JP2000249486A - 積層式熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流路プレートと隔壁プレートとの間の接合を
良好にして、熱交換流体の漏れがなく、信頼性を向上さ
せる。 【解決手段】 熱交換流体Ａの流路７を有する流路プレ
ート４と、熱交換流体Ｂの流路１３を有する流路プレー
ト６とを、隔壁プレート５を介して順次積層し、ついで
垂直荷重を加えて加圧する場合に、この垂直荷重が加わ
り難い流路７、１３の端部に、他の部分よりも幅が小さ
い流路１８、１９、２０、２１を形成することにより、
垂直荷重が加わる領域が増えることになって荷重量が増
大し、流路プレート４、６と隔壁プレート５との接合が
良好となり、熱交換流体Ａ、Ｂの漏れがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換流体として
液体および相変化を伴う気体との気液２相の流体を用い
る積層式熱交換器およびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱交換器の小型・軽量化を目的と
して、図１１に示すような積層式熱交換器が提案されて
いる。なお、図１１は積層式熱交換器の内部の構成が説
明できるように、一部を切断して模式的に示したもので
ある。

【０００３】熱交換流体Ａは、エンドプレート４１の入
口管４２よりヘッダー４３へ流入する。ヘッダー４３、
４９、５２、５５は、貫通孔を設けた流路プレート４
４、４６、および隔壁プレート４５を多数枚順次積層す
ることにより形成される空間で、入口管４２、５１およ
び出口管５０、５６と流路を結んでいる。ヘッダー４３
に流入した熱交換流体Ａは、第１の流路プレート４４に
形成されたスリット状のこの流路４７に入る。流路４７
の側部には支持部４８が設けられており、この支持部４
８は、各プレートを順次積層して一体化接合した際に内
部の圧力を支える部分となる。熱交換流体Ａは流路４７
を流れて再びヘッダー４９に集められ、出口管５０より
流出する。

【０００４】一方、熱交換流体Ｂは、入口管５１よりヘ
ッダー４３と同様に形成されたヘッダー５２に流入し、
第２の流路プレート４６に形成されたスリット状の流路
５３に入る。この流路５３の側部にも支持部５４が設け
られている。流路５３を流れた熱交換流体Ｂはヘッダー
５５で集められ、出口管５６より流出する。

【０００５】熱交換流体Ａ、Ｂの隔壁となる隔壁プレー
ト４５には、各プレートを層時にヘッダー４３、４９、
５２、５５を形成する貫通孔が設けられている。これら
の流路プレート４４、４６および隔壁プレート４５はエ
ンドプレート４１およびエンドプレート５７の間に、流
路プレート４４、隔壁プレート４５、流路プレート４
６、隔壁プレート４５の順で多数積層し、熱交換流体
Ａ、Ｂが漏れないように各プレート間を完全に密着接合
することにより、積層式熱交換器を形成される。流路４
７を流れる熱交換流体Ａは、上下に位置する２つの隔壁
プレート４５を介して、流路５３を流れる熱交換流体Ｂ
と熱交換を行うことになる。

【０００６】このような積層式熱交換器を形成する際
に、流路プレートと隔壁プレートとを機密に接合する方
法としては、拡散溶接したり、ロウ付けしたり、あるい
は特開昭１−１４５９５号公報に開示されているように
接着したりする方法が用いられる。拡散溶接する方法
は、真空内でプレート材質の融点より少し低い温度まで
昇温して加圧し、接触面の材料同士の拡散によって一体
化接合するものである。また、ロウ付けする方法は、接
合面に母材よりも融点の低いロウ材を塗布し、その融点
以上まで昇温して加圧し、溶融したロウ材を母材へ拡散
させることによって一体化接合するものである。一方、
接着する方法は接合面にエポキシ系等の接着剤をシルク
スクリーンプロセスの印刷方法により塗布し、加熱硬化
処理を行うものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の積層式熱交換器では、以下のような課題が生
じて好ましくなかった。

【０００８】流路プレート４４、４６および隔壁プレー
ト４５の一体化接合を拡散溶接を用いて行う場合、それ
ぞれのプレート間の密着性が悪いと、接合部に隙間が生
じて流体のリークの原因となり易いという課題があっ
た。例えば、図１２は、図１１に示した積層式熱交換器
を矢印ＣＣにおいて断面した模式図であるが、第１の流
路プレート４４および第２の流路プレート４６を、隔壁
プレート４５を介して積層した状態を示している。この
ような状態で加圧して昇温すると、外周部の矢印Ｃで示
した部分は全てのプレートが密着した状態で積層されて
いるので、加圧時の垂直荷重が十分に加わりプレート間
の密着性も良好になり、十分に接合が行われ易い。

