JP2004205055A - Plate type heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の皿状プレートを互いに逆向きに重ね合わせて周縁部を接合してエレメントを形成し、各エレメントどうしを夫々の連通孔において接合した積層型のプレート型熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
積層型のプレート型熱交換器は細長い皿状に形成され、その四隅部に夫々連通孔を有する第1プレートと第2プレートとを有し、第1プレートおよび第2プレートの周縁部を液密に接合してエレメントを形成し、各エレメントどうしを厚み方向に積層すると共に、各連通孔どうしを一体に接合したものが知られている。そして一方のプレートの表面側と裏面側とに夫々異なった流体を流通させ、両流体間に熱交換を行うものである。
【0003】
このようなプレートを積層したプレート型熱交換器において、各プレート間の隙間が極めて狭いものが存在する。そして各連通孔は一方側から僅かにバーリング加工され、その部分が整合する他のエレメントの開口に嵌着し、各エレメントどうしが整合されて熱交換器が形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような積層タイプのプレート型熱交換器において、連通孔の孔縁部の立ち上がり部をより高くすると、そこから各プレート間に流出入する流体の孔縁部における流通抵抗が増大する欠点がある。
また、そのバーリング加工部を小さくし過ぎると、各プレートを積層した際に一方の孔縁部に他方の孔縁部か載り上げ、組立て不良を起こすおそれがある。
【0005】
さらに各エレメントを構成する第1プレートと第2プレートとは、その周縁部において互いに整合するように、一方側の全縁部を環状に立ち上げ形成する必要がある。その場合、より精密な金型を必要とし嵌着の精度を高める必要がある。
また、周縁部をカシメにより位置決め固定する場合には、そのカシメ型が高価になる欠点があった。
そこで本発明は、これらの各種欠点を取り除き、各流体の出入口における流通抵抗を減少すると共に、組立てが容易で金型の製作が容易なプレート型熱交換器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の本発明は、夫々互いに離間した一対づつの出入口(1) (2) が開口され、少なくとも一方の周縁が立ち上げられて皿状に形成された一対の第1プレート(3) と第2プレート(4) とを有し、
その第1プレート(3) と第2プレート(4) とが交互に積層されて、その周縁が互いに接触すると共に、夫々の出入口(1) (2) が積層方向に整合し且つ、その孔縁が互いに接触し、それらの接触部がろう付けされるプレート型熱交換器において、
第1プレート(3) の出入口(1) の孔縁部の全周に僅かなリング状の第1立ち上げ部(6) が形成されると共に、その第1立ち上げ部(6) の一部のみに、それから段付き状立ち上がる第2立ち上げ部(7) が一体に形成され、
その第2立ち上げ部(7) の高さが、第2プレート(4) の厚みを充分越え、その第1立ち上げ部(6) および第2立ち上げ部(7) が第2プレート(4) の出入口(1) に嵌入したプレート型熱交換器である。
【0007】
請求項2に記載の本発明は、請求項1において、
前記第1プレート(3) および第2プレート(4) の平面外周が矩形に形成され、前記出入口(1) (2) が夫々の隅部に配置され、
前記第2立ち上げ部(7) が、その隣接する隅に対向するように形成されたプレート型熱交換器である。
【0008】
請求項3に記載の本発明は、夫々互いに離間した一対づつの出入口(1) (2) が開口され、少なくとも一方の周縁が立ち上げられて皿状に形成された一対の第1プレート(3) と第2プレート(4) とを有し、
その第1プレート(3) と第2プレート(4) とが交互に積層されて、その周縁が互いに接触すると共に、夫々の出入口(1) (2) が積層方向に整合し且つ、その孔縁が互いに接触し、それらの接触部がろう付けされるプレート型熱交換器において、
第1プレート(3) の出入口(1) の孔縁部の全周に僅かなリング状の第1立ち上げ部(6) が形成されると共に、その第1立ち上げ部(6) に互いに離間して複数の係止爪(5) が一体に立ち上げられ、
その係止爪(5) の先端までの高さが、第2プレート(4) の厚みを充分越え、その第1の立ち上げげ部(6) および係止爪(5) が第2プレート(4) の出入口(1) に嵌入したプレート型熱交換器である。
【0009】
請求項4に記載の本発明は、請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、
第1プレート(3) と第2プレート(4) の何れか一方のプレートの周縁に複数の爪部(8) を一体に形成し、その爪部(8) を折り曲げて他方側のプレートの縁を係止することを特徴とするプレート型熱交換器である。
【0010】
