JPS599496A - Single body plate in which inside for plate-fin type heat exchanger is changed into manifold - Google Patents

Single body plate in which inside for plate-fin type heat exchanger is changed into manifold

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JPS599496A
JPS599496A JP11055182A JP11055182A JPS599496A JP S599496 A JPS599496 A JP S599496A JP 11055182 A JP11055182 A JP 11055182A JP 11055182 A JP11055182 A JP 11055182A JP S599496 A JPS599496 A JP S599496A
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plate
manifold
heat exchanger
fin
adjacent
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプレート・フィン型熱交換器に関するものであ
って、更に詳細には、向流又は並流を使用したプレート
・フィン型熱交換器用の単体面開放プレートに関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a plate and fin heat exchanger, and more particularly to a single face open plate for a plate and fin heat exchanger using countercurrent or cocurrent flow. It is.

プレート・フィン型熱交換器は、主にチャンネル−リブ
構成を有している。この場合に、向流流れを得ることが
できるが、入口及び出口に於いて流体を分離せねばなら
ないプレート積重体をマニフォ゛−ルド構成(多岐構成
)とすることは極めて困難である。交差流熱交換器をマ
ニフォールド構成とすることは比較的簡単であり、従っ
てそれは向流システムよりも低効率であり且つ種々の熱
及び機械的応力を発生さ川るにもかかわらず一層広範に
使用されている。
Plate-fin heat exchangers primarily have a channel-rib configuration. Although countercurrent flow can be obtained in this case, it is extremely difficult to provide a manifolded configuration of the plate stack where fluids must be separated at the inlet and outlet. The manifold configuration of a cross-flow heat exchanger is relatively simple, and therefore it is more widely used, although it is less efficient and generates different thermal and mechanical stresses than counter-flow systems. has been done.

米国特許第3,305,010号(Campbell 
 et  al )は、向流型熱交換器をマ二フA−ル
ド構成とする場合の問題を解決することを試みた1つの
向流システムを開示している。この特許に開示されCい
る熱交換器は、積み重ねられたプレートとフィン要素と
を有しており、且つ両端から異なった温度の流体を導入
する為の複雑なマニフオールド手段を有している。しか
しながら、このCambθ11の特許は、プレート及び
フィンの両方の機能を有するプレートを開示しておらず
、且つプレートの平面内に於いてプレー1−を内部的に
マニフォールド構成とする手段を開示するものではない
U.S. Patent No. 3,305,010 (Campbell
et al) disclose one countercurrent system that attempts to solve the problems of implementing a countercurrent heat exchanger in a manifold configuration. The heat exchanger disclosed in this patent has stacked plate and fin elements and complex manifold means for introducing fluids at different temperatures from both ends. However, this Cambθ11 patent does not disclose a plate having both the functions of a plate and a fin, and does not disclose a means for internally manifolding the play 1- in the plane of the plate. do not have.

別の向流システムを第1図に示してあり、これはフロリ
ダ州マイアミに於いて1978年2月に開催された第5
回0TEC会議のプロシーデイングズVI  288−
320頁に記載されているAlfa −Lavalのも
のである。このA lfa −1aval概念は、主に
、1組の薄い金属プレートと、フレームと各部品を一体
的に保持する手段とから構成されている。これらのプレ
ー1〜は水平担持棒の上部と下部との間に保持され、且
つ定着ボルト及び可動圧カプレートによって固定のフレ
ームプレートに対し圧接されるものである。フレームプ
レートには入口接続体及び出口接続体へのノズルが設け
られている。各プレートはガスケットでその周辺部が密
封され、且つプレス成形された溝に固着される。
Another countercurrent system is shown in Figure 1, which was used at the 5th International Conference held in February 1978 in Miami, Florida.
Proceedings of the 0TEC Conference VI 288-
Alfa-Laval, described on page 320. The Alfa-1aval concept consists primarily of a set of thin metal plates, a frame and means for holding the parts together. These plates 1 to 1 are held between the upper and lower parts of a horizontal support rod and are pressed against a fixed frame plate by fixing bolts and a movable pressure plate. The frame plate is provided with nozzles to the inlet and outlet connections. Each plate is sealed around its periphery with a gasket and secured in a press-formed groove.

プレートの角部の各々に設けられた流れ用の開口には個
々的にガスケツ1〜が設けられており、従ってプレート
間の空間を交互の流れチャンネルからなる2つの系統に
分割している。これらのチャンネル系統を介して、2つ
の媒体が通過され、前記薄いプレートを介しての熱伝導
により高温媒体が低温媒体へ熱を供給する。この様なガ
スケットを設けた構成とすることにより媒体間の相互の
洩れの発生の危険性を取除いている。このAlfa −
Lava I概念の基本的要素であるプレートはプレス
成形により形成された波型パターンを有している。
The flow openings in each corner of the plates are individually provided with gaskets 1~, thus dividing the space between the plates into two systems of alternating flow channels. Two media are passed through these channel systems, the hot medium supplying heat to the cold medium by heat conduction through the thin plates. By providing such a configuration with a gasket, the risk of mutual leakage between media is eliminated. This Alfa-
The basic element of the Lava I concept is the plate, which has a corrugated pattern formed by pressing.

これらの波型は無数のプレートパターンの形状に構成す
ることが可能である。しかしながら、圧力降下と対流熱
伝達特性との間の注意深い損益分岐を考慮することによ
って特定のパターンが決定される。
These corrugations can be configured into a myriad of plate pattern shapes. However, the particular pattern is determined by careful break-even considerations between pressure drop and convective heat transfer characteristics.

A lfa −L avalのシステムに於けるガスケ
ットはプレートのプレス成形された溝に固着されるもの
であり、且つ天然ゴム、ニトリル、ブチル、ネオプレン
、ビトン等の様なエラストマーで通常構成されるもので
ある。この場合のガスケットの物質選定は使用条件に依
存するものであるが、その上限は約360psiであり
約400下である。
The gasket in the Alfa-Laval system is secured to a press-formed groove in the plate and is typically constructed of an elastomer such as natural rubber, nitrile, butyl, neoprene, Viton, etc. be. The material selection for the gasket in this case depends on the conditions of use, but the upper limit is about 360 psi, which is about 400 psi.

本発明は上述した如きA Ifa −Lavalのもの
とは著しく異なるものであり、その幾つかの例を挙げる
と、(1) A ll’a −Laval方式ではガス
ケットを必要としており、それにより操作圧力及び温度
が制限される、(2) A lfa −Laval方式
では接触フィンが設(プられておらずまたプレート底部
は基本的に平坦ではないので、最適な熱伝達係数を得る
ために必要なプレート間の接触を得ることができない、
(3) A Ira −Laval方式の入口部及び出
口部は反対端に設けられているがプレートの同じ側に設
けられているので、プレートを横切って流れる流れの分
布状態が良くなく且つ熱伝達効率が悪い、(4) A 
Ifa −Laval方式に於イテはプレートの面を横
切って流入する流れを駆動する手段が設けられておらず
、従ってその本質的な効率の悪さを補正することが不可
能である。更に、上述した先行技術は、本発明の環状プ
レート構成体及びプレートセグメントを何等示唆するも
のではない。
The present invention is significantly different from the A Ifa-Laval system described above, to name a few examples: (1) The All'a-Laval system requires a gasket, which reduces the operating pressure. (2) Since contact fins are not provided in the Alfa-Laval system and the bottom of the plate is essentially not flat, the plate height required to obtain the optimum heat transfer coefficient is limited. unable to obtain contact between
(3) A: Since the inlet and outlet of the Ira-Laval system are located at opposite ends but on the same side of the plate, the distribution of the flow across the plate is poor and the heat transfer efficiency is poor. (4) A
In the Ifa-Laval system, no means are provided to drive the flow across the face of the plate, and therefore it is impossible to compensate for its inherent inefficiency. Further, the prior art described above does not suggest anything about the annular plate arrangement and plate segments of the present invention.

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、プレ
ート・フィン型熱交換器に使用する内部的にマニフォー
ルド構成とした単体の面開放フィンプレートを提供する
ことを目的とする。内部的にマニフオールド構成とした
面開放型の単体フィンプレートは、内部マニフオールド
手段に隣接する側部開口を有しており、該マニフオール
ド手段は複数個のチャンネルに対し横断方向に設けられ
ており、月つ各チャンネルは端部ボートに隣接している
。複数個の前記内部的にマニフオールド構成とした面開
放型Ii体フィンプレートを交互に対向させて積み重ね
ることが可能である。この内部的にマニフォールド構成
としたプレート積重体を外部マニフオールドと結合させ
て、効率の良い低価格の向流型熱交換器を構成すること
が可能である。内部をマニフオールド構成とした面間放
型単体プレートの別の実施例に於いては一体的補助人ロ
マニフオールド及び出ロマニフォールドを有しており、
この様な構成とすることにより別体の外部マニフォール
ドを設けることの必要性を取除いている。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a single face-open fin plate having an internal manifold structure for use in a plate-fin type heat exchanger. An open-faced unitary fin plate having an internal manifold configuration has a side opening adjacent an internal manifold means, the manifold means being disposed transversely to the plurality of channels. The end of each channel is adjacent to the boat. It is possible to stack a plurality of face-open type Ii-body fin plates having an internal manifold structure in alternating opposition. This internally manifolded plate stack can be combined with an external manifold to form an efficient, low cost, countercurrent heat exchanger. Another embodiment of the surface-to-plane single plate with an internal manifold configuration has an integral auxiliary Roman manifold and an output Roman manifold,
This arrangement eliminates the need for a separate external manifold.

本発明の目的とするところは、プレート・フィン型熱交
換器に使用する内部をマニフオールド構成としたフィン
プレートを提供することである。
An object of the present invention is to provide a fin plate with a manifold structure inside for use in a plate-fin type heat exchanger.

本発明の別の目的とするところは、プレート・フィン型
熱交換器に使用する内部をマニフォールド構成とした単
体のフィンプレートを提供することである。本発明の更
に別の目的とするところは、単一の金型から製造するこ
との可能な熱交換器用プレートを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a single fin plate with a manifold internal structure for use in a plate-fin type heat exchanger. Yet another object of the invention is to provide a heat exchanger plate that can be manufactured from a single mold.