【０００９】しかし一方、矢印Ｄで示した部分は、途中
に流路４７が介在するため、垂直荷重が十分に加わり難
く、プレート間の密着性が損なわれ、接合不良の原因と
なり易いという課題があった。図１３は、図１１に示し
た積層式熱交換器の要部を上側から透過して見た平面模
式図であり、図１２における矢印Ｃ部分での垂直荷重が
加圧部Ｅに加わり、矢印Ｄ部分での垂直荷重が加圧部Ｆ
に加わっている。すなわち、ヘッダー４３、４９および
流路４７、５３が存在しない部分に、垂直荷重が加わる
場合は、図１２の矢印Ｃで示した部分の垂直荷重のよう
に、比較的広い領域に作用するのに対し、流路４７、５
３などが存在する部分に加わる垂直荷重は、矢印Ｄで示
した部分の垂直荷重のように、狭い領域にしか作用しな
いことがわかる。そして、垂直荷重が狭い領域のみに作
用すると、接合が不良となり、特に、ヘッダー４３、４
９の近傍で接合不良があると、ヘッダー４３、４９を流
れる熱交換流体Ａと流路５３を流れる熱交換流体Ｂとが
混合するという課題があった。また、ロウ付けする方法
の場合も同様に、プレート間の密着性が悪いと、接合部
に隙間が生じて流体がリークする原因となり易い。ま
た、接着する方法の場合、接合部の耐圧性や耐熱性等の
信頼性に乏しく、熱交換器の使用圧力や温度に著しい制
限があるという課題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、隔壁プレートを介して積層して加圧する第
１の流体プレートおよび第２の流体プレートに形成した
熱交換体の流露に、それぞれ荷重量を増大させる手段を
設けることとしている。

【００１１】そして、積層して加圧する際に、垂直荷重
が加わり難い部分の荷重量を、増大させる手段によって
増大されることになり、それぞれのプレート間は密着性
が良い状態で気密に接合され、熱交換流体相互の混合も
なく、積層式熱交換器の信頼性を高めることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、それぞれの請求項に記
載したような構成で実施することができ、以下それにつ
いて作用効果を併記して説明する。

【００１３】本発明は請求項１に記載したように、１次
側流体の流路をスリット状に形成した第１の流路プレー
トと、２次側熱交換流体の流路をスリット状に形成した
第２の流路プレートとを、隔壁プレートを介して順次積
層し、前記の第２の流路プレートと隔壁プレートとの接
触面と対向する位置にある第１の流路プレートの流路の
幅が他の位置にある流路の幅よりも小さく、前記の第１
の流路プレートと隔壁プレートとの接触面と対向する位
置にある第２の流路プレートの流路の幅が他の位置にあ
る流路の幅よりも小さくする。

【００１４】そして、積層して加圧する際に、垂直荷重
が加わり難い部分の荷重量を、増大させる手段によって
増大されることになり、それぞれのプレート間は密着性
良く接合することができ、熱交換流体の漏れがなく、信
頼性が高い積層式熱交換器を歩留まり良く提供すること
ができる。

【００１５】また、請求項２に記載したように、１次側
流体の流路をスリット状に形成した第１の流路プレート
と、２次側熱交換流体の流路をスリット状に形成した第
２の流路プレートとを、隔壁プレートを介して順次積層
し、前記の第２の流路プレートと隔壁プレートとの接触
面と対向する位置にある第１の流路プレートの流路に、
その端部から突出する加圧補助部を設け、前記の第１の
流路プレートと隔壁プレートとの接触面と対向する位置
にある第２の流路プレートの流路に、端部から突出する
加圧補助部を設ける。

【００１６】そして、流体プレートの流路に加圧補助部
を設けるだけの簡単な手段で、積層したプレートを加圧
する際に、垂直荷重が加わり難い部分の流路に加圧補助
部を形成しているので、この部分の荷重量を増大させる
ことができ、それぞれのプレート間を密着性良く接合す
ることができ、熱交換流体の漏れがなく、信頼性が高い
積層式熱交換器を歩留まり良く提供することができる。

【００１７】また、請求項３に記載したように、１次側
熱交換流体の流路に荷重量増大手段を形成した第１の流
路プレートと、２次側熱交換流体の流路に荷重量増大手
段を形成した第２の流路プレートとを、隔壁プレートを
介して順次積層し、ついで加圧した状態で加熱してそれ
ぞれのプレート間を接合する。