【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構成部品であるエレメント20を示す平面図、図2は図1のI−I矢視断面図、図3は図1の III− III矢視断面図、図4は図1のIV−IV矢視断面図である。また、図5はそのエレメント20の第1プレート3と第2プレート4との要部分解斜視図、図6は複数のエレメント20を積層した熱交換器の要部断面図である。さらに図7は第1プレート3の出入口1における孔縁部の斜視略図である。
【0011】
この熱交換器は多数のエレメント20の積層体からなり、夫々のエレメント20は図1〜図5示す如く、外周が互いに整合する一対の第1プレート3と第2プレート4とを有する。第1プレート3および第2プレート4は、互いに整合する小フランジ部12,13を周縁に有し、それらが互いに面接触する。第1プレート3の小フランジ部12の内側には、図5に示す如く、環状凹部14が形成され、その環状凹部14の内側に平坦面18が設けられている。この平坦面18の高さは、小フランジ部12と同一である。この平坦面18には、長手方向の隅部であって対角線上に一対の出入口2が形成され、その孔縁部が内面側に立ち上げられてバーリング部2aを形成する。
【0012】
また、他の対角線上の隅部は凹部21が形成され、その凹部21の高さが環状凹部14と同一である。そしてその凹部21に出入口1が穿設されると共に、その孔縁部が外面側に僅かに突出する。そしてその孔縁部は図7に示す如く、低い環状第1立ち上げ部6と、そこから段付状により高く第2立ち上げ部7が突出され、その高さが第2プレート4の厚みより充分高い形成されている。この第2立ち上げ部7は、矩形の第1プレート3のプレートの隅部に対向するように形成されている。
【0013】
次に、第2プレート4は前記第1プレート3の環状凹部14の深さに比べて浅い皿状に形成され、その平面に多数のディンプル11が内面側に突設形成されている。そして第1プレート3の出入口1における第1立ち上げ部6および第2立ち上げ部7が嵌入する一対の出入口1が穿設されると共に、第1プレート3の出入口2のバーリング部2aが嵌入する一対の出入口2を有する。
なお、第1プレート3の小フランジ部12縁部には適宜位置に爪部8が突設形成されている。そして一対の第1プレート3,第2プレート4が図1〜図4の如く嵌着され、第1プレート3の周縁に突設された爪部8が折り曲げられエレメント20が構成される。
【0014】
このようなエレメント20が図6の如く積層されて組立てられる。各プレートの互いに接触する少なくとも一方の表面にはろう材が被覆され、全体が組立てられた状態で高温の炉内に挿入されてろう材を溶融し、次いでそれを冷却固化することにより、各部品間を一体にろう付け固定して熱交換器を完成するものである。このとき、一対の出入口1の孔縁部には環状の第1立ち上げ部6の存在により、その縁に沿ってろう材の環状フィレット24が形成される。
そして図6において、第1プレート3の上面側に浅い第1流路22が形成され、下面側に第1流路22よりも断面積の大きな深い第2流路23が形成される。そして一方の出入口1から流入した第1の流体9が第1流路22内を流通し、他方の出入口1に流出する。また、一方の出入口2から流入した第2の流体10が第2流路23内を流通し、他方の出入口2に流出する。
【0015】
ここにおいて、図7および図6の如く、第1プレート3の出入口1の孔縁は、隅部に高さの高い第2立ち上げ部7が形成され、低い第1立ち上げ部6から第1の流体9が図6矢印の如く浅い第1流路22に出入りするため、その孔縁部における流通抵抗が小さくなる。
なお、出入口2のバーリング部2aにおいても、第1プレート3の出入口1同様の段付状縁部を形成してもよい。
【0016】
次に、図8は本発明の図7における第2立ち上げ部7の変形例であり、この例では、第1立ち上げ部6の縁部に複数の係止爪5が突設形成されたものである。この係止爪5により、組立ての際の夫々のエレメントどうしの嵌着状態を確実に保持することができる。それと共に、係止爪5以外の第1立ち上げ部6は高さが低いため、出入口1の孔縁部における流体の出入りの流通抵抗を減少できる。しかも第1立ち上げ部6の存在により、互いに接触する第1プレート3の出入口1と第2プレート4の出入口1との孔縁には、ろう付けの際に前記同様の環状フィレット24が形成される。
【0017】
【発明の作用・効果】
本発明のプレート型熱交換器は、第1プレート3の出入口1の孔縁部の全周に僅かなリング状の第1立ち上げ部6が形成されると共に、その第1立ち上げ部6の一部のみにそれから段付状に立ち上がる第2立ち上げ部7が一体に形成され、その第2立ち上げ部7の高さが第2プレート4の厚みを充分越え、第1立ち上げ部6および第2立ち上げ部7が第2プレート4の出入口1に嵌入するものであるから、一対の第1プレート3,第2プレート4の出入口1どうしを確実に整合させて両者間を接合できると共に、第2立ち上げ部7に比べて高さの低い第1立ち上げ部6を有するため、そこから出入りする流体の流通を円滑に行い、流体抵抗を低下させることができる。しかも第1プレート3の第1立ち上げ部6が第2プレート4の出入口1に嵌入して接合されるから、両者の孔縁部には環状のろう材のフィレットが形成され、ろう付けの信頼性が高いものとなる。
【0018】
上記構成において、出入口1,2が平面矩形の隅部に夫々設けられ、第2立ち上げ部7をその隅に対向するように配置することができる。それにより、各出入口1から流出入する流体をより円滑に流通させることができる。
【0019】
