[其他]逆流式板型热交换器

说明书

本发明是关于板型热交换器的，特别涉及到这样一种浮动板型热交换器，它具有以支承部件作弹性支撑的一批导热板，且各种流体至少是在紧接着其流入该热交换器的前后，它们进行换热时的流动方向是相互正交的。

更详细地说，本发明的热交换器，是以用于热回收领域为其主要目的，例如是一种在处理部流出的高温流体与流入处理部的低温流体之间，从事热交换的设备。

在可以有利地用于热回收领域的热交换器中，那种通过支承部件将其热交换板作弹性支撑的浮动板型热交换器，业已公开在日本专利局公布的特许公报500580号中。见之于该公开特许公报中的浮动板型热交换器，它的大致结构如图6所示。

实际上，图6所示的立体图，是把浮动板型热交换器一个单元内的一部分予以略去的结果。此图中所示的浮动板型热交换器取这样一种构件形式，它有一对矩形端部壁10，而在这些个矩形端部壁10的各个角部，装配上条材12，使与矩形端部壁相结合而形成筐体。

作为热交换介质的一批矩形板14，配置在矩形端部壁10之间，和此端部壁10平行，且相互隔开。在各矩形板14一侧的面上，为了与其相邻的一对矩形板之间生成间隙，而设置有一批形成通道的凹座16，这些凹座16大致呈椭圆形，它们突出在各矩形板一侧的面上，且相互平行。

图7（a）与（b）示明构成上述热交换器的热交换板之形状。

如图7（a）与（b）所示，在相邻的矩形板之间，这些个凹座是以相互正交的方式配置，而各个矩形板的和上述凹座长径方向平行的边缘则弯折成直角形式，构成了紧接各矩形板下方通道的侧壁。此时，凹座能具有作为一种支撑构件的功能，抵抗着矩形板面上的垂直方向上的力。

而各凹座，它们在突出的通道内的流体流动方向上形成长的椭圆形时，将不会对流体流动构成大的阻力。因而在图7（a）中，有利于流体沿箭头×的方向流动;而在图7（b）中，有利于流体沿箭头Y的方向流动。图7（c）为这种热交换器的热交换板之部分板平面上的垂直剖面图。

此外，在图6中尚未示明的有，在矩形板14的各个之间，配置了弹性的隔层，使矩形板14相对于各面，在垂直方向上受到弹性的支承，处于保持着一定间隔的位置。由于这样的弹性支承，在相对于矩形板面的垂直方向上的热膨胀被吸收，形成了一种能防止热交换器外壳发生热变形的结构。

而且如图6所示，在各矩形板14的角部，装配有呈L型断面的密封带18，此种密封带的外侧与条材12的内面之间，插有将弹性金属薄板卷绕一圈以上所成的涡卷形卷簧20。在此卷簧20的外侧，配置有阻挡件22，防止卷簧20的松脱。

这样，通过此卷簧20，加上在密封带18的外面与角部的条材12内面之间已被密封，而形成了一种使和矩形板14的面相平行之方向上的热膨胀能被吸收的结构。

取上述结构的浮动板型热交换器，在形成于各矩形板14之间的相互正交的通道之内，对其中有同一方向的所有通道，例如有高温流体流过，而在与之正交的所有通道，例如有低温流体流过，这样，在这两种流体之间，借助于矩形板便进行着热交换。

上面描述的是，日本专利局公布的特许公报500580号中所公开的浮动板型热交换器，它具有这样的特征：热变形或由此而引起的破损是极小的，并且容易组装。

为了更好地充分利用这类浮动板型热交换器，本项专利的申请人虽然已提出过若干结构上的改进，但其中任何一项，都未能对图6所示的浮动板型热交换器做出根本的改进。

这就是说，如上所述，是在既有的浮动板型热交换器中，便起到传热与受热作用的各流体，通过矩形板而相互正交地流动（以下称这种流动方式为正交流动方式）。但是，和那种使温度不同的两类流体通过板件而相互流向对方的逆流式热交换器相比，这种正交流动式的热交换器，从原理上说，能实现的温度效率是颇低的，在一个单元的正交流动式热交换器装置中，仅仅靠扩大传热面积，在多数情况下是不能获得所要求的热交换量的。

于是，在实际的使用中，正交流动型热交换器，一般是把一批单元以管连接起来，而能够作多段式使用。在图9（a）与（b）中，概略地示明了多段式热交换器的结构，图9（a）中示明了以导管41相连接的两个热交换单元40，或者，为了获得必要的热交换量，可采取图9（b）所示的，以两根导管41相连接的三个热交换单元。

但是，这样的结构会加大热交换器的外形尺寸与重量，显然会不利于它的应用。此外，当流体流过多段式热交换器时，由于流体在各段传热元件之间出入时的收缩及扩散，会增大流体的动压损失，将进一步降低热交换器的效率。还有，当用于热交换的流体为气体时，尚不得忽视通过导管内时的摩擦压力损失。