JPH0547960Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はプレートフイン型熱交換器に関するも
のである。

［従来の技術］ 例えば、伝熱面を矩形フインとしたプレートフ
イン型熱交換器には第４図に示す如く、流入側及
び流出側に設けられた斜交流部１とその間に設け
られた対向流部２をもち、幅方向に複数形成した
流路の長さをすべて同一にして熱交換効率を向上
させたものがある。斜交流部１では、高温側流体
３を流す高温側流路４と低温側流体５を流す低温
側流路６とが斜交しており、又前記対向流部２で
は、高温側流路４と低温側流路６とが平行になる
ように配されており、上記流路４，６が第５図に
示すように適数段積重ねられて伝熱部材７が構成
されている。この伝熱部材７は、幅方向に均一な
高い熱交換効率が達成できる優れた利点を有して
いる。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の単一の伝熱部材７を有した
プレートフイン型熱交換器においては、第６図に
示す如く、高温側流体３及び低温側流体５は各々
流路４，６の入口においてはそれぞれ矢印で示す
ように均一な温度分布となつているが、出口にお
いて温度勾配αを生じる。

特に高温側流体３が流れ出る斜交流部１におけ
る側流路４の出口では温度勾配が大きく、そのた
め不定形な曲がり変化が生じ、よつて前記伝熱部
材７を包囲する図示しないヘツダを有した熱交換
器本体に応じて斜交流部１の点Ａ，Ｂ，Ｃの位置
には局部応力が発生する。

即ち、点Ａの位置には高温側流体が流れて熱膨
張による熱変形を生じようとするが、点Ａは図示
しない常温の熱交換器本体に一体に固定されてい
るので、熱交換器本体に局所的な熱応力を生じる
ことになる。

又点Ｂは最も温度の低い低温側流体５と高温側
流体３とが接する熱的負荷が最も厳しいところで
あり、更に点Ｂには前記第６図に示した温度の勾
配により、第７図にイ→で示すような不定形な曲が
り変形（以下変位と記す）を与える力が生じ図示
しない熱交換器本体のヘツダに応力が作用するこ
とになる。前記力イ→はロ→とハ→に分解することがで
きるが、前記プレートフイン型熱交換器を製作す
る際には前記ロ→及びハ→の両方の力を考慮して製作
しなくてはならず、製作が非常に大変である。

従つて従来のプレートフイン型熱交換器では、
応力の集中があり、クラツクの発生、シール性の
低下等といつた問題を生じ、高温流体の熱交換に
は適用できない問題を有していた。

本考案は、上記従来の問題点に着目してなした
もので、熱による変形を軸対称とすることにより
応力の集中を防止してプレートフイン型熱交換器
全体の強度の向上を図ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本考案は高温側流体と低温側流体が表裏におい
て対向して流れるよう幅方向に複数の流路を形成
した方形の対向流部と、該対向流部の流路方向両
端部に対称に形成され、前記対向流部の高温側流
路と低温側流路に各々連通し、且つ流れが交差す
るよう表裏に斜交高温側流路及び斜交低温側流路
を形成した斜交流部とを有し、前記高温側流体が
Ｓ字状に、又低温側流体が逆Ｓ字状に流れるよう
構成したプレート状の伝熱部材を、熱交換器本体
内に、該熱交換器本体の幅方向中心線を軸線とし
て軸対称に一体的に配設し、且つ前記熱交換器本
体の軸線上に、軸線側に向いた斜交高温側流路に
連通する高温出側ヘツダ及び軸線側に向いた斜交
低温側流路に連通する低温出側ヘツダを配設し、
且つ反軸線側に、反軸線側に向いた斜交低温側流
路に連通する低温入側ヘツダ及び反軸線側に向い
た斜交高温側流路に連通する高温入側ヘツダを配
設したことを特徴とするプレートフイン型熱交換
器にかかるものである。

［作用］ 熱交換器本体内に、該熱交換器本体の幅方向中
心線を軸線として伝熱部材を軸対称に一体に構成
しているので、高温出側ヘツダ及び低温出側ヘツ
ダに作用する伝熱部材の軸線方向の変位が相殺さ
れ、よつて局部的な熱応力の発生が防止されると
共に、高温入側ヘツダの断面積を十分に確保する
ために、高温入側ヘツダを反軸線側に分割して配
設してあるので、高温入側ヘツダへの熱応力の集
中が防止されてプレートフイン型熱交換器全体の
熱変形耐力は向上する。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。

第１図〜第３図は本考案の一実施例である。

熱交換器本体８に伝熱部材９が一体に配設され
ている。

該伝熱部材９は方形を有し高温側流体３と低温
側流体５が表裏において対向して流れるよう幅方
向に複数の流路を形成した対向流部２と、該対向
流部２の流路方向両端部に対称に形成され、前記
対向流部２の高温側流路４と低温側流路６に各々
連通し、且つ流れが交差するよう表裏に斜交高温
側流路１０及び斜交低温側流路１１を形成した斜
交流部１とを有し、前記高温側流路４がＳ字状
に、又低温側流路６が逆Ｓ字状に流れるよう構成
されており、且つ前記伝熱部材９は、熱交換器本
体８の幅方向中心線を軸線１２として軸対称に一
体的に構成されている。

