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JP4533795B2 - Plate fin heat exchanger - Google Patents

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JP4533795B2
JP4533795B2 JP2005134923A JP2005134923A JP4533795B2 JP 4533795 B2 JP4533795 B2 JP 4533795B2 JP 2005134923 A JP2005134923 A JP 2005134923A JP 2005134923 A JP2005134923 A JP 2005134923A JP 4533795 B2 JP4533795 B2 JP 4533795B2
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良治 岸川
保行 三好
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    • F28D9/00Heat-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
    • F28D9/0062Heat-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 spaced plates with inserted elements
    • F28D9/0068Heat-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 spaced plates with inserted elements with means for changing flow direction of one heat exchange medium, e.g. using deflecting zones

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Description

本発明は、プレートとフィンが交互に積層されて形成されたプレートフィン式熱交換器およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a plate fin heat exchanger formed by alternately laminating plates and fins and a method for manufacturing the plate fin heat exchanger.

従来より、プレートとフィンが交互に積層されて形成されたプレートフィン式熱交換器が知られている(特許文献1)。プレートフィン式熱交換器は、フィンチューブ式熱交換器等の他の熱交換器に比べて、コンパクトに構成できるという利点がある。   Conventionally, a plate fin heat exchanger formed by alternately laminating plates and fins is known (Patent Document 1). The plate fin type heat exchanger has an advantage that it can be configured more compactly than other heat exchangers such as a fin tube type heat exchanger.

特開平8−200972号公報JP-A-8-200902

しかし、プレートフィン式熱交換器は、上下のプレートと、これらプレート間に挟まれて固定されるサイドプレートとが接合されることによって流路が形成されているので、密閉した漏れのない流路を形成することが困難になる。特に、量産性を鑑みてろう付けによる接合を採用する場合には、温度や加圧力等のろう付け条件を適切に選定しなければろう付け不良が生じるおそれがある。
また、プレートとフィンによって形成されたコア部に対して熱交換を行う流体を導くためのヘッダを取り付ける際に、ヘッダとコア部との接合部に対して溶接が行われると、溶接による熱衝撃によってコア部のろう付け部分に亀裂が生じることがある。亀裂が生じると、流路の密閉性を実現することができない。
例えば、高温ガス炉(HTTR)の中間熱交換器への適用を考えた場合、中間熱交換器には、放射能汚染された一次ガスと発電系を循環する二次ガスとが流れるので、それぞれのガス流路の密閉性(気密性)が特に重要となる。
However, since the plate fin type heat exchanger has a flow path formed by joining the upper and lower plates and the side plate sandwiched and fixed between the plates, a sealed flow path without leaks. It becomes difficult to form. In particular, when joining by brazing is employed in view of mass productivity, brazing defects may occur unless brazing conditions such as temperature and pressure are appropriately selected.
In addition, when a header for guiding a fluid for heat exchange is attached to the core portion formed by the plate and the fins, if welding is performed on the joint portion between the header and the core portion, the thermal shock due to welding May cause cracks in the brazed portion of the core. If a crack occurs, the flow path cannot be sealed.
For example, when considering application to an intermediate heat exchanger of a high-temperature gas reactor (HTTR), a radioactively polluted primary gas and a secondary gas circulating in the power generation system flow in the intermediate heat exchanger. The gas tightness (air tightness) of the gas flow path is particularly important.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高い密閉性を有するプレートフィン式熱交換器およびその製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the plate fin type heat exchanger which has high airtightness, and its manufacturing method.

上記課題を解決するために、本発明のプレートフィン式熱交換器および本発明の参考例にかかるプレートフィン式熱交換器の製造方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるプレートフィン式熱交換器は、プレートとフィンとが交互に複数積層されたプレートフィン式熱交換器において、前記プレートの側部に接合されて設置され、熱交換用流体が流れる熱交換用流路を前記プレートと共に形成する第一壁と、前記プレートの側部でかつ前記第一壁の外側に、該第1壁と外部とを仕切るように該第1壁の周囲にわたって設置され、前記熱交換用流路および外部に対して独立した第二空間を前記プレート及び前記第一壁と共に形成する第二壁と、が設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the plate fin heat exchanger of the present invention and the method for manufacturing the plate fin heat exchanger according to the reference example of the present invention employ the following means.
That is, the plate fin type heat exchanger according to the present invention is a plate and fin and the plate fin type heat exchanger which is alternately stacked, the plates are placed side to be bonded of the fluid heat exchanger A first wall that forms a flow path for heat exchange together with the plate, and on the side of the plate and outside the first wall, over the periphery of the first wall so as to partition the first wall and the outside. A second wall that is installed and forms a second space independent of the heat exchange channel and the outside together with the plate and the first wall is provided.

熱交換用流路を流れる熱交換用流体が第一壁から漏れた場合であっても、外部に対して独立した第二空間が第二壁によって形成されているので、漏洩した熱交換用流体は第二空間内で留まり、外部へと漏洩することがない。
また、外部の流体が第二壁を通過して漏れた場合であっても、熱交換用流路に対して独立した第二空間が第二壁によって形成されているので、漏洩した外部流体は第二空間内で留まり、熱交換用流路へと漏洩することがない。
Even if the heat exchange fluid flowing through the heat exchange channel leaks from the first wall, the second space independent from the outside is formed by the second wall, so the leaked heat exchange fluid Stays in the second space and does not leak outside.
Further, even when the external fluid leaks through the second wall, the second wall independent of the heat exchange channel is formed by the second wall, so the leaked external fluid is It stays in the second space and does not leak into the heat exchange channel.

さらに、本発明にかかるプレートフィン式熱交換器は、前記第二壁には、前記第二空間に流れ込んだ流体を検知するための検知用流路が設けられていることを特徴とする。   Furthermore, the plate fin heat exchanger according to the present invention is characterized in that a detection flow path for detecting the fluid flowing into the second space is provided on the second wall.

第一壁から漏洩した熱交換用流体は第二空間へと流れ込んだ後、第2壁に設けられた検知用流路へと流れ込む。検知用流路は、例えば下流側に設けられた検知手段(圧力計やガス分析装置など)に接続されており、これにより、熱交換用流体の漏洩を検知する。
また、第二壁を介して第二空間に流れ込んだ外部流体の検出も可能となる。
第二空間および検知用流路は、熱交換用流路の圧力および/または外部の圧力よりも低い圧力にしておき、第二空間または検出用流路の圧力上昇をみて流体の漏洩を判断することとしても良い。
The heat exchange fluid leaked from the first wall flows into the second space, and then flows into the detection flow path provided on the second wall. The detection flow path is connected to, for example, detection means (a pressure gauge, a gas analyzer, etc.) provided on the downstream side, thereby detecting leakage of the heat exchange fluid.
In addition, it is possible to detect an external fluid flowing into the second space through the second wall.
The second space and the detection flow path are set to a pressure lower than the pressure of the heat exchange flow path and / or the external pressure, and the leakage of the fluid is judged by checking the pressure increase of the second space or the detection flow path. It's also good.

