JP2005308232A - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
JP2005308232A
JP2005308232A JP2004121523A JP2004121523A JP2005308232A JP 2005308232 A JP2005308232 A JP 2005308232A JP 2004121523 A JP2004121523 A JP 2004121523A JP 2004121523 A JP2004121523 A JP 2004121523A JP 2005308232 A JP2005308232 A JP 2005308232A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature fluid
low
passage
fluid passage
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004121523A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Miyamoto
健二 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2004121523A priority Critical patent/JP2005308232A/en
Publication of JP2005308232A publication Critical patent/JP2005308232A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact heat exchanger into which low temperature fluid flows with less variations. <P>SOLUTION: The heat exchanger comprises a plurality of high temperature fluid passages 3 in which high temperature fluid is distributed, and a low temperature fluid passage 4 having a plurality of paths 4a in which low temperature fluid is distributed and at least one path 4b via which the paths 4a are communicated with one another. The paths 4a constructed to be stacked are communicated with one another via the path 4b so that the low temperature fluid distributed into the paths 4a is movable through the path 4b into different paths. Thus, the pressure and evaporating condition of the low temperature fluid are uniformed between the paths 4a. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、熱交換器に関する。特に、複数の通路よりなる低温流体通路および高温流体通路のうち、少なくとも一方を積層形状に構成した熱交換器に関する。   The present invention relates to a heat exchanger. In particular, the present invention relates to a heat exchanger in which at least one of a low-temperature fluid passage and a high-temperature fluid passage composed of a plurality of passages is formed in a laminated shape.

従来の熱交換器として、互いに間隔をあけて配置した第一、第二両ディバイドプレート同士の間に、被加熱流路と加熱流路とを設けたものが知られている。このうちの被加熱流路は、1対の第一スペーサ同士の間に第一インナーフィンを配置して成り、上記各加熱流路は、1対の第二スペーサ同士の間に第二インナーフィンを配置して成る。各部材同士をろう付けする為のろう材の分布を適正にすることにより、ロウ付け性の確保と、ロウ材の存在による不都合の発生防止とを両立させている(例えば、特許文献1、参照。)。   A conventional heat exchanger is known in which a heated flow channel and a heated flow channel are provided between first and second divide plates that are spaced apart from each other. Of these, the heated channel is formed by arranging a first inner fin between a pair of first spacers, and each of the heated channels is a second inner fin between a pair of second spacers. Arranged. By appropriately distributing the brazing material for brazing each member, it is possible to ensure both brazability and prevent inconvenience due to the presence of the brazing material (for example, see Patent Document 1). .)

または、プレート両面に、内径0.1〜2mmの複数の細径伝熱管を、その軸線を互いに平行させてろう付けにより固着して熱的にも接続させた金属製のプレートを用いた熱交換器が知られている。このようなプレートを複数枚、互いに間隔をおいて平行にかつ接合された細径伝熱管の軸線が垂直になるように配置し、各プレートの上端を冷媒の入口ポートを備えたヘッダに、下端を冷媒の出口ポートを備えたヘッダにそれぞれ結合し、各プレートに接合された細径伝熱管でヘッダ同士を連通させている。プレートには、開口が間隔をおいて複数形成され、各ヘッダと細径伝熱管の冷媒流路は、細径伝熱管を流れる冷媒が、ヘッダ間を折り返して流れるよう構成している(例えば、特許文献2、参照。)。
特開2002−203586号公報 特開2003−269822号公報
Alternatively, heat exchange using a metal plate in which a plurality of small-diameter heat transfer tubes having an inner diameter of 0.1 to 2 mm are fixed to each other on both surfaces by brazing with their axes parallel to each other. The vessel is known. A plurality of such plates are arranged in parallel and spaced apart from each other so that the axes of the small-diameter heat transfer tubes are perpendicular to each other. The upper end of each plate is placed on a header having a refrigerant inlet port, and the lower end Are connected to headers each having a refrigerant outlet port, and the headers are communicated with each other by a small-diameter heat transfer tube joined to each plate. A plurality of openings are formed in the plate at intervals, and the refrigerant flow path of each header and the small-diameter heat transfer tube is configured such that the refrigerant flowing through the small-diameter heat transfer tube flows back between the headers (for example, (See Patent Document 2).
JP 2002-203586 A JP 2003-269822 A

しかしながら、特許文献1に記載の熱交換器においては、被加熱流体が流れる層毎に流路が分割されている。そのため、一つの層内の被加熱流体が、一旦、層内全面に渡って蒸発してしまうと、その層内は圧力が上昇して次の液体が流入され難くなる(ベーパロック現象)。また、蒸発が生じた層に流入できなかった被加熱流体は他の層に流入するので、他の層では逆に温度が低下してしまう。その結果、熱交換器出口では蒸気温度が不安定になったり、蒸気に液体が混在してしまうような状態になり、良質の蒸気を生成できないという問題があった。   However, in the heat exchanger described in Patent Document 1, the flow path is divided for each layer through which the fluid to be heated flows. For this reason, once the fluid to be heated in one layer evaporates over the entire surface of the layer, the pressure rises in the layer and the next liquid becomes difficult to flow in (vapor lock phenomenon). In addition, since the heated fluid that could not flow into the layer where evaporation has occurred flows into the other layer, the temperature drops in the other layer. As a result, the steam temperature at the outlet of the heat exchanger becomes unstable or liquid is mixed in the steam, and there is a problem that high-quality steam cannot be generated.

これに対して、特許文献2に記載の熱交換器では、冷媒と空気を逆にして、細径伝熱管に空気を、その外部に冷媒を流すことで、冷媒の層が分割されず、上述したベーパロックの問題は防ぐことができる。しかしながら、このような所謂シェル&チューブ型の熱交換器は、一般的に複数の流路層を有する熱交換器に対して単位体積当たりの熱交換性能が劣るため、良質の蒸気を十分に生成するためにその大きさを犠牲にする必要があり、コンパクトさが要求される燃料電池自動車などには適用できない。   On the other hand, in the heat exchanger described in Patent Document 2, the refrigerant and air are reversed, and the refrigerant layer is not divided by flowing air through the small-diameter heat transfer tube and flowing the refrigerant outside thereof. The vapor lock problem can be prevented. However, such a so-called shell and tube type heat exchanger generally produces sufficient high-quality steam because heat exchange performance per unit volume is inferior to a heat exchanger having a plurality of flow path layers. Therefore, it is necessary to sacrifice the size, and it cannot be applied to a fuel cell vehicle or the like that requires compactness.