また、第1プレート3と第2プレート4とが交互に積層されたプレート型熱交換器において、第1プレート3の出入口1の孔縁部に第1立ち上げ部6を形成すると共に、その第1立ち上げ部6の一部のみに第2プレート4の厚みを充分越える高さの複数の係止爪5を一体に形成し、その係止爪5を第2プレート4の出入口1に嵌入したものにおいても、その出入口1から流出入する流体の孔縁部における流通抵抗を減少することができる。
【0020】
上記いずれかの構成において、第1プレート3と第2プレート4の何れか一方のプレートの周縁に複数の爪部8を一体に形成し、その爪部を折り曲げて他方のプレートの縁を係止することができる。このようにすることにより、カシメ部分を単純化し、工程を簡素化すると共に、プレス成形用の金型構造を単純化し、製造コストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプレート型熱交換器のエレメント20の平面図。
【図2】図1のI−I矢視断面図。
【図3】図1の III− III矢視断面図。
【図4】図1のIV−IV矢視断面図。
【図5】同エレメント20の要部分解斜視図。
【図6】複数のエレメント20が積層してなる本熱交換器の要部断面図。
【図7】第1プレート3の出入口1における孔縁部の斜視略図。
【図8】同他の実施の形態を示す孔縁部の斜視略図。
【符号の説明】
1,2 出入口
2a バーリング部
2b 開口
3 第1プレート
4 第2プレート
5 係止爪
6 第1立ち上げ部
7 第2立ち上げ部
8 爪部
9 第1の流体
10 第2の流体
11 ディンプル
12,13 小フランジ部
14 環状凹部
18 平坦面
20 エレメント
21 凹部
22 第1流路
23 第2流路
24 環状フィレット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stacked plate heat exchanger in which a pair of dish-shaped plates are overlapped with each other in opposite directions to form peripheral elements and elements are formed, and the respective elements are bonded in respective communication holes.
[0002]
[Prior art]
The laminated plate type heat exchanger is formed in an elongated dish shape and has a first plate and a second plate each having communication holes at four corners thereof, and the peripheral edges of the first plate and the second plate are liquid-tight. In addition, it is known that an element is formed by joining the elements in a thickness direction, and the communication holes are integrally joined together. Then, different fluids are passed through the front side and the back side of one plate, respectively, and heat exchange is performed between the two fluids.
[0003]
In a plate type heat exchanger in which such plates are stacked, there is one in which a gap between the plates is extremely narrow. Each of the communication holes is slightly burred from one side, and the portion is fitted into the opening of the other element to be aligned, and each element is aligned to form a heat exchanger.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a laminated plate type heat exchanger, when the rising portion of the hole edge of the communication hole is made higher, there is a disadvantage that the flow resistance at the hole edge of the fluid flowing out and in between the plates from there increases. .