また、本発明の参考例にかかるプレートフィン式熱交換器は、プレートとフィンとが交互に複数積層されてろう付けにより固定されたコア部と、該コア部の上面にろう付けにより固定され、該コア部に対して流出入する流体を導くヘッダに対して先端が溶接により固定される突出片を有する上端板と、前記コア部の下面にろう付けにより固定され、該コア部に対して流出入する流体を導くヘッダに対して先端が溶接により固定される突出片を有する下端板と、前記コア部の側面を覆うとともに、前記上端板および下端板の側縁にろう付けにより固定され、前記各突出片と共に前記ヘッダに接続される突出部を形成する側板と、を備えていることを特徴とする。 The plate fin type heat exchanger according to the reference example of the present invention includes a core portion in which a plurality of plates and fins are alternately stacked and fixed by brazing, and is fixed to the upper surface of the core portion by brazing. An upper end plate having a protruding piece whose tip is fixed by welding to a header that guides the fluid flowing into and out of the core portion, and is fixed to the lower surface of the core portion by brazing and flows out of the core portion A lower end plate having a protruding piece whose front end is fixed by welding to a header that guides the fluid to enter, and covers a side surface of the core portion, and is fixed to a side edge of the upper end plate and the lower end plate by brazing, And a side plate forming a protruding portion connected to the header together with each protruding piece.

上下の端板の突出片と側板により、ヘッダが固定される突出部が形成される。この突出部の先端に、ヘッダの先端が溶接により固定されることになる。つまり、溶接による熱影響が及ぼされるろう付け部分は突出部先端のろう付け部分に限定されることになる。また、突出部の長さ分だけ溶接部とコア部とを離間させることができるので、流路を仕切るためのろう付け部が多数あるコア部から離れた位置で溶接が行われることとなる。したがって、溶接によるろう付け部のひび割れを可及的に回避することができる。
また、複数のプレートフィン式熱交換器を、ヘッダを介して接続し、高温ガス炉の中間熱交換器といった大規模な熱交換器群を実現しようとした場合、このような熱交換器群の全体をろう付けするには熱交換器群全体を収容できる大きさの真空炉が必要となる。しかし、これは、そのサイズが大きすぎるために現実的でない。本発明では、突出部を採用することにより、それぞれのプレートフィン式熱交換器をろう付けによって作成した後に、ヘッダを溶接によって接続することができる。したがって、複数のプレートフィン式熱交換器を作成しておき、これらのプレートフィン式熱交換器を、溶接によりヘッダを介して接続することにより、大規模な熱交換器群を構成することができる。
A protruding portion to which the header is fixed is formed by the protruding pieces and the side plates of the upper and lower end plates. The leading end of the header is fixed to the leading end of the protruding portion by welding. That is, the brazed part that is affected by heat due to welding is limited to the brazed part at the tip of the protrusion. In addition, since the welded portion and the core portion can be separated by the length of the protruding portion, welding is performed at a position away from the core portion where there are many brazed portions for partitioning the flow path. Therefore, the crack of the brazing part by welding can be avoided as much as possible.
In addition, when a plurality of plate fin heat exchangers are connected via a header to achieve a large-scale heat exchanger group such as an intermediate heat exchanger of a high-temperature gas furnace, such a heat exchanger group In order to braze the whole, a vacuum furnace having a size capable of accommodating the entire heat exchanger group is required. However, this is not practical because its size is too large. In this invention, a header can be connected by welding, after producing each plate fin type heat exchanger by brazing by employ | adopting a protrusion part. Therefore, a large-scale heat exchanger group can be configured by preparing a plurality of plate fin heat exchangers and connecting these plate fin heat exchangers via a header by welding. .

また、本発明の参考例にかかるプレートフィン式熱交換器は、熱交換用流体を導くヘッダのためのヘッダ用孔部が形成されたプレートと、該プレート上に設置され、前記ヘッダ用孔部に対応する位置に設けられたヘッダ用壁部と、熱交換用流体が流れる熱交換用流路を形成する熱交換用流路形成壁部とを備えたスペーサと、前記プレート上に設置され、前記熱交換用流路に配置されたフィンと、を備え、前記プレート、前記スペーサおよび前記フィンが繰り返し積層されて形成され、前記プレートおよび前記スペーサが積層されることにより、前記プレートの前記ヘッダ用孔部と前記スペーサのヘッダ用壁部とが接続されて、ヘッダ用流路が積層方向に形成されていることを特徴とする。 A plate fin heat exchanger according to a reference example of the present invention includes a plate on which a header hole for a header for guiding a heat exchange fluid is formed, and the header hole installed on the plate. Installed on the plate, a spacer provided with a header wall provided at a position corresponding to the above, a heat exchange channel forming wall that forms a heat exchange channel through which the heat exchange fluid flows, and Fins disposed in the heat exchange flow path, the plate, the spacer, and the fins are repeatedly stacked, and the plate and the spacer are stacked so that the header of the plate The hole and the header wall of the spacer are connected, and the header channel is formed in the stacking direction.

プレートとスペーサを積層することにより、ヘッダ用流路を形成することとしたので、ヘッダを一体で構成することができる。したがって、ヘッダをコア部に固定する工程が不要となり、溶接によってろう付け部に亀裂が生じることがない。   Since the header flow path is formed by laminating the plate and the spacer, the header can be formed integrally. Therefore, the process of fixing the header to the core portion is unnecessary, and the brazed portion is not cracked by welding.

また、本発明の参考例にかかるプレートフィン式熱交換器の製造方法は、プレートとフィンとを交互に複数積層してコア部を形成し、該コア部の上面に、該コア部に対して流出入する流体を導くヘッダに対して先端が溶接により固定される突出片を有する上端板を設置し、前記コア部の下面、該コア部に対して流出入する流体を導くヘッダに対して先端が溶接により固定される突出片を有する下端板を設置し、前記コア部、前記上端板および前記下端板を加熱してろう付けによってこれらを接合し、前記コア部の側面を覆うとともに、前記上端板および下端板の側縁に、前記各突出片と共に前記ヘッダに接続される突出部を形成する側板を設置し、ろう付けされた前記コア部、前記上端板および前記下端板と、前記側板とを加熱してろう付けによって接合する、ことを特徴とする。 Further, in the manufacturing method of the plate fin heat exchanger according to the reference example of the present invention , a core portion is formed by alternately laminating a plurality of plates and fins, and an upper surface of the core portion is formed with respect to the core portion. An upper end plate having a protruding piece whose tip is fixed by welding to the header that guides the fluid flowing in and out is installed, and the tip of the lower surface of the core portion and the header that guides the fluid flowing in and out of the core portion Installing a lower end plate having a protruding piece fixed by welding, heating the core portion, the upper end plate and the lower end plate and joining them by brazing, covering the side surface of the core portion, and the upper end plate On the side edges of the plate and the lower end plate, a side plate that forms a protruding portion connected to the header together with each protruding piece is installed, and the brazed core portion, the upper end plate, the lower end plate, and the side plate, Heat and braze Thus joined, characterized in that.

上下の端板の突出片と側板により、ヘッダが固定される突出部が形成される。この突出部の先端に、ヘッダの先端が溶接により固定されることになる。つまり、溶接による熱影響が及ぼされるろう付け部分は突出部先端のろう付け部分に限定されることになる。また、突出部の長さ分だけ溶接部とコア部とを離間させることができるので、流路を仕切るためのろう付け部が多数あるコア部から離れた位置で溶接が行われることとなる。したがって、溶接によるろう付け部のひび割れを可及的に回避することができる。
また、複数のプレートフィン式熱交換器を、ヘッダを介して接続し、高温ガス炉の中間熱交換器といった大規模な熱交換器群を実現しようとした場合、このような熱交換器群の全体をろう付けするには熱交換器群全体を収容できる大きさの真空炉が必要となる。しかし、これは、そのサイズが大きすぎるために現実的でない。本発明では、突出部を採用することにより、それぞれのプレートフィン式熱交換器をろう付けによって作成した後に、ヘッダを溶接によって接続することができる。したがって、複数のプレートフィン式熱交換器を作成しておき、これらのプレートフィン式熱交換器を、溶接によりヘッダを介して接続することにより、大規模な熱交換器群を構成することができる。
A protruding portion to which the header is fixed is formed by the protruding pieces and the side plates of the upper and lower end plates. The leading end of the header is fixed to the leading end of the protruding portion by welding. That is, the brazed part that is affected by heat due to welding is limited to the brazed part at the tip of the protrusion. In addition, since the welded portion and the core portion can be separated by the length of the protruding portion, welding is performed at a position away from the core portion where there are many brazed portions for partitioning the flow path. Therefore, the crack of the brazing part by welding can be avoided as much as possible.
In addition, when a plurality of plate fin heat exchangers are connected via a header to achieve a large-scale heat exchanger group such as an intermediate heat exchanger of a high-temperature gas furnace, such a heat exchanger group In order to braze the whole, a vacuum furnace having a size capable of accommodating the entire heat exchanger group is required. However, this is not practical because its size is too large. In this invention, a header can be connected by welding, after producing each plate fin type heat exchanger by brazing by employ | adopting a protrusion part. Therefore, a large-scale heat exchanger group can be configured by preparing a plurality of plate fin heat exchangers and connecting these plate fin heat exchangers via a header by welding. .