そこで本発明は、上記問題を鑑みて、低温流体流入のバラツキを抑制したコンパクトな熱交換器を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a compact heat exchanger that suppresses variations in inflow of low-temperature fluid.

本発明は、高温流体を流通する複数の高温流体通路と、低温流体を流通する複数の第一低温流体通路と、前記第一低温流体通路を互いに連通する少なくとも一つ以上の第二低温流体通路と、を有する低温流体通路と、を備える。前記高温流体通路と、前記低温流体通路と、を流れる流体間で熱交換を可能とする。   The present invention includes a plurality of high-temperature fluid passages through which a high-temperature fluid flows, a plurality of first low-temperature fluid passages through which a low-temperature fluid flows, and at least one second low-temperature fluid passage communicating with each other. And a cryogenic fluid passage. Heat exchange is possible between the fluid flowing through the high-temperature fluid passage and the low-temperature fluid passage.

第一低温流体通路を互いに連通する少なくとも一つ以上の第二低温流体通路を備えることで、低温流体が、異なる第一低温流体通路間を移動可能となるので、低温流体の圧力や、熱状態を均一化することができる。その結果、複数の流路を有する比較的コンパクトな熱交換器において、低温流体の流入のバラツキを抑えることができる。   By providing at least one second cryogenic fluid passage communicating with each other in the first cryogenic fluid passage, the cryogenic fluid can move between different first cryogenic fluid passages. Can be made uniform. As a result, in a relatively compact heat exchanger having a plurality of flow paths, it is possible to suppress variations in inflow of low-temperature fluid.

第1の実施形態について説明する。熱交換器1への流体の流出入状態の概略を図1に示す。   A first embodiment will be described. FIG. 1 shows an outline of the fluid flow into and out of the heat exchanger 1.

例えば、熱交換器1に、高温空気よりなる高温流体をAから流入してBから流出する。また、液状の水よりなる低温流体をCから流入してDから流出する。なお、ここでは、熱交換器1を、高温空気と水との間で熱交換を行うことにより低温流体である水の蒸気を生成する蒸発器とする。   For example, a high-temperature fluid composed of high-temperature air flows into the heat exchanger 1 from A and flows out from B. Further, a low-temperature fluid made of liquid water flows in from C and flows out from D. Here, the heat exchanger 1 is an evaporator that generates water vapor as a low-temperature fluid by exchanging heat between high-temperature air and water.

熱交換器1のコア部分である積層体コア5の構成を図2に示す。
層形状の通路 高温流体通路3、または、低温流体通路4の少なくとも一方を、複数の層形状の通路を積層することにより構成する。ここでは、低温流体通路4を、複数の層形状の通路4aを積層することにより構成する。
The structure of the laminated body core 5 which is a core part of the heat exchanger 1 is shown in FIG.
Layer-shaped passage At least one of the high-temperature fluid passage 3 and the low-temperature fluid passage 4 is formed by stacking a plurality of layer-shaped passages. Here, the low-temperature fluid passage 4 is configured by stacking a plurality of layer-shaped passages 4a.

複数のプレート2を積層することにより積層体コア5を構成する。熱交換器1内の高温流体の流通路である高温流体通路3を、各プレート2を厚み方向に貫通する貫通孔3aにより構成する。各プレート2に、積層方向に重なる位置に貫通孔3aを設け、高温流体通路3が、積層コア5を積層方向に貫通するように構成する。ここでは、プレート2平面内に、複数の貫通孔3aを略均等に設ける。   A stacked body core 5 is formed by stacking a plurality of plates 2. A high-temperature fluid passage 3 that is a flow passage of the high-temperature fluid in the heat exchanger 1 is configured by a through hole 3a that penetrates each plate 2 in the thickness direction. Each plate 2 is provided with a through hole 3a at a position overlapping in the stacking direction, and the high-temperature fluid passage 3 is configured to penetrate the stacked core 5 in the stacking direction. Here, a plurality of through-holes 3a are provided substantially uniformly in the plane of the plate 2.

一方、熱交換器1内の低温流体の流通路である低温流体通路4を、複数のプレート2を分断するように構成する。通路4aは矩形状のプレート2の一方の辺から他方の辺へ流体が流れるように構成される。また、通路4a同士は、互いに並列するように構成する。この複数のプレート2を積層することにより通路4aは積層体コア5の積層方向にも流路を形成し、低温流体は積層体コア5の積層方向および積層方向に直行する方向に流通可能になる。このときプレート2を積層した時に形成された通路4aは、積層方向に沿って1つの通路の層を形成するような形となるので、このような通路のことを積層断面に沿った層形状の通路と呼ぶ。   On the other hand, the low-temperature fluid passage 4 that is the flow passage of the low-temperature fluid in the heat exchanger 1 is configured to divide the plurality of plates 2. The passage 4a is configured such that fluid flows from one side of the rectangular plate 2 to the other side. The passages 4a are configured to be parallel to each other. By laminating the plurality of plates 2, the passage 4 a forms a channel also in the laminating direction of the laminated core 5, and the low-temperature fluid can flow in the laminating direction of the laminated core 5 and the direction perpendicular to the laminating direction. . At this time, the passage 4a formed when the plates 2 are laminated has a shape that forms a layer of one passage along the laminating direction. Therefore, such a passage has a layer shape along the lamination cross section. This is called a passage.

さらに、通路4a同士を連通する通路4bを複数のプレート2を分断するように構成する。通路4bも、積層体コア5の積層断面に沿った層形状の流路を構成する。ここでは通路4bを一つとしたが、複数の流路により構成してもよい。低温流体は、通路4b内を流通することにより、通路4a間を自由に行き来する。また、この複数のプレート2を積層することにより通路4bにも低温流体が積層方向にも流通可能になる。なお、ここでは、通路4aと通路4bが直交するように構成したがこの限りではない。   Further, the passage 4b communicating with the passages 4a is configured to divide the plurality of plates 2. The passage 4 b also constitutes a layer-shaped flow path along the laminated section of the laminated core 5. Although the number of the passages 4b is one here, it may be constituted by a plurality of flow paths. The low temperature fluid flows freely between the passages 4a by flowing through the passages 4b. Further, by laminating the plurality of plates 2, the low temperature fluid can also flow through the passage 4 b in the laminating direction. In addition, although it comprised so that the channel | path 4a and the channel | path 4b might orthogonally cross here, it is not this limitation.

