热交换器

文档序号:789165 发布日期:2021-04-09 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 热交换器 (Heat exchanger ) 是由 三桥显一郎 小串高史 山田雅人 寺田进 野一色公二 于 2019-09-03 设计创作,主要内容包括:本发明的热交换器包括:热交换器主体,具有各自形成有多个流路的多个层部,通过使相邻的层部彼此相互接合而被构成;流入头,导入流入到多个流路的流体;流出头,使在多个流路中流动的流体汇合;覆盖部,在配置流入头及流出头之处以外之处覆盖呈现在热交换器主体的外侧面的所有的接合部位,所述接合部位是相邻的层部彼此的接合部位或者是层部的构成件彼此的接合部位;以及导出部,连接于覆盖部,形成连通于覆盖部与热交换器主体之间的间隙的内部流路。导出部具有将流体排放到预先设定的指定区域的结构。(The heat exchanger of the present invention comprises: a heat exchanger main body having a plurality of layer portions each having a plurality of flow paths formed therein, the heat exchanger main body being configured by joining adjacent layer portions to each other; an inflow head that introduces fluid that flows into the plurality of flow paths; an outflow head that merges the fluids flowing through the plurality of flow paths; a covering portion that covers all of the joint portions that are present on the outer surface of the heat exchanger main body except where the inflow header and the outflow header are arranged, the joint portions being joint portions between adjacent layer portions or joint portions between constituent members of the layer portions; and a lead-out portion connected to the covering portion and forming an internal flow path communicating with a gap between the covering portion and the heat exchanger body. The lead-out portion has a structure for discharging the fluid to a predetermined region set in advance.)

热交换器

技术领域

本发明涉及具有多个层部的热交换器,所述多个层部分别形成有多个流路。

背景技术

以往,已知有如专利文献1及2所公开的具备热交换器主体的热交换器,所述热交换器主体具有多个分别形成有多个流路的层部。在这种热交换器中,多个层部被相互层叠,并且相邻的层部彼此被相互接合。而且,在第1流体和第2流体之间进行热交换,其中,所述第1流体在所述多个层部中的第1层部所形成的第1流路中流动,所述第2流体在所述多个层部中的第2层部所形成的第2流路中流动。

专利文献1所公开的热交换器中,在位于最外侧的层部的更外侧设有以基于热应力而比较容易受损的方式来形成的检测部。通过将气体泄漏检查用的氮气体送入到该检测部,并且通过压力计便能够检测到有无从流路的气体泄漏。检测部自身并不是让热交换流体流动的结构。由于检测部处的受损比层部的受损较早,因此,通过检测检测部处的受损,便能够预测层部处的受损。

另一方面,专利文献2所公开的热交换器中,在位于最外侧的层部的更外侧设有保护层。该保护层具有与构成层叠体的层部同等的强度。该热交换器中,在热交换流体从位于最外侧的层部泄漏到保护层的情况下,能够使保护层作为与层部的层叠体同样地保持压力的部位而发挥作用。因此,即使在流体从位于最外侧的层部泄漏到保护层的情况下,也能够继续使用热交换器。

专利文献1及2中,并没有着眼于流体经由层部彼此接合的部位而泄漏这一点。因此,存在着在流体经由层部彼此的接合部位而泄漏时不能继续进行热交换器的运转这样的问题。即,基于作为热交换的对象的流体的种类,在发生流体漏泄时并不希望泄漏在热交换器的周围的流体积存,因此,有时便不能继续进行热交换器的运转。此外,当发生流体漏泄时,在停止了热交换器的运转后,必须确定漏泄部位且对所确定的部位进行修补,而且还必须试验性地施加压力来进行是否发生漏泄的检查。该作业中,必须按照花费劳力和时间的步骤来进行,因此难以满足尽可能继续进行热交换器的运转这样的要求。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利公开公报特开2010-249475号

专利文献2:日本专利公开公报特开2014-40945号。

发明内容

本发明的目的在于:在发生流体从热交换器漏泄的情况下,即使继续进行热交换动作也不会产生问题。

本发明的一个方面所涉及的热交换器包括:热交换器主体,具有各自形成有多个流路的多个层部,通过在所述多个层部被层叠的状态下使相邻的层部彼此相互接合而被构成;流入头,固定于所述热交换器主体,导入流入到所述多个流路的流体;流出头,固定于所述热交换器主体,使在所述多个流路中流动的流体汇合;覆盖部,在配置所述流入头及所述流出头之处以外之处覆盖呈现在所述热交换器主体的外侧面的所有的接合部位,所述接合部位是所述相邻的层部彼此的接合部位或者是层部的构成件彼此的接合部位;以及导出部,连接于所述覆盖部,形成连通于所述覆盖部与所述热交换器主体之间的空间或间隙的内部流路;其中,所述导出部具有将流体排放到预先设定的指定区域的结构。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的热交换器的整体结构的主视图。