また、本発明の参考例にかかるプレートフィン式熱交換器の製造方法は、熱交換用流体を導くヘッダのためのヘッダ用孔部が形成されたプレート上に、前記ヘッダ用孔部に対応する位置に設けられたヘッダ用壁部および熱交換用流体が流れる熱交換用流路を形成する熱交換用流路形成壁部を備えたスペーサと、前記熱交換用流路に配置されたフィンと、を設置し、これら前記プレート、前記スペーサおよび前記フィンを繰り返し積層して積層体とし、該積層体を加熱することによってろう付けにより接合し、前記プレートおよび前記スペーサが積層されて接合されることにより、前記プレートの前記ヘッダ用孔部と前記スペーサのヘッダ用壁部とが接続されて、ヘッダ用流路が積層方向に形成されることを特徴とする。 The plate fin heat exchanger manufacturing method according to the reference example of the present invention corresponds to the header hole on the plate in which the header hole for the header for guiding the heat exchange fluid is formed. A spacer provided with a header wall provided at a position and a heat exchange channel forming wall part that forms a heat exchange channel through which the heat exchange fluid flows; and fins disposed in the heat exchange channel; The plate, the spacer and the fin are repeatedly laminated to form a laminated body, and the laminated body is joined by brazing by heating, and the plate and the spacer are laminated and joined. Thus, the header hole portion of the plate and the header wall portion of the spacer are connected, and the header flow path is formed in the stacking direction.

プレートとスペーサを積層することにより、ヘッダ用流路を形成することとしたので、ヘッダを一体で構成することができる。したがって、ヘッダをコア部に固定する工程が不要となり、大幅なコストダウンが実現される。   Since the header flow path is formed by laminating the plate and the spacer, the header can be configured integrally. Therefore, the process of fixing the header to the core portion is not necessary, and a significant cost reduction is realized.

第二壁を設けて、熱交換用流路および外部に対して独立した第二空間を設けることとしたので、熱交換用流路を流れる熱交換用流体が第一壁から漏れた場合であっても、漏洩した熱交換用流体を外部まで漏洩させることがない。また、外部の流体が第二壁を通過して漏れた場合であっても、漏洩した外部流体は第二空間内で留まり、熱交換用流路へと漏洩することがない。したがって、密閉性の高いプレートフィン式熱交換器を提供することができる。   Since the second wall is provided and the heat exchange channel and the second space independent from the outside are provided, the heat exchange fluid flowing through the heat exchange channel leaks from the first wall. However, the leaked heat exchange fluid is not leaked to the outside. Further, even when an external fluid leaks through the second wall, the leaked external fluid stays in the second space and does not leak to the heat exchange channel. Therefore, it is possible to provide a plate fin type heat exchanger with high airtightness.

第二空間に流れ込んだ流体を検知するための検知用流路を設けることとしたので、外部に漏出する前に、又は、熱交換を行う二流体が混合してしまう前に漏洩を検知することができる。   Since the detection flow path for detecting the fluid flowing into the second space is provided, the leakage is detected before leaking to the outside or before the two fluids for heat exchange are mixed. Can do.

本発明の参考例では、上下の端板の突出片と側板により、ヘッダが固定される突出部が形成することとしたので、この突出部の先端にヘッダの先端が溶接により固定されても、溶接による熱影響が及ぼされるろう付け部分は突出部先端のろう付け部分に限定することができる。また、突出部の長さ分だけ溶接部とコア部とを離間させることができるので、流路を仕切るためのろう付け部が多数あるコア部から離れた位置で溶接を行うことができる。したがって、溶接によるろう付け部のひび割れを可及的に回避することができ、密閉性の高いプレートフィン式熱交換器を提供することができる。 In the reference example of the present invention, since the protruding portion to which the header is fixed is formed by the protruding pieces and the side plates of the upper and lower end plates, even if the tip of the header is fixed to the tip of the protruding portion by welding, The brazed portion that is affected by heat due to welding can be limited to the brazed portion at the tip of the protrusion. In addition, since the welded portion and the core portion can be separated by the length of the protruding portion, welding can be performed at a position away from the core portion where there are many brazed portions for partitioning the flow path. Therefore, the crack of the brazing part by welding can be avoided as much as possible, and a plate fin type heat exchanger with high airtightness can be provided.

本発明の参考例では、ヘッダ用孔部を有するプレートと、ヘッダ用壁部を有するスペーサとを積層することにより、ヘッダ用流路を形成することとしたので、ヘッダを一体で構成することができる。したがって、ヘッダをコア部に固定する工程が不要となり、溶接によってろう付け部に亀裂が生じることがない。したがって、密閉性の高いプレートフィン式熱交換器を提供することができる。また、溶接工程を省略できるので、大幅なコストダウンが実現される。 In the reference example of the present invention, since the header flow path is formed by laminating the plate having the header hole and the spacer having the header wall, the header can be configured integrally. it can. Therefore, the process of fixing the header to the core portion is unnecessary, and the brazed portion is not cracked by welding. Therefore, it is possible to provide a plate fin type heat exchanger with high airtightness. In addition, since the welding process can be omitted, a significant cost reduction is realized.

以下に、本発明にかかるプレートフィン式熱交換器およびその製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態について、図1〜図6を用いて説明する。
図1に示されているように、本実施形態にかかるプレートフィン式熱交換器1Aは、一次ガスG1と二次ガスG2とをコア部3において熱交換させるものである。
コア部3の四隅には、管状とされた4つの中間リング2がろう付け(又は溶接など)によって固定されている。各中間リング2の先端には、図示しないヘッダが溶接によって固定される。このヘッダから一次ガスG1または二次ガスG2が供給され、中間リング2を介してコア部3へと流れ込み、対角線上に位置する他の中間リング2を介して他のヘッダへと流出する。
一次ガスG1および二次ガスG2は、それぞれ、コア部3を平面視した場合に、対角線上に設けられた流入口および流出口から流入・流出するようになっており、コア部3において対向流となるように流される。具体的には、図1において、一次ガスG1は左手前の中間リング2aから流入し、コア部3を左から右に流れた後、右手奥の中間リング2bから流出する。二次ガスG2は、右手前の中間リング2cから流入し、コア部3を右から左に流れた後、左手奥の中間リング2dから流出する。
なお、図1のような対向流とせずに、一次ガスG1及び二次ガスG2がコア部3において垂直方向に流れる直交流としても良い。
Embodiments of a plate fin heat exchanger and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the plate fin heat exchanger 1 </ b> A according to the present embodiment exchanges heat between the primary gas G <b> 1 and the secondary gas G <b> 2 in the core portion 3.
At the four corners of the core portion 3, four tubular intermediate rings 2 are fixed by brazing (or welding or the like). A header (not shown) is fixed to the tip of each intermediate ring 2 by welding. The primary gas G1 or the secondary gas G2 is supplied from this header, flows into the core portion 3 via the intermediate ring 2, and flows out to other headers via another intermediate ring 2 positioned on the diagonal line.
The primary gas G1 and the secondary gas G2 flow in and out from an inlet and an outlet provided on a diagonal line when the core portion 3 is viewed in plan, respectively. It is flowed to become. Specifically, in FIG. 1, the primary gas G <b> 1 flows in from the intermediate ring 2 a on the left front side, flows from the left to the right on the core portion 3, and then flows out from the intermediate ring 2 b on the right rear side. The secondary gas G2 flows in from the middle ring 2c on the right front side, flows from the right to the left on the core portion 3, and then flows out from the middle ring 2d on the back of the left hand.
Instead of the counterflow as shown in FIG. 1, the primary gas G <b> 1 and the secondary gas G <b> 2 may be orthogonal flows that flow in the vertical direction in the core portion 3.