【００１８】ここで、流路に形成知る荷重量増大手段と
しては、請求項１に記載した積層式熱交換器が備えてい
るように、流路に他の部分よりも幅が小さい部分を形成
したり、請求項２に記載した積層式熱交換器が備えてい
るように、流路に加圧補助部を形成したりすることによ
り得られる。そして、煩雑な行程を必要としない拡散溶
接により、積層式熱交換器を構成するそれぞれのプレー
トの間を密着性良く接合することができ、熱交換流体も
漏れがなく、信頼性が高い積層式熱交換器を歩留まり良
く提供することができる。

【００１９】また、請求項４に記載したように、１次側
熱交換流体の流路に荷重量増大手段を形成し、表面にロ
ウ材を設置した第１の流路プレートと、２次側熱交換流
体の流路に荷重量増大手段を形成し、表面にロウ材を設
置した第２の流路プレートとを、隔壁プレートを介して
順次積層し、ついで加圧した状態で加熱してそれぞれの
プレート間を接合する。

【００２０】そして、ロウ付けによる接合は比較的小さ
な荷重量で行うことができるので、製造設備を簡素化
し、積層式熱交換器を構成するそれぞれのプレートの間
を密着性良く接合して、熱交換流体の漏れがなく、信頼
性が高い積層式熱交換器を歩留まり良く、安価に提供す
ることができる。

【００２１】さらに、請求項５に記載したように、１次
側流体の流路となるスリットに形成した第１の流路プレ
ートと、２次側流体の流路をスリット状に形成した第２
の流路プレートとを、隔壁プレートを介して順次積層
し、ついで加圧した状態で加熱してそれぞれのプレート
間を接合したのち、前記の流路と連通するヘッダーを形
成する。

【００２２】そして、それぞれのプレートを積層して加
圧する段階では、ヘッダーを形成する貫通孔が、それぞ
れのプレートに存在しないので、加圧領域が増大し、加
圧時に垂直加重が加わり難い部分の近傍まで、荷重を作
用させることができ、積層式熱交換器を構成するそれぞ
れのプレートの間を密着性良く接合して、熱交換流体の
漏れがなく、信頼性が高い積層式熱交換器を歩留まり良
く、安価に提供することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１〜図１
０を参照して説明する。

【００２４】（実施例１）図１は本発明の実施例１によ
るの積層式熱交換器の構成を示す構成図である。なお、
図１は積層式熱交換器の内部の構成が説明できるよう
に、一部を分解して示している。

【００２５】熱交換流体Ａはエンドプレート１に設置さ
れた入口管２よりヘッダー３へ流入する。ヘッダー３、
９、１２、１５は、貫通孔を設けた流路プレート４、６
および隔壁プレート５を順次多数積層することにより形
成される空間で、入口管２、１１および出口管１０、１
６と流路を結んでいる。ヘッダー３に流入した熱交換流
体Ａは、平板状の第１の流路プレート４にスリット状に
形成された幅の小さい流路１８を通じてより幅の広い流
路７に入る。流路７の側部には支持部８が設けられてお
り、この支持部８は各プレートを積層した際に内部の圧
力を支える部分となる。流路７を流れた熱交換流体Ａ
は、スリット状で幅の小さい流路１９を通じてヘッダー
９に集められ、出口管１０より流出する。

【００２６】一方、熱交換流体Ｂは、入口管１１よりヘ
ッダー１２に流入し、第２の流路プレート６に形成され
たスリット状の幅の小さい流路２０を通じてより幅の広
い流路１３に入る。なお、流路１３の側部には上記と同
様に支持部１４が設けられている。流路１３を流れた熱
交換流体Ｂはスリット状で幅の小さい流路２１を通じて
ヘッダー１５で集められ、出口管１６より流出する。こ
こで、第１の流路プレート４の流路１８、１９は流路７
よりも流路幅が小さく、流路７の両側に設けられ、第２
の流路プレート６の流路２３および２４は流路２０、２
１は流路１３よりも流路幅を小さく流路１３の両側に設
けられている。隔壁プレート５には、各プレートを積層
した時にヘッダー３、９、１２、そして流路１５を形成
する貫通孔が設けられている。

【００２７】そして流路プレート４、隔壁プレート５、
流路プレート６、隔壁プレート５の順で多数積層し、上
下両面にエンドプレート１、１７を積層して完全に密着
接合することにより、積層式熱交換器を形成するので、
熱交換流体Ａ、Ｂは外部に漏れることがなく、また相互
に混合されることもなく、ヘッダー３、９、１２、１５
および流路７、１３を流れることが可能となる。この
時、流路７を流れる熱交換流体Ａは、その上下に位置す
る２つの隔壁プレート５を介して、流路１３を流れる熱
交換流体Ｂと熱交換を行うことになる。

【００２８】次に、このような積層式熱交換器を製造す
る方法について、図２を参照して具体的に説明する。図
２は、図１に示した積層式熱交換器の矢印ＣＣにおける
断面を示しており、各プレートの積層状態を解り易く示
したものである。

