JP3041753B2 - プレート式熱交換器 - Google Patents
プレート式熱交換器Info
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- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 2
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 abstract 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 5
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
- F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器に係り、特に
伝熱板を積層してなるプレート式熱交換器に関する。
伝熱板を積層してなるプレート式熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の技術のプレート式熱交換器
の流体出入口配管における断面図である。収納容器３の
中には凹凸が形成された複数の伝熱プレート２が積層さ
れ、その間に生じる隙間に流体が流れるようになってお
り、かつ伝熱プレート２をはさんで隣接する層に温度の
異なる二種類の流体が流れるようになっている。伝熱プ
レート２には前記流体通路に流体を導きまたは放出する
ための開口６があり、流体出入口配管７へとつながって
いる。伝熱プレート２はその周囲部と開口部６及び、開
口部６と流体出入口配管７との接合部は、ロー付または
溶接による接合部となっており、温度の異なる二種類の
流体が混じりあわないよう２種類の通路が形成されてい
る。
の流体出入口配管における断面図である。収納容器３の
中には凹凸が形成された複数の伝熱プレート２が積層さ
れ、その間に生じる隙間に流体が流れるようになってお
り、かつ伝熱プレート２をはさんで隣接する層に温度の
異なる二種類の流体が流れるようになっている。伝熱プ
レート２には前記流体通路に流体を導きまたは放出する
ための開口６があり、流体出入口配管７へとつながって
いる。伝熱プレート２はその周囲部と開口部６及び、開
口部６と流体出入口配管７との接合部は、ロー付または
溶接による接合部となっており、温度の異なる二種類の
流体が混じりあわないよう２種類の通路が形成されてい
る。
【０００３】また、図８も従来の技術のプレート式熱交
換器の流体出入口配管における断面図である。構成は図
７におけるプレート式熱交換器と同じであるが、流体の
出入口部において伝熱プレート２の開口部６は流体出入
口配管７に直接接合するのではなく、収納容器３に接合
した構造になっている。
換器の流体出入口配管における断面図である。構成は図
７におけるプレート式熱交換器と同じであるが、流体の
出入口部において伝熱プレート２の開口部６は流体出入
口配管７に直接接合するのではなく、収納容器３に接合
した構造になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、流体の出入口部である伝熱プレート２の開口部６の
形状は凹凸のない平面になっていた。また、伝熱プレー
ト２をはさんで隣接する層には高温と低温の流体が流れ
ていて、伝熱プレートは両流体の中間の温度になってい
る。そして、収納容器３のすぐ内側には低温の流体が流
れていて、収納容器３は低温の流体と外気温の中間の温
度になっており、これに接合している流体出入口配管７
も収納容器３と同温度になっている。したがって、収納
容器３と伝熱プレート２の間には温度差が生じ熱変形の
差により、図７においては収納容器３に接続している流
体出入口配管７と伝熱プレート２の接合部、図８におい
ては収納容器３と伝熱プレート２の接合部で大きな熱応
力が生じている。その結果、接合部が損傷し、または離
れる、という問題が発生する。更にこのことにより、流
体の洩れや両流体の混合が生ずるという問題も発生す
る。また、伝熱プレートと流体出入口配管あるいは収納
容器の材質が異なり、かつ両者で熱膨張差が著しく異な
る場合は、既述の不具合が発生しやすく、従って材質選
択の巾が狭いという問題があった。
は、流体の出入口部である伝熱プレート２の開口部６の
形状は凹凸のない平面になっていた。また、伝熱プレー
ト２をはさんで隣接する層には高温と低温の流体が流れ
ていて、伝熱プレートは両流体の中間の温度になってい
る。そして、収納容器３のすぐ内側には低温の流体が流