前述のように積層体コア5は、積層断面に沿って構成される層形状の低温流体通路4により複数に分断されるが、この限りではなく、プレート2を完全に分断せずに一部を連結して構成してもよい。この場合、連結する部位をプレート2毎にずらして構成して、低温流体通路4が独立した複数の通路4a、4bで構成されるのを避ける。   As described above, the laminate core 5 is divided into a plurality of layer-shaped cryogenic fluid passages 4 configured along the lamination cross section. However, the present invention is not limited to this, and a part of the laminate core 5 is not divided. You may comprise and comprise. In this case, the parts to be connected are shifted for each plate 2 to avoid the cryogenic fluid passage 4 being composed of a plurality of independent passages 4a and 4b.

低温流体通路3、高温流体通路4に相当する形状加工にはエッチング、構成部材接合には拡散接合を用いる。これにより、複雑構造を実現し、かつ、加工の工程数を低減することができる。   Etching is used for shape processing corresponding to the low temperature fluid passage 3 and the high temperature fluid passage 4, and diffusion bonding is used for joining the component members. Thereby, a complicated structure can be realized and the number of processing steps can be reduced.

なお、図2では、図面の便宜上、高温流体通路3を構成する貫通孔3aは比較的少ない数となっているが、多数で構成することが好ましい。また、貫通孔3aの形状は、円形状に限らず、矩形状で構成してもよい。貫通孔3aは、エッチングや型によるうち抜きにより容易に構成することができる。   In FIG. 2, the number of through holes 3 a constituting the high-temperature fluid passage 3 is relatively small for convenience of drawing, but it is preferable that the number of through holes 3 a is large. The shape of the through hole 3a is not limited to a circular shape, and may be a rectangular shape. The through hole 3a can be easily configured by etching or punching out by a mold.

次に、上述したような積層体コア5を有する熱交換器1の全体図を図3に示す。   Next, an overall view of the heat exchanger 1 having the laminate core 5 as described above is shown in FIG.

各プレート2を積層した積層体コア5の最上部と最下部に、高温流体通路3に重なる位置に貫通孔を有し、低温流体通路4に重なる位置には孔を有さない図示しないプレートを積層する。さらに、積層体コア5の高温流体通路3、低温流体通路4に高温流体、低温流体を分配する高温流体マニホールド6、低温流体マニホールド7を備える。高温流体マニホールド6を、高温流体通路3の端部に連通し、積層体コア5の積層方向端部に積層面に沿って構成された高温流体入口マニホールド6i、高温流体出口マニホールド6oから構成する。一方、低温流体マニホールド7を、通路4aの端部に連通し、積層体コア5の側面に沿って構成される低温流体入口マニホールド7i、低温流体出口マニホールド7oから構成する。また、高温流体マニホールド6i、6o、低温流体マニホールド7i、7oそれぞれには、流体の出入口8i、8o、9i、9oを備える。   Plates (not shown) having through holes at positions overlapping the high temperature fluid passage 3 and positions not overlapping holes at the positions overlapping the low temperature fluid passage 4 are formed at the uppermost and lowermost portions of the laminate core 5 in which the plates 2 are laminated. Laminate. Furthermore, a high-temperature fluid manifold 3 and a low-temperature fluid manifold 7 that distribute the high-temperature fluid and the low-temperature fluid to the high-temperature fluid passage 3 and the low-temperature fluid passage 4 of the laminate core 5 are provided. The high-temperature fluid manifold 6 is configured by a high-temperature fluid inlet manifold 6 i and a high-temperature fluid outlet manifold 6 o that are communicated with the end of the high-temperature fluid passage 3 and are configured along the stacking surface at the stack direction end of the stacked body core 5. On the other hand, the cryogenic fluid manifold 7 is composed of a cryogenic fluid inlet manifold 7 i and a cryogenic fluid outlet manifold 7 o that communicate with the end of the passage 4 a and are configured along the side surface of the laminated core 5. The high temperature fluid manifolds 6i, 6o and the low temperature fluid manifolds 7i, 7o are provided with fluid inlets / outlets 8i, 8o, 9i, 9o, respectively.

高温流体は、高温流体入口8iから高温流体入口マニホールド6iに導入され、各貫通孔3aにより構成された高温流体通路3に分配される。高温流体通路3内を流通する際に熱交換を行って、比較的低温状態となって高温流体出口マニホールド6oに回収され、高温流体出口8oから排出される。   The hot fluid is introduced from the hot fluid inlet 8i into the hot fluid inlet manifold 6i and distributed to the hot fluid passage 3 constituted by the respective through holes 3a. Heat exchange is performed when circulating in the high-temperature fluid passage 3, a relatively low temperature state is obtained, and the heat is recovered by the high-temperature fluid outlet manifold 6 o and discharged from the high-temperature fluid outlet 8 o.

一方、低温流体は、低温流体入口9iから低温流体入口マニホールド7iに導入され、各通路4aに分配される。通路4aを流通する低温流体は、通路4bとの連通部分で通路4a間を互いに自由に行き来することができるので、通路4a間の圧力および蒸発の状態が均一化される。その後、再び通路4aを通って低温流体出口マニホールド7oに回収され、低温流体出口9oから排出される。このとき低温流体は高温流体との熱交換により蒸発し、水蒸気の状態で排出される。   On the other hand, the cryogenic fluid is introduced from the cryogenic fluid inlet 9i into the cryogenic fluid inlet manifold 7i and distributed to the respective passages 4a. Since the low-temperature fluid flowing through the passage 4a can freely go back and forth between the passages 4a at the communication portion with the passage 4b, the pressure and the evaporation state between the passages 4a are made uniform. Thereafter, the refrigerant is again collected through the passage 4a to the cryogenic fluid outlet manifold 7o and discharged from the cryogenic fluid outlet 9o. At this time, the low temperature fluid evaporates by heat exchange with the high temperature fluid, and is discharged in the state of water vapor.

