JPH0711325Y2 - 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Info
- Publication number
- JPH0711325Y2 JPH0711325Y2 JP1987197156U JP19715687U JPH0711325Y2 JP H0711325 Y2 JPH0711325 Y2 JP H0711325Y2 JP 1987197156 U JP1987197156 U JP 1987197156U JP 19715687 U JP19715687 U JP 19715687U JP H0711325 Y2 JPH0711325 Y2 JP H0711325Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- heat transfer
- passage
- fin type
- type heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-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
- F28D9/0062—Heat-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 spaced plates with inserted elements
- F28D9/0068—Heat-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 spaced plates with inserted elements with means for changing flow direction of one heat exchange medium, e.g. using deflecting zones
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
- F28F2250/108—Particular pattern of flow of the heat exchange media with combined cross flow and parallel flow
Landscapes
- 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】 利用産業分野 この考案は、高温側流体と低温側流体の内、一方が連続
運転されるのに対し、他方が間欠運転を繰り返すプレー
トフィン型熱交換器の改良に係り、特に高温側と低温側
通路を仕切るセパレートプレートに発生する熱疲労を緩
和し、熱交換器の長寿命化を図ったプレートフィン型熱
交換器に関する。
運転されるのに対し、他方が間欠運転を繰り返すプレー
トフィン型熱交換器の改良に係り、特に高温側と低温側
通路を仕切るセパレートプレートに発生する熱疲労を緩
和し、熱交換器の長寿命化を図ったプレートフィン型熱
交換器に関する。
背景技術 プレートフィン型熱交換器は、単位面積当りの伝熱面積
が高い上、熱伝達係数も高いため、他形式、特にチュー
ブ型熱交換器に比較してコンパクト化容易な利点があ
る。
が高い上、熱伝達係数も高いため、他形式、特にチュー
ブ型熱交換器に比較してコンパクト化容易な利点があ
る。
また、プレートフィン型熱交換器は、各通路を流下させ
る流体の性状及び目的に適したフィンピッチ、フィン高
さ、フィン形状を適宜選定できるなど、設計上の選択幅
が広く、さらにフィン積層数も任意に選択でき、効率的
な設計が可能であることから、多種多様の用途に用いら
れている。
る流体の性状及び目的に適したフィンピッチ、フィン高
さ、フィン形状を適宜選定できるなど、設計上の選択幅
が広く、さらにフィン積層数も任意に選択でき、効率的
な設計が可能であることから、多種多様の用途に用いら
れている。
一方、高温側流体と低温側流体のうち、一方が連続定常
運転、他方が間欠的に運転、停止を繰り返す使用の熱交
換器に、かかるプレートフィン型熱交換器を適用した場
合、両流体通路の仕切り板であるセパレートプレートの
温度が、繰り返して大きく変化するため、熱疲労が発生
し、長時間使用すると破壊に至る恐れがあった。
運転、他方が間欠的に運転、停止を繰り返す使用の熱交
換器に、かかるプレートフィン型熱交換器を適用した場
合、両流体通路の仕切り板であるセパレートプレートの
温度が、繰り返して大きく変化するため、熱疲労が発生
し、長時間使用すると破壊に至る恐れがあった。
考案の目的 この考案は、高温側流体と低温側流体のうち、一方が連
続運転、他方が間欠運転を繰り返す熱交換器において、
高温側と低温側通路を仕切るセパレートプレートに発生
する熱疲労を低減できる構成からなるプレートフィン型
熱交換器を目的としている。
続運転、他方が間欠運転を繰り返す熱交換器において、
高温側と低温側通路を仕切るセパレートプレートに発生
する熱疲労を低減できる構成からなるプレートフィン型
熱交換器を目的としている。
考案の概要 この考案は、プレートフィン型熱交換器の特長である波
形フィンを任意に選択できる点を生かし、両通路のhAの
比を大きくし、間欠的に繰り返されるセパレートプレー
トの温度変化量を小さくし、熱疲労による寿命短縮を改
善したものである。
形フィンを任意に選択できる点を生かし、両通路のhAの