れていて、収納容器３は低温の流体と外気温の中間の温
度になっており、これに接合している流体出入口配管７
も収納容器３と同温度になっている。したがって、収納
容器３と伝熱プレート２の間には温度差が生じ熱変形の
差により、図７においては収納容器３に接続している流
体出入口配管７と伝熱プレート２の接合部、図８におい
ては収納容器３と伝熱プレート２の接合部で大きな熱応
力が生じている。その結果、接合部が損傷し、または離
れる、という問題が発生する。更にこのことにより、流
体の洩れや両流体の混合が生ずるという問題も発生す
る。また、伝熱プレートと流体出入口配管あるいは収納
容器の材質が異なり、かつ両者で熱膨張差が著しく異な
る場合は、既述の不具合が発生しやすく、従って材質選
択の巾が狭いという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、伝熱プレートと収納容器
の流体出入口部との接合部に熱応力が生じた場合でも、
接合部が損傷し、または離れるということがなく、従っ
て流体の洩れや両流体の混合が生じないプレート式熱交
換器を得ることである。
の流体出入口部との接合部に熱応力が生じた場合でも、
接合部が損傷し、または離れるということがなく、従っ
て流体の洩れや両流体の混合が生じないプレート式熱交
換器を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の構造は、プレート式熱交換器において、
多数の波形或は多数の凹凸の断面を持つ薄板成形板２枚
を重ね合わせ、周囲を接合して袋状の伝熱板とし、この
袋状の伝熱板を複数枚積層して伝熱板群とし、この伝熱
板群を容器に入れ、流体の出入口を接合し、袋状の伝熱
板と流体出入口との接合部が、熱変形吸収形状で構成さ
れていることを特徴とした。
めに、本発明の構造は、プレート式熱交換器において、
多数の波形或は多数の凹凸の断面を持つ薄板成形板２枚
を重ね合わせ、周囲を接合して袋状の伝熱板とし、この
袋状の伝熱板を複数枚積層して伝熱板群とし、この伝熱
板群を容器に入れ、流体の出入口を接合し、袋状の伝熱
板と流体出入口との接合部が、熱変形吸収形状で構成さ
れていることを特徴とした。
【０００７】この熱変形吸収形状は、袋状の伝熱板が流
体出入口との接合部で断面が波状であること、または断
面が波状のリングであること、を特徴とする。
体出入口との接合部で断面が波状であること、または断
面が波状のリングであること、を特徴とする。
【０００８】
【作用】伝熱プレートをはさんで隣接する層には高温と
低温の流体が流れていて、伝熱プレートは両流体の中間
の温度になっており、また収納容器のすぐ内側には低温
の流体が流れていて、収納容器は低温の流体と外気温の
中間の温度になっており、これに接合している流体出入
口配管も収納容器と同温度になっている。したがって、
収納容器と伝熱プレートでは、温度が互いに異なるた
め、流体出入口配管あるいは収納容器と伝熱プレート開
口部との接合部では、熱膨張差により大きな熱応力がか
かる。伝熱プレートの開口部周辺は凹凸がなく平面にな
っているが、流体出入口配管との接合部のすぐ周辺に波
状のくぼみを設けることのより、接合部に集中していた
熱応力は前記くぼみの部分に吸収され、流体出入口配管
との接合部での熱応力は軽減される。
低温の流体が流れていて、伝熱プレートは両流体の中間
の温度になっており、また収納容器のすぐ内側には低温
の流体が流れていて、収納容器は低温の流体と外気温の
中間の温度になっており、これに接合している流体出入
口配管も収納容器と同温度になっている。したがって、
収納容器と伝熱プレートでは、温度が互いに異なるた
め、流体出入口配管あるいは収納容器と伝熱プレート開
口部との接合部では、熱膨張差により大きな熱応力がか
かる。伝熱プレートの開口部周辺は凹凸がなく平面にな
っているが、流体出入口配管との接合部のすぐ周辺に波
状のくぼみを設けることのより、接合部に集中していた
熱応力は前記くぼみの部分に吸収され、流体出入口配管
との接合部での熱応力は軽減される。
【０００９】また、伝熱プレートの凹凸部分を開口部に
接近させ、平面部分を少なくすることによっても流体出
入口配管との接合部での熱応力は軽減される。
接近させ、平面部分を少なくすることによっても流体出
入口配管との接合部での熱応力は軽減される。
【００１０】また流体出入口配管へとつながる収納容器
部分との接合の間に波状のリングを介在させることによ
り、このリングが歪を吸収するものとした。
部分との接合の間に波状のリングを介在させることによ
