JPH073164Y2 - プレートフィン型熱交換器 - Google Patents
プレートフィン型熱交換器Info
- Publication number
- JPH073164Y2 JPH073164Y2 JP10286990U JP10286990U JPH073164Y2 JP H073164 Y2 JPH073164 Y2 JP H073164Y2 JP 10286990 U JP10286990 U JP 10286990U JP 10286990 U JP10286990 U JP 10286990U JP H073164 Y2 JPH073164 Y2 JP H073164Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- passage
- heat exchanger
- type heat
- fin type
- fluid
- 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 - Lifetime
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、高温の排熱を回収するためのプレートフィ
ン型熱交換器の改良に係り、最外層通路を少量の流体を
流すダミー化通路となしてチューブプレートに発生する
熱応力を緩和したプレートフィン型熱交換器に関する。
ン型熱交換器の改良に係り、最外層通路を少量の流体を
流すダミー化通路となしてチューブプレートに発生する
熱応力を緩和したプレートフィン型熱交換器に関する。
従来の技術 プレートフィン型熱交換器は、単位体積当りの伝熱面積
が高い上、熱伝達係数も高いため、他形式、特にチュー
ブ型熱交換器に比較してコンパクト化容易な利点があ
る。
が高い上、熱伝達係数も高いため、他形式、特にチュー
ブ型熱交換器に比較してコンパクト化容易な利点があ
る。
また、プレートフィン型熱交換器は、各通路を流下させ
る流体の性状及び目的に適したフィンピッチ、フィン高
さ、フィン形状を適宜選定できるなど、設計上の選択幅
が広く、さらに通路積層数も任意に選択でき、効率的な
設計が可能であることから、多種多様の用途に用いられ
ている。
る流体の性状及び目的に適したフィンピッチ、フィン高
さ、フィン形状を適宜選定できるなど、設計上の選択幅
が広く、さらに通路積層数も任意に選択でき、効率的な
設計が可能であることから、多種多様の用途に用いられ
ている。
考案が解決しようとする課題 第6図に示す如く、チューブプレート(1)(1)間に
フィン(2)を介在させスペーサーバー(3)で所要部
を閉塞し所要方向の流体通路を形成して、この流体通路
を所要数積層して最外層にサイドプレート(4)を配置
してろう付けで一体化したプレートフィン型熱交換器に
おいて、向流配置の高温側流体通路と低温側流体通路間
で熱交換する構成となし、ガス/ガス、液/ガス、液/
液等の排熱回収用熱交換器として用いる場合、例えば、
最外層のサイドプレート(4)側の通路が高温側流体通
路(H)で、チューブプレート(1)を介して低温側流
体通路(C)が配置されていると、特に高温側流体温度
が350〜800℃と高温の場合、第2図bの如くサイドプレ
ート(4)とチューブプレート(1)に温度差があり、
熱膨張に差が生じて第2図aの如く、比較的高温のサイ
ドプレート(4)の通路幅方向の伸びを比較的低温のチ
ューブプレート(1)が引き戻すように働き、両通路間
のチューブプレート(1)のスペーサーバー(3)近く
に高い応力を発生させることを知見した。
フィン(2)を介在させスペーサーバー(3)で所要部
を閉塞し所要方向の流体通路を形成して、この流体通路
を所要数積層して最外層にサイドプレート(4)を配置
してろう付けで一体化したプレートフィン型熱交換器に
おいて、向流配置の高温側流体通路と低温側流体通路間
で熱交換する構成となし、ガス/ガス、液/ガス、液/
液等の排熱回収用熱交換器として用いる場合、例えば、
最外層のサイドプレート(4)側の通路が高温側流体通
路(H)で、チューブプレート(1)を介して低温側流
体通路(C)が配置されていると、特に高温側流体温度
が350〜800℃と高温の場合、第2図bの如くサイドプレ
ート(4)とチューブプレート(1)に温度差があり、
熱膨張に差が生じて第2図aの如く、比較的高温のサイ
ドプレート(4)の通路幅方向の伸びを比較的低温のチ
ューブプレート(1)が引き戻すように働き、両通路間
のチューブプレート(1)のスペーサーバー(3)近く
に高い応力を発生させることを知見した。
また、第3図bの如く、最外層通路を流体を全く流さな
いダミー通路(D)に構成した場合も、最上のチューブ
プレート(1)とチューブプレート(1′)に温度差が
あり、第3図aの如く、隣接する低温側流体通路(C)