图2是表示所述热交换器在被局部切除后的状态下的该热交换器的立体图。

图3是局部地表示所述热交换器中所形成的层部的图。

图4是表示所述热交换器的导出部连接于工厂设备内所设置的火焰管的状态的图。

图5是表示所述热交换器的导出部连接于工厂设备内所设置的放泄管的状态的图。

图6是表示所述热交换器的导出部延伸至相对于工厂设备内的其它设备而位于上方的状态的图。

图7是表示由多个平板构件构成第4覆盖件时的热交换器在被局部切除后的状态下的该热交换器的立体图。

图8是用于说明由1块设有多个焊接部位的平板构件构成第4覆盖件的技术方案的图。

图9是表示在固定第4覆盖件的部分预先设有堆焊时的热交换器在被局部切除后的状态下的该热交换器的立体图。

图10是用于说明设有虚拟层且通过该虚拟层来将第4覆盖件与热交换器主体之间连通的技术方案的图。

图11是用于说明第4覆盖件通过板状体而被固定于热交换器主体侧面的技术方案的图。

图12是用于说明在导出部设有压缩机及缓冲箱的技术方案的图。

图13是表示第4覆盖件上设有加强肋时的热交换器在被局部切除后的状态下的该热交换器的立体图。

图14A是用于说明第4覆盖件上通过机械方式而固定有加强肋的技术方案的主视图。

图14B是用于说明第4覆盖件上通过机械方式而固定有加强肋的技术方案的侧视图。

图15是用于说明热交换器主体及覆盖部上绕挂有钢带的技术方案的图。

图16是表示由多个半圆筒状的构件构成第4覆盖件时的热交换器在被局部切除后的状态下的该热交换器的立体图。

图17是表示第4覆盖件通过过渡接头而被固定于热交换器主体时的热交换器在被局部切除后的状态下的该热交换器的立体图。

图18A是表示第2实施方式所涉及的热交换器的整体结构的主视图。

图18B是表示第2实施方式所涉及的热交换器的整体结构的侧视图。

图19是用于说明第2实施方式所涉及的热交换器的热交换器主体上所形成的层部的图。

具体实施方式

以下,参照附图来说明实施方式。以下的实施方式只不过是本发明的一个具体例子,其并不具有限定本发明的技术范围的性质。

(第1实施方式)

如图1所示,第1实施方式所涉及的热交换器10具备:作为进行流体彼此的热交换的部位的热交换器主体12;固定于热交换器主体12的流入头14;固定于热交换器主体12的流出头15;固定于热交换器主体12的覆盖部17;连接于覆盖部17的导出部18。如图2等所示,热交换器主体12被构成为长方体形状。此外,热交换器10例如在天然气处理厂、天然气液化厂、乙烯厂等处理可燃性流体的工厂等被使用。

热交换器主体12具有多个层部20,这多个层部20被层叠。层部20中分别形成有多个流路20a。在第1实施方式中,如图2及图3所示,各个层部20具有波纹板21、与波纹板21的一方的面接合的分隔板22、将波纹板21周围包围的侧杆23。即,第1实施方式的热交换器主体12由板翅式热交换器构成。波纹板21、分隔板22、及侧杆23是层部20的构成件。

通过将分隔板22接合于波纹板21的一方的面,波纹板21与分隔板22之间的空间便成为流路20a。在相邻的层部20,通过将一方的层部20的分隔板22与另一方的层部20的波纹板21相互接合,该分隔板21与波纹板22之间的空间便也成为流路20a。于是,在某一层部20所形成的流路20a中流动的流体的热便经由波纹板21而传递到分隔板22,分隔板22的热经由波纹板21而传递到在邻接的层部20所形成的流路20a中流动的流体。

波纹板21作为散热片而发挥作用,其例如由铝合金构成。波纹板21与分隔板22的表面的铝合金通过钎焊而被焊接。侧杆23例如也由铝合金构成,其与分隔板22的表面的铝合金通过钎焊而被焊接。此外,波纹板21、分隔板22及侧杆23的材质并不仅限于此,只要是能够在波纹板21和分隔板22之间导热的,其也可以是任意的金属。

在多个层部20被层叠的状态下,这些层部20彼此被接合。在相邻的层部20,一方的层部20的分隔板22与另一方的层部20的侧杆23的接合部位呈现在热交换器主体12的外侧面。此外,层部20内的分隔板22与侧杆23的接合部位也呈现在热交换器主体12的外侧面。这些接合部位呈现在热交换器主体12的侧面。此外,层部20彼此的接合也可以通过钎焊来进行。

在波纹板21周围所配置的侧杆23上存在间断部位,流入头14或流出头15以覆盖该间断部位的方式而被安装。流路20a经由侧杆23的间断部位而与流入头14及流出头15连通。

本实施方式中,在热交换器主体12中进行在第1流体、第2流体及第3流体之间的热交换。即,作为层部20而存在着:第1层部20A,具有让第1流体流动的流路20a;第2层部20B,具有让第2流体流动的流路20a;第3层部20C,具有让第3流体流动的流路20a。第2层部20B配置在第1层部20A的一侧,第3层部20C配置在第1层部20A的另一侧。此外,热交换器主体12并不限于在3个流体之间进行热交换的结构,其也可以采用在2个流体之间进行热交换的结构,或者采用在4个以上的流体之间进行热交换的结构。

由于热交换器主体12中所形成的流路20a在热交换器主体12的侧面开口,因此,流入头14、流出头15及覆盖部17配置在热交换器主体12的侧面(4个侧面)。

流入头14具有:形成让第1流体流入的流入口的第1流入头14a;形成让第2流体流入的流入口的第2流入头14b;形成让第3流体流入的流入口的第3流入头14c。第1流入头14a安装于热交换器主体12的第1侧面12a。第1流体经由第1流入头14a流入到热交换器主体12内。第2流入头14b安装于第1侧面12a的相反侧的侧面亦即第2侧面12b。第2流体经由第2流入头14b流入到热交换器主体12内。第3流入头14c安装于与第1侧面12a及第2侧面12b邻接的一对侧面其中的一个侧面亦即第3侧面12c。第3流体经由第3流入头14c流入到热交换器主体12内。