【００２９】上下のエンドプレート１、１７の間に、第
１の流路プレート４および第２の流路プレート６が、隔
壁プレート５を介して順次積層されている。各流路プレ
ート４、６および隔壁プレート５の流路７、１３、１
８、１９、２０、２１およびヘッダー３、７、１２、１
５を形成する貫通孔の加工は、プレス加工により行われ
る。

【００３０】第１の流路プレート４の流路７は、第２の
流路プレート６の流路１３に対して隔壁プレート５を介
し、直交して対向する位置に形成されている。一方、こ
の流路７と連通しかつ流路幅の小さい流路１８、１９
は、第２の流路プレート６と隔壁プレート５との接触面
に対向する位置に形成されている。図２においては、流
路１８ｍ、１９はヘッダー３、９の近傍に位置し、第２
の流路プレート６の左右端に位置する支持部１４に対向
する位置に形成されることになる（図１参照）。第２の
流路プレート６にも、ヘッダー１２、１５の近傍に位置
し、第１の流路プレート４の上下端に位置する指示部１
８と対向する位置に同様な流路２０、２１が形成されて
いる（図１参照）。

【００３１】上記の各プレートを順次積層し、上から荷
重を加えて加圧し、密着した状態で加熱することにより
一体化接合を行う。このとき、図２に示す各プレートの
外周部の矢印Ｃで示した部分は全てのプレートが密着し
た状態で積層されており、加圧時の垂直荷重が十分に加
わり、プレート間の密着性も良好になるため、十分に拡
散溶接が行われる。

【００３２】一方、矢印Ｄで示した部分については、流
路７より流路幅の狭い流路１８、１９が設けられている
ため、その幅が小さいだけプレート部分が存在するの
で、垂直荷重が拡大され、良好な拡散溶接をすることが
できる。その結果、ヘッダー３、９近傍での接合不良を
回避することができ、ヘッダー３、９を流れる熱交換流
体Ａと流路１３を流れる熱交換流体Ｂとの混合を防止す
ることができる。

【００３３】図３は、図１に示した積層式熱交換器の要
部を部分的に上側から透過して見た平面模式図であり、
加圧部Ｅ、Ｆ、Ｇの部分が、加圧時に垂直荷重の加わる
領域である。具体的には、ヘッダー３、９および流路
７、１８、１９が存在しない部分に、垂直荷重が加わる
ことになる。図２の矢印Ｃで示した部分の垂直荷重は、
加圧部Ｅで示された領域に作用し、また、図２の矢印Ｄ
で示した部分の垂直荷重は、加圧部Ｆで示された領域に
作用する。流路幅の小さい流路１８がない場合は、垂直
荷重は加圧部Ｇと同等の面積の領域に加わることにな
る。

【００３４】このように、流路７より幅の狭い流路１８
を流路７の端部に設けることにより、加圧部Ｇよりも面
積の広い加圧部Ｆに垂直荷重が加わることになり、加圧
領域が拡大される。

【００３５】したがって、流路７をスリット状に形成し
た平板状の第１の流路プレート４と、流路１３をスリッ
ト状に形成した平板状の第２の流路プレート６とを、平
板状の隔壁プレート５を介して順次積層して一体構造の
積層式熱交換器を形成する場合、第２の流路プレート６
と隔壁プレート５との接触面と対向する位置にある第１
の流路プレート４の流路１８、１９の幅を、対向しない
位置にある流路７の幅よりも小さくし、かつ、第１の流
路プレート４と隔壁プレート５との接触面と対向する位
置にある第２の流路プレート６の流路２０、２１の幅
も、対向しない位置にある流路１３の幅よりも小さくす
ると、加圧時に垂直荷重が加わり難い部分の荷重量を増
大させ、プレート間の密着性を確保することができ、歩
留まりに優れ信頼性の高い積層式熱交換器を提供するこ
とができる。

【００３６】なお、実施例１では、第２の流路プレート
６と隔壁プレート５との接触面と対向する位置におい
て、第１の流路プレート４の流路幅を小さくするとした
が、接合不良を起こしても熱交換流体Ａ、Ｂが混合する
惧れがないヘッダー近傍以外の位置の部分については、
特に流路幅を変える必要はなく、これは、第２の流路プ
レート６の場合についても同様である。

【００３７】（実施例２）図４は本発明の実施例２によ
る積層式熱交換器の構成を示す模式図であり、実施例１
とほぼ同様の構成であるため、ここでは説明を省略す
る。実施例１の場合と異なるのは、第１の流路プレート
４の流路７の端部から突出状の加圧補助部２２、２３を
設けて部分的に加圧領域を拡大している点である。な
お、第２の流路プレート６の流路１３の端部にも同様に
突出状の加圧補助部２４、２５を設けている。流路プレ
ート４、６の加圧補助部２２、２３、２４、２５は、流
路７、１３およびヘッダー３、９、１２、１５を形成す
る貫通孔の加工と同時にプレス加工により形成される。