このように、各通路4aに分配された低温流体は、通路4bを介して通路4a間を移動可能に構成される。複数構成した通路4a間を、通路4bで連通することにより、通路4a内のそれぞれの圧力を均一化することができる。また、積層式の熱交換器1において、製造時の接合積層方向E(プレート2の積層方向)と、通路4aが並べられる方向F(プレート2の平面方向)を直交させる。つまり、図2に示すように、高温流体の流通方向であるプレート2の積層方向に対して、直交して低温流体が流れるように構成する。   As described above, the low-temperature fluid distributed to each passage 4a is configured to be movable between the passages 4a via the passage 4b. By connecting the plurality of passages 4a through the passages 4b, the respective pressures in the passages 4a can be made uniform. Further, in the stacked heat exchanger 1, the bonding stacking direction E (stacking direction of the plates 2) at the time of manufacture and the direction F (planar direction of the plates 2) in which the passages 4a are arranged are orthogonal to each other. That is, as shown in FIG. 2, the low-temperature fluid is configured to flow perpendicularly to the stacking direction of the plates 2, which is the flow direction of the high-temperature fluid.

次に、本実施形態の効果について説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described.

高温流体を流通する複数の高温流体通路3と、低温流体を流通する複数の通路4aと、通路4aを互いに連通する少なくとも一つ以上の通路4bと、を有する低温流体通路4と、を備える。高温流体通路3と、低温流体通路4と、を流れる流体間で熱交換を可能とする。これにより、各通路4aに分配された低温流体が、通路4bにおいて通路4a間を移動可能となるので、熱交換器1内の低温流体の圧力状態、熱交換状態を複数の通路4aで均一化することができる。また、熱交換器1として蒸発器を用いた場合には、複数の通路4aから排出される蒸気の状態を均一化することができる。その結果、それぞれ複数の流体通路3、4を有する比較的コンパクトな熱交換器1において、低温流体の流入のバラツキを抑えることができる。   A low-temperature fluid passage 4 having a plurality of high-temperature fluid passages 3 that circulate a high-temperature fluid, a plurality of passages 4 a that circulate a low-temperature fluid, and at least one passage 4 b that communicates the passages 4 a with each other. Heat exchange is possible between the fluid flowing through the high-temperature fluid passage 3 and the low-temperature fluid passage 4. Thereby, since the low temperature fluid distributed to each passage 4a can move between passages 4a in passage 4b, the pressure state and heat exchange state of the low temperature fluid in heat exchanger 1 are made uniform in a plurality of passages 4a. can do. Further, when an evaporator is used as the heat exchanger 1, the state of the steam discharged from the plurality of passages 4a can be made uniform. As a result, in the relatively compact heat exchanger 1 having a plurality of fluid passages 3 and 4, variation in inflow of low-temperature fluid can be suppressed.

複数の平板形状のプレート2を積層してなる積層体コア5を備え、高温流体通路3として、積層体コア5を積層方向に貫通する通路を備える。また、通路4aとして、積層体コア5の積層断面に沿って形成された複数の層を備える。さらに、通路4bとして、通路4aを連通し、積層体コア5の積層断面に沿って形成された少なくとも一つ以上の層を備えるこれにより、効率のよい熱交換を行うとともに、複数の通路4a間の流体圧力、蒸気状態を均一化することができる。   A laminated body core 5 formed by laminating a plurality of plate-like plates 2 is provided, and a high-temperature fluid passage 3 is provided with a passage penetrating the laminated body core 5 in the laminating direction. In addition, the passage 4 a includes a plurality of layers formed along the laminated section of the laminated core 5. Further, as the passage 4b, the passage 4a is communicated and provided with at least one layer formed along the laminated cross section of the laminated body core 5, thereby performing efficient heat exchange and between the plurality of passages 4a. The fluid pressure and vapor state can be made uniform.

また、流体通路3、4の加工にエッチング、プレート2同士の接合にロウ付けまたは拡散接合を用いる。これにより、加工自由度の確保、加工工数の低減およびコスト低減を図ることができる。   Etching is used for processing the fluid passages 3 and 4, and brazing or diffusion bonding is used for joining the plates 2. Thereby, it is possible to secure the degree of freedom of processing, reduce the number of processing steps, and reduce the cost.

次に、第2の実施形態について説明する。熱交換器1の構成を図4に示す。以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。   Next, a second embodiment will be described. The configuration of the heat exchanger 1 is shown in FIG. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

図4にプレート12の構成を示す。プレート12として、高温流体通路13を構成する高温流体プレート12hと、低温流体通路4を構成する低温流体プレート12cを積層することにより積層体コア15を構成する。   FIG. 4 shows the configuration of the plate 12. As the plate 12, the laminated core 15 is configured by laminating a high temperature fluid plate 12 h constituting the high temperature fluid passage 13 and a low temperature fluid plate 12 c constituting the low temperature fluid passage 4.

図4(a)に示すように、高温流体プレート12hの一方の平面に沿って、高温流体が略一方向に流通するように層状の高温流体通路13を構成する。高温流体の流通方向側面に沿って構成される一対のプレート縁部121hが、プレート12h平面に対して厚み方向に突出するように構成することで、流路側壁を構成する。なお、もう一方の対向するプレート縁部122hは、高温流体通路13の出入口部分となる。   As shown in FIG. 4A, the layered high-temperature fluid passage 13 is configured so that the high-temperature fluid flows in substantially one direction along one plane of the high-temperature fluid plate 12h. A pair of plate edge portions 121h configured along the flow direction side surface of the high-temperature fluid is configured to protrude in the thickness direction with respect to the plane of the plate 12h, thereby forming a channel side wall. The other opposing plate edge 122 h is an entrance / exit part of the high-temperature fluid passage 13.

高温流体プレート12hの高温流体通路13を構成した平面には、中央に高温流体プレート12hを厚み方向に貫通する貫通孔123hを有する筒形状の突起部124hを設ける。中空形状の突起部124hを、後述する低温流体プレート12cに設けた突起部124cに積層方向に重なる位置に構成する。また、突起部124hの高さを、流路側壁を構成するプレート縁部121hと略同じとする。プレート縁部121h、突起部124hは、積層時に隣接するプレート12との接合部となる。   A cylindrical protrusion 124h having a through-hole 123h penetrating through the high-temperature fluid plate 12h in the thickness direction is provided at the center of the plane that forms the high-temperature fluid passage 13 of the high-temperature fluid plate 12h. The hollow-shaped protrusion 124h is configured at a position overlapping with a protrusion 124c provided on the low-temperature fluid plate 12c described later in the stacking direction. The height of the protrusion 124h is substantially the same as the plate edge 121h that constitutes the flow path side wall. The plate edge 121h and the protrusion 124h serve as a joint with the adjacent plate 12 during lamination.