Further, if the burring portion is made too small, there is a possibility that when the plates are stacked, one edge of the hole is lifted up by the edge of the other hole, and assembly failure may occur.
[0005]
Further, the first plate and the second plate constituting each element need to be formed so that the entire edge on one side is annularly raised so as to be aligned with each other at the peripheral edge. In that case, a more precise mold is required, and it is necessary to increase the fitting accuracy.
Further, when the peripheral portion is positioned and fixed by caulking, there is a disadvantage that the caulking mold becomes expensive.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a plate heat exchanger which eliminates these various drawbacks, reduces the flow resistance of each fluid at the inlet and outlet, and is easy to assemble and easy to manufacture a mold.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a pair of first plates (3) formed in a dish shape with a pair of entrances (1) and (2) which are respectively spaced apart from each other, and at least one peripheral edge is raised. ) And a second plate (4),
The first plate (3) and the second plate (4) are alternately stacked, their peripheral edges are in contact with each other, the respective entrances (1), (2) are aligned in the stacking direction, and Are in contact with each other and their contact parts are brazed,
A small ring-shaped first rising portion (6) is formed all around the hole edge of the entrance (1) of the first plate (3), and a part of the first rising portion (6). Only, a second rising portion (7), which rises stepwise, is formed integrally,
The height of the second rising portion (7) exceeds the thickness of the second plate (4) sufficiently, and the first rising portion (6) and the second rising portion (7) are connected to the second plate (4). ) Is a plate-type heat exchanger inserted into the entrance (1).
[0007]
The present invention described in
The outer peripheries of the first plate (3) and the second plate (4) are formed in a rectangular shape, and the entrances (1) and (2) are arranged at respective corners,
The second rising portion (7) is a plate heat exchanger formed so as to face an adjacent corner.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a pair of first plates (3) formed in a dish shape by opening a pair of entrances (1) and (2) which are respectively separated from each other, and having at least one peripheral edge rising. ) And a second plate (4),
The first plate (3) and the second plate (4) are alternately stacked, their peripheral edges are in contact with each other, the respective entrances (1), (2) are aligned in the stacking direction, and Are in contact with each other and their contact parts are brazed,
A slight ring-shaped first rising portion (6) is formed all around the hole edge of the entrance (1) of the first plate (3), and the first rising portion (6) is spaced apart from the first rising portion (6). Then, a plurality of locking claws (5) are launched together,
The height of the locking claw (5) to the tip of the second plate (4) sufficiently exceeds the thickness of the second plate (4), and the first raised portion (6) and the locking claw (5) are connected to the second plate (4). This is a plate-type heat exchanger fitted into the entrance (1) of 4).
[0009]
The present invention described in
A plurality of claws (8) are integrally formed on the periphery of one of the first plate (3) and the second plate (4), and the claws (8) are bent to form an edge of the other plate. And a plate-type heat exchanger.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a plan view showing an
[0011]
This heat exchanger comprises a laminate of a number of
[0012]
A
[0013]
Next, the
A claw portion 8 is formed at an appropriate position on an edge of the
[0014]
In FIG. 6, a shallow
[0015]
Here, as shown in FIGS. 7 and 6, the hole edge of the entrance 1 of the
The burring portion 2a of the
[0016]
Next, FIG. 8 shows a modified example of the second rising
[0017]
[Action and Effect of the Invention]
In the plate heat exchanger of the present invention, a slight ring-shaped first rising
[0018]
In the above configuration, the
