JP3994218B2

JP3994218B2 - Header structure of plate / fin type heat exchanger and header mounting method

Info

Publication number: JP3994218B2
Application number: JP16717898A
Authority: JP
Inventors: 隆良金田; 勝規伊藤; 政義堀; 朝春識名; 究今井
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2018-06-15
Also published as: JPH11351766A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレート・フィン型熱交換器のヘッダ構造及びヘッダの取付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプレート・フィン型熱交換器は、図９及び図１０に示すように低温流体流入用ヘッダ１と加熱された低温流体流出用ヘッダ２、流入側及び流出側に設けた斜交流部３ａ及び斜交流部３ｂと、斜交流部３ｂに設けた高温流体入口５と、斜交流部３ａに設けた高温流体出口６と、斜交流部３ａと斜交流部３ｂ間に設けられ、低温流体７と高温流体８とが熱交換をする対向流部４とからなる矩形型のものである。
【０００３】
その内部の構造は、図１０のＡ−Ａ断面図である図１１、図１０のＢ−Ｂ断面図である図１２、及び各部材の斜視図である図１３に示すように周囲に縁２５ａを設けると共に２つのヘッダ１，２を挿入する２つの穴２３ａ，２４ａを設けた第一隔離板９ａ（図１３の（ａ））と、低温流体流路１２ａに挿入する２つの穴２３ａ，２４ａの周囲にエンボス部２２ｅ，２２ｆを設けた第二隔離板１０ａ（図１３の（ｃ））と、高温流体流路１３ａ用の伝熱促進体１５ａ及び２個の斜流路部材２０ａ，２１ａ（図１３の（ｄ））とを繰り返して２段以上、多いものでは８０段以上に積み重ね、その上に上記第一隔離板９ａ並びに低温流体流路１２ａ用の上記伝熱促進体１４ａ及び２個の斜流路部材１８ａ，１９ａ（図１３の（ｂ））を重ね、最上部にヘッダ１，２を挿入する穴２３ａ，２４ａを設けた平板状の第三隔離板１１ａ（図１３の（ｅ））を重ね、さらにこの時各隔離板９ａ，１０ａ間には補強部材２６を入れ、更に上下に２つのヘッダ取付穴２３，２４を有するカバー１６，１７を重ねるようにしている。
【０００４】
上記隔離板９ａ，１０ａと、伝熱促進体１４ａ，１５ａと、カバー１６，１７とは、夫々の間にロウ付けのためのロウ材を予め挟み込みながら積層し、積層後、ロウ付けに必要な圧力を積層方向に掛けつつ高温真空炉内にてロウ材を溶解させて部材同志を一体に接着することにより積層体２７を構成している。隔離板９ａ，１０ａ同志は周囲部及び低温側流体出入口部の内周部を溶接にて接合し、各流路が隔離板９ａ，１０ａによって仕切られ、流体が互に混合しない構造となっている。
【０００５】
前記したように一体に接着された積層体２７におけるカバー１６，１７のヘッダ取付穴２３，２４には、前記積層体２７とは別個に製作され一端が閉塞された構造の低温流体流入用ヘッダ１及び低温流体流出用ヘッダ２を上下一側から挿入し、該ヘッダ１，２を、前記カバー１６，１７のヘッダ取付穴２３，２４に夫々溶接３０にて気密に固定することにより、プレート・フィン型熱交換器を構成するようにしている。
【０００６】
前記ヘッダ１，２は、図１４、図１５に示すように前記各低温流体流路１２ａに対して流体を分配するために、全周側面に窓状の流体出入口流路２８を備えている。このとき、ヘッダ１，２は流体を満遍なく分配するためには流体出入口流路２８は大きく形成する必要があるが、プレート・フィン型熱交換器の膨張・変形防止のための十分な強度を備えている必要があるために、前記流体出入口流路２８は最適な大きさに決定するようにしている。
【０００７】
また、図１６に示したものは、プレート・フィン型熱交換器の形状を左右対称としたものである。このように左右対称な形状とすると、前記隔離板９ａ，１０ａを反転させて設けることで、隔離板９ａ，１０ａの種類を減らすことができる利点があり、また、加熱した際に、単純な左右対称形状であるために、局所的な熱応力の発生を防止できる利点がある。また、他のプレートフィン型熱交換器としては、前記したように低温流体用のヘッダ１，２を設ける以外に、高温流体側にもヘッダを設けるようにしたものも考えられている。更に、図１４、図１５に示すようにカバー１６，１７にヘッダ取付穴２３，２４を備えた環状のステー２９を固定して、積層体２７とヘッダ１，２との接続部の強度を高めるようにしたものも考えられている。
【０００８】
