CN102356295B - 板式热交换器以及冷冻空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是在保持板式热交换器的热交换性能的状态下，提高板式热交换器的强度。板式热交换器(20)层积多块板(2、3)而形成。在各板(2、3)的四个角设置成为第一流体的入口的第一流入孔(5)、成为第一流体的出口的第一流出孔(6)、成为第二流体的入口的第二流入孔(7)和成为第二流体的出口的第二流出孔(8)。各板(2、3)在相邻层积的板之间形成流过第一流体的第一流路和流过第二流体的第二流路，使第一流体和第二流体进行热交换。各板(2、3)的长度方向的长度(L1)是宽度方向的长度(L2)的4倍以上的长度。

Description

板式热交换器以及冷冻空调装置
技术领域
本发明涉及例如层积多块板的板式热交换器和具有板式热交换器的冷冻空调装置。
背景技术
在专利文献1中，有关于把流体的流入孔的形状和流出孔的形状做成椭圆的板式热交换器的叙述。另外，在专利文献1中，有关于使流体的流入孔的直径和流出孔的直径做成相同尺寸的板式热交换器的叙述。
在专利文献2中，有关于把流体的流入孔的直径和流体的流出孔的直径做成不同尺寸的板式热交换器的叙述。另外，在专利文献2中，有关于在流体的流入孔和流体的流出孔设置加强部件以提高强度的板式热交换器的叙述。
先前技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-72685号公报
专利文献2：日本特表平7-508581号公报
发明内容
发明要解决的课题
现有技术的板式热交换器具有以下的(1)到(3)的课题。
(1)板式热交换器因整体上来讲板的板厚薄，所以强度低。
(2)在流入孔和流出孔设置加强部件的板式热交换器在流入孔和流出孔容易积存灰尘。
(3)在流体的流量大的情况下，板式热交换器在流体的流入孔和流出孔中的流速存在界限。因此，为了处理大量的流体，必须扩大流入孔和流出孔的开口面积。但是，为了扩大流入孔和流出孔的开口面积，就必须加宽流入孔和流出孔的宽度。若加宽流入孔和流出孔的宽度，则使强度减弱，同时传热面积减少。即，流入孔和流出孔的开口面积宽的板式热交换器的强度低，热交换性能差。
本发明的目的是例如在保持板式热交换器的热交换性能的状态下提高板式热交换器的强度。
解决课题的手段
本发明的板式热交换器，例如
是层积多块板而形成的板式热交换器，其特征在于，
在上述多块板的各板中设有：
在长度方向的任一端部侧成为第一流体的入口的第一流入孔，
在与上述第一流入孔相反的长度方向的端部侧成为上述第一流体的出口的第一流出孔，
在长度方向的任一端部侧成为第二流体的入口的第二流入孔，和
在与上述第二流入孔相反的长度方向的端部侧成为上述第二流体的出口的第二流出孔，
上述各板在与相邻层积的板之间，形成使从上述第一流入孔流入的上述第一流体向宽度方向扩散而流向上述第一流出孔的第一流路、和使从上述第二流入孔流入的上述第二流体向上述宽度方向扩散而流向上述第二流出孔的第二流路中的一个流路，使流经上述第一流路的上述第一流体和流经上述第二流路的上述第二流体进行热交换，
上述各板的上述长度方向的长度是上述宽度方向的长度的4倍以上的长度。
发明的效果
本发明的板式热交换器的长度方向的长度是宽度方向的长度的4倍以上的长度。为此，可以抑制施加在板端部的应力。因此，本发明的板式热交换器的强度高。
附图说明
图1是板式热交换器20的侧视图。
图2是加强用侧板1的主视图。
图3是第二板2的主视图。
图4是第一板3的主视图。
图5是加强用侧板4的主视图。
图6是板式热交换器20的分解立体图。
图7是表示板式热交换器20的板2、3的尺寸的图。
图8是表示板2、3的长度方向和宽度方向的长度之比与应力的关系的图。
图9是表示板2、3的长度方向和宽度方向的长度之比与板式热交换器20的重量的关系的图。
图10是表示将一次侧流入流出孔的直径设成比二次侧流入流出孔的直径小的直径的板2、3的图。
图11是表示越是接近加强用侧板1侧的板2、3则第一流入孔5的孔的直径就越小的板式热交换器20的图。
图12是表示使流入流出孔靠近四个角的板2、3的尺寸的图。
图13是使流入流出孔靠近四个角的第一板3的第一流体的流动的说明图。
图14是使流入流出孔靠近四个角的第一板3的凹凸部9的说明图。
图15是表示使流入流出孔靠近四个角的第二板2的凹凸部9的图。
图16是表示使流入流出孔靠近四个角的第一板3的凹凸部9的图。
图17是表示把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成不同形状的板2、3的图。
图18是表示把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成不同形状的板2、3的图。