また、低温流体通路14を、図4(b)に示すように、低温流体プレート12cの一方の面に沿って形成した通路14aと、前述した突起部124hおよび後述する突起部124cそれぞれに構成された貫通孔123h、123cおよび突起部124c側面に設けた貫通孔125cを組み合わせて構成される通路14bと、から構成する。   Further, as shown in FIG. 4B, the low-temperature fluid passage 14 is constituted by a passage 14a formed along one surface of the low-temperature fluid plate 12c, a projection 124h described above, and a projection 124c described later. The passage 14b is formed by combining the through holes 123h and 123c and the through holes 125c provided on the side surfaces of the protrusions 124c.

通路14aを、低温流体プレート12cの一方の平面に沿って低温流体が略一方向に層状に流通するように構成する。通路14a内の低温流体の流通方向側面に沿って構成される一対のプレート縁部122cが、プレート平面に対して厚み方向に突出するように構成することにより流路側壁を構成する。なお、もう一方の対向するプレート縁部121cは、通路4aの出入口部分となる。   The passage 14a is configured so that the cryogenic fluid flows in a layered manner in substantially one direction along one plane of the cryogenic fluid plate 12c. A pair of plate edge portions 122c configured along the flow direction side surface of the low-temperature fluid in the passage 14a is configured to protrude in the thickness direction with respect to the plate plane, thereby forming a channel side wall. The other opposing plate edge 121c is an entrance / exit part of the passage 4a.

なお、高温流体プレート12h、低温流体プレート12cの積層時には、プレート縁部121hとプレート縁部121cが、また、プレート縁部122hとプレート縁部122cが積層方向に重なるように構成する。つまり、高温流体通路13内の高温流体と、通路14a内の低温流体の流通方向が略直交するように構成する。   When the high temperature fluid plate 12h and the low temperature fluid plate 12c are stacked, the plate edge portion 121h and the plate edge portion 121c are configured so that the plate edge portion 122h and the plate edge portion 122c overlap in the stacking direction. That is, the flow direction of the high-temperature fluid in the high-temperature fluid passage 13 and the low-temperature fluid in the passage 14a are configured to be substantially orthogonal.

また、低温流体プレート12cの通路14aを構成した平面には、中央に低温流体プレート12cを厚み方向に貫通する貫通孔123cを有する筒形状の突起部124cを設ける。複数の中空形状の突起部124cを、平面に略均等に構成する。突起部124cの厚み方向の高さを、流路側壁を構成するプレート縁部122cと同じ高さとする。プレート縁部122c、突起部124cは、積層時に隣接するプレート12との接合部となる。   Further, a cylindrical protrusion 124c having a through-hole 123c penetrating through the low-temperature fluid plate 12c in the thickness direction is provided at the center on the plane constituting the passage 14a of the low-temperature fluid plate 12c. The plurality of hollow projections 124c are configured substantially evenly on a plane. The height in the thickness direction of the protruding portion 124c is set to the same height as the plate edge portion 122c constituting the flow path side wall. The plate edge 122c and the protrusion 124c serve as a joint with the adjacent plate 12 when stacked.

高温流体プレート12h、低温流体プレート12cの積層時には、突起部124cと突起部124hとが重なるように構成する。これにより、筒形状の中央に設けた貫通孔123c、123hが連続して、積層体コア15を積層方向に貫通する通路14bが構成される。また、突起部124cの側面には、貫通孔123cに連通する貫通孔125cを設ける。つまり、積層方向に連通する通路14bと通路14aとを、連通して構成する。   When the high temperature fluid plate 12h and the low temperature fluid plate 12c are stacked, the protrusion 124c and the protrusion 124h are configured to overlap each other. Thereby, the through-holes 123c and 123h provided in the center of the cylindrical shape are continuous, and the passage 14b penetrating the stacked body core 15 in the stacking direction is configured. A through hole 125c communicating with the through hole 123c is provided on the side surface of the protrusion 124c. That is, the passage 14b and the passage 14a communicating in the stacking direction are configured to communicate with each other.

このような高温流体プレート12h、低温流体プレート12cを交互に積層することにより、図5(b)に示すような積層体コア15を構成する。なお、高温流体通路13および低温流体通路14の通路14a間は、プレート平面により隔離される。   By laminating such high temperature fluid plates 12h and low temperature fluid plates 12c alternately, a laminated body core 15 as shown in FIG. 5B is configured. The passage 14a of the high-temperature fluid passage 13 and the low-temperature fluid passage 14 is isolated by a plate plane.

また、図5(a)に示すように、積層体コア15の側面に沿って、高温流体マニホールド16i、16o、低温流体マニホールド17i、17oを設ける。高温流体マニホールド16i、16oを、開口部であるプレート縁部122hを介して高温流体通路13に連通させ、低温流体通路14には非連通となるように構成する。また、低温流体マニホールド17i、17oを、開口部であるプレート縁部121cを介して通路14aに連通させ、高温流体通路13には非連通となるように構成する。また、第1の実施形態と同様に、マニホールド16i、16o、17i、17oには、それぞれ流体の出入口18i、18o、19i、19oを設ける。   Further, as shown in FIG. 5A, high temperature fluid manifolds 16 i and 16 o and low temperature fluid manifolds 17 i and 17 o are provided along the side surface of the laminated body core 15. The high-temperature fluid manifolds 16i and 16o are configured to communicate with the high-temperature fluid passage 13 through the plate edge portion 122h, which is an opening, and not to communicate with the low-temperature fluid passage 14. Further, the low-temperature fluid manifolds 17i and 17o are configured to communicate with the passage 14a via the plate edge portion 121c that is an opening, and are not communicated with the high-temperature fluid passage 13. Similarly to the first embodiment, the manifolds 16i, 16o, 17i, and 17o are provided with fluid inlets and outlets 18i, 18o, 19i, and 19o, respectively.

