JPH0729412Y2 - Plate fin type heat exchanger - Google Patents
Plate fin type heat exchangerInfo
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- JPH0729412Y2 JPH0729412Y2 JP1990102723U JP10272390U JPH0729412Y2 JP H0729412 Y2 JPH0729412 Y2 JP H0729412Y2 JP 1990102723 U JP1990102723 U JP 1990102723U JP 10272390 U JP10272390 U JP 10272390U JP H0729412 Y2 JPH0729412 Y2 JP H0729412Y2
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- heat exchanger
- type heat
- fin type
- high temperature
- temperature side
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- Expired - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、極めて高温の排熱を回収するためのプレー
トフィン型熱交換器の改良に係り、高温側流体通路内の
特定位置のフィンを切除してチューブプレートに発生す
る熱応力を緩和したプレートフィン型熱交換器に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industrial Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a plate fin type heat exchanger for recovering exhaust heat of extremely high temperature, in which a fin at a specific position in a high temperature side fluid passage is cut off. The present invention relates to a plate fin type heat exchanger in which thermal stress generated in a tube plate is relaxed.
従来の技術 プレートフィン型熱交換器は、単位体積当りの伝熱面積
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。2. Description of the Related Art A plate fin type heat exchanger has a large heat transfer area per unit volume and a high heat transfer coefficient, and thus has an advantage that it can be easily made compact as compared with other types, particularly a tube type heat exchanger.
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、さらに通路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。In addition, the plate fin type heat exchanger has a wide selection range in design, such as the fin pitch, fin height, and fin shape that are suitable for the properties of the fluid flowing down each passage and the purpose, and so on. Is also used in a wide variety of applications because it can be arbitrarily selected and can be efficiently designed.
考案が解決しようとする課題 第3図に示す如く、チューブプレート(1)(1)間に
フィン(2)を介在させスペーサーバー(3)で所要部
を閉塞し所要方向の流体通路を形成して、この流体通路
を所要数積層して最外層にサイドプレート(4)を配置
してろう付けで一体化したプレートフィン型熱交換器に
おいて、向流配置の高温側流体通路と低温側流体通路間
で熱交換する構成となし、ガス/ガス、液/ガス、液/
液等の排熱回収用熱交換器として用いる場合、例えば、
最外層のサイドプレート(4)側の通路が高温側流体通
路で、チューブプレート(1)を介して低温側流体通路
が配置されていると、特に高温側流体温度が350〜800℃
と高温の場合、サイドプレート(4)とチューブプレー
ト(1)に温度差があると、熱膨張に差が生じて第2図
aの如く、比較的高温のチューブプレート(1)のx方
向の伸びを比較的低温のサイドプレート(4)が引き戻
すように働き、両通路間のチューブプレート(1)のス
ペーサーバー(3)近くに高い応力を発生させることを
知見した。Problems to be Solved by the Invention As shown in FIG. 3, fins (2) are interposed between tube plates (1) and (1) to close a required portion with a spacer bar (3) to form a fluid passage in a required direction. In a plate fin type heat exchanger in which a required number of these fluid passages are stacked and the side plate (4) is placed in the outermost layer and integrated by brazing, a high temperature side fluid passage and a low temperature side fluid passage in countercurrent arrangement are provided. No heat exchange between gas / gas, liquid / gas, liquid /
When used as a heat exchanger for recovering waste heat of liquids, for example,
If the passage on the side plate (4) side of the outermost layer is the high temperature side fluid passage and the low temperature side fluid passage is arranged via the tube plate (1), the high temperature side fluid temperature is particularly 350 to 800 ° C
In the case of high temperature, if there is a temperature difference between the side plate (4) and the tube plate (1), a difference in thermal expansion occurs, and as shown in FIG. It has been found that the side plate (4) at a relatively low temperature works to pull back the elongation and generates a high stress near the spacer bar (3) of the tube plate (1) between both passages.
また、第2図bの如く、高温側流体通路(10)のフィン
(2)と低温側流体通路(11)のスペーサーバー(3)
との温度差によってもy方向の伸びが異なり、両通路間
のチューブプレート(2)のスペーサーバー(3)近く
に高い応力を発生させる。Further, as shown in FIG. 2b, the fin (2) of the high temperature side fluid passage (10) and the spacer bar (3) of the low temperature side fluid passage (11).