本発明の更に別の目的とするところは、高効率の向流型
又は並流型プレーl〜・フィン熱交換器を提供すること
である。本発明の更に別の目的とするところは、特に流
体流路の長さを増加リーベく構成した内部マニフォール
ドへ流体を供給する外部乃至は補助マニフォールドを設
けることにょっ−C高効率とした点である。本発明の更
に別の目的とするところは、単にプレー1−を逆転させ
同様の1組のプレートを接着(拡散接合、婿付、溶接等
)乃至はボルト締着することによって低価格の組立体を
提供することである。本発明の別の目的とするところは
、プレート間の接触及び表面積を増加させることによっ
て熱伝達を向トさせることが可能な複数個のフィン形状
を組込んだ面間放型フィンプレートを提供することであ
る。本発明の更に別の目的とするところは、簡単化した
補助的マニフォールドを有する熱交換器を提供すること
である。本発明の更に別の目的とするところは、内部を
マニフオールド構成としたプレー1−積重体用の簡単な
マニノオールド手段を提供することである。本発明の更
に別の目的とするところは、低価格であり且つ効率の良
い向流型又は並流型熱交換器を提供することである。本
発明の更に別の目的とするところは、機械的な及び熱的
な応力を比較的受けることのないプレートを有する熱交
換器を提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a highly efficient countercurrent or cocurrent plate l-fin heat exchanger. A further object of the present invention is to increase efficiency by providing an external or auxiliary manifold for supplying fluid to the internal manifold, which is constructed in such a way that the length of the fluid flow path is increased. be. Yet another object of the present invention is to create a low-cost assembly by simply reversing the plate 1- and bonding (diffusion bonding, welding, welding, etc.) or bolting a similar set of plates. The goal is to provide the following. Another object of the present invention is to provide a face-to-face fin plate incorporating a plurality of fin geometries capable of increasing heat transfer by increasing plate-to-plate contact and surface area. That's true. Yet another object of the invention is to provide a heat exchanger with a simplified auxiliary manifold. It is a further object of the present invention to provide a simple manifolding means for a play 1 stack having an internal manifold configuration. Yet another object of the present invention is to provide a countercurrent or cocurrent heat exchanger that is inexpensive and efficient. Yet another object of the invention is to provide a heat exchanger having plates that are relatively free from mechanical and thermal stresses.

本発明の更に別の目的とするところは、HliIliに
製造可能な熱交換器を提供することである。
Yet another object of the invention is to provide a heat exchanger that can be manufactured in HliIli.

以下、添付の図面を参考に本発明の具体的実施の態様に
ついて詳細に説明する。本発明に基づき、プレート・フ
ィン型熱交換器に使用する内部をマニフオールド構成(
多岐構成)としたフィンプレートが提供される。プレー
ト10は単体構成とすることが望ましいが、複数個の構
成部品を結合させて単一のプレートとすることも可能で
ある。第2a図、第2b図、第2C図に示した如く、基
本的な単体のフィンプレート10は開放面12と、フィ
ンプレート10の上端17を介して横断方向に配設され
た側部開口14.14を有している。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Based on the present invention, the interior of the plate-fin type heat exchanger has a manifold configuration (
A fin plate with a variety of configurations is provided. Although the plate 10 is preferably constructed as a single unit, it is also possible to combine a plurality of components into a single plate. As shown in FIGS. 2a, 2b, and 2c, the basic unitary fin plate 10 has an open surface 12 and a side opening 14 disposed transversely through the upper end 17 of the fin plate 10. .14.

側部開口14.14は、内部マニフオールド手段16と
一体的であり、それと隣接しており、且つそれによって
接続されでいる。閉塞端18は内部マニフオールド手段
16の後端に隣接すると共にそれの横方向に存在してい
る。フィン22によって形成されているチャンネル20
は、マニフオールド手段16の前端に隣接すると共にそ
れの横断方向に延在しており、流体の流れを端部開口2
4に向かって方向付けている。底8I126は隣接づる
プレートのフィン22に接続する為の熱伝達表面を与え
ると共に流体を分離する手段及びプレート積重体に於け
るフィンプレート1oを密封的に接続する為の手段を与
えている。注意すべぎことは、このプレート積重体は高
圧力及び低圧力状態に対して使用することが可能であり
、内部的な洩れ流路は余り重要ではないということであ
る。プレートカバー15は図示した如く固体物とするこ
とも可能であり、一方単に別の基本的なフィンプレー]
・10とづることも可能である。更に、第2b図は、マ
ニフォールドフィン28を示しているが、これらのフィ
ンは所望により設けることが可能なものである。しかし
ながら、これらのマニフォ−ルドフィン28はプレート
の支持力を増加させ、且つ熱伝達の為の付加的な手段を
与えることとなる。
The side openings 14.14 are integral with, adjacent to, and connected by the internal manifold means 16. A closed end 18 is adjacent to and lateral to the rear end of the internal manifold means 16. Channel 20 formed by fins 22
is adjacent to and extends transversely to the forward end of the manifold means 16 to direct fluid flow to the end opening 2.
It is oriented towards 4. The bottom 8I 126 provides a heat transfer surface for connecting the fins 22 of adjacent plates and provides a means for fluid separation and for sealingly connecting the fin plates 1o in a plate stack. It should be noted that this plate stack can be used for high and low pressure conditions, and internal leakage channels are less important. The plate cover 15 can also be a solid object as shown, or simply another basic fin plate]
・It is also possible to spell it as 10. Furthermore, although FIG. 2b shows manifold fins 28, these fins can be provided as desired. However, these manifold fins 28 increase the support of the plate and provide an additional means for heat transfer.

第2d図は、内部をマニフオールド構成とした複数個の
フィンプレート10で構成した内部をマニフオールド構
成としたプレート積重体30を示している。好適実施形
態に於いては、フィンプレートを交互に対向させて積み
重ねる。各実施例に関し注意すべきことは、フィン22
を垂直線上に整列させて示しであるが、第7b図に示す
如くこれらを千鳥状の配置と1+−ることも可能である
。また、好適実施例に於いては、これらのフィンプレー
トに対し同一のものを使用り゛るが、所望の熱力学的効
果を得る為に交互のフィンプレートに関する内部構成を
変化させることが可能である。好適実施形態に於いては
、交互のフィンプレートの側部開口14を介して第1流
体を内部マユフォールド16内に給送し、フィン22に
よって形成されたチャンネル20に沿って送給し、端部
開口24を介して流出させる。第1流体よりも高温又は
低温の第2流体を同様に次のフィンプレートの側部開口
14を介して導入させC向流流れを形成さげる。この様
な流れの方法と1゛ることか好適なものであるが、この
流れを逆流することも本発明の範囲内のものであり、即
ち流体を端部開口24を介し”C流入させ、チVンネル
20から内部マニフォールド16へ流動させて、側部開
口14から流出させることも可能ひある。また、一方の
流体を側部開口14を介しC導入すると共に使方の流体
を隣接するフィンプレートの端部開口24を介して導入
させることによって並流流れとすることも可能である。
FIG. 2d shows a plate stack 30 with a manifold structure inside, which is made up of a plurality of fin plates 10 with a manifold structure inside. In a preferred embodiment, the fin plates are stacked in alternating and opposing directions. What should be noted regarding each embodiment is that the fin 22
are shown aligned on a vertical line, but they can also be arranged in a staggered manner 1+- as shown in FIG. 7b. Also, although in the preferred embodiment the fin plates are identical, it is possible to vary the internal configuration of alternate fin plates to obtain the desired thermodynamic effect. be. In a preferred embodiment, the first fluid is routed into the internal eyebrow fold 16 through the side openings 14 of the alternating fin plates, along the channels 20 formed by the fins 22, and through the side openings 14 of the alternating fin plates. It flows out through the opening 24. A second fluid, either hotter or colder than the first fluid, is similarly introduced through the side openings 14 of the next fin plate to form a countercurrent flow. Although this method of flow is preferred, it is also within the scope of the invention to reverse this flow, i.e., to allow fluid to flow through the end opening 24 and It is also possible to flow from the channel 20 into the internal manifold 16 and out the side openings 14. Alternatively, one fluid can be introduced through the side openings 14 and the fluid being used can flow through the adjacent fins. Cocurrent flow is also possible by introducing through the end openings 24 of the plates.

注意すべぎことであるが、この第1流体及び第2流体は
同一のものでも異なったものでも良く、また熱力学的条
件に応じて2つ以上の流体を使用することも可能である
It should be noted that the first fluid and the second fluid can be the same or different, and more than one fluid can be used depending on thermodynamic conditions.

第3a図及び@3b図は、内部マニフオールド手段16
の2つの別の実施例を示している。このマニフオールド
手段16は角度33で決定されるテーパ形状を有するこ
とが可能である。第3a図に示した如く、内部マニフォ
ールド16は2つの−23− 側部開口14.14を有しており、テーパは流体が中間
点32に到達するに・従い狭くなっている。
Figures 3a and 3b show internal manifold means 16.
Two alternative embodiments are shown. This manifold means 16 may have a tapered shape determined by an angle 33. As shown in FIG. 3a, the internal manifold 16 has two -23- side openings 14.14, the taper becoming narrower as the fluid reaches the intermediate point 32.

中間点32に、所望により、障壁34を挿入することが
可能である。第3b図に示した実施例に於いては、内部
マニフォールド16は1個の側部開口14を有しており
、テーパはフィンプレートの全幅に渡って延在してJ3
す、それは閉塞側部23に到達するに従い狭くなってい
る。ここに於いては3種類の内部マニフォールド形状を
示しであるが、側部開口14からチャンネル20へ流体
を送給可能なその他の内部マニフォールド形状とするこ
とも可能である。
A barrier 34 can be inserted at the intermediate point 32, if desired. In the embodiment shown in FIG. 3b, the internal manifold 16 has one side opening 14 and the taper extends across the width of the fin plate so that
It narrows as it reaches the closed side 23. Although three internal manifold configurations are shown herein, other internal manifold configurations capable of delivering fluid to the channels 20 from the side openings 14 are possible.

第4a図、第4b図及び第4C図は、フィン22及びチ
ャンネル20に関する種々の形状を示している。第4a
図に於いて、フィン22とチャンネル20は基本的なフ
ィンプレート10の主チヤンネル20内にランダムに配
設されている。それと比較して、第4b図及び第4C図
に於けるフィン形状は整列し且つ間欠的なフィン形状を
示している。間欠的なフィンの列は第4b図に示した如
24− く交互に配置することも可能であり、また第40図に示
した如く整列して配置することも可能である。チャンネ
ルの表面は、特定の設計条件に従って滑かな表面とする
ことも可能でありまた粗い表面とすることも可能である
。また、如何なるフィン形状を使用した場合に於いても
、フィンとチャンネルとは構造的な一体性を向上すべく
構成され、且つ全体的な熱伝達特性を向上すべく構成さ
れるものである。更に、チャンネルは深さ方向及び幅方
向の両方に於いてテーパを持たせることが可能なもので
ある。
Figures 4a, 4b and 4c show various configurations for the fins 22 and channels 20. 4th a
In the figure, fins 22 and channels 20 are randomly disposed within the main channels 20 of the basic fin plate 10. As shown in FIG. In comparison, the fin shapes in Figures 4b and 4c exhibit aligned and intermittent fin shapes. The intermittent rows of fins can be alternately arranged as shown in FIG. 4b, or arranged in an array as shown in FIG. 40. The surfaces of the channels can be smooth or rough depending on the specific design requirements. Also, whatever fin configuration is used, the fins and channels are constructed to improve structural integrity and to improve overall heat transfer characteristics. Additionally, the channels can be tapered both in depth and width.

