JPS6352312B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6352312B2 JPS6352312B2 JP56177384A JP17738481A JPS6352312B2 JP S6352312 B2 JPS6352312 B2 JP S6352312B2 JP 56177384 A JP56177384 A JP 56177384A JP 17738481 A JP17738481 A JP 17738481A JP S6352312 B2 JPS6352312 B2 JP S6352312B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- heat exchanger
- liquid
- header
- fin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
- F28F9/0273—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple holes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
- F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、空気分離装置やエチレンプライト等
で用いる気液二相流を取り扱うプレートフイン型
熱交換器の気液分散装置の改良に関するものであ
る。
で用いる気液二相流を取り扱うプレートフイン型
熱交換器の気液分散装置の改良に関するものであ
る。
例えばエチレンプラント等のように液体(メタ
ン)と気体(水素ガス)とを混合二相流として加
熱するような場合、熱交換器内での気液の混合比
率が場所によつて異なると、均質な反応を得るこ
とができず生産効率の低下を招くと共に、極端な
場合、単相流を生じてオーバーヒートとなり、仕
切板部分が破損する等の問題がある。
ン)と気体(水素ガス)とを混合二相流として加
熱するような場合、熱交換器内での気液の混合比
率が場所によつて異なると、均質な反応を得るこ
とができず生産効率の低下を招くと共に、極端な
場合、単相流を生じてオーバーヒートとなり、仕
切板部分が破損する等の問題がある。
このような点から、従来より気相と液相を有効
フインの幅方向に均一に分配(分散)させるため
に種々の改良がなされている。
フインの幅方向に均一に分配(分散)させるため
に種々の改良がなされている。
第1図に示した例では、熱交換器への流体の供
給部であるヘツダ1内に多孔質の分散板2を設
け、供給口3より気体と液体とを混合させた状態
でヘツダ1内へ供給する。ヘツダ1内では分散板
2が流体の流れに対して抵抗となるため、流体が
矢印4で示す熱交換器の幅方向に拡散し、しかる
後に混合流は、分散板2を透過し、更にストレー
トフイン5及び分配フイン6を通つて有効フイン
7に入り、加熱される。この様に多孔質の分散板
2を用いる場合には、構造が簡単となる長所があ
るが、分散の確実性については問題があり、定量
的に確実な分散が行われているか歪かを把握でき
ない欠点があると共に、二相流が熱交換器の上部
から下部へ流れる場合には、ヘツダ内で気液が分
離するため、正確な分散を行うことができない。
給部であるヘツダ1内に多孔質の分散板2を設
け、供給口3より気体と液体とを混合させた状態
でヘツダ1内へ供給する。ヘツダ1内では分散板
2が流体の流れに対して抵抗となるため、流体が
矢印4で示す熱交換器の幅方向に拡散し、しかる
後に混合流は、分散板2を透過し、更にストレー
トフイン5及び分配フイン6を通つて有効フイン
7に入り、加熱される。この様に多孔質の分散板
2を用いる場合には、構造が簡単となる長所があ
るが、分散の確実性については問題があり、定量
的に確実な分散が行われているか歪かを把握でき
ない欠点があると共に、二相流が熱交換器の上部
から下部へ流れる場合には、ヘツダ内で気液が分
離するため、正確な分散を行うことができない。
又第2図に示した例では、熱交換器の内部に幅
方向に配設されたスパージパイプ8に液体が供給
され、スパージパイプ8の長手方向に等間隔で穿
つたノズル9,9…より噴霧された液体と、取入
口10より分配フイン11を通つて供給された気
体とが、スパージパイプ8の下部で混り合い、ス
トレートフイン12を通つて有効フイン13に流
入する。しかしこの場合には、スパージパイプ8
への正確な穴加工が困難であるから精度のよい分
散が得られず、しかもスパージパイプは流路に対
して抵抗となつて流量が低下するばかりか、スパ