り、このリングが歪を吸収するものとした。
【００１１】プレート式熱交換器を組み込んだ装置を運
転、停止と繰返すごとに流体出入口配管あるいは収納容
器との接合部では繰返し熱応力が加わり歪が生じるが、
この伝熱プレートの構造改善により伝熱プレートと流体
出入口配管あるいは収納容器との接合部に対して十分な
強度を持たせることができる。
転、停止と繰返すごとに流体出入口配管あるいは収納容
器との接合部では繰返し熱応力が加わり歪が生じるが、
この伝熱プレートの構造改善により伝熱プレートと流体
出入口配管あるいは収納容器との接合部に対して十分な
強度を持たせることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】図２は本発明の一実施例であるプレート熱
交換器全体図であり、プレート熱交換器本体１、収納容
器３、高温流体入口配管４、高温流体出口配管４′、低
温流体入口配管５、高温流体出口配管５′よりなってい
る。
交換器全体図であり、プレート熱交換器本体１、収納容
器３、高温流体入口配管４、高温流体出口配管４′、低
温流体入口配管５、高温流体出口配管５′よりなってい
る。
【００１４】図１は図２における低温流体入口配管４、
及び低温流体出口配管４′の断面を示した図である。伝
熱プレート２は積層され、その周囲部及び開口部にてロ
ー付または溶接にて接合され、高温、低温流体の通路が
交互に形成されている。伝熱プレート２′は開口部６に
おいて流体出入口配管７と８の部分でロー付または溶接
にて接合しており、伝熱プレート２′にはその長手方向
に開口部６のすぐ周囲に波状のくぼみ９が設けられてい
る。図４は伝熱プレート２′の開口部６付近の斜視図、
図３はプレート熱交換器本体１の流体出入口配管での断
面図である。
及び低温流体出口配管４′の断面を示した図である。伝
熱プレート２は積層され、その周囲部及び開口部にてロ
ー付または溶接にて接合され、高温、低温流体の通路が
交互に形成されている。伝熱プレート２′は開口部６に
おいて流体出入口配管７と８の部分でロー付または溶接
にて接合しており、伝熱プレート２′にはその長手方向
に開口部６のすぐ周囲に波状のくぼみ９が設けられてい
る。図４は伝熱プレート２′の開口部６付近の斜視図、
図３はプレート熱交換器本体１の流体出入口配管での断
面図である。
【００１５】装置が運転を開始すると高温、低温流体出
入口配管４、４′、５、５′を通じて高温、低温の流体
がプレート熱交換器本体に流れ熱交換を行う。この時、
流体出入口配管７と伝熱プレート２′では温度が異なる
ため熱膨張差が異なり、接合部８には大きな熱応力が生
じる。しかし、伝熱プレート２′の開口部６のすぐ周囲
に設けられた波状のくぼみ９は、接合部８に加わる大き
な熱応力を吸収するので、接合部８に生じる歪を軽減す
ることができる。
入口配管４、４′、５、５′を通じて高温、低温の流体
がプレート熱交換器本体に流れ熱交換を行う。この時、
流体出入口配管７と伝熱プレート２′では温度が異なる
ため熱膨張差が異なり、接合部８には大きな熱応力が生
じる。しかし、伝熱プレート２′の開口部６のすぐ周囲
に設けられた波状のくぼみ９は、接合部８に加わる大き
な熱応力を吸収するので、接合部８に生じる歪を軽減す
ることができる。
【００１６】図２は本発明の別の実施例であるプレート
式熱交換器全体図でもあり、図５及び図６は図２におけ
る高温、低温流体出入口配管４、４′、５、５′の断面
を示した図である。伝熱プレート２′の開口部６は波状
のリング１０を介在して収納容器３に接合しているが、
図５の実施例においては波状のリング１０は収納容器３
の外側で接続しており、図６の実施例においては収納容
器３の内側で接続している。ここで伝熱プレート２′の
開口部６と波状のリング１０、波状のリング１０と収納
容器３、伝熱プレート２の開口部６、伝熱プレート２の
周囲部はロー付または溶接にて接合されている。波状の
リング１０は、請求項１記載の伝熱プレート２′の開口
部６のすぐ周囲に設けられた波状のくぼみ９と同等の作
用をし、ここで流体出入口配管７及び収納容器３と伝熱
プレート２′の熱膨張差により生じる歪を吸収し、クッ
ションの働きをする。
式熱交換器全体図でもあり、図５及び図６は図２におけ
る高温、低温流体出入口配管４、４′、５、５′の断面
を示した図である。伝熱プレート２′の開口部６は波状
のリング１０を介在して収納容器３に接合しているが、
図５の実施例においては波状のリング１０は収納容器３
の外側で接続しており、図６の実施例においては収納容
器３の内側で接続している。ここで伝熱プレート２′の
