JP2001263978A - プレート式熱交換器 - Google Patents

プレート式熱交換器

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正弥 伊豆
Tadao Abe
忠夫 阿部
Tadayoshi Sudo
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    • Y02B30/62Absorption based systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性に優れたプレート式熱交換器を提供す
る。 【解決手段】 一面に流入口11L、11Rと、流出口
12L、12Rを備えたケース部材10に、ケース部材
10の前記流出入口と同じ位置に開口部21を有する複
数の伝熱板20を収納し、一方の流入口から入った流体
と他方の流入口から入った流体が各伝熱板20の異なる
面の側に案内され、対応する流出口から出る過程で熱交
換するプレート式熱交換器において、伝熱板20は外周
寸法をケース部材10の内周寸法より僅かに大きく形成
すると共に、その外周部を上方または下方に屈曲してフ
ラップ25を形成し、ケース部材10に収納する際にフ
ラップ25の変形により側板16の内面に沿わせ、且
つ、フラップ25の変形により生じる弾性応力によって
側板16の内面にフラップ25の端部が密着し、伝熱板
20によって区画される上下の空間を水密状態で区画す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸収冷凍機の低温
熱交換器・高温熱交換器などに使用することのできるプ
レート式熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のプレート式熱交換器としては、
例えば特許第2893629号のように、重ね合わせた
2枚の薄板成形板の周囲と通路口を接合して袋状の伝熱
板とし、その袋状伝熱板を複数積層した伝熱板群をケー
ス部材に収納設置し、前記薄板成形板を挟んで温度の異
なる2種類の流体を流し、熱交換させるようにした構造
のものが周知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特許第289
3629号のプレート式熱交換器においては、重ね合わ
せた2枚の薄板成形板の全周と通路口を溶接、ロー付け
などの手段で接合して袋状の伝熱板を作成し、薄板成形
板を挟んで流す温度の異なる2種類の流体が混ざり合わ
ないようにしていたので、溶接、ロー付けなどで欠陥が
生じないように接合するために機械加工に高い精度が要
求されると共に、接合部が長くなってコストアップを招
くと云った問題点があり、その解決が課題となってい
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、一面に出入口をそれぞれ2個備えたケース部
材に、ケース部材の前記出入口と同じ位置に開口部を有
する複数の伝熱板を収納し、ケース部材の一方の入口か
ら流入した流体と他方の入口から流入した流体が各伝熱
板の異なる面の側に案内され、ケース部材の対応する出
口から流出する過程で熱交換するプレート式熱交換器に
おいて、各伝熱板の外周端部をケース部材の内面に押圧
して密着し、各伝熱板の両面に形成する液体の流路同士
を分離するようにした第1の構成のプレート式熱交換器
と、
【0005】前記第1の構成のプレート式熱交換器にお
いて、伝熱板が弾性部材からなるようにした第2の構成
のプレート式熱交換器と、
【0006】前記第1または第2の構成のプレート式熱
交換器において、伝熱板の周端部を屈曲形成するように
した第3の構成のプレート式熱交換器と、
【0007】前記第1〜第3何れかの構成のプレート式
熱交換器において、ケース部材の入口と出口との離間寸
法を、入口同士および出口同士の離間寸法より大きく形
成するようにした第4の構成のプレート式熱交換器と、
を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0009】図1と図2に例示したプレート式熱交換器
100は、剛性の大きい素材、例えば鉄製のケース部材1
0に複数、例えば9枚の伝熱板20を収納したものであ
る。
【0010】ケース部材10の表面積が大きい1面に
は、流入口11Lと11R、流出口12Lと12Rが図
示したように、すなわち流入口11Lと11R同士、流
出口12Lと12R同士はそれぞれ接近して設けられ、
流入口11Lと流出口12L、流入口11Rと流出口1
2Rはそれらより離間して設けられている。そして、各
流出入口には連結用パイプ13が設けられ、図示しない
