JPH064228Y2 - プレート式熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、油焚きボイラー用のエコノマイザーや、コー
ジェネレーションの油焚きエンジン排ガス熱回収用加熱
器等として利用されるプレート式熱交換器に関する。

（従来例） 従来、内部に流路が形成された複数枚の熱交換器用プレ
ートコアーを所定間隔おきに並設し、これらを排ガスな
どの熱媒体が流通する流路内に設置してなるプレート式
熱交換器においては、上記各プレートコアーの側縁上下
端部に、水平方向に突出する給排管を溶接によって接続
すると共に、これら各給排管を、上記熱媒体流路を形成
する機枠に取付け、且つ該機枠を貫通して外部に配管す
るようにしてある。したがって各プレートコアーはその
上下端部の給排管を介して機枠に一体的に取付けられる
ようになっている。

（考案が解決しようとする課題） 上記のように各プレートコアーを高熱媒体に流通する流
路内に機枠によって強固に取付けた場合に、熱交換流体
の流通するプレートコアーと、高熱媒体を直接に受ける
機枠との間に熱伸縮量が異なる現象を生起することにな
る。

そしてこの熱伸縮量の差異による応力が給排管、特に該
給排管とプレートコアーとの接続部に負荷し、これが原
因で該接続部にクラックが発生し漏水の原因となる問題
があった。

更に各プレートコアーに給排管を接続すると、各プレー
トコアーの厚みよりも給排管の外径の方が大きいため、
各プレートコアーを並設すると互に隣接する給排管がプ
レートコアーより突出しているため隣接するプレートコ
アー間の隙間を小さくすることができず、このためプレ
ートコアー間での熱媒体の流速を高めることができなか
った。

本考案は、上記従来の問題点に鑑み、プレートコアーと
給排管との接続に負荷する応力を可能な限り軽減すると
共に、各プレートコアーに接続される給排管の突出量が
プレートコアーよりも大であっても、これに阻害される
ことなく各プレートコアー間の隙間を小さくすることが
できるようにしたプレート式熱交換器を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案は、内部に流路８が
形成された複数枚の熱交換用プレートコアー３を所定間
隔おきに並設してなるプレート式熱交換器２において、
上記各プレートコアー３の上下縁に、上記流路８の出入
口に連通するエルボ状の給排管４，５が接続されると共
に、上下縁の各エルボ状の給排管４，５は互いの曲率半
径が異なって形成され、且つその接続位置が互いに水平
方向にずれて設けられてなる構成を採用するものであ
る。

（実施例） 以下に本考案の一実施例を添付の例示図に基づいて説明
する。

第１図及び第２図において、１は排ガス下向きに流れる
垂直な排ガス流路であって、２は当該排ガス流路１内に
設置された本考案の熱交換器である。当該熱交換器２
は、横方向に所定間隔おきに並設された複数枚の熱交換
用プレートコアー３と、該プレートコアー３の上下縁に
接続されたＬ状または４半円弧状等のエルボ状の給排管
４，５と、該各給排管４，５を介して各プレートコアー
３を一体的に取付ける機枠たるパネルプレート６とから
構成されている。

前記各熱交換用プレートコアー３は、第３図及び第４図
に示すように、互いに重ねた２枚の矩形プレート3a,3b
間に、当該プレートの両方面に沿った扁平状で且つ両端
肩部７が緩傾斜した断面形状の流路８を、両プレート3
a,3bを互いに連続線状に溶接するシーム溶接部９で仕切
ってジグザグ状に形成し、この流路８の長さ方向適当間
隔おきの位置には、当該流路８の両側プレート3a,3bを
内側へ円形に凹入させると共に当該凹入部10a,10bの底
部において両プレート3a,3bをスポット溶接11により互
いに結合し、更に、プレートコアー３の上下縁には、前
記流路８の出入口に連通する円弧状の接続部12,13が形
成され、その各接続部12,13には前記各給排管４，５の
一端が嵌入させられると共に溶接21によって固定される
ようになっている。

更に、上述した上下方向に対向する接続部12,13どうし
は、第１図に示すように、互いにその取付位置が水平方
向に齟齬し、その上下縁の一方がプレートコアー３の側
縁から遠ざかった位置で取付けられるのに対し、他方は
プレートコアーの側縁近くに取付けられるようになって
いると共に、プレートコアー３の側縁から遠ざかってい
る接続部12には曲率半径Ｒの大きい給排管４が接続さ
れ、これに対し他方の接続部13には曲率半径ｒの小さい
給排管５が接続されている。

