JPH06257982A - 積層型熱交換器 - Google Patents

積層型熱交換器

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JPH06257982A
JPH06257982A JP5044169A JP4416993A JPH06257982A JP H06257982 A JPH06257982 A JP H06257982A JP 5044169 A JP5044169 A JP 5044169A JP 4416993 A JP4416993 A JP 4416993A JP H06257982 A JPH06257982 A JP H06257982A
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fluid
inlet
flow
tube element
heat exchanger
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Masatoshi Iio
雅俊 飯尾
Mitsuo Kimura
光生 木村
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Nissan Motor Co Ltd
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Tokyo Radiator Mfg Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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    • F28F9/0268Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box in the form of multiple deflectors for channeling the heat exchange medium
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層型熱交換器の効率を高める。 【構成】 各チューブエレメント2の内部に介装される
インナーフィン3と、各チューブエレメント2の間に介
装されるアウターフィン3とを備える積層型熱交換器に
おいて、各チューブエレメント2に流体Aを流入させる
入口流路4と、各チューブエレメント2から流体Aを流
出させる出口流路5をインナーフィン3およびアウター
フィン1の隅部より外側に突出して形成し、インナーフ
ィン3によって導かれる流体Aの流れ方向をアウターフ
ィン1によって導かれる流体Bの流れ方向に対向させる
構成とし、かつハウジング6に入口流路4と出口流路5
の外壁2a,2bに沿って湾曲する凸部8a,8bを形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、積層型熱交換器の改良
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の積層型熱交換器として、例えば図
16に示すようなものがある(例えば、実開昭63−4
9189号公報、参照)。
【0003】これについて説明すると、低温流体Aが流
れる第一流路21を画成する複数のチューブエレメント
52と、互いに積層されたチューブエレメント52を収
装し、高温流体Bが流れる第二流路22を画成するハウ
ジング56と、各チューブエレメント52に低温流体A
を流入させる入口流路54と、各チューブエレメントか
ら流体Aを流出させる出口流路55を備えている。
【0004】入口流路54からチューブエレメント52
に流入した低温流体Aは、図中矢印で示すように、チュ
ーブエレメント52において高温流体Bと略直交して流
れ、高温流体Bとの間で熱交換をした後に、出口流路5
5から流出するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の積層型熱交換器にあっては、低温流体Aと高
温流体Bが直交して流れる構成により、チューブエレメ
ント52の温度分布が不均一になり、熱交換率が低下す
るという問題点があった。
【0006】そして、チューブエレメント52内を流れ
る低温流体Aは、ハウジング56の入口ダクト24と出
口流路55に近接する隅部で最も高くなり、この部分に
温度が局部的に高くなるホットスポットP1が発生し
て、熱交換器の耐熱性を低下させる原因になっていた。
【0007】また、各チューブエレメント52の側方と
ハウジング56のサイドプレート58の間に間隙51が
空いているため、ハウジング56内を通過する高温流体