第5図には複数個のチャンネル及びフィンの形状を示し
である。最も一般的なチャンネル及びフィンの形状はチ
ャンネル20及びフィン22で示されたものである。し
かしながら、角部を丸くしたチャンネル36.U字形状
チャンネル38.■字形状チャンネル409台形状チャ
ンネル42等の様な異なった形状のチャンネル及びそれ
に対応する夫々のフィン形状を使用可能であることは勿
論である。本発明の重要な1特黴としては、チャンネル
とフィンとが一体となって熱伝達特性及び構造上の一体
性を向上させるものであるが、チャンネルそれ自身は面
開放型であり、従って製造が容易なものである。更に、
注意すべきことであるが、チャンネルそれ自身は滑かな
表面であっても粗い表面であっても良く、また波形状又
は流れ状態及び熱伝達特性を向上させることが可能なそ
の他の表面形状を用いることも可能である。
FIG. 5 shows the shapes of a plurality of channels and fins. The most common channel and fin configuration is that illustrated by channel 20 and fin 22. However, the channel 36 with rounded corners. U-shaped channel 38. It is of course possible to use channels of different shapes, such as the square-shaped channel 409, the trapezoidal channel 42, and the corresponding fin shapes. One important feature of the invention is that although the channels and fins work together to improve heat transfer properties and structural integrity, the channels themselves are open-faced and therefore easier to manufacture. It's easy. Furthermore,
It should be noted that the channels themselves may have smooth or rough surfaces, and may use corrugations or other surface shapes capable of improving flow conditions and heat transfer properties. It is also possible.

第6a図は、内部的且つ補助的にマニフォールド構成と
した面開放型フィンプレート62の平面を示している。
Figure 6a shows a plan view of an open-faced fin plate 62 which is internally and sub-manifold configured.

フィンプレート62は基本的にはフィンプレート10と
同一であるが、フィンプレート62は、更に、閉塞端外
部マニフォールド64と、開放端外部マニフオールド6
6と、二対の側部マニフA−ルド68.70とを有して
いる。
Fin plate 62 is essentially the same as fin plate 10, but fin plate 62 further includes a closed end external manifold 64 and an open end external manifold 6.
6 and two pairs of side manifolds 68.70.

側部マニフォールドの6対は、側部入ロマニフオールド
68と、対角線上に位置された側部閉塞マニフオールド
70とを有している。外部マニフオールドの全ては、一
体向であり、且つフィンプレート10に隣接している。
The six pairs of side manifolds include side entry Roman manifolds 68 and diagonally positioned side closure manifolds 70. All of the external manifolds are unidirectional and adjacent to the fin plate 10.

外部マニフオールドは矩形形状を有するものとして示さ
れているが、フィンプレートから且つフィンプレートへ
流体を送給することが可能な任意の形状を使用可能であ
ることは勿論である。
Although the external manifold is shown as having a rectangular shape, it will be appreciated that any shape capable of delivering fluid to and from the fin plates can be used.

第6b図は、内部的に且つ内側にマニフォールドを構成
した面間放型のフィンプレート63の平面を示している
。プレート63は、基本的にはフィンプレート62と同
一であるが、フィンプレート63は、更に、閉塞端補助
マニフオールド64と、開放端補助マニフオールド66
と、二対の内側側部マニフA−ルド68.70と、一対
の内側入口部65とを有している。6対の内側側部マニ
フオールドは、側部入ロマニフオールド68と、対角線
上に位置された側部閉塞マニフオールド70とを有して
いる。
FIG. 6b shows a plan view of an open-face fin plate 63 internally and internally manifolded. The plate 63 is basically the same as the fin plate 62, but the fin plate 63 further includes a closed end auxiliary manifold 64 and an open end auxiliary manifold 66.
, two pairs of inner side manifolds 68 and 70, and a pair of inner inlets 65. The six pairs of inner side manifolds include side entry Roman manifolds 68 and diagonally positioned side closure manifolds 70.

第6C図は、大略67で示した如く内側にマニフオール
ドを形成したフィンプレートの別の実施例を示した斜視
図である。フィンプレート67は基本的にはフィンプレ
ート63と同じであるが、フィンプレート67は、内側
角入口部69と、一対の内側角マニフオールドとを有し
ており、6対は内側角入口部69に位置された内側角入
ロマニフォールド71と、入ロマニフォールド71と同
じ側であるがプレート67の反対端に位置された内側飛
出ロマニフオールド73とを有している。
FIG. 6C is a perspective view of another embodiment of a fin plate having a manifold formed therein, generally indicated at 67. Fin plate 67 is basically the same as fin plate 63, except that fin plate 67 has an inner corner inlet 69 and a pair of inner corner manifolds, six pairs of inner corner inlets 69. The plate 67 has an inner corner-in Roman manifold 71 located on the same side as the inner Roman manifold 71 but on the opposite end of the plate 67.

熱交換用の流体がフィンプレート67に流入すると、そ
の流体は開放マニフオールド71と入口部69とを通過
して流れ、更に内部流れガイド75を通過し、フィン7
9によって形成されたチャンネル77を通過し、また開
放端開口81を流れて、内側飛出ロマニフオールド73
を介して流出される。注意すべきことは、流れガイド7
5はマニフォールドフィン28と類似しており、マニフ
オールドの長さが増加すると共にマニフオールドのチャ
ンネル83の幅が増加しているということを除いては同
一の構造上及び熱力学的な目的を達成するものである。
As heat exchange fluid enters fin plate 67, it flows through open manifold 71 and inlet 69, then through internal flow guide 75 and through fin 7.
9 and flows through the open end opening 81 to form an inboard Romanifold 73.
It is leaked through. What you should be careful about is the flow guide 7.
5 are similar to manifold fins 28 and serve the same structural and thermodynamic purpose except that the width of the manifold channels 83 increases as the length of the manifold increases. It is something to do.

この様な構成とすることにより、プレート67の面全体
に渡って最適な流れ分布を与えることが可能である。
With such a configuration, it is possible to provide an optimal flow distribution over the entire surface of the plate 67.

フィンプレート67の全面に渡り最適な流れ分布を与え
ることが可能な流れガイド75の別の構成としては、第
6d図に7示した如く、流れガイド75をフィン79ど
一体的に接続させて個々のチャンネル77へ流体を供給
する様に構成した流れガイド75を使用するものである
。第6C図に示した1組の流れガイドの場合には、流れ
ガイド75の間の間隔83はフィン79及びチャンネル
77への長さが増加すると共に増加している。フィンプ
レート67の残りの2つの角の各々には1つずつ一対の
タブ・マニフオールド85及び87が設けられている。
Another configuration of the flow guide 75 that can provide an optimal flow distribution over the entire surface of the fin plate 67 is as shown in FIG. The flow guide 75 is configured to supply fluid to the channels 77 of the flow guide. In the case of the set of flow guides shown in FIG. 6C, the spacing 83 between flow guides 75 increases with increasing length to fins 79 and channels 77. A pair of tab manifolds 85 and 87 are provided, one at each of the remaining two corners of fin plate 67.

タブ・マニフオールド85及び87は、フィンプレート
が交互に対向して積み重ねられた場合にフィンプレート
67に対する必要な連続的流路を与える。
Tub manifolds 85 and 87 provide the necessary continuous flow path for fin plate 67 when the fin plates are stacked in alternating opposition.

第7a図及び第7b図と第8a図、第8b図及び第80
図は、内部をマニフオールド構成としたフィンプレー1
〜及びプレートを積み重ねた組立て体72を示している
。好適実施形態に於いては、フィンプレートを交互に対
向させて積み重ねる。
Figures 7a and 7b and Figures 8a, 8b and 80
The figure shows fin play 1 with a manifold configuration inside.
- and a stacked plate assembly 72 is shown. In a preferred embodiment, the fin plates are stacked in alternating and opposing directions.

第1流体を入口側部マニフオールド68へ給送し、そこ
で流体は側部開口14を通過し且つ内部マニフオールド
手段16を通過して、フィン22で形成されているチャ
ンネル20を通過すべく方向転換される。この第1流体
は、次いで、端部開口24から流出し、開放端補助マユ
フォールド66内へ流入する。補助マニフオールド66
から流出した第1流体は、次いで、任意の適宜の位置へ
給送される。第1流体よりも高温か又は低温の第2流体
が隣接するフィンプレートへ夫々の側部入ロマニフォー
ルド68を介して送給される。次いぐ、第1流体の流れ
と同様に、第2流体は入口開口14を介して内部マニフ
オールド16へ流動され、次いでチャンネル20及びフ
ィン22に沿って流される。そこから、第2流体は夫々
の開放端補助マニフオールド66へ流出され、そこから
適宜の位置へ送給される。閉塞端補助マニフオールド6
4と側部閉塞端マニフオールド70は交互のフィンプレ
ート間の連続的な2次マニフオールドを形成する為に使
用される。注意すべきことは、側部マニフォールド及び
端部マニフォールドは矩形形状を有するものとして示さ
れているが、所望の効果を得る為に任意の機能的形状と
することが可能である。更に、熱交換用の流体は液体又
は気体のどちらでも良く、又は液体と気体との混合流体
であっても良い。
A first fluid is fed to an inlet side manifold 68 where the fluid is directed to pass through side openings 14 and through internal manifold means 16 to pass through channels 20 formed by fins 22. be converted. This first fluid then exits the end opening 24 and flows into the open end auxiliary cocoon fold 66 . Auxiliary manifold 66
The first fluid exiting is then delivered to any suitable location. A second fluid, either hotter or colder than the first fluid, is delivered to adjacent fin plates through respective side-entry Roman manifolds 68. Similar to the flow of the first fluid, the second fluid is then flowed through the inlet opening 14 into the internal manifold 16 and then along the channels 20 and fins 22. From there, the second fluid exits into respective open-ended auxiliary manifolds 66, from where it is delivered to the appropriate location. Closed end auxiliary manifold 6
4 and side closed end manifolds 70 are used to form a continuous secondary manifold between alternating fin plates. It should be noted that although the side and end manifolds are shown as having a rectangular shape, they can have any functional shape to achieve the desired effect. Further, the heat exchange fluid may be either liquid or gas, or may be a mixed fluid of liquid and gas.

