JP2000018848A - プレ―ト型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主としてオイルクーラとして用いられるイン
ナーフィン内蔵プレート型熱交換器であって、各エレメ
ント内をオイルが均一に流れるようにすること。 【解決手段】 インナーフィン５の長手方向両端部に主
開口部６を形成すると共に、その主開口部６の開口縁か
ら幅方向に副開口部７を形成する。或いは、平面楕円ま
たは略菱形の変形開口部６ｂを、その長軸が幅方向に位
置するように、インナーフィン５の長手方向両端部に配
置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オイルクーラ等に
用いられ、少なくとも一対の皿状プレートを逆向きに重
ね合わせ、それらの内部にインナーフィンを介装し、そ
のプレート内を長手方向にオイル等の流体を流通させ、
プレートの外面に冷却水等を流通させて両者間に熱交換
をさせるプレート型熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のオイルクーラとして使用されるプ
レート型熱交換器は、夫々長手方向両端部にオイル出入
口が穿設された一対の細長い皿状プレートを逆向きに重
ね合わせ、内部にマルチエントリー型のインナーフィン
を介装してエレメントを構成する。そして複数のエレメ
ントをオイル出入口において液密に接続し、積層方向の
最上面に位置するプレートのオイル出入口に配管接続用
のボス部を設けると共に、積層方向の最下面のプレート
のオイル出入口を閉塞したものである。

【０００３】このようなオイルクーラにおいて、オイル
の攪拌のため各エレメントにはインナーフィンが内装さ
れる。そのインナーフィンは一例として図５の如く形成
されていた。即ち、このインナーフィン５は金属板を幅
方向に波型に曲折すると共に、その稜線方向において隣
り合う波の位相をずらし、両波間に切り起こし開口部を
多数開口するマルチエントリー型にしたものである。そ
してその外周は、プレートの内周にほぼ整合する。それ
と共に、プレートの両端部に設けられるオイル出入口の
開口に略整合する開口部６ａが、インナーフィン５の両
端部に穿設されたものである。このようなインナーフィ
ンは、図５において多数の切り起こし開口部が長手方向
（Ｘ方向）に多数形成されているため、その長手方向へ
のオイルの流通抵抗が幅方向（Ｙ方向）に比べて著しく
小である特徴を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特にオイルクーラとし
て使用されるプレート型熱交換器は、プレート内部を流
通するオイルの粘性のため、オイル側の圧力損失が比較
的大となる。特に、図５のようなインナーフィン５にお
いては、一対の開口部６ａ間を結ぶＸ方向のオイルの流
通抵抗は比較的小であるが、幅方向であるＹ方向への流
通抵抗が大である。そのためオイルは中心部をより多く
流れ、周縁部にはその流通が少ないという問題があっ
た。そのため全体として熱交換量が小さくなると共に、
オイルの圧力損失が高くなる欠点があった。そこで本発
明は、上記問題点を解決することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、互いに外周が整合し、少なくとも一方が皿状に形成
された一対のプレート１，２を有し、それらの外周が互
いに密に重ね合わされて、両プレート１，２の内部に断
面偏平な偏平流路３が形成され、その偏平流路３の長手
方向両端部位置で、前記プレート１，２に一対の流体出
入口４が開口され、そのプレート１，２の平面内周形状
に整合する外周を有するインナーフィン５が、前記偏平
流路３に内装され、そのインナーフィン５の長手方向両
端部に、前記流体出入口４に整合する主開口部６と、そ
の開口縁から幅方向にさらに延在された流体拡散用の副
開口部７とが配置されたことを特徴とするプレート型熱
交換器である。

【０００６】請求項２に記載の本発明は、互いに外周が
整合し、少なくとも一方が皿状に形成された一対のプレ
ート１，２を有し、それらの外周が互いに密に重ね合わ
されて、両プレート１，２の内部に断面偏平な偏平流路
３が形成され、その偏平流路３の長手方向両端部位置
で、前記プレート１，２に一対の流体出入口４が開口さ
れ、そのプレート１，２の平面内周形状に整合する外周
を有するインナーフィン５が、前記偏平流路３に内装さ
れ、そのインナーフィン５の前記流体出入口４の位置
に、平面楕円または略菱形の変形開口部６ｂが形成さ
れ、その変形開口部６ｂの長軸が前記長手方向に直交す
るように配置されたことを特徴とするプレート型熱交換
器である。