【００３８】図５は、図４に示した積層式熱交換器の矢
印ＣＣにおける断面を示しており、積層時の各プレート
の設置状態を解り易く示したものである。上下のエンド
プレート１、１７の間に、第１の流路プレート４および
第２の流路プレート６が、隔壁プレート５を介して順次
積層されている。

【００３９】第１の流路プレート４の加圧補助部２２、
２３は、第２の流路プレート６と隔壁プレート５との接
触面と対向する位置に形成され、図５に示す場合におい
ては、第２の流路プレート６の左右端に位置する支持部
１４と隔壁プレート５を介して対向する位置に形成され
ている。なお、第２の流路プレート６にも、同様な位置
に加圧補助部２４、２５が形成されている。

【００４０】このような、加圧補助部２２、２３が設け
られている流路プレート４と、加圧補助部２４、２５が
設けられている流路プレート６とを隔壁プレート５を介
して積層し、上から荷重を加えて加圧し、密着した状態
で加熱することにより一体化接合を行う。このとき、外
周部の矢印Ｃで示した部分では全てのプレートが密着し
た状態で積層されており、加圧時の垂直荷重が十分に加
わってプレート間の密着性も良好になるため、十分に拡
散溶接が行われる。

【００４１】一方、矢印Ｄで示した部分についても、流
路７に突出する加圧補助部２２、２３が設けられている
ため、それにより垂直荷重が加わる面積が増大して垂直
荷重が拡大され、良好な拡散溶接をすることができる。
そして、ヘッダー３、９近傍での接合不良を回避するこ
とができ、ヘッダー３、９を流れる熱交換流体Ａと流路
１３を流れる熱交換流体Ｂとの混合を防止することがで
きる。

【００４２】図６は、図４に示した積層式熱交換器の要
部を部分的に上側から透過して見た平面模式図であり、
加圧部Ｅ、Ｇ、Ｈの部分が垂直荷重の加わる領域であ
る。具体的には、ヘッダー３、９および流路７、１３が
存在しない部分に、垂直荷重が加わることになる。図５
の矢印Ｃで示した部分の垂直荷重は、加圧部Ｅで示され
た領域に作用し、また、図５の矢印Ｄで示した部分の垂
直荷重は、加圧部Ｇ、Ｈで示された領域に作用する。流
路７に加圧補助部２２、２３がない場合は、垂直荷重は
加圧部Ｇにのみ加わることになる。このように、加圧補
助部２２、２３を設けることにより、加圧部Ｇに加え
て、加圧部Ｈにも垂直荷重が加わることになり、加圧領
域が拡大されることになる。

【００４３】したがって、流路７をスリット状に形成し
た平板状の第１の流路プレート４と、流路１３をスリッ
ト状に形成した平板状の第２の流路プレート６とを、平
板状の隔壁プレート５を介して順次積層して一体構造の
積層式熱交換器を形成する場合、第２の流路プレート６
と隔壁プレート５との接触面と対向する位置にある第１
の流路プレート４の流路７に、その端部から内方へ突起
する加圧補助部２２、２３を設け、さらに第１の流路プ
レート４と隔壁プレート５との接触面と対向する位置に
ある第２の流路プレート６の流路１３、その端部から内
方へ突出する加圧補助部２４、２５を設けているので、
加圧時に垂直荷重が加わり難い部分の荷重量を増大さ
せ、プレート間の密着性を確保することができ、歩留ま
りに優れ信頼性の高い積層式熱交換器を提供することが
できる。

【００４４】（実施例３）図７は本発明の実施例３によ
る積層式熱交換器の構成を示す模式図であり、実施例
１、２とほぼ同様の構成であるため、ここでは説明を省
略する。

【００４５】実施例２と異なるのは、流路プレート４、
６および隔壁プレート５を積層して接合時には、流路プ
レート４、６と、隔壁プレート５とには、ヘッダー３、
９、１２、１５を形成する部分に貫通孔が形成されてい
ない点である。ヘッダー３、９、１２、１５は、流路プ
レート４、６および隔壁プレート５を積層し、加圧した
状態で加熱して、各プレート間を接合した後、ワイヤー
カット加工等の切削加工により形成する。なお、エンド
プレート１には、入口管２、１１を設置した入口部材２
６、２７と、出口管１０、１６を設置した出口部材２
８、２９とが溶接等により接合されている。また、エン
ドプレート１７には、ヘッダー３、９、１２、１５の底
面を閉塞する閉塞部材３０が溶接等により接合されてい
る。こうして、熱交換流体Ａ、Ｂとは外部に漏れること
なく、ヘッダー３、９、１２、１５および流路７、１３
を流れることが可能となる。この時、流路７を流れる熱
交換流体Ａは、その上下に位置する２つの隔壁プレート
５を介して、流路１３を流れる熱交換流体Ｂと熱交換を
行うことになる。

