JPH02275292A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH02275292A JPH02275292A JP2057828A JP5782890A JPH02275292A JP H02275292 A JPH02275292 A JP H02275292A JP 2057828 A JP2057828 A JP 2057828A JP 5782890 A JP5782890 A JP 5782890A JP H02275292 A JPH02275292 A JP H02275292A
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- Japan
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- matrix
- heat exchanger
- heat exchange
- fluid
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
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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
- F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
- F28F3/10—Arrangements for sealing the margins
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
- F28F2250/104—Particular pattern of flow of the heat exchange media with parallel flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/355—Heat exchange having separate flow passage for two distinct fluids
- Y10S165/356—Plural plates forming a stack providing flow passages therein
- Y10S165/387—Plural plates forming a stack providing flow passages therein including side-edge seal or edge spacer bar
- Y10S165/39—Flange element to connect two adjacent heat exchange plates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱交換器に関し、殊にフィン付板形熱交換器の
構成に関する。
構成に関する。
フィン付板形熱交換器は、熱交換関係に置きたい流体の
流路を画成する主板と波形薄板材の交互の層の積重ねを
典型的に含む。通常、主材の縁がその周囲にてＵ字形断
面の橋渡し部材により相互に結合される。橋渡し部品は
、熱交換器に構造的完全性を与え、熱交換器からの流体
の漏れを防ぐ、という２重の役目を果す。
流路を画成する主板と波形薄板材の交互の層の積重ねを
典型的に含む。通常、主材の縁がその周囲にてＵ字形断
面の橋渡し部材により相互に結合される。橋渡し部品は
、熱交換器に構造的完全性を与え、熱交換器からの流体
の漏れを防ぐ、という２重の役目を果す。
熱交換器の作動中、殊に熱交換器が過渡状態にさらされ
る時、例えば、熱交換流体の一方が温度の急変化を受け
る時、そのような橋渡し部品は相当なひずみを受けるこ
とが判っている。これは、ガスタービンエンジンに関連
して使用される熱交換器において、例えば熱交換流体の
一つがエンジンの排気ガスである時に、よく起こる。エ
ンジン始動時、エンジン排気ガスの温度は極端に急激に
上昇する。そのような急激な温度変化は橋渡し部品にか
なりのひずみを与え、疲労の結果、橋渡し部品にき裂が
入ることがよくある。
る時、例えば、熱交換流体の一方が温度の急変化を受け
る時、そのような橋渡し部品は相当なひずみを受けるこ
とが判っている。これは、ガスタービンエンジンに関連
して使用される熱交換器において、例えば熱交換流体の
一つがエンジンの排気ガスである時に、よく起こる。エ
ンジン始動時、エンジン排気ガスの温度は極端に急激に
上昇する。そのような急激な温度変化は橋渡し部品にか
なりのひずみを与え、疲労の結果、橋渡し部品にき裂が
入ることがよくある。
そのような問題を実質的に避ける熱交換器を与えること
が本発明の一目的である。
が本発明の一目的である。
本発明によれば、熱交換器は主板の積重ねを含むマトリ
ックスを有し、前記板の各々は可撓性スペーサ装置によ
り隣りの板から隔置関係に保持されて、第１と第２の熱