流出头15具有:形成导出第1流体的流出口的第1流出头15a;形成导出第2流体的流出口的第2流出头15b;形成导出第3流体的流出口的第3流出头15c。第1流出头15a安装于热交换器主体12的第2侧面12b。在热交换器主体12内的流路20a中流动的第1流体在第1流出头15a内汇合,并且经由第1流出头15a流出到热交换器10外部。第2流出头15b安装于热交换器主体12的第1侧面12a。在热交换器主体12内的流路20a中流动的第2流体在第2流出头15b内汇合,并且经由第2流出头15b流出到热交换器10外部。第3流出头15c安装于第3侧面12c的相反侧的侧面亦即第4侧面12d。在热交换器主体12内的流路20a中流动的第3流体在第3流出头15c内汇合,并且经由第3流出头15c流出到热交换器10外部。第1至第3流体的任一者或全部在流出到热交换器10外部之后被供应到需求处。

此外,流入头14及流出头15的配置位置并不限于上述位置。其只要根据流路20a的形状及流体的流动方向来设定便可。

覆盖部17具有:固定于热交换器主体12的第1侧面12a的第1覆盖件26;固定于热交换器主体12的第2侧面12b的第2覆盖件27;固定于热交换器主体12的第3侧面12c的第3覆盖件28;固定于热交换器主体12的第4侧面12d的第4覆盖件29。各覆盖件26至29分别由平板材构成。

各覆盖件26至29在没有配置流入头14及流出头15之处覆盖热交换器主体12的侧面。即,在第1侧面12a上设有第1流入头14a及第2流出头15b,因此,第1覆盖件26覆盖第1侧面12a中配置有第1流入头14a和第2流出头15b之处以外的部位。因此,第1覆盖件26覆盖露出在热交换器主体12的第1侧面12a的所述接合部位。第1覆盖件26固接于第1流入头14a并且也固接于第2流出头15b。因此,第1覆盖件26与第1流入头14a之间没有间隙或者有微小的间隙。此外,第1覆盖件26与第2流出头15b之间也没有间隙或者有微小的间隙。

在第2侧面12b上设有第2流入头14b及第1流出头15a,因此,第2覆盖件27覆盖第2侧面12b中配置有第2流入头14b和第1流出头15a之处以外的部位。因此,第2覆盖件27覆盖露出在热交换器主体12的第2侧面12b的所述接合部位。第2覆盖件27固接于第2流入头14b并且也固接于第1流出头15a。因此,第2覆盖件27与第2流入头14b之间没有间隙或者有微小的间隙。此外,第2覆盖件27与第1流出头15a之间也没有间隙或者有微小的间隙。

在第3侧面12c上设有第3流入头14c,因此,第3覆盖件28覆盖第3侧面12c中配置有第3流入头14c之处以外的部位。因此,第3覆盖件28覆盖露出在热交换器主体12的第3侧面12c的所述接合部位。第3覆盖件28固接于第3流入头14c。因此,第3覆盖件28与第3流入头14c之间没有间隙或者有微小的间隙。

在第4侧面12d上设有第3流出头15c,因此,第4覆盖件29覆盖第4侧面12d中配置有第3流出头15c之处以外的部位。因此,第4覆盖件29覆盖露出在热交换器主体12的第4侧面12d的所述接合部位。第4覆盖件29固接于第3流出头15c。因此,第3覆盖件28与第3流出头15c之间没有间隙或者有微小的间隙。

覆盖部17被焊接于热交换器主体12。即,第1覆盖件26的外周部在全周范围被焊接于热交换器主体12的第1侧面12a。第2覆盖件27至第4覆盖件29的任一者也是同样。在该结构中,第1覆盖件26至第4覆盖件29直接地被焊接于热交换器主体12。因此,在被焊接部位包围之处,在第1覆盖件26与热交换器主体12的第1侧面12a之间形成有间隙。有关第2至第4覆盖件27至29也是同样。

导出部18形成连通于覆盖部17与热交换器主体12的侧面之间的间隙的内部流路。导出部18具有:由固定于第1覆盖件26的管状构件构成的第1导出部18a;由固定于第2覆盖件27的管状构件构成的第2导出部18b;由固定于第3覆盖件28的管状构件构成的第3导出部18c;由固定于第4覆盖件29的管状构件构成的第4导出部18d。导出部18的端部穿通覆盖部17并且被焊接于覆盖部17。此外,导出部18也可以通过确保了密封性的螺丝紧固而被固定于覆盖部17。

第1导出部18a在第1覆盖件26与热交换器主体12的第1侧面12a之间开口,因此,当流体从热交换器主体12漏出到第1侧面12a侧时,能够使该流体流到预先设定的区域。第2导出部18b在第2覆盖件27与热交换器主体12的第2侧面12b之间开口,因此,当流体从热交换器主体12漏出到第2侧面12b侧时,能够使该流体流到预先设定的区域。第3导出部18c在第3覆盖件28与热交换器主体12的第3侧面12c之间开口,因此,当流体从热交换器主体12漏出到第3侧面12c侧时,能够使该流体流到预先设定的区域。第4导出部18d在第4覆盖件29与热交换器主体12的第4侧面12d之间开口,因此,当流体从热交换器主体12漏出到第4侧面12d侧时,能够使该流体流到预先设定的区域。