图19是表示把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成不同形状的板2、3的图。
图20是一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同形状的情况和把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成不同形状的情况的对比图。
图21是表示把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同形状的圆以外形状的板2、3的图。
图22是表示把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同形状的圆以外形状的板2、3的图。
图23是表示把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同形状的圆以外形状的板2、3的图。
图24是表示把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同形状的圆以外形状的板2、3的图。
图25是表示制热热水供给系统29的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1到图6是实施方式1的板式热交换器20的说明图。图1是板式热交换器20的侧视图。图2是加强用侧板1的主视图。图3是第二板2的主视图。图4是第一板3的主视图。图5是加强用侧板4的主视图。图6是板式热交换器20的分解立体图。
如图1所示，板式热交换器20层积多块板2、3。另外，板式热交换器20在最前面(图1的A侧)和最背面(图1的B侧)，分别层积加强用侧板1、4。
如图3、4所示，各板2、3形成为大体长方形的板状。各板2、3在大体长方形的长边方向(长度方向)的一个端部侧(上侧)设置第一流入孔5。各板2、3在与第一流入孔5相反的长度方向的端部侧(下侧)设置第一流出孔6。各板2、3在与第一流出孔6相同的长度方向的端部侧(下侧)设置第二流入孔7。各板2、3在与第一流入孔5相同的长度方向的端部侧(上侧)设置第二流出孔8。在此，各板2、3在大体长方形的短边方向(宽度方向)的相同的端部侧(左侧)设置第一流入孔5和第一流出孔6。另外，各板2、3在与第一流入孔5和第一流出孔6相反的宽度方向的端部侧(右侧)设置第二流入孔7和第二流出孔8。
即，各板2、3在四个角设置第一流入孔5、第一流出孔6、第二流入孔7和第二流出孔8。另外，称第一流入孔5和第一流出孔6为一次侧流入流出孔。同样，称第二流入孔7和第二流出孔8为二次侧流入流出孔。
如图2、5所示，加强用侧板1、4也与板2、3同样形成为大体长方形的板状。如图2所示，层积在最前面的加强用侧板1在与板2、3同样的位置设置第一流入孔5(第一流入管)、第一流出孔6(第一流出管)、第二流入孔7(第二流入管)和第二流出孔8(第二流出管)。
另一方面，如图5所示，层积在最背面的加强用侧板4不设置第一流入孔5、第一流出孔6、第二流入孔7和第二流出孔8。另外，在图5中，在加强用侧板4中，用虚线表示第一流入孔5、第一流出孔6、第二流入孔7和第二流出孔8的位置，但并没有在加强用侧板4上设置这些孔。
各板2、3和加强用侧板1以使第一流入孔5彼此、第一流出孔6彼此、第二流入孔7彼此、第二流出孔8彼此相互重叠的方式层积。另外，第二板2和第一板3交替地层积。
另外，各板2、3和加强用侧板1、4是大体相同的大体长方形。
另外，如图3、4所示，在板2、3中，在长度方向排列多个V字形的凹部和凸部(凹凸部9)。凹凸部9在宽度方向的两端侧具有两端部13，形成为在从两端部13沿长度方向错开的位置上具有折回点12的V字形。凹凸部9的间距(宽度)是图4所示的W。在第二板2和第一板3中，凹凸部9的朝向呈反向地排列。即，在第二板2中，按在比两端部13靠下侧的位置具有折回点12的V字形形成凹凸部9，而与此相反，在第一板3中，按在比两端部13靠上侧的位置具有折回点12的V字形(倒V字形)形成凹凸部9。
这样，通过交替地层积按反向的V字形形成凹凸部9的板2、3，在板2、3之间形成传热效率好的流路。即，如图6所示，从第一流入孔5流入的第一流体向第一流出孔6流动的第一流路形成在第二板2的背面和第一板3的前面之间。同样，从第二流入孔7流入的第二流体向第二流出孔8流动的第二流路形成在第一板3的背面和第二板2的前面之间。
流过第一流路的第一流体和流过第二流路的第二流体可借助板2、3进行热交换。
图7是表示板式热交换器20的板2、3的尺寸的图。在图7中，长度L1表示板2、3的长度方向的长度。长度L2表示板2、3的宽度方向的长度。长度L3表示从第一流入孔5到接近第一流入孔5的一侧的宽度方向的板端部的长度。长度L4表示从第一流出孔6到接近第一流出孔6的一侧的宽度方向的板端部的长度。长度L5表示从第二流入孔7到接近第二流入孔7的一侧的宽度方向的板端部的长度。长度L6表示从第二流出孔8到接近第二流出孔8的一侧的宽度方向的板端部的长度。