【０００７】これらのプレート型熱交換器によれば、イ
ンナーフィン５の各部に均一に内部流体を流通させるこ
とができる。そして、その流体抵抗を減少させ、熱交換
性能の高いプレート型熱交換器を提供できる。即ち、副
開口部７又は変形開口部６ｂの存在により、プレート１
の流体出入口４から流入した流体は、そこから幅方向へ
副開口部７又は変形開口部６ｂの長軸方向に導かれ、次
いでその副開口部７等を介して長手方向に偏平流路３内
を流通するため、各断面においてほぼ均一に流体を流通
させることができる。しかも、インナーフィン５の伝熱
面積を最大にし、熱交換性能を高めることができる。

【０００８】次に請求項３に記載の本発明は、請求項１
又は請求項２において、前記インナーフィン５は、金属
板を矩形波または台形波状に曲折して、その波が幅方向
に進行し、その波の稜線方向に隣り合う波形ａ，ｂ間の
位相がずれてなり、略そのずれ分だけ波の立ち上がり部
および立ち下がり部に切り起こし開口ｃが長手方向に向
けて形成されてなり、前記稜線方向がインナーフィン５
の長手方向となるプレート型熱交換器である。このプレ
ート型熱交換器は、インナーフィン５に形成された多数
の切り起こし開口ｃがプレートの長手方向に向けて形成
されているため、幅方向への流体抵抗が長手方向のそれ
よりも高いものとなる。このようなインナーフィン５に
おいては、その幅方向に延在された副開口部７等の存在
により、流体の幅方向への広がり及び流通を容易に行う
ことができる。

【０００９】請求項４に記載の本発明は、請求項１又は
請求項３において、前記主開口部６が前記流体出入口４
に整合する平面円形に形成され、その主開口部６の直径
線上で一対の前記副開口部７がその主開口部６の直径に
比し著しく小なる幅のスリット状に欠切されたプレート
型熱交換器である。この本発明は、副開口部７がスリッ
ト状に欠切されたものであり、その幅が主開口部６の直
径に比べて小となるようにされたから、幅方向への流体
の流通を容易に行うと共に、インナーフィン５の表面積
を可及的に大にして、伝熱性能を向上させ得る。

【００１０】請求項５に記載の本発明は、請求項２にお
いて、前記変形開口部６ｂが略菱形に形成され、その短
軸上の近傍および長軸上の近傍が平面円弧状に形成さ
れ、その円弧と菱形の四辺とが滑らかに連結されたプレ
ート型熱交換器である。請求項６に記載の本発明は、請
求項１〜請求項５のいずれかの発明ににおいて、一対の
前記プレート１，２ならびにそれらに内装された前記イ
ンナーフィン５によりエレメントが構成され、複数のそ
のエレメントが夫々の前記流体出入口４で連通して、積
層されてなるプレート型熱交換器である。この本発明に
よれば、そのエレメントを複数段積層したものであるか
ら、製造が容易で熱交換量が多くコンパクトな熱交換器
を提供できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づいて本発明の実
施の形態につき説明する。図１は本発明のプレート型熱
交換器の要部分解斜視図であり、図２はそのインナーフ
ィン５の平面図、図３はその完成状態を示す正面図略
図、図４は同平面図である。このプレート型熱交換器
は、オイルクーラとして使用するものであり、そのエレ
メントが図１に示す如く、一対のプレート１，２とその
内部に配置されるインナーフィン５とからなる。プレー
ト１，２は互いに外周が整合し、夫々が皿状に形成され
た細長い平面小判型のものからなる。そしてその周縁に
は、僅かに立ち上がり部が形成されている。それと共
に、夫々の長手方向両端部には互いに整合する流体出入
口４（右側を省略する）が穿設されている。そして一対
のプレート１，２が、図３に示す如く互いに逆向きに重
ね合わされ、それらの内部にインナーフィン５が介装さ
れる。