第9a図は内部をマニフオールド構成とした面開放型フ
ィンプレー1−の別の実施例を示したものである。フィ
ンプレート74と76は、横形状をしており、密封可能
なマニフオールドを介して結合されて環状構成体72を
形成している。注意すべきことは、最も好適な環状構成
体72は円形のものであるが、任意の規則的な偶数個の
側面を有する環状幾何学構成体とすることも可能であり
、任意の環状幾何学的構成体は本発明の範囲内に入るも
のである。代表的な環状構成体としては、正方形、六角
形、へ角形等がある。最も好適な形態に於いては、6個
の相互接続されるフィンプレートから構成されるもので
あるが、1個又はそれ以上のフィンプレート数に於いて
も同様に機能し得るものである。更に、幾つかのフィン
プレートは流体を送給することなく、単にスペーサ等と
して機能することも可能である。好適実施形態に於いて
は、環状構成体72は少なくとも1個の出口フィンプレ
ート74と入口フィンプレート76とを有している。動
作について説明すると、第1流体が側部入ロマニフォー
ルド82を介して流入し、側部開口84を通って、内部
マニフオールド手段86に沿って流れ、フィン90によ
って形成されたチャンネル88に沿って流れる。次いで
、第1流体は外側周辺部に於ける端部開口92から流出
し開放2次マニフオールド領域78へ流入するものであ
って、そこには任意の回収手段を設けることが可能であ
る。第1流体は、次いで、適宜の位置へ給送される。第
1流体よりも高温であるか又は低温の第2流体が隣接す
るフィンプレート76へ側部人ロマニフォールド94を
介して流入され、側部開口96を介し、且つ内部マニフ
ォールド98に沿って流れ、フィン102によって形成
されたチャンネル100に沿って流れる。そこから、第
2流体は内側周辺部に設けられた出口開口104を通っ
て流出し、夫々の開口端2次マニフオールド80へ流出
する。この特定の実施例に於いては、第9b図に示した
如(、向流流れを発生させる為の内部をマニフオールド
構成としたプレートの積重体C構成されている。この様
な流れは、フィンプレー1〜76の上にフィンプレート
74を交互に積み重ねることによって得ることが可能で
ある。熱交換器の所望の容量に応じて任意の数の環状構
成体72を積み重ねることが可能である。環状構成体の
積重体を完全なものとする為に、リング形状をしたカバ
ープレートを内部をマニフオールド構成とした環状プレ
ートの積重体の最上部の環状構成体に密封状に接合させ
る。注意すべきことは、このカバープレートは単に別の
熱伝達用環状構成体72どすることが可能であるという
ことである。次いで、熱伝達用流体をプレート・フィン
型熱交換器へ送給し且つ該熱交換器から送給させる為の
従来の手段を取付ける。第9C図は、フィンとチャンネ
ルとの近似的な相対的大きざを示した部分拡大図である
FIG. 9a shows another embodiment of the open-face type fin play 1- whose interior has a manifold structure. Fin plates 74 and 76 are transverse in shape and are joined via a sealable manifold to form annular structure 72 . It should be noted that while the most preferred annular structure 72 is circular, it can be any regular even-sided annular geometry; are within the scope of the present invention. Typical annular structures include squares, hexagons, hexagons, and the like. In the most preferred form, it is comprised of six interconnected fin plates, although one or more fin plates may function equally well. Additionally, some fin plates may not carry fluid and may simply function as spacers or the like. In a preferred embodiment, the annular structure 72 includes at least one outlet fin plate 74 and an inlet fin plate 76. In operation, a first fluid enters through the side-entry Roman manifold 82, flows through the side openings 84, along the internal manifold means 86, and along the channels 88 formed by the fins 90. flows. The first fluid then exits through an end opening 92 in the outer periphery and enters the open secondary manifold region 78, which may be provided with optional collection means. The first fluid is then delivered to the appropriate location. A second fluid that is hotter or colder than the first fluid is flown into the adjacent fin plate 76 through the side manifold 94 and flows through the side openings 96 and along the inner manifold 98; It flows along channels 100 formed by fins 102. From there, the second fluid exits through outlet openings 104 provided in the inner periphery and exits into respective open-ended secondary manifolds 80 . In this particular embodiment, a stack of plates C is constructed with an internal manifold configuration for generating countercurrent flow, as shown in FIG. 9b. It is possible to obtain by stacking the fin plates 74 alternately on top of the fin plates 1 to 76. It is possible to stack any number of annular structures 72 depending on the desired capacity of the heat exchanger. To complete the stack of annular structures, a ring-shaped cover plate is hermetically joined to the top annular structure of the stack of annular plates with an internal manifold configuration. What should be done is that this cover plate can simply be another heat transfer annular structure 72. The heat transfer fluid is then delivered to the plate and fin heat exchanger and the Conventional means for delivery from the heat exchanger are installed. Figure 9C is an enlarged partial view showing the approximate relative dimensions of the fins and channels.

好適実施形態に於いては、環状構成体72を複数個の環
状セグメントから構成する。一方、環状構成体を単体構
成とすることも可能であり、且つ1種類以上の流体を送
給すべく構成することも可能である。更に、特定の設計
パラメータが所望性を表わしている場合には、環状構成
体の積重体をその軸周りに回転すべく構成することも可
能である。
In a preferred embodiment, annular structure 72 is comprised of a plurality of annular segments. On the other hand, it is also possible for the annular structure to be a single unit, and it is also possible to configure it to deliver one or more types of fluid. Additionally, the stack of annular structures may be configured to rotate about its axis if certain design parameters indicate desirability.

第10a図は内部且つ内側をマニフオールド構成とした
面開放型フィンプレートの別の実施例を示している。注
意すべきことであるが、環状フィンプレート106は円
形形状をしているが、任意の規則的な環状幾何学形状を
したプレートとすることも可能であり、この様な場合も
本発明の範囲内に入るものである。環状構成体72はフ
ィンプレート106に類似しているが、環状構成体72
の場合には複数個のフィンプレートセグメントで構成さ
れていることに注意すべきである。一方、第10a図に
示したフィンプレートは単体の出口ブレートである。動
作について説明すると、第1流体が入口関口108を介
して流入し内部マニフオールド手段110に沿って流れ
る。そこから、第1流体はフィン114で形成されたチ
ャンネル112に沿って流れるべく方向転換される。こ
の第1流体は、次いで、外側周辺部に於ける端部開口1
16から流出し開放2次マニフオールド領域118へ流
出づる。内側開口120が出口フィンプレート106の
外側周辺部に位置されており、第2流体を次のプレー]
・へ送給する為の手段を与えている。第10b図は入口
フィンプレート122を示している。前記第1流体より
も高温又は低温の第2流体が開口120を介してフィン
プレート122内に送給される。そこから、第2流体は
マニフオールド124に沿って流れ、フィン128で形
成されICチャンネル126に沿って流れるべく方向転
換される。そこから、第2流体が内側周辺部に形成され
た出口開口130を介して流出し、夫々の開目端第2マ
ニフオールド領域132に流出1−る。内側開口108
がフィンプレート122の内側周辺部に位置されており
、第1流体を次のプレートへ送給する為の手段を与えて
いる。
FIG. 10a shows another embodiment of an open-face fin plate having a manifold structure inside and inside. It should be noted that although the annular fin plate 106 is circular in shape, it is possible that the annular fin plate 106 has any regular annular geometry and is within the scope of the present invention. It is something that goes inside. Annular formation 72 is similar to fin plate 106, but annular formation 72
It should be noted that in the case of , it is composed of several fin plate segments. On the other hand, the fin plate shown in Figure 10a is a single outlet plate. In operation, a first fluid enters through inlet gateway 108 and flows along internal manifold means 110 . From there, the first fluid is redirected to flow along channels 112 formed by fins 114. This first fluid then flows into the end opening 1 at the outer periphery.
16 and flows to open secondary manifold region 118. An inner opening 120 is located at the outer periphery of the outlet fin plate 106 for directing the second fluid to the next play]
・Provides the means to send supplies to FIG. 10b shows the inlet fin plate 122. FIG. A second fluid, which is hotter or colder than the first fluid, is delivered into the fin plate 122 through the opening 120. From there, the second fluid flows along manifold 124 and is redirected to flow along IC channels 126 formed by fins 128 . From there, the second fluid exits through outlet openings 130 formed in the inner periphery and into respective open-ended second manifold regions 132. Inner opening 108
are located at the inner periphery of the fin plate 122 and provide a means for delivering the first fluid to the next plate.

この特定の実施例に於いて、入口フィンプレート122
と出口フィンプレート106とを交互に積み重ねて所望
のプレート積立て体高さになるまで積み重ねることによ
って内部を、マニフォールド構成としたプレートで環状
形状の積重体を得ることが可能である。注意すべきこと
は、所望により、複数個の入口部及び出口部を各プレー
ト内に位置させることが可能であるということである。
In this particular embodiment, inlet fin plate 122
By alternately stacking the outlet fin plates 106 and the outlet fin plates 106 until a desired height of the plate stack is reached, it is possible to obtain an annular stack of plates having a manifold structure inside. It should be noted that multiple inlets and outlets can be located within each plate if desired.

プレート積重体を完成させる為に、リング形状をしたカ
バープレートを内部をマニフオールド構成とした環状プ
レート積重体の最上部プレートに密封状に接続させる。
To complete the plate stack, a ring-shaped cover plate is sealingly connected to the top plate of the annular plate stack with an internal manifold configuration.

注意すべきことは、このカバープレートを単に別の環状
プレートとすることも可能であり、又は別体の固体プレ
ートとすることも可能である。次いで熱伝達用の流体を
プレート・フィン型熱交換器へ給送し、且つ該熱交換器
から給送させる為の従来の任意の送給手段を取付けるこ
とが可能である。
It should be noted that this cover plate can be simply another annular plate, or it can also be a separate solid plate. Any conventional delivery means can then be fitted for delivering heat transfer fluid to and from the plate and fin heat exchanger.

最終的な使用目的及び所望の熱伝達率に応じて、種々の
プレート厚さ、チャンネル及びフィンの長さ及び幅の割
合、及び種々の熱導伝性物質を使用することが可能であ
る。例えば、金属、セラミックス、ポリマー等を使用す
ることが可能であるが、これらの物質に何等限定される
べきものではない。
Depending on the final use and desired heat transfer rate, different plate thicknesses, channel and fin length and width proportions, and different thermally conductive materials can be used. For example, metals, ceramics, polymers, etc. can be used, but the material is not limited to these materials in any way.

上述したごとき構成とすることにより、熱交換器の製造
を初めて自動化させることが可能となるものである。そ
うすることにより、管内蔵シェル及びプレート・フィン
型熱交換器と比較して、切削、蝋付、溶接、洩れ検査等
に必要とされる作業時間を減少することが可能である。
By adopting the configuration as described above, it becomes possible to automate the manufacturing of a heat exchanger for the first time. By doing so, it is possible to reduce the working time required for cutting, brazing, welding, leak testing, etc. compared to tube-built-in shell and plate-fin type heat exchangers.

更に、許容設計のスケーリングによつC広範囲の寸法6
物貿及び流体を使用することが可能である。以下に、従
来のものと比べIMPS (内部をマニフォールド構成
とした積重体)構成の熱効率の優秀性を概略説明する。
Furthermore, by scaling the allowable design, a wide range of dimensions 6
It is possible to use goods and fluids. The superiority of the thermal efficiency of the IMPS (stacked structure with internal manifold structure) structure compared to the conventional structure will be outlined below.

