JPH0882496A - 積層形熱交換器 - Google Patents
積層形熱交換器Info
- Publication number
- JPH0882496A JPH0882496A JP21693194A JP21693194A JPH0882496A JP H0882496 A JPH0882496 A JP H0882496A JP 21693194 A JP21693194 A JP 21693194A JP 21693194 A JP21693194 A JP 21693194A JP H0882496 A JPH0882496 A JP H0882496A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- inner cylinder
- laminated
- load
- liquid
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F28D9/0031—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 paired plates touching each other
- F28D9/0043—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 paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2225/00—Reinforcing means
- F28F2225/08—Reinforcing means for header boxes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】外筒１と内筒２とを接続するノズル３で、内筒
２の第一枚目の板と第二枚目の板の間に、あるいはさら
に第二枚目の板と第三枚目の板の間に、補強リング４を
挿入すること。 【効果】補強リングは圧縮荷重に対して隣接する板の間
の接触を保ち、引張り荷重と剪断荷重に対しては滑りに
よって逃げるような機能を発揮，熱媒体の圧力と熱によ
って発生する熱交換器の応力を低減し、強度の向上に寄
与する。
２の第一枚目の板と第二枚目の板の間に、あるいはさら
に第二枚目の板と第三枚目の板の間に、補強リング４を
挿入すること。 【効果】補強リングは圧縮荷重に対して隣接する板の間
の接触を保ち、引張り荷重と剪断荷重に対しては滑りに
よって逃げるような機能を発揮，熱媒体の圧力と熱によ
って発生する熱交換器の応力を低減し、強度の向上に寄
与する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸収式冷凍機のよう
に、熱交換に預かる熱媒体の内一つが常に負圧（大気圧
より低い圧力）であるような機械の熱交換器において、
最も効果が大きい。しかし、その他の積層式熱交換器で
も、その給排管の接続部に応用することが可能である。
に、熱交換に預かる熱媒体の内一つが常に負圧（大気圧
より低い圧力）であるような機械の熱交換器において、
最も効果が大きい。しかし、その他の積層式熱交換器で
も、その給排管の接続部に応用することが可能である。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術では、図１に示すように、二
つの熱媒体の内、圧力の高い方の流体（Ｂ液）と、低い
方の流体（Ａ液）が相互に流れるように積層された熱交
換器の本体１（以下内筒という）が、Ｂ液を充満した外
筒２の中に収納されており、Ａ液はノズル３を介して内
筒に供給されるようになっており、内筒と外筒とはノズ
ルを介して直接接続されていた。
つの熱媒体の内、圧力の高い方の流体（Ｂ液）と、低い
方の流体（Ａ液）が相互に流れるように積層された熱交
換器の本体１（以下内筒という）が、Ｂ液を充満した外
筒２の中に収納されており、Ａ液はノズル３を介して内
筒に供給されるようになっており、内筒と外筒とはノズ
ルを介して直接接続されていた。
【０００３】あるいは、内筒と外筒との間にフレキシブ
ル・カプリングとかダイヤフラム・カップリングをとり
つけて接続されていた。
ル・カプリングとかダイヤフラム・カップリングをとり
つけて接続されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、内筒の
ノズル部に下記の理由により、高い応力が発生し、強度
上の問題となっていた。
ノズル部に下記の理由により、高い応力が発生し、強度
上の問題となっていた。
【０００５】（１）Ａ液とＢ液の圧力の差によって生じ
る荷重。
る荷重。
【０００６】（２）Ｂ液の圧力によって生じる外筒の変
形を内筒が拘束することによって生じる拘束荷重。
形を内筒が拘束することによって生じる拘束荷重。