パイプが接続できるように構成してある。
【0011】伝熱板20は、板厚が例えば0.5mmの
鉄製であり、ケース部材10の流入口11Lと11R、
流出口12Lと12Rに対応する部位に開口21を備え
ている。また、伝熱板20は、流入口11L、流出口1
2Lの側と、流入口11R、流出口12Rの側とが段違
い22に形成され、図1右側の高面部20Hの高い部分
には図1左側の低面部20Lの低い側から底面が低面部
20Lのレベルの溝23が延設され、低面部20Lの低
い部分には高面部20Hの高い側から頂面が高面部20
Hのレベルの隆起部24が延設されて、流入口11
(L、R)と流出口12(L、R)の間が波形に形成さ
れている。
【0012】そして、ケース部材10の内側では、最下
部に位置する伝熱板20の低面部20Lが図2の左側
に位置してその下面がケース部材10の下板14の内面
に当接し、その伝熱板20の高面部20Hが図2の右
側に位置してその上に位置する伝熱板20の低面部2
0Lと当接し、その伝熱板20の高面部20Hがその
上に位置する伝熱板20の低面部20Lと当接し、各
伝熱板20は順次このように低面部20Lと高面部20
Hとが当接するように向きを変えて配設され、最上部に
位置する伝熱板20は高面部20Hが図2の右側に位
置してその上面が、ケース部材10の上板15の内面に
当接するように配設してある。
【0013】また、伝熱板20は、外周寸法をケース部
材10の内周寸法より僅かに大きく形成すると共に、そ
の外周部を上方または下方に屈曲してフラップ25を形
成し、ケース部材10に収納する際にフラップ25の変
形により側板16の内面に沿わせ、且つ、フラップ25
の変形により生じる弾性応力によって側板16の内面に
フラップ25の端部が密着し、伝熱板20によって区画
される上下の空間を水密状態で区画できるようにしてあ
る。
【0014】9枚の伝熱板20をケース部材10の内部
に上記のように配設したので、一方の流入口11Lから
流入した流体は、最下部に位置する伝熱板20とその
上に位置する伝熱板20との間の空間SL1と、さら
にその上に位置する伝熱板20と伝熱板20との間
の空間SL2と、伝熱板20と伝熱板20との間の
空間SL3と、伝熱板20と伝熱板20との間の空
間SL4と、最上部に位置する伝熱板20とケース部
材10の上板15との間の空間SL5に入り、他方の流
入口11Rから流入した流体は、最下部に位置する伝熱
板20とケース部材10の下板14との間の空間SR
1と、さらにその上に位置する伝熱板20と伝熱板2
との間の空間SR2と、伝熱板20と伝熱板20
との間の空間SR3と、伝熱板20と伝熱板20
との間の空間SR4と、伝熱板20と最上部に位置す
る伝熱板20との間の空間SR5に入る。
【0015】また、9枚の伝熱板20は、低面部20L
と高面部20Hの位置が1枚おきに左右入れ替わるよう
に水平面内で180°回転して配設したので、上下に位
置する伝熱板20同士では、溝23および隆起部24の
形成方向は交差する。
【0016】したがって、上下に位置する伝熱板20同
士は、流入口11(L、R)と流出口12(L、R)の
間は点接触し、流体が流れるための空間は十分に確保さ
れるので、流入口11Lから器内に流入し、空間SL
1、SL2、SL3、SL4、SL5に入った流体は、
それぞれ伝熱板20と伝熱板20の間、伝熱板20
と伝熱板20の間、伝熱板20と伝熱板20
間、伝熱板20と伝熱板20の間、伝熱板20
ケース部材10の上板15の間を通って流出口12Lか
ら器外に流出し、他方の流入口11Rから器内に流入
し、空間SR1、SR2、SR3、SR4、SR5に入
った流体は、それぞれ伝熱板20とケース部材10の
下板14との間、伝熱板20と伝熱板20との間、
伝熱板20と伝熱板20との間、伝熱板20と伝
熱板20との間、伝熱板20と伝熱板20との間
を通って流出口12Rから器外に流出することになり、
流入口11Lから器内に流入する流体と、流入口11R
から器内に流入する流体とは混ざり合うことはなく、温
度の異なる流体であれば両者は各伝熱板20を介して熱
交換する。
【0017】上記構成のプレート式熱交換器において
は、伝熱板20の屈曲形成したフラップ25の変形を利
用してケース部材10の側板16の内面に沿わせ、且
つ、フラップ25の変形により生じる弾性応力によって
側板16の内面にフラップ25の端部を密着し、伝熱板
20によって区画される上下の空間を水密状態で区画す
るものであるから、特許第2893629号のプレート
式熱交換器などに比べて部品の加工精度を高くする必要
がない。
【0018】また、重ね合わせた2枚の伝熱板20の全
周と開口21に臨む部分を溶接やロー付けなどの手段で
接合して袋状にするものではないので、圧力や温度の変