第8C図に示した構成によって与えられる基本的な技術
的利点としでは、基本的な向流熱交換器構成に於いC全
での操作表面が隣接表面と同じΔTでもつ’CIJJ作
Jることが可能であるということである。即ち、各流路
(低温又は高温)は両側に隣接する流路(高温又は゛低
温)を有し−Cいる。プレート10間の接合部11はプ
レートからプレートへの熱伝導を許容し、従ってA I
fa −L aval概念に於ける様な無接触結合に於
けるものと比べて著しく熱交換効率を向上させることが
可能である。
The basic technical advantage afforded by the configuration shown in Figure 8C is that in the basic countercurrent heat exchanger configuration the operating surfaces at all C have the same ΔT as the adjacent surfaces. This means that it is possible. That is, each channel (cold or hot) has adjacent channels (hot or "cold") on both sides. The joints 11 between the plates 10 allow heat conduction from plate to plate, thus A I
It is possible to significantly improve the heat exchange efficiency compared to that in contactless bonding such as in the fa-Laval concept.

本構成に於いては、冷却剤通路を調整して可変流路面積
を与えることが可能であり、その際に幅及び高さを適当
に変化させて壁及び支持部の厚さを変化させることが可
能である。基本的な熱交換工程に於いC1最良の熱交換
効率は純粋なI]i!Iij流れ工程の場合に得られる
。波形状や、突出部又は表面粗さ等による乱流がある場
合には圧力効果が生じ、全体的な熱伝達を実際的に減少
させる。熱交換器を小型化するということが基本的な要
請である場合には、ある程度の流れの圧力損失を犠牲に
して圧印加工、エツチング、ミリング等によってIMP
S構成に波型形状2表面粗さ、断続フィン等を取入れる
ことが可能である。単に加工方法を変えることにより異
なった溝寸法形状が得られるという効果も本構成の1特
徴である。
In this configuration, the coolant passages can be adjusted to provide a variable flow area by appropriately varying the width and height to vary the thickness of the walls and supports. is possible. In the basic heat exchange process, C1 best heat exchange efficiency is pure I]i! Iij flow process. If there is turbulence due to corrugations, protrusions or surface roughness, etc., pressure effects will occur which will actually reduce the overall heat transfer. If the basic requirement is to miniaturize the heat exchanger, IMP may be improved by coining, etching, milling, etc. at the expense of some flow pressure loss.
It is possible to incorporate wavy shape 2 surface roughness, interrupted fins, etc. into the S configuration. Another feature of this configuration is the ability to obtain different groove dimensions and shapes simply by changing the processing method.

添付の図面に示した如く、本発明の内部をマニフオール
ド構成とした特徴により、流れの入口損失を最小とし且
つ内部マニフオールド構成によってマ二フA−ルド部分
に於ける熱交換が可能であり、従って与えられた長さの
構成に於いて最高の効率を与えることが可能である。
As shown in the accompanying drawings, the internal manifold configuration feature of the present invention minimizes inlet flow losses and allows heat exchange in the manifold area due to the internal manifold configuration. , thus making it possible to provide the highest efficiency in a configuration of a given length.

通常の場合に於いて多よ、最良の熱効率は良好な向流を
与えることによって得ることが可能である。
In most cases, the best thermal efficiency can be obtained by providing good countercurrent flow.

第11図は並流と、交差流と向流の各場合の基本的な比
較を示している。十分な長さを与えた場合に、並流の場
合には効率が50%に近付いており、交差流の場合には
80%ひあり、向流の場合には90%にまで近付いてい
ることが分る。多くのフィン・プレート型熱交換器は交
差流型であるから、本発明で提案されているものはこの
ことのみによっても10乃至15%の効率が向上される
ことを意味している。
FIG. 11 shows a basic comparison of co-current, cross-flow, and counter-flow cases. Given a sufficient length, the efficiency approaches 50% for parallel flow, 80% for crossflow, and 90% for counterflow. I understand. Since many fin-and-plate heat exchangers are of the cross-flow type, this alone means that the efficiency of the one proposed in the present invention is increased by 10-15%.

しかしながら、IMPS設計に於いては交差流又は並流
とした場合にも取扱うことが可能なものであって、付加
的に交差向流流体及び流路を用いることも可能である。
However, the IMPS design can also handle cross-flow or co-current flow, and can additionally use cross-flow and counter-flow fluids and channels.

3種類の異なった熱交換器の例を第12a図。Figure 12a shows examples of three different types of heat exchangers.

第121)図及び第12c図に示しである。これら3つ
の構成例の全ては向流型のものであっ゛C1上述した如
く、最良の熱伝達効率を得ることが可能なものである。
This is shown in FIG. 121) and FIG. 12c. All of these three configurations are of the counter-current type, which allows the best heat transfer efficiency to be obtained, as described above.

第12a図に於いて、波型形状をした壁を有しており、
波形状の効果は乱流を付加することであって、それによ
り熱伝達を向上させるものであるが、単なる摩擦損失で
はなく流体力学的な水頭損失に基づく大きな圧力効果を
伴うものである。また、ia2M側表面と低温側表面と
の間に於いて表面配列と間隔が等しく整合されない限り
、圧力損失が生じ効率の恕い熱伝達が行なわれることと
なる。
In Figure 12a, it has a wave-shaped wall,
The effect of the waveform is to add turbulence, thereby improving heat transfer, but with large pressure effects due to hydrodynamic head losses rather than just frictional losses. Also, unless the surface alignment and spacing between the ia2M side surface and the cold side surface are matched equally, pressure loss will occur and inefficient heat transfer will occur.

更に、この場合の構成に於いては組立体内に於けるプレ
ート間の熱伝導は生じない。
Furthermore, in this configuration there is no heat transfer between the plates within the assembly.

第12b図に於いては、自流型のりブ付フィンプレート
が図示されている。この場合にはフィン表面を拡大する
ことの効果が得られるが、プレート間の熱伝導による効
果は得られない。更に、流路間の間隔はプレート間に於
いて低圧力差のみ維持可能なものであって、従って熱伝
達率はプレート毎に異なり、且つ与えられたプレート表
面積に於いても異なるものである。
In Figure 12b, a self-flowing grooved fin plate is shown. In this case, the effect of enlarging the fin surface can be obtained, but the effect of heat conduction between the plates cannot be obtained. Additionally, the spacing between the channels is such that only a low pressure difference can be maintained between the plates, so that the heat transfer coefficients vary from plate to plate and for a given plate surface area.

本発明によって提案されるプレート積重体構成は第12
0図に示してあり、この場合の熱交換器は最適の自流状
態を与えると共にフィン付構成としたことにより拡大表
面が得られており、且つ波型形状は存在しない(最小圧
力損失とすることが可能である)。更に、主要な利点と
しては、プレート積重体によって密着した熱的接合が与
えられており、その為に(殆ど)全ての場合に於いて熱
効率的改善を与えるものである。高さの高い流路の場合
であつC1熱伝達係数が物質の熱伝導率と平均特性高さ
との比に比べで小さい場合(即ち、Nsi ≦1.0)
、プレー1〜とプレートとが接触しでるということは、
2つの隣接するプレートの間のみならず直接熱的に接合
された箇所から遠く離れた他のプレートからも金属の良
好な熱伝導特性によって恩恵を被るということを意味し
ている。
The plate stack configuration proposed by the present invention is the 12th plate stack configuration proposed by the present invention.
The heat exchanger in this case provides an optimal self-flow condition and has a finned configuration, which provides an enlarged surface, and there is no corrugated shape (minimum pressure loss is required). is possible). Furthermore, a major advantage is that the plate stack provides a close thermal bond, which in (almost) all cases provides improved thermal efficiency. In the case of a high-height channel, when the C1 heat transfer coefficient is small compared to the ratio of the thermal conductivity of the material to the average characteristic height (i.e., Nsi ≦1.0)
, Play 1~ comes into contact with the plate, which means that
This means that one benefits from the good heat conduction properties of the metal not only between two adjacent plates, but also from other plates far away from the point of direct thermal bonding.

この様に、熱伝導特性を改善することが可能であるとい
う付加的な能力は、プレート積重体内に於ける3次元的
熱伝導から得られるものである。更に、本構成に於いて
良好な3次元的熱伝導特性が得られることにより熱応力
のピーク値を減少させ、且つ熱交換器内の表面温度のピ
ーク値を比例的に減少させるものである。
Thus, the additional ability to improve heat transfer properties results from three-dimensional heat transfer within the plate stack. Furthermore, by obtaining good three-dimensional heat conduction characteristics in this configuration, the peak value of thermal stress is reduced, and the peak value of the surface temperature within the heat exchanger is proportionally reduced.

プレートとプレートとの間を接触させることによる効果
は次式の向上比で表わすことが可能である。
The effect of contact between the plates can be expressed by the improvement ratio of the following equation.

尚、Kは物質の伝導率であり、h平均熱伝達係数であり
、Lはリブの幅であり、Wはチャンネル幅である。また
、S′は近似的に壁の厚さSにチャンネル高さの半分を
加えたものである。上式から理解される如く、δの値が
1.0より大きいということはプレートとプレートとの
間を接続させることによる効果を表わすものである。実
際上適切な幾何学形状を与えることにより10倍程度の
間でのδの値を得ることが可能である。このことは、熱
伝達係数を低く押えて圧力効果及び駆動力を節約ゼんと
づる場合に特に重要なことである。
Note that K is the conductivity of the material, h is the average heat transfer coefficient, L is the width of the rib, and W is the width of the channel. Also, S' is approximately the wall thickness S plus half the channel height. As understood from the above equation, the value of δ greater than 1.0 represents the effect of connecting the plates. In practice, by providing an appropriate geometry, it is possible to obtain values of δ that are about 10 times as large. This is particularly important when it is desired to keep the heat transfer coefficient low to save on pressure effects and driving forces.

第13図は各種の構成に対しS′と熱伝達係数との間の
関係を示している。最高の熱伝達率条件の場合を除いた
全での場合に、IMPSプレート積重体を使用すること
にJ:って実際的な厚さを得ることが可能であることが
分る。
FIG. 13 shows the relationship between S' and heat transfer coefficient for various configurations. It is found that in all but the highest heat transfer coefficient cases it is possible to obtain practical thicknesses of J: using IMPS plate stacks.

プレート間の単位表面積当たりのプレ−1〜積這体熱交
換器に対する全熱伝達率Q/Aは次式で(近似的に)表
わすことが可能である。
The total heat transfer coefficient Q/A per unit surface area between the plates for the plate-1 to stacked heat exchanger can be expressed (approximately) by the following equation.

上式を元にコンピュータ解析によって更に詳細な解析を
行なうことが可・能である。特定の駆動力に対し、高温
側と低温側の熱伝達係数(Hh及びHC)を特定した場
合に、壁の熱流束は幾何学的形状と物質選定とによって
最適化1“ることが可能である。
It is possible to perform a more detailed analysis by computer analysis based on the above equation. When the heat transfer coefficients (Hh and HC) on the hot and cold sides are specified for a specific driving force, the heat flux of the wall can be optimized by the geometry and material selection. be.

