JPH03267695A - 熱交換器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体間での熱交換を伝熱板を介して行うプレ
ート式の熱交換器に関する。

〔従来の技術〕

伝熱板を介して気体間の熱交換を行うプレート式の熱交
換器において、熱交換をする一次流体や二次流体の圧力
やこれらの間の圧力差が大きい場合、特に伝熱板にかか
る圧力差による伝熱板の変形、破壊を防止するため、大
きなリブとか補強板を備えたものが知られている。以下
図面を用いて従来技術について説明する。

第３図は従来のプレート式の熱交換器の横断面図であり
、図において１は方形状の伝熱板であり、この画面には
コ形の伝熱フィン２が複数取付けられている。伝熱板１
は複数並列に配設され、隣り合う伝熱板ｌに位置をずら
して取付けられた伝熱フィン２を互いに入り組ませて四
角形状の熱交換体３が形成されている。なお熱交換体３
の最外側の伝熱板１の外側の面には伝熱量を考慮して内
側の伝熱フィン２の長さより短い伝熱フィン２ａが取付
けられている。また伝熱板ｌの端部は折曲げられて向い
合う伝熱板の端部と一体にされている。

四角形状の熱交換体３は、四角形状の容器４に収納され
、充てん物５をつめて容器４の中に収納されている。容
器４の外面にはリブ６が取付けられて、容器４の変形を
押さえている。

このような構造において伝熱板１の一方の面の伝熱フィ
ンに沿って流れる一次流体と他方の面の伝熱フィンに沿
って流れる二次流体の流れは、−次側、二次側とも紙面
に垂直方向に流れるが平行流でも向流であってもよい、
また伝熱板により囲まれた空間を流れるのが一次側でも
二次側のいずれの流体であってもよく、図では便宜的に
伝熱板により囲まれた空間を一次流体の一次側通路８゜
その反対側を二次流体の二次側通路９としている。

このような熱交換器の構造により、図示しない容器４に
設けられた一次流体と二次流体の入口。

出口を遣って一次側通路８を流れる一次流体と二次側通
路９を流れる二次流体は紙面に垂直に流れ、伝熱板２，
２ａにより伝熱が促進されて伝熱板１を介して熱交換が
行われる。

この際容器４に取付けられたリブ６は容器４内の流体の
圧力による容器の変形や一次流体と二次流体との圧力差
による伝熱板１の変形を小さくするように容器の変形を
押さえている。ここで−水流体と二次流体とに圧力差が
あると、圧力の高し）側から低い側へ伝熱板１が膨らむ
ように変形が生じ、伝熱板１には応力が発生する。この
応力が高すぎると伝熱板１は破壊に至るので、伝熱板１
の変形はある程度までに制限する必要がある。しかしな
がら、−水流体あるいは二次流体のいずれの圧力が高く
ても、伝熱板１の間には伝熱フィン２が設けられている
ので、中心に近い伝熱板から順次外側へと力が伝えられ
ていり、シたがって最外側の伝熱板１の変形が防止され
ればすべての伝熱板の変形は防止される。ここで最外側
の伝熱板１の変形はこの伝熱板の外側の伝熱フィン２ａ
を通して容器４に伝えられるので、リブ６により容器４
が変形しないようにして伝熱板１が変形しないようにし
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の熱交換器では容器４の断面の形状が四角形の容器
４の外面にリブ６を設置して補強して容器４の変形を押
さえている。しかしながら四角形の容器４のような平板
部分の変形を防止するには、比較的多くの補強リブを要
し、重量、占有体積。

工作時間の増大などでコスト的に割高となるという欠点
がある。

本発明の目的は、−水流体と二次流体との圧力および圧
力差に対してコンパクトな形状にしても容器の変形を押
さえることができる熱交換器を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記８Ｂを解決するために、本発明によれば画面に伝熱
フィンを備えた伝熱板を、伝熱フィンを互いに入り込ま
せて複数並列してなる熱交換体と、伝熱板に沿う方向に
側壁を有し、熱交換体を囲み、熱交換する流体の入口と
出口とを有する円筒容器と、この容器の側壁と熱交換体
の最外側の伝熱板の外側伝熱フィンとにわたって設けら
れるリブとからなり、前記円筒容器の入口と出口とを通
り、伝熱板の一方の側の伝熱フィンに沿って流れる一次
流体と他方の側の伝熱フィンに沿って流れる二次流体と
で熱交換する構造のものとする。