图8是表示板2、3的长度方向和宽度方向的长度之比与应力的关系的图。图8的横轴表示板2、3的长度方向的长度和宽度方向的长度之比(长度比)。即，图8的横轴表示板2、3的长度方向的长度L1/板2、3的宽度方向的长度L2。图8的纵轴表示施加在板2、3的端部(周边部)的应力。另外，在图8中，把应力作为应力比进行表示。应力比的基准值是图8中从右数起第二个点P的值。在此，图8的各点表示应力比相对长度比的计算值。图8的线是由各点利用最小二乘法计算得到的值。
如图8所示，相对于板2、3的长度方向的长度L1，板2、3的宽度方向的长度L2越短，则施加在板2、3的周边部的应力就越小。因此，相对于长度L1尽量缩短长度L2是理想的。特别是以长度L1成为长度L2的4倍以上的方式缩短长度L2是理想的。但是，从板式热交换器20的制造界限来看，不能过于缩短长度L2。因此，以长度L1成为长度L2的4倍到6.5倍左右的方式缩短长度L2是理想的。
另外，通过缩短长度L3、L4、L5、L6，可以减小施加在板2、3的端部上的应力。特别是把长度L3、L4、L5、L6设定为板2、3的宽度方向的长度L2的6％以下是理想的。另外，也可以与板2、3的宽度方向的长度L2无关地把长度L3、L4、L5、L6设为5.6mm以下。但是，从板式热交换器20的制造界限来看，长度L3、L4、L5、L6不能过于缩短。因此，把长度L3、L4、L5、L6设定为板2、3的宽度方向的长度L2的3％以上且6％以下是理想的。同样，把长度L3、L4、L5、L6设定为3mm以上且5.6mm以下是理想的。
图9是表示板2、3的长度方向和宽度方向的长度之比与板式热交换器20的重量的关系的图。特别是在图9中，表示在固定了板2、3的长度方向的长度并缩短了板2、3的宽度方向的长度的情况下可将板式热交换器20的重量减少到何种程度。
图9的横轴与图8相同表示板2、3的长度方向的长度和宽度方向的长度之比(长度比)。图9的纵轴表示板式热交换器20的重量减少率。另外，板式热交换器20的重量减少率，是以按在图8中作为应力比的基准值选择的长度比(图8中从右数起的第二个点P所表示的值)进行制造的板式热交换器20的重量作为基准计算得到的值。
通过缩短长度L2，使板式热交换器20小型化，当然就可以减轻板式热交换器20的重量。但是，若缩短长度L2，则不仅可由小型化实现重量的减轻，而且还通过可使板2、3的板厚或加强用侧板1、4的板厚变薄，能进一步减轻重量。即，若缩短长度L2，则可提高板式热交换器20的强度。为此，可以使板2、3的板厚或加强用侧板1、4的板厚变薄，可减轻板式热交换器20的重量。
其结果，如图9所示，通过相对于长度L1缩短长度L2，板式热交换器20的重量可以减轻由小型化减轻的重量以上。
如以上那样，实施方式1的板式热交换器20因为相对于板2、3的长度方向的长度L1缩短了板2、3的宽度方向的长度L2，所以，提高了板式热交换器20的强度。
另外，实施方式1的板式热交换器20因为缩短了流入流出孔5、6、7、8与板端部之间的长度(长度L3、L4、L5、L6)，所以，板式热交换器20的强度高。
进而，因为板式热交换器20的强度变高，所以，可减轻板式热交换器20的重量。
另外，通过缩短宽度方向的长度L2，从第一流入孔5和第二流入孔7流入的流体容易在宽度方向扩散。为此，不必在第一流入孔5和第二流入孔7的周边设置促进流体扩散的分配促进部件。另外，因为提高了板式热交换器20的强度，所以，不必在流入孔(第一流入孔5、第二流入孔7)的周边设置加强部件。因此，由于不必设置分配促进部件或加强部件，所以，板2、3的压力加工变得简单。为此，可抑制板式热交换器20的制造成本。另外，也可抑制凹凸部9的高度的偏差。即，可以制造质量稳定的板式热交换器20。
另外，当在板式热交换器的内部在流体中产生沉淀时，在产生沉淀的部分容易积存灰尘、水垢。在积存灰尘、水垢的部分，板2、3容易发生腐蚀。另外，当在蒸发器使用有可能在流体中产生沉淀的热交换器时，发生偏流，温度分布中出现不均。为此，有可能形成冻结的部分。若形成冻结的部分，则热交换器的强度会降低。但是，在实施方式1的板式热交换器20中，因为缩短了板2、3的宽度方向的长度，所以，在流体中难以产生沉淀。为此，难以积存灰尘、水垢，也不会降低强度。另外，流体不仅是水的情况，即使对于因密度小、压力损失大而容易产生偏流的流体(例如，碳氢化合物系的制冷剂、低GWP制冷剂)，实施方式1的板式热交换器20也是有效。对于氟利昂系制冷剂，还具有抑制热交换器内的冷冻机油滞留的效果。为此，可以减少使用实施方式1的板式热交换器20的设备的消耗电力。
实施方式2.