コア部3は、図2及び図3に示されているように、プレート5とフィン7とが交互に積層された状態で構成されている。
プレート5は、平面視して、本実施形態では例えば略六角形とされた板状体である。
フィン7は、上下に位置するプレート5に挟まれた状態で、ろう付けによって固定されている。フィン7は、板状体をコルゲート状に折り曲げた形状とされている。このようにコルゲート状とされたフィンにより伝熱面積を増大させ、熱交換効率の増加を図っている。
プレート5の側部には、第一サイドバー(第一壁)9及び第二サイドバー(第二壁)10が設けられている。これら第一サイドバー9及び第二サイドバー10は、それぞれ、上下のプレート5に挟まれた状態で、ろう付けによって固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the core portion 3 is configured in a state where the plates 5 and the fins 7 are alternately stacked.
The plate 5 is a plate-like body having a substantially hexagonal shape in the present embodiment in plan view.
The fins 7 are fixed by brazing while being sandwiched between the plates 5 positioned above and below. The fin 7 has a shape obtained by bending a plate-like body into a corrugated shape. Thus, the heat transfer area is increased by the corrugated fins, thereby increasing the heat exchange efficiency.
A first side bar (first wall) 9 and a second side bar (second wall) 10 are provided on the side of the plate 5. The first side bar 9 and the second side bar 10 are respectively fixed by brazing while being sandwiched between the upper and lower plates 5.

第一サイドバー9は、熱交換用流体とされる一次ガスG1または二次ガスG2が流れる熱交換用流路11を、上下に位置するプレート5と共に形成している。一次ガスG1及び二次ガスG2は、図2及び図3の紙面において垂直方向に流れる。このように構成された熱交換用流路11は、一次ガスG1及び二次ガスG2が積層方向において交互に流れるようになっている。例えば、図2において、上下の熱交換用流路11a,11cには一次ガスG1が流れ、これら熱交換用流路11a,11cに挟まれた熱交換用流路11bには二次ガスG2が流れる。   The first side bar 9 forms a heat exchange channel 11 through which a primary gas G1 or a secondary gas G2 used as a heat exchange fluid flows together with the plates 5 positioned above and below. The primary gas G1 and the secondary gas G2 flow in the vertical direction on the paper surface of FIGS. In the heat exchange flow path 11 configured in this way, the primary gas G1 and the secondary gas G2 flow alternately in the stacking direction. For example, in FIG. 2, the primary gas G1 flows through the upper and lower heat exchange channels 11a and 11c, and the secondary gas G2 flows through the heat exchange channel 11b sandwiched between the heat exchange channels 11a and 11c. Flowing.

第一サイドバー9は、図4及び図5に示されているように配置されており、この第一サイドバー9の設置位置によって、ガスG1,G2の流路すなわち出入り口が決定される。例えば、図4には一次ガスG1の流路が示されており、プレート5を平面視した場合に、一次ガスG1は、左下の流入口4aから流入して、対角線上の位置にある右上の流出口4bから流出する。図5には二次ガスG2の流路が示されており、プレート5を平面視した場合に、二次ガスG2は、右下の流入口4cから流入して、対角線上の位置にある左上の流出口4dから流出する。   The first sidebar 9 is arranged as shown in FIGS. 4 and 5, and the flow path, that is, the entrance / exit of the gases G <b> 1 and G <b> 2 is determined by the installation position of the first sidebar 9. For example, FIG. 4 shows the flow path of the primary gas G1, and when the plate 5 is viewed in plan, the primary gas G1 flows in from the lower left inflow port 4a, and the upper right at the diagonal position. It flows out from the outlet 4b. FIG. 5 shows the flow path of the secondary gas G2, and when the plate 5 is viewed in plan, the secondary gas G2 flows in from the lower right inlet 4c and is located on the upper left corner at a diagonal position. Flows out from the outlet 4d.

第二サイドバー10は、図2〜図5に示されているように、プレート5の側部でかつ第一サイドバー9の外側に設けられている。この第二サイドバー10は、上下に位置するプレート5及び第一サイドバー9と共に、第二空間13を形成している。   As shown in FIGS. 2 to 5, the second side bar 10 is provided on the side of the plate 5 and outside the first side bar 9. The second side bar 10 forms a second space 13 together with the plate 5 and the first side bar 9 positioned above and below.

第二サイドバー10の外側部には、図1に示すように、本実施形態では例えば円管を半割にした形状のガス漏洩検知管15が設けられている。ガス漏洩検知管15は、プレート5の積層方向に延在しており、図示しないガス漏洩検知手段に接続されている。このガス漏洩検知管15によって、ガス漏れを検知する検知用流路16が形成される。ガス漏洩検知手段としては、例えば圧力計が用いられる。   As shown in FIG. 1, in the present embodiment, for example, a gas leak detection pipe 15 having a shape in which a circular pipe is halved is provided on the outer side of the second side bar 10. The gas leak detection tube 15 extends in the stacking direction of the plates 5 and is connected to gas leak detection means (not shown). The gas leakage detection pipe 15 forms a detection flow path 16 for detecting gas leakage. For example, a pressure gauge is used as the gas leakage detection means.

ガス漏洩検知管15は、コア部3の両側部に2つずつ設けられており(例えば図1参照)、二本が一次ガス検知用に、他の二本が二次ガス検知用に用いられている。つまり、図4に示すように、同図において左下と右上のガス漏洩検知管15が一次ガス検知用であり、図5に示すように、右下と左上のガス漏洩検知管15が二次ガス検知用である。   Two gas leak detection pipes 15 are provided on both sides of the core portion 3 (see, for example, FIG. 1), two for primary gas detection and the other two for secondary gas detection. ing. That is, as shown in FIG. 4, the lower left and upper right gas leak detection pipes 15 are for primary gas detection, and as shown in FIG. 5, the lower right and upper left gas leak detection pipes 15 are secondary gas detection. It is for detection.

第二サイドバー10によって形成された第二空間13は、熱交換用流路11の圧力および熱交換器1Aの外部の圧力よりも低い圧力に保たれている。これにより、第一サイドバー9からガスが漏れた場合であっても、第二サイドバー10からガスが漏れた場合であっても、第二空間13ひいては検知用流路16の圧力上昇を検出することによってガスの漏洩を検知することができる。   The second space 13 formed by the second sidebar 10 is maintained at a pressure lower than the pressure of the heat exchange channel 11 and the pressure outside the heat exchanger 1A. Thereby, even when gas leaks from the first side bar 9 or when gas leaks from the second side bar 10, an increase in pressure in the second space 13 and thus the detection flow path 16 is detected. By doing so, gas leakage can be detected.