〔作用〕

伝熱フィンを備えた伝熱板を複数並列してなる熱交換体
を囲む円筒容器はその側壁に沿って流れる一次流体と二
次流体とのいずれかの流体の圧力を保持し、また−水流
体と二次流体とに圧力差があるとき伝熱板にかかる力は
熱交換体の最外側の伝熱板の外側伝熱フィンと円筒容器
の側壁とにわたって設けられたリブを介して円筒容器の
側壁に伝えられる。ところで、円筒容器は一次流体また
は二次流体による内圧と一次流体と二次流体との圧力差
による伝熱板にかかる内側からの力に対しては円筒の円
周方向の引張り応力で耐えるので、食 非情に強く、円筒には補強などが殆ど不要となる。

したがって熱交換器はコンパクトな形状になり、円筒容
器内の流体の圧力を保持し、かつ−水流体と二次流体と
の圧力差による伝熱板の変形を防止する。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例による熱交換器の縦断面図、第
２図は第１図の熱交換器のＡ−Ａ断面図である。なお、
第１図、第２図において第３図の従来例と同一部品には
同し符号を付し、その説明を省略する。第１図、第２図
において第３図の従来例と異なるのは熱交換体３の伝熱
板１の方向に沿う側壁１１を有する断面円形の円筒容器
１０内に熱交換体３を収納し、また円筒容器１０の側壁
１１と熱交換体３の最外側伝熱板１の外側伝熱フィン２
ａとにわたって複数個の半月形のリブ１２を設けたこと
である。なお、リブ１２は円筒容器１０の側壁１１に取
付けてもよいし、あるいは外側伝熱フィン２ａに取付け
てもよく、またリブ１２の取付間隔は伝熱板１の変形が
安全を保てるように適宜定められる。

円筒容器１０には一次側通路８に連通ずる入口管１３を
円筒容器１０の上部！［Ｖｉ１４を貫通して、また出口
管１５を円筒容器１０の下部鏡板１６を貫通して設けら
れ、−ガニ次側通路９に二次流体が流入する入口管１７
を円筒容器１０の下部鏡板１６に、また出口管１８を円
筒容器１０の上部鏡板１４に設けている。なお、１９は
熱交換体３と円筒容器１０との間の隙間をつめる充てん
物である。

このような構造により一次流体は入口管１３から伝熱板
１で囲まれた一次側通路８を流れて出口管１５から流出
する。一方、二次流体は向流の形で入口管１７から二次
側通路９を流れて出口管１８がら流出する。このような
流れにより一次流体と二次流体とは伝熱フィン２．２ａ
で伝熱が促進されて伝熱板１を介して熱交換される。こ
の際、二次流体の有する圧力は円筒容器１０により受け
られ、また−水流体と二次流体との圧力差があれば、こ
の圧力差により伝熱板ｌにかかる力はリブ１２を介して
円筒容器１０の側壁１１に伝えられ、伝熱板１の変形を
防止する。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば伝熱フ
ィンを備えた伝熱板を複数並列してなる熱交換体を円筒
容器内に収納し、円筒容器の側壁と熱交換体の最外側の
伝熱板の外側伝熱フィンとにわたってリブを設けたこと
により、円筒容器は熱交換する一次流体または二次流体
の圧力を安全に保持し、また−水流体と二次流体との圧
力差による伝熱板にかかる力はリブを介して円筒容器に
伝わるが、円筒容器はこれらの圧力や圧力差による力を
円周方向の引張り応力という形で負担するので、改めて
補強のようなものを円筒容器の外面に設ける必要がな（
なるので、熱交換器はコンパクトな形状になり、従来に
比べて軽量、製作費が安くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による熱交換器の縦断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は従来の熱交換器
の横断面図である。 １：伝熱板、２．２ａ：伝熱フィン、１０：円筒容器、
１２：リフ′、−一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）画面に伝熱フィンを備える伝熱板を、伝熱フィンを
   互いに入り込ませて複数並列してなる熱交換体と、伝熱
   板に沿う方向に側壁を有して熱交換体を囲み、熱交換す
   る流体の入口と出口とを有する円筒容器と、この容器の
   側壁と熱交換体の最外側の伝熱板の外側伝熱フィンとに
   わたって設けられるリブとからなり、前記円筒容器の入
   口と出口とを通り、伝熱板の一方の側の伝熱フィンに沿
   って流れる一次流体と他方の側の伝熱フィンに沿って流
   れる二次流体とで熱交換することを特徴とする熱交換器
   。