在实施方式2中，对将一次侧流入流出孔的直径设成比二次侧流入流出孔的直径小的直径的板式热交换器20进行说明。即，在实施方式2中，对将一次侧流入流出孔的开口面积设成比二次侧流入流出孔的开口面积小的板式热交换器20进行说明。
图10是表示将一次侧流入流出孔的直径设成比二次侧流入流出孔的直径小的直径的板2、3的图。
例如，在把板式热交换器20用于使水等液体与氟利昂等制冷剂进行热交换的情况下，液体的流入孔(在此为第二流入孔7)有可能因侵蚀而使板发生磨耗(变薄)。为此，必须将液体的流入流出孔(第二流入孔7、第二流出孔8)的直径设定为某种程度的大小。但是，制冷剂的流入流出孔(第一流入孔5、第一流出孔6)的直径不必与液体的流入流出孔(第二流入孔7、第二流出孔8)的直径对应地增大。即，可以把第一流入孔5的直径和第一流出孔6的直径设成比第二流入孔7的直径和第二流出孔8的直径小。这样，在缩小第一流入孔5的直径和第一流出孔6的直径的情况下，可以使板2、3的宽度方向的长度缩短第一流入孔5的直径和第一流出孔6的直径减小的量。因此，如在实施方式1说明的那样，提高了板式热交换器20的强度，同时可减轻板式热交换器20的重量。
另外，制冷剂不限于氟利昂，也可以是碳氢化合物系制冷剂、低GWP制冷剂。另外，CO2制冷剂由于工作压力为高压，所以需要保证板式热交换器20的强度。在使用该CO2制冷剂的情况下，使制冷剂的流出入孔比液体的流出入孔小的构成特别有效。因为CO2制冷剂相比氟利昂系制冷剂密度大且压力损失小，所以，可使第一流入孔5和第一流出孔6的直径更小。
图11是表示越是接近加强用侧板1侧的板2、3则第一流入孔5的直径就越小的板式热交换器20的图。
图11所示的板式热交换器20不仅一次侧流入流出孔的直径是比二次侧流入流出孔的直径小的直径，而且越是接近层积在加强用侧板1侧的板2、3则第一流入孔5的直径就越小。即，对于第一流入孔5的直径，层积在加强用侧板1侧的板2、3要比层积在加强用侧板4侧的板2、3小。换言之，越是层积在第一流体流入侧的板2、3，第一流入孔5的直径就越小。特别是层积在加强用侧板1侧的板2、3的第一流入孔5像细微喷嘴那样非常小。
因为把层积在加强用侧板1侧的板2、3的第一流入孔5做得非常小，所以，即使在板2、3的层积片数多的情况下，也可以使第一流体的流速加快。为此，第一流体容易向加强用侧板4侧的板2、3进行分配。
另外，因为越是层积在加强用侧板4侧的板2、3则第一流入孔5的直径就越大，所以，第一流体容易均匀地向由各板2、3形成的第一流路分配。
实施方式3.
在实施方式3中，对配置成使流入流出孔不仅靠近宽度方向的板端部而且也靠近长度方向的板端部的板式热交换器20进行说明。即，在实施方式3中，对使流入流出孔靠近板2、3的四个角(角部)的板式热交换器20进行说明。
图12是表示使流入流出孔靠近四个角的板2、3的尺寸的图。在图12中，长度L7表示从第一流入孔5到靠近第一流入孔5的一侧的长度方向的板端部的长度。长度L8表示从第一流出孔6到靠近第一流出孔6的一侧的长度方向的板端部的长度。长度L9表示从第二流入孔7到靠近第二流入孔7的一侧的长度方向的板端部的长度。长度L10表示从第二流出孔8到靠近第二流出孔8的一侧的长度方向的板端部的长度。
把长度L7、L8、L9、L10分别设成与图7所示的长度L3、L4、L5、L6相同程度的长度。这样，通过缩短长度L7、L8、L9、L10，可进一步减少施加在板的周边部的应力。
特别是在图12所示的板2、3中，一次侧流入流出孔的直径是比二次侧流入流出孔的直径小的直径。为此，一次侧流入流出孔的中心相比二次侧流入流出孔的中心更加靠近板2、3的四个角配置。
这样，通过使做成小直径的一次侧流入流出孔(第一流入孔5、第一流出孔6)靠近板2、3的四个角，可加长从第一流入孔5到第一流出孔6的距离。即，加长第一流路。为此，可增加传热面积，提高板式热交换器20的热交换性能。
图13是使流入流出孔靠近四个角的第一板3的第一流体的流动的说明图。另外，不是板2、3，而是限定于第一板3。这是因为在图13中表示密封部11。即，由于密封部11在第二板2和第一板3中的设置位置不同的原因。