交換流体の交替の流路がそれぞれ前記板によって画成さ
れるようにされ、隣り合せの板の少なくとも１つおきの
組の周囲が可撓性包囲部材によって連結されて、熱交換
流体の第１の流体の流路が熱交換流体の第２の流体の流
路と流体連通しないようにされており、前記第１と第２
の流体の各々に対し流体供給および排出装置がそれぞれ
設けられて、前記マトリックス内のそれぞれの流路に前
記流体を指向させ、またこれらの流路から前記流体を排
出させるようにしている。
ックスを有し、前記板の各々は可撓性スペーサ装置によ
り隣りの板から隔置関係に保持されて、第１と第２の熱
交換流体の交替の流路がそれぞれ前記板によって画成さ
れるようにされ、隣り合せの板の少なくとも１つおきの
組の周囲が可撓性包囲部材によって連結されて、熱交換
流体の第１の流体の流路が熱交換流体の第２の流体の流
路と流体連通しないようにされており、前記第１と第２
の流体の各々に対し流体供給および排出装置がそれぞれ
設けられて、前記マトリックス内のそれぞれの流路に前
記流体を指向させ、またこれらの流路から前記流体を排
出させるようにしている。
以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の詳細な説明す
る。
る。
第１図を参照して、熱交換器１０はケーシング１１を有
し、これを通って高温ガス、例えばガスタービンエンジ
ンの排気ガス、が矢印１２で示す方向に流れる。ケーシ
ング１１は熱交換器マトリックス１３を包み、その内部
構成は第２図を参照すれば、もっと良く判る。
し、これを通って高温ガス、例えばガスタービンエンジ
ンの排気ガス、が矢印１２で示す方向に流れる。ケーシ
ング１１は熱交換器マトリックス１３を包み、その内部
構成は第２図を参照すれば、もっと良く判る。
実質的に、熱交換器マトリックス１３は適当な合金の主
板１４の積重ねを含み、主板はいま一つの適当な合金の
波形薄板１５によって等隔置関係に保持される。波形薄
板１５の、主板１４に接触する部分、つまり波形の頂部
は主板１４にろう付けされる。しかし、主板１４も波形
薄板１５もケーシング１１の内側表面に取付けられてい
ない。
板１４の積重ねを含み、主板はいま一つの適当な合金の
波形薄板１５によって等隔置関係に保持される。波形薄
板１５の、主板１４に接触する部分、つまり波形の頂部
は主板１４にろう付けされる。しかし、主板１４も波形
薄板１５もケーシング１１の内側表面に取付けられてい
ない。
波形薄板１５は、主板１４を隔置関係に保つ他に、成る
程度の可撓性を有する主板１４同志の連結を与えて、ひ
いては主板１４間の相対的運動を成る程度可能にしてい
る。
程度の可撓性を有する主板１４同志の連結を与えて、ひ
いては主板１４間の相対的運動を成る程度可能にしてい
る。
主板１４の１つおきの組の周囲は可撓性包囲部材１６に
よって連結され、これは第４図を参照すれば、もつと良
く判る。包囲部材１６も波形薄板の形をとる。しかし、
この波形は薄板１５の波形が延在する方向に直角な方向
に延在する。包囲部材１６は適当な合金から形成され、
係合する主板１４にろう付けされる。包囲部材１６はケ
ーシング１１の内側表面に取付けられていない。
よって連結され、これは第４図を参照すれば、もつと良
く判る。包囲部材１６も波形薄板の形をとる。しかし、
この波形は薄板１５の波形が延在する方向に直角な方向
に延在する。包囲部材１６は適当な合金から形成され、
係合する主板１４にろう付けされる。包囲部材１６はケ
ーシング１１の内側表面に取付けられていない。
包囲部材１６は波形のものが図示されるが、望ましけれ
ば、他の可撓形式を使用し得るであろうことを認識すべ
きである。
ば、他の可撓形式を使用し得るであろうことを認識すべ
きである。
従って、包囲部材１６によって連結される主板１４の１
つおきの組は、主板１４の残りの組によつて画成される
空間とも、熱交換器ケーシング１１の内部の残りの部分
とも、流体連通しない、分離された包囲室１７を画成す
る。
つおきの組は、主板１４の残りの組によつて画成される
空間とも、熱交換器ケーシング１１の内部の残りの部分
とも、流体連通しない、分離された包囲室１７を画成す
る。
第３図に見られるように、６角形の平面形を主板１４の
各々が有していて、その上流端と下流端（ガス流れ１２
に関して）の各々に３角形の区域１８．１９が画成され
て、これは波形薄板１５によって連結されない０区域１
８．１９の各々に窓２０が設けられ、入口管２１と出口
管２２をそれぞれ密封係合して受承するように窓２０が
整合している。低温ガス、例えば空気、を運ぶ入口管２
１は下流区域１つにあるのに対し、出口管２２は上流区
域１８にある。
各々が有していて、その上流端と下流端（ガス流れ１２
に関して）の各々に３角形の区域１８．１９が画成され
て、これは波形薄板１５によって連結されない０区域１
８．１９の各々に窓２０が設けられ、入口管２１と出口
管２２をそれぞれ密封係合して受承するように窓２０が
整合している。低温ガス、例えば空気、を運ぶ入口管２
１は下流区域１つにあるのに対し、出口管２２は上流区