化に対する許容度が大きく、また、製造工程の大幅な短
縮も図れる。
【0019】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸
脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【0020】例えば、変形により生じる弾性応力によっ
て側板16の内面に沿わせ、且つ、密着させる伝熱板2
0の外周部は、図3(A)に示すようにU字状に形成し
ても良いし、同図(B)に示すようにS字状に形成した
り、同図(C)に示すように形成することもできる。
【0021】また、開口部21に臨む部分で当接する伝
熱板20同士を、溶接やロー付けなどで一体化し、流体
がその間に一切入り込まないようにすることもできる。
【0022】また、ケース部材10の上板15に臨んで
設置する伝熱板20には、流体を器外から伝熱管20の
間に案内するための適宜の長さのパイプを開口21の回
りに取り付けることも可能である。
【0023】また、上記実施形態においては、符号11
(L、R)を流体の流入口、符号12(L、R)を流体
の流出口として説明したが、2種類の流体が逆方向に流
れる対向流となるように、例えば符号11Lを一方の流
体の流入口、符号12Lをその流体の流出口、符号12
Rを他方の流体の流入口、符号11Rをその流体の流出
口として使用することもできる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は伝熱板の
外周端部をケース部材の内面に押圧して密着し、各伝熱
板の両側に形成する液体の流路同士を水密状態に区画す
るプレート式熱交換器であるから、特許第289362
9号のプレート式熱交換器などに比べて部品の加工精度
を高くする必要がない。
【0025】また、重ね合わせた2枚の伝熱板の外周部
分などを溶接やロー付けなどの手段で接合して袋状にす
るものではないので、圧力や温度の変化に対する許容度
が大きく、また、製造工程の大幅な短縮も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態を示す説明図である。
【図2】図1のA−A断面を示す説明図である。
【図3】変形実施形態の要部を示す説明図である。
【符号の説明】
10 ケース部材 11L、11R 流入口 12L 12R 流出口 13 連結用パイプ 14 下板 15 上板 16 側板 20 伝熱板 20H 高面部 20L 低面部 21 開口 22 段違い 23 溝 24 隆起部 25 フラップ 100 プレート式熱交換器
フロントページの続き (72)発明者 阿部 忠夫 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 須藤 唯義 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 3L093 MM02 3L103 AA01 BB33 DD57 DD58 DD62

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一面に出入口をそれぞれ2個備えたケー
    ス部材に、ケース部材の前記出入口と同じ位置に開口部
    を有する複数の伝熱板を収納し、ケース部材の一方の入
    口から流入した流体と他方の入口から流入した流体が各
    伝熱板の異なる面の側に案内され、ケース部材の対応す
    る出口から流出する過程で熱交換するプレート式熱交換
    器において、各伝熱板の外周端部をケース部材の内面に
    押圧して密着し、各伝熱板の両面に形成する液体の流路
    同士を分離したことを特徴とするプレート式熱交換器。
  2. 【請求項2】 伝熱板が弾性部材からなることを特徴と
    する請求項1記載のプレート式熱交換器。
  3. 【請求項3】 伝熱板の周端部が屈曲形成されたことを
    特徴とする請求項1または2記載のプレート式熱交換
    器。
  4. 【請求項4】 ケース部材の入口と出口との離間寸法
    が、入口同士および出口同士の離間寸法より大きく形成
    されたことを特徴とする請求項1〜3何れかに記載のプ
    レート式熱交換器。
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JP2004150672A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Toyo Radiator Co Ltd プレート型熱交換器
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