のチューブプレート(1′)のスペーサーバー(3)近
くに高い応力を発生させる。
いダミー通路(D)に構成した場合も、最上のチューブ
プレート(1)とチューブプレート(1′)に温度差が
あり、第3図aの如く、隣接する低温側流体通路(C)
のチューブプレート(1′)のスペーサーバー(3)近
くに高い応力を発生させる。
この考案は、高温の排熱を回収するプレートフィン型熱
交換器の上記問題点に鑑み、流体通路間の大きな温度差
にともないチューブプレートに発生する高い応力を緩和
できる構成からなるプレートフィン型熱交換器の提供を
目的としている。
交換器の上記問題点に鑑み、流体通路間の大きな温度差
にともないチューブプレートに発生する高い応力を緩和
できる構成からなるプレートフィン型熱交換器の提供を
目的としている。
課題を解決するための手段 この考案は、 チューブプレート間にフィンを介在させスペーサーバー
で所要方向の流体通路を形成してこれを積層し、隣接す
る高温側流体通路と低温側流体通路間で熱交換するプレ
ートフィン型熱交換器において、 最外層通路をその隣接通路に流れる流体とは異なる、す
なわち、隣接通路流体温度に応じて本来熱交換のために
流すべき高温側又は低温側流体を少量流下させるダミー
化通路、例えば、最外層通路の隣接通路が低温側流体通
路であれば、本来熱交換のために流すべき高温側流体
を、また、高温側流体通路であれば低温側流体を少量流
下させるダミー化通路としたことを特徴とするプレート
フィン型熱交換器である。
で所要方向の流体通路を形成してこれを積層し、隣接す
る高温側流体通路と低温側流体通路間で熱交換するプレ
ートフィン型熱交換器において、 最外層通路をその隣接通路に流れる流体とは異なる、す
なわち、隣接通路流体温度に応じて本来熱交換のために
流すべき高温側又は低温側流体を少量流下させるダミー
化通路、例えば、最外層通路の隣接通路が低温側流体通
路であれば、本来熱交換のために流すべき高温側流体
を、また、高温側流体通路であれば低温側流体を少量流
下させるダミー化通路としたことを特徴とするプレート
フィン型熱交換器である。
作用 この考案は、例えばプレートフィン型熱交換器の最外層
が本来高温側流体通路である場合、当該通路を完全なダ
ミー通路の如く流体を全く流さない構成とするのではな
く、通常の高温側流体通路よりは流量を少なく流すダミ
ー化通路構成とすることにより、サイドプレートとチュ
ーブプレート間の温度変化を減少させることができ、チ
ューブプレートの変形がなだらかになり、熱応力が緩和
される。
が本来高温側流体通路である場合、当該通路を完全なダ
ミー通路の如く流体を全く流さない構成とするのではな
く、通常の高温側流体通路よりは流量を少なく流すダミ
ー化通路構成とすることにより、サイドプレートとチュ
ーブプレート間の温度変化を減少させることができ、チ
ューブプレートの変形がなだらかになり、熱応力が緩和
される。
この考案によるダミー化通路に流す流体量は、サイドプ
レートとチューブプレート間の温度変化を減少させる効
果を損なうことがないよう、熱交換器コアの条件、流体
温度差などを考慮して適宜選定する必要があり、流量調
整のために実施例の如く、ダミー化通路の出入口を制限
するほか、通路内フィンを高圧損化することもできる。
レートとチューブプレート間の温度変化を減少させる効
果を損なうことがないよう、熱交換器コアの条件、流体
温度差などを考慮して適宜選定する必要があり、流量調
整のために実施例の如く、ダミー化通路の出入口を制限
するほか、通路内フィンを高圧損化することもできる。
また、当該効果は、高温側流体温度が高いほど顕著な応
力の緩和効果があり、特に高温側流体温度が350〜800℃
と高温の場合にはきわめて有効であり、ガスタービン再
生器用熱交換器や高温排ガスの排熱回収用熱交換器に最
適である。
力の緩和効果があり、特に高温側流体温度が350〜800℃
と高温の場合にはきわめて有効であり、ガスタービン再
生器用熱交換器や高温排ガスの排熱回収用熱交換器に最
適である。
この考案は、プレートフィン型熱交換器であれば、プレ
ート等の材質、フィン形状の相違、積層段数、並行流配
置、直交流配置、向流配置、ダミー化通路を数段重ねる
場合等いずれの構成の場合にも適用でき、同様の作用効
果を奏する。
ート等の材質、フィン形状の相違、積層段数、並行流配
置、直交流配置、向流配置、ダミー化通路を数段重ねる
場合等いずれの構成の場合にも適用でき、同様の作用効
果を奏する。
実施例 第1図に示す熱交換器コア(10)は、前述した第6図の
向流配置のプレートフィン型熱交換器と同等構成であ
り、600℃の高温側流体から熱回収を行うためのもの
で、全てにステンレス鋼(SUS304)を用いて多層構造と
したものである。
向流配置のプレートフィン型熱交換器と同等構成であ