プレート積重体熱交換器によって伝達される熱と基準平
面壁構成(式(2)、管内蔵シェル)との比は次式の如
く表わされる。
The ratio of the heat transferred by the plate stack heat exchanger to the reference plane wall configuration (Equation (2), shell with built-in tubes) is expressed as follows.

低温(0)及び高m(h)熱伝達係数が略等しく、且つ
高伝導率(K)の壁である場合には、この比φは次式の
如くなる。
When the low temperature (0) and high m(h) heat transfer coefficients are approximately equal and the wall has high conductivity (K), this ratio φ is as follows.

(4) 但し Hh/Hc  =  1.0 K = ■ 次いで、低温側と高温側の幾何学形状が等しく、且つリ
ブの幅及びチャンネルの幅が狭い場合には、次式の如く
なる。
(4) However, Hh/Hc = 1.0 K = ■ Next, when the geometric shapes of the low temperature side and the high temperature side are the same, and the width of the rib and the width of the channel are narrow, the following equation is obtained.

従って以下の説明から明らかな如く、上式が理論的な熱
交換向上比の限界を与えるものである。
Therefore, as is clear from the following explanation, the above equation gives a theoretical limit to the heat exchange improvement ratio.

尚、穆々の場合の低温側及び高温側の熱伝達係数や種々
の場合の物質及び実際的な幾何学的形状に対しては、上
式(3)を使用するか又は正確なコンピュータ解析を行
なわねばならない。
In addition, for the heat transfer coefficients on the low-temperature side and high-temperature side in the case of Mumu, materials in various cases, and practical geometric shapes, use the above equation (3) or perform accurate computer analysis. Must be done.

プレート積重体とすることによって得ることの可能な最
大の理論的熱向上比を第14図から読取ることが可能で
ある。φの値は、例えば、高伝導率の物質(銅又は銀)
によって得られる向上の割合を表わし′Cいる。φ−1
,0の場合は、通常のく例えば管内蔵シェル)基準熱交
換器構成を表わしている。その他の限界を表わすものと
しては、理論的な最高線と(典型的な)製造限界線を表
わすものが付は加えられている。この図に示される如く
、同一の熱伝達係数(同じ駆動力)に対する典型的な構
成に於いて管内蔵シェル型の熱伝達係数の3乃至4倍の
値が典型的な値として得られている。同一のパワー損失
でもっである予測的な状況下に於いて基準の熱交換値よ
りも10倍以上のφの値を得ることが可能であると期待
される。
It is possible to read from FIG. 14 the maximum theoretical heat enhancement ratio that can be obtained by stacking the plates. The value of φ is, for example, a highly conductive material (copper or silver)
represents the percentage of improvement obtained by 'C'. φ-1
, 0 represents a standard heat exchanger configuration (for example, a shell with built-in tubes). Additional limits have been added to represent the theoretical maximum line and the (typical) production limit line. As shown in this figure, in a typical configuration for the same heat transfer coefficient (same driving force), a typical value is obtained that is 3 to 4 times the heat transfer coefficient of the tube built-in shell type. . It is expected that it is possible to obtain values of φ that are more than 10 times greater than the reference heat exchange value under certain predictive circumstances with the same power loss.

第15図はφの公称値が1.4、即ち管内蔵シェルの場
合よりも40%向上させた場合の復熱装置形状をプレー
ト積重体コンピュータ解析によって決定する場合の特定
例を示したものである。図示した如くプレート積重体構
成の場合には管内藏シェルの場合の値の50%へ必要と
される低温側熱伝達係数を減少させることが可能である
(元の駆動力の25%)。
Figure 15 shows a specific example in which the shape of the recuperator is determined by computer analysis of a plate stack when the nominal value of φ is 1.4, which is 40% better than the shell with built-in tubes. be. In the case of the plate stack configuration as shown, it is possible to reduce the required cold side heat transfer coefficient to 50% of the value for the tube-in-tube shell (25% of the original driving force).

熱伝導率が低い物質の場合には、第16図に示した如く
性能劣化が発生する。性能劣化係数里の値がO≦qt≦
0.1の範囲にある場合には、図示した如く性能劣化は
最小である。このことは、選択した物質を確保する為の
プレート積重体熱交換器の寸法決め及び厚さ値が積重体
に於ける最低の熱伝達係数(低温側又は高温側)と比べ
て満足のいくものであることを意味している。
In the case of a material with low thermal conductivity, performance deterioration occurs as shown in FIG. 16. The value of performance deterioration coefficient is O≦qt≦
In the range of 0.1, the performance degradation is minimal as shown. This ensures that the sizing and thickness values of the plate stack heat exchanger to ensure that the selected material is satisfactory compared to the lowest heat transfer coefficient (cold side or hot side) in the stack. It means that.

例えば低温側と高温側のプレート幾何学形状が同一であ
る場合には、幾つかの導出したパラメータを使用するこ
とが重要である(これらのパラメータは、また、形状が
同一でない場合にも導出することが可能である)。これ
らのパラメータは以下の如くである。
For example, it is important to use some derived parameters when the cold and hot side plate geometries are identical (these parameters can also be derived when the geometries are not identical). Is possible). These parameters are as follows.

単位  当たりの表 積 (6) 前部単位 積重たりの流れ (7) 単位体積当たりの重量 (8) 49− これらのパラメータは、熱交換効率、駆動力。Table product per unit (6) Front unit stacking flow (7) Weight per unit volume (8) 49- These parameters include heat exchange efficiency, driving force.

及び重量(価格)等を決定する場合に重要なものである
This is important when determining the weight (price), etc.

以上、本発明の具体的構成について詳細に説明したが、
本発明はこれら具体例に限定されるべきものではなく、
本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形が
可能であることは勿論である。
The specific configuration of the present invention has been explained in detail above, but
The present invention should not be limited to these specific examples,
Of course, various modifications can be made without departing from the technical scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来技術のA Ifa −L avalの波型
形状プレートを示した平面図、第2a図は内部をマニフ
オールド構成とした面開放型フィンプレートの構成を示
した分解斜視図、第2b図は内部をマニフオールド構成
とした面開放型のフィンプレートを示した平面図、第2
c図は内部をマニフォールド構成とした面解放型プレー
トの開放端側の側面図、第2d図は内部をマニフオール
ド構成とした面開放型プレート積重体の1部切欠き斜視
図、第3a図は内部をマニフオールド構成とした面開放
50− 型プレー1−の内部マニフオールドの1実施例を示した
説明図、第3b図は内部をマニフオールド構成とした面
開放型プレートの内部マニフオールドの別の実施例を示
した説明図、第4a図はフィン・チャンネル構成の別の
実施例を示した説明図、第4b図はフィン・チャンネル
構成の更に別の実施例を示した説明図、第4G図はフィ
ン・チャンネル構成の更に別の実施例を示した説明図、
第5図は種々の形状のチャンネル及びフィンを示した内
部をマニフオールド構成とした面開放型フィンプレー1
〜の正面図、第6a図は一体的外側側部及び端部ン二フ
t−ルドを有する内部をマニフオールド構成とした百開
放型フィンプレートを示した平面図、第6b図は一体的
内側側部及び端部マニフオールドを有りる内部をマニフ
オールド構成どした面開放型フィンプレートを示した平
面図、第6C図は一体向内側角マニフオールドを有する
内部をマニフオールド構成とした百開放型フィンプレー
トの別の実施例を示した斜視図、第6d図は第6C図に
示したフィンプレートの別の流れガイドを示した部分斜
視図、第7a図はフィンとチャンネルとの間の相対的な
割合を示した拡大部分斜視図、第7b図は垂直方向に千
鳥配列としたフィンを示したプレ−1〜ff1ff1体
の説明図、第8a図は1個の内部同口つ外部的なマーフ
ォールド構成としたプレートを示した斜視図、第8b図
は内部をマニフオールド構成どした面開放型ブ【ノー1
−を一体向に接続し側部及び端部マニフオールドを有゛
りる内部をマーフォールド構成とした面開放型プレート
積重体を示した斜視図、第8C図はフィンとチャンネル
とマーフォールド構成どの相対的側合を示した拡大部分
斜視図、第9a図は各環状構成体が複数個のプレートか
ら構成される場合の内部をマニフオールド構成どした面
開放型環状構成体の平面図、第9b図は各リング構成体
が複数個のプレートから構成される場合の内部をマニフ
オールド構成とした環状面開放型リング構成体の1部切
断斜視図、第9C図はフィンとチャンネルとの相対的な
割合を示した第9a図の拡大部分斜視図、第10a図は
内部をマニフオールド構成とした環状面開放型プレート
用の出口ブレートを示した平面図、第10b図は内部な
マニフオールド構成とした環状面開放型プレート用の入
口ブレートを示した平面図、第′11図は流れの配列状
態が熱交換器の性能に与える影響を示したグラフ図、第
12a図は自流型波型形状壁熱交挨器の構成を示した説
明図、第1211図は向流型リブ付フィンプレート熱交
換器の構成を示した説明図、第12c図は向流型プレー
ト積重体熱交換器の構成を示した説明図、第13図は熱
交換器壁厚さの限界を丞したグラフ図、第14図は理論
的向上比とフィンの高さと幅の比との関係を示したグラ
フ図、第15図は内部をマニフオールド構成どした積重
体(IMPSと略称)の全境膜係数とガス境膜係数との
関係を示したグラフ図、第16図は性能劣化とビオ数と
の関係を示したグラフ図、である。 (符号の説明) 10: フィンプレート 12: 面放面 14: 側部開口 16: マーフォールド構成 20: チャンネル 22: フィン 24: 端部開口 26: 底部 特許出願人   ロックウェル インターナショナル コーポレーション 13   蚤秘 手続補正書 昭和57年 7月29日 特許庁長官  若 杉 和 夫  殿 1.8件の表示  昭和57年 特 許願第11055
1号3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 4、代理人 5、補正命令の日付   自  発 6、補正により増加する発明の数  な  し7、補正
の対象     図  面 8、補正の内容     別紙の通り 442− 7′3−3A FIG、 IOa
Fig. 1 is a plan view showing a corrugated plate of A Ifa-Laval according to the prior art, Fig. 2a is an exploded perspective view showing the configuration of a surface-open type fin plate with a manifold structure inside, and Fig. 2b The figure is a plan view showing an open-face fin plate with a manifold structure inside.
Fig. c is a side view of the open end side of a surface-open type plate with a manifold structure inside, Fig. 2d is a partially cutaway perspective view of a surface-open plate stack with a manifold structure inside, and Fig. 3a is a An explanatory diagram showing one embodiment of the internal manifold of the open-face plate 50-type plate 1- whose interior has a manifold structure, and FIG. FIG. 4a is an explanatory diagram showing another embodiment of the fin channel configuration; FIG. 4b is an explanatory diagram showing yet another embodiment of the fin channel configuration; The figure is an explanatory diagram showing yet another embodiment of the fin channel configuration,
Figure 5 shows an open-face fin play 1 with a manifold structure inside showing channels and fins of various shapes.
6a is a plan view showing an open fin plate with an internal manifold configuration having an integral outer side and end two-fold shield; FIG. 6b is a plan view showing an integral inner fin plate; A plan view showing a face-open type fin plate with a manifold structure inside and side and end manifolds, and FIG. FIG. 6d is a partial perspective view of an alternative flow guide of the fin plate shown in FIG. 6C; FIG. 7a is a perspective view of an alternative embodiment of the fin plate; FIG. Fig. 7b is an explanatory view of one plate 1 to ff1ff showing vertically staggered fins, and Fig. 8a is an enlarged partial perspective view showing the fins arranged in a staggered manner in the vertical direction. A perspective view showing a plate with a fold configuration, and Figure 8b is a surface-open type plate with a manifold configuration inside.
Fig. 8C is a perspective view showing an open-face plate stack having a merfold structure inside and having side and end manifolds connected together. FIG. 9a is an enlarged partial perspective view showing relative side alignment; FIG. 9a is a plan view of an open-face annular structure with a manifold structure inside when each annular structure is composed of a plurality of plates; FIG. 9b The figure is a partially cutaway perspective view of an annular surface open type ring structure with a manifold structure inside when each ring structure is composed of a plurality of plates, and FIG. 9C shows the relative relationship between the fins and channels. Figure 9a is an enlarged partial perspective view showing the proportions, Figure 10a is a plan view showing an outlet plate for an annular surface open type plate with an internal manifold configuration, and Figure 10b is an internal manifold configuration. A plan view showing the inlet plate for an annular open plate, Figure '11 is a graph showing the effect of flow arrangement on the performance of a heat exchanger, and Figure 12a is a self-flowing corrugated wall heat exchanger. An explanatory diagram showing the configuration of an exchanger, FIG. 1211 is an explanatory diagram showing the configuration of a countercurrent type ribbed fin plate heat exchanger, and FIG. 12c shows the configuration of a countercurrent type plate stacked heat exchanger. Fig. 13 is a graph showing the limit of the heat exchanger wall thickness, Fig. 14 is a graph showing the relationship between the theoretical improvement ratio and the ratio of the height and width of the fins, and Fig. 15 Figure 16 is a graph showing the relationship between the total film coefficient and gas film coefficient of a stack with a manifold structure (abbreviated as IMPS), and Figure 16 is a graph showing the relationship between performance deterioration and Biot's number. Figure. (Explanation of symbols) 10: Fin plate 12: Radiation surface 14: Side opening 16: Marfold configuration 20: Channel 22: Fin 24: End opening 26: Bottom Patent applicant Rockwell International Corporation 13 Secret procedure amendment Written by Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Japan Patent Office, dated July 29, 1982. Display of 1.8 items. 1981 Patent Application No. 11055.
No. 1, 3. Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant 4, Agent 5, Date of amendment order Voluntary 6, Number of inventions increased by amendment None 7, Subject of amendment Drawing 8, Contents of amendment As attached, 442-7'3-3A FIG, IOa