Bがこの間隙51を通り抜けることにより、各チューブ
エレメント52内を流れる低温流体Aとの熱交換量が減
少するという問題点があった。
【0008】本発明は上記の問題点に着目し、積層型熱
交換器の効率を高めることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、流体Aが流れ
る第一流路を画成する複数のチューブエレメントと、互
いに積層されたチューブエレメントを収装し、流体Bが
流れる第二流路を画成するハウジングと、各チューブエ
レメントの内部に介装されるインナーフィンと、各チュ
ーブエレメントの間に介装されるアウターフィンとを備
える積層型熱交換器において、各チューブエレメントに
流体Aを流入させる入口流路と、各チューブエレメント
から流体Aを流出させる出口流路をインナーフィンおよ
びアウターフィンの隅部より外側に突出して形成し、イ
ンナーフィンによって導かれる流体Aの流れ方向をアウ
ターフィンによって導かれる流体Bの流れ方向に対向さ
せる構成とし、かつハウジングに入口流路と出口流路の
外壁に沿って湾曲する凸部を形成する。
【0010】請求項2記載の発明は、入口流路の両端か
ら流体Aを流入させる構成とする。
【0011】請求項3記載の発明は、出口流路の両端か
ら流体Aを流出させる構成とする。
【0012】請求項4記載の発明は、チューブエレメン
トの内部において、インナーフィンより上流側の空間ま
たは下流側の空間の少なくとも一方に、インナーフィン
に出入りする流体Aの流れを案内する整流格子を形成す
る。
【0013】
【作用】低温流体Aは各入口流路から各チューブエレメ
ントに流入し、インナーフィンに沿って流れた後に各出
口流路へと流出する一方、流体Bはアウターフィンに沿
って流れて流体Aとの間で熱交換が行われる。流体Aと
流体Bが対向して流れることにより熱交換器の温度分布
を均一化し、熱交換器の効率を高められ、熱交換器の小
型化をはかることができる。
【0014】また、熱交換器の温度分布を均一化するこ
とにより、チューブエレメントに局部的に高温となるホ
ットスポットを無くして、耐熱性を高められる。
【0015】ハウジングに入口流路と出口流路の外壁に
沿って湾曲する凸部を形成することにより、チューブエ
レメントの側部とハウジングの間に画成される間隙が大
きく湾曲して、この間隙を流れる流体Bに付与される流
路抵抗が高められるため、アウターフィンを迂回して間
隙を流れる流量を減らして、流体Aと流体Bの熱交換が
促進される。
【0016】請求項2記載の発明においては、入口流路
の両端から流体Aを流入させる構成としたため、入口流
路を流れる流体Aの流速を小さくして、入口流路におけ
る圧力損失が低減する。
【0017】請求項3記載の発明においては、出口流路
の両端から流体Aを流出させる構成としたため、出口流
路を流れる流体Aの流速を小さくして、出口流路におけ
る圧力損失が低減する。
【0018】請求項4記載の発明においては、チューブ
エレメントの内部において、インナーフィンより上流側
の空間または下流側の空間の少なくとも一方に、インナ
ーフィンに出入りする流体Aの流れを案内する整流格子
を形成したため、チューブエレメント内における流体A
の流れを円滑にし、チューブエレメント内における圧力
損失が低減する。また、整流格子を設けることによりチ
ューブエレメントの剛性を高めることができる。
【0019】
【実施例】本発明の第一実施例を添付図面に基づいて説
明する。
【0020】図2に示すように、積層型熱交換器は、ハ
ウジング6により高温流体Bが流れる第二流路22が画
成され、ハウジング6の内部にアウターフィン1を介し
て複数のチューブエレメント2が積層される。ハウジン
グ6の一端には第二流路22の入口ダクト24が、他端
には出口ダクト25がそれぞれ形成されている。高温流
体Bは図中矢印で示すように入口ダクト24から出口ダ
クト25へと第二流路22を通過し、ハウジング6内に
おいて各チューブエレメント2の周囲をアウターフィン
1を介して流れる。
【0021】図1に示すように、各チューブエレメント
2の内部に低温流体Aが流れる第一流路21が画成され
ている。
【0022】図3にも示すように、各チューブエレメン
ト2に低温流体Aを流入させる2つの入口流路4と各チ
ューブエレメント2から低温流体Aを流出させる2つの
出口流路5がアウターフィン1の側部1aから外側に突
出して形成される。
【0023】低温流体Aは図中矢印で示すように各入口
流路4の上端から流入し、各入口流路4から各第一流路
21に分配され、各第一流路21を流れる過程で高温流
体Bとの間で熱交換が行われた後に各出口流路5の上端
から流出するようになっている。