り、600℃の高温側流体から熱回収を行うためのもの
で、全てにステンレス鋼(SUS304)を用いて多層構造と
したものである。
詳述すると、最外層のサイドプレート(4)側の通路が
本来高温側流体通路(H)である構成において、第5図
aに示す如く、最外層通路の出口側に開口を通路幅中央
に設けたスペーサーバー(5)を設けるか、または同図
bに示す如く入口側に設けるか、あるいは同図cに示す
如く通路の出入口の両方に設けて、当該最外層を高温側
流体が少量流れる高温ダミー化通路(HD)に構成してあ
る。また、通路の開口部を第5図のように通路幅中央に
設けているのは、高温流体が通過する中央部には波形フ
ィン(2)が存在するのみで、ヒートマスの大きなスペ
ーサーバ(5)はその通路の出口または入口の一部分に
しか存在しないので、高温流体通過開口部とその周囲と
の温度差が小さくなり、チューブプレート(1)に発生
する熱応力が小さくできるからである。
本来高温側流体通路(H)である構成において、第5図
aに示す如く、最外層通路の出口側に開口を通路幅中央
に設けたスペーサーバー(5)を設けるか、または同図
bに示す如く入口側に設けるか、あるいは同図cに示す
如く通路の出入口の両方に設けて、当該最外層を高温側
流体が少量流れる高温ダミー化通路(HD)に構成してあ
る。また、通路の開口部を第5図のように通路幅中央に
設けているのは、高温流体が通過する中央部には波形フ
ィン(2)が存在するのみで、ヒートマスの大きなスペ
ーサーバ(5)はその通路の出口または入口の一部分に
しか存在しないので、高温流体通過開口部とその周囲と
の温度差が小さくなり、チューブプレート(1)に発生
する熱応力が小さくできるからである。
ところが、通路の開口部を通路幅の両側面に設けると高
温流体の一方がスペーサーバー(3)と接するところを
通過するので、波形フィン(2)とスペーサーバー
(3)とのヒートマスの差が大きいため温度差が大きく
なり、チューブプレート(1)に発生する熱応力が大き
くなる。
温流体の一方がスペーサーバー(3)と接するところを
通過するので、波形フィン(2)とスペーサーバー
(3)とのヒートマスの差が大きいため温度差が大きく
なり、チューブプレート(1)に発生する熱応力が大き
くなる。
上記高温ダミー化通路(HD)はスペーサーバー(5)の
開口幅を所要幅に選定してその通過流体量を隣接通路の
流体との熱バランスに応じた所要量に設定してある。な
お、本来最外層が低温側流体通路(C)である場合は、
同様構成で低温ダミー化通路が設けられる。
開口幅を所要幅に選定してその通過流体量を隣接通路の
流体との熱バランスに応じた所要量に設定してある。な
お、本来最外層が低温側流体通路(C)である場合は、
同様構成で低温ダミー化通路が設けられる。
この高温ダミー化通路(HD)はチューブプレート(1)
を介して低温側流体通路(C)が隣接配置されている
が、通路内に少量の高温側流体が流れることにより、サ
イドプレート(4)とチューブプレート(1)との間の
温度変化が小さくできるので、熱応力を緩和できる。
を介して低温側流体通路(C)が隣接配置されている
が、通路内に少量の高温側流体が流れることにより、サ
イドプレート(4)とチューブプレート(1)との間の
温度変化が小さくできるので、熱応力を緩和できる。
高温ダミー化通路(HD)の最外側のチューブプレート
(1)は、たとえ温度変化が大きくなったとしても、サ
イドプレート(4)とチューブプレート(1)との温度
は第1図の一点鎖線のごとく、第2図や第3図の例と比
較するとそのほぼ中間温度となり、第2図aのごとく押
し下げる応力と、第3図aのごとく押し上げる応力との
相反する応力が互いに打ち消しあって、当該応力が緩和
される作用がある。
(1)は、たとえ温度変化が大きくなったとしても、サ
イドプレート(4)とチューブプレート(1)との温度
は第1図の一点鎖線のごとく、第2図や第3図の例と比
較するとそのほぼ中間温度となり、第2図aのごとく押
し下げる応力と、第3図aのごとく押し上げる応力との
相反する応力が互いに打ち消しあって、当該応力が緩和
される作用がある。
すなわち、熱交換器コア(10)の両通路間のサイドプレ
ート(4)とチューブプレート(1)との温度分布図
は、第4図に示す如く、この発明による高温ダミー化通
路(HD)を設けたことにより、第2図の従来の場合(実
線)と完全なダミー通路(D)を設けた第3図の場合
(実線)と比較して、破線ように温度差を小さくで
きるため、チューブプレート(1)のスペーサーバー
(3)近くに高い応力で発生していた変形がなだらかに
なり、応力が緩和される。
ート(4)とチューブプレート(1)との温度分布図
は、第4図に示す如く、この発明による高温ダミー化通
路(HD)を設けたことにより、第2図の従来の場合(実
線)と完全なダミー通路(D)を設けた第3図の場合