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、プレート・フィン型熱交換器用のフィンプレートに
於いて、 流体用のチャンネルを形成する面開放型プレートを有し
、 前記面開放型プレートの上部に配設した内部飛入口部を
有し、 一対の内部角マニフオールドを有し、前記一対のマニフ
オールドは、 前記内部飛入口部に配設した内部飛入ロマニフォールド
と、 前記内部飛入口部と同じ側であるが前記プレートの反対
端に配設した内側角出口部とを具備しており、 内部マニフオールド手段を有しており、前記内部マニフ
オールド手段は複数個の流れガイドとマニフオールドチ
ャンネルとを具備しており、且つ前記マニフオールドチ
ャンネルはその長さが増加すると共にその幅を増加する
様に構成されており、 流体の流れを方向例けると共に熱伝達を向上させる為の
複数個の接触フィンとチャンネルとを有しており、前記
接触フィンとチャンネルとは前記内部マニフオールド手
段に隣接すると共にそれを横断して設けられており、 前記フィンプレートを交互に対向させて積み重ねた場合
に連続的な流路を与える為に前記フィンプレートの残り
の2つの角に夫々配設した一対の閉塞マニフォールドを
有しており、航記流れガイドとフィン及び隣接するプレ
ートの前記開放面どに当接する底部を有するフィンプレ
ート。 2、熱交換器に於いて、 外部マニフオールド手段を有し、 内部をマニフォールド構成としたプレート積重体を有し
、前記プレート積重体が、 カバープレートを有し、1つ 交互に対向して積み重ねられ同一の又は異なった内部形
状を有する複数個の内部をマニフオールド構成としたプ
レートを有しており、各プレー1〜が、 流体用のチャンネルを形成した面開放型プレートを有し
、 前記面開放型プレートの上端を貫通して横断方向に配設
した側部開口を有し、 内部マニフオールド手段を有し、前記内部マニフオール
ド手段は前記側部開口と隣接しており、 前記内部マニフオールド手段と隣接すると共にその横方
向に設けられた閉塞端を有し、流体の流れを方向付ける
と共に熱伝達を向上させる為の複数個の接触フィンとチ
ャンネルとを有し、前記接触フィンとチャンネルとは前
記内部マニフオールド手段と隣接すると共にその横断方
向に設けられており、前記チャンネル手段と隣接した開
放端開口を有し、 前記フィン及びプレート積重体内の隣接するプレートの
前記開放面とに接触する底部を有しており、 上記各要素を有する熱交換器。 3、上記第2項に於いて、前記プレートが単体プレー1
〜であることを特徴とする熱交換器。 4、上記第2項に於いて、前記プレートがその2つの側
部の各々に側部開口を有することを特徴とする熱交換器
。 5、上記第4項に於いて、前記開口が対向し且つ整列し
ていることを特徴とする熱交換器。 6、上記第2項に於いて、前記内部マニフオールド手段
が少なくとも1個のマニフォールドフィンを有している
ことを特徴とする熱交換器。 7、熱交換器に於いて、 一体的補助的且つ内部的にマニフオールド構成としたプ
レート積重体を有し、前記プレート積重体はカバープレ
ートと、交互に対向して積み重ねた複数個の一体的補助
的且つ内部的にマ二フォールド構成としたプレートを具
備しており、且つ各プレートが、 流体用のチャンネルを形成した面開放型プレートを有し
、 前記面開放型プレートの上端を貫通して横断方向に配設
した少なくとも1個の側部開口を有し、 前記側部開口の各々に対して設けた一対の一体的補助的
側部マニフオールドを有し、前記多対が前記側部開口に
配設した一体的補助的側部マニフオールドと反対側の側
部壁に対角線上に配設した第2一体内補助的側部閉塞マ
ニフオールドとを具備しており、 前端部及び後端部を具備した内部マニフオールドを有し
、前記内部マニフォールドは前記側部開口に隣接してお
り、 前記内部マニフオールドの前記後端部に隣接しその横方
向に設けられた閉塞端を有し、前記閉塞端と一体的であ
り且つそれから密封して分離可能な閉塞端外部一体内マ
ニフオールドを宥し、 流体の流れに方向性を与え且つ熱伝達を向上させる為の
複数個の接触フィンとチャンネルとを有し、前記接触フ
ィンとチャンネルとは前記内部マニフオールド手段と隣
接すると共にその横断方向に設けられており、 前記面開放プレートの上端を貫通して配設され且つ前記
チャンネル手段に隣接する端部開口を有し、 前記閉M端一体的外部マニフオールドに対向し流体を回
収し且つ方向性を与える為の開放端外部一体内マニフオ
ールドを有し、 前記フィンと隣接するプレートの前記開放面とに接触す
る底部を有しており、 上記各要素を有する熱交換器。 8、上記第7項に於いて、前記プレートが単体プレート
であることを特徴とする熱交換器。 9、上記第7項に於いて、前記プレートがその2つの側
部の各々に側部開口を有していることを特徴とする熱交
換器。 10、上記第9項に於い−C1前記開口が対向しており
且つ整列して設けられていることを特徴とする熱交換器
。 11、i記第7項に於いて、前記内部マニフオールド手
段が少なくとも1個のマニフォールドフィンを有してい
ることを特徴とする熱交換器。 12、上記第7項に於いて、前記一体向補助的側部マニ
フオールドを二対設けたことを特徴とする熱交換器。 13、上記第7項に於いて、前記プレートがその各端部
に配設した一体的外部端部マニフオールドを有すること
を特徴とする熱交換器。 14、熱交換器に於いて、 一体的内部的にマニフオールド構成としたプレートの積
重体を有し、前記プレート積重体がカバープレートと、
交互に対向して積み重ねた複数個の一体的内部的にマニ
フォールド構成としたプレートとを具備しており、各プ
レートが、流体用のチャンネルを形成した面間放プレー
トを有し、 前記面開放プレートの上部に横、断方向に配設した少な
くとも1個の内部入口部を有し、前記内部入口部の各々
に対して設けた一対の一体的内部側部マニフオールドを
有し、その多対は前記内部入口部に配設した一体的内部
側部開放マニフオールドと反対側の側壁に対角線上に配
設した一体的側部閉塞マニフォールドとを具備しており
、 前端部と後端部とを具備した一体的マニフォールドを有
し、前記一体向マニフオールドは前記内部入口部に隣接
しており、 前記内部マニフォールドの前記後端部に隣接し且つその
横方向に設けられた閉塞端を有し、前記閉塞端と一体的
であり且つそれから密封可能に分離されている閉塞端外
部一体向マニフオールドを有し、 流体の流れに方向性を与え且つ熱伝達を向上させる為の
複数個の接触フィンとチャンネルとを有し、前記接触フ
ィンとチャンネルとは前記内部マニフオールド手段に隣
接すると共にその横断方向に設置け′られており、前記
面開放プレートの上端を貫通して配設され且つ前記チャ
ンネル手段に隣接して設けられた端部開口を有し、 前記閉塞端一体向外部マニフオールドに対向して設けら
れ流体を回収し且つ方向性を与える為の開放端外部一体
向マニフオールドを有しており、 前記フィンと隣接するプレートの前記開放面とに接触す
る底部を有しており、 上記各要素を有づる熱交換器。 15、上記第14項に於いて、前記プレートが単体プレ
ートであることを特徴とする熱交換器。 16、上記第14項に於いて、前記内部マニフォールド
手段が少なくとも1個のマニフオールドフィンを有して
いることを特徴とする熱交換器。 17、上記第14項に於いて、前記プレートがその各端
部に配設した一体的外部端部マニフオールドを有してい
ることを特徴とする熱交換器。 18、−11記第14項に於いて、前記一体重内部側部
マニフオールドを二対設けたことを特徴とする熱交換器
。 19、外部的及び内部的にマニフオールド構成とした環
状積重体を具有する熱交換器に於いて、前記環状積重体
が、 カバープレートを有すると共に、 交互に位相をずらして積み重ねた複数個の外部的及び内
部的マニフオールド構成とした環状構成体を有してa3
す、各環状構成体が、少なくども1個の面間放入ロブレ
ートを有しており、前記プレートが、 流体用のチャンネルを形成した入口ブレートを有し、 前記プレーi・の外側周辺部に隣接し且つ前記面間放入
ロブレートの上端を貫通して横断方向に配設した少なく
とも1個の側部開口を有しでおり、 各側部開口に対して設けた一対の一体的外部側部マニフ
オールドを有しており、一方の外部側部マニフオールド
は前記側部開口に配設され且つ第2の一体的外部側部閉
塞マニフオールドは反対側の側壁に対角線上に配設され
ており、 内部マニフオールド手段を有しており、前記内部マニフ
オールド手段は前記側部開口に隣接し且つ前記入口ブレ
ートの外側周辺部に隣接しており、 前記入口ブレートの前記外側周辺部に整合する閉塞端を
有しており、 流体の流れに方向性を与え且つ熱伝達を向上さゼる為の
複数個の接触フィンとチャンネルとを有しており、前記
接触フィンとチャンネルとは前記内部マニフオールド手
段に隣接すると共にその横断方向に設けられており、 前記チャンネル手段に隣接する開放端開口を有しており
、 前記フィンと積み重ねられたプレートの前記開放面とに
接触する底部を有しており、各入口ブレートに対して設
けられた面間放出ロブレートを有しており、前記出口ブ
レートが、 流体用のチャンネルを形成した外側プレートを有し、 前記出口ブレートの内側周辺部に隣接すると共に前記面
開放外側プレートの上端を貫通し横断方向に配設された
少なくとも1個の側部開口を有しており、 少なくとも一対の一体的外部側部マニフオールドを有し
ており、その一方の外部側部マニフォールドは前記側部
開口の位置に配設されでおり、且つ第2の一体的外部側
部閉塞マニフオールドは反対側の側壁に対角線上に位置
されており、 内部マニフォールド手段を有し、前記内部マニフオール
ド手段は前記側部開口に隣接すると共に前記出口ブレー
トの内側周辺部と隣接しており、 前記入口ブレートの前記外側周辺部に整合する閉塞端を
有してJ5す、 流体の流れに方向性を与え且つ熱伝達を向上させる為の
複数個の接触フィンとチャンネルとを有しており、前記
接触フィンとチャンネルとは前記内部マニフオールド手
段に隣接すると共にその横断方向に設けられており、 前記チャンネル手段に隣接する開放端部開口を有してお
り、 前記フィンと隣接するプレートの開放面とに接触する底
部を有しており、 前記一体内外部側部マニフォールドを介して前記入口ブ
レートと前記出口ブレートとを密封可能に接続させる手
段を有しており、上記各要素を有する熱交換器。 20、上記第19項に於いて、前記プレートが単体プレ
ートであることを特徴とする熱交換器。 21、上記第19項に於いて、前記プレートがその2つ
の側部の各々に側部開口を有することを特徴とする熱交
換器。 22、上記第21項に於いて、前記開口が対向し且つ整
列していることを特徴とする熱交換器。 23、上記第19項に於いC1前配内部マニフォールド
手段が少なくとも1個のマニフォールドフィンを有する
ことを特徴とする熱交換器。 24、上記第19項に於いて、前記一体向補助的側部マ
ニフォールドが二対設けられていることを特徴とする熱
交換器。
[Claims] 1. A fin plate for a plate-fin type heat exchanger, comprising an open-face plate forming a channel for fluid, and an internal fin plate disposed on an upper part of the open-face plate. an inlet portion, and a pair of internal corner manifolds, the pair of manifolds being on the same side as an internal entry Roman manifold disposed in the internal entry port portion, an inner corner outlet disposed at an opposite end of the plate, and an internal manifold means including a plurality of flow guides and a manifold channel. and the manifold channel is configured to increase in width with increasing length, and includes a plurality of contact fins and channels to direct fluid flow and improve heat transfer. and wherein said contact fins and channels are provided adjacent to and across said internal manifold means to provide a continuous flow path when said fin plates are stacked in alternating opposition. a pair of closed manifolds respectively disposed at the remaining two corners of said fin plate to provide a flow guide and a fin having a bottom portion abutting said open face of said fin and adjacent plate; plate. 2. The heat exchanger has an external manifold means, and has a plate stack having a manifold structure inside, and the plate stack has a cover plate, and the plate stacks are stacked alternately facing each other. The plate has a plurality of internally manifolded plates having the same or different internal shapes, and each plate 1 has an open-face plate forming a channel for fluid; a side opening disposed transversely through an upper end of the open plate, and having an internal manifold means adjacent the side opening; a plurality of contact fins and channels having a closed end adjacent and lateral to the means for directing fluid flow and improving heat transfer; is located adjacent to and transverse to said internal manifold means and has an open end opening adjacent said channel means and in contact with said open surface of an adjacent plate in said fin and plate stack. A heat exchanger having a bottom portion and having each of the above elements. 3. In the above item 2, the plate is a single play 1