【0024】各入口流路4の上端にはハウジング6の外
側に配設されるダクト4aを介して低温流体Aが供給さ
れる。各出口流路5の上端からはハウジング6の外側に
配設される各ダクト5aを介して低温流体Aが排出され
る。
【0025】図4(A)にも示すように、チューブエレ
メント2は箱形のアッパープレート26とロアプレート
27が組み合わせられ、アッパープレート26とロアプ
レート27の間にインナーフィン3が介装される。
【0026】アッパープレート26とロアプレート27
は互いに接合する周縁部26bと27bを有し、一方の
周縁部27bが他方の周縁部26bを包むように折り返
されてカシメ固定され、これにより略四角形の枠状をし
た周縁固定部10が形成される。
【0027】アッパープレート26とロアプレート27
にはそれぞれボス26aと27aが突出形成され、ボス
26aと27aが互いに嵌合することにより入口流路4
が画成される。入口流路4および出口流路5が各チュー
ブエレメント2の4隅に配置されているため、各チュー
ブエレメント2の位置決め精度が高められる。
【0028】チューブエレメント2の内側にはアッパー
プレート26とロアプレート27の間に入口流路4を囲
むようにスペーサ14が介装されるとともに、各チュー
ブエレメント2の間にはボス26aと27aを囲むよう
にスペーサ15が介装される。
【0029】スペーサ14は、図4(B)に示すよう
に、C字形に形成される。スペーサ15は、図4(C)
に示すように、O字形に形成される。
【0030】各スペーサ15はアッパープレート26と
ロアプレート27にロウ付けで固着される。各スペーサ
15がロウ付けで固着されることにより入口流路4の機
密性を確保できる。
【0031】各スペーサ14,15により各アッパープ
レート26とロアプレート27の間隔にバラツキが生じ
ることを防止するとともに、剛性を高めて外部からの荷
重や衝撃に対する強度を確保する。図5に示すように、
各チューブエレメント2は互いに積層された状態で、そ
の上方に重量物28が載せられた場合にも、十分な強度
を確保することができる。
【0032】各スペーサ14,15により各チューブエ
レメント2が積層された構造物の強度を高めることによ
り、インナーフィン3およびアウターフィン1に要求さ
れる強度が低減され、これらの板厚を小さくして熱交換
器の圧力損失を低減することができる。
【0033】なお、出口流路5のまわりも、上記入口流
路4のまわりと同様に各チューブエレメント2は互いに
ボス26aと27aが嵌合し、各チューブエレメント2
の内外に出口流路5を囲むようにスペーサが介装されて
いる。各チューブエレメント2は互いに積層された状態
で、4隅に配置されたボス26aと27aが嵌合するこ
とにより、組み付け精度を十分に確保することができ
る。
【0034】各チューブエレメント2の4隅には、各入
口流路4の外壁2aと、各出口流路5の外壁2bが、ア
ウターフィン1の側部1aから外側に突出して形成され
る。したがって、各チューブエレメント2の側部には各
外壁2a,2bの間に凹部12が窪んで形成される。
【0035】ハウジング6の側部を構成するサイドプレ
ート8は、各外壁2a,2bに沿って湾曲する凸部8
a,8bが形成される。サイドプレート8は各凸部8
a,8bの間に凹部8cが窪んで形成される。各チュー
ブエレメント2の各外壁2a,2bおよびスペーサ15
の外周面15aの間に間隙11が空けられている。
【0036】インナーフィン3とアウターフィン1はそ
れぞれ波板状に形成され、それぞれの折り目が互いに平
行になるように配置される。各入口流路4が第二流路2
2の出口ダクト25に近接し、かつ各出口流路5が第二
流路22の入口ダクト24に近接するように配置され、
インナーフィン3によって導かれる低温流体Aの流れ方
向をアウターフィン1によって導かれる高温流体Bの流
れ方向に対向させる構成とする。
【0037】図6に示すように、入口流路4の断面積を
4、入口流路4に開口する各チューブエレメント2の
入口30の断面積をt4、積層されるチューブエレメン
ト2の個数をNとすると、 S4=t4×N…(1) の関係が満たされるように設定する。
【0038】同様に、出口流路5の断面積をS5、出口
流路5に開口する各チューブエレメント2の出口31の
断面積をt5とすると、 S5=t5×N…(2) の関係が満たされるように設定する。
【0039】低温流体Aの入口温度をT4、低温流体A
の入口流速をV4、低温流体Aの出口温度をT5、低温流
体Aの出口流速をV5とすると、
【0040】
【数1】
【0041】の関係が満たされるように設定する。
【0042】次に、作用について説明する。
【0043】図1に矢印で示すように、低温流体Aは各