【００４６】図８は、図７に示した積層式熱交換器の矢
印ＣＣにおける断面を示しており、積層時の各プレート
の設置状態を解り易く示したものである。上下のエンド
プレート１、１７の間に、第１の流路プレート４および
第２の流路プレート４および６が、隔壁プレート５を介
して順次積層されている。

【００４７】第１の流路プレート４の加圧補助部２２、
２３は、第２の流路プレート６と隔壁プレート５との接
触面と対向する位置に形成され、図８に示す場合におい
ては、第２の流路プレート６の左右端に位置する支持部
１４と隔壁プレート５を介して対向する位置に形成され
ている。なお、第２の流路プレート６にも、同様な位置
に加圧補助部２４、２５が形成されている。

【００４８】内方に突出する加圧補助部２２、２３が設
けられている流路プレート４と、内方に突出する加圧補
助部２４、２５が設けられている流路プレート６とを隔
壁プレート５を介して積層し、上から荷重を加えて加圧
し、密着した状態で加熱することにより一体化接合を行
う。このとき、外周部の矢印Ｃで示した部分では全ての
プレートが密着した状態で積層されており、加圧時の垂
直荷重が十分に加わってプレート間の密着性も良好にな
るため、十分に拡散溶接が行われる。

【００４９】一方、矢印Ｄで示した部分についても、流
路７に突出する加圧補助部２２、２３が設けられている
ため、その部分にも荷重が加わって垂直荷重が拡大さ
れ、良好な拡散溶接をすることができる。そしてヘッダ
ー３、９近傍での接合不良を回避することができ、ヘッ
ダー３、９を流れる熱交換流体Ａと流路１３を流れる熱
交換流体Ｂとの混合を防止することができる。

【００５０】図９は、図７に示した積層式熱交換器の要
部を部分的に上側から透過して見た平面模式図であり、
加圧部Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｉの部分が垂直荷重の加わる領域で
ある。具体的には、流路７、１３が存在しない部分に、
垂直荷重が加わることになる。図８の矢印Ｃで示した部
分の垂直荷重は、加圧部Ｅで示された領域に作用し、ま
た、図８の矢印Ｄで示した部分の垂直荷重は、加圧部
Ｇ、Ｈ、Ｉで示された領域に作用する。流路７に加圧補
助部２２、２３がない場合は、垂直荷重は加圧部Ｇにの
み加わることになる。このように、加圧補助部２２、２
３を設けることにより、加圧部Ｇに加えて、加圧部Ｈに
も垂直荷重が加わることになり、加圧領域が拡大される
ことになる。また、ヘッダー３、９、１２、１５に相当
する部分は積層後に加工するため、加圧部Ｉにも垂直荷
重が加わることになる。したがって、加圧が不十分なこ
とにより接合不良を発生する領域を著しく低減すること
ができ、良好な拡散溶接をすることができる。

【００５１】したがって、流路７をスリット状に形成し
た平板状の第１の流路プレート４と、流路１３をスリッ
ト状に形成した平板状の第２の流路プレート６とを、平
板状の隔壁プレート５を介して順次積層して一体構造の
積層式熱交換器を形成する場合、これら積層したものを
加圧した状態で加熱することにより接合を行った後、流
路プレート４、６の流路７、１３と連通するヘッダー
３、９、１２、１５を切削加工により形成するので、加
圧領域が格段に増大され、加圧時に垂直荷重が加わり難
い部分のごく近傍まで荷重を作用することができ、プレ
ート間の密着性を確保することができ、より確実に信頼
性の高い積層式熱交換器を提供することができる。

【００５２】（実施例４）本発明の実施例４による積層
式熱交換器の構成は、図４に示した実施例２の場合の構
成とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略する。実
施例２の場合と異なるのは、第１の流路プレートおよび
第２の流路プレート６と隔壁プレート５との間にロウ材
が設置されている点である。

