JPH0645163Y2 - プレートフィン型熱交換器 - Google Patents

プレートフィン型熱交換器

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JPH0645163Y2
JPH0645163Y2 JP1988167182U JP16718288U JPH0645163Y2 JP H0645163 Y2 JPH0645163 Y2 JP H0645163Y2 JP 1988167182 U JP1988167182 U JP 1988167182U JP 16718288 U JP16718288 U JP 16718288U JP H0645163 Y2 JPH0645163 Y2 JP H0645163Y2
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JP
Japan
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plate
heat exchanger
fluid
high temperature
fin type
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洋治 佐藤
克雄 岩田
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Sumitomo Precision Products Co Ltd
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Sumitomo Precision Products Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、高温燃焼排ガスや蒸気のような高温流体の熱
交換に使用するプレートフィン型熱交換器の改良に関す
る。
〔従来の技術〕
一般に使用されているプレートフィン型熱交換器は、第
5図に示すように、上下のチューブプレート1,1間に形
成された空間の両側端部にチューブプレート2,2を配
し、チューブプレート2,2間に伝熱フィンを配して形成
した流体通路を必要段数高さに積層し、一体にろう付し
たものである。同図に示す熱交換器は、流体通路が交互
に直交させて組立てあり、高温流体Aと低温流体Bは隣
接する側面5,6から流体通路内へ供給され、矢印で示す
ように互いに直交方向へ流動して熱交換される。
プレートフィン型熱交換器には、上記した直交流型のほ
か、高温流体と低温流体が同じ方向に流れる向流型その
他がある。
〔考案が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記第5図に示した従来のプレートフィ
ン型熱交換器は、例えば高温燃焼排ガスや蒸気のような
高温流体の熱交換に用いると、高温流体Aの流入口であ
る一側面において各段のチューブプレート1の左右両端
部(○で囲んで示す)が変形したり破損したりするとい
う問題があった。
これは、高温流体Aが流れるとチューブプレート1中央
部に挿入された伝熱フィン3は急速に加熱されるのに対
し、チューブプレート1左右両端に接するスペーサーバ
ー2は熱容量が大きく加熱されにくいため、チューブプ
レート1の中央部と左右両端部とで極端な温度差が生
じ、この境界部分に非常に大きな熱応力が過度的に発生
するからである。
本考案は、このような問題を解決するためになされたも
ので、高温燃焼排ガスや蒸気のような高温流体の熱交換
に使用しても熱応力の発生による変形や破損を生じるこ
とのないプレートフィン型熱交換器の提供を目的とする
ものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本考案の第1は、上下2枚
のチューブプレート1,1間に形成された空間の両側端部
にスペーサーバー2,2を配し、スペーサーバー2,2間に伝
熱フィン3を配して形成した流体通路を複数段積層し、
各流体通路に高温流体Aと低温流体Bとを段違いに通過
させて熱交換を行うプレートフィン型熱交換器におい
て、高温流体通路を構成する上下チューブプレート1,1
の対向内面の、流体入側となる前縁部に、伝熱フィン3
と接する中央部の板厚が大となるように補強プレート4,
4を当着したものである。
また、本考案の第2は、上下2枚のチューブプレート1,
1間に形成された空間の両側端部にスペーサーバー2,2を
配し、スペーサーバー2,2間に伝熱フィン3を配して形
成した流体通路を複数段積層し、各流体通路に高温流体
Aと低温流体Bとを段違いに通過させて熱交換を行うプ