入口流路4からチューブエレメント2に流入し、インナ
ーフィン3に沿って流れた後、各出口流路5へと流出す
る一方、高温流体Bはハウジング6の入口ダクト24か
ら流入し、アウターフィン1に沿って流れて低温流体A
との間で熱交換が行われた後、出口ダクト25から流出
する。
【0044】インナーフィン3によって導かれる低温流
体Aの流れ方向をアウターフィン1によって導かれる高
温流体Bの流れ方向に対向させる構成とすることによ
り、各チューブエレメント2の温度分布を均一化し、低
温流体Aと高温流体Bが直交して流れる従来装置に比べ
て熱交換効率を高められ、熱交換器の小型化をはかるこ
とができる。。
【0045】各チューブエレメント2の外壁2a,2b
とサイドプレート8の凸部8a,8bをそれぞれ湾曲し
て形成することにより、両者の間に画成される間隙11
は大きく湾曲する部位13を有しているため、第二流路
22を流れる高温流体Bに付与される流路抵抗が間隙1
1の大きく湾曲する部位13で局部的に高められ、間隙
11を迂回してアウターフィン1の間を流れる流量が増
し、低温流体Aと高温流体Bの熱交換が促進される。
【0046】これについて詳述すると、高温流体Bは間
隙11の大きく湾曲する部位13を流れるときに、動圧
の0.2〜0.6倍の圧力損失が生じる。例えば、その
圧力が大気圧で、その温度が500°C、その流量が1
00g/sの高温流体Bは、間隙11の流路面積が各チ
ューブエレメント2の外側に画成されるハウジング6内
の全流路面積の1/10とすると、間隙11には10g
/s以上の流量が流れる。
【0047】ここで、枠状をした周縁固定部10の突出
幅を3mm、周縁固定部10の先端とサイドプレート8
の間隔を1mmとし、ハウジング6の上下内壁面の距離
を100mmとすれば、間隙11の断面積は400×2
mm2以下となり、入口ダクト24における高温流体B
の密度をρ(=460g/m3)とすると、高温流体B
の流速Vは、
【0048】
【数2】
【0049】以上となる。
【0050】よって4カ所の間隙11の大きく湾曲する
部位13における圧力損失は、 4×0.46×(1/2)×27.22×0.6=408(Pa) となる。大気圧は1.01325×105(Pa)であ
るから、この圧力損失は約4%となり、間隙11に流れ
込む流量は、1/1.04≠0.96倍となり、約4%
減少する。
【0051】また、入口流路4の断面積S4が、S4=t
4×N…(1)の関係を満たすように設定されるととも
に、出口流路5の断面積S5が、S5=t5×N…(2)
の関係を満たすように設定されることにより、各チュー
ブエレメント2に出入りする低温流体Aの速度変化を抑
えて、圧力損失を低減することができる。
【0052】そして、一入口流路4の断面積S4と、出
口流路5の断面積S5が、低温流体Aの入口温度T4と出
口温度T5との間で前記(3)式を満たすように設定さ
れることにより、低温流体Aの入口流路4と出口流路5
における運動量の変化を小さくし、圧力損失を低減する
ことができる。
【0053】第二の実施例として、図7に示すように、
各チューブエレメント2に連通する入口流路34と出口
流路35を、インナーフィン3およびアウターフィン1
の隅部に1つづつ形成してもよい。なお、前記第一実施
例との対応部分には同一符号を付して示すことにする。
【0054】入口流路34の断面積をS34、入口流路4
に開口する各チューブエレメント2の入口の断面積をt
34、積層されるチューブエレメント2の個数をNとする
と、 S34=t34×N…(4) の関係が満たされるように設定する。
【0055】同様に、出口流路35の断面積をS35、出
口流路35に開口する各チューブエレメント2の出口の
断面積をt35とすると、 S35=t35×N…(5) の関係が満たされるように設定する。
【0056】低温流体Aの入口温度をT4、低温流体A
の入口流速をV4、低温流体Aの出口温度をT5、低温流
体Aの出口流速をV5とすると、前記(3)式の関係が
満たされるように設定する。
【0057】この場合、前記第一実施例と同じ出入口面
積を確保するには、S34=2×S4、S35=2×S5の関
係に設定する必要がある。
【0058】前記第一実施例に比べてチューブエレメン
ト2の個数Nが同じとすると、t34=2×t4、t35
2×t5に設定する必要がある。
【0059】このため、前記第一実施例はこの第二実施
例に比べてチューブエレメント2の外形寸法とチューブ
エレメント入口30の高さh4およびチューブエレメン
ト出口31の高さh5がそれぞれ同一であるとすると、
図6に示すように、チューブエレメント入口30の長さ
4とチューブエレメント出口31の長さL5を半分にす