The elongation in the y direction also differs depending on the temperature difference between the two, and a high stress is generated near the spacer bar (3) of the tube plate (2) between both passages.
この考案は、極めて高温の排熱を回収するプレートフィ
ン型熱交換器の上記問題点に鑑み、流体通路間の大きな
温度差にともないチューブプレートに発生する高い応力
を緩和できる構成からなるプレートフィン型熱交換器の
提供を目的としている。In view of the above-mentioned problems of the plate fin type heat exchanger that recovers exhaust heat of extremely high temperature, the present invention is a plate fin type having a configuration capable of relieving high stress generated in a tube plate due to a large temperature difference between fluid passages. The purpose is to provide a heat exchanger.
課題を解決するための手段 この考案は、 チューブプレート間にフィンを介在させスペーサーバー
で所要方向の流体通路を形成してこれを積層し、隣接す
る高温側流体通路と低温側流体通路間で熱交換するプレ
ートフィン型熱交換器において、 高温側流体通路の流体入口端部から出口側へ100mm以内
の範囲にあるフィンの通路幅方向両端のスペーサーバー
近傍にあるフィンが切除されたこと、あるいは該通路幅
方向の全幅にわたってフィンが切除されたことを特徴と
するプレートフィン型熱交換器である。Means for Solving the Problems The present invention is directed to forming fins between tube plates to form fluid passages in a desired direction with a spacer bar and stacking the fluid passages so that heat is generated between adjacent high temperature fluid passages and low temperature fluid passages. In the plate fin type heat exchanger to be replaced, the fins in the vicinity of the spacer bars at both ends in the passage width direction of the fin within the range of 100 mm from the fluid inlet end of the high temperature side fluid passage to the outlet side are cut off, or In the plate fin type heat exchanger, the fins are cut off over the entire width in the passage width direction.
作用 この考案は、プレートフィン型熱交換器の高温側流体通
路の流体入口にあるフィンを、通路幅方向両端のスペー
サーバー近傍、あるいは全幅にわたって切除することを
特徴とし、スペーサーバー近傍のフィンがなくなること
により、あるいは入口近傍のフィンがなくなることによ
り、チューブプレートの変形がなだらかになり、応力が
緩和される。Function The present invention is characterized in that the fins at the fluid inlet of the high temperature side fluid passage of the plate fin type heat exchanger are cut off near the spacer bars at both ends in the passage width direction or over the entire width, and the fins near the spacer bars are eliminated. As a result, or because there is no fin near the inlet, the deformation of the tube plate becomes gentle and the stress is relieved.
しかし、当該フィンの切除を通路全長にわたって行うと
性能劣化及び強度不足を来たすため、また目的とする効
果を得るためには、高温側流体通路の流体入口端部から
出口側へ100mm以内の範囲にあるフィンの切除を行う必
要があり、熱交換器コア寸法や流体温度に応じて適宜選
定するとよい。However, if the fins are cut off over the entire length of the passage, performance deterioration and strength insufficiency will occur, and in order to obtain the desired effect, within 100 mm from the fluid inlet end of the high temperature side fluid passage to the outlet side. It is necessary to cut off a certain fin, and it may be appropriately selected according to the size of the heat exchanger core and the fluid temperature.
また、当該フィンの切除の効果は、高温側流体温度が高
いほど極僅かな切除でも応力の緩和効果があり、特に高
温側流体温度が450〜800℃とすこぶる高温の場合にはき
わめて有効であり、ガスタービン再生器用熱交換器や高
温排ガスの排熱回収用熱交換器に最適である。Further, the effect of cutting off the fins is such that the higher the temperature of the fluid on the high temperature side, the more effective is the effect of relieving stress even with a very small amount of cutting. It is most suitable for heat exchangers for gas turbine regenerators and heat exchangers for exhaust heat recovery of high-temperature exhaust gas.
この考案は、プレートフィン型熱交換器であれば、プレ
ート等の材質、フィン形状の相違、積層段数、並行流配
置、直交流配置、向流配置等いずれの構成の場合にも適
用でき、同様の作用効果を奏する。The present invention can be applied to any plate fin type heat exchanger in any configuration such as plate material, fin shape difference, number of stacked layers, parallel flow arrangement, cross flow arrangement, countercurrent arrangement, and the like. Produces the effect of.