レートフィン型熱交換器において、高温流体通路を構成
する上下チューブプレート1,1の対向内面の、流体入側
となる前縁部に、伝熱フィン3と接する中央部の板厚が
大となるように、補強プレート41,41を当着すると共
に、そのチューブプレート1のスペーサーバー2,2と接
する左右両側縁部に、幅がスペーサーバー2より大きい
補強プレート42,43を内側部が高温流体通路側へ突出す
るように当着したものである。
〔作用〕
上記の構成によれば、チューブプレート1の最も高温と
なる流体A流入口部分の板厚が、伝熱フィン3と接する
中央部で補強プレート4の当着によって増加し、その分
熱容量も増加して、この部分が急速に高温状態となるの
が避けられる。したがって、チューブプレート1の伝熱
フィン3と接する中央部と、スペーサーバー2と接する
左右両端部とで極端な温度差を生じることがなく熱応力
の発生を防止できる。
また、本考案の第2のように、チューブプレート1の左
右両側縁部にスペーサーバー2より広い板面の補強プレ
ート42,43を当着すると、補強プレート42,43は、その
板面の一部がスペーサーバー2よりも流体通路側へ突出
4′することになる。このため、チューブプレート1
は、上記突出4′との接触部分で板厚が増加した形とな
り、チューブプレートの幅方向温度分布を、伝熱フィン
3と接する中央から上記突出4′と接する部分を経て、
スペーサーバー2と接する左右両端部へと段階的に低く
することができる。したがって、チューブプレート1の
流体入口部分だけでなく、スペーサーバー2と接する部
分全体の温度差を緩和し、熱応力の発生を防止する。
さらに、これらの補強プレート41,42,43は熱交換器全
体の剛性を高め、熱応力による変形や破損を生じ難くす
る。
〔実施例〕
第1図は、本考案を実施したプレートフィン型熱交換器
の一例である。
上下のチューブプレート1,1間に形成された空間の両側
端部にスペーサーバー2,2を配し、スペーサーバー2,2間
に波型の伝熱フィン3を配して形成した流体通路を必要
段数高さに積層してなる全ステンレス製のプレートフィ
ン型熱交換器は、流体通路を構成する伝熱フィン3が一
段毎に直交方向を向くいわゆる直交流型に組立てられて
おり、高温流体Aと低温流体Bは隣接する側面5,6から
段違いに流体通路内の伝熱フィン3内に入り、矢印の如
く直交方向へ流れて熱交換されるようになっている。
そして、上記熱交換器の高温流体A用の通路を構成する
上下のチューブプレート1,1の対向内面には、高温流体
Aの流入口となる前端部に補強プレート4,4が当着され
ている。
この補強プレート4は、チューブプレート1の前縁部の
特に伝熱フィン3と接する中央部の板厚を増大させ、熱
容量を大きくするためのものであり、第2図に示すよう
に、長方形状をなしている。補強プレート4の寸法は図
示例の場合、長辺Lがチューブプレート1の幅Wと同一
に、短辺lがスペーサーバー2の幅wと同一に、また厚
さtはチューブプレート1と同一に形成されているが、
長辺Lの長さは必ずしもチューブプレート1の幅Wと同
一ではなくてもよく、両端が左右のスペーサーバー2に
届く程度であればよい。図示のように、補強プレート4
の両側端部が両側のスペーサーバー2,2と干渉する場合
は、その干渉部でスペーサーバー2,2の厚みを補強プレ
ート4の厚みtに相当分だけ小さくする必要がある。
補強プレート4のチューブプレート1への当着は、ろう
付により行われている。また、補強プレート4とスペー
サーバー2との接合部は、スペーサーバー2の高さTを
補強プレート4の厚さt分だけ低くして、チューブプレ
ート1とスペーサーバー2との間に隙間が生じないよう
にしている。この補強プレート4とスペーサーバー2と
の接合もろう付により行われている。
第3図は本考案の他の実施例であり、プレートフィン型
熱交換器の高温流体A用の通路を構成する上下チューブ
プレート1,1の内面に、高温流体Aの流入口となる前縁
部のみならず、スペーサーバー2との接する左右両側縁
部にも補強プレート41,42,43を当着した例である。
補強プレート42,43は、チューブプレート1左右両側縁
部の板厚を増加させ、熱容量を大きくして伝熱フィン3
と接するチューブプレート1中央部とスペーサーバー2
と接するチューブプレート1左右両端部との温度差を緩
和するためのものである。このため、第4図に示すよう
に補強プレート42,43の板面はスペーサーバー2の幅w
より広く形成してあり、板面の一部が流体通路側へ突出
4′するようになっている。
図示例の場合、3つの補強プレート41,42,43は一体に
形成してあり、補強プレート41と補強プレート42および