上記構成のプレートフィン式熱交換器1Aは、以下のように用いられる。
以下、一例として、高温ガス炉の中間熱交換器に用いられた場合について説明する。
高温ガス炉によって高温とされた例えばヘリウムガス等の一次ガスG1は、図示しないヘッダに接続された中間リング2aからコア部3の熱交換用流路11a,cへと流れ込む。一方、比較的低温とされたヘリウムガス等の二次ガスG2は、中間リング2cからコア部3の熱交換用流路11bへと流れ込む。コア部3では、一次ガスG1及び二次ガスG2がそれぞれ積層方向に隣接する熱交換用流路11を流れ、高温の一次ガスG1から低温の二次ガスG2へと顕熱が輸送される。これにより加熱された二次ガスG2は、中間リング2dから流出し、ヘッダを介して下流に位置するボイラ中の水を沸騰させて蒸気タービンを駆動する。コア部3において冷却された一次ガスG1は、中間リング2bから流出し、ヘッダを介して再び高温ガス炉の反応炉へと導かれる。
The plate fin heat exchanger 1A having the above configuration is used as follows.
Hereinafter, the case where it is used for an intermediate heat exchanger of a high temperature gas furnace will be described as an example.
The primary gas G1 such as helium gas that has been heated to a high temperature by the high-temperature gas furnace flows from the intermediate ring 2a connected to the header (not shown) into the heat exchange channels 11a and 11c of the core portion 3. On the other hand, the secondary gas G2, such as helium gas, which is relatively low in temperature, flows from the intermediate ring 2c into the heat exchange channel 11b of the core portion 3. In the core part 3, the primary gas G1 and the secondary gas G2 flow through the heat exchange flow paths 11 adjacent to each other in the stacking direction, and sensible heat is transported from the high temperature primary gas G1 to the low temperature secondary gas G2. The heated secondary gas G2 flows out from the intermediate ring 2d, and boiles water in the boiler located downstream via the header to drive the steam turbine. The primary gas G1 cooled in the core part 3 flows out from the intermediate ring 2b, and is led again to the reactor of the high temperature gas furnace through the header.

放射能汚染された一次ガスG1が第一サイドバー9から漏れた場合には、以下のように検知する。
第一サイドバー9から一次ガスG1が漏洩すると、漏洩した一次ガスG1は第二空間13へと流れ込む。第二空間13は一次ガスG1が流れる熱交換用流路11よりも低い圧力に設定されているので、一次ガスG1が第二空間13に流れ込むと、第二空間13の圧力ひいては検知用流路16の圧力が上昇する。すると、一次ガス検知用のガス漏洩検知管15の下流側に設けられた圧力センサの指示値が上昇し、これによりガス漏洩が発生したことを検知する。
二次ガスG2が漏洩した場合も同様に、第二空間13及び検知用流路16の圧力上昇を圧力センサによって検出し、ガス漏洩を検知する。
また、第二空間13は、プレートフィン式熱交換器1Aの外部の圧力よりも低い圧力とされているので、第二サイドバー10から第二空間13内へのガス漏洩をも検出することができる。
When the radioactively contaminated primary gas G1 leaks from the first sidebar 9, it is detected as follows.
When the primary gas G1 leaks from the first sidebar 9, the leaked primary gas G1 flows into the second space 13. Since the second space 13 is set to a pressure lower than that of the heat exchange channel 11 through which the primary gas G1 flows, when the primary gas G1 flows into the second space 13, the pressure of the second space 13 and thus the detection channel. 16 pressure increases. Then, the indicated value of the pressure sensor provided on the downstream side of the gas leakage detection pipe 15 for detecting the primary gas is increased, thereby detecting that gas leakage has occurred.
Similarly, when the secondary gas G2 leaks, the pressure increase in the second space 13 and the detection flow path 16 is detected by the pressure sensor to detect the gas leak.
In addition, since the second space 13 is set to a pressure lower than the pressure outside the plate fin heat exchanger 1A, gas leakage from the second side bar 10 into the second space 13 can also be detected. it can.

本実施形態にかかるプレートフィン式熱交換器1Aによれば、以下の作用効果を奏することができる。
上下に位置するプレート5、第一サイドバー9及び第二サイドバー10によって、熱交換用流路11の外側に第二空間13を形成し、この第二空間13にガス漏洩検知管15を接続することとしたので、一次ガスG1と二次ガスG2が混合する前に、ガスの漏洩を検出することができる。
また、第二空間13内の圧力を、熱交換用流路11や外部の圧力よりも低い圧力としたので、第二空間13またはガス漏洩検知管の圧力上昇によって容易にガス漏れを検出することができる。
また、コア部3から放射能汚染された一次ガスG1が漏れた場合であっても、二次ガスG2と混合する前あるいはプレートフィン式熱交換器1Aの外部に漏れる前に第二空間13内で漏出したガスを止めておくことができ、密閉性を高くすることができる。
According to the plate fin heat exchanger 1A according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
The plate 5, the first side bar 9, and the second side bar 10 positioned above and below form a second space 13 outside the heat exchange channel 11, and a gas leak detection tube 15 is connected to the second space 13. Therefore, it is possible to detect gas leakage before the primary gas G1 and the secondary gas G2 are mixed.
Moreover, since the pressure in the second space 13 is set to a pressure lower than the heat exchange channel 11 and the external pressure, the gas leak can be easily detected by the pressure increase in the second space 13 or the gas leak detection tube. Can do.
Further, even when the radioactively contaminated primary gas G1 leaks from the core 3, the inside of the second space 13 before mixing with the secondary gas G2 or before leaking to the outside of the plate fin heat exchanger 1A. The gas leaked in can be stopped and the sealing performance can be enhanced.

本実施形態は、以下のように変形することができる。
図6に示すように、第二空間13にガス漏洩検出センサ18を設けることとしても良い。ガス漏洩検出センサ18としては、サーモグラフィ、熱電対、光ファイバ等を用いて、温度の変化を検出するようにする。また。AE(アコースティック・エミッション)センサを用いて、漏出時に生じる音を検出することとしても良い。このようなガス漏洩検出センサ18を用いることとすれば、ガス漏洩検知管15を省略することができる。
This embodiment can be modified as follows.
As shown in FIG. 6, a gas leak detection sensor 18 may be provided in the second space 13. As the gas leakage detection sensor 18, a change in temperature is detected using a thermography, a thermocouple, an optical fiber, or the like. Also. An AE (acoustic emission) sensor may be used to detect sound generated at the time of leakage. If such a gas leak detection sensor 18 is used, the gas leak detection tube 15 can be omitted.

また、図6に示すように、プレート5間に挟まれた第二サイドバー9に代えて、コア部3の側面全体を覆うように設けた外壁部20としても良い。このように一体とした外壁部20を用いることとすれば、製造が容易になるという利点がある。   In addition, as shown in FIG. 6, instead of the second side bar 9 sandwiched between the plates 5, an outer wall portion 20 provided so as to cover the entire side surface of the core portion 3 may be used. The use of the integrated outer wall 20 as described above has an advantage that the manufacture becomes easy.