域１８にある。
管２１．２２の各々に切り口２３が設けられ、管２１．
２２の内部と包囲室１７との間に連通を与える。よって
、入口管２１を通って流れる低温空気は引続き切り口２
３を通過して包囲室１７に入る８区域１９にある案内羽
根２４は、切り口２３を通って出た空気が室１７内の波
形薄板１５によって画成される通路の全部を通るように
向けられることを確実にする。空気はその後、案内羽根
２４によって指向されて、出口管２２の切り口２３を通
って入り、出口管２２を通過し、熱交換器１０から出る
。
２２の内部と包囲室１７との間に連通を与える。よって
、入口管２１を通って流れる低温空気は引続き切り口２
３を通過して包囲室１７に入る８区域１９にある案内羽
根２４は、切り口２３を通って出た空気が室１７内の波
形薄板１５によって画成される通路の全部を通るように
向けられることを確実にする。空気はその後、案内羽根
２４によって指向されて、出口管２２の切り口２３を通
って入り、出口管２２を通過し、熱交換器１０から出る
。
従って、高温ガス流１２は包囲部材１６によって連結さ
れていない主板１４の組の間を流れるのに対し、低温空
気流は入口管２１から室１７を通って高温ガス流１２と
反対の方向に流れる。２つの気体流は主板１４だけによ
って分離されているので、逆流熱交換関係に置かれる。
れていない主板１４の組の間を流れるのに対し、低温空
気流は入口管２１から室１７を通って高温ガス流１２と
反対の方向に流れる。２つの気体流は主板１４だけによ
って分離されているので、逆流熱交換関係に置かれる。
しかし、状況によっては、２つの基体流が平行流関係に
ある、つまり双方が同じ方向に流れることが許されるこ
ともある。波形薄板１５は、主板１４とガス流の両方に
物理的接触しているので、熱交換過程を助ける。
ある、つまり双方が同じ方向に流れることが許されるこ
ともある。波形薄板１５は、主板１４とガス流の両方に
物理的接触しているので、熱交換過程を助ける。
従って、作動中には、熱交換マトリックス１３の全体が
ケーシング１１を通過する高温ガス流１２の中に浸るこ
とが明らかである。従って、高温ガス流１２の全部がマ
トリックスを通過することを確実にするために、何らの
特別な事前策を構する必要もない、ガス流１２の温度に
突然の変化が生じた場合、熱交換マトリックス１３はケ
ーシング１１内で自由に膨張、収縮することにより、ケ
ーシング１１に応力がかかるのを避ける。その上、可撓
性包囲部材１６の使用の結果、得られる熱交換器マトリ
ックス１３の可撓性構造は、温度の前記急変がマトリッ
クス１３の過度の応力発生および起り得るき裂をもたら
さないことを保証する。
ケーシング１１を通過する高温ガス流１２の中に浸るこ
とが明らかである。従って、高温ガス流１２の全部がマ
トリックスを通過することを確実にするために、何らの
特別な事前策を構する必要もない、ガス流１２の温度に
突然の変化が生じた場合、熱交換マトリックス１３はケ
ーシング１１内で自由に膨張、収縮することにより、ケ
ーシング１１に応力がかかるのを避ける。その上、可撓
性包囲部材１６の使用の結果、得られる熱交換器マトリ
ックス１３の可撓性構造は、温度の前記急変がマトリッ
クス１３の過度の応力発生および起り得るき裂をもたら
さないことを保証する。
可撓包囲部材１６が隣り合せの主板１４の１つおきの組
を連結している熱交換器を引用して本発明を説明したけ
れども、実際には、主板１４の全ての組を可撓性包囲部
材が連結することができるであろうことを認識すべきで
ある。そのような装置において、主板１４の関連組の間
に高温ガス流１２を向ける代替方法を与えることが当然
必要となるであろう、これを行う１つの方法は、２１゜
２２に示されるものと同様の、もう２本の管を設けるこ
とであろう、そのような管には、主板１４によって画成
される適切な室に高温ガスを向けるために適切に配置さ
れる切り口が設けられるであろう。
を連結している熱交換器を引用して本発明を説明したけ
れども、実際には、主板１４の全ての組を可撓性包囲部
材が連結することができるであろうことを認識すべきで
ある。そのような装置において、主板１４の関連組の間
に高温ガス流１２を向ける代替方法を与えることが当然
必要となるであろう、これを行う１つの方法は、２１゜
２２に示されるものと同様の、もう２本の管を設けるこ
とであろう、そのような管には、主板１４によって画成
される適切な室に高温ガスを向けるために適切に配置さ
れる切り口が設けられるであろう。
第１図は、本発明による熱交換器の切断側面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は第１図のＢ
−Ｂ線に沿う断面図、第４図は、第１図ないし第３図に
示す熱交換器の一部分の拡大断面図である。 １０・・・熱交換器 １１・・・ケーシング １３・・・マトリックス １４・・・主板 １５・・・波形薄板 （外４名）
は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は第１図のＢ