開口部６と波状のリング１０、波状のリング１０と収納
容器３、伝熱プレート２の開口部６、伝熱プレート２の
周囲部はロー付または溶接にて接合されている。波状の
リング１０は、請求項１記載の伝熱プレート２′の開口
部６のすぐ周囲に設けられた波状のくぼみ９と同等の作
用をし、ここで流体出入口配管７及び収納容器３と伝熱
プレート２′の熱膨張差により生じる歪を吸収し、クッ
ションの働きをする。
【００１７】なお、波状のリング１０の材質は伝熱プレ
ート２と同一であるか否かを問わない。
ート２と同一であるか否かを問わない。
【００１８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成してい
るので以下に記載する効果を奏する。 （１）伝熱プレートと収納容器の流体出入口部との接合
部に熱応力が生じた場合でも、接合部が損傷し、または
離れるということがない。
るので以下に記載する効果を奏する。 （１）伝熱プレートと収納容器の流体出入口部との接合
部に熱応力が生じた場合でも、接合部が損傷し、または
離れるということがない。
【００１９】（２）前項の効果により、流体の洩れや両
流体の混合が生じないため、プレート式熱交換器の機能
が損なわれることが無い。
流体の混合が生じないため、プレート式熱交換器の機能
が損なわれることが無い。
【００２０】（３）伝熱プレートと流体出入口配管ある
いは収納容器の材質が異なり、かつ両者で熱膨張差が著
しく異なる場合においても、既述の不具合が生ずること
が無く、従って材質選択の自由度が増し、実用性の面か
らみても有効である。
いは収納容器の材質が異なり、かつ両者で熱膨張差が著
しく異なる場合においても、既述の不具合が生ずること
が無く、従って材質選択の自由度が増し、実用性の面か
らみても有効である。
【図１】本発明の一実施例であるプレート式熱交換器
の、低温流体入口配管及び、低温流体出口配管の部分の
断面図を示す。
の、低温流体入口配管及び、低温流体出口配管の部分の
断面図を示す。
【図２】本発明の一実施例であるプレート式熱交換器の
全体を示す斜視図。
全体を示す斜視図。
【図３】本発明の一実施例であるプレート式熱交換器全
体の高温流体入口配管と低温流体出口配管及び、高温流
体出口配管と低温流体入口配管の断面図を示す。
体の高温流体入口配管と低温流体出口配管及び、高温流
体出口配管と低温流体入口配管の断面図を示す。
【図４】本発明の一実施例である伝熱プレート２′の表
面形状を示す斜視図。
面形状を示す斜視図。
【図５】本発明の別の実施例であるプレート式熱交換器
の高温、低温流体出入口配管の断面図を示す。
の高温、低温流体出入口配管の断面図を示す。
【図６】本発明の更に別の実施例であるプレート式熱交
換器の高温、低温流体出入口配管の断面図を示す。
換器の高温、低温流体出入口配管の断面図を示す。
【図７】従来の技術のプレート式熱交換器の高温流体入
口配管と低温流体出口配管及び、高温流体出口配管と低
温流体入口配管の断面図を示す。
口配管と低温流体出口配管及び、高温流体出口配管と低
温流体入口配管の断面図を示す。
【図８】従来の技術のプレート式熱交換器の高温流体入
口配管と低温流体出口配管及び、高温流体出口配管と低
温流体入口配管の断面図を示す。
口配管と低温流体出口配管及び、高温流体出口配管と低
温流体入口配管の断面図を示す。
１……プレート式熱交換器本体 ２……伝熱プレート ２′…流体出入口配管と接続する伝熱プレート ３……収納容器 ４……高温流体入口配管 ４′…高温流体出口配管 ５……低温流体入口配管 ５′…低温流体出口配管 ６……開口部 ７……高温、低温流体出入口配管 ８……伝熱プレートと高温、低温流体出入口配管との接
合部 ９……伝熱プレート２′の開口部のすぐ周囲に設けられ
た波状のくぼみ １０…波状リング １１…ロー付または溶接による接合部
合部 ９……伝熱プレート２′の開口部のすぐ周囲に設けられ
た波状のくぼみ １０…波状リング １１…ロー付または溶接による接合部
フロントページの続き (72)発明者 浦木 泰男 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所 土浦工場内 (56)参考文献 特開 平４−340088（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F28D 9/00 F28F 3/00 301 F28F 3/08 301 F28F 9/02 301
Claims (3)
- 【請求項１】プレート式熱交換器において、 多数の波形或は多数の凹凸の断面を持つ薄板成形板２枚