如图4所示,热交换器10被设置在工厂设备31内,导出部18连接于设置在该工厂设备31内的火焰管32。即,构成导出部18的第1至第4导出部18a至18d均连接于火焰管32。因此,在导出部18内流动的流体被排放到火焰管32。流体在火焰管32燃烧而被排出到大气中。

导出部18并不限于设置至火焰管32的结构,其可以延伸设置至工厂设备31的设置人员所设定的指定的区域中的任一区域。例如,如图5所示,导出部18也可以连接于设置在工厂设备31内的放泄管33。流体通过放泄管33而被排出到大气中。此外,如图6所示,导出部18也可以具有延伸到高于工厂设备31内的其它设备34的高度上的立起部。在导出部18中流动的流体从立起部的远端排出到大气中。如果流体是密度小于空气的气体,可以采用这样的方式。此外,即使流体是密度大于空气的气体,若排出的高度充分地高而能够以不影响人的安全的程度扩散时,也可以采用这样的方式。

如上所述,本实施方式中,覆盖部17位于配置流入头14及流出头15之处以外之处,覆盖呈现在热交换器主体12的侧面12a至12d上的所有的接合部位。因此,当流体从一部分的接合部位泄漏时,该流体经由覆盖部17与热交换器主体12之间的间隙而流入到导出部18的内部流路。导出部18延伸至预先设定的指定的区域,因此,在内部流路流动的流体被排出到预先设定的指定的区域。因此,即使发生流体从一部分的接合部位漏出时,所漏出的流体也不会积存在热交换器10周围。由此,在发生流体从热交换器主体12中所存在的接合部位中的一部分的接合部位漏出时,即使继续进行热交换动作,也难以产生因热交换器10周围被流体充满而导致的问题。因此,无需立即进行热交换器10的修补,能够在至下一个计划的维护作业为止的期间等暂时继续热交换器10的运转。

此外,本实施方式中,各覆盖件26至29在其外周部的整体范围被焊接于热交换器主体12,但在其外周部的内侧未被焊接于热交换器主体12。因此,在发生流体从位于配置流入头14及流出头15之处以外之处的接合部位的漏泄时,该流体便切实地流入到覆盖件26至29与热交换器主体12之间的间隙。此外,由于覆盖件26至29直接地被焊接于热交换器主体12,因此,能够确保覆盖件26至29与热交换器主体12之间的密封性。此外,由于导出部18通过焊接而被固定于覆盖部17,因此,还能够确保覆盖部17与导出部18连接的连接部位上的密封性。

应该认为第1实施方式在所有的方面上均只是例示而并非是限制性的实施方式。可以在不脱离第1实施方式的宗旨的范围内进行各种各样的变更及改良等。图2所示的方案中,第1至第4覆盖件26至29均由一体的平板材来构成,但是,也可以取代此方案,例如如图7所示那样,采用将第4覆盖件29分割为多个平板构件29a的结构。即,第4覆盖件29成为具有多个分别为分体的平板构件29a的结构。此情况下,第4导出部18d具有多个分别设置于各平板构件29a的管构件18da。

各平板构件29a分别被焊接于热交换器主体12的第4侧面12d。即,各平板构件29a在其外周部的全周范围固接于第4侧面12d。换言之,第4覆盖件29通过多个固定部位而被固定于热交换器主体12。

平板构件29a在第4侧面12d的长边方向上排列。因此,在第4侧面12d的长边方向上,平板构件29a的长度短于第4覆盖件29的长度。由此,各平板构件29a的面积小于第4覆盖件29的面积。因此,高压的流体流入到第4覆盖件29与热交换器主体12之间的间隙时的各平板构件29a的变形量被抑制得较小。此外,由于具有小于第4覆盖件29的面积的面积的平板构件29a被固定于热交换器主体12的第4侧面12d,因此,能够实现第4覆盖件29的薄壁化。即,在设计第4覆盖件29的壁厚时,以应保持的内压作为设计压力来设定壁厚。于是,在第4覆盖件29由多个平板构件29a来构成的情况下,根据应保持的内压来设计各平板构件29a的壁厚。因此,各平板构件29a的厚度相比于第4覆盖件29由一体的板材来构成时较薄。在图7中,表示了第4覆盖件29被分割为多个平板构件29a的例子,但是并不仅限于此,第1至第3覆盖件26至28中的任一者也可以被分割为多个平板构件。

图7表示了第4覆盖件29被分割为多个平板构件29a从而第4覆盖件29通过多个固定部位而固接于热交换器主体12的第4侧面12d的结构。图8与此不同地表示了第4覆盖件29由1块的平板构件来构成并且通过多个固定部位而被固接于热交换器主体12的第4侧面12d的结构。该结构中,如图8所示,在第4覆盖件29中形成有相互隔开间隔的多个焊接孔,在各焊接孔中分别设有焊接材料36。该焊接材料36固接于第4覆盖件29并且固接于热交换器主体12。因此,第4覆盖件29通过多个固定部位而被固定于热交换器主体12的第4侧面12d。该结构中,在多个焊接部位上阻止第4覆盖件29的变形,因而能够降低第4覆盖件29整体的变形量。此外,能够实现第4覆盖件29的薄壁化。该结构并不仅限于第4覆盖件29,第1至第3覆盖件26至28的任一者均可以采用同样的结构。