ージパイプを挿入した部分はフインが途切れるの
で、この部分に高い圧力をかけることができな
い。フインはそれ自身プレートを連結する補強要
素となつているからである。
方向に配設されたスパージパイプ8に液体が供給
され、スパージパイプ8の長手方向に等間隔で穿
つたノズル9,9…より噴霧された液体と、取入
口10より分配フイン11を通つて供給された気
体とが、スパージパイプ8の下部で混り合い、ス
トレートフイン12を通つて有効フイン13に流
入する。しかしこの場合には、スパージパイプ8
への正確な穴加工が困難であるから精度のよい分
散が得られず、しかもスパージパイプは流路に対
して抵抗となつて流量が低下するばかりか、スパ
ージパイプを挿入した部分はフインが途切れるの
で、この部分に高い圧力をかけることができな
い。フインはそれ自身プレートを連結する補強要
素となつているからである。
更に、隣接する流体通路を仕切るプレートに穴
を明けて、コア内部で気液を混合するようにした
熱交換器(米国特許3559722号明細書参照)が知
られているが、大型熱交換器ではプレートの寸法
も大きく、このような穴を中間に明けるのは極め
て困難であると共に、穴の精度も高いものが得ら
れないため、正確な分散が期し難く実用的でな
い。
を明けて、コア内部で気液を混合するようにした
熱交換器(米国特許3559722号明細書参照)が知
られているが、大型熱交換器ではプレートの寸法
も大きく、このような穴を中間に明けるのは極め
て困難であると共に、穴の精度も高いものが得ら
れないため、正確な分散が期し難く実用的でな
い。
従つて本発明の目的は、熱交換器の入口部まで
は、気体及び液体を単相流で導入し、入口部で気
液を正確に分散させて熱伝達率の向上を図ること
であつて、しかも簡単な構造で製造しやすく、強
度的にも優れたプレートフイン型熱交換器の気液
分散装置を提供することにあり、熱交換器のヘツ
ダ内に気液分散コアを設けた気液接触型の熱交換
器に用いる気液分散装置であつて、該コアは、気
液合流層と、該合流層と通孔を設けたプレートに
より連通され且つ区画された流通路層とを交互に
積層して構成され、前記合流層は熱交換器内の有
効フイン及びヘツダ内空間に連通される一方、前
記流通路層はヘツダ外部に連通され、更にヘツダ
にはヘツダ内空間及び前記流通路層に外部より別
個に流体を流入させる手段が設けられ、各流体が
前記合流層内において接触混合されて熱交換器内
の有効フインに流入するごとくなしたことを特徴
とするプレートフイン型熱交換器の気液分散装置
を提供するものである。
は、気体及び液体を単相流で導入し、入口部で気
液を正確に分散させて熱伝達率の向上を図ること
であつて、しかも簡単な構造で製造しやすく、強
度的にも優れたプレートフイン型熱交換器の気液
分散装置を提供することにあり、熱交換器のヘツ
ダ内に気液分散コアを設けた気液接触型の熱交換
器に用いる気液分散装置であつて、該コアは、気
液合流層と、該合流層と通孔を設けたプレートに
より連通され且つ区画された流通路層とを交互に
積層して構成され、前記合流層は熱交換器内の有
効フイン及びヘツダ内空間に連通される一方、前
記流通路層はヘツダ外部に連通され、更にヘツダ
にはヘツダ内空間及び前記流通路層に外部より別
個に流体を流入させる手段が設けられ、各流体が
前記合流層内において接触混合されて熱交換器内
の有効フインに流入するごとくなしたことを特徴
とするプレートフイン型熱交換器の気液分散装置
を提供するものである。
続いて第3図以下の添付図面を参照して本発明
を具体化した実施例について詳しく説明する。こ
こに第3図は、本発明の一実施例である気液分散
装置を含む熱交換器を下方から眺めた斜視図、第
4図は、同気液分散装置の下方から見た平断面
図、第5図及び第6図は、第4図におけるA−A
矢視断面図及びB−B矢視断面図である。
を具体化した実施例について詳しく説明する。こ
こに第3図は、本発明の一実施例である気液分散
装置を含む熱交換器を下方から眺めた斜視図、第
4図は、同気液分散装置の下方から見た平断面
図、第5図及び第6図は、第4図におけるA−A
矢視断面図及びB−B矢視断面図である。
これらの図において、20はプレートフイン型
熱交換器で、実際の伝熱を行う有効フイン21、
気体、液体及び熱媒体その他の流体を熱交換器に
取り入れるための気液流入部の一種である分配フ
イン22等より成つている。分配フイン22は、
気液二相流を取り入れるストレートフイン23及
びストレートフイン23と有効フイン21とを連
結する傾斜フイン24よりなる二相流分配フイン
と、熱媒体を有効フイン21に分配する熱媒体分