更に、前記熱交換器本体８の軸線１２上には、
軸線１２側に向いた斜交高温側流路１０に連通す
る高温出側ヘツダ１３及び軸線１２側に向いた斜
交低温側流路１１に連通する低温出側ヘツダ１４
が配設され、且つ反軸線１２側（軸線１２から熱
交換器本体８の幅方向に遠ざかる方向）には、反
軸線１２に向いた斜交低温側流路１１に連通する
低温入側ヘツダ１５及び反軸線１２側に向いた斜
交高温側流路１０に連通する高温入側ヘツダ１６
が配設されている。

上述した如き構成によると、伝熱部材９、高温
側流体３の入出側ヘツダ１６，１３及び低温側流
体５の入出側ヘツダ１５，１４が熱交換器本体８
の幅方向中心線を中心とする軸線１２に対して軸
対称となるので、軸線１２方向の熱変形は相殺さ
れ、局部的な応力の集中が防止される。

又、反軸線１２側に高温入側ヘツダ１６を分割
して配設することにより、十分な高温入側ヘツダ
１６の断面積が確保されて熱応力の集中が防止さ
れる。

第６図及び第７図に示した如き、従来熱応力の
集中のはげしかつた点Ａ、点Ｂについて述べる。

第３図に示す如く、点Ａにおいて熱膨張が発生
しても、この熱膨張は背中合わせの伝熱部材９，
９の両方で同時に起こるため、点Ａにおける熱膨
張による変形は相殺されて点Ａに熱応力がかかる
ことはない。

次いで、点B₁及びB₂に作用するイ→で示す如き
熱膨張による伝熱部材９を変形させようとする力
のうち、ロ→で示す軸線１２ａ方向に作用する力
は、高温出側ヘツダ１３を図中上方向へ全体的に
変位させる如く作用するだけで、点B₁，B₂にお
けるロ→方向の力による応力は相殺によつて低減さ
れる。

尚、本考案のプレートフイン型熱交換器は、上
述の実施例にのみ限定されるものではなく、本考
案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を
加え得ることは勿論である。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案のプレートフイン
型熱交換器によれば、伝熱部材が中心線を中心と
した軸対称構造を有しているために、軸線方向の
熱変形による応力を相殺させて局部的な応力の発
生を防止すると共に、高温入側ヘツダを反軸線側
に分割して配設して、高温入側ヘツダの断面積を
十分に確保しているので、熱交換器の強度の大幅
な向上を図ることができ、よつてプレートフイン
型熱交換器をより高温熱エネルギーを有する高温
流体の熱交換に適用することが可能になる、など
の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の切断平面図、第２
図は第１図の−矢視図、第３図は応力の作用
状態を示す略図、第４図は従来のプレートフイン
型熱交換器の流路構造を示す斜視図、第５図は従
来のプレートフイン型熱交換器の伝熱部材の形状
を示す斜視図、第６図は従来の伝熱部材の温度分
布の状態を示す略図、第７図は従来の熱応力の作
用状態を示す略図である。 図中１は斜交流部、２は対向流部、３は高温側
流体、５は低温側流体、８は熱交換器本体、９は
伝熱部材、１０は斜交高温側流路、１１は斜交低
温側流路、１２は軸線、１３は高温出側ヘツダ、
１４は低温出側ヘツダ、１５は低温入側ヘツダ、
１６は高温入側ヘツダを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高温側流体と低温側流体が表裏において対向し
   て流れるよう幅方向に複数の流路を形成した方形
   の対向流部と、該対向流部の流路方向両端部に対
   称に形成され、前記対向流部の高温側流路と低温
   側流路に各々連通し、且つ流れが交差するよう表
   裏に斜交高温側流路及び斜交低温側流路を形成し
   た斜交流部とを有し、前記高温側流体がＳ字状
   に、又低温側流体が逆Ｓ字状に流れるよう構成し
   たプレート状の伝熱部材を、熱交換器本体内に、
   該熱交換器本体の幅方向中心線を軸線として軸対
   称に一体的に配設し、且つ前記熱交換器本体の軸
   線上に、軸線側に向いた斜交高温側流路に連通す
   る高温出側ヘツダ及び軸線側に向いた斜交低温側
   流路に連通する低温出側ヘツダを配設し、且つ反
   軸線側に、反軸線側に向いた斜交低温側流路に連
   通する低温入側ヘツダ及び反軸線側に向いた斜交
   高温側流路に連通する高温入側ヘツダを配設した
   ことを特徴とするプレートフイン型熱交換器。