图2的技术方案中,覆盖部17直接固接于热交换器主体12的侧面12a至12d。对此,图9所示的技术方案中,覆盖部17通过固定用构件而被固定于热交换器主体12。也就是说,覆盖部17间接地被焊接于热交换器主体12。具体而言,在热交换器主体12的侧面上预先设有作为固定用构件而发挥作用的堆焊(堆焊材)38,覆盖部17被焊接于该堆焊38。堆焊38由以从热交换器主体12的侧面12a至12d的表面突起的状态被放置在该侧面12a至123d上的金属材料构成。覆盖部17以与该堆焊38接触的方式而被配置,通过焊接而将覆盖部17的周围固定,由此,覆盖部17经由堆焊38而固接于热交换器主体12。

堆焊38被焊接于热交换器主体12。因此,基于将堆焊38焊接于热交换器主体12时的热,而会在热交换器主体12上产生热应力,也许会在热交换器主体12上产生微观性的损伤。然而,由于在由覆盖部17覆盖热交换器主体12之前能够检查流体有无从热交换器主体12漏出,因此,假若发生上述的损伤时,也能够在安装覆盖部17之前进行修补。此外,与将覆盖部17直接焊接于热交换器主体12的情形相比,还可以抑制在将覆盖部17焊接于作为焊接材的堆焊38时产生的热的往热交换器主体12的传递。

如图9所示,焊接材38也可以以将第4侧面12d分割为多个区域的方式而被配置。由焊接材38包围的多个区域在第4侧面12d的长边方向上排列地配置,由此,与仅在第4侧面12d的外周部配置焊接材38的情形相比,能够缩短焊接材38之间的宽度。因此,高压的流体流入到第4覆盖件29与热交换器主体12的第4侧面12d之间的空间时的第4覆盖件29的变形量能够被抑制得较小。此情况下,导出部18以在多个区域的各个区域中开口的方式分别设置于各区域。第4覆盖件29也可以由1块的平板构件来构成或者也可以如图7所示那样由多个平板构件29a来构成。

该结构中,形成在第4覆盖件29与热交换器主体12之间的空间被焊接材38分为多个空间。因此,可以设置使该多个空间连通的连通单元。例如在热交换器主体12中与各空间对应地设置层叠于层部20的虚拟层40。此情况下,如图10所示,连通单元由以连通各空间与虚拟层40内部的方式形成于侧杆23的连通孔41构成。虚拟层40为与热交换器主体12的各个层部20相同地具有波纹板21、接合于波纹板21的一个面的分隔板22、以及包围波纹板21周围的侧杆23的结构。但是,流体不在虚拟层40内所形成的流路中流动。通过连通孔41和虚拟层40内的流路,被焊接材38分隔而成的多个空间连通。在采用该结构的情况下,第4导出部18d无需设为具有与各空间分别对应地配置的多个管构件18da的结构而能够由1个管构件来构成。在第1至第3侧面12a至12d的任一者中,形成在覆盖部17与热交换器主体12之间的空间也可以由焊接材38分为多个空间。

图9中,采用了使形成在覆盖部17与热交换器主体12之间的空间由焊接材38分为多个空间的结构,但是,并不仅限于此。即,也可以使焊接材38沿着热交换器主体12的第4侧面12d的外周配置而由1个空间来构成第4覆盖件29与热交换器主体12的第4侧面12d之间的空间。

如图11所示,用于将覆盖部17固定于热交换器主体12的固定用构件也可以通过由平板材而成的板状体43来构成。板状体43具有向一个方向较长地延伸的形状,其的与较长地延伸的方向正交的方向的一端部通过焊接等而被固定于热交换器主体12的第4侧面12d。而且,覆盖部17被焊接于板状体43上与较长地延伸的方向正交的方向的另一端部。多个板状体43可以在第4侧面12d上相互隔开间隔地配置。此情况下,第4覆盖件29由多个平板构件29a构成,各平板构件29a被架设在相邻的板状体43之间。第4覆盖件29可以由1块板材构成。此外,板状体43也可以沿着热交换器主体12的第4侧面12d的外周部配置而形成为框状。此情况下,第4覆盖件29由1块板材构成。固定用构件并不仅限于被设置于第4侧面12d的构件,其也可以设置于第1至第3侧面12a至12c。

在固定用构件由相互隔开间隔地配置的多个板状体43来构成的情况下,第4覆盖件29与热交换器主体12的第4侧面12d之间的空间基于多个板状体43而被分隔为多个空间。此情况下,如图11所示,也可以以使相邻的空间相连通的方式而在板状体43上形成连通孔43a。连通孔43a作为使多个空间连通的连通单元而发挥作用。如果这样做,第4导出部18d无需设为具有与各空间分别对应地配置的多个管构件18da的结构而能够由1个管构件来构成。有关第1至第3侧面12a至12d也是同样。

如图12所示,也可以在导出部18配置压缩机45和缓冲箱46。

压缩机45对在导出部18的内部流路流动的流体进行压缩。通过压缩机45的工作,能够吸引流入到覆盖部17与热交换器主体12之间的间隙或覆盖部17与热交换器主体12之间所形成的空间的流体。因此,能够有效地使流体从该间隙内或空间内导出。而且,由于流体在导出部18被压缩机45压缩而升压,因此,即使在从导出部18排放流体的指定的区域具有一定程度的压力的情况下,也能够有效地排放出流体。