【００１２】このインナーフィン５には、プレート１，
２の流体出入口４に整合する主開口部６がその長手方向
両端部に穿設されている。さらにその主開口部６の縁部
から幅方向には、その直径線上に一対の副開口部７が形
成されている。即ち、インナーフィン５の平面形状は、
図２の如く構成される。このようなインナーフィンは、
公知の順送りプレスによってインナーフィンの連続体を
成形した後に、プレス機械により全体の形状及び各開口
部６，７が穿設される。このインナーフィン５は一対の
プレート１，２に内装されて、それらによりエレメント
を構成し、それらのエレメントがスペーサ８を介して互
いに図３の如く積層される。そして積層方向の最下面に
位置するプレート２には流体出入口４が穿設されないも
のが使用され、或いは流体出入口４の部分を閉塞する閉
塞板が配置される。そして最上面のエレメントの流体出
入口４には、オイルパイプ接続用のボス９が配置され
る。そして互いに接触する各部品の少なくとも一方の表
面にはろう材が被覆されたものが用いられ、全体が高温
の炉内に挿入され、各部品間が一体的にろう付け固定さ
れて本発明のプレート型熱交換器を完成する。

【００１３】次に、図６は本発明のプレート型熱交換器
の他の例のインナーフィン５の平面図を示す。このイン
ナーフィン５が図１及び図２のそれと異なる点は、その
長手方向両端部に形成された変形開口部６ｂのみであ
る。この変形開口部６ｂは略菱形に形成され、その長軸
側がインナーフィン５の幅方向に位置し、短軸側が長手
方向に位置している。そしてその変形開口部６ｂは、短
軸上の近傍および長軸上の近傍が平面円弧状に形成さ
れ、その円弧と菱形の四辺とが滑らかに連結されたもの
である。この変形開口部６ｂは、前記図１及び図２の例
と同様に順送りプレスによってインナーフィンの連続体
を成形した後に、プレス機械により全体の形状及び変形
開口部６ｂが穿設される。特に、この略菱形の変形開口
部６ｂのように四辺が直線状に形成されていると、プレ
ス金型の製作が容易であると共に、寿命の長い金型を提
供できる。

【００１４】

【発明の効果】本発明のプレート型熱交換器は、その偏
平流路３に内装されるインナーフィン５がプレート１，
２の平面内周形状に整合し且つ、その長手方向両端部に
流体出入口４に整合する主開口部６とその開口縁から幅
方向にさらに延在された流体拡散用の副開口部７又は変
形開口部６ｂの長軸を有するから、インナーフィン５の
各部に均一に内部流体を流通させることができる。そし
て、その流体抵抗を減少させ、熱交換性能の高いプレー
ト型熱交換器を提供できる。即ち、副開口部７又は変形
開口部６ｂの存在により、プレート１の流体出入口４か
ら流入した流体は、そこから幅方向へ副開口部７又は変
形開口部６ｂの長軸方向に導かれ、その副開口部７等を
介して長手方向に偏平流路３内を流通するため、各断面
においてほぼ均一に流体を流通させることができる。し
かも、インナーフィン５の伝熱面積を最大にし、熱交換
性能を高めることができる。

【００１５】次に、請求項３に記載の本発明は、そのイ
ンナーフィン５に形成された多数の切り起こし開口ｃが
プレートの長手方向に向けて形成されているものであ
り、そのため幅方向への流体抵抗が長手方向のそれより
も高いものとなる。このようなインナーフィン５におい
ては、その幅方向に延在された副開口部７等の存在によ
り、流体の幅方向への広がり及び流通を容易に行うこと
ができる。請求項４に記載の本発明は、副開口部７がス
リット状に欠切されたものであり、それが主開口部６の
直径に比べて著しく小なる幅に形成されたものであるか
ら、それにより幅方向への流体の流通を容易に行うと共
に、インナーフィン５の表面積を可及的に大にして、伝
熱性能を向上させ得る。