[0019]
Further, in the plate type heat exchanger in which the
[0020]
In any of the above configurations, a plurality of claws 8 are integrally formed on the periphery of one of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1;
FIG. 5 is an exploded perspective view of a main part of the
FIG. 6 is a sectional view of a main part of the heat exchanger in which a plurality of
FIG. 7 is a schematic perspective view of an edge of a hole at an entrance 1 of the
FIG. 8 is a schematic perspective view of an edge of a hole showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 2 entrance and exit 2a burring
10 Second fluid
11 dimples
12, 13 Small flange
14 Annular recess
18 Flat surface
20 elements
21 recess
22 First channel
23 Second channel
24 annular fillets
Claims (4)
その第1プレート(3) と第2プレート(4) とが交互に積層されて、その周縁が互いに接触すると共に、夫々の出入口(1) (2) が積層方向に整合し且つ、その孔縁が互いに接触し、それらの接触部がろう付けされるプレート型熱交換器において、
第1プレート(3) の出入口(1) の孔縁部の全周に僅かなリング状の第1立ち上げ部(6) が形成されると共に、その第1立ち上げ部(6) の一部のみに、それから段付き状に立ち上がる第2立ち上げ部(7) が一体に形成され、
その第2立ち上げ部(7) の高さが、第2プレート(4) の厚みを充分越え、その第1立ち上げ部(6) および第2立ち上げ部(7) が第2プレート(4) の出入口(1) に嵌入したプレート型熱交換器。A pair of first and second plates (3) and (2), each of which is formed with a pair of entrances (1) and (2), which are separated from each other, is opened, and at least one of its peripheral edges is raised. Have
The first plate (3) and the second plate (4) are alternately stacked, their peripheral edges are in contact with each other, the respective entrances (1), (2) are aligned in the stacking direction, and Are in contact with each other and their contact parts are brazed,
A small ring-shaped first rising portion (6) is formed all around the hole edge of the entrance (1) of the first plate (3), and a part of the first rising portion (6). Only the second rising part (7), which rises in a stepped shape, is formed integrally therewith,
The height of the second rising portion (7) exceeds the thickness of the second plate (4) sufficiently, and the first rising portion (6) and the second rising portion (7) are connected to the second plate (4). ) A plate-type heat exchanger inserted into the entrance (1).
前記第1プレート(3) および第2プレート(4) の平面外周が矩形に形成され、前記出入口(1) (2) が夫々の隅部に配置され、
前記第2立ち上げ部(7) が、その隣接する隅に対向するように形成されたプレート型熱交換器。In claim 1,
The outer peripheries of the first plate (3) and the second plate (4) are formed in a rectangular shape, and the entrances (1) and (2) are arranged at respective corners,
A plate type heat exchanger wherein the second rising portion (7) is formed to face an adjacent corner thereof.
その第1プレート(3) と第2プレート(4) とが交互に積層されて、その周縁が互いに接触すると共に、夫々の出入口(1) (2) が積層方向に整合し且つ、その孔縁が互いに接触し、それらの接触部がろう付けされるプレート型熱交換器において、
第1プレート(3) の出入口(1) の孔縁部の全周に僅かなリング状の第1立ち上げ部(6) が形成されると共に、その第1立ち上げ部(6) に互いに離間して複数の係止爪(5) が一体に立ち上げられ、
その係止爪(5) の先端までの高さが、第2プレート(4) の厚みを充分越え、その第1の立ち上げげ部(6) および係止爪(5) が第2プレート(4) の出入口(1) に嵌入したプレート型熱交換器。A pair of first and second plates (3) and (2), each of which is formed with a pair of entrances (1) and (2), which are separated from each other, is opened, and at least one of its peripheral edges is raised. Have
The first plate (3) and the second plate (4) are alternately stacked, their peripheral edges are in contact with each other, the respective entrances (1), (2) are aligned in the stacking direction, and Are in contact with each other and their contact parts are brazed,
A slight ring-shaped first rising portion (6) is formed all around the hole edge of the entrance (1) of the first plate (3), and the first rising portion (6) is spaced apart from the first rising portion (6). Then, a plurality of locking claws (5) are launched together,
The height of the locking claw (5) to the tip of the second plate (4) is sufficiently greater than the thickness of the second plate (4). 4) A plate-type heat exchanger inserted into the entrance (1).
第1プレート(3) と第2プレート(4) の何れか一方のプレートの周縁に複数の爪部(8) を一体に形成し、その爪部(8) を折り曲げて他方側のプレートの縁を係止することを特徴とするプレート型熱交換器。In any one of claims 1 to 3,
A plurality of claws (8) are integrally formed on the periphery of one of the first plate (3) and the second plate (4), and the claws (8) are bent to form an edge of the other plate. A plate-type heat exchanger characterized by locking.
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