缓冲箱46配置在导出部18中压缩机45的吸入侧的部位,暂且存积往压缩机45流动的流体。压缩机45在由连接于导出部18中压缩机45的吸入侧的部位的气体检测器47检测到流体时启动。也就是说,在从气体检测器47检测到流体至压缩机45吸引流体为止需要时间。然而,由于在导出部18设置有缓冲箱46,因此,能够抑制在压缩机45至开始吸引气体为止的时间内导出部18内的急剧升压。因此,还能够抑制所述间隙内或空间内的压力上升。此外,也可以省略缓冲箱46。另外,在图12中,表示了从多个热交换器主体12延伸的导出部18连接于压缩机45及缓冲箱46的结构,但是,并不仅限于此,也可以采用使1个热交换器主体12上所设置的1个导出部18连接于压缩机45及缓冲箱46的结构。

如图13所示,也可以在第4覆盖件29设置加强肋49。加强肋49被焊接在第4覆盖件29的外侧面。可以设置多个加强肋49,也可以设置1个加强肋49。基于第4覆盖件29被加强肋49加强,能够实现第4覆盖件29的薄型化。此外,加强肋49并不仅限于被固定于第4覆盖件29,其也可以设置于第1至第3覆盖件26至28。

如图14A及图14B所示,加强肋49也可以通过机械单元而被固定于第4覆盖件29。具体而言,一方面在热交换器主体12上固定卡止部51,另一方面在加强肋49上固定被卡止部52。于是,通过使被卡止部52卡止于热交换器主体12的卡止部51,加强肋49便被按压于覆盖部17。由此,能够提高覆盖部17的刚性。该结构中,即使加强肋49的材料与覆盖部17的材料彼此不同,也能够将加强肋49固定于覆盖部17。因此,能够提高覆盖部17及加强肋49的材料的选择自由度。

如图15所示,也可以设置绕挂在热交换器主体12及覆盖部17上的钢带54。该结构中,由于能够通过钢带54从外侧按压的覆盖部17,因此,能够加强覆盖部17。因此,能够实现覆盖部17的薄型化。

如图16所示,第4覆盖件29被分割为多个构件29b,各构件29b可以形成为半圆筒状。该结构中,能够提高第4覆盖件29的刚性,因此,能够实现第4覆盖件29的薄型化。此外,并不仅限于第4覆盖件29,第1至第3覆盖件26至28也可以具有同样的结构。另外,第1至第4覆盖件26至29也可以不分割为多个构件而形成为半圆筒状。

如图17所示,在第4覆盖件29的材料由与热交换器主体12的材料不同种类的金属材料构成的情况下,第4覆盖件29也可以经由作为异种材料连接件的过渡接头56而被焊接于热交换器主体12。过渡接头56具有:与热交换器主体12相同材质(例如铝合金)的主体侧部56a;固接于主体侧部56a且与第4覆盖件29相同材质(例如不锈钢)的覆盖侧部56b。过渡接头56也是用于将覆盖部17焊接于热交换器主体12的固定用构件。如果采用由过渡接头56连接热交换器主体12与第4覆盖件29的结构,能够使之成为强度更高的覆盖部17,能够实现第4覆盖件29的薄型化。此外,在焊接时,还能够降低往热交换器主体12的热输入量。此外,并不仅限于第4覆盖件29,也可以对第1至第3覆盖件26至28采用固定用的过渡接头56。

(第2实施方式)

图18A图18B表示本发明的第2实施方式。此处,对与第1实施方式相同的结构要素附以相同的符号而省略其详细说明。

第2实施方式中,热交换器主体12由微通道热交换器构成。如图19所示,热交换器主体12具有第1层部20A和第2层部20B,这些层部20A、20B例如交替地被层叠。第1层部20A和第2层部20B分别通过由导热性高的材质的金属材料而成的金属板构成,通过对彼此被重叠的多个金属板进行扩散接合来形成热交换器主体12。

此处,扩散接合是指在使金属板彼此相互密切接触且以构成金属板的材料的熔点以下的温度条件且以尽可能不产生塑性变形的程度进行加压,从而利用在接合面间产生的原子扩散来将金属板彼此接合的方法。因此,邻接的层部20彼此的接合部位作为层部20的边界而并不明确地被确认到。此外,金属板例如是不锈钢制的金属板。

第1层部20A作为具有由金属材料形成的多个流路(第1流路)20a的扁平区域而被形成。此外,第2层部20B作为具有由金属材料形成的多个流路(第2流路)20a的扁平区域而被形成。第1流路20a在第1层部20A内以沿一个方向排列的方式而被设置,此外,第2流路20a以沿与第1流路20a排列的方向平行的方向排列的方式而被配置。即,由于将在金属板的板面上隔开间隔地形成有多个槽的金属板彼此叠合并进行扩散接合,因此,第1流路20a和第2流路20a分别以沿一个方向排列的方式而被形成。第1流路20a和第2流路20a均被形成为剖面半圆形状。此外,作为层部20,并不限于仅形成有第1层部20A和第2层部20B的结构,还可以形成第3层部。此情况下,第1层部20A、第2层部20B、第3层部便成为相互被层叠的状态。

覆盖部17被安装在热交换器主体12中一对侧面上亦即邻接的层部20A、20B彼此的接合部位露出的一对侧面上。即,覆盖部17被固定于安装流入头14的侧面上及安装流出头15的侧面上。