【００５３】図１０は、図４に示した積層式熱交換器の
矢印ＣＣにおける断面を示しており、積層時の各プレー
トの設置状態を解り易く示したものである。上下のエン
ドプレート１、１７の間に、鍍金によりロウ材層３１を
両面に設けた第１の流路プレート４および鍍金によりロ
ウ材層３２を両面に設けた第２の流路プレート４、６
が、隔壁プレート５を介して順次積層されている。流路
プレート４、６および隔壁プレート５の流路７、１３お
よびヘッダー３、９、１２、１５を形成する貫通孔の加
工は、プレス加工により行われ、表面にはロウ材層を形
成する鍍金処理が施される。例えば、各プレートの材質
がステンレスである場合、鍍金としてはニッケルとリン
を主成分としたものが一般的であり、通常の無電解鍍金
法または電気鍍金法により行うことができる。

【００５４】このように、表面にロウ材層３１、３２が
形成された流路プレート４６を積層し、上から荷重を加
えて加圧し、密着した状態で加熱することにより一体化
接合を行う。このとき、外周部の矢印Ｃで示した部分は
全てのプレートおよびロウ材層が密着した状態で積層さ
れており、加圧時の垂直荷重が十分に加わりプレート間
の密着性も良好になるため、十分なロウ付けが行われ
る。一方、矢印Ｄで示した部分についても、流路７に、
流路幅の小さい流路１８、１９、２０、２１もしくは加
圧補助部２２、２３が設けられているため、それらによ
り垂直荷重が拡大され、良好なロウ付けをすることがで
きる。

【００５５】ロウ付けによる接合は、一般に拡散溶接に
比べ低荷重で行うことができるので、接合に必要な製造
設備が簡素化でき、安価で歩留まりに優れ信頼性の高い
積層式熱交換器を提供することができる。

【００５６】なお、上記の実施例１、２および４では、
隔壁プレート５は全て同一形状の貫通孔を有するものと
して説明したが、流路構成に応じて異なる形状としても
良い。また、各プレートに流路や貫通孔をプレス加工に
より形成するとしたが、エッチング加工等により形成し
ても良い。また、実施例４では、ロウ材として各流路プ
レートの両面に鍍金によりロウ材層を形成するとした
が、ペースト状のロウ材をスクリーン印刷により塗布す
るものや、シート状のロウ材を挿入するもの等、ロウ材
を容易に設置できるものであれば、いかなる方法でも良
い。

【００５７】さらに実施例２、３および４では、第２の
流路プレート６と隔壁プレート５との接触面と対向する
位置において、第１の流路プレート４の流路７に加圧補
助部を設けるとしたが、接合不良を起こしても熱交換流
体Ａ、Ｂが混合しないヘッダー近傍以外の位置である場
合は、特に加圧補助部を設けなくても構わない。これ
は、第２の流路プレート６の場合についても同様であ
る。

【００５８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５９】請求項１によれば、１次側熱交換流体の流
路をスリット状に形成した第１の流路プレートと、２次
側熱交換流体の流路をスリット状に形成した第２の流路
プレートとを、隔壁プレートを介して順次積層して積層
式熱交換器を構成し、前記第２の流路プレートと隔壁プ
レートとの接触面と対向する位置にある第１の流路プレ
ートの流路の幅が他の位置にある流路の幅よりも小さ
く、かつ前記第１の流路プレートと隔壁プレートとの接
触面と対向する位置にある第２の流路プレートの流路の
幅が他の位置にある流路の幅よりも小さくしているの
で、流路プレート上に形成された流路の幅を変えるだけ
の簡単な方法で、加圧時に垂直荷重が加わり難い部分の
荷重量を増大させ、プレート間の密着性を良好にして熱
交換流体の漏れがなく、歩留まりに優れ信頼性の高い積
層式熱交換器を提供することができる。

【００６０】また、請求項２によれば、請求項１の場合
と同様な構成の積層式熱交換器において、第２の流路プ
レートと隔壁プレートとの接触面と対向する位置にある
第１の流路プレートの流路に、その端部から突出する加
圧補助部を設け、さらに第１の流路プレートと隔壁プレ
ートとの接触面と対向する位置にある第２の流路プレー
トの流路にもその端部から突出する加圧補助部を設けて
いるので、流路プレート上に加圧補助部を設けるだけの
簡単な方法で、加圧時に垂直荷重が加わり難い部分の荷
重量を増大させ、プレート間の密着性を良好にして熱交
換流体の漏れがなく、歩留まりに優れ信頼性の高い積層
式熱交換器を提供することができる。

【００６１】また請求項３によれば、請求項１または２
に記載した積層式熱交換器を製造する場合に、第１の流
路プレートと第２の流路プレートとを、隔壁プレートを
介して順次積層し、ついで加圧した状態で加熱すること
によりそれぞれのプレート間の接合を行うので、煩雑な
工程を必要としない拡散溶接により、熱交換流体の漏れ
がなく歩留まりに優れ、信頼性の高い積層式熱交換器を
提供することができる。