通过使做成小直径的第一流入孔5靠近板2、3的角，能够在第一流路中在第一流入孔5的附近设置进口段区域10。进口段区域10是被板端部和密封部11夹着的宽度窄的区域。即，进口段区域10的宽度(从板端部到密封部11的长度L11)比第一板3的宽度方向的宽度(长度L2)窄。从第一流入孔5流入的第一流体流经宽度窄的进口段区域10之后，向板式热交换器20的宽度方向扩散，流向第一流出孔6。
密封部11是防止从第一流入孔5流入的第一流体流向第二流出孔8的壁。密封部11形成为向板2、3的层积方向突出成凸状。通常，密封部11在第二流出孔8的周围设置成圆状。但是，在此，密封部11设置成从设有第一流入孔5和第二流出孔8的长度方向的端部侧(上侧)向设有第一流出孔6和第二流入孔7的长度方向的端部侧(下侧)逐渐接近宽度方向的第二流出孔8侧的端部(右侧)。特别是在图13中，设置成使密封部11从上侧向下侧逐渐向右侧弯曲的曲线形状。
由密封部11，在进口段区域10流过的第一流体顺畅地向宽度方向的第二流出孔8侧的端部(右侧)扩散。即，进口段区域10和密封部11具有将第一流体向宽度方向的第二流出孔8侧的端部(右侧)引导的整流效果。由该整流效果，可以防止第一流体滞留在密封部11的周围或板2、3的外周附近，提高了热交换性能。另外，由该整流效果，可降低第一流体的压力损失。即，可以做成高性能的板式热交换器20。
另外，如通常那样，在第二流出孔8的周围呈圆状地设置密封部11的情况下，必须在第一流入孔5的周围设置分配促进部件以防止第一流体的偏流。例如，分配促进部件形成为放射状等复杂的形状。因此，难以制造具有分配促进部件的板式热交换器20。但是，实施方式3的板式热交换器20仅仅把密封部11做成曲线状，制造容易。因此，实施方式3的板式热交换器20的产量高。
图14是使流入流出孔靠近四个角的第一板3的凹凸部9的说明图。图15是表示使流入流出孔靠近四个角的第二板2的凹凸部9的图。图16是表示使流入流出孔靠近四个角的第一板3的凹凸部9的图。
如实施方式1所说明的那样，在板2、3中，在长度方向排列多个凹凸部9，这些凹凸部9在宽度方向的两端侧具有两端部13，通过在从两端部13沿长度方向错开的位置具有折回点12而形成为V字形。另外，在图3、4中所示的板2、3的凹凸部9的折回点12设于宽度方向的中心。即，凹凸部9形成为左右对称。
在此，图14所示的板2、3的一次侧流入流出孔的直径是比二次侧流入流出孔的直径小的直径。即，在图14中，第一流入孔5、第一流出孔6的直径是比第二流入孔7、第二流出孔8的直径小的直径。为此，如图3、4中所示的板2、3那样，在把凹凸部9的折回点12设于宽度方向中心的情况下，在第一流入孔5、第一流出孔6附近出现了未形成凹凸部9的区域。因此，在直径小的第一流入孔5、第一流出孔6附近，使凹凸部9的折回点12偏移靠近第一流入孔5、第一流出孔6地形成凹凸部9。即，如图14所示，连结凹凸部9的折回点12的线15从宽度方向的中心线14以曲线状逐渐向第一流入孔5、第一流出孔6侧偏移地形成。
由此，在第一流入孔5、第一流出孔6附近也可以形成凹凸部9，可增加传热面积。因此，提高了板式热交换器20的热交换性能。另外，板2、3在形成凹凸部9的部分与相邻的板2、3接合。一般来讲，在流入流出孔附近，板2、3容易剥离。但是，通过将凹凸部9形成直到流入流出孔附近，可增加板2、3的接合点，能够防止板2、3的剥离。另外，凹凸部9的折回点12从第一流入孔5向宽度方向中心逐渐移动，同时从宽度方向中心向第一流出孔6逐渐移动。为此，可以使从第一流入孔5流入的第一流体顺畅地向宽度方向中心侧移动，同时可以从宽度方向中心侧向第一流出孔6顺畅地移动。为此，可减少第一流体的压力损失。
另外，如图16所示，对于第二板2，也与第一板3同样，在直径小的第一流入孔5、第一流出孔6附近，使凹凸部9的折回点12偏移靠近第一流入孔5、第一流出孔6地形成凹凸部9。
实施方式4.
在实施方式4中，对使一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔的形状变形的板式热交换器20进行说明。
图17到图19是表示在保持必要的开口面积的状态下把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成不同形状的板2、3的图。
在图17中，把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成不同的大体椭圆。在图18中，把一个圆分成两部分，将一方作为一次侧流入流出孔，将另一方作为二次侧流入流出孔。在图19中，把大体长方形分成两部分，将一方作为一次侧流入流出孔，将另一方作为二次侧流入流出孔。
另外，从图17到图19所示的一次侧流入流出孔的直径是比二次侧流入流出孔的直径小的直径。
图20是把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同形状的情况与把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成不同形状的情况的对比图。在图20中，表示板2、3的长度方向的第一流出孔6和第二流入孔7的那侧。图20(a)表示把第一流出孔6和第二流入孔7都做成圆形的板2、3。另外，图20(b)与图18相同，表示把一个圆分成两部分、把一方作为一次侧流入流出孔而把另一方作为二次侧流入流出孔的板2、3。另外，在图20(a)和图20(b)中所示的一次侧流入流出孔的直径是比二次侧流入流出孔的直径小的直径。
图20(a)所示的第一流出孔6是直径为“12mm”的圆，第二流入孔7是直径为“28mm”的圆。另外，第一流出孔6和第二流入孔7隔开“3mm”。因此，第一流出孔6的开口面积是“36πm2”，第二流入孔7的开口面积是“196πm2”。另外，从第一流出孔6的端部到第二流入孔7的端部的长度为“43mm”。
另一方面，在图20(b)中所示的第一流出孔6是直径为“24mm”的圆的四分之一部分，第二流入孔7是直径为“31mm”的圆的四分之三部分。另外，第一流出孔6和第二流入孔7隔开“3mm”。因此，第一流出孔6的开口面积为“36πm2”，第二流入孔7的开口面积为“192πm2”。另外，从第一流出孔6的端部到第二流入孔7的端部的长度为“31mm”。
即，图20(a)所示的第一流出孔6和图20(b)所示的第一流出孔6的开口面积都为“36πm2”，相同。另外，图20(a)所示的第二流入孔7和图20(b)所示的第二流入孔7的开口面积为“196πm2”和“192πm2”，大体相同。但是，对于从第一流出孔6的端部到第二流入孔7的端部的长度，相对于在图20(a)所示的板2、3中为“43mm”，在图20(b)所示的板2、3中为“31mm”。即，对于从第一流出孔6的端部到第二流入孔7的端部的长度，图20(b)所示的板2、3与图20(a)所示的板2、3相比大幅缩短。即，通过把第一流出孔6和第二流入孔7做成图20(b)所示的形状，可以在保持第一流出孔6和第二流入孔7的开口面积的状态下大幅缩短板2、3的宽度方向的长度。
图21到图24是表示在保持必要的开口面积的状态下把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同形状的圆以外形状的板2、3的图。
在图21中，把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同的大体椭圆形。在图22、23中，把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同的扇形。在图24中，把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同的星形。
这样，通过把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔的形状做成各式各样形状的组合，可以缩短板2、3的宽度方向的长度。为此，可得到在实施方式1中所述的效果。另外，在把一次侧流入流出孔和二次侧流入流出孔做成相同形状的情况下，用一种板2、3就能够构成板式热交换器20。
实施方式5.
在实施方式5中，对作为在以上实施方式中说明的板式热交换器20的利用例的制热热水供给系统29进行说明。
图25是表示制热热水供给系统29的图。
制热热水供给系统29具有压缩机21、板式热交换器20、膨胀阀22、热交换器23、热水供给器24、制热机25、制冷剂路径26和水路径27。在此，板式热交换器20是由以上实施方式说明的板式热交换器20。另外，压缩机21、板式热交换器20、膨胀阀22、热交换器23和制冷剂路径26是热交换系统28。
制冷剂在制冷剂路径26中以压缩机21、板式热交换器20、膨胀阀22、热交换器23的次序反复流动。如上所述，压缩机21压缩制冷剂。板式热交换器20对压缩机21压缩的制冷剂和在水路径27流过的液体(在此是水)进行热交换。在此，通过在板式热交换器20中进行热交换，使制冷剂冷却，把水加热。膨胀阀22控制在板式热交换器20进行热交换的制冷剂的膨胀。热交换器23依照膨胀阀22的控制进行膨胀的制冷剂和空气的热交换。在此，通过在热交换器23中进行热交换，加热制冷剂，冷却空气。然后，被加热的制冷剂进入压缩机21。
另一方面，水在水路径27中在板式热交换器20和热水供给器24及制热机25之间流动。如上所述，通过由板式热交换器20进行热交换可将水加热。然后，加热的水流向热水供给器24、制热机25。另外，热水供给用的水也可以不是在板式热交换器20进行热交换的水。即，也可以形成为由热水供给器24等进一步在流过水路径27的水和热水供给用的水进行热交换。
在以上实施方式中说明的板式热交换器20强度高，小型轻巧，效率高。因此，使用以上实施方式说明的板式热交换器20的热交换系统28的效率也高。另外，使用热交换系统28的制热热水供给系统29的效率也高。
另外，在此，对在以上实施方式中说明的由被板式热交换器20压缩的制冷剂加热水的热交换系统(ATW(Air To Water)系统)进行了说明。但是，不限于此，也可以使用在以上实施方式中说明的板式热交换器20来形成进行热交换以加热或者冷却空气等流体的冷冻循环(冷冻空调装置)。
即，以上的实施方式归纳如下。
板式热交换器20层积在四个角具有成为流体出入口的通路孔并设有流体的流入管和流出管的多片板而成，在该板式热交换器中，其特征在于，板的高度(H)相对宽度(W)的比为4～6.5。
另外，板式热交换器20层积在四个角具有成为流体出入口的通路孔并设有流体的流入管和流出管的多片板而成，在该板式热交换器中，其特征在于，一次侧、二次侧流体的出入口和板外周边部的宽度方向的长度相对于板的宽度(W)为3～6％。
另外，板式热交换器20层积在四个角具有成为流体出入口的通路孔并设有流体的流入管和流出管的多片板而成，在该板式热交换器中，其特征在于，一次侧、二次侧流体的出入口和板外周边部的宽度方向的长度为3～5.6mm。
另外，板式热交换器20层积在四个角具有成为流体出入口的通路孔并设有流体的流入管和流出管的多片板而成，在该板式热交换器中，其特征在于，把一次侧流体和二次侧流体的出入口直径做成不同尺寸。
另外，板式热交换器20层积在四个角具有成为流体出入口的通路孔并设有流体的流入管和流出管的多片板而成，在该板式热交换器中，其特征在于，一次侧流体的出入口直径的中心与二次侧流体的出入口直径的中心错开，使流体的出入口向板外周边部靠近。
另外，板式热交换器20层积在四个角具有成为流体出入口的通路孔并设有流体的流入管和流出管的多片板而成，在该板式热交换器中，其特征在于，使由波的折回形成的顶部从板的中心逐渐错开地进行配置，使波的端点靠近流入流出口。
另外，板式热交换器20层积在四个角具有成为流体出入口的通路孔并设有流体的流入管和流出管的多片板而成，在该板式热交换器中，其特征在于，使一次侧流体的出入口直径的中心和二次侧流体的出入口直径的中心错开，在保持由二次侧流体的处理流量形成的必要开口面积的状态下形成圆或多边形等不同形状的组合。
另外，板式热交换器20层积在四个角具有成为流体出入口的通路孔并设有流体的流入管和流出管的多片板而成，在该板式热交换器中，其特征在于，在保持由二次侧流体的处理流量形成的必要开口面积的状态下形成圆或多边形等相同形状的组合。
附图标记说明
1、4：加强用侧板，2：第二板，3：第一板，5：第一流入孔，6：第一流出孔，7：第二流入孔，8：第二流出孔，9：凹凸部，10：进口段区域，11：密封部，12：折回点，13：两端部，14：宽度方向的中心线，15：连结折回点12的线，20：板式热交换器，21：压缩机，22：膨胀阀，23：热交换器，24：热水供给器，25：制热机，26：制冷剂路径，27：水路径，28：热交换系统。

Claims (10)

1.一种板式热交换器，该板式热交换器层积多块板而形成，其特征在于，
在上述多块板的各板中设有：
在长度方向的任一端部侧成为第一流体的入口的第一流入孔，
在与上述第一流入孔相反的长度方向的端部侧成为上述第一流体的出口的第一流出孔，
在长度方向的任一端部侧成为第二流体的入口的第二流入孔，和
在与上述第二流入孔相反的长度方向的端部侧成为上述第二流体的出口的第二流出孔；
上述各板在与相邻层积的板之间，形成使从上述第一流入孔流入的上述第一流体向宽度方向扩散而流向上述第一流出孔的第一流路、和使从上述第二流入孔流入的上述第二流体向上述宽度方向扩散而流向上述第二流出孔的第二流路中的一个流路，使流经上述第一流路的上述第一流体和流经上述第二流路的上述第二流体进行热交换，
上述各板的上述长度方向的长度是上述宽度方向的长度的4倍以上的长度；
从上述第一流入孔到接近上述第一流入孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、从上述第一流出孔到接近上述第一流出孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、从上述第二流入孔到接近上述第二流入孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、和从上述第二流出孔到接近上述第二流出孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度，都是5.6mm以下的长度；
上述第一流入孔的开口面积和上述第一流出孔的开口面积都比上述第二流入孔的开口面积和上述第二流出孔的开口面积中的任意一个小；
在上述各板中，在上述长度方向排列多个凹部和凸部，该凹部和凸部在上述宽度方向的两端侧具有两端部，通过在从上述两端部沿上述长度方向错开的位置具有折回点而形成为V字形；
对于上述V字形的凹部和凸部，在上述长度方向的中央部附近，上述折回点形成在上述宽度方向的中心，在上述第一流入孔和上述第一流出孔中的至少任意一个第一孔附近，越接近上述第一孔则上述折回点就越从上述宽度方向的中心偏移靠近上述第一孔。
2.如权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，从上述第一流入孔到接近上述第一流入孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、从上述第一流出孔到接近上述第一流出孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、从上述第二流入孔到接近上述第二流入孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、和从上述第二流出孔到接近上述第二流出孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度，都是上述宽度方向的长度的6%以下的长度。
3.如权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，上述第一流入孔的中心和上述第一流出孔的中心设置成比上述第二流入孔的中心和上述第二流出孔的中心更靠近板端部。
4.如权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，上述板式热交换器的第一板和第二板交替地层积，
上述第一流入孔和上述第二流出孔设置在上述长度方向的相同的端部侧，
上述第一板设置成，作为防止从上述第一流入孔流入的流体流向上述第二流出孔的密封部的、在上述多块板层积的层积方向突出的凸状的密封部，从设有上述第一流入孔和上述第二流出孔的上述长度方向的端部侧向相反侧的上述长度方向的端部侧逐渐接近上述宽度方向的上述第二流出孔侧的端部。
5.如权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，上述多块板以上述第一流入孔重叠的方式层积，上述第一流体从层积在层积方向的一侧的板的上述第一流入孔向层积在另一侧的板的上述第一流入孔依次流入，
越是层积在上述第一流体所流入的上述一侧的板，上述第一流入孔的直径就越小。
6.如权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，上述第一流入孔和上述第二流出孔设于上述长度方向相同的端部侧，而且上述第二流入孔和上述第一流出孔设于上述长度方向的相同的端部侧，
上述第一流入孔的形状和上述第二流出孔的形状是不同的形状，上述第二流入孔的形状和上述第一流出孔的形状是不同的形状。
7.如权利要求6所述的板式热交换器，其特征在于，上述第一流入孔和上述第二流出孔通过将一个圆或是一个长圆或是一个多边形的孔分割成两部分而形成，
上述第二流入孔和上述第一流出孔通过将一个圆或是一个长圆或是一个多边形的孔分割成两部分而形成。
8.一种冷冻空调装置，其特征在于，具备如权利要求1所述的板式热交换器。
9.一种板式热交换器，该板式热交换器层积多块板而形成，其特征在于，
在上述多块板的各板中设有：
在长度方向的端部侧成为第一流体的入口的第一流入孔，
在与上述第一流入孔相反的上述长度方向的端部侧成为上述第一流体的出口的第一流出孔，
在长度方向的端部侧成为第二流体的入口的第二流入孔，和
在与上述第二流入孔相反的上述长度方向的端部侧成为上述第二流体的出口的第二流出孔；
上述各板在与相邻层积的板之间，形成使从上述第一流入孔流入的上述第一流体向宽度方向扩散而流向上述第一流出孔的第一流路、和使从上述第二流入孔流入的上述第二流体向上述宽度方向扩散而流向上述第二流出孔的第二流路中的一个流路，使流经上述第一流路的上述第一流体和流经上述第二流路的上述第二流体进行热交换，
从上述第一流入孔到接近上述第一流入孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、从上述第一流出孔到接近上述第一流出孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、从上述第二流入孔到接近上述第二流入孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、和从上述第二流出孔到接近上述第二流出孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度，都是上述宽度方向的长度的6%以下的长度；
上述第一流入孔的开口面积和上述第一流出孔的开口面积都比上述第二流入孔的开口面积和上述第二流出孔的开口面积中的任意一个小；
在上述各板中，在上述长度方向排列多个凹部和凸部，该凹部和凸部在上述宽度方向的两端侧具有两端部，通过在从上述两端部沿上述长度方向错开的位置具有折回点而形成为V字形；
对于上述V字形的凹部和凸部，在上述长度方向的中央部附近，上述折回点形成在上述宽度方向的中心，在上述第一流入孔和上述第一流出孔中的至少任意一个第一孔附近，越接近上述第一孔则上述折回点就越从上述宽度方向的中心偏移靠近上述第一孔。
10.一种板式热交换器，该板式热交换器层积多块板而形成，其特征在于，
在上述多块板的各板中设有：
在长度方向的端部侧成为第一流体的入口的第一流入孔，
在与上述第一流入孔相反的上述长度方向的端部侧成为上述第一流体的出口的第一流出孔，
在长度方向的端部侧成为第二流体的入口的第二流入孔，和
在与上述第二流入孔相反的上述长度方向的端部侧成为上述第二流体的出口的第二流出孔；
上述各板在与相邻层积的板之间，形成使从上述第一流入孔流入的上述第一流体向宽度方向扩散而流向上述第一流出孔的第一流路、和使从上述第二流入孔流入的上述第二流体向上述宽度方向扩散而流向上述第二流出孔的第二流路中的一个流路，使流经上述第一流路的上述第一流体和流经上述第二流路的上述第二流体进行热交换，
从上述第一流入孔到接近上述第一流入孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、从上述第一流出孔到接近上述第一流出孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、从上述第二流入孔到接近上述第二流入孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度、和从上述第二流出孔到接近上述第二流出孔的那侧的上述宽度方向的板端部的长度，都是5.6mm以下的长度；
上述第一流入孔的开口面积和上述第一流出孔的开口面积都比上述第二流入孔的开口面积和上述第二流出孔的开口面积中的任意一个小；
在上述各板中，在上述长度方向排列多个凹部和凸部，该凹部和凸部在上述宽度方向的两端侧具有两端部，通过在从上述两端部沿上述长度方向错开的位置具有折回点而形成为V字形；
对于上述V字形的凹部和凸部，在上述长度方向的中央部附近，上述折回点形成在上述宽度方向的中心，在上述第一流入孔和上述第一流出孔中的至少任意一个第一孔附近，越接近上述第一孔则上述折回点就越从上述宽度方向的中心偏移靠近上述第一孔。
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