【００１６】請求項５に記載の発明は、略菱形の変形開
口部６ｂを有し、その四辺が直線状に形成されているた
め、その開口形成のためのプレス金型の製作が容易であ
ると共に、金型の寿命が長いものとなる。請求項６に記
載の本発明は、請求項１〜請求項５のいずれかの発明に
おいて、一対のプレート１，２ならびにそれらに内装さ
れたインナーフィン５により一つのエレメントが構成さ
れ、そのエレメントを複数段積層したものであるから、
製造が容易で熱交換量が多くコンパクトな熱交換器を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプレート型熱交換器の要部分解斜視
図。

【図２】同プレート型熱交換器のインナーフィン５の平
面図。

【図３】同プレート型熱交換器の完成状態を示す正面略
図。

【図４】同プレート型熱交換器の平面図。

【図５】従来のプレート型熱交換器に内装されるインナ
ーフィン５の平面図。

【図６】本発明のプレート型熱交換器の他の例のインナ
ーフィン５の平面図。

【符号の説明】

１，２ プレート ３ 偏平流路 ４ 流体出入口 ５ インナーフィン ６ 主開口部 ６ａ 開口部 ６ｂ 変形開口部 ７ 副開口部 ８ スペーサ ９ ボス ａ，ｂ 波型 ｃ 切り起こし開口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに外周が整合し、少なくとも一方が
   皿状に形成された一対のプレート１，２を有し、それら
   の外周が互いに密に重ね合わされて、両プレート１，２
   の内部に断面偏平な偏平流路３が形成され、 その偏平流路３の長手方向両端部位置で、前記プレート
   １，２に一対の流体出入口４が開口され、 そのプレート１，２の平面内周形状に整合する外周を有
   するインナーフィン５が、前記偏平流路３に内装され、 そのインナーフィン５の長手方向両端部に、前記流体出
   入口４に整合する主開口部６と、その開口縁から幅方向
   にさらに延在された流体拡散用の副開口部７とが配置さ
   れたことを特徴とするプレート型熱交換器。
2. 【請求項２】 互いに外周が整合し、少なくとも一方が
   皿状に形成された一対のプレート１，２を有し、それら
   の外周が互いに密に重ね合わされて、両プレート１，２
   の内部に断面偏平な偏平流路３が形成され、 その偏平流路３の長手方向両端部位置で、前記プレート
   １，２に一対の流体出入口４が開口され、 そのプレート１，２の平面内周形状に整合する外周を有
   するインナーフィン５が、前記偏平流路３に内装され、 そのインナーフィン５の前記流体出入口４の位置に、平
   面楕円または略菱形の変形開口部６ｂが形成され、その
   変形開口部６ｂの長軸が前記長手方向に直交するように
   配置されたことを特徴とするプレート型熱交換器。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、 前記インナーフィン５は、金属板を矩形波または台形波
   状に曲折して、その波が幅方向に進行し、その波の稜線
   方向に隣り合う波形ａ，ｂ間の位相がずれてなり、略そ
   のずれ分だけ波の立ち上がり部および立ち下がり部に切
   り起こし開口ｃが長手方向に向けて形成されてなり、前
   記稜線方向がインナーフィン５の長手方向となるプレー
   ト型熱交換器。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項３において、 前記主開口部６が前記流体出入口４に整合する平面円形
   に形成され、その主開口部６の直径線上で一対の前記副
   開口部７がその主開口部６の直径に比し著しく小なる幅
   のスリット状に欠切されたプレート型熱交換器。
5. 【請求項５】 請求項２において、 前記変形開口部６ｂが略菱形に形成され、その短軸上の
   近傍および長軸上の近傍が平面円弧状に形成され、その
   円弧と菱形の四辺とが滑らかに連結されたプレート型熱
   交換器。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれかにおい
   て、 一対の前記プレート１，２ならびにそれらに内装された
   前記インナーフィン５によりエレメントが構成され、複
   数のそのエレメントが夫々の前記流体出入口４で連通し
   て、積層されてなるプレート型熱交換器。