(57)【要約】【課題】  高い密閉性を有するプレートフィン式熱交換器を提供する。【解決手段】  プレート５とフィン７とが交互に複数積層されたプレートフィン式熱交換器１Ａにおいて、プレート５の側部に設置され、一次ガスＧ１又は二次ガスＧ２が流れる熱交換用流路１１をプレート５と共に形成する第一サイドバー９と、プレート５の側部でかつ第一サイドバー９の外側に設置され、熱交換用流路１１および外部に対して独立した第二空間１３をプレート５及び第一壁サイドバー９と共に形成する第二サイドバー１０とが設けられていることを特徴とする。【選択図】      図２
2006313030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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プレートフィン式熱交換器。
【請求項４】
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プレートフィン式熱交換器。
【請求項５】
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、
ことを特徴とするプレートフィン式熱交換器の製造方法。
【請求項６】
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プレートフィン式熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２００９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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そ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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
また、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。
【００１１】
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。
【００１２】
また、本発明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。
【００１３】
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。
【００１４】
また、本発明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。
【００１５】
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。
【００１６】
また、本発明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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図７〜図９を用いて説明する。
図７には、本発明の第二実施形態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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
本実施形態によれば、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。
【００４１】
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。
【００４２】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図１０及び図１１を用いて説明する。
図１０には、本実施形態にかかるプレートフィン式熱交換器１Ｃが示されている。
本実施形態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、他の実施形態と異なる。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
本実施形態によれば、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。
【００４７】
なお、本実施形態は、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。
【００４８】
また、本実施形態は図１２のように変形しても良い。
図１０に示した実施形態では、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についてのみ本実施形態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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
なお、上述した各実施形態は、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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】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。
【図２】図１の切断線IIにおけるコア部の部分断面図である。
【図３】図１の切断線IIIにおけるコア部の部分断面図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】本発明の第二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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】本発明の第三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。
【図１１】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。
【図１２】図１０の変形例を示した斜視図である。
【図１３】図１０の一次ガスの流れを示した平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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