JPH03230096A - プレートフィン型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ガスタービンシステムにおける、サイクル
効率向上のため使用されるプレートフィン型熱交換器に
関する。

（従来の技術） タービンから排出される燃焼ガスは温度が高いので、熱
交換器を利用してその熱を回収し燃焼用空気に与えるこ
とでガスタービンのサイクル効率が向上する。このよう
な熱交換器、特に薄板を用いて熱交換用流体の流路を形
成し、この流路を熱交換用流体が通過することで、熱交
換作用を行わせるプレートフィン型熱交換器を、第９図
及び第１０図に示す（特開昭６３−５８０９９号公報参
照）。薄板が矩形波状に折り曲げられて熱交換用流体の
流路１を形成するプレートフィン３をセパレータ５を介
して多層に積層しである。セパレタ５は両側端部にてプ
レートフィン３より突出してセパレータ５相互間に長尺
のディスタンスプレート７を介装し、プレートフィンユ
ニット９を構成している。プレートフィンユニット９は
上下の固定板１１．１３により保持されて、ボルト１５
及びナツト１７にて固定される。

ディスタンスプレート７の上下コーナ部は面取Ｃが施さ
れており、この面取Ｃを利用し、プレートフィンユニッ
ト９が固定された状態で、ディスタンスプレート７のコ
ーナ部とセパレータ５の端部とを溶接固定して溶接部１
９を形成するとともに、セパレータ５と、プレートフィ
ン３及びコーナ部を除くディスタンスプレート７とをろ
う付けしてろう付は部２１を形成しである。これにより
例えば８００℃前後の高温で長時間使用した場合のディ
スタンスプレート７の熱歪及び熱歪に起因するシール性
の悪化を防止している。

（発明が解決しようとする課題） ところか、このような従来のプレートフィン型熱交換器
は、長尺のディスタンスプレート全長に渡ってコ一す部
を溶接しであるので、特に多層に積層したプレートフィ
ンユニットの場合、溶接長が長くなって作業性が悪く、
またディスタンスプレートの厚さが１■〜数龍と薄い場
合には、溶接作業が困難となり、熱交換器の小型化を阻
害することとなる。

そこでこの発明の熱交換器は、ディスタンスプレートと
セパレータとの溶接作業が煩雑になることなく、シール
性を確保することを目的としている。

〔発明の構成コ （課題を解決するための手段） 前述した課題を解決するためにこの発明は、波状のプレ
ートフィンと平板状のセパレータとを交互に積層して熱
交換用流体の流路を形成し、プレートフィンの両側端部
にはセパレータ相互０量隔を規制するディスタンスプレ
ートが介装されているプレートフィン型熱交換器におい
て、前記ディスタンスプレートとセパレータとの外部に
露出している接合部を、前記積層方向に向けて溶接接合
する構成としである。

（作用） 交互に積層されているプレートフィンとセパレータとの
外部に露出している接合部を、前記積層方向に溶接接合
してシール性を確保する。プレートフィンとセパレータ
との溶接は、この両者の積層方向に向けて行うので、デ
ィスタンスプレートに沿って溶接作業を行う必要がなく
、このため多層に積層したプレートフィンユニットであ
っても、溶接長か短くて済み作業性が向上するとともに
、ディスタンスプレートの厚さが１關〜数關と薄い場合
であっても、溶接作業が容易となる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図ないし第４図はこの発明の第１の実施例を示して
いる。薄板が波状に折り曲げられたプレートフィン２３
とセパレータ２５とは交互に積層して、空気流路２７と
燃焼ガス流路２９とが積層方向に交互に配置されている
。燃焼ガス流路２９を通過することでプレートフィン２
３を加熱する燃焼ガスは、矢印Ｇに示すようにプレート
フィンユニットの右端部のガス人口３１がら流入して燃
焼ガス流路２９を通って左端部のガス出口３３から流出
する。一方、高温化したプレートフィン２３から受熱す
る空気は、矢印Ａに示すように燃焼ガスの流入方向と直
交する方向の空気人口３５がら流入して空気流路２７を
通り、流入方向と同方向の空気出口３７から流出する。

セパレータ２５は両側端部にてプレートフィン２３より
両端に突出し、この突出した部位のセパレータ２５相互
間に長尺のディスタンスプレート３９が介装され、これ
によりプレートフィンユニットを構成している。このプ
レートフィンユニットは、従来例同様図示しない上下の
固定板により保持されて、ボルト及びナツトにて固定さ
れる。

