JP4738116B2 - クロスフローコア式プレート型熱交換器 - Google Patents
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Description
(イ)1形式の熱交換器のコアで1つの性能しか出せない。
(ロ)流れの圧力を高圧にできず、高圧構造にできない。
(ハ)コアまで分解しないと掃除ができない。
(1) 角型の伝熱板を積層した、1段ごとに90度異なった方向に開口のある4側面をもつコアと、
コアの4側面のうちの対向する2面に着脱可能に装着される第1の側板と、
コアの4側面のうちの、前記2面と直交する対向2面に着脱可能に装着される第2の側板と、
からなり、
前記第1、第2の側板は、流れを反転させるための溝と、流れを流入・排出するための溝、の何れかの溝を有し、
前記コアの直交する側面に対して前記第1、第2の側板を選択して装着することで、コアの構造を同一に保持したまま前記第1、第2の側板を取り替えるだけで、3種類の異なる性能に切替え可能であり、
該3種類の性能は、
前記第1、第2の側板の両方の側板が流れを反転させるための溝を有する側板からなる時に得られる性能と、
前記第1、第2の側板の両方の側板が流れを流入・排出するための溝を有する側板からなる時に得られる性能と、
前記第1、第2の側板の一方の側板が、流れを反転させるための溝を有する側板からなり、前記第1、第2の側板の他方の側板が、流れを流入・排出するための溝を有する側板からなる時に得られる性能と、
を含むマルチユース・クロスフローコア式プレート型熱交換器。
上記(1)のマルチユース・クロスフローコア式プレート型熱交換器によれば、側板に流れを反転させるための溝と、流れを流入・排出するための溝の何れかの溝を集約でき、側板を取り替えることによって、複数の性能を容易に出すことができる。
積層コア15に反転溝19A付き側板20A、20B、20C、20Dを組み合わせることで低コストで容易に反転流を持つ構造を得る。
積層コア15の層空間を、従来のような連結管や溶接板金加工で繋ぐことに換えて、反転溝19A付き側板20A、20B、20C、20Dを採用することで、熱媒体の流れを容易に繋ぐことが出来た。これにより、従来のプレート型熱交換器と同様、伝熱板11を介した二条の長い反転流を形成する熱交換器10Aとなり、また、反転溝付側板20A、20B、20C、20Dに給排口24、25を設けることで、単純流の熱交換器にも使用できる。
また、単純で汎用性に富んだ構造であり、低コストで、標準品として製作可能で、量産性にも優れている。
また、構造上、内部は温度も均等化され、偏分布も無く、全体温度を低く抑えることができる。圧力も平均化され、低く抑えることができる。高温高圧の流体に対応可能となる。
また、近年、燃料電池、マイクロガスタービンに代表される小型の発電設備や空調設備それに発熱を伴う電子装置等小型の熱交換器を必要とすることが非常に増えている。また、放出熱量を十分抑えることができず、地球環境上では社会問題になってきている。それに対し、当発明品は、それら様々なニーズ対し、柔軟に、経済的に適用できる。
(i)多目的(マルチユース)使用可能な汎用標準型熱交換器である。
すなわち、標準品でありながら、2種類の側板20型と21型の選択により異なった三つの特性が選べ、流れの様式に対する一次系、二次系の適応の仕方、また、流れ方向の選択の仕方で異なった性能が得られるので、種々の目的に対応可能なマルチユース熱交換器となる。
特に、反転流と単純流の組み合わせ性能は、従来のプレート型熱交換器では対応しえなかった性能であり、熱交換器適用の領域を更に広げることになる。
また、反転溝付側板20A、20B、20C、20Dに追加工し、適合した給排分配プレート26を設ける事で、反転流を2〜3段に分割でき、単純流の場合もヘダー部を分割する事で分割使用することができる。
また、複数の機器を直列、並列に結び、システム化する事で、更に用途の巾が広がる。
・ 性能に関係する設計因子
流路寸法(流路巾、高さ及び長さ)、伝熱板の形状(正方形、短径)と枚数、伝熱板の材料(銅、ステンレス等)と板厚、目的に応じた一次系、二次系の流れを決める構造の設定、ディンプル、フイン等伝熱板に対する性能向上加工の自由度が上がる。
・ 低コスト品の設計
中温、低圧の一般用途には隔壁、側板に樹脂系材料を使用し、接着剤にて接合でき、低コスト品となる。
・ 一次系、二次系の流体で各部の温度が平均化され、温度差による局部歪は小さい。
・ 熱交換部がコアに集約され一塊となっているので、外部放熱、吸熱も小さく、対処も容易である。
・ 伝熱板を介する以外、一次系、二次系の流体が接合する部分が無いので、両者が混合する恐れは少ない。
・ 標準型では、コアの開口部の上下の伝熱板端部と面タッチでシールされているが、はめ込み式で仕切る事も可能である。目的に応じ設計を行う。
・ 側板を外すと両端が開いた真直ぐの角通路群からなり、洗浄性に優れている。
(10A 反転流直交型、10B 単純流直交型、10C 反転流と単純流直交型)
11 角型伝熱板
12 側壁
13 エレメント
14 開口部
15 積層コア
16 反転流
17 単純流
18A、18B、18C、18D 側面
19A 反転溝
19B 給排口付き溝
20A、20B、20C、20D 反転溝をもつ側板
21A、21B、21C、21D 給排口付き溝をもつ側板
23 端板
24 給排分配プレート
25、26 給排口
Claims (1)
- 角型の伝熱板を積層した、1段ごとに90度異なった方向に開口のある4側面をもつコアと、
コアの4側面のうちの対向する2面に着脱可能に装着される第1の側板と、
コアの4側面のうちの、前記2面と直交する対向2面に着脱可能に装着される第2の側板と、
からなり、
前記第1、第2の側板は、流れを反転させるための溝と、流れを流入・排出するための溝、の何れかの溝を有し、
前記コアの直交する側面に対して前記第1、第2の側板を選択して装着することで、コアの構造を同一に保持したまま前記第1、第2の側板を取り替えるだけで、3種類の異なる性能に切替え可能であり、
該3種類の性能は、
前記第1、第2の側板が両方とも流れを反転させるための溝を有する側板からなる時に得られる性能と、
前記第1、第2の側板が両方とも流れを流入・排出するための溝を有する側板からなる時に得られる性能と、
前記第1、第2の側板の一方の側板が、流れを反転させるための溝を有する側板からなり、前記第1、第2の側板の他方の側板が、流れを流入・排出するための溝を有する側板からなる時に得られる性能と、
を含むマルチユース・クロスフローコア式プレート型熱交換器。
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JP2005272721A JP4738116B2 (ja) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | クロスフローコア式プレート型熱交換器 |
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