上記した従来のプレート・フィン型熱交換器は、ヘッダ１から低温流体流路１２ａの斜流路部材１８ａに入った低温流体７が、対向流部４で高温流体流路１３ａの斜流路部材２０ａの入口５から入った高温流体８によって加熱されて、低温流体流路１２ａの斜流路部材１９ａを通ってヘッダ２から流出し、熱交換が終わった高温流体８は高温流体流路１３ａの斜流路部材２１ａの出口６から流出するようになっているものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の矩形型プレート・フィン型熱交換器では、積層体２７にヘッダ１，２を取付ける際、積層体２７のカバー１６，１７或いはステー２９に備えられたヘッダ取付穴２３，２４に、ヘッダ１，２を一側から挿入した後、ヘッダ１，２を両側のヘッダ取付穴２３，２４に溶接にて固定するようにしている。
【００１０】
しかし、前記カバー１６，１７或いはステー２９に備えられているヘッダ取付穴２３，２４は、ヘッダ１，２の外径より溶接代分（１〜３ｍｍ程度）だけ僅かに大きい径を有しているのみである。
【００１１】
一方、前記積層体２７を積層・ロウ付けによって一体に製造する際に、各部材の位置管理を厳しく行っても、実際には積層方向のカバー１６，１７の位置や、カバー１６，１７或はステー２９に設けられたヘッダ取付穴２３，２４の軸線は狂ってくる。このような狂いの発生原因としては、各隔離板９ａ，１０ａ，１１ａや伝熱促進体１４ａ，１５ａの製作誤差、積層時の僅かなズレ、ロウ付け時に隔離板９ａ，１０ａ，１１ａや伝熱促進体１４ａ，１５ａに挟み込んだロウ材が溶け、隔離板９ａ，１０ａ，１１ａや伝熱促進体１４ａ，１５ａが僅かに自由になってズレること等が考えられる。このような狂いの発生傾向は、積層段数が大きくなるほど大きな誤差となって発生する。
【００１２】
このようなズレによる誤差が生じた積層体２７のヘッダ取付穴２３，２４に、一側からヘッダ１，２を挿入して固定しようとすると、一側のカバー１６，１７或いはステー２９のヘッダ取付穴２３，２４を通り抜けたヘッダ１，２の先端が、他方のカバー１６，１７或いはステー２９で止ってしまって他側のヘッダ取付穴２３，２４を通過することができない場合が発生する。
【００１３】
このような事態が発生すると、他側のヘッダ取付穴２３，２４を研削して、ヘッダ１，２の先端がヘッダ取付穴２３，２４を貫通できるようになるまで位置合せを何度も行う必要があり、また前記したようにヘッダ取付穴２３，２４を研削したためにカバー１６，１７或いはステー２９とヘッダ１，２との間の溶接に不良を来す場合もある。また、上記したような研削によってヘッダ取付穴２３，２４を修正する方式では、プレート・フィン型熱交換器の製作に掛る時間と工数が増加してコストの上昇を招くという問題を有していた。
【００１４】
本発明は、ヘッダの取り付け作業を簡略化できるようにしたプレート・フィン型熱交換器のヘッダ構造及びヘッダの取付け方法を提供することを目的としているものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のプレート・フィン型熱交換器のヘッダ構造は、積層体の両側に備えたヘッダ取付穴に、ヘッダを挿入して溶接により固定するようにしているプレート・フィン型熱交換器のヘッダ構造であって、積層体の一側からヘッダ取付穴に挿入して溶接固定するようにした筒体と、積層体の他側からヘッダ取付穴を通して前記筒体の内面に嵌合する強度案内部材を備え且つ前記ヘッダ取付穴に挿入して溶接固定するようにした蓋体とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記強度案内部材は放射状板であっても良く、筒体は流体出入口流路を備えていても良く、筒体は流体出入口流路を備えておらず、筒体の先端と蓋体との間に流体出入口流路を形成するようになっていても良い。
【００１７】
本発明のプレート・フィン型熱交換器のヘッダ取付け方法は、積層体の両側に備えたヘッダ取付穴に、ヘッダを挿入して溶接により固定するようにしているプレート・フィン型熱交換器のヘッダの取付け方法であって、積層体の一側からヘッダ取付穴に筒体を挿入し、積層体の他側からヘッダ取付穴を通して蓋体に備えた強度案内部材を筒体の内面に嵌合させ且つ蓋体を他側のヘッダ取付穴に挿入し、前記筒体及び蓋体を積層体に溶接固定すると共に、前記強度案内部材を筒体内面に溶接固定することを特徴としている。
【００１８】
上記手段の作用を説明する。
【００１９】
本発明では、隔離板や伝熱促進体の積層・ロウ付けによって組み立てられた積層体のヘッダ取付穴に位置のズレがあっても、別個に構成した筒体と蓋体とを、積層体に対して互いに反対側から挿入することにより容易に組み立てることができ、よってプレート・フィン型熱交換器の組み立て作業を能率的に行うことができる。
【００２０】
また、筒体に、蓋体の強度案内部材を嵌合させて溶接にて固定するようにしているので、強度案内部材によりヘッダの強度を高めて、プレート・フィン型熱交換器の強度を向上させることができる。
【００２１】