ディスタンスプレート３９とセパレータ２５とからなる
、第３図中でのプレートフィンユニットの上下両側端面
には、積層方向（第２図中で上下方向）に向けて３つの
凹部４１がそれぞれ放電加工あるいはグラインダなどに
より形成され、この凹部４１を利用してセパレータ２５
とディスタンスプレート３９との外部に露出する接合部
が溶接され溶接部４３が形成されている。その他、セパ
レータ２５と、プレートフィン２３及びディスタンスプ
レート３９との接触部は、ろう付けしである。上記溶接
部４３を形成することでプレートフィンユニット側部の
剛性が向上し、熱変形が抑制されてシール性が確保され
る。

溶接部４３は積層方向に向けて形成するので、長尺のデ
ィスタンスプレート３９に沿って溶接する必要がなく、
このため多層に積層したプレートフィンユニットであっ
ても、溶接長が短くて済み作業性が向上するとともに、
ディスタンスプレート３９の厚さが１關〜数關と薄い場
合であっても、溶接作業が容易となり、熱交換器の小型
化が可能となる。

第５図はこの発明の第２の実施例を示している。

この実施例においても、プレートフィン４５とセパレー
タ４７とは交互に多層に積層してあり、空気流路４９と
燃焼ガス流路５１とが積層方向に交互に配置されている
。そして、セパレータ４７の相互間に介装される長尺の
ディスタンスプレート５３の側部及びセパレータ４７の
端部を含むプレートフィンユニットの両側端部に、平板
状の金属箔５５がろう付けされ、ろう付は部５７が形成
されている。また、セパレータ４７と、プレートフィン
４５及びディスタンスプレート５３との接触部は、ろう
付けによりろう付は部５９及び６１がそれぞれ形成され
ている。

プレートフィンユニットの両側端部に金属箔５５をろう
付は接合することで、熱歪によりろう付は部５９．６１
の気密性が低下しても、充分なシール性が確保され、熱
交換器としての耐久性が向上する。

第６図は第５図の変形例で、平板状の金属箔に代えて波
状の金属箔６３をろう付けし、ろう付は部６５を形成し
たものである。波状の金属箔６３の第６図における紙面
の表側及び裏側の開口部６４は、図示しない部材により
密閉されているものとする。金属箔６３は波状となって
いるので、ディスタンスプレート５３の熱歪などの変形
に追従でき、金属箔６３の耐久性が向上する。

第７図及び第８図は、この発明の第３の実施例を示して
いる。この実施例は、第１図に示す空気人口３５及び空
気出口３７側におけるセパレータ６７とディスタンスプ
レート６９との外部に露出する接合部に、スポット溶接
あるいはビーム溶接などによる溶接部７１を形成したも
のである。また、セパレータ６７とディスタンスプレー
ト６９との間には、ろう付は部７３が形成されている。

空気人口３５側のセパレータ６７とディスタンスプレー
ト６９とを溶接接合したので、流入空気及び流出空気が
セパレータ６７とディスタンスプレート６９との間に入
り込むことによるセパレータ６７の捲れが防止される。

これにより、空気流路側の圧力損失の増大や製品性能の
ばらつきが抑制される。

［発明の効果コ 以上説明してきたようにこの発明によれば、交互に積層
されているプレートフィンとセパレータとの外部に露出
している接合部を、前記積層方向に溶接接合したので、
シール性を確保できる上、多層に積層したプレートフィ
ンユニットであっても、溶接長が短くて済むことから作
業性が向上し、またディスタンスプレートの厚さが１關
〜数鰭と薄い場合であっても、溶接作業が容易となり、
熱交換器の小型化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示すプレートフィン
ユニットの斜視図、第２図は同プレートフィンユニット
の側面図、第３図は第２図の平面図、第４図は第２図の
ＩＶ−ＩＶ断面図、第５図はこの発明の第２の実施例を
示す要部の断面図、第６図は第５図の変形例を示す断面
図、第７図はこの発明の第３の実施例を示す要部の断面
図、第８図は第７図の■矢視図、第９図は従来例を示す
熱交換器の断面図、第１０図は第９図の要部を示す断面
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 波状のプレートフィンと平板状のセパレータとを交互に
   積層して熱交換用流体の流路を形成し、プレートフィン
   の両側端部にはセパレータ相互の間隔を規制するディス
   タンスプレートが介装されているプレートフィン型熱交
   換器において、前記ディスタンスプレートとセパレータ
   との外部に露出している接合部を、前記積層方向に向け
   て溶接接合したことを特徴とするプレートフィン型熱交
   換器。