このような熱交換器1において、高温流体入口18iから高温流体入口マニホールド16iに導入された高温流体は、各層の高温流体通路13に分配され、積層面に沿って略一方向に流通する。この際に、隣接する層を流通する低温流体との熱交換を行い、比較的低温状態となって高温流体出口マニホールド16oに回収され、高温流体出口18oから排出される。つまり、高温流体は積層体コア15内を層毎に独立して流通する。   In such a heat exchanger 1, the high-temperature fluid introduced from the high-temperature fluid inlet 18i to the high-temperature fluid inlet manifold 16i is distributed to the high-temperature fluid passages 13 of the respective layers and flows in substantially one direction along the lamination surface. At this time, heat exchange with the low-temperature fluid flowing through the adjacent layers is performed, a relatively low temperature state is obtained, and the heat is recovered by the high-temperature fluid outlet manifold 16o and discharged from the high-temperature fluid outlet 18o. That is, the high-temperature fluid flows through the laminated core 15 independently for each layer.

一方、低温流体入口19iから低温流体入口マニホールド17iに導入された低温流体は、通路14aに分配される。通路14a内を流通する低温流体の一部が通路14bに流入し、積層方向に流通する。このため、低温流体は、層形状の通路4a間を、通路14bを通って自由に移動することができ、温度状態、蒸発状態を均一化することができる。   On the other hand, the cryogenic fluid introduced from the cryogenic fluid inlet 19i into the cryogenic fluid inlet manifold 17i is distributed to the passage 14a. A part of the low-temperature fluid flowing through the passage 14a flows into the passage 14b and flows in the stacking direction. For this reason, the low-temperature fluid can freely move between the layer-shaped passages 4a through the passages 14b, and the temperature state and the evaporation state can be made uniform.

言い換えれば、積層体コア15に、積層方向に貫通し、通路14aのみに連通する貫通孔125cを有する中空連通構造の通路14bを設けることにより、積層式熱交換器1を構成する。つまり、積層体コア15に、図5(c)に示すようなパイプ状部材より構成し、側面に貫通孔125cを有する通路14bを挿入して構成してもよい。   In other words, the laminated heat exchanger 1 is configured by providing the laminated core 15 with a hollow communication structure passage 14b having a through hole 125c that penetrates in the lamination direction and communicates only with the passage 14a. In other words, the laminated core 15 may be constituted by a pipe-shaped member as shown in FIG. 5C, and the passage 14b having the through hole 125c on the side surface may be inserted.

また、高温流体通路13、通路14a内に、突起部124h、124cを設けることで、高温流体、低温流体それぞれの流れに乱流が生じて熱伝達が促進される。さらに、突起部124h、124cが互いに積層方向に重なる位置に構成されるため、剛性の向上効果を得ることができる。   Further, by providing the protrusions 124h and 124c in the high-temperature fluid passage 13 and the passage 14a, turbulent flows are generated in the flows of the high-temperature fluid and the low-temperature fluid, and heat transfer is promoted. Furthermore, since the protrusions 124h and 124c are configured to overlap each other in the stacking direction, an effect of improving rigidity can be obtained.

なお、通路形状の加工および接合には、第1の実施形態と同様にエッチングおよび拡散接合を用いる。   Etching and diffusion bonding are used for the processing and bonding of the passage shape as in the first embodiment.

次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第1の実施形態と異なる効果のみを説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described. Only the effects different from those of the first embodiment will be described below.

高温流体通路13を設けた高温流体プレート12hと、通路4aを設けた低温流体プレート12cを積層してなる積層体コア15を備える。さらに、通路4bとして、内部に積層体コア15を積層方向に貫通する貫通孔123を有し、側面に貫通孔123と通路4a間を連通する連通孔125を備えた中空形状の突起部124を備える。ここでは、突起部124h、124cを組み合わせることにより、積層方向に貫通する通路14bを構成する。これにより、低温流体の異なる通路14a間の移動が可能となり、低温流体の圧力および蒸発状態を均一化することができる。   A high temperature fluid plate 12h provided with the high temperature fluid passage 13 and a low temperature fluid plate 12c provided with the passage 4a are laminated. Furthermore, as the passage 4b, a hollow-shaped protrusion 124 having a through-hole 123 that penetrates the laminated core 15 in the stacking direction and having a communication hole 125 that communicates between the through-hole 123 and the passage 4a on the side surface. Prepare. Here, the passages 14b penetrating in the stacking direction are formed by combining the protrusions 124h and 124c. Thereby, the movement of the low-temperature fluid between the different passages 14a becomes possible, and the pressure and the evaporation state of the low-temperature fluid can be made uniform.

また、突起部124を、円筒形状に構成する。このような突起部124をプレート12平面に分散して構成する。ここでは、突起部124を、高温流体プレート12hと低温流体プレート12cのうち少なくとも高温流体プレート12hに設けた、最大プレート厚さに略等しい高さを有する突起により構成する。これにより、隣接するプレート12に接合することができ、耐久性を維持することができるとともに、高温流体通路3への低温流体漏洩を抑制することができる。   Further, the protrusion 124 is formed in a cylindrical shape. Such protrusions 124 are configured to be distributed on the plane of the plate 12. Here, the protrusion 124 is constituted by a protrusion provided on at least the high-temperature fluid plate 12h of the high-temperature fluid plate 12h and the low-temperature fluid plate 12c and having a height substantially equal to the maximum plate thickness. Thereby, it can join to the adjacent plate 12, can maintain durability, and can suppress the low-temperature fluid leakage to the high-temperature fluid channel | path 3. FIG.

次に、第3の実施形態について説明する。熱交換器1の積層体コア5の構成を図6に示す。以下、第2の実施形態と異なる部分を中心に説明する。   Next, a third embodiment will be described. The structure of the laminated body core 5 of the heat exchanger 1 is shown in FIG. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the second embodiment.

高温流体プレート22hに、プレート厚さ方向に貫通する貫通孔223hを有する、円筒形状の突起部224hを設ける。一方、低温流体プレート22cには突起部は設けず、プレートを厚さ方向に貫通する貫通孔223cのみを設ける。   The high-temperature fluid plate 22h is provided with a cylindrical protrusion 224h having a through-hole 223h penetrating in the plate thickness direction. On the other hand, the low temperature fluid plate 22c is not provided with a protrusion, and only the through-hole 223c penetrating the plate in the thickness direction is provided.