さらに、強度案内部材が放射状板にて構成されていると、強度案内部材が流体の流動を阻害するような問題を生じることもない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態例について図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明を実施する一形態例を説明するための斜視図、図２は本発明の図１のヘッダ設置部の断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た平面図である。
【００２３】
図１〜図３に示す形態例は、積層体２７を構成しているカバー１６，１７或いはステー２９に備えられているヘッダ取付穴２３，２４に挿入して取付けるようにしているヘッダ１，２を、筒体３１と蓋体３２とにより構成している。筒体３１と蓋体３２とは、前記ヘッダ取付穴２３，２４に僅かな隙間を有して嵌合できるようになっている。
【００２４】
前記蓋体３２の上面には、前記筒体３１の内面に嵌合できるようにした上方に所要長さで延びる放射状板３３ａからなる強度案内部材３３を一体に備えている。
【００２５】
上記ヘッダ１，２を積層体２７に固定するには、筒体３１を積層体２７の一側から（図１、図２では上側から）ヘッダ取付穴２３，２４に挿入し、一方蓋体３２を積層体２７の他側から（図１、図２では下側から）ヘッダ取付穴２３，２４に挿入し、蓋体３２の強度案内部材３３を筒体３１の内側に嵌合させる。この時、前記筒体３１の下端と蓋体３２との間に所要の流体出入口流路２８が形成されるように所要の間隔を保持させるようにする。
【００２６】
次に、前記積層体２７のヘッダ取付穴２３，２４に筒体３１と蓋体３２を溶接３０にて固定し、また、蓋体３２の強度案内部材３３を筒体３１の内面に、筒体３１の内側から溶接３４により固定する。これにより積層体２７にヘッダ１，２が固定されたプレート・フィン型熱交換器を構成することができる。なお、図示した強度案内部材３３は、放射状板３３ａのみにて構成するようにしているが、例えば中心部に小径の部パイプ或いは棒材を固定してその外周に放射状板３３ａを取付るようにしても良い。
【００２７】
図４は前記図１〜図３に示した形態例の他の例を示したもので、前記強度案内部材３３に複数の連通孔３５を設けるようにしており、このように強度案内部材３３に連通孔３５を設けると、流体の流動分配性を高めることができる効果がある。
【００２８】
図５〜図８は、前記図１〜図３に示したものとは別の形態例を示しており、図５〜図８では、ヘッダ１，２を、一端近傍に流体出入口流路２８を備えた筒体３６と蓋体３７とにより構成している。筒体３６と蓋体３７とは、前記ヘッダ取付穴２３，２４に僅かな隙間を有して嵌合できるようになっている。
【００２９】
前記蓋体３７の上面には、前記筒体３６の内面に嵌合できるようにした放射状板３８ａからなる強度案内部材３８を一体に備えている。該強度案内部材３８は、前記図１〜図３に示した強度案内部材３３に比して短い長さとなっている。
【００３０】
上記ヘッダ１，２を積層体２７に固定するには、筒体３６を積層体２７の一側から（図７では上側から）ヘッダ取付穴２３，２４に挿入し、一方蓋体３７を積層体２７の他側から（図７では下側から）ヘッダ取付穴２３，２４に挿入し、蓋体３７の強度案内部材３８を筒体３６の内側に嵌合させる。
【００３１】
次に、前記積層体２７のヘッダ取付穴２３，２４に筒体３６と蓋体３７を溶接３０にて固定し、また、蓋体３２の強度案内部材３３を筒体３１の内面に、筒体３１の内側から溶接３４により固定する。これにより積層体２７にヘッダ１，２が固定されたプレート・フィン型熱交換器を構成することができる。
【００３２】
上記したように、積層体２７の一側からヘッダ取付穴２３，２４に筒体３１，３６を挿入して溶接３０により上側のヘッダ取付穴２３，２４に固定し、積層体２７の他側からヘッダ取付穴２３，２４を通して蓋体３２，３７に備えた強度案内部材３３，３８を筒体３１，３６の内面に嵌合させ且つ蓋体３２，３７を他側のヘッダ取付穴２３，２４に挿入して、蓋体３２，３７を下側のヘッダ取付穴２３，２４に溶接３０にて固定し、前記筒体３１，３６と蓋体３２，３７の強度案内部材３３，３８とを溶接３４にて固定するようにしているので、隔離板や伝熱促進体の積層・ロウ付けによって組み立てられた積層体２７のヘッダ取付穴２３，２４に上下で位置のズレがあっても、別個に構成した筒体３１，３６と蓋体３２，３７とを、積層体２７に対して互いに反対側から容易に挿入して組み立てることができ、よってプレート・フィン型熱交換器の組み立て作業を能率的に行うことができる。このとき、強度案内部材３３，３８は、筒体３１，３６と蓋体３２，３７とを嵌合させるための案内として作用する。
【００３３】
また、筒体３１，３６に、蓋体３２，３７の強度案内部材３３，３８を嵌合させて溶接３４にて固定するようにしているので、強度案内部材３３，３８によりヘッダ１，２の強度を高めて、プレート・フィン型熱交換器の強度を向上させることができる。
【００３４】