配フイン(不図示)等を交互に積層したものであ
る。
熱交換器で、実際の伝熱を行う有効フイン21、
気体、液体及び熱媒体その他の流体を熱交換器に
取り入れるための気液流入部の一種である分配フ
イン22等より成つている。分配フイン22は、
気液二相流を取り入れるストレートフイン23及
びストレートフイン23と有効フイン21とを連
結する傾斜フイン24よりなる二相流分配フイン
と、熱媒体を有効フイン21に分配する熱媒体分
配フイン(不図示)等を交互に積層したものであ
る。
このような分配フイン22の底面25には、二
相流を生成するための液体(又は気体)を熱交換
器に取り入れるためのヘツダ26が取り付けられ
ており、該ヘツダ26内には、ストレートフイン
23に接続された分散用コア27が取り付けられ
ている。この分散用コア27は、第3図及び第4
図に示す如く、ヘツダ26内の空間28(第5図
示)と有効フイン21とをストレートフイン23
及び傾斜フイン24を介して連通させる合流フイ
ン29を有する気液合流層30と、気体(又は液
体)の通路である流通路31よりなる流通路層と
を、中間に仕切板32を挾んで交互に積層して構
成したものであり、その左右前後の側面をサイド
プレート33,34,35,35によつて外覆さ
れている。但し、図に示した例では、ダミーフイ
ン36,36,…も同時に積層されている。上記
気液合流層30と流通路層31とは、仕切板32
に穿設した複数の通孔37,37,…によつて連
通していると共に、流通路層31は、その底部に
取り付けたサイドバー38によつてヘツダ26内
の空間28と分離区割されている。上記分散用コ
ア27の側面を蔽うサイドプレート33には、流
通路層31と連通する複数の流通孔39,39,
…が開設されており、この流通孔39,39,…
を全て外覆する如くサイドプレート33に取り付
けられた連絡ドーム40の内部空間は、連絡ドー
ム40に取り付けられた取入口の一種である入口
パイプ41によつて外界と連通している。
相流を生成するための液体(又は気体)を熱交換
器に取り入れるためのヘツダ26が取り付けられ
ており、該ヘツダ26内には、ストレートフイン
23に接続された分散用コア27が取り付けられ
ている。この分散用コア27は、第3図及び第4
図に示す如く、ヘツダ26内の空間28(第5図
示)と有効フイン21とをストレートフイン23
及び傾斜フイン24を介して連通させる合流フイ
ン29を有する気液合流層30と、気体(又は液
体)の通路である流通路31よりなる流通路層と
を、中間に仕切板32を挾んで交互に積層して構
成したものであり、その左右前後の側面をサイド
プレート33,34,35,35によつて外覆さ
れている。但し、図に示した例では、ダミーフイ
ン36,36,…も同時に積層されている。上記
気液合流層30と流通路層31とは、仕切板32
に穿設した複数の通孔37,37,…によつて連
通していると共に、流通路層31は、その底部に
取り付けたサイドバー38によつてヘツダ26内
の空間28と分離区割されている。上記分散用コ
ア27の側面を蔽うサイドプレート33には、流
通路層31と連通する複数の流通孔39,39,
…が開設されており、この流通孔39,39,…
を全て外覆する如くサイドプレート33に取り付
けられた連絡ドーム40の内部空間は、連絡ドー
ム40に取り付けられた取入口の一種である入口
パイプ41によつて外界と連通している。
続いて上記実施例における流体の流れについて
説明する。入口パイプ42より液体を、入口パイ
プ41より気体を供給する場合について以下に述
べる。入口パイプ42よりヘツダ26に供給され
た液体は、ヘツダ26内と連通する合流フイン2
9を通つて分配フイン22のストレートフイン2
3に流入する。又入口パイプ41から連絡ドーム
40中に入つた気体は、連絡ドーム40内と連通
する流通孔39,39,…を通つて流通路層31
に入り、流通路層の幅方向に広く拡散し、流通路
層の幅方向に多数刻設された通孔37,37,…
を経て気液合流層30に入り、液体と合流して気
液二相流となり、分配フイン22を経て有効フイ
ン21に送られる。
説明する。入口パイプ42より液体を、入口パイ
プ41より気体を供給する場合について以下に述
べる。入口パイプ42よりヘツダ26に供給され
た液体は、ヘツダ26内と連通する合流フイン2
9を通つて分配フイン22のストレートフイン2
3に流入する。又入口パイプ41から連絡ドーム
40中に入つた気体は、連絡ドーム40内と連通
する流通孔39,39,…を通つて流通路層31
に入り、流通路層の幅方向に広く拡散し、流通路
層の幅方向に多数刻設された通孔37,37,…
を経て気液合流層30に入り、液体と合流して気
液二相流となり、分配フイン22を経て有効フイ
ン21に送られる。
上記実施例では、熱交換器の底面部から気液二
相流を供給しているが、設計上の必要に応じて熱
交換器の側部に分散用コアを設けて二相流を供給
してもよい。但し上記実施例の如く、熱交換器の
底面部から二相流を供給する場合には、合流フイ
ンは穴明きフインとすることが望ましく、また熱
交換器の側部から供給する場合には、穴無しのス
トレートフインとすることが望ましい。更に分散
用コアは、熱交換器の上部に設けて二相流を下向
き流れにしてもよいが、この場合には、気体をヘ
ツダ側から、また液体を連絡ドーム側から供給す
ることが望ましい。
相流を供給しているが、設計上の必要に応じて熱
交換器の側部に分散用コアを設けて二相流を供給
してもよい。但し上記実施例の如く、熱交換器の
底面部から二相流を供給する場合には、合流フイ
ンは穴明きフインとすることが望ましく、また熱
交換器の側部から供給する場合には、穴無しのス
トレートフインとすることが望ましい。更に分散
用コアは、熱交換器の上部に設けて二相流を下向
き流れにしてもよいが、この場合には、気体をヘ
ツダ側から、また液体を連絡ドーム側から供給す
ることが望ましい。
本発明は以上述べた如く、熱交換器のヘツダ内
に気液分散コアを設けた気液接触型の熱交換器に
用いる気液分散装置であつて、該コアは、気液合
流層と、該合流層と通孔を設けたプレートにより
連通され且つ区画された流通路層とを交互に積層
して構成され、前記合流層は熱交換器内の有効フ
イン及びヘツダ内空間に連通させる一方、前記流
通路層はヘツダ外部に連通され、更にヘツダには
ヘツダ内空間及び前記流通路層に外部より別個に
流体を流入させる手段が設けられ、各流体が前記
合流層内において接触混合されて熱交換器内の有
効フインに流入するごとくなしたことを特徴とす
るプレートフイン型熱交換器の気液分散装置であ
るから、熱交換器の入口部までは気体と液とが、
それぞれ単相で供給され、分散用コア内で一挙に
合流すると共に、流通路層内で気体又は液体の均
一な拡散が行われるため、二相流における幅方向
の確実な分散が得られ、有効フイン部の伝熱率が
向上する。又分散用コアは従来のプレートフイン
型熱交換器の構造を若干の変更を加えただけでそ
のまま用いることができるので製造価格を押し上
げることがなく、スパージパイプのような流体の
流れに対して抵抗となる部材も使用しないから熱
交換器のろう付け接着が良好に行われ、圧力損失
が少なく経済的であり熱交換器自身の強度も低下
するおそれがまつたくない。
に気液分散コアを設けた気液接触型の熱交換器に
用いる気液分散装置であつて、該コアは、気液合
流層と、該合流層と通孔を設けたプレートにより
連通され且つ区画された流通路層とを交互に積層
して構成され、前記合流層は熱交換器内の有効フ
イン及びヘツダ内空間に連通させる一方、前記流
通路層はヘツダ外部に連通され、更にヘツダには
ヘツダ内空間及び前記流通路層に外部より別個に
流体を流入させる手段が設けられ、各流体が前記
合流層内において接触混合されて熱交換器内の有
効フインに流入するごとくなしたことを特徴とす
るプレートフイン型熱交換器の気液分散装置であ
るから、熱交換器の入口部までは気体と液とが、
それぞれ単相で供給され、分散用コア内で一挙に
合流すると共に、流通路層内で気体又は液体の均
一な拡散が行われるため、二相流における幅方向
の確実な分散が得られ、有効フイン部の伝熱率が
向上する。又分散用コアは従来のプレートフイン
型熱交換器の構造を若干の変更を加えただけでそ
のまま用いることができるので製造価格を押し上
げることがなく、スパージパイプのような流体の
流れに対して抵抗となる部材も使用しないから熱
交換器のろう付け接着が良好に行われ、圧力損失
が少なく経済的であり熱交換器自身の強度も低下
するおそれがまつたくない。
更に分散用コアは熱交換器の上下部いずれにも
取り付けることができるので上向き流れにも、下
向き流れにも適用可能である。
取り付けることができるので上向き流れにも、下
向き流れにも適用可能である。
第1図、第2図は、それぞれ従来の分散装置の
斜視図、第3図は、本発明の一実施例である気液
分散装置を含む熱交換器を下方から眺めた斜視
図、第4図は、同気液分散装置の下方から見た平
断面図、第5図及び第6図は、第4図におけるA
−A矢視断面図及びB−B矢視断面図である。 (符号の説明)、20……熱交換器、21……
有効フイン、23……気液流入部(ストレートフ
イン)、26……ヘツダ、27……分散用コア、
30……気液合流層、31……流通路層、32…
…仕切板、37……通孔、38……仕切板(サイ
ドバー)、41……取入口(入口パイプ)。
斜視図、第3図は、本発明の一実施例である気液
分散装置を含む熱交換器を下方から眺めた斜視
図、第4図は、同気液分散装置の下方から見た平
断面図、第5図及び第6図は、第4図におけるA
−A矢視断面図及びB−B矢視断面図である。 (符号の説明)、20……熱交換器、21……
有効フイン、23……気液流入部(ストレートフ
イン)、26……ヘツダ、27……分散用コア、
30……気液合流層、31……流通路層、32…
…仕切板、37……通孔、38……仕切板(サイ
ドバー)、41……取入口(入口パイプ)。
Claims (1)
- 1 熱交換器のヘツダ内に気液分散コアを設けた
気液接触型の熱交換器に用いる気液分散装置であ
つて、該コアは、気液合流層と、該合流層と通孔
を設けたプレートにより連通され且つ区画された
流通路層とを交互に積層して構成され、前記合流
層は熱交換器内の有効フインおよびヘツダ内空間
に連通される一方、前記流通路層はヘツダ外部に
連通され、更にヘツダにはヘツダ内空間および前
記流通路層に外部より別個に流体を流入させる手
段が設けられ、各流体が前記合流層内において接
触混合されて熱交換器内の有効フインに流入する
ごとくなしたことを特徴とするプレートフイン型
熱交換器の気液分散装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56177384A JPS5878096A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | プレ−トフイン型熱交換器の気液分散装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56177384A JPS5878096A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | プレ−トフイン型熱交換器の気液分散装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5878096A JPS5878096A (ja) | 1983-05-11 |
| JPS6352312B2 true JPS6352312B2 (ja) | 1988-10-18 |
Family
ID=16029993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56177384A Granted JPS5878096A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | プレ−トフイン型熱交換器の気液分散装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5878096A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0723125A2 (en) | 1994-12-09 | 1996-07-24 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Gas liquefying method and heat exchanger used in gas liquefying method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016178278A1 (ja) * | 2015-05-01 | 2016-11-10 | 三菱電機株式会社 | 積層型ヘッダ、熱交換器、及び、空気調和装置 |
-
1981
- 1981-11-04 JP JP56177384A patent/JPS5878096A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0723125A2 (en) | 1994-12-09 | 1996-07-24 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Gas liquefying method and heat exchanger used in gas liquefying method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5878096A (ja) | 1983-05-11 |
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