比を大きくし、間欠的に繰り返されるセパレートプレー
トの温度変化量を小さくし、熱疲労による寿命短縮を改
善したものである。
すなわち、この考案は、高温側流体と低温側流体のう
ち、一方が連続運転、他方が間欠運転を繰り返すプレー
トフィン型熱交換器において、 連続運転側流体通路を外側に配置し、かつ最外側に流体
を流さないダミー通路が積層配置され、 連続運転側流体通路に、高熱伝達係数、高伝熱面積のフ
ィンを用い、間欠運転側流体通路に、低熱伝達係数、低
伝熱面積のフィンを用いたことを特徴するプレートフィ
ン型熱交換器である。
ち、一方が連続運転、他方が間欠運転を繰り返すプレー
トフィン型熱交換器において、 連続運転側流体通路を外側に配置し、かつ最外側に流体
を流さないダミー通路が積層配置され、 連続運転側流体通路に、高熱伝達係数、高伝熱面積のフ
ィンを用い、間欠運転側流体通路に、低熱伝達係数、低
伝熱面積のフィンを用いたことを特徴するプレートフィ
ン型熱交換器である。
考案の構成 この考案をさらに詳述すると、実施例に示す如き連続運
転側が熱媒体通路である場合、 ２枚のプレート間に波形フィンを内蔵し、その両端をサ
イドバーで閉塞して構成した高温側通路と、ほぼ同一構
造の低温側通路とを交互に積層し、両端通路外側に各通
路と構造はほぼ同一で流体を流さないダミー通路をそれ
ぞれ積層したプレートフィン型熱交換器において、 （１）運転中連続して熱媒体が通過する通路側に高熱伝
達係数、高伝熱面積のフィンを用い、運転中熱媒体があ
る時間サイクルで間欠的に通過する通路側に低熱伝達係
数、低伝熱面積のフィンを用い、両通路hAの比を大きく
し、 （２）熱媒体を連続して流す通路を間欠側通路より外側
に配置し、 （３）熱交換器コアの最外側のダミー通路段数を２以上
にする。
転側が熱媒体通路である場合、 ２枚のプレート間に波形フィンを内蔵し、その両端をサ
イドバーで閉塞して構成した高温側通路と、ほぼ同一構
造の低温側通路とを交互に積層し、両端通路外側に各通
路と構造はほぼ同一で流体を流さないダミー通路をそれ
ぞれ積層したプレートフィン型熱交換器において、 （１）運転中連続して熱媒体が通過する通路側に高熱伝
達係数、高伝熱面積のフィンを用い、運転中熱媒体があ
る時間サイクルで間欠的に通過する通路側に低熱伝達係
数、低伝熱面積のフィンを用い、両通路hAの比を大きく
し、 （２）熱媒体を連続して流す通路を間欠側通路より外側
に配置し、 （３）熱交換器コアの最外側のダミー通路段数を２以上
にする。
あるいはさらに、 （４）間欠側通路内の熱交換部の入り口側下半分の波形
フィンを、流体分配部の波形フィンと同等の熱伝達係
数、伝熱面積のものを使用することを要旨とする。
フィンを、流体分配部の波形フィンと同等の熱伝達係
数、伝熱面積のものを使用することを要旨とする。
上述した構成のプレートフィン型熱交換器において、運
転中のセパレートプレートの温度は、次式で求められ
る。
転中のセパレートプレートの温度は、次式で求められ
る。
Q=hAH(TH-TW)=hAL(TW-TL)より ただし Q;熱交換量（kcal/hr） hAH；高温側の熱伝達係数×伝熱面積（kcal/h℃） hAL；低温側の熱伝達係数×伝熱面積（kcal/h℃） TH；高温側流体の温度℃ TL；低温側流体の温度℃ TW；セパレートプレートの温度℃ ここで、間欠運転におけるセパレートプレートの温度を
考えると、 高温側が定常運転で、低温側が停止中の時は、TW＝THと
なっている。
考えると、 高温側が定常運転で、低温側が停止中の時は、TW＝THと
なっている。
高温側が定常運転で、低温側が起動運転すると、TWは温
度低下し、ある温度でバランスする。
度低下し、ある温度でバランスする。
低温側が停止中のセパレートプレートの温度をTW1（＝T
H）、低温側が運転を初めてからある時間経過後のバラ
ンスしたプレートの温度をTW2とすると、 セパレートプレートの温度は間欠運転により、TW1（＝T
H）とTW2の間の温度変化を繰り返す。この温度変化がゆ
っくりとかつ均一に起こるのであれば問題はないが、実
際には、急激かつ不均一に生じ、熱応力発生の要因とな
る。
H）、低温側が運転を初めてからある時間経過後のバラ
ンスしたプレートの温度をTW2とすると、 セパレートプレートの温度は間欠運転により、TW1（＝T
H）とTW2の間の温度変化を繰り返す。この温度変化がゆ
っくりとかつ均一に起こるのであれば問題はないが、実
際には、急激かつ不均一に生じ、熱応力発生の要因とな
る。
つぎに、温度変化量：（TW1−TW2）＝ΔTWとすると、熱
応力は一般式では次の如く表される。
応力は一般式では次の如く表される。
σ＝Ｅ×α×ΔTW E:ヤング率kg/mm3 α：セパレートプレートの熱膨張係数／℃ ΔTW：（TW1−TW2） 上式で示す通り、ΔTWが小さい程熱応力は小さくなり、
寿命すなわち耐久性が増加することが分かる。
寿命すなわち耐久性が増加することが分かる。
実施例 連続的に運転する高温側流体に空気、間欠運転する低温
側流体に冷ガスを通過させるプレートフィン型熱交換器
について説明する。
側流体に冷ガスを通過させるプレートフィン型熱交換器
について説明する。
セパレートフィン間に所要の波形フィンを挟みサイドバ
ーにて閉塞する通路を多数積層した構成からなり、高温
側の空気通路（Ａ通路）と低温側の冷ガス通路（Ｂ通
路）及び流体を通過させないダミー通路（Ｄ通路）とを
以下のように配列積層し、この考案のプレートフィン型