【００６２】また、請求項４によれば、請求項１または
２に記載した積層式熱交換器を製造する場合に、第１の
流路プレートと隔壁プレートとの間および第２の流路プ
レートと隔壁プレートとの間にロウ材を設置し、加圧し
た状態で加熱することにより接合を行うので、比較的小
さな荷重量でそれぞれのプレート間をロウ付けにより接
合することができるため、製造設備を簡素化することが
でき、安価で歩留まりに優れ、信頼性の高い積層式熱交
換器を提供することができる。

【００６３】さらに、請求項５によれば、１次側熱交換
流体の流路をスリット状に形成した第１の流路プレート
と、２次側熱交換流体の流路をスリットに形成した第２
の流路プレートとを、隔壁プレートを介して順次積層
し、ついでこれらを加圧した状態で加熱することにより
それぞれのプレート間の接合を行った後に、流路プレー
トの各流路と連通するヘッダーを切削加工などにより形
成しているので、加圧領域が格段に増大され、加圧時に
垂直荷重が加わり難い部分のごく近傍まで荷重を作用さ
せることができ、それぞれのプレート間の密着性を良好
にし、より確実に信頼性の高い積層式熱交換器を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における積層式熱交換器の構
成模式図

【図２】同積層式熱交換器の要部を断面した模式図

【図３】同積層式熱交換器における要部の平面模式図

【図４】本発明の実施例２における積層式熱交換器の構
成模式図

【図５】同積層式熱交換器の要部を断面した模式図

【図６】同積層式熱交換器における要部の平面模式図

【図７】本発明の実施例３における積層式熱交換器の構
成模式図

【図８】同積層式熱交換器の要部を断面した模式図

【図９】同積層式熱交換器における要部の平面模式図

【図１０】本発明の実施例４における積層式熱交換器の
要部を断面した模式図

【図１１】従来における積層式熱交換器の構成模式図

【図１２】同積層式熱交換器の要部を断面した模式図

【図１３】同積層式熱交換器における要部の平面模式図

【符号の説明】

３、９、１２、１５ ヘッダー ４、６ 流路プレート ５ 隔壁プレート ７、１１３ 流路 １８、１９、２０、２１ 幅の小さい流路 ２２、２３、２４、２５ 加圧補助部 ３１、３２ ロウ材層 Ａ、Ｂ 熱交換流体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１次側流体の流路をスリット状に形成した
   第１の流路プレートと、２次側熱交換流体の流路をスリ
   ット状に形成した第２の流路プレートとを、隔壁プレー
   トを介して順次積層し、前記の第２の流路プレートと隔
   壁プレートとの接触面と対向する位置にある第１の流路
   プレートの流路の幅が他の位置にある流路の幅よりも小
   さく、前記の第１の流路プレートと隔壁プレートとの接
   触面と対向する位置にある第２の流路プレートの流路の
   幅が他の位置にある流路の幅よりも小さくした積層式熱
   交換器。
2. 【請求項２】１次側流体の流路をスリット状に形成した
   第１の流路プレートと、２次側熱交換流体の流路をスリ
   ット状に形成した第２の流路プレートとを、隔壁プレー
   トを介して順次積層し、前記の第２の流路プレートと隔
   壁プレートとの接触面と対向する位置にある第１の流路
   プレートの流路に、その端部から突出する加圧補助部を
   設け、前記の第１の流路プレートと隔壁プレートとの接
   触面と対向する位置にある第２の流路プレートの流路
   に、端部から突出する加圧補助部を設けた積層式熱交換
   器。
3. 【請求項３】１次側熱交換流体の流路に荷重量増大手段
   を形成した第１の流路プレートと、２次側熱交換流体の
   流路に荷重量増大手段を形成した第２の流路プレートと
   を、隔壁プレートを介して順次積層し、ついで加圧した
   状態で加熱してそれぞれのプレート間を接合する積層式
   熱交換器の製造方法。
4. 【請求項４】１次側熱交換流体の流路に荷重量増大手段
   を形成し、表面にロウ材を設置した第１の流路プレート
   と、２次側熱交換流体の流路に荷重量増大手段を形成
   し、表面にロウ材を設置した第２の流路プレートとを、
   隔壁プレートを介して順次積層し、ついで加圧した状態
   で加熱してそれぞれのプレート間を接合する積層式熱交
   換器の製造方法。
5. 【請求項５】１次側流体の流路となるスリットに形成し
   た第１の流路プレートと、２次側流体の流路をスリット
   状に形成した第２の流路プレートとを、隔壁プレートを
   介して順次積層し、ついで加圧した状態で加熱してそれ
   ぞれのプレート間を接合したのち、前記の流路と連通す
   るヘッダーを形成する積層式熱交換器の製造方法。