これにより、各低温流体プレート22c平面に沿って設けた通路24aを流通する低温流体は、積層方向に隣接する高温流体プレート22hの突起部224h内を通って、さらに隣に配置された低温流体プレート22cの通路24aに移動可能に構成される。つまり、低温流体通路24を、低温流体プレート22c平面に沿って構成される通路24aと、突起部224hの貫通孔223hと、貫通孔223cにより構成され、高温流体プレート22hを貫通することにより通路24a同士を連通する通路24bと、から構成する。これにより、積層体コア25内の低温流体は、高温流体プレート22hを介して隣接する低温流体プレート22cに設けた通路24a間を行き来することができ、圧力および蒸発状態を均一化することができる。   Thereby, the low-temperature fluid flowing through the passages 24a provided along the plane of each low-temperature fluid plate 22c passes through the protrusions 224h of the high-temperature fluid plate 22h adjacent in the stacking direction and is further adjacent to the low-temperature fluid plate. It is configured to be movable in the passage 24a of 22c. That is, the low-temperature fluid passage 24 is constituted by the passage 24a configured along the plane of the low-temperature fluid plate 22c, the through hole 223h of the protrusion 224h, and the through hole 223c, and passes through the high-temperature fluid plate 22h, thereby passing the passage 24a The passage 24b communicates with each other. Thereby, the low temperature fluid in the laminated body core 25 can go back and forth between the passages 24a provided in the adjacent low temperature fluid plate 22c via the high temperature fluid plate 22h, and the pressure and the evaporation state can be made uniform. .

なお、図6には、便宜上、高温流体プレート22h、低温流体プレート22cを箱型の構成で示しているが、図4、図5に示した構成としてもよい。また、通路形状の加工および接合には、第1の実施形態と同様にエッチングおよび拡散接合を用いる。   In FIG. 6, for convenience, the high-temperature fluid plate 22h and the low-temperature fluid plate 22c are shown as box-shaped configurations, but the configurations shown in FIGS. 4 and 5 may be used. Etching and diffusion bonding are used for the processing and bonding of the passage shape as in the first embodiment.

次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第2の実施形態と異なる効果のみを説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described. Hereinafter, only effects different from those of the second embodiment will be described.

前記高温流体通路を設けた第二プレートと、前記第一低温流体通路を設けた第三プレートを積層してなる第二積層体を備え、高温流体通路3を設けた高温流体プレート22hと、通路24aを設けた低温流体プレート22cを積層してなる積層体コア25を備える。さらに、通路24bとして、積層方向に高温流体プレート22hを介して隣接する低温流体プレート22c同士の、通路24a間を連通する中空形状の突起部224hを備える。このように、低温流体プレート22cには突起部を設けず、高温流体プレート22hのみに設けた場合にも、高温流体プレート22hを介して隣接する低温流体プレート22c間の低温流体の移動可能に構成することができる。     A high temperature fluid plate 22h provided with a high temperature fluid passage 3 comprising a second laminate formed by laminating a second plate provided with the high temperature fluid passage and a third plate provided with the first low temperature fluid passage; The laminate core 25 is formed by laminating a low-temperature fluid plate 22c provided with 24a. Furthermore, as the passage 24b, a hollow-shaped protrusion 224h that communicates between the passages 24a of the low-temperature fluid plates 22c adjacent in the stacking direction via the high-temperature fluid plate 22h is provided. As described above, even when the low temperature fluid plate 22c is not provided with the protrusion and is provided only on the high temperature fluid plate 22h, the low temperature fluid can be moved between the adjacent low temperature fluid plates 22c via the high temperature fluid plate 22h. can do.

次に、第4の実施形態について説明する。以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。   Next, a fourth embodiment will be described. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

図7(a)に、低温流体プレート32cの平面図を示す。低温流体通路34を、プレート平面に沿って構成した通路34aと、積層方向に貫通する通路34bと、から構成する。   FIG. 7A shows a plan view of the cryogenic fluid plate 32c. The low-temperature fluid passage 34 includes a passage 34a configured along the plate plane and a passage 34b penetrating in the stacking direction.

通路34aを、折り返し形状に構成する。このとき、通路34aの折り返し部より上流側の領域において、下流側の領域より流路断面が大きくなるように構成する。また、通路34aの上流側端部を低温流体入口マニホールド37iに、下流側端部を低温流体出口マニホールド37oに連通する。なお、低温流体マニホールド37i、37oは、プレート平面の同じ外縁部321cに構成される。   The passage 34a is formed in a folded shape. At this time, the flow path cross section is configured to be larger in the upstream region than the folded portion of the passage 34a than in the downstream region. The upstream end of the passage 34a communicates with the cryogenic fluid inlet manifold 37i, and the downstream end thereof communicates with the cryogenic fluid outlet manifold 37o. The cryogenic fluid manifolds 37i and 37o are formed on the same outer edge portion 321c on the plate plane.

また、通路34aの一部を、積層方向に貫通する通路34bに連通するように構成する。通路34bを、低温流体プレート32cに設けた、プレートを厚さ方向に貫通する貫通孔323cと、後述するように中空形状に構成した流路壁324hの貫通孔323hとの組み合わせにより構成する。ここでは、通路34aの比較的断面積が大きい上流側領域の一部と、下流側領域の一部とが、それぞれ通路34bに連通するように構成する。図7(a)に示すように、プレート平面のほぼ中央に、通路34aを横断する方向に連続する孔により連通孔323cを構成する。   Further, a part of the passage 34a is configured to communicate with the passage 34b penetrating in the stacking direction. The passage 34b is configured by a combination of a through hole 323c provided in the low-temperature fluid plate 32c and penetrating the plate in the thickness direction, and a through hole 323h of a flow path wall 324h configured in a hollow shape as will be described later. Here, it is configured such that a part of the upstream region and a part of the downstream region of the passage 34a having a relatively large cross-sectional area communicate with the passage 34b. As shown in FIG. 7A, a communication hole 323c is formed by a hole that is continuous in a direction crossing the passage 34a at the approximate center of the plate plane.

一方、高温流体通路33を、図7(b)に示すように、高温流体プレート32hの平面に沿って高温流体が略一方向に流通するように構成する。高温流体と低温流体との流通方向が略直交するように構成する。高温流体通路33を二つの通路より構成し、通路間に、中空形状に構成した流路壁324hを設ける。流路壁324hの内側は、高温流体プレート32hを貫通する貫通孔323hを有する。なお、この貫通孔323hは、前述した低温流体プレート32cに設けた貫通孔323cに積層方向に重なる位置に設けられ、貫通孔323c、323hを組み合わせることにより、積層体コア25を積層方向に貫通する通路34bを構成する。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, the high-temperature fluid passage 33 is configured so that the high-temperature fluid flows in substantially one direction along the plane of the high-temperature fluid plate 32h. The flow direction of the high temperature fluid and the low temperature fluid is configured to be substantially orthogonal. The high-temperature fluid passage 33 is composed of two passages, and a flow passage wall 324h having a hollow shape is provided between the passages. The inside of the flow path wall 324h has a through hole 323h that penetrates the high temperature fluid plate 32h. The through hole 323h is provided at a position overlapping the through hole 323c provided in the low-temperature fluid plate 32c described above in the stacking direction, and penetrates the stacked body core 25 in the stacking direction by combining the through holes 323c and 323h. A passage 34b is formed.