熱交換器とした。
ーにて閉塞する通路を多数積層した構成からなり、高温
側の空気通路（Ａ通路）と低温側の冷ガス通路（Ｂ通
路）及び流体を通過させないダミー通路（Ｄ通路）とを
以下のように配列積層し、この考案のプレートフィン型
熱交換器とした。
D,D,A,B,A,B,………B,A,B,A,D,D（但し、一方の外側か
ら他方の外側へ向っての配列順序を示す） Ａ通路は、空気を上から下へ通過させる構成であり、第
１図に示す如く、波形フィン稜線が垂直に並びかつ単位
長さ当りの稜線数が多い、すなわち、伝熱面積が広い高
熱伝達係数波形フィン（１）を用いている。
ら他方の外側へ向っての配列順序を示す） Ａ通路は、空気を上から下へ通過させる構成であり、第
１図に示す如く、波形フィン稜線が垂直に並びかつ単位
長さ当りの稜線数が多い、すなわち、伝熱面積が広い高
熱伝達係数波形フィン（１）を用いている。
Ｂ通路は、冷ガスを下から上へ通過させる構成であり、
第２図に示す如く、入口部を除く中央部（波形フィン稜
線が垂直に並んだもの）と出口部（２つの三角形の分配
部）には、単位長さ当りの稜線数が少ない、すなわち、
Ａ通路の波形フィン（１）が有する熱伝達係数の2/3程
度の性能を有する低熱伝達係数波形フィン（３）を用
い、さらに、入口の部分、図で２つの三角形の分配部に
は、Ａ通路の波形フィン（１）が有する単位長さ当りの
稜線数の1/3の稜線数を有する、すなわち、伝熱面積が
小さい低熱伝達係数波形フィン（２）を用いている。
第２図に示す如く、入口部を除く中央部（波形フィン稜
線が垂直に並んだもの）と出口部（２つの三角形の分配
部）には、単位長さ当りの稜線数が少ない、すなわち、
Ａ通路の波形フィン（１）が有する熱伝達係数の2/3程
度の性能を有する低熱伝達係数波形フィン（３）を用
い、さらに、入口の部分、図で２つの三角形の分配部に
は、Ａ通路の波形フィン（１）が有する単位長さ当りの
稜線数の1/3の稜線数を有する、すなわち、伝熱面積が
小さい低熱伝達係数波形フィン（２）を用いている。
これに対して、従来のプレートフィン型熱交換器は、Ａ
通路とＢ通路ともに前記の高熱伝達係数を有する波形フ
ィンを用い、また、Ｄ通路が１段しかなく、D,B,A,B,A,
………A,B,A,B,Dの如き配列順序で複数段積層した。
通路とＢ通路ともに前記の高熱伝達係数を有する波形フ
ィンを用い、また、Ｄ通路が１段しかなく、D,B,A,B,A,
………A,B,A,B,Dの如き配列順序で複数段積層した。
上記の２種のプレートフィン型熱交換器を同一条件で、
Ｂ通路に間欠的に冷ガスを導入し熱交換させる運転を行
ない、最外側のＡ通路とＢ通路との間のセパレートプレ
ートにおける冷ガス入口側温度を測定したところ、従来
の熱交換器では、冷ガスの導入時と非導入時との温度差
が30℃〜50℃であったが、この考案による熱交換器の場
合は約15℃程度と差が減少しており、熱応力の発生が低
減でき、熱交換器の長寿命化が可能なことが分る。
Ｂ通路に間欠的に冷ガスを導入し熱交換させる運転を行
ない、最外側のＡ通路とＢ通路との間のセパレートプレ
ートにおける冷ガス入口側温度を測定したところ、従来
の熱交換器では、冷ガスの導入時と非導入時との温度差
が30℃〜50℃であったが、この考案による熱交換器の場
合は約15℃程度と差が減少しており、熱応力の発生が低
減でき、熱交換器の長寿命化が可能なことが分る。
第１図はこの考案によるプレートフィン型熱交換器のＡ
通路を示す説明図であり、第２図は同Ｂ通路を示す説明
図である。 １……高熱伝達係数波形フィン、2,3……低熱伝達係数
波形フィン。
通路を示す説明図であり、第２図は同Ｂ通路を示す説明
図である。 １……高熱伝達係数波形フィン、2,3……低熱伝達係数
波形フィン。
Claims (1)
- 【請求項１】高温側流体と低温側流体のうち、一方が連
続運転、他方が間欠運転を繰り返すプレートフィン型熱
交換器において、 連続運転側流体通路を外側に配置し、かつ最外側に流体
を流さないダミー通路が２以上積層配置され、 連続運転側流体通路に、高熱伝達係数、高伝熱面積のフ
ィンを用い、間欠運転側流体通路に、低熱伝達係数、低
伝熱面積のフィンを用いたことを特徴するプレートフィ
ン型熱交換器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987197156U JPH0711325Y2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | プレートフィン型熱交換器 |
| DE19883871792 DE3871792T2 (de) | 1987-12-24 | 1988-12-22 | Waermeaustauscher aus mit rippen versehenen platten. |
| EP89900874A EP0359826B1 (en) | 1987-12-24 | 1988-12-22 | Plate-fin-type heat exchanger |
| US07/445,665 US5035284A (en) | 1987-12-24 | 1988-12-22 | Plate-fin-type heat exchanger |