在图18A及图18B所示的技术方案中,第1流体的流入头14a及流出头15a设置在热交换器主体12的侧面整体上,因此,在第1侧面12a和第2侧面12b上未设置有覆盖件。在该技术方案中,覆盖部17具有覆盖安装第2流体的流入头14b的第3侧面12c的第3覆盖件28和覆盖安装第2流体的流出头15b的第4侧面的第4覆盖件29。但是,并不仅限于此,只要第1流体的流入头14a及流出头15a设置在侧面12a、12b的局部上,层部20A、20B彼此的接合部位便能够露出,因此,覆盖件26、27便也安装在该部位上。此外,在图18B中,在热交换器主体12的左右的侧面上并未存在层部20A、20B彼此的接合部位。

第2实施方式在层部20A、20B的结构上与第1实施方式有所不同,但是在其他的结构上,与第1实施方式相同。因此,即使在第2实施方式中,也能够援用图4至图17所示的技术方案的说明。

下面,对所述实施方式进行总结。

(1)所述实施方式所涉及的热交换器包括:热交换器主体,具有各自形成有多个流路的多个层部,通过在所述多个层部被层叠的状态下使相邻的层部彼此相互接合而被构成;流入头,固定于所述热交换器主体,导入流入到所述多个流路的流体;流出头,固定于所述热交换器主体,使在所述多个流路中流动的流体汇合;覆盖部,在配置所述流入头及所述流出头之处以外之处覆盖呈现在所述热交换器主体的外侧面的所有的接合部位,所述接合部位是所述相邻的层部彼此的接合部位或者是层部的构成件彼此的接合部位;以及导出部,连接于所述覆盖部,形成连通于所述覆盖部与所述热交换器主体之间的空间或间隙的内部流路。所述导出部具有将流体排放到预先设定的指定区域的结构。

所述实施方式所涉及的热交换器中,覆盖部在配置有流入头及流出头之处以外之处将呈现在热交换器主体外侧面的所有的接合部位覆盖。因此,在发生流体从呈现在热交换器主体外侧面的一部分的接合部位泄漏的情况下,该流体经由覆盖部与热交换器主体之间的间隙或覆盖部与热交换器主体之间所形成的空间而流入到导出部的内部流路。由于导出部延伸至预先设定的指定的区域,因此,在内部流路中流动的流体被排出到预先设定的指定的区域。因此,即使发生流体从一部分的接合部位漏出,所漏出的流体也不会积存在热交换器周围。由此,在发生流体从存在于热交换器主体中的接合部位中的一部分的接合部位漏出的情况下,即使继续进行热交换动作,也难以产生因热交换器周围被流体充满而导致的问题。因此,无需立即进行热交换器的修补,能够在至下一个计划的维护作业为止的期间等暂时继续热交换器的运转。

此外,在热交换器被设置在工厂设备内的情况下,作为指定的区域,例如可列举:工厂设备设置人员所设定的指定的区域、工厂设备设置人员准许流体排出的区域、未设置有工厂设备的各种设备的区域等安全区域。此外,作为指定的区域,也可举出针对设置有热交换器的区域进行分隔而被隔开而成的区域的例子,或者可举出在流体不影响人的程度的高度上的区域(此时,向大气开放)的例子。此外,作为指定的区域,还可举出火焰管或放泄管的例子,或者可举出与火焰管或放泄管相连的配管的例子。

(2)所述覆盖部也可以在该覆盖部的全周范围直接地或者间接地被焊接于所述热交换器主体。此外,所述导出部也可以通过焊接或螺丝紧固而被固定于所述覆盖部。

该实施方式中,覆盖部在其全周范围被焊接于热交换器主体。因此,在发生流体从位于配置流入头及流出头之处以外之处的接合部位漏泄时,该流体便切实地流入到覆盖部与热交换器主体之间的间隙中或覆盖部与热交换器主体之间所形成的空间中。此外,由于覆盖部直接地或间接地被焊接于热交换器主体,因此,能够确保覆盖部与热交换器主体之间的密封性。此外,由于导出部通过焊接或螺丝紧固而被固定于覆盖部,因此,还能够确保覆盖部与导出部的连接部位上的密封性。

(3)所述覆盖部也可以包含配置在所述热交换器主体的1个侧面上的覆盖件。所述覆盖件也可以通过多个固定部位而被固定于所述热交换器主体。

该实施方式中,即使高压的流体流入到覆盖件与热交换器主体之间的间隙中或覆盖件与热交换器主体之间所形成的空间中,也能够抑制覆盖件的变形量。即,由于覆盖件通过多个固定部位而被固定于热交换器主体,因此,与仅在外周部的全周等1个部位处被固定于热交换器主体的结构相比,能够降低覆盖件的变形量。此外,既能够将变形量抑制在指定值以下,又能够减小覆盖件的厚度。因此,能够实现覆盖件的薄壁化。由此,即使在覆盖件通过焊接而被固定的情况下,也能够降低往热交换器主体的热输入量。

(4)所述覆盖件也可以具有分割为多个构件的结构。此时,所述多个构件的每一者也可以在所述1个侧面上被固定于所述热交换器主体。

该实施方式中,各构件的面积小于覆盖件的面积。因此,高压的流体流入到覆盖件与热交换器主体之间的间隙时或流入到覆盖件与热交换器主体之间所形成的空间时的各构件的变形量能够被抑制得较小。此外,具有比覆盖件的面积小的面积的构件被固定在热交换器主体的侧面,因而能够实现覆盖件的薄壁化。因此,即使在覆盖件通过焊接而被固定的情况下,也能够降低往热交换器主体的热输入量。