実施例 構成1 第1図aに示すプレートフィン型熱交換器は、600℃の
高温側流体から熱回収を行うためのもので、チューブプ
レート(1)、フィン(2)、スペーサーバー(3)、
サイドプレート(4)の全てにステンレス鋼(SUS304)
を用いて3層構造(120mm×120mm×長さ200mm)とした
ものである。Example Configuration 1 The plate fin type heat exchanger shown in FIG. 1a is for recovering heat from a fluid at a high temperature of 600 ° C., and includes a tube plate (1), fins (2) and spacer bars (3). ,
Stainless steel (SUS304) on all side plates (4)
Is used to form a three-layer structure (120 mm × 120 mm × length 200 mm).
詳述すると、2枚のサイドプレート(4)(4)間に2
枚のチューブプレート(1)(1)を配置し、各プレー
ト間の長手方向両端部にスペーサーバー(3)を、各層
のスペーサーバー(3)(3)間に所要のフィン(2)
を介在させ、これらをろう付けで一体化して3流体通路
を積層してプレートフィン型熱交換器を形成してある。To be more specific, two side plates (4) and (2) are placed between the two side plates.
A tube plate (1) (1) is arranged, spacer bars (3) are provided at both ends in the longitudinal direction between the plates, and fins (2) required between the spacer bars (3) (3) of each layer are provided.
, And these are integrated by brazing to stack the three fluid passages to form a plate fin type heat exchanger.
3流体通路のうち中央の低温側流体通路(11)には、通
路の全長、全幅にわたって欠けのないフィン(2)が配
置され、これに隣接する2つの高温側流体通路(10)に
は、同流体入口から出口側へ25mmにわたって通路幅方向
両端のスペーサーバー(3)近傍にあるフィンの一部を
切除した切除部(2a)を設けたフィン(2)を配置して
ある。In the middle of the three fluid passages, a fin (2) with no chipping is arranged over the entire length and width of the low temperature side fluid passageway (11), and two high temperature side fluid passageways (10) adjacent to the fins (2) are A fin (2) having a cutout portion (2a) formed by cutting out a part of the fin near the spacer bars (3) at both ends in the passage width direction is arranged over 25 mm from the fluid inlet to the outlet side.
切除部(2a)を設けてスペーサーバー(3)近傍のフィ
ン(2)がなくなることにより、第2図aに示す如く、
両通路間のチューブプレート(1)のスペーサーバー
(3)近くに高い応力で発生していた変形(破線で示
す)が実線の如くなだらかになり、熱応力が従来の1/2
に緩和される。By providing the cutout portion (2a) and eliminating the fin (2) near the spacer bar (3), as shown in FIG. 2a,
The deformation (indicated by the broken line) that occurred with high stress near the spacer bar (3) of the tube plate (1) between the two passages becomes gentle as shown by the solid line, and the thermal stress is half that of the conventional one.
Is alleviated.
構成2 第1図bに示すプレートフィン型熱交換器は、同図aと
同様構成であり、高温側流体通路(10)に配置されるフ
ィン(2)に、同流体入口から出口側へ15mmにわたっ
て、かつ通路幅全幅にわたってフィン無し部(2b)を設
けてある。Configuration 2 The plate fin type heat exchanger shown in FIG. 1b has the same configuration as that of FIG. 1a, and the fin (2) arranged in the high temperature side fluid passageway (10) has a diameter of 15 mm from the fluid inlet to the outlet side. A finless portion (2b) is provided over the entire width of the passage.
第2図bに示す如く、高温側流体通路(10)入口近傍に
フィン無し部(2b)が設けられることにより、両通路間
のチューブプレート(1)のスペーサーバー(3)近く
に高い応力で発生していた変形(破線で示す)が実線の
如くなだらかになり、応力が緩和される。As shown in FIG. 2b, the finless portion (2b) is provided near the inlet of the high temperature side fluid passageway (10), so that a high stress is generated near the spacer bar (3) of the tube plate (1) between the passageways. The deformation that has occurred (shown by the broken line) becomes gentle as shown by the solid line, and the stress is relieved.