【０００７】（３）内筒と外筒の温度差によって生じる
熱荷重。
熱荷重。
【０００８】これらの荷重は内筒を構成している多数の
積層板の第一枚目の板によって支えられることになる。
積層板の第一枚目の板によって支えられることになる。
【０００９】かつ、ノズルはこの第一枚目の板の通路部
の内縁に接続されており、かつ、通路部の周辺の積層板
は隣接する積層板とは接触せず、少し離れた部分から接
触が始まる（凹凸部が互いに接触し合う）ようになって
いるから、この通路部の周辺のノズルと積層板の接続線
と隣接する積層板との接触が始まる位置までの部分は、
内外周部が支持されたリング状の板として機能すること
になる。
の内縁に接続されており、かつ、通路部の周辺の積層板
は隣接する積層板とは接触せず、少し離れた部分から接
触が始まる（凹凸部が互いに接触し合う）ようになって
いるから、この通路部の周辺のノズルと積層板の接続線
と隣接する積層板との接触が始まる位置までの部分は、
内外周部が支持されたリング状の板として機能すること
になる。
【００１０】さらに、凹凸を有する積層板が異方性をも
っているため、多くの場合、ノズルの孔の周辺で、変形
と応力は軸対象的な分布とはならず、何れかの方向に偏
った分布をするのが普通である。
っているため、多くの場合、ノズルの孔の周辺で、変形
と応力は軸対象的な分布とはならず、何れかの方向に偏
った分布をするのが普通である。
【００１１】これらの理由によって、前述の３種の荷重
による応力が大きくなっていた。
による応力が大きくなっていた。
【００１２】本発明の目的は、ノズル部の応力を低減
し、ノズル部の強度を向上させ、熱交換器の信頼性の向
上，軽量化，原価低減を図ることを課題とした。
し、ノズル部の強度を向上させ、熱交換器の信頼性の向
上，軽量化，原価低減を図ることを課題とした。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明では、内筒に熱交
換すべき媒体を外部から導入及び排出するために取付け
られているノズルと内筒を構成する積層板の第一枚目と
の接合部で、その接合線となる円周に沿って第二枚目の
積層板との間にリング状の補強部材を挿入する。
換すべき媒体を外部から導入及び排出するために取付け
られているノズルと内筒を構成する積層板の第一枚目と
の接合部で、その接合線となる円周に沿って第二枚目の
積層板との間にリング状の補強部材を挿入する。
【００１４】このリング状の補強材の上面は第一枚目の
積層板に接触し、その下面は第二枚目の積層板に接触す
るような寸法に加工されている。
積層板に接触し、その下面は第二枚目の積層板に接触す
るような寸法に加工されている。
【００１５】かつ、このリング状の補強材の側面には多
数の孔が明けられており、熱媒体が通過することが可能
であるようになっている。
数の孔が明けられており、熱媒体が通過することが可能
であるようになっている。
【００１６】
【作用】前項で述べた補強リングは、熱交換器のなかで
強度上最も過酷な部位である内筒とノズルとの接続部で
の第一枚目の積層板と第二枚目の積層板とを圧縮荷重に
対しては接合させる効果をもち、剪断荷重に対して滑ら
せて逃げる効果を発揮する。
強度上最も過酷な部位である内筒とノズルとの接続部で
の第一枚目の積層板と第二枚目の積層板とを圧縮荷重に
対しては接合させる効果をもち、剪断荷重に対して滑ら
せて逃げる効果を発揮する。
【００１７】多数の積層板からなる内筒は、常にＢ液と
Ａ液との圧力差による圧縮荷重を受けているから、補強
リングは挿入するだけで、固定しなくても第一枚目の積
層板と第二枚目の積層板との間の接触を確保している。
Ａ液との圧力差による圧縮荷重を受けているから、補強
リングは挿入するだけで、固定しなくても第一枚目の積
層板と第二枚目の積層板との間の接触を確保している。
【００１８】これによって、Ａ液とＢ液の圧力の差によ
って生じる内筒の変形による荷重（これは常に圧縮荷重
である）に対して一枚目と二枚目の組み合わされた構造
で支えることになるから、応力を低減することが出来
る。
って生じる内筒の変形による荷重（これは常に圧縮荷重
である）に対して一枚目と二枚目の組み合わされた構造
で支えることになるから、応力を低減することが出来
る。
【００１９】さらに、二枚目と三枚目の間にも同様の補
強リングを挿入すれば、さらに効果を拡大することがで
きる。
強リングを挿入すれば、さらに効果を拡大することがで
きる。
【００２０】さて、この種の積層形熱交換器の積層板
は、加工上の理由によって、凹凸の模様が板に荷重の作
用する方向に対して、対象的にはなっておらず、多くの
場合、異方性をもっている。かつ、この異方性をもった
板を交互に繋ぎあわせて積層体を構成していることが多
い。
は、加工上の理由によって、凹凸の模様が板に荷重の作
用する方向に対して、対象的にはなっておらず、多くの