(5)在所述多个固定部位的每一者也可以配置有焊接材料,该焊接材料位于所述覆盖件上所形成的多个焊接孔并且固接于所述热交换器主体。

该实施方式中,在多个焊接孔中分别配置有焊接材料,覆盖部通过该焊接材料固接于热交换器主体。由于在多个焊接部位处阻止覆盖件的变形,因此,能够降低覆盖件整体的变形量。此外,能够实现覆盖件的薄壁化。因此,在覆盖件通过焊接而被固定的情况下,能够降低往热交换器主体的热输入量。

(6)所述覆盖部也可以被焊接于固定在所述热交换器主体上的固定用构件。

该实施方式中,覆盖部被焊接于固定用构件时的热经由固定用构件而被传递到热交换器主体。因此,能够降低焊接时往热交换器主体的热输入量。因此,能够抑制因焊接对热交换器主体的热输入而导致的不良影响。此外,即使在采用固定用构件被焊接于热交换器主体的结构的情况下,在固定用构件在热交换器主体上的焊接结束后,也能够进行流体的漏泄检查。因此,通过将固定用构件焊接于热交换器主体,能够抑制上述问题的产生。此外,固定用构件也是覆盖部在热交换器主体上的固定部位。

(7)所述固定用构件也可以由预先设置在所述热交换器主体的接合面上的堆焊构成。

该实施方式中,在使焊接材料固接于热交换器主体之后,通过将覆盖部焊接于焊接材料,覆盖部被堆焊焊接于热交换器主体。由于能够在由覆盖部覆盖热交换器主体之前进行流体从接合部位的漏泄检查,因此,即使在焊接材料固接于热交换器主体时有往热交换器主体的热输入,也能够检查因此而产生的问题。

(8)所述固定用构件也可以由固定在所述热交换器主体上的板状体构成。

该实施方式中,将覆盖部焊接于板状体时的热经由板状体而被传递到热交换器主体,因此,能够有效地降低往热交换器主体的热输入量。

(9)所述固定用构件也可以将所述覆盖部与所述热交换器主体之间的空间分割为多个空间。此时,热交换器中也可以设置有使所述多个空间连通的连通单元。

该实施方式中,即使覆盖部与热交换器主体之间的空间被分割为多个空间,也无需与多个空间分别对应地设置导出部。因此,能够抑制热交换器的结构的复杂化。

(10)所述覆盖部和所述热交换器主体也可以由相互不同的金属材料构成。此时,所述固定用构件也可以由焊接于所述覆盖部并且焊接于所述热交换器主体的异种材料连接器构成。

该实施方式中,即使在覆盖部和热交换主体分别由不同的材料构成的情况下,也能够将覆盖部焊接于热交换主体。由此,能够提高覆盖部的材料的选择自由度,因此能够进一步提高覆盖部的强度。

(11)在所述导出部配置也可以有对在所述导出部的所述内部流路中流动的流体进行压缩的压缩机。

该实施方式中,通过压缩机能够吸引流入到覆盖部与热交换器主体之间的间隙或覆盖部与热交换器主体之间所形成的空间的流体。因此,能够有效地从该间隙内或空间内导出流体。而且,由于流体在导出部被压缩机压缩,因此,即使在排放流体的预先设定的指定的区域具有一定程度压力的情况下,也能够有效地排放流体。

(12)在所述导出部上的所述压缩机的吸入侧也可以配置有缓冲箱。

该实施方式中,在压缩机启动之前的状态下,能够降低覆盖部与热交换器主体之间的间隙内的压力或覆盖部与热交换器主体之间所形成的空间内的压力的上升速度。因此,还能够抑制所述间隙内或空间内的压力上升。

(13)在所述覆盖部上也可以焊接有加强肋。该实施方式中,由于覆盖部被加强,因而能够实现覆盖部的薄型化。因此,在覆盖件通过焊接而被固定的情况下,能够降低往热交换器主体的热输入量。

(14)在所述覆盖部上也可以机械安装有加强肋。该实施方式中,即使加强肋的材料与覆盖部的材料不同,也能够将加强肋固定于覆盖部。因此,能够提高覆盖部及加强肋的材料的选择自由度。

(15)所述覆盖部也可以通过在所述热交换器主体及所述覆盖部上被卷设钢带而被加强。该实施方式中,由于覆盖部被加强,因而能够实现覆盖部的薄型化。因此,在覆盖件通过焊接而被固定的情况下,能够降低往热交换器主体的热输入量。

(16)所述覆盖部也可以具有1个或多个半圆筒状的构件。该实施方式中,由于能够提高覆盖部的刚性,因而能够实现覆盖部的薄型化。因此,在覆盖件通过焊接而被固定的情况下,能够降低往热交换器主体的热输入量。

(17)所述多个层部也可以分别具有隔板、被钎焊焊接于所述隔板的波纹板、以及包围所述波纹板的侧杆。

(18)所述相邻的层部彼此也可以通过扩散接合而被接合。

如上所述,在发生流体从热交换器侧面的接合部漏泄的情况下,即使继续进行热交换动作也不会产生问题。

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