ることができ、その分アウターフィン1およびインナー
フィン3の長さLが長くなって、伝熱面積を拡大するこ
とができる。
【0060】また、第二実施例では、チューブエレメン
ト2において入口流路34から遠いチューブエレメント
2を流れる低温流体A1の流れは、入口流路34に比較
的近い低温流体A2,A3に比べて、高温流体Bと直交し
て流れる距離が長い分だけ温度が上昇するため、チュー
ブエレメント2は入口流路34に対向する隅部k狭い範
囲にホットスポットP2が発生する可能性がある。
【0061】これに対して第一実施例では、低温流体A
が高温流体Bと直交して流れる距離が半減するため、チ
ューブエレメント2の最高温度が低下し、耐熱性を高め
られる。
【0062】次に、図8に示した第三の実施例は、各チ
ューブエレメント2の4隅に2つの入口流路44と2つ
の出口流路5が形成され、低温流体Aを各入口流路44
の上下端から流入させるとともに、高温流体Bを各出口
流路5の上端のみから流出させる構成とするものであ
る。なお、前記第一実施例との対応部分には同一符号を
付して示すことにする。
【0063】この場合、前記第一実施例に比べて各入口
流路44の断面積S44がS4と等しいとすれば、各入口
流路44を通って各チューブエレメント2へと分配され
る低温流体Aの流速が半減し、圧力損失を1/4に低減
することができる。
【0064】逆に、前記第一実施例に比べて各入口流路
44を通って各チューブエレメント2へと分配される低
温流体Aの流速を同じに設定すれば、各入口流路4の断
面積S4を半分に縮小することが可能となり、熱交換器
の小型化が可能となる。
【0065】次に、図9に示した第四の実施例は、各チ
ューブエレメント2の4隅に2つの入口流路44と2つ
の出口流路45が形成され、低温流体Aを各入口流路4
4の上下端から流入させるとともに、高温流体Bを各出
口流路45の上下端から流出させる構成とするものであ
る。なお、前記第一実施例との対応部分には同一符号を
付して示すことにする。
【0066】この場合、前記第一実施例に比べて各出口
流路45の断面積S45がS5と等しいとすれば、各チュ
ーブエレメント2から各出口流路45を通って流出する
低温流体Aの流速が半減し、圧力損失を1/4に低減す
ることができる。
【0067】入口流路44の断面積をS44(=S4
2)、出口流路45の断面積をS45(=S5/2)、低
温流体Aの入口温度をT4、低温流体Aの入口流速を
4、低温流体Aの出口温度をT5、低温流体Aの出口流
速をV5とすると、
【0068】
【数3】
【0069】の関係が満たされるように設定する。
【0070】次に、図10、図11に示した他の実施例
は、チューブエレメント2の入口流路4とインナーフィ
ン3の間を連通する入口空間16に低温流体Aの流線に
沿って円柱状に突出する複数の整流格子18を設けて、
低温流体Aの流れを円滑にするものである。
【0071】アッパープレート26とロアプレート27
には円柱形の突起26Cと27Cがそれぞれプレス加工
により一体形成され、各突起26Cと27Cが互いに接
合することにより整流格子18が形成される。各突起2
6Cと27Cが円柱形をしているため、その位置や個数
を変更するときに、プレス型の修正が容易に行える。
【0072】チューブエレメント2は、整流格子18が
形成されることにより、入口空間16に面するアッパー
プレート26とロアプレート27の剛性を高め、各チュ
ーブエレメント2を積層してロウ付けするときに生じる
チューブエレメント2の変形を抑制することができる。
【0073】各整流格子18が低温流体Aの流線に沿っ
て配置されているため、入口空間16における圧力損失
を低減することができる。低温流体Aの密度をρ、入口
空間16における入口流路4の近傍における平均流速を
v、動圧1/2ρv2、損失係数をζとすると、この圧
力損失はζρv2/2として表される。入口空間16を
を一種のエルボとして考えれば、整流格子18は案内羽
根の働きをし、損失係数ζを最大1小さくすることがで
きる。
【0074】また、図12、図13に示すように、入口
空間16に低温流体Aの流線に沿って翼形の断面をもっ
て突出する一対の整流格子19を設けて、低温流体Aの
流れをさらに円滑にするようにしてもよい。
【0075】また、図14、図15に示すように、入口
空間16に低温流体Aの流線に沿って翼形の断面をもっ
て突出する二対の整流格子19,20を設けて、低温流
体Aの流れをさらに円滑にするようにしてもよい。
【0076】また、チューブエレメント2のインナーフ
ィン3の間と出口流路5を連通する出口空間にも低温流
体Aの流線に沿って複数の円柱や案内翼を設けても、チ
ューブエレメント2の剛性を高めるとともに、チューブ