考案の効果 この考案は、高温側流体通路の流体入口から所要位置に
ある通路幅方向両端のスペーサーバー近傍にあるフィン
を切除、あるいは該通路幅方向の全幅にわたってフィン
を切除することにより、第2図a,bに示す如く、高温側
流体通路と低温側流体通路通路と間のチューブプレート
(1)のスペーサーバー近くに高い応力で発生していた
x方向あるいはy方向の変形(破線で示す)がなだらか
になり、応力が緩和される効果を奏する。Advantageous Effect of the Invention The present invention removes the fins in the vicinity of the spacer bars at both ends in the passage width direction at a predetermined position from the fluid inlet of the high temperature side fluid passage, or by cutting the fins over the entire width in the passage width direction. As shown in Figures a and b, deformation in the x-direction or the y-direction that was generated with high stress near the spacer bar of the tube plate (1) between the high temperature side fluid passage and the low temperature side fluid passage passage (shown by the broken line). Has the effect of easing the stress and relaxing the stress.
【図面の簡単な説明】 第1図a,bはこの考案によるプレートフィン型熱交換器
の一例を示す斜視説明図である。 第2図a,bはこの考案によるプレートフィン型熱交換器
の応力発生状態を示すチューブプレートの説明図であ
る。 第3図は従来のプレートフィン型熱交換器の一例を示す
斜視説明図である。 第4図a,bは応力発生を示す従来のプレートフィン型熱
交換器の説明図である。 1…チューブプレート、2…フィン、2a…切除部、2b…
フィン無し部、3…スペーサーバー、4…サイドプレー
ト、10…高温側流体通路、11…低温側流体通路。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1A and 1B are perspective explanatory views showing an example of a plate fin type heat exchanger according to the present invention. 2a and 2b are explanatory views of a tube plate showing a stress generation state of the plate fin type heat exchanger according to the present invention. FIG. 3 is a perspective explanatory view showing an example of a conventional plate fin type heat exchanger. FIGS. 4a and 4b are explanatory views of a conventional plate fin type heat exchanger showing stress generation. 1 ... Tube plate, 2 ... Fins, 2a ... Excision part, 2b ...
Finless portion, 3 ... Spacer bar, 4 ... Side plate, 10 ... High temperature side fluid passage, 11 ... Low temperature side fluid passage.
Claims (2)
ペーサーバーで所要方向の流体通路を形成してこれを積
層し、隣接する高温側流体通路と低温側流体通路間で熱
交換するプレートフィン型熱交換器において、 高温側流体通路の流体入口端部から出口側へ100mm以内
の範囲にあるフィンの通路幅方向両端のスペーサーバー
近傍にあるフィンが切除されたことを特徴とするプレー
トフィン型熱交換器。1. A plate fin type heat exchanger in which fins are interposed between tube plates to form fluid passages in a desired direction by spacer bars, and the fluid passages are stacked and heat is exchanged between adjacent high temperature side fluid passages and low temperature side fluid passages. In the heat exchanger, a plate fin type heat exchange characterized by the fact that fins in the vicinity of spacer bars at both ends of the fin in the passage width direction within the range of 100 mm from the fluid inlet end of the high temperature side fluid passage to the outlet side are cut off. vessel.
へ100mm以内の範囲にあるフィンが通路幅方向の全幅に
わたって切除されたことを特徴とする請求項1記載のプ
レートフィン型熱交換器。2. The plate fin type heat exchange according to claim 1, wherein the fins within a range of 100 mm from the fluid inlet end of the high temperature side fluid passage to the outlet side are removed over the entire width in the passage width direction. vessel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1990102723U JPH0729412Y2 (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Plate fin type heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1990102723U JPH0729412Y2 (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Plate fin type heat exchanger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0463965U JPH0463965U (en) | 1992-06-01 |
JPH0729412Y2 true JPH0729412Y2 (en) | 1995-07-05 |
Family
ID=31847215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1990102723U Expired - Lifetime JPH0729412Y2 (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Plate fin type heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0729412Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005265312A (en) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Calsonic Kansei Corp | Laminate type heat-exchanger |
JP5130676B2 (en) * | 2006-08-15 | 2013-01-30 | 東京電力株式会社 | Steam generation system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61175780U (en) * | 1985-04-17 | 1986-11-01 | ||
JPS6380483U (en) * | 1986-11-07 | 1988-05-27 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP1990102723U patent/JPH0729412Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0463965U (en) | 1992-06-01 |
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