場合、異方性をもっている。かつ、この異方性をもった
板を交互に繋ぎあわせて積層体を構成していることが多
い。
【００２１】このような場合、一枚ずつで荷重を支える
と異方性によって大きい曲げ変形を生じたり、曲げ応力
を生じたりすることがある。これに対して、本発明の補
強リングを挿入することによって、逆方向の異方性をも
つ隣接する二枚の板が接合され、異方性が打ち消しあ
い、曲げの変形や応力を低減することができる。
と異方性によって大きい曲げ変形を生じたり、曲げ応力
を生じたりすることがある。これに対して、本発明の補
強リングを挿入することによって、逆方向の異方性をも
つ隣接する二枚の板が接合され、異方性が打ち消しあ
い、曲げの変形や応力を低減することができる。
【００２２】次に、Ｂ液の圧力によって生じる外筒の変
形を内筒が拘束することによって生じる拘束荷重と内筒
と外筒の温度差によって生じる熱荷重とは、変位によっ
て規制されるような性質の応力であり、内筒の剛性の強
化は逆効果をもたらすことになる。このときは内筒の第
一枚目の板はむしろ単独で変形した方が有利である。Ｂ
液の圧力によって生じる外筒の変形を内筒が拘束するこ
とによって生じる拘束荷重は常に内筒と外筒とを引き離
そうする方向に作用しているから、もし、この荷重によ
る外筒の変形が初期のＡ液とＢ液との圧力の差による内
筒の変形より大きくなると、補強リングは第一枚目の板
と第二枚目の板との接触をなくし、第一枚目の板単独で
の機能を示すことになる。内筒と外筒の温度差によって
生じる熱荷重については、熱荷重のもとになる熱変形の
伸び差が、積層板に対して、平行方向であるから、本発
明の補強リングは平行方向には固定されていないため、
容易に滑りをおこし、荷重を低減することが出来る。
形を内筒が拘束することによって生じる拘束荷重と内筒
と外筒の温度差によって生じる熱荷重とは、変位によっ
て規制されるような性質の応力であり、内筒の剛性の強
化は逆効果をもたらすことになる。このときは内筒の第
一枚目の板はむしろ単独で変形した方が有利である。Ｂ
液の圧力によって生じる外筒の変形を内筒が拘束するこ
とによって生じる拘束荷重は常に内筒と外筒とを引き離
そうする方向に作用しているから、もし、この荷重によ
る外筒の変形が初期のＡ液とＢ液との圧力の差による内
筒の変形より大きくなると、補強リングは第一枚目の板
と第二枚目の板との接触をなくし、第一枚目の板単独で
の機能を示すことになる。内筒と外筒の温度差によって
生じる熱荷重については、熱荷重のもとになる熱変形の
伸び差が、積層板に対して、平行方向であるから、本発
明の補強リングは平行方向には固定されていないため、
容易に滑りをおこし、荷重を低減することが出来る。
【００２３】
【実施例】図２に本発明の実施例を示す。
【００２４】図２で、内筒１，外筒２，ノズル３よりな
る積層形熱交換器で、内筒の第一枚目の板と第二枚目の
板との間に補強リング４が設置されている。
る積層形熱交換器で、内筒の第一枚目の板と第二枚目の
板との間に補強リング４が設置されている。
【００２５】
【発明の効果】次に、本発明の効果について説明する。
図３で、Ｂ液（高圧側）の圧力が大気圧よりも低い場合
（溶液循環ポンプを運転していない状態）にはＡ液（低
圧側）との差圧によって、内筒は圧縮荷重を受け、第一
枚目と第二枚目とは接触を維持している。このため、Ｂ
液とＡ液とに差圧による荷重に対しては、内筒の剛性の
向上と異方性の低減による応力低減効果が得られる。
図３で、Ｂ液（高圧側）の圧力が大気圧よりも低い場合
（溶液循環ポンプを運転していない状態）にはＡ液（低
圧側）との差圧によって、内筒は圧縮荷重を受け、第一
枚目と第二枚目とは接触を維持している。このため、Ｂ
液とＡ液とに差圧による荷重に対しては、内筒の剛性の
向上と異方性の低減による応力低減効果が得られる。
【００２６】次にＢ液の圧力が大気圧よりも高い場合
(溶液循環ポンプを運転している状態)には、外筒は膨ら
むような変形をし、これによって内筒は個々の板が引き
離される方向の荷重を受ける、この場合、補強リングは
第一枚目の板と第二枚目の板との接触をなくし、一枚目
の板が外筒の変形に追従して変形することになる。この
場合は、剛性の低い方が有利である。
(溶液循環ポンプを運転している状態)には、外筒は膨ら
むような変形をし、これによって内筒は個々の板が引き
離される方向の荷重を受ける、この場合、補強リングは
第一枚目の板と第二枚目の板との接触をなくし、一枚目
の板が外筒の変形に追従して変形することになる。この
場合は、剛性の低い方が有利である。
【００２７】さらに、内筒と外筒の温度差によって生じ
る熱荷重については、熱荷重のもとになる熱変形の伸び
差が、積層板に対して、平行方向であるから、本発明の
補強リングは平行方向には固定されていないことから、
容易に滑りをおこし、荷重を低減することが出来る。
る熱荷重については、熱荷重のもとになる熱変形の伸び
差が、積層板に対して、平行方向であるから、本発明の
補強リングは平行方向には固定されていないことから、
容易に滑りをおこし、荷重を低減することが出来る。
【図１】従来技術を示す断面図。
【図２】本発明の実施例を示す断面図。
１…外筒、２…内筒、３…ノズル、４…補強リング。
Claims (1)
- 【請求項１】多数の分布する凹凸を有する断面を持つ薄
板を複数枚積層し、その間に生じる間隙に流体を通じ、
前記薄板を通じて相互に熱交換を行う積層形熱交換器に
おいて、前記薄板を複数枚積層して出来た熱交換器の内
筒を２種類の熱媒体の内で圧力の高い方の流体を充満し
た外筒の中に収納し，外部より熱交換器の本体に流体を
供給または排出する配管を熱交換器本体及び外筒の容器
に接続するノズル部において、熱交換器本体の第一枚目
の積層板と、第二枚目の積層板との間の通路部の縁にリ
ング状の補強部材を設置し、当該部分の応力を低減した
ことを特徴とする積層形熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21693194A JPH0882496A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 積層形熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21693194A JPH0882496A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 積層形熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0882496A true JPH0882496A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16696176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21693194A Pending JPH0882496A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 積層形熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0882496A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2336698A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-06-22 | Delphi Technologies, Inc. | Plate-type heat exchanger with reinforcement insert piece |
| US10048021B2 (en) | 2011-06-30 | 2018-08-14 | Alfa Laval Corporate Ab | Reinforcement arrangement for a module of heat transfer plates in a plate heat exchanger |
| CN112781426A (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | 丹佛斯有限公司 | 用于板式换热器的换热板和板式换热器 |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP21693194A patent/JPH0882496A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2336698A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-06-22 | Delphi Technologies, Inc. | Plate-type heat exchanger with reinforcement insert piece |
| US10048021B2 (en) | 2011-06-30 | 2018-08-14 | Alfa Laval Corporate Ab | Reinforcement arrangement for a module of heat transfer plates in a plate heat exchanger |
| CN112781426A (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | 丹佛斯有限公司 | 用于板式换热器的换热板和板式换热器 |
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