A heat exchanger characterized by being ~. 4. The heat exchanger according to item 2 above, characterized in that the plate has side openings on each of its two sides. 5. The heat exchanger according to item 4 above, characterized in that the openings face each other and are aligned. 6. The heat exchanger according to item 2 above, wherein the internal manifold means has at least one manifold fin. 7. The heat exchanger has an integral auxiliary plate stack internally configured as a manifold, and the plate stack includes a cover plate and a plurality of integral plates stacked alternately facing each other. auxiliary and internally manifolded plates, each plate having an open-faced plate defining a fluid channel extending through the upper end of the open-faced plate; at least one side opening disposed transversely; a pair of integral auxiliary side manifolds for each of said side openings; a second integral auxiliary side manifold disposed diagonally on the opposite side wall; an internal manifold having a closed end adjacent to the side opening, the internal manifold having a closed end adjacent to and lateral to the rear end of the internal manifold; a closed end external integral manifold integral with and sealingly separable from the closed end, with a plurality of contact fins and channels to provide directionality to fluid flow and improve heat transfer; said contact fins and channels being adjacent to and transverse to said internal manifold means, and having an end disposed through an upper end of said open face plate and adjacent said channel means. an open-ended external integral internal manifold opposite the closed M-ended integral external manifold for collecting and providing directionality of fluid; the open surface of the plate adjacent to the fin; A heat exchanger having a bottom portion in contact with the above-mentioned elements. 8. The heat exchanger according to item 7 above, wherein the plate is a single plate. 9. Heat exchanger according to item 7 above, characterized in that the plate has side openings on each of its two sides. 10. The heat exchanger according to item 9 above, wherein -C1 the openings are arranged facing each other and aligned. 11. The heat exchanger according to item 7, wherein the internal manifold means comprises at least one manifold fin. 12. The heat exchanger according to item 7, characterized in that two pairs of the integral auxiliary side manifolds are provided. 13. The heat exchanger of claim 7, wherein said plate has an integral external end manifold disposed at each end thereof. 14. A heat exchanger comprising a stack of plates integrally internally configured as a manifold, the stack of plates including a cover plate;
a plurality of integral internally manifolded plates stacked in alternating opposition, each plate having an open-face plate defining a channel for fluid; at least one internal inlet section laterally disposed on the top of the inlet section, and a pair of integral internal side manifolds for each of the internal inlet sections; an integral internal side open manifold disposed at the internal inlet portion and an integral side closed manifold diagonally disposed on the opposite side wall, the integral side closed manifold having a front end and a rear end. an integral manifold, the integral manifold being adjacent to the interior inlet section, and having a closed end adjacent to and lateral to the aft end of the interior manifold; a closed end external integral manifold integral with and sealably separated from the closed end, including a plurality of contact fins and channels for directing fluid flow and improving heat transfer; said contact fins and channels are disposed adjacent to and transverse to said internal manifold means and are disposed through an upper end of said open face plate and are disposed in said channel means. an open-ended external one-way manifold opposite the closed-ended one-way external manifold for fluid collection and directionality; A heat exchanger having each of the above elements, the bottom portion being in contact with the open surface of the plate adjacent to the fin. 15. The heat exchanger according to item 14 above, wherein the plate is a single plate. 16. The heat exchanger according to claim 14, wherein the internal manifold means includes at least one manifold fin. 17. The heat exchanger of claim 14, wherein said plate has an integral external end manifold disposed at each end thereof. 18.-11. The heat exchanger according to item 14, characterized in that two pairs of the single-piece internal side manifolds are provided. 19. A heat exchanger comprising an annular stack having a manifold configuration externally and internally, wherein said annular stack has a cover plate and a plurality of external stacks stacked with alternating phases. A3 with an annular structure with a central and internal manifold configuration
each annular structure has at least one interfacial discharge lobe plate, said plate having an inlet plate defining a channel for fluids, said plate having an inlet plate defining a channel for fluid at the outer periphery of said play i. at least one side aperture adjacent to and disposed transversely through the upper end of the face-to-face lobe plate; a pair of integral external side apertures for each side aperture; a manifold, one external side manifold disposed in the side opening and a second integral external side closure manifold disposed diagonally on the opposite side wall. , an internal manifold means adjacent the side opening and adjacent an outer periphery of the inlet plate; and an occlusion aligned with the outer periphery of the inlet plate. an end having a plurality of contact fins and channels for directing fluid flow and improving heat transfer, the contact fins and channels being connected to the internal manifold. adjacent to and transverse to the channel means, having an open end opening adjacent to the channel means, and having a bottom in contact with the fins and the open faces of the stacked plates. a face-to-face discharge lobe plate for each inlet plate, the outlet plate having an outer plate defining a channel for fluid adjacent the inner periphery of the outlet plate and having an outer plate defining a channel for fluid; at least one side opening disposed transversely through the upper end of the open-faced outer plate and having at least a pair of integral outer side manifolds, one outer side of the open-faced outer plate; a second integral external side closure manifold is located diagonally on the opposite side wall and has internal manifold means; an internal manifold means is adjacent the side opening and adjacent the inner periphery of the outlet plate, and has a closed end aligned with the outer periphery of the inlet plate; a plurality of contact fins and channels for providing directionality and improving heat transfer, the contact fins and channels being adjacent to and transverse to the internal manifold means; , having an open end opening adjacent said channel means, and having a bottom portion contacting said fin and an open surface of an adjacent plate, said inlet plate via said integral inner and outer side manifolds; and means for sealingly connecting the outlet plate and the outlet plate, the heat exchanger having each of the above elements. 20. The heat exchanger according to item 19 above, wherein the plate is a single plate. 21. The heat exchanger according to item 19 above, characterized in that the plate has side openings on each of its two sides. 22. The heat exchanger according to item 21 above, characterized in that the openings face each other and are aligned. 23. The heat exchanger according to item 19 above, wherein the C1 front manifold means has at least one manifold fin. 24. The heat exchanger according to item 19, characterized in that two pairs of the integral auxiliary side manifolds are provided.
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