また、第一サイドバー9および/または第二サイドバー10と、プレート5とを固相接合によって接合しても良い。固相接合によって接合することとすれば、近傍で溶接が行われたとしても、ろう付け部が存在しないためにろう付け部のひび割れが生じることはないからである。好ましくは、溶接部の近傍となり易い第二サイドバー10とプレート5とを固相接合すると良い。   Further, the first side bar 9 and / or the second side bar 10 and the plate 5 may be joined by solid phase joining. If joining by solid phase joining, even if welding is performed in the vicinity, there is no brazing part, and therefore no cracking of the brazing part occurs. Preferably, the second side bar 10 and the plate 5 that are likely to be in the vicinity of the welded portion are solid-phase bonded.

[第一参考例
次に、本発明の第一参考例について、図7〜図9を用いて説明する。
図7には、本発明の第一参考例にかかるプレートフィン式熱交換器1Bが示されている。
コア部3は、第一実施形態と同様に、プレートとフィンが交互に複数積層されてろう付けにより固定された構成となっている。なお、サイドバーについては、第一実施形態のように、第一及び第二のサイドバー9,10(図2参照)を用いることとしても良いし、一本のサイドバーによって熱交換用流路を形成することとしても良い。
[ First Reference Example ]
Next, a first reference example of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 shows a plate fin heat exchanger 1B according to a first reference example of the present invention.
As in the first embodiment, the core portion 3 has a configuration in which a plurality of plates and fins are alternately stacked and fixed by brazing. In addition, about a side bar, it is good also as using 1st and 2nd side bar 9 and 10 (refer FIG. 2) like 1st embodiment, and the flow path for heat exchange by one side bar. It is good also as forming.

プレートフィン式熱交換器1Bは、コア部3の上部にろう付けされた上端板25と、コア部3の下部にろう付けされた下端板27とを有している。これら端板25,27は同様の形状とされており、図8に示すように、対角方向に突出する突出片25a,27aが四隅に設けられている。突出片25a,27aの先端は、図示しないヘッダに対して溶接される。   The plate fin heat exchanger 1 </ b> B has an upper end plate 25 brazed to the upper portion of the core portion 3 and a lower end plate 27 brazed to the lower portion of the core portion 3. These end plates 25 and 27 have the same shape, and as shown in FIG. 8, projecting pieces 25a and 27a projecting diagonally are provided at the four corners. The tips of the protruding pieces 25a, 27a are welded to a header (not shown).

コア部3の側面には、上端板25及び下端板27の側縁にろう付けされることにより固定された側板29が設けられている。側板29は、上端板25の突出片25aおよび下端板27の突出片27aと共に中間リング(突出部)30を形成している。側板29は、コア部3の全ての側面を覆うように、すなわち、図7に示した前面だけでなく、右側面、左側面及び背面にも設けられている。   On the side surface of the core portion 3, a side plate 29 fixed by being brazed to the side edges of the upper end plate 25 and the lower end plate 27 is provided. The side plate 29 forms an intermediate ring (protruding portion) 30 together with the protruding piece 25 a of the upper end plate 25 and the protruding piece 27 a of the lower end plate 27. The side plate 29 is provided not only on the front surface shown in FIG. 7 but also on the right side surface, the left side surface, and the back surface so as to cover all the side surfaces of the core portion 3.

次に、上記構成のプレートフィン式熱交換器1Bの製造方法について説明する。
先ず、図9に示すように、プレート、フィン、サイドバーを積層したコア部3の上下に上端板25及び下端板27を配置する。そして、真空加熱炉内に設置し、真空下で加熱することにより、ろう付けを行う。なお、ろう付けの際には、プレートの積層方向に加圧力を加えることにより、確実にろう付けが行われるようにする。
その後、コア部3の四側面に側板29を設置し、再び真空加熱炉においてろう付けを行う。
このように全ての接合箇所がろう付けによって製造されたプレートフィン熱交換器1Bは、図示しないヘッダに対して溶接される。この溶接は、中間リング30の先端において行われ、コア部3から離間した位置で行われる。
Next, a method for manufacturing the plate fin heat exchanger 1B having the above-described configuration will be described.
First, as shown in FIG. 9, the upper end plate 25 and the lower end plate 27 are arranged above and below the core portion 3 in which the plates, fins, and side bars are stacked. And it brazes by installing in a vacuum heating furnace and heating under vacuum. In brazing, brazing is surely performed by applying a pressing force in the laminating direction of the plates.
After that, the side plates 29 are installed on the four side surfaces of the core portion 3 and brazed again in the vacuum heating furnace.
Thus, the plate fin heat exchanger 1B in which all joints are manufactured by brazing is welded to a header (not shown). This welding is performed at the tip of the intermediate ring 30 and is performed at a position separated from the core portion 3.

参考例によれば、以下の作用効果を奏する。
上下の端板25,27の突出片25a,27aと側板29により、ヘッダが固定される中間リング30を形成し、この中間リング30の先端に、ヘッダの先端が溶接により固定されることとしたので、熱交換用流路を仕切るためのろう付け部が多数あるコア部3から離れた位置で溶接が行われることになる。したがって、溶接によるろう付け部のひび割れを可及的に回避することができ、密閉性の高いプレートフィン式熱交換器を提供することができる。
According to this reference example , the following operational effects are achieved.
An intermediate ring 30 to which the header is fixed is formed by the protruding pieces 25a and 27a of the upper and lower end plates 25 and 27 and the side plate 29, and the tip of the header is fixed to the tip of the intermediate ring 30 by welding. Therefore, welding is performed at a position away from the core portion 3 where there are many brazing portions for partitioning the heat exchange flow path. Therefore, the crack of the brazing part by welding can be avoided as much as possible, and a plate fin type heat exchanger with high airtightness can be provided.

また、複数のプレートフィン式熱交換器を、ヘッダを介して接続し、高温ガス炉の中間熱交換器といった大規模な熱交換器群を実現しようとした場合、このような熱交換器群の全体をろう付けするには熱交換器群全体を収容できる大きさの真空炉が必要となる。しかし、これは、そのサイズが大きすぎるために現実的でない。本実施形態では、コア部3から溶接箇所を遠ざけるための中間リング30を採用することにより、それぞれのプレートフィン式熱交換器1Bをろう付けによって作成した後に、ヘッダを溶接によって接続することができる。したがって、複数のプレートフィン式熱交換器を作成しておき、これらのプレートフィン式熱交換器を、溶接によりヘッダを介して接続することにより、大規模な熱交換器群を構成することができる。   In addition, when a plurality of plate fin heat exchangers are connected via a header to achieve a large-scale heat exchanger group such as an intermediate heat exchanger of a high-temperature gas furnace, such a heat exchanger group In order to braze the whole, a vacuum furnace having a size capable of accommodating the entire heat exchanger group is required. However, this is not practical because its size is too large. In the present embodiment, by adopting the intermediate ring 30 for moving the welding portion away from the core portion 3, the headers can be connected by welding after the plate fin heat exchangers 1B are formed by brazing. . Therefore, a large-scale heat exchanger group can be configured by preparing a plurality of plate fin heat exchangers and connecting these plate fin heat exchangers via a header by welding. .

[第二参考例
次に、本発明の第二参考例について、図10及び図11を用いて説明する。
図10には、本参考例にかかるプレートフィン式熱交換器1Cが示されている。
参考例にかかるプレートフィン式熱交換器1Cは、ヘッダ32が一体とされている点で、第一実施形態及び第一参考例と異なる。すなわち、プレートフィン式熱交換器1Cのコア部3の対向する四隅には、ヘッダ32が設けられている。ヘッダ32内に形成されるヘッダ用流路32aは、コア部3の積層方向に形成されている。
コア部3は、プレート、フィンおよびサイドバーが積層された構成とされている。
[ Second Reference Example ]
Next, a second reference example of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 shows a plate fin heat exchanger 1C according to this reference example .
Plate fin type heat exchanger 1C according to this reference example, in that the header 32 is integrated, different from the first embodiment and the first embodiment. That is, headers 32 are provided at the four opposing corners of the core portion 3 of the plate fin heat exchanger 1C. The header flow path 32 a formed in the header 32 is formed in the stacking direction of the core portion 3.
The core part 3 is configured by laminating plates, fins, and side bars.