(実線)と比較して、破線ように温度差を小さくで
きるため、チューブプレート(1)のスペーサーバー
(3)近くに高い応力で発生していた変形がなだらかに
なり、応力が緩和される。
考案の効果 この考案は、最外層通路を少量の流体を流すダミー化通
路とすることにより、第4図に示す如く、サイドプレー
トとチューブプレート間の温度変化を小さくし、チュー
ブプレートのスペーサーバー近くに高い応力で発生して
いた変形がなだらかになり、応力が緩和される効果を奏
する。
路とすることにより、第4図に示す如く、サイドプレー
トとチューブプレート間の温度変化を小さくし、チュー
ブプレートのスペーサーバー近くに高い応力で発生して
いた変形がなだらかになり、応力が緩和される効果を奏
する。
第1図はこの考案によるプレートフィン型熱交換器コア
の通路構成と温度分布を示す説明図である。 第2図a,b、第3図a,bは従来のプレートフィン型熱交換
器コアの通路構成と温度分布を示す説明図である。 第4図はこの考案によるプレートフィン型熱交換器コア
の通路構成と温度分布を示す説明図である。 第5図a,b,cはこの考案によるダミー通路の構成を示す
説明図である。 第6図は従来のプレートフィン型熱交換器の一例を示す
斜視説明図である。 1,1′……チューブプレート、2……フィン、3……ス
ペーサーバー、4……サイドプレート、5……スペーサ
ーバー、H……高温側流体通路、C……低温側流体通
路、D……ダミー通路、HD……高温ダミー化通路。
の通路構成と温度分布を示す説明図である。 第2図a,b、第3図a,bは従来のプレートフィン型熱交換
器コアの通路構成と温度分布を示す説明図である。 第4図はこの考案によるプレートフィン型熱交換器コア
の通路構成と温度分布を示す説明図である。 第5図a,b,cはこの考案によるダミー通路の構成を示す
説明図である。 第6図は従来のプレートフィン型熱交換器の一例を示す
斜視説明図である。 1,1′……チューブプレート、2……フィン、3……ス
ペーサーバー、4……サイドプレート、5……スペーサ
ーバー、H……高温側流体通路、C……低温側流体通
路、D……ダミー通路、HD……高温ダミー化通路。
Claims (2)
- 【請求項1】チューブプレート間にフィンを介在させス
ペーサーバーで所要方向の流体通路を形成してこれを積
層し、隣接する高温側流体通路と低温側流体通路間で熱
交換するプレートフィン型熱交換器において、 最外層通路をその隣接通路に流れる流体とは異なる高温
側又は低温側流体を少量流下させるダミー化通路とした
ことを特徴とするプレートフィン型熱交換器。 - 【請求項2】最外層のダミー化通路を高圧損通路化した
ことを特徴とする請求項1記載のプレートフィン型熱交
換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10286990U JPH073164Y2 (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | プレートフィン型熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10286990U JPH073164Y2 (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | プレートフィン型熱交換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0463950U JPH0463950U (ja) | 1992-06-01 |
JPH073164Y2 true JPH073164Y2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=31847479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10286990U Expired - Lifetime JPH073164Y2 (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | プレートフィン型熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH073164Y2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-29 JP JP10286990U patent/JPH073164Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0463950U (ja) | 1992-06-01 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |