JP2004205058A - プレート型熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インナーフィンは波形に曲折されたものからなり、その波の各凸条と第1プレート1の内面との間および第2プレート2の内面との間に夫々隙間tが空くように形成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、周縁が立ち上げられた皿状金属板(ドロンカップ型)を互いに逆向きに重ね合わせると共に、内部にインナーフィンを介装したプレート型熱交換器であって、特に、インナーフィンの表面側と裏面側とに異なった流体が流通するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
ドロンカップ型と言われるプレート型熱交換器は、プレス成形により周縁を立ち上げて皿状に形成した一対のプレートを互いに逆向きに重ね合わせてその周縁部を接合し、内部に波形に曲折したインナーフィンを介装するものが知られている。このようなインナーフィン付き熱交換器において、インナーフィン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が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−162179号公報
【0004】
この熱交換器は、インナーフィンの周縁を上下一対のプレートの周縁と一体に接合すると共に、インナーフィンの波形の頂部および谷部となる各凸条が上下一対のプレートの内面に接触し、その接触部が一体にろう付け固定されたものである。そして第1プレートとインナーフィンの表面側との間に第1の流体が流通し、第2プレートとインナーフィンの裏面側との間に第2の流体が流通するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインナーフィンの各凸条は、一対のプレートの内面に夫々接触している。そのためその接触部には流体が流通できず、伝熱面として機能しない構造となっていた。
そこで本発明は、可能な限り伝熱面を確保し熱交換を促進させることを課題とする。
【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、夫々一対の平行な両縁部が曲折されて溝状に形成されると共に、その両側壁の端縁に小フランジ部(15)が形成された一対の互いに整合する第1プレート(1) と第2プレート(2) とを有し、
両プレート(1) (2) の小フランジ部(15)が互いに対向して接合されると共に、溝方向の両端が閉塞され且つ、内部に波形のインナーフィン(3) が介装された熱交換器において、
そのインナーフィン(3) の周縁が前記両プレート(1) (2) の周縁に接合され且つ、インナーフィン(3) の両面に形成された多数の波の凸条部先端と、両プレート(1) (2) の内面との間に隙間tが形成され、
第1プレート(1) とインナーフィン(3) との間に第1の流体(8) が流通する偏平な第1流路(4) が形成されると共に、
第2プレート(2) とインナーフィン(3) との間に第2の流体(9) が流通する偏平な第2流路(5) が形成され、
第1流路(4) および第2流路(5) に夫々連通する一対の出入口(6)(7)が形成され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、
前記両プレートのうち少なくとも一方のプレートの内面に補強凸条(16)が突設され、その補強凸条(16)の先端面が前記インナーフィン(3) の凸条先端と交差して接触し、その接触部が接合固定されたプレート型熱交換器である。
請求項3に記載の本発明は、請求項2において、
前記第1プレート(1) の内面のみに、前記補強凸条(16)が突設され、その第1流路(4) に流通する第1の流体(8) の流体圧が、第2の流体(9) の流体圧よりも高圧にされるプレート型熱交換器である。
【0008】
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、
前記両プレート(1) (2) の全周が立ち上げられると共に、その周縁に前記小フランジ部(15)が形成されたプレート型熱交換器である。
請求項5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、
前記両プレート(1) (2) が溝状に曲折されると共に、その溝方向両端が開口し、その開口と前記インナーフィン(3) との間に整合する一対の波形端蓋(21)が厚み方向に夫々嵌着固定されたプレート型熱交換器である。
【0009】
請求項6に記載の本発明は、請求項1〜請求項5のいずれかにおいて、
互いに離間して前記第2プレート(2) に一対の出入口(6) が設けられ、その出入口(6) に整合するように前記インナーフィン(3) の波形の一部に一対の連通孔(10)が設けられ、
波形端面を有するスペーサ(20)が、前記出入口(6) と連通孔(10)の孔縁部間を環状に閉塞するように介装固定され、
前記第2プレート(2) のみに互いに離間して一対の出入口(6)(7)が設けられたプレート型熱交換器である。
【0010】
請求項7に記載の本発明は、請求項6において、
前記出入口(6)(7)の位置で、前記インナーフィン(3) の波の振幅を、インナーフィン(3) の波の凸条に直交する方向に帯状に、他の部分のそれより小さくした振幅圧縮部(19)が形成されたプレート型熱交換器である。
【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第1の実施の形態を示す要部破断斜視図であり、図2はその全体的斜視図、図3はその出入口6にパイプ接続用のボス部11を取付けた要部縦断面図である。
このプレート型熱交換器は、夫々全周縁が立上げられて皿状に形成された一対の第1プレート1と第2プレート2とを有し、夫々のプレートの全周縁部には小フランジ部15が僅かに突設されている。この例では、第1プレート1,第2プレート2の外周は互いに整合し、平面が矩形に形成されている。
【0012】
第2プレート2には図2に示す如く、その長手方向の両端位置であって夫々対角線上に一対のづつの出入口6,出入口7とが形成されている。一対の出入口6の孔縁部は、内面側に凹陥している。
次に、平面外周が夫々第1プレート1,第2プレート2に整合するインナーフィン3は、その周縁および長手方向の両端部を除き、その長手方向に各波の凸条が形成されるようにプレス成形により波形に形成されている。そのインナーフィン3の周縁は、一対の第1プレート1,第2プレート2の周縁の小フランジ部に挟持される。
【0013】
また、インナーフィン3の長手方向両端に存在する平坦部3bには夫々第1の出入口6に整合する一対の連通孔10が対角線上に穿設されている。
このように一対の第1プレート1,第2プレート2間に介装されたインナーフィン3は、その各波の凸条と第1プレート1,第2プレート2との間に隙間tが図1および図3の如く形成されている。またこの例では、第1プレート1に複数の補強凸条16が互いに長手方向に離間し、その内面側に突出し、その補強凸条16の頂部とインナーフィン3の各凸条とが直交し、その接触部が互いにろう付け固定されている。
【0014】
なお、この例では第1プレート1のみに補強凸条16を形成したが、第2プレート2の内面側にそれを設けてもよい。
そしてその先端とインナーフィン3の凸条の各部との間を、一体にろう付け固定することができる。そしてインナーフィン3の図において、下面側に偏平な第1流路4が形成され、上面側に同様の第2流路5が形成される。
なお、この例では図3の如く、第2プレート2の出入口6にはボルト14を植設したリング状のボス部11がろう付け固定され、それに図示しないシール用のOリングおよびナット13を介してパイプ12のフランジ部が固定される。
【0015】
そして第1の出入口6の一方から第1の流体8が第1流路4内に流入し、それが偏平な第1流路4内を流通し、他方の出入口6から流出する。また、第2の一方の出入口7から他方の出入口7に第2の流体9が第2流路5を介して流通し、第1の流体8と第2の流体9との間に熱交換が行われる。
図1〜図3の例では第1プレート1のみに補強凸条16が形成され、第1流路4側の耐圧性が第2流路5のそれに比べて高いものとなっている。そこで、第1流路4に流通する第1の流体8の流体圧は、第2流路5に流通する第2の流体9の流体圧よりも高いものが使用される。
【0016】
次に、図4〜図6は本発明の第2の実施の形態を示し、図4はその一部破断分解斜視図、図5は図4のV−V矢視断面略図、図6は図5のVI−VI矢視断面略図である。
この例は、夫々互いに平行な両縁部が曲折されて溝状に形成された一対の第1プレート1,第2プレート2を有し、夫々の両縁部に小フランジ部15が形成されている。そして第1プレート1,第2プレート2の小フランジ部15の間にインナーフィン3の縁部が挟持され、それらの間が一体にろう付け固定される。
【0017】
第2プレート2には、その両端部であって対角線上の各隅部に一対の第1の出入口7と第2の出入口6とが配置されている。第1の出入口6には、それに整合する連通孔10がインナーフィン3に図5および図6の如く穿設されている。そして、連通孔10の孔縁部と第1の出入口6の孔縁部との間に下面側が波形に形成されたスペーサ20が、図4,図5,図6の如く、両孔縁部間を連通するように介装されている。
次に、第1プレート1,第2プレート2の長手方向両端とインナーフィン3との間の各開口部には一対の波形端蓋21が嵌着し、第1プレート1と波形端蓋21とインナーフィン3と第2プレート2との間が一体にろう付け固定される。
【0018】
次に、第1プレート1および第2プレート2には夫々長手方向に離間し複数の補強凸条16が形成され、その補強凸条16の頂部とインナーフィン3の各波の凸条とが交差すると共に、両者間が接触しその接触部が一体にろう付け固定されている。インナーフィン3は、出入口6,7の位置で波の振幅を圧縮した振幅圧縮部(19)が帯状に設けられ、その出入口6,7で各流体が幅方向に移動できるようにしている。そして一対の第1の出入口6うち一方側から第1の流体8が流入し、それがスペーサ20を介し第1流路4内に流入し、第1流路4内を図4の左から右へ流通して他方の出入口6からそれが流出する。また、第2の一対の出入口7のうち一方側から第2の流体9が流入し、それが第2流路5を右から左方向に流通して他方の出入口7より流出する。そして両流体8,9間に熱交換が行われるものである。
【0019】
次に、図7は本発明のさらに他の実施の形態を示す縦断面図であって、第1プレート1の長手方向両端に一対の出入口6(一方を省略)が形成され、第2プレート2の長手方向両端に一対の出入口7が形成されている。その他は、図4のものと基本的に同一である。
このようにすることにより、図4の実施の形態において必要とされたスペーサ20を省略することができる。
【0020】
【発明の作用・効果】
本発明のプレート型熱交換器は、インナーフィン3を介してその表面側と裏面側とに偏平な第1流路4と第2流路5とが形成されるものにおいて、インナーフィン3の各波の凸条部先端と両第1プレート1,第2プレート2の内面との間に夫々隙間tが形成されている。そのため、従来のインナーフィンを有するプレート型熱交換器に比べて放熱面積が大きくなり、熱交換を促進できる効果がある。
即ち、従来のインナーフィンを有するプレート型熱交換器は、そのインナーフィンの波の各凸条が対向する一対のプレートに夫々接触し、接触部がろう付け固定されたものである。そのためそのろう付け部には、第1流路も第2流路も流通し得ず、その分だけ放熱面積が少なくなっていた。
しかしながら、本願のインナーフィンはその各凸条部先端と第1プレート1,第2プレート2との間に隙間tが形成されているため、インナーフィン3の全ての凸条部に各流体が流通し熱交換が促進される。
【0021】
上記構成において、第1プレート1,第2プレート2のうち少なくとも一方の内面に補強凸条16を突設し、その補強凸条16の先端面がインナーフィン3の凸条先端と交差して接触し、その接触部を接合固定することができる。この場合には、比較的耐圧性の高いプレート型熱交換器となり得る。
上記構成において、第1プレート1の内面のみに補強凸条16を突設し、その第1流路4に流通する第1の流体8の流体圧を第2の流体9の流体圧よりも高圧にすることができる。この場合には、より耐圧性の強い第1プレート1とインナーフィン3との間に第1の流体8が流通するため、信頼性の高い熱交換器となり得る。
【0022】
上記いずれかの構成において、第1プレート1,第2プレート2の全周を立ち上げると共に、その周縁に小フランジ部15を形成することができる。それにより、部品点数が少なく構造が簡単で製造し易いプレート型熱交換器を提供できる。
上記いずれかの構成において、第1プレート1,第2プレート2を溝状に曲折形成すると共に、その溝方向の両端を開口し、その開口とインナーフィン3との間を波形端蓋21で閉塞することができる。このようにすることにより、第1プレート1,第2プレート2を極めて長尺な溝状体に形成し、それを適宜長さに切断することにより製造することができる。それよって、製造コストの低いプレート型熱交換器を提供できる。
【0023】
上記いずれかの構成において、第2プレート2の一対の出入口6に夫々整合してインナーフィン3に連通孔10を設け、その連通孔10の孔縁部と出入口6の孔縁部との間を波形端面を有するスペーサ20で連結固定することができる。それにより、第2プレート2側から第1の流体8を第1流路4内に流通させることができる。
上記構成において、出入口6,7の位置でインナーフィン3の波の振幅を部分的に小さくすることができる。それにより、出入口6,7から流出入する流体を帯状に拡散させ、各部に均一に各流体を流通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要部破断斜視図。
【図2】同プレート型熱交換器の斜視略図。
【図3】同プレート型熱交換器の出入口6における要部縦断面図。
【図4】本発明のプレート型熱交換器の他の実施の形態を示す一部破断分解斜視略図。
【図5】図4のV−V矢視断面略図。
【図6】図5のVI−VI矢視断面略図。
【図7】本発明の他のプレート型熱交換器の要部横断面図。
【符号の説明】
1 第1プレート
2 第2プレート
3 インナーフィン
3a 波形部
3b 平坦部
4 第1流路
5 第2流路
6,7 出入口
8 第1の流体
9 第2の流体
10 連通孔
11 ボス部
12 パイプ
13 ナット
14 ボルト
15 小フランジ部
16 補強凸条
19 振幅圧縮部
20 スペーサ
21 波形端蓋
Claims (7)
- 夫々一対の平行な両縁部が曲折されて溝状に形成されると共に、その両側壁の端縁に小フランジ部(15)が形成された一対の互いに整合する第1プレート(1) と第2プレート(2) とを有し、
両プレート(1) (2) の小フランジ部(15)が互いに対向して接合されると共に、溝方向の両端が閉塞され且つ、内部に波形のインナーフィン(3) が介装された熱交換器において、
そのインナーフィン(3) の周縁が前記両プレート(1) (2) の周縁に接合され且つ、インナーフィン(3) の両面に形成された多数の波の凸条部先端と、両プレート(1) (2) の内面との間に隙間tが形成され、
第1プレート(1) とインナーフィン(3) との間に第1の流体(8) が流通する偏平な第1流路(4) が形成されると共に、
第2プレート(2) とインナーフィン(3) との間に第2の流体(9) が流通する偏平な第2流路(5) が形成され、
第1流路(4) および第2流路(5) に夫々連通する一対の出入口(6)(7)が形成されたプレート型熱交換器。 - 請求項1において、
前記両プレートのうち少なくとも一方のプレートの内面に補強凸条(16)が突設され、その補強凸条(16)の先端面が前記インナーフィン(3) の凸条先端と交差して接触し、その接触部が接合固定されたプレート型熱交換器。 - 請求項2において、
前記第1プレート(1) の内面のみに、前記補強凸条(16)が突設され、その第1流路(4) に流通する第1の流体(8) の流体圧が、第2の流体(9) の流体圧よりも高圧にされるプレート型熱交換器。 - 請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、
前記両プレート(1) (2) の全周が立ち上げられると共に、その周縁に前記小フランジ部(15)が形成されたプレート型熱交換器。 - 請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、
前記両プレート(1) (2) が溝状に曲折されると共に、その溝方向両端が開口し、その開口と前記インナーフィン(3) との間に整合する一対の波形端蓋(21)が厚み方向に夫々嵌着固定されたプレート型熱交換器。 - 請求項1〜請求項5のいずれかにおいて、
互いに離間して前記第2プレート(2) に一対の出入口(6) が設けられ、その出入口(6) に整合するように前記インナーフィン(3) の波形の一部に一対の連通孔(10)が設けられ、
波形端面を有するスペーサ(20)が、前記出入口(6) と連通孔(10)の孔縁部間を環状に閉塞するように介装固定され、
前記第2プレート(2) のみに互いに離間して一対の出入口(6)(7)が設けられたプレート型熱交換器。 - 請求項6において、
前記出入口(6)(7)の位置で、前記インナーフィン(3) の波の振幅を、インナーフィン(3) の波の凸条に直交する方向に帯状に、他の部分のそれより小さくした振幅圧縮部(19)が形成されたプレート型熱交換器。
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JP2008144997A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | T Rad Co Ltd | 耐圧性熱交換器 |
JP2010510470A (ja) * | 2006-11-24 | 2010-04-02 | デーナ、カナダ、コーパレイシャン | 多流体式2次元熱交換器 |
KR101071236B1 (ko) * | 2009-02-11 | 2011-10-10 | 르노삼성자동차 주식회사 | Lpli 차량의 연료장치 |
CN113587706A (zh) * | 2021-08-01 | 2021-11-02 | 北京工业大学 | 一种折叠式换热器及其整体式新风空调机 |
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2002
- 2002-12-20 JP JP2002371086A patent/JP4340952B2/ja not_active Expired - Fee Related
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