図11には、図10のプレートフィン式熱交換器1Cの各構成要素が示されている。なお、プレート状に設置されるフィンについては図示が省略されている。
図11(a)には、プレート33が示されている。プレート33は、フィンが配置されるコア部3には板が存在し、四隅にはヘッダ用孔部40が設けられている。
図11(b)には一次ガスG1の流路を形成する第一スペーサ34が示されている。第一スペーサ34は、熱交換用流路形成壁部34aによって、一次ガスG1が対角方向に流れるようになっている。また、ヘッダ用孔部40に対応する位置には、ヘッダ用壁部34bが設けられている。なお、フィンが設置されるコア部3は、中空となっている。
図11(c)には、二次ガスG2の流路を形成する第二スペーサ36が示されている。第二スペーサ36は、熱交換用流路形成壁部36aによって、二次ガスG2が一次ガスG1と交わる対角方向に流れるようになっている。また、ヘッダ用孔部40に対応する位置には、ヘッダ用壁部36bが設けられている。なお、フィンが設置されるコア部3は、中空となっている。
図11(d)には、コア部3の上下に配置される端板38が示されている。端板38には、接続されるヘッダに対応した位置にのみヘッダ用孔部38aが形成されている。
FIG. 11 shows each component of the plate fin heat exchanger 1C of FIG. In addition, illustration is abbreviate | omitted about the fin installed in plate shape.
FIG. 11A shows the plate 33. As for the plate 33, a plate exists in the core part 3 where the fins are arranged, and header holes 40 are provided at four corners.
FIG. 11B shows the first spacer 34 that forms the flow path of the primary gas G1. In the first spacer 34, the primary gas G <b> 1 flows diagonally by the heat exchange flow path forming wall 34 a. Further, a header wall 34b is provided at a position corresponding to the header hole 40. In addition, the core part 3 in which a fin is installed is hollow.
FIG. 11C shows a second spacer 36 that forms a flow path for the secondary gas G2. The second spacer 36 is configured such that the secondary gas G2 flows in a diagonal direction intersecting the primary gas G1 by the heat exchange flow path forming wall portion 36a. A header wall 36b is provided at a position corresponding to the header hole 40. In addition, the core part 3 in which a fin is installed is hollow.
FIG. 11D shows end plates 38 arranged above and below the core portion 3. The end plate 38 is formed with a header hole 38a only at a position corresponding to the header to be connected.

上述のプレート33、第一スペーサ34、第二スペーサ36及び端板38は、以下のように積層される。
最下位置には、底板として端板38を設置する。この上に、プレート33、第一スペーサ34及びフィン、プレート33、第二スペーサ及びフィンをこの順番で設置する。さらに、同様に、プレート33、第一スペーサ34及びフィン、プレート33、第二スペーサ及びフィンをこの順番で設置する。これを複数回繰り返し、所望の層まで積層した後に、最上位置に天板として端板38を設置する。
端板38の向きは、底板と天板とで向きを変更する。すなわち、底板でヘッダ用孔部38aを図11(d)のように右側に位置させた場合には、天板ではヘッダ用孔部38aが図において左側に位置するように反転させる。このように底板および天板を配置することにより、図10に示すように、左手前のヘッダ32の下方から流入した一次ガスG1が対角線上の右手奥に位置するヘッダ32から上方へと流出し、右手前のヘッダ32の下方から流入した二次ガスG2が対角線上の左手奥に位置するヘッダ32から上方へと流出する。
このようにプレート33、第一スペーサ34、第二スペーサ36及び端板38を積層した後に、真空加熱炉に設置し、積層方向に加圧しつつろう付けを行う。これにより、ヘッダ32を一体に備えたプレートフィン式熱交換器1Cが得られる。
The plate 33, the first spacer 34, the second spacer 36, and the end plate 38 are stacked as follows.
In the lowest position, an end plate 38 is installed as a bottom plate. On top of this, the plate 33, the first spacer 34 and the fin, the plate 33, the second spacer and the fin are installed in this order. Further, similarly, the plate 33, the first spacer 34 and the fin, the plate 33, the second spacer and the fin are installed in this order. This is repeated a plurality of times, and after laminating to a desired layer, the end plate 38 is installed as a top plate at the uppermost position.
The direction of the end plate 38 is changed between the bottom plate and the top plate. That is, when the header hole 38a is positioned on the right side of the bottom plate as shown in FIG. 11D, the top plate is reversed so that the header hole 38a is positioned on the left side of the drawing. By arranging the bottom plate and the top plate in this way, as shown in FIG. 10, the primary gas G1 that has flowed in from the lower side of the left front header 32 flows out upward from the header 32 that is located on the diagonal right side. The secondary gas G2 flowing in from the lower side of the right front header 32 flows upward from the header 32 located at the back of the left hand on the diagonal line.
After laminating the plate 33, the first spacer 34, the second spacer 36, and the end plate 38 in this way, it is placed in a vacuum heating furnace and brazed while being pressurized in the laminating direction. Thereby, the plate fin type heat exchanger 1C provided integrally with the header 32 is obtained.

このように得られたプレートフィン式熱交換器1Cを複数接続する場合には、ヘッダ32の上方(又は下方)に配管を設置した後に溶接する。この場合、端板38に対して溶接が行われることになるが、端板の厚さを溶接による熱影響が生じない程度の厚さ(例えば3cm以上)にしておけば、ろう付け部に亀裂が入ることはない。   When connecting a plurality of plate fin heat exchangers 1C obtained in this way, welding is performed after piping is installed above (or below) the header 32. In this case, the end plate 38 is welded. However, if the thickness of the end plate is set to a thickness that does not cause the heat effect of the welding (for example, 3 cm or more), the brazed portion is cracked. Will not enter.

参考例によれば、以下の作用効果を奏する。
プレート33、第一スペーサ34及び第二スペーサ36を積層することにより、ヘッダ32を一体で形成することとしたので、後からヘッダをコア部3に固定する工程が不要となる。これにより、大幅なコストダウンが実現される。
According to this reference example , the following operational effects are achieved.
Since the header 32 is integrally formed by laminating the plate 33, the first spacer 34, and the second spacer 36, a process of fixing the header to the core portion 3 later becomes unnecessary. Thereby, a significant cost reduction is realized.

なお、本参考例は、第一スペーサ34及び第二スペーサ36の熱交換用流路形成壁部34a,36aを一つの壁部によって構成したが、第一実施形態に示したように、サイドバーを二重に有するようにして、二重の壁部として構成しても良い。 In the present reference example , the heat exchange flow path forming wall portions 34a and 36a of the first spacer 34 and the second spacer 36 are configured by one wall portion. However, as shown in the first embodiment, the side bars May be configured as a double wall portion.

また、本参考例は図12のように変形しても良い。
図10に示した参考例では、一次ガスG1が流れるヘッダ32及び二次ガスG2が流れるヘッダ32の全てのヘッダ32についてコア部3と一体としたが、二次ガスG2についてのみ本参考例で示したようなコア部3と一体としたヘッダ32を用い、一次ガスG1に対しては、第一実施形態で示したようなコア部3の側面に後からろう付けされる中間リング40を用いることとしてもよい。つまり、この中間リング40は、プレート33やスペーサ34,36及び端板38が積層されてろう付けされた後に、2度目のろう付けにより固定される。なお、中間リング40をプレート33、スペーサ34,36及び端板38と共に同時にろう付けしても良い。
Further, this reference example may be modified as shown in FIG.
In the reference example shown in FIG. 10, all the headers 32 of the header 32 through which the primary gas G1 flows and the header 32 through which the secondary gas G2 flows are integrated with the core portion 3, but only the secondary gas G2 is used in this reference example . The header 32 integrated with the core part 3 as shown is used, and for the primary gas G1, the intermediate ring 40 brazed to the side surface of the core part 3 as shown in the first embodiment is used. It is good as well. That is, the intermediate ring 40 is fixed by the second brazing after the plate 33, the spacers 34 and 36 and the end plate 38 are laminated and brazed. The intermediate ring 40 may be brazed together with the plate 33, the spacers 34 and 36 and the end plate 38 at the same time.

このような構成によれば、仮に、中間リング40を接合する2度目のろう付けを失敗し、中間リング40とコア部3との接合部からガスが漏れたとしても、一次ガスG1と二次ガスG2とが混合されないという利点がある。
即ち、図13に示すように、放射能汚染された一次ガスG1は、中間リング40を介してコア部3へと流れ込む。この一次ガスG1が、中間リング40とコア部3との接続部から漏洩したとしても、外部へと漏洩するのみで(図13中の矢印F参照)、ヘッダ32を流れる二次ガスG2と混合することはない。したがって、二次ガスG2が放射能汚染されることを防止することができる。また、この場合には、外部の雰囲気を一次ガスG1としておき、一次ガスG1の漏洩を許容する構成としておけば、さらに好適である。
According to such a configuration, even if the second brazing for joining the intermediate ring 40 fails and gas leaks from the joint between the intermediate ring 40 and the core part 3, the primary gas G1 and the secondary gas There is an advantage that the gas G2 is not mixed.
That is, as shown in FIG. 13, the radioactively contaminated primary gas G <b> 1 flows into the core portion 3 through the intermediate ring 40. Even if this primary gas G1 leaks from the connection portion between the intermediate ring 40 and the core portion 3, it only leaks to the outside (see arrow F in FIG. 13) and is mixed with the secondary gas G2 flowing through the header 32. Never do. Therefore, it is possible to prevent the secondary gas G2 from being radioactively contaminated. In this case, it is more preferable that the external atmosphere is the primary gas G1, and the primary gas G1 is allowed to leak.

さらに、図12に示したプレートフィン式熱交換器1Dから、中間リング40を取り外した構成としても良い。この場合には、プレートフィン式熱交換器1Dの外部(周囲)に一次ガスG1を導くようにし、この外部の一次ガスG1がコア部3へ直接導かれる構成とされる。このような構成とすれば、中間リング40をろう付けする工程が省略できるので、コストダウンを図ることができる。   Furthermore, the intermediate ring 40 may be removed from the plate fin heat exchanger 1D shown in FIG. In this case, the primary gas G1 is led to the outside (surrounding) of the plate fin heat exchanger 1D, and the primary gas G1 outside is directly led to the core portion 3. With such a configuration, the step of brazing the intermediate ring 40 can be omitted, so that the cost can be reduced.

なお、上述した第一実施形態及び各参考例は、高温ガス炉の中間熱交換器を例として説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、他の用途の熱交換器に用いても良い。特に、密閉性が要求される熱交換器に用いて好適なものである。 In addition, although 1st embodiment mentioned above and each reference example demonstrated as an example the intermediate heat exchanger of a high temperature gas furnace, this invention is not limited to this use, It is a heat exchanger of another use. It may be used. In particular, it is suitable for use in heat exchangers that require hermeticity.

本発明の第一実施形態にかかるプレートフィン式熱交換器を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the plate fin type heat exchanger concerning 1st embodiment of this invention. 図1の切断線IIにおけるコア部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the core part in the cutting line II of FIG. 図1の切断線IIIにおけるコア部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the core part in the cutting line III of FIG. 一次ガスが流れる流路および第二空間を示した平面図である。It is the top view which showed the flow path and second space through which primary gas flows. 二次ガスが流れる流路および第二空間を示した平面図である。It is the top view which showed the flow path and secondary space through which secondary gas flows. 第一実施形態の変形例を示し、コア部の部分断面図である。It is a partial sectional view of a core part, showing a modification of the first embodiment. 本発明の第一参考例にかかるプレートフィン式熱交換器を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the plate fin type heat exchanger concerning the 1st reference example of this invention. 図7のプレートフィン式熱交換器の上下の端板を示した平面図である。It is the top view which showed the upper and lower end plates of the plate fin type heat exchanger of FIG. 図7のプレートフィン式熱交換器であって、側板を接合する前の状態を示した斜視図である。It is the plate fin type heat exchanger of FIG. 7, Comprising: It is the perspective view which showed the state before joining a side plate. 本発明の第二参考例にかかるプレートフィン式熱交換器を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the plate fin type heat exchanger concerning the 2nd reference example of this invention. 図10のプレートフィン式熱交換器1Cの各構成要素が示されており、(a)はプレートの平面図、(b)は第一スペーサの平面図、(c)は第二スペーサの平面図、(d)は端板の平面図である。Each component of plate fin type heat exchanger 1C of Drawing 10 is shown, (a) is a top view of a plate, (b) is a top view of the 1st spacer, (c) is a top view of the 2nd spacer. (D) is a top view of an end plate. 図10の変形例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the modification of FIG. 図10の一次ガスの流れを示した平面図である。It is the top view which showed the flow of the primary gas of FIG.

1A,1B,1C プレートフィン式熱交換器
3 コア部
5 プレート
7 フィン
9 第一サイドバー(第一壁)
10 第二サイドバー(第二壁)
11 熱交換用流路
13 第二空間
16 検知用流路
25 上端板
27 下端板
29 側板
32 ヘッダ
34 第一スペーサ
36 第二スペーサ
G1 一次ガス
G2 二次ガス
1A, 1B, 1C Plate fin type heat exchanger 3 Core portion 5 Plate 7 Fin 9 First side bar (first wall)
10 Second sidebar (second wall)
11 Heat exchange flow path 13 Second space 16 Detection flow path 25 Top plate 27 Bottom plate 29 Side plate 32 Header 34 First spacer 36 Second spacer G1 Primary gas G2 Secondary gas

Claims (2)

プレートとフィンとが交互に複数積層されたプレートフィン式熱交換器において、
前記プレートの側部に接合されて設置され、熱交換用流体が流れる熱交換用流路を前記プレートと共に形成する第一壁と、
前記プレートの側部でかつ前記第一壁の外側に、該第1壁と外部とを仕切るように該第1壁の周囲にわたって設置され、前記熱交換用流路および外部に対して独立した第二空間を前記プレート及び前記第一壁と共に形成する第二壁と、
が設けられていることを特徴とするプレートフィン式熱交換器。
In the plate fin type heat exchanger in which a plurality of plates and fins are alternately stacked,
A first wall that is joined to the side of the plate and that forms a heat exchange channel with the plate through which a heat exchange fluid flows;
It is installed on the side of the plate and outside the first wall over the periphery of the first wall so as to partition the first wall and the outside, and is independent of the heat exchange channel and the outside. A second wall forming two spaces with the plate and the first wall;
The plate fin type heat exchanger characterized by the above-mentioned.
前記第二壁には、前記第二空間に流れ込んだ流体を検知するための検知用流路が設けられていることを特徴とする請求項1記載のプレートフィン式熱交換器。   The plate fin type heat exchanger according to claim 1, wherein a flow path for detection for detecting fluid flowing into the second space is provided on the second wall.
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