだけで、複数枚の熱交換用プレート
コアーを、各プレートコアー内の流路に流体を分配し或
いは集合する連通室とこれに接続される接続管と共に、
簡単に流路内に対して脱着することが出来る。換言すれ
ば、流路に対する熱交換器の組付け解体が非常に簡単容
易に行えるので、各プレートコアー表面の清掃などの保
守点検作業に極めて好都合である。
しかも、各プレートコアーの一側辺両端近傍部からプレ
ートコアーの巾方向に突設される流体給排管が流路横断
方向に千鳥状に齟齬して並ぶように構成されているの
で、前記流体給排管がプレートコアーの両側面より外側
に突出するような巾(外径)を有するものであっても、
隣接する流体給排管どうしを接触させることなく、各プ
レートコアー間の間隔、即ち排ガスなどの流通路の巾、
を狭めて流速を高めると共に、限られた横断面積の流路
内に配置するプレートコアーの枚数を多くして、熱交換
効率を高めることが出来る。換言すれば、各プレートコ
アーを、その一側辺両端近傍から突設される流体給排管
を介してカバープレート内側に片持ち状に支持させるも
のであるから、当該流体給排管の直径を出来る限り大き
くして強度を高めることが望まれるのであるが、この要
求を満足させても、各プレートコアー間の間隔を十分に
狭めることが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案熱交換器の使用状態を示す縦断側面図、
第2図は同一部切り欠き正面図、第3図はプレートコア
ー要部の正面図、第4図はプレートコアーの一部分を示
す縦断正面図、第5図はプレートコアーとカバープレー
トとの接続部を示す横断平面図、第6図〜第8図は夫々
異なる変形例を示し、第6図はプレートコアー要部の側
面図、第7図はプレートコアーの正面図、第8図は一部
縦断側面図、第9図及び第10図は本考案熱交換器の他の
使用例を示す縦断側面図、第11図は伝熱面積と流路長さ
との関係を示すグラフ、第12図A〜Cは同一伝熱面積当
たりの流路長さを比較する説明図である。 1……排ガス流路、2……本考案熱交換器、3……プレ
ートコアー、4……カバープレート、5a,5b……両
側プレート、6……流路両端肩部、7……流路、8……
シーム溶接部、9a,9b……円形凹入部、10……ス
ポット溶接部、11……凹入結合部、13,14……流
体給排管、15……着脱自在結合手段、19,20……
連通室、21,22……接続管。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】排ガスなどの流路(1)内に複数枚の熱交換
    用プレートコアー(3)を流路横断方向に適当間隔おきに
    並設した熱交換器であって、 各プレートコアー(3)を一体化するカバープレート(4)が
    併設され、 各プレートコアー(3)は、流路(1)内の流体流れ方向と平
    行な一側辺の両端近傍位置からこのプレートコアー(3)
    の巾方向と平行に流体給排管(13,14)が突設されてい
    て、流路横断方向に並ぶ流体給排管(13,14)が千鳥状に
    並ぶように配設され、 カバープレート(4)は、流路(1)の側壁開口部(23)を閉塞
    するものであって、内側に、各プレートコアー(3)が流
    体給排管(13,14)を介して取付けられ、外側には、各プ
    レートコアー(3)の一端側の流体給排管(13)に連通室(1
    9)を介して連通する接続管(21)と、各プレートコアー
    (3)の他端側の流体給排管(14)に連通室(20)を介して連
    通する接続管(22)とが設けられ、 カバープレート(4)の取り外しにより、複数枚のプレー
    トコアー(3)を流路側壁開口部(23)から一体に抜き取り
    可能に構成して成る熱交換器。
JP1987187913U 1987-12-10 1987-12-10 熱交換器 Expired - Lifetime JPH0619971Y2 (ja)

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JPH0194773U JPH0194773U (ja) 1989-06-22
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