| PCT/JP1988/001291 WO1989005951A1 (en) | 1987-12-24 | 1988-12-22 | Plate-fin-type heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987197156U JPH0711325Y2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | プレートフィン型熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01101085U JPH01101085U (ja) | 1989-07-06 |
| JPH0711325Y2 true JPH0711325Y2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=16369699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987197156U Expired - Lifetime JPH0711325Y2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | プレートフィン型熱交換器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5035284A (ja) |
| EP (1) | EP0359826B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0711325Y2 (ja) |
| WO (1) | WO1989005951A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW216453B (en) * | 1992-07-08 | 1993-11-21 | Air Prod & Chem | Integrated plate-fin heat exchange reformation |
| JPH07220487A (ja) * | 1994-01-27 | 1995-08-18 | Toshiba Corp | 不揮発性メモリ回路 |
| IL114613A (en) * | 1995-07-16 | 1999-09-22 | Tat Ind Ltd | Parallel flow condenser heat exchanger |
| US5954127A (en) * | 1997-07-16 | 1999-09-21 | International Business Machines Corporation | Cold plate for dual refrigeration system |
| FR2769082B1 (fr) * | 1997-09-29 | 1999-12-24 | Packinox Sa | Plaques d'un faisceau de plaques d'echange thermique et procedes de fabrication d'une telle plaque |
| FR2790546B1 (fr) * | 1999-03-01 | 2001-04-20 | Air Liquide | Echangeur de chaleur, applications a la vaporisation de liquide sous pression et appareil de distillation d'air equipe d'un tel echangeur |
| JP3100371B1 (ja) * | 1999-04-28 | 2000-10-16 | 春男 上原 | 蒸発器 |
| DE10021081A1 (de) * | 2000-04-28 | 2002-01-03 | Linde Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Wärmeaustausch |
| PL1611406T3 (pl) * | 2003-03-26 | 2011-03-31 | Behr Ind Gmbh & Co Kg | Wymiennik ciepła, zwłaszcza powietrzna chłodnica powietrza |
| FR2855600B1 (fr) * | 2003-05-27 | 2005-07-08 | Air Liquide | Echangeur de chaleur cryogene/eau et application a la fourniture de gaz a un groupe de puissance embarque dans un vehicule |
| ITUD20070025A1 (it) * | 2007-02-07 | 2008-08-08 | Ohg Ind O M I S R L | Scambiatore di calore |
| JP5982221B2 (ja) | 2012-08-21 | 2016-08-31 | 株式会社神戸製鋼所 | プレートフィン熱交換器及びプレートフィン熱交換器の補修方法 |
| US20160018168A1 (en) * | 2014-07-21 | 2016-01-21 | Nicholas F. Urbanski | Angled Tube Fins to Support Shell Side Flow |