第１図及び第２図に示すように、前記パネルプレート６
の外側には、上端側で横方向に千鳥状に並列する各流体
給排管４，５の開口端を内包する連通室15と、下端側で
横方向に千鳥状に並列する各流体給排管４，５の開口端
を内包する連通室16が設けられ、各連通室15,16には接
続管17,18が設けられている。17a,18aは接続管17,18の
内端部に横向きに設けた開口である。

以上のように構成された熱交換器２は、排ガス流路１の
一側壁に設けられた開口部19より排ガス流路１内に、各
プレートコアー３が排ガス流れ方向と平行するように嵌
入され、上記開口部19は前記パネルプレート６によって
閉じられる。20は各プレートコアー３の遊端部を支持す
るために排ガス流路１の他側壁から突設した支持具であ
る。

上記の熱交換器２において、接続管18より下部の連通室
16に給水することにより、この連通室16内に開口する各
プレートコアー３の流体給排管４，５よりジグザグ状流
路８内に水が流入し、このジグザグ状流路８内を上方へ
流動した後、上部の流体給排管４，５より連通室15内に
流出し、これにより接続管17を経由して排出されるが、
この過程において、排ガス流路１内を上から下へ流動す
る高温の排ガスが各プレートコアー３間の間隙α内を流
通する間に、プレート3a,3bを介して前記流路８内の水
と間隙α内の排ガスとの間で熱交換が行われ、流路８内
の水は加熱されて排出される。

ここで各プレートコアー３を一体化するパネルプレート
６には高温排ガスが接触して高温になるのに対し、各プ
レートコアー３は流路８内を水が流れているのでそれ程
高温にはならない。従って両者の受ける熱量、材質ある
いは厚み等の差異によって両者の熱伸縮量が異なること
になり、これがために両者間にわたって取付けられた給
排管、特にプレートコアー３との接続部分（溶接部分）
21に応力が集中し、クラックが発生する危険があるが、
この点本考案にあっては、給排管４，５はＬ状または４
半円弧状などのエルボ状に形成されてなるため、第５図
に示すように、例えばパネルプレート６がパネルコアー
３よりも二点鎖線で示すように熱膨張量が大であって
も、これに追従して給排管４，５が同じく二点鎖線に示
すように弾性変形して接続部分21への局部負荷を軽減
し、クラックの発生を極力防止することができる。

更にまたプレートコアー３の上下縁に取付けられる各エ
ルボ状の給排管４，５は、互いの曲率半径が異なって形
成され、且つその取付位置が互いに水平方向にずれて設
けられることによって、複数枚のプレートコアー３，３
…を並設する際に、第２図及び第３図に示すように取付
位置の異なった給排管４，５が隣接するよう各プレート
コアー３を交互に反転して配設することによって隣接す
る給排管４，５どうしが衝接することなく、互に齟齬し
て位置することになり、これによって各プレートコアー
３，３間の隙間αを可能な限り小さくして、その隙間α
を流通する排ガス等の熱媒体の流速を高め、熱交換効率
を向上させることができると共に、給排管４，５の取付
位置の同じ一種類のプレートコアー３のみを製作すれば
よいから量産上有利である。

（考案の効果） 本考案によれば、各プレートコアー間に高熱媒体を流通
させても、各プレートコアーと給排管との接続部分への
熱膨張による集中応力を軽減して接続部分のクラックの
発生を阻止し、長期間安定して使用することができる。

しかも本考案によれば、各プレートコアーに接続される
給排管の外径が各プレートコアーの厚みよりも大であっ
ても各プレートコアー間の熱媒体流通用隙間を可能な限
り小さくして熱媒体の流速を高め、熱交換効率を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案熱交換器の使用状態を示す縦断面図、第
２図は同一部切り欠き正面図、第３図は第１図のIII−I
II矢視図、第４図は第１図のIV−IV矢視図、第５図は熱
応力吸収原理を示す説明図である。 １…排ガス流路、２…熱交換器、３…プレートコアー、
４，５…給排管、８…流路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に流路が形成された複数枚の熱交換用
   プレートコアーを所定間隔おきに並設してなるプレート
   式熱交換器において、上記各プレートコアーの上下縁
   に、上記流路の出入口に連通するエルボ状の給排管が接
   続されると共に、上下縁の各エルボ状の給排管は、互い
   の曲率半径が異なって形成され、且つその接続位置が互
   いに水平方向にずれて設けられてなるプレート式熱交換
   器。