を重ね合わせ、周囲を接合して袋状の伝熱板とし、 前記袋状の伝熱板を複数枚積層して伝熱板群とし、 前記袋状の伝熱板群を容器に入れ、流体の出入口を接合
し、 前記接合部を中心として、前記袋状の伝熱板群が自由な
熱膨張を許容させるようにし、 前記薄板成形板をはさんで温度の異なる２種類の流体を
流れるようにし、 前記袋状の伝熱板と流体出入口配管との接合部が該伝熱
板の長手方向にくぼみまたはリングからなる熱変形吸収
形状で構成されていることを特徴とするプレート式熱交
換器。 - 【請求項２】請求項１に記載のプレート式熱交換器にお
いて、くぼみからなる 熱変形吸収形状は、波状であることを特
徴とするプレート式熱交換器。 - 【請求項３】請求項１に記載のプレート式熱交換器にお
いて、リングからなる 熱変形吸収形状は、波状であることを特
徴とするプレート式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1963994A JP3041753B2 (ja) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | プレート式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1963994A JP3041753B2 (ja) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | プレート式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07229687A JPH07229687A (ja) | 1995-08-29 |
| JP3041753B2 true JP3041753B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=12004800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1963994A Expired - Lifetime JP3041753B2 (ja) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | プレート式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041753B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4565694B2 (ja) * | 2000-03-23 | 2010-10-20 | 三洋電機株式会社 | プレート式熱交換器 |
| EP1189008B1 (en) * | 2000-09-15 | 2003-11-26 | Toyo Radiator Co., Ltd. | Heat exchanger |
| JP2005172270A (ja) * | 2003-12-08 | 2005-06-30 | Calsonic Kansei Corp | オイルクーラ内蔵ラジエータ |
| FR2901016B1 (fr) * | 2006-05-12 | 2008-07-18 | Kapp France Sa | Echangeur de chaleur a plaques d'echange soudees |
| JP5261572B2 (ja) * | 2008-04-04 | 2013-08-14 | アルファ ラヴァル コーポレイト アクチボラゲット | プレート熱交換器 |
| SE533067C2 (sv) * | 2008-10-03 | 2010-06-22 | Alfa Laval Corp Ab | Plattvärmeväxlare |
| JP2014098496A (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Calsonic Kansei Corp | 積層型熱交換器 |
| DE102015115147B4 (de) * | 2015-09-09 | 2025-03-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmetauschers |
| CN111886470B (zh) * | 2018-01-23 | 2022-06-28 | 法雷奥热系统公司 | 热交换器板以及包括该板的热交换器 |
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