なお、本発明は図示した形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
さらに、強度案内部材３３，３８が放射状板３３ａ，３８ａにて構成されていると、強度案内部材３３，３８が流体の流動を阻害するような問題を生じることもない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、隔離板や伝熱促進体の積層・ロウ付けによって組み立てられた積層体のヘッダ取付穴に位置のズレがあっても、別個に構成した筒体と蓋体とを、積層体に対して互いに反対側から挿入することにより容易に組み立てることができ、よってプレート・フィン型熱交換器の組み立て作業を能率的に行うことができる効果がある。
【００３７】
また、筒体に、蓋体の強度案内部材を嵌合させて溶接にて固定するようにしているので、強度案内部材によりヘッダの強度を高めて、プレート・フィン型熱交換器の強度を向上させることができる効果がある。
【００３８】
さらに、強度案内部材が放射状板にて構成されていると、強度案内部材が流体の流動を阻害するような問題を生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する一形態例の斜視図である。
【図２】図１のヘッダ設置部の断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た平面図である。
【図４】図１の他の例を示す側面図である。
【図５】本発明を実施する形態の他の例を示す筒体と蓋体とを組み立てる状態を示す斜視図である。
【図６】図５の筒体と蓋体とを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図７】図５、図６のヘッダを適用したヘッダ設置部の断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。
【図９】従来のプレート・フィン型熱交換器の斜視図である。
【図１０】図９のプレート・フィン型熱交換器の平面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】図１０のＢ−Ｂ断面図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）はプレート・フィン型熱交換器の各部材の斜視図である。
【図１４】従来のプレート・フィン型熱交換器におけるヘッダ設置部の断面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ方向から見た断面図である。
【図１６】図１４のＸＶ−ＸＶ方向から見た斜視図である。
【符号の説明】
１，２ヘッダ
２３，２４ヘッダ取付穴
２７積層体
２８流体出入口流路
３０溶接
３１，３６筒体
３２，３７蓋体
３３，３８強度案内部材
３３ａ，３８ａ放射状板
３４溶接[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a header structure of a plate-fin type heat exchanger and a method for mounting the header.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 9 and 10, the conventional plate-fin heat exchanger includes a low-temperature fluid inflow header 1 and a heated low-temperature fluid outflow header 2, oblique AC sections 3a provided on the inflow side and the outflow side, and The oblique alternating current section 3b, the high temperature fluid inlet 5 provided in the oblique alternating current section 3b, the high temperature fluid outlet 6 provided in the oblique alternating current section 3a, the low temperature fluid 7 provided between the oblique alternating current section 3a and the oblique alternating current section 3b, It is a rectangular type composed of a counter flow portion 4 that exchanges heat with the high-temperature fluid 8.
[0003]
As shown in FIG. 11, which is an AA cross-sectional view of FIG. 10, FIG. 12 is a BB cross-sectional view of FIG. 10, and FIG. 13 is a perspective view of each member. And a first separator 9a (FIG. 13 (a)) provided with two holes 23a and 24a for inserting the two headers 1 and 2, and two holes 23a and 24a for insertion into the cryogenic fluid channel 12a. , The second separator 10a (FIG. 13C) provided with embossed portions 22e and 22f, a heat transfer facilitator 15a for the high-temperature fluid channel 13a, and two oblique channel members 20a and 21a ( (D)) of FIG. 13 is repeated to stack two or more stages, and in many cases 80 or more stages, on which the first separator 9a and the heat transfer facilitator 14a for the low-temperature fluid flow path 12a and two are stacked. Of the oblique flow path members 18a and 19a ((b) of FIG. 13) A plate-shaped third separator 11a (FIG. 13 (e)) provided with holes 23a and 24a for inserting the headers 1 and 2 is stacked, and a reinforcing member 26 is inserted between the separators 9a and 10a. Further, covers 16 and 17 having two header mounting holes 23 and 24 on the upper and lower sides are overlapped.
[0004]
The separators 9a and 10a, the heat transfer promoting bodies 14a and 15a, and the covers 16 and 17 are laminated while brazing a brazing material between them in advance. Necessary for brazing after lamination. The laminated body 27 is configured by melting the brazing material in a high-temperature vacuum furnace while applying pressure in the laminating direction and bonding the members together. The separators 9a and 10a are joined to each other by welding the peripheral part and the inner peripheral part of the low temperature side fluid inlet / outlet part, and each flow path is partitioned by the separators 9a and 10a so that fluids do not mix with each other. .
[0005]
As described above, the header mounting holes 23 and 24 of the covers 16 and 17 in the laminated body 27 bonded together as described above are manufactured separately from the laminated body 27 and closed at one end. And the low-temperature fluid outflow header 2 is inserted from the upper and lower sides, and the headers 1 and 2 are hermetically fixed to the header mounting holes 23 and 24 of the covers 16 and 17 by welding 30, respectively. A mold heat exchanger is configured.
[0006]
As shown in FIGS. 14 and 15, the headers 1 and 2 are provided with a window-like fluid inlet / outlet channel 28 on the entire circumferential side surface in order to distribute the fluid to the respective cryogenic fluid channels 12 a. At this time, in order to distribute the fluid uniformly, the headers 1 and 2 need to have a large fluid inlet / outlet flow path 28, but have sufficient strength to prevent expansion and deformation of the plate-fin heat exchanger. Therefore, the fluid inlet / outlet channel 28 is determined to have an optimum size.
[0007]
Further, what is shown in FIG. 16 is one in which the shape of the plate-fin heat exchanger is symmetric. Such a symmetrical shape has an advantage that the types of the separators 9a and 10a can be reduced by providing the separators 9a and 10a so as to be reversed. Due to the symmetrical shape, there is an advantage that generation of local thermal stress can be prevented. Further, as another plate fin type heat exchanger, in addition to providing the headers 1 and 2 for the low temperature fluid as described above, it is also possible to provide a header on the high temperature fluid side. Further, as shown in FIGS. 14 and 15, an annular stay 29 having header mounting holes 23, 24 is fixed to the covers 16, 17 to increase the strength of the connecting portion between the laminate 27 and the headers 1, 2. Something like that is also considered.
[0008]
In the conventional plate-fin type heat exchanger described above, the low-temperature fluid 7 that has entered the oblique flow path member 18a of the low-temperature fluid flow path 12a from the header 1 flows into the diagonal flow path member 13a of the high-temperature fluid flow path 13a. The high-temperature fluid 8 heated by the high-temperature fluid 8 entering from the inlet 5 of 20a flows out of the header 2 through the slant flow-path member 19a of the low-temperature fluid flow path 12a, and the high-temperature fluid 8 after the heat exchange is finished in the high-temperature fluid flow path 13a. It flows out from the outlet 6 of the oblique flow path member 21a.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional rectangular plate and fin heat exchanger, when the headers 1 and 2 are attached to the laminate 27, the headers are attached to the header mounting holes 23 and 24 provided in the covers 16 and 17 or the stay 29 of the laminate 27. After inserting 1 and 2 from one side, the headers 1 and 2 are fixed to the header mounting holes 23 and 24 on both sides by welding.
[0010]
However, the header mounting holes 23 and 24 provided in the covers 16 and 17 or the stay 29 have a diameter slightly larger than the outer diameter of the headers 1 and 2 by a welding allowance (about 1 to 3 mm). Only.
[0011]
On the other hand, when the laminated body 27 is manufactured integrally by lamination and brazing, even if the position management of each member is strictly performed, the positions of the covers 16 and 17 in the lamination direction, the covers 16, 17 or The axis lines of the header mounting holes 23 and 24 provided in the stay 29 are out of order. Causes of such deviation include manufacturing errors of the separators 9a, 10a, and 11a and the heat transfer promoting bodies 14a and 15a, slight displacement during stacking, separators 9a, 10a, and 11a and heat transfer during brazing. It is conceivable that the brazing material sandwiched between the promoting bodies 14a and 15a melts, and the separators 9a, 10a and 11a and the heat transfer promoting bodies 14a and 15a become slightly free and misaligned. Such a tendency of occurrence of deviation becomes larger as the number of stacked stages becomes larger.
[0012]
If the headers 1 and 2 are inserted and fixed from one side into the header mounting holes 23 and 24 of the laminated body 27 in which an error due to such a shift has occurred, the header mounting of the cover 16 or 17 on one side or the header of the stay 29 is performed. There may occur a case in which the leading ends of the headers 1 and 2 passing through the holes 23 and 24 are stopped by the other covers 16 and 17 or the stay 29 and cannot pass through the header mounting holes 23 and 24 on the other side.
[0013]
When such a situation occurs, it is necessary to grind the header mounting holes 23 and 24 on the other side and to perform alignment many times until the leading ends of the headers 1 and 2 can penetrate the header mounting holes 23 and 24. In addition, since the header mounting holes 23 and 24 are ground as described above, the welding between the covers 16 and 17 or the stay 29 and the headers 1 and 2 may be defective. In addition, the method of correcting the header mounting holes 23 and 24 by grinding as described above has a problem in that the time and man-hours required for manufacturing the plate-fin type heat exchanger increase, leading to an increase in cost. .
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a header structure of a plate-fin type heat exchanger and a header mounting method that can simplify the header mounting operation.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the header structure of the plate-fin type heat exchanger of the present invention is a plate-type heat exchanger in which the header is inserted into the header mounting holes provided on both sides of the laminate and fixed by welding. A header structure of a fin-type heat exchanger, which is inserted into a header mounting hole from one side of the laminate and fixed by welding, and an inner surface of the cylinder through the header mounting hole from the other side of the laminate And a lid that is inserted into the header mounting hole and fixed by welding.
[0016]
The strength guide member may be a radial plate, the cylinder may be provided with a fluid inlet / outlet channel, and the cylinder is not provided with a fluid inlet / outlet channel, and between the tip of the cylinder and the lid. A fluid inlet / outlet channel may be formed.
[0017]
The header mounting method of the plate fin type heat exchanger of the present invention is the header of the plate fin type heat exchanger in which the header is inserted into the header mounting holes provided on both sides of the laminate and fixed by welding. The cylindrical body is inserted into the header mounting hole from one side of the laminate, and the strength guide member provided on the lid is fitted to the inner surface of the cylindrical body through the header mounting hole from the other side of the multilayer body. The lid body is inserted into the header mounting hole on the other side, the cylinder body and the lid body are welded and fixed to the laminated body, and the strength guide member is welded and fixed to the inner surface of the cylinder body.
[0018]
The operation of the above means will be described.
[0019]
In the present invention, even if there is a positional shift in the header mounting hole of the laminated body assembled by laminating and brazing the separator plate and the heat transfer promoting body, the cylinder body and the lid body configured separately are combined into the laminated body. On the other hand, it can be easily assembled by inserting them from opposite sides, so that the assembly work of the plate-fin heat exchanger can be performed efficiently.
[0020]
In addition, since the strength guide member of the lid is fitted to the cylinder and fixed by welding, the strength of the header is increased by the strength guide member and the strength of the plate-fin heat exchanger is improved. Can be made.
[0021]
Furthermore, when the strength guide member is formed of a radial plate, there is no problem that the strength guide member impedes fluid flow.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a perspective view for explaining an embodiment for carrying out the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the header installation portion of FIG. 1 according to the present invention, and FIG. 3 is a plan view seen from the III-III direction of FIG. It is.
[0023]
The embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 3 includes headers 1 and 2 that are inserted into the header mounting holes 23 and 24 provided in the covers 16 and 17 or the stay 29 constituting the laminated body 27. Is formed of a cylindrical body 31 and a lid body 32. The cylinder 31 and the lid 32 can be fitted to the header mounting holes 23 and 24 with a slight gap.
[0024]
On the upper surface of the lid 32, an intensity guide member 33 made of a radial plate 33 a extending in a required length is provided integrally above the inner surface of the cylindrical body 31.
[0025]
In order to fix the headers 1 and 2 to the laminated body 27, the cylindrical body 31 is inserted into the header mounting holes 23 and 24 from one side of the laminated body 27 (from the upper side in FIGS. Is inserted into the header mounting holes 23 and 24 from the other side of the laminated body 27 (from the lower side in FIGS. 1 and 2), and the strength guide member 33 of the lid body 32 is fitted inside the cylindrical body 31. At this time, a required interval is maintained so that a required fluid inlet / outlet channel 28 is formed between the lower end of the cylindrical body 31 and the lid 32.
[0026]
Next, the cylinder 31 and the lid 32 are fixed to the header mounting holes 23 and 24 of the laminated body 27 by welding 30, and the strength guide member 33 of the lid 32 is attached to the inner surface of the cylinder 31. It is fixed by welding 34 from the inside of 31. As a result, a plate-and-fin heat exchanger in which the headers 1 and 2 are fixed to the laminate 27 can be configured. Although the illustrated strength guide member 33 is configured by only the radial plate 33a, for example, a small-diameter pipe or bar is fixed to the center and the radial plate 33a is attached to the outer periphery thereof. May be.
[0027]
FIG. 4 shows another example of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, in which a plurality of communication holes 35 are provided in the strength guide member 33. Providing the communication holes 35 has an effect of improving the fluid flow distribution.
[0028]
FIGS. 5 to 8 show an embodiment different from those shown in FIGS. 1 to 3. In FIGS. 5 to 8, the headers 1 and 2 are provided, and the fluid inlet / outlet channel 28 is provided near one end. A cylindrical body 36 and a lid body 37 are provided. The cylinder 36 and the lid 37 can be fitted to the header mounting holes 23 and 24 with a slight gap.
[0029]
On the upper surface of the lid body 37, a strength guide member 38 made of a radial plate 38a that can be fitted to the inner surface of the cylindrical body 36 is integrally provided. The strength guide member 38 has a shorter length than the strength guide member 33 shown in FIGS.
[0030]
In order to fix the headers 1 and 2 to the laminated body 27, the cylindrical body 36 is inserted into the header mounting holes 23 and 24 from one side of the laminated body 27 (from the upper side in FIG. 7), while the lid 37 is placed on the laminated body. 27 is inserted into the header mounting holes 23 and 24 from the other side (from the lower side in FIG. 7), and the strength guide member 38 of the lid 37 is fitted inside the cylinder 36.
[0031]
Next, the cylinder body 36 and the lid body 37 are fixed to the header mounting holes 23 and 24 of the laminated body 27 by welding 30, and the strength guide member 33 of the lid body 32 is attached to the inner surface of the cylinder body 31. It is fixed by welding 34 from the inside of 31. As a result, a plate-and-fin heat exchanger in which the headers 1 and 2 are fixed to the laminate 27 can be configured.
[0032]
As described above, the cylinders 31 and 36 are inserted into the header mounting holes 23 and 24 from one side of the multilayer body 27 and fixed to the upper header mounting holes 23 and 24 by welding 30, and from the other side of the multilayer body 27. The strength guide members 33 and 38 provided in the lid bodies 32 and 37 are fitted to the inner surfaces of the cylindrical bodies 31 and 36 through the header attachment holes 23 and 24, and the lid bodies 32 and 37 are fitted to the header attachment holes 23 and 24 on the other side. Then, the lid bodies 32 and 37 are fixed to the lower header mounting holes 23 and 24 by welding 30, and the cylindrical bodies 31 and 36 and the strength guide members 33 and 38 of the lid bodies 32 and 37 are welded 34. Since the header mounting holes 23 and 24 of the laminated body 27 assembled by laminating and brazing the separator and the heat transfer facilitating member are vertically displaced, they are configured separately. The cylinders 31 and 36 and the lid bodies 32 and 37 are laminated. It can be assembled easily inserted from opposite sides relative to 7, thus it is possible to perform the assembling operation of the plate-fin heat exchanger efficiently. At this time, the strength guide members 33 and 38 act as guides for fitting the cylindrical bodies 31 and 36 and the lid bodies 32 and 37 together.
[0033]
In addition, since the strength guide members 33 and 38 of the lid bodies 32 and 37 are fitted to the cylindrical bodies 31 and 36 and fixed by welding 34, the strength guide members 33 and 38 allow the headers 1 and 2 to be fixed. The strength can be increased and the strength of the plate-fin heat exchanger can be improved.
[0034]
It should be noted that the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0035]
Further, when the strength guide members 33 and 38 are configured by the radial plates 33a and 38a, the strength guide members 33 and 38 do not cause a problem that obstructs the flow of fluid.