−Ｂ線に沿う断面図、第４図は、第１図ないし第３図に
示す熱交換器の一部分の拡大断面図である。 １０・・・熱交換器 １１・・・ケーシング １３・・・マトリックス １４・・・主板 １５・・・波形薄板 （外４名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ケーシングとマトリックスを有し、前記マトリック
スは前記ケーシング内に包囲され、前記マトリックスは
主板の積重ねと可撓性スペーサ装置と可撓性包囲部材と
を含み、前記主板の各々は前記可撓性スペーサ装置によ
って隣りの主板から隔置関係に保持されて、第１と第２
の熱交換流体のそれぞれのための１つ置きの流路が前記
主板によって画成されることになり、隣り合せの前記主
板の少なくとも１つ置きの組が前記可撓性包囲部材によ
って連結されて、前記第１の熱交換流体の流路が前記第
２の熱交換流体の流路に流体連通しないようにされ、前
記マトリックス内のそれぞれの流路に前記流体を向け、
また前記流路から前記流体を排出するために、流体の供
給および排出装置がそれぞれ前記第１と第２の流体につ
いて設けられ、前記第２の熱交換流体は作動態様で前記
ケーシングを通って流れ、前記第２の熱交換流体が前記
ケーシングを通過する際に前記マトリックス内の適切な
流路を通って流れるように前記マトリックスが配置され
ている、熱交換器。 ２、前記可撓性スペーサ装置は波形材の薄板によって構
成され、前記波形材はその波形頂部が前記主板に係合し
て取付けられるように配設されている、請求項１記載の
熱交換器。 ３、前記可撓性包囲部材は波形材から形成され、前記可
撓性包囲部材の波形の頂部の平面が前記主板にほぼ直角
な方向に延在する、請求項１または２記載の熱交換器。 ４、前記可撓性包囲部材によって連結される前記隣り合
せの主板の１つ置きの組によって画成される、前記マト
リックス内の流路に前記第１の熱交換流体をそれぞれ送
り、また前記流路から排出する第１と第２の管を前記流
体の供給および排出装置が含む、請求項１ないし３の任
意の項記載の熱交換器。 ５、前記可撓性包囲部材によって連結される隣り合せの
主板の前記１つ置きの組によって画成される前記流路の
各々を前記第１と第２の管の各々が通過し、前記管と前
記流路との間の流体連通を与える開口部が前記第１と第
２の管に設けられる、請求項４記載の熱交換器。 ６、前記第１と第２の熱交換流体が前記マトリックス内
で逆流関係に流れるように前記マトリックスが配置され
る、請求項１ないし５の任意の項記載の熱交換器。 ７、前記熱交換流体が気体である、請求項１ないし６の
任意の項記載の熱交換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8905979A GB2229522B (en) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | Improvements in or relating to heat exchanger construction |
| GB8905979.4 | 1989-03-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275292A true JPH02275292A (ja) | 1990-11-09 |
| JP2667922B2 JP2667922B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=10653391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2057828A Expired - Lifetime JP2667922B2 (ja) | 1989-03-15 | 1990-03-08 | 熱交換器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4966231A (ja) |
| JP (1) | JP2667922B2 (ja) |
| GB (1) | GB2229522B (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5392849A (en) * | 1990-09-28 | 1995-02-28 | Matsushita Refrigeration Company | Layer-built heat exchanger |
| US5245693A (en) * | 1991-03-15 | 1993-09-14 | In-Touch Products Co. | Parenteral fluid warmer apparatus and disposable cassette utilizing thin, flexible heat-exchange membrane |