エレメント2を通過する低温流体Aの圧力損失を減らす
ことができる。
【0077】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、流体Aが
流れる第一流路を画成する複数のチューブエレメント
と、互いに積層されたチューブエレメントを収装し、流
体Bが流れる第二流路を画成するハウジングと、各チュ
ーブエレメントの内部に介装されるインナーフィンと、
各チューブエレメントの間に介装されるアウターフィン
とを備える積層型熱交換器において、各チューブエレメ
ントに流体Aを流入させる入口流路と、各チューブエレ
メントから流体Aを流出させる出口流路をインナーフィ
ンおよびアウターフィンの隅部より外側に突出して形成
し、インナーフィンによって導かれる流体Aの流れ方向
をアウターフィンによって導かれる流体Bの流れ方向に
対向させる構成とし、かつハウジングに入口流路と出口
流路の外壁に沿って湾曲する凸部を形成したため、流体
AとBの熱交換効率を高め、熱交換器の小型化がはかれ
るとともに、チューブエレメントの温度分布を均一化し
てその耐熱性を高められる。
【0078】また、請求項2記載の発明は、入口流路の
両端から流体Aを流入させる構成としたため、入口流路
を流れる流体Aの流速を小さくして、入口流路における
圧力損失を低減する。
【0079】また、請求項3記載の発明は、出口流路の
両端から流体Aを流出させる構成としたため、出口流路
を流れる流体Aの流速を小さくして、出口流路における
圧力損失を低減する。
【0080】また、請求項4記載の発明は、チューブエ
レメントの内部において、インナーフィンより上流側の
空間または下流側の空間の少なくとも一方に、インナー
フィンに出入りする流体Aの流れを案内する整流格子を
形成したため、チューブエレメント内における流体Aの
流れを円滑にし、チューブエレメント内における圧力損
失を低減するとともに、整流格子を設けることによりチ
ューブエレメントの剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例における熱交換器の断面
図。
【図2】同じく熱交換器の断面図。
【図3】同じく熱交換器の流路構成図。
【図4】同じく熱交換器の縦断面図。
【図5】同じくチューブエレメントを積層した状態を示
す横断面図。
【図6】同じくチューブエレメントを積層した状態を示
す斜視図。
【図7】他の実施例を示す熱交換器の断面図。
【図8】さらに他の実施例を示す熱交換器の流路構成
図。
【図9】さらに他の実施例を示す熱交換器の流路構成
図。
【図10】さらに他の実施例を示す熱交換器の断面図。
【図11】同じく図10のD−D線に沿うチューブエレ
メントの横断面図。
【図12】さらに他の実施例を示す熱交換器の断面図。
【図13】同じく図12のE−E線に沿うチューブエレ
メントの横断面図。
【図14】さらに他の実施例を示す熱交換器の断面図。
【図15】同じく図14のF−F線に沿うチューブエレ
メントの横断面図。
【図16】従来例を示す熱交換器の断面図。
【符号の説明】
1 アウターフィン 2 チューブエレメント 2a 外壁 2b 外壁 3 積層型熱交換 4 入口流路 5 出口流路 6 ハウジング 8 サイドプレート 8a 凸部 8b 凸部 11 間隙 18 整流格子 19 整流格子 20 整流格子 21 第一流路 22 第二流路 44 入口流路 45 出口流路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体Aが流れる第一流路を画成する複数
    のチューブエレメントと、互いに積層されたチューブエ
    レメントを収装し、流体Bが流れる第二流路を画成する
    ハウジングと、各チューブエレメントの内部に介装され
    るインナーフィンと、各チューブエレメントの間に介装
    されるアウターフィンとを備える積層型熱交換器におい
    て、各チューブエレメントに流体Aを流入させる入口流
    路と、各チューブエレメントから流体Aを流出させる出
    口流路をインナーフィンおよびアウターフィンの隅部よ
    り外側に突出して形成し、インナーフィンによって導か
    れる流体Aの流れ方向をアウターフィンによって導かれ
    る流体Bの流れ方向に対向させる構成とし、かつハウジ
    ングに入口流路と出口流路の外壁に沿って湾曲する凸部
    を形成したことを特徴とする積層型熱交換器。
  2. 【請求項2】 入口流路の両端から流体Aを流入させる
    構成としたことを特徴とする請求項1記載の積層型熱交
    換器。
  3. 【請求項3】 出口流路の両端から流体Aを流出させる