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, even if there is a misalignment in the header mounting hole of the laminated body assembled by laminating and brazing the separator and the heat transfer promoting body, the separately configured cylinder and lid are laminated. It can be easily assembled by inserting the body from opposite sides, and therefore, there is an effect that the assembly work of the plate-fin heat exchanger can be efficiently performed.
[0037]
In addition, since the strength guide member of the lid is fitted to the cylinder and fixed by welding, the strength of the header is increased by the strength guide member and the strength of the plate-fin heat exchanger is improved. There is an effect that can be made.
[0038]
Furthermore, when the strength guide member is formed of a radial plate, there is no problem that the strength guide member impedes fluid flow.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the header installation portion of FIG.
3 is a plan view seen from the III-III direction of FIG.
4 is a side view showing another example of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a cylinder body and a lid body are assembled, which shows another example of the embodiment for carrying out the present invention.
6 is a perspective view showing a state in which the cylindrical body and the lid body of FIG. 5 are assembled. FIG.
7 is a cross-sectional view of a header installation portion to which the header of FIGS. 5 and 6 is applied. FIG.
8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
FIG. 9 is a perspective view of a conventional plate-fin heat exchanger.
10 is a plan view of the plate-fin heat exchanger of FIG.
11 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
12 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIGS. 13A, 13B, 13C, 13D, and 13E are perspective views of each member of the plate-fin heat exchanger.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a header installation portion in a conventional plate-fin heat exchanger.
15 is a cross-sectional view seen from the XV-XV direction of FIG.
16 is a perspective view seen from the XV-XV direction of FIG.
[Explanation of symbols]
1, 2 Header 23, 24 Header mounting hole 27 Laminate 28 Fluid inlet / outlet flow path 30 Welding 31, 36 Cylindrical body 32, 37 Lid 33, 38 Strength guide members 33a, 38a Radial plate 34 Welding

Claims

積層体の両側に備えたヘッダ取付穴に、ヘッダを挿入して溶接により固定するようにしているプレート・フィン型熱交換器のヘッダ構造であって、積層体の一側からヘッダ取付穴に挿入して溶接固定するようにした筒体と、積層体の他側からヘッダ取付穴を通して前記筒体の内面に嵌合する強度案内部材を備え且つ前記ヘッダ取付穴に挿入して溶接固定するようにした蓋体とを備えたことを特徴とするプレート・フィン型熱交換器のヘッダ構造。It is a header structure of a plate-fin type heat exchanger in which the header is inserted into the header mounting holes on both sides of the laminate and fixed by welding, and inserted into the header mounting holes from one side of the laminate. A cylindrical body that is fixed by welding and a strength guide member that fits into the inner surface of the cylindrical body from the other side of the laminated body through the header mounting hole, and is inserted into the header mounting hole and fixed by welding. A plate-fin type heat exchanger header structure, comprising:

強度案内部材が放射状板であることを特徴とする請求項１記載のヘッダ構造。The header structure according to claim 1, wherein the strength guide member is a radial plate.

筒体が流体出入口流路を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のヘッダ構造。The header structure according to claim 1 or 2, wherein the cylinder includes a fluid inlet / outlet channel.

筒体が流体出入口流路を備えておらず、筒体の先端と蓋体との間に流体出入口流路が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のヘッダ構造。3. The header structure according to claim 1, wherein the cylinder does not include a fluid inlet / outlet channel, and a fluid inlet / outlet channel is formed between the tip of the cylinder and the lid.

積層体の両側に備えたヘッダ取付穴に、ヘッダを挿入して溶接により固定するようにしているプレート・フィン型熱交換器のヘッダの取付け方法であって、積層体の一側からヘッダ取付穴に筒体を挿入し、積層体の他側からヘッダ取付穴を通して蓋体に備えた強度案内部材を筒体の内面に嵌合させ且つ蓋体を他側のヘッダ取付穴に挿入し、前記筒体及び蓋体を積層体に溶接固定すると共に、前記強度案内部材を筒体内面に溶接固定することを特徴とするプレート・フィン型熱交換器のヘッダ取付け方法。A method of mounting a header of a plate-fin type heat exchanger in which a header is inserted into a header mounting hole provided on both sides of a laminate and fixed by welding, and the header mounting hole is provided from one side of the laminate. The cylinder is inserted into the cylinder, the strength guide member provided in the lid is fitted to the inner surface of the cylinder through the header mounting hole from the other side of the laminate, and the lid is inserted into the header mounting hole on the other side. A plate and fin type heat exchanger header mounting method, wherein a body and a lid are welded and fixed to a laminate, and the strength guide member is welded and fixed to an inner surface of a cylindrical body.