43との直交する角部4a,4aは、応力の集中を避けるため
に斜め形成してある。
また、図示例は3つの補強プレート41,42,43をそれぞ
れチューブプレート1の高温流体Aの流入口となる前縁
部および左右両側縁部の3ケ所に当着した例であるが、
さらに4つ目の補強プレートを用意して、これを高温流
体Aの流出口となるチューブプレート1の後縁部に当着
してもよい。
また、これらの補強プレート41,42,43は、図示例では
高温流体A用の流体通路を構成する上下のチューブプレ
ート1、1にのみ設けられているが、これに限るもので
はなく、低温流体B用の流体通路を構成する上下のチュ
ーブプレートにも設けることができる。
なお、第1図〜第2図に示した第1実施例および第3図
〜第4図に示した第2実施例ともに、高温流体A用の流
体通路内に挿入される伝熱フィン3は、その前端3′の
取付け位置が補強プレート41,41の当着により、チュー
ブプレート1の前縁部より後方へ移動させてある。そし
て第2実施例の場合では、さらに後方へ移動させた伝熱
フィン3前端3′の左右両端部を、補強プレート42の角
部4a,4aに合致する斜めに形成している。
〔考案の効果〕
以上に説明したとおり、本考案のプレートフィン型熱交
換器は高温流体用の流体通路を構成するチューブプレー
トの要所に本考案を当着して、チューブプレートの幅方
向温度分布に極端な温度差が生じないよう構成したか
ら、熱応力の発生がなくなり、これを原因とするチュー
ブプレートの変形や破損等の事故を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案プレートフィン型熱交換器の一例を示す
斜視図、第2図は本考案プレートフィン型熱交換器の要
部拡大斜視図、第3図は本考案の他のプレートフィン型
熱換器の一例を示す要部平面図で、第4図は第3図のA
−A線矢視断面図、第5図は従来のプレートフィン型熱
交換器を説明する斜視図である。 1:チューブプレート、2:スペーサーバー、3:伝熱フィ
ン、41,42,43:補強プレート、4a:角部、5:一側面
(高温流体流入口)、6:一側面(低温流体流入口)。

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】上下2枚のチューブプレート(1),
    (1)間に形成された空間の両側端部にスペーサーバー
    (2),(2)を配し、スペーサーバー(2),(2)
    間に伝熱フィン(3)を配して形成した流体通路を複数
    段積層し、各流体通路に高温流体Aと低温流体Bとを段
    違いに通過させて熱交換を行うプレートフィン型熱交換
    器において、高温流体通路を構成する上下チューブプレ
    ート(1),(1)の対向内面の、流体入側となる前縁
    部に、伝熱フィン(3)と接する中央部の板厚が大とな
    るように補強プレート(4),(4)を当着したことを
    特徴とするプレートフィン型熱交換器。
  2. 【請求項2】上下2枚のチューブプレート(1),
    (1)間に形成された空間の両側端部にスペーサーバー
    (2),(2)を配し、スペーサーバー(2),(2)
    間に伝熱フィン(3)を配して形成した流体通路を複数
    段積層し、各流体通路に高温流体Aと低温流体Bとを段
    違いに通過させて熱交換を行うプレートフィン型熱交換
    器において、高温流体通路を構成する上下チューブプレ
    ート(1),(1)の対向内面の、流体入側となる前縁
    部に、伝熱フィン(3)と接する中央部の板厚が大とな
    るように、補強プレート(41),(41)を当着すると共
    に、そのチューブプレート(1)のスペーサーバー
    (2),(2)と接する左右両側縁部に、幅がスペーサ
    ーバー(2)より大きい補強プレート(42),(43)を
    内側部が高温流体通路側へ突出するように当着したこと
    を特徴とするプレートフィン型熱交換器。
  3. 【請求項3】チューブプレート(1)の前縁部に当着さ
    れた補強プレート(41)と左右両側縁部に当着された補
    強プレート(42),(43)との直交角部(4a)が斜めに
    形成されていることを特徴とする請求項2に記載のプレ
    ートフィン型熱交換器。
JP1988167182U 1988-12-23 1988-12-23 プレートフィン型熱交換器 Expired - Fee Related JPH0645163Y2 (ja)

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