    構成としたことを特徴とする請求項1ないし2記載の積
    層型熱交換器。
  4. 【請求項4】 チューブエレメントの内部において、イ
    ンナーフィンより上流側の空間または下流側の空間の少
    なくとも一方に、インナーフィンに出入りする流体Aの
    流れを案内する整流格子を形成したことを特徴とする請
    求項1ないし3記載の積層型熱交換器。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140138786A (ko) * 2012-03-28 2014-12-04 모다인 매뉴팩츄어링 컴파니 열 교환기
JP2015230156A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 東京瓦斯株式会社 隔離板式熱交換器
WO2018047786A1 (ja) * 2016-09-07 2018-03-15 株式会社Ihi 熱交換器
JP2020003144A (ja) * 2018-06-28 2020-01-09 京セラ株式会社 熱交換器および熱交換システム
US10690421B2 (en) 2012-03-28 2020-06-23 Modine Manufacturing Company Heat exchanger and method of cooling a flow of heated air

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19836889A1 (de) * 1998-08-14 2000-02-17 Modine Mfg Co Abgaswärmetauscher
DE19846518B4 (de) 1998-10-09 2007-09-20 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscher, insbesondere für Gase und Flüssigkeiten
US6725912B1 (en) * 1999-05-21 2004-04-27 Aero Systems Engineering, Inc. Wind tunnel and heat exchanger therefor
EP1193462A3 (en) * 2000-09-29 2006-04-12 Calsonic Kansei Corporation Heat exchanger
SE523519C2 (sv) * 2001-03-27 2004-04-27 Rekuperator Svenska Ab Anordning vid plattvärmeväxlare samt metod för tillverkning av densamma
US6516874B2 (en) * 2001-06-29 2003-02-11 Delaware Capital Formation, Inc. All welded plate heat exchanger
DE10134761C2 (de) * 2001-07-12 2003-05-28 Visteon Global Tech Inc Wärmeübertrager, insbesondere zur thermischen Kopplung eines Glykol-Wasser-Kreislaufes und eines Hochdruckkältemittelkreislaufes
US7191769B2 (en) * 2002-03-17 2007-03-20 Man Steyr Ag Internal combustion engine having two-stage exhaust-driven supercharger and charge air cooling between low pressure and high pressure compressors
DE10221016A1 (de) * 2002-05-11 2003-11-27 Ballard Power Systems Reaktor
DE10302708A1 (de) * 2003-01-23 2004-07-29 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Austausch von Wärme
FR2855604B1 (fr) * 2003-05-28 2008-09-26 Valeo Thermique Moteur Sa Echangeur de chaleur a plaques comportant un element d'obturation des fuites du gaz a fefroidir.