| US10088239B2 (en) | 2015-05-28 | 2018-10-02 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchanger with improved flow at mitered corners |
| US20170089643A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Westinghouse Electric Company, Llc. | Heat Exchanger |
| US11268877B2 (en) | 2017-10-31 | 2022-03-08 | Chart Energy & Chemicals, Inc. | Plate fin fluid processing device, system and method |
| CN107966055B (zh) * | 2017-12-22 | 2024-02-02 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 一种高压紧凑式换热器及其工作方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3223152A (en) * | 1962-12-27 | 1965-12-14 | Gea Luftkuhler Ges M B H | Surface condenser |
| FR1516432A (fr) * | 1967-03-06 | 1968-03-08 | Trane Co | Echangeur de chaleur du type à plaques ayant un élément de fermeture et distributeur de fluide combinés |
| US3322189A (en) * | 1965-12-21 | 1967-05-30 | Ford Motor Co | Heat exchange assembly |
| US3992168A (en) * | 1968-05-20 | 1976-11-16 | Kobe Steel Ltd. | Heat exchanger with rectification effect |
| CA929929A (en) * | 1970-04-08 | 1973-07-10 | Trane Company Of Canada Limited | Distributor for plate type heat exchangers having side headers |
| JPS516790A (ja) * | 1974-07-05 | 1976-01-20 | Shimadzu Corp | Kuromatoguramusosasochi |
| US4049051A (en) * | 1974-07-22 | 1977-09-20 | The Garrett Corporation | Heat exchanger with variable thermal response core |
| DE3106075C2 (de) * | 1981-02-19 | 1984-10-04 | Dieter Christian Steinegg-Appenzell Steeb | Wärmetauscher |
| DE3107010C2 (de) * | 1981-02-25 | 1985-02-28 | Dieter Christian Steinegg-Appenzell Steeb | Metallkühler zum Kühlen eines unter hohem Druck durchströmenden Fluids durch Luft |
| DE3415807A1 (de) * | 1984-04-27 | 1985-10-31 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Waermetauscher |
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-
1987
- 1987-12-24 JP JP1987197156U patent/JPH0711325Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-12-22 WO PCT/JP1988/001291 patent/WO1989005951A1/en active IP Right Grant
- 1988-12-22 US US07/445,665 patent/US5035284A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-22 EP EP89900874A patent/EP0359826B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0359826B1 (en) | 1992-06-03 |
| WO1989005951A1 (en) | 1989-06-29 |
| US5035284A (en) | 1991-07-30 |
| EP0359826A1 (en) | 1990-03-28 |
| JPH01101085U (ja) | 1989-07-06 |
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