| US5381510A (en) * | 1991-03-15 | 1995-01-10 | In-Touch Products Co. | In-line fluid heating apparatus with gradation of heat energy from inlet to outlet |
| US5846224A (en) * | 1996-10-01 | 1998-12-08 | Baxter International Inc. | Container for use with blood warming apparatus |
| US6047108A (en) * | 1996-10-01 | 2000-04-04 | Baxter International Inc. | Blood warming apparatus |
| DE19651625A1 (de) * | 1996-12-12 | 1998-06-18 | Behr Industrietech Gmbh & Co | Wärmeübertrager |
| US6059025A (en) * | 1998-03-05 | 2000-05-09 | Monsanto Enviro-Chem Systems, Inc. | Heat exchanger configuration |
| US6935417B1 (en) * | 1998-10-19 | 2005-08-30 | Ebara Corporation | Solution heat exchanger for absorption refrigerating machine |
| US6131648A (en) * | 1998-11-09 | 2000-10-17 | Electric Boat Corporation | High pressure corrugated plate-type heat exchanger |
| FR2807337B1 (fr) * | 2000-04-11 | 2002-07-05 | Packinox Sa | Grille de maintien d'un catalyseur dans un faisceau de plaques d'un reacteur catalytique |
| US6438936B1 (en) | 2000-05-16 | 2002-08-27 | Elliott Energy Systems, Inc. | Recuperator for use with turbine/turbo-alternator |
| US6311646B1 (en) | 2000-11-07 | 2001-11-06 | Asllan Selmani | Hot water heater |
| CA2487459A1 (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-09 | Venmar Ventilation Inc. | Heat exchanger core with expanded metal spacer component |
| KR100579560B1 (ko) * | 2004-12-10 | 2006-05-15 | 엘지전자 주식회사 | 열병합 시스템의 배기가스 열교환기 |
| DE102009050889A1 (de) * | 2009-10-27 | 2011-04-28 | Behr Gmbh & Co. Kg | Abgasverdampfer |
| US20120063973A1 (en) * | 2009-05-22 | 2012-03-15 | Agency For Science, Technology And Research | Flexible Fluid Storage and Warming Bag and a Fluid Storage and Warming System |
| DE202011052186U1 (de) * | 2011-12-05 | 2013-03-06 | Autokühler GmbH & Co KG | Wärmeaustauscher |
| FR3008485B1 (fr) * | 2013-07-12 | 2015-08-21 | Valeo Systemes Thermiques | Echangeur de chaleur |
| US10451362B2 (en) | 2016-10-14 | 2019-10-22 | Dana Canada Corporation | Heat exchanger having bypass seal with retention clip |
| EP3473961B1 (en) | 2017-10-20 | 2020-12-02 | Api Heat Transfer, Inc. | Heat exchanger |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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