US6997250B2 (en) * 2003-08-01 2006-02-14 Honeywell International, Inc. Heat exchanger with flow director
US7093649B2 (en) * 2004-02-10 2006-08-22 Peter Dawson Flat heat exchanger plate and bulk material heat exchanger using the same
FI20051056L (fi) * 2005-10-20 2007-04-21 Vahterus Oy Levylämmönsiirrin ja menetelmä painetta kestävän levylämmönsiirtimen rakentamiseksi
DE102005058769B4 (de) * 2005-12-09 2016-11-03 Modine Manufacturing Co. Ladeluftkühler
DE102006005106A1 (de) * 2006-02-04 2007-08-09 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscher mit einer Anschlussplatte, insbesondere Ladeluftkühler
DE102006019024A1 (de) 2006-04-25 2007-10-31 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge
US8371365B2 (en) * 2007-05-03 2013-02-12 Brayton Energy, Llc Heat exchange device and method for manufacture
DE102009003182A1 (de) * 2009-05-18 2010-11-25 Caradon Heating Europe B.V. Verfahren zur Herstellung einer Heizplatte, Plattenheizkörper und Abstandhalter
EP2336698B1 (en) * 2009-12-16 2016-05-04 MAHLE International GmbH Plate-type heat exchanger with reinforcement insert piece
JP5773353B2 (ja) * 2011-02-15 2015-09-02 忠元 誠 熱交換器
FR2980837B1 (fr) * 2011-10-04 2015-06-26 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur a plaques empilees.
EP2674714B1 (en) * 2012-06-14 2019-07-24 Alfa Laval Corporate AB A plate heat exchanger with injection means
DE102013201467B4 (de) * 2013-01-30 2023-03-23 Purem GmbH Wärmetauscher einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
WO2014137867A1 (en) * 2013-03-02 2014-09-12 James Carl Loebig Microchannel heat exchanger and methods of manufacture
US10178805B2 (en) * 2014-05-23 2019-01-08 Tesla, Inc. Heatsink with internal cavity for liquid cooling
US20150361922A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Honeywell International Inc. Heat exchanger designs using variable geometries and configurations
FR3024224B1 (fr) * 2014-07-25 2018-12-07 Airbus Helicopters Echangeur thermique a plaques avec renforts structurels pour turbomoteur
US20160120059A1 (en) 2014-10-27 2016-04-28 Ebullient, Llc Two-phase cooling system
US9891002B2 (en) * 2014-10-27 2018-02-13 Ebullient, Llc Heat exchanger with interconnected fluid transfer members
US11268877B2 (en) 2017-10-31 2022-03-08 Chart Energy & Chemicals, Inc. Plate fin fluid processing device, system and method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1730139A (en) * 1928-05-16 1929-10-01 James M Harrison Heat-exchanging apparatus
US2868514A (en) * 1955-06-02 1959-01-13 Hodson Peter Mounting sinusoidal fin elements in heat exchange envelope
US3129756A (en) * 1959-06-30 1964-04-21 Ramen Torsten Tube elements
DE2048386C3 (de) * 1970-10-01 1974-01-10 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Plattenwärmetauscher
SU393568A1 (ru) * 1971-06-21 1973-08-10 Пластинчатый теплообменник
US4002201A (en) * 1974-05-24 1977-01-11 Borg-Warner Corporation Multiple fluid stacked plate heat exchanger
DE2706253A1 (de) * 1977-02-15 1978-08-17 Rosenthal Technik Ag Keramischer, rekuperativer gegenstromwaermetauscher
JPH0435735Y2 (ja) * 1986-09-16 1992-08-24
DE4142177C2 (de) * 1991-12-20 1994-04-28 Balcke Duerr Ag Plattenwärmetauscher

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140138786A (ko) * 2012-03-28 2014-12-04 모다인 매뉴팩츄어링 컴파니 열 교환기
JP2015512502A (ja) * 2012-03-28 2015-04-27 モーディーン・マニュファクチャリング・カンパニーModine Manufacturing Company 熱交換器
US10690421B2 (en) 2012-03-28 2020-06-23 Modine Manufacturing Company Heat exchanger and method of cooling a flow of heated air
JP2015230156A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 東京瓦斯株式会社 隔離板式熱交換器
WO2018047786A1 (ja) * 2016-09-07 2018-03-15 株式会社Ihi 熱交換器
JP2018040531A (ja) * 2016-09-07 2018-03-15 株式会社Ihi 熱交換器
JP2020003144A (ja) * 2018-06-28 2020-01-09 京セラ株式会社 熱交換器および熱交換システム

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Publication number Publication date
US5400854A (en) 1995-03-28
DE4407080C2 (de) 2001-02-01
JP3359946B2 (ja) 2002-12-24
DE4407080A1 (de) 1994-09-08

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