なお、ここでは流路壁324hを一つとしたがこの限りではなく、複数設けても良い。また、通路形状の加工および接合は、第1の実施形態と同様にエッチングおよび拡散接合を用いる。   Here, the number of flow path walls 324h is one, but this is not restrictive, and a plurality of flow path walls 324h may be provided. Further, the processing and joining of the passage shape use etching and diffusion joining as in the first embodiment.

このような低温流体プレート32c、高温流体プレート32hを交互に積層することにより積層体コア35を構成し、図8に示すような熱交換器1を構成する。   Such a low-temperature fluid plate 32c and a high-temperature fluid plate 32h are alternately laminated to constitute a laminated body core 35, thereby constituting a heat exchanger 1 as shown in FIG.

低温流体は、低温流体入口39iから導入され、低温流体入口マニホールド37iにおいて各層の低温流体の通路34aに分配される。低温流体通路34aを流通する際に、低温流体は通路34bを介して、異なる層に形成された通路34a間を自由に行き来することができる。一方、高温流体は、第1の実施形態と同様に、各層内に形成された高温流体通路33に沿って流通する。   Cryogenic fluid is introduced from a cryogenic fluid inlet 39i and distributed to the cryogenic fluid passages 34a of each layer in a cryogenic fluid inlet manifold 37i. When flowing through the low-temperature fluid passage 34a, the low-temperature fluid can freely go back and forth between the passages 34a formed in different layers via the passage 34b. On the other hand, the high-temperature fluid flows along the high-temperature fluid passage 33 formed in each layer, as in the first embodiment.

次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第1の実施形態と異なる効果のみを説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described. Only the effects different from those of the first embodiment will be described below.

連通部を、通路34aの流れ方向に略直交する矩形状に構成する。ここでは、矩形状であり、内部に貫通孔323hを有する流路壁324hにより構成する。矩形状の流路壁324hを、通路34aの流路断面を横断するように構成する。これにより、低温流体の流れ全体で移動が可能となるので、低温流体の圧力、蒸発状態を均一化することができる。   The communication portion is configured in a rectangular shape substantially orthogonal to the flow direction of the passage 34a. Here, it is rectangular, and is constituted by a flow path wall 324h having a through hole 323h therein. The rectangular channel wall 324h is configured to cross the channel cross section of the passage 34a. As a result, the entire low-temperature fluid flow can be moved, so that the pressure and evaporation state of the low-temperature fluid can be made uniform.

次に、第5の実施形態について説明する。以下、第4の実施形態と異なる部分を中心に説明する。   Next, a fifth embodiment will be described. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the fourth embodiment.

図9(a)に示すように、低温流体プレート42cの表面に沿って低温流体の通路44aを、三段の蛇行形状に構成する。このとき、二つの折り返し部441を、マニホールド423により構成する。マニホールド423は、プレート平面内に構成してもよいし、図10に示すように、積層体コア45の側面に設けても良い。このマニホールド423により、各層に設けた通路44aを流通する低温流体の層管の移動を可能に構成する。つまり、通路43a間の低温流体の移動を可能にする通路44bとして、マニホールド423を用いる。また、通路44aの両端部に低温流体マニホールド47i、47oを設ける。このとき、マニホールド423と、低温流体マニホールド47i、47oは、対向する一組のプレート縁部421c内に構成される。   As shown in FIG. 9A, the cryogenic fluid passage 44a is formed in a three-stage meandering shape along the surface of the cryogenic fluid plate 42c. At this time, the two folded portions 441 are configured by the manifold 423. The manifold 423 may be configured in the plate plane, or may be provided on the side surface of the laminate core 45 as shown in FIG. The manifold 423 is configured to allow the movement of the layer pipe of the low-temperature fluid flowing through the passage 44a provided in each layer. That is, the manifold 423 is used as the passage 44b that enables the movement of the low-temperature fluid between the passages 43a. Further, cryogenic fluid manifolds 47i and 47o are provided at both ends of the passage 44a. At this time, the manifold 423 and the cryogenic fluid manifolds 47i and 47o are configured in a pair of opposed plate edge portions 421c.

また、図9(b)に示すように、高温流体プレート42h平面に、一方向に高温流体を流通する高温流体通路43を設ける。また、低温流体プレート42c、高温流体プレート42hを積層した際に、プレート縁部421cに重なる領域であるプレート縁部421hには、前述したマニホールド423が配置される。なお、第4の実施形態と同様に、高温流体プレート42hの流路壁を設けることで、マニホールド423を構成してもよい。なお、通路形状の加工および接合は、第1の実施形態と同様にエッチングおよび拡散接合を用いる。   Moreover, as shown in FIG.9 (b), the high temperature fluid channel | path 43 which distribute | circulates a high temperature fluid to one direction is provided in the high temperature fluid plate 42h plane. Further, when the low-temperature fluid plate 42c and the high-temperature fluid plate 42h are stacked, the above-described manifold 423 is disposed on the plate edge 421h that is an area overlapping the plate edge 421c. As in the fourth embodiment, the manifold 423 may be configured by providing a flow path wall of the high-temperature fluid plate 42h. Note that the processing and bonding of the passage shape uses etching and diffusion bonding as in the first embodiment.

このような高温流体プレート42hと、低温流体プレート42cを積層することにより、図10に示すような積層体コア45を構成する。これにより、各層に分散された低温流体は、通路44aの折り返し部441において通路44bを通って異なる層に形成した通路44aに自由に行き来することができる。   By laminating such a high temperature fluid plate 42h and a low temperature fluid plate 42c, a laminate core 45 as shown in FIG. 10 is formed. As a result, the low-temperature fluid dispersed in each layer can freely travel to and from the passage 44a formed in a different layer through the passage 44b in the folded portion 441 of the passage 44a.

次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第4の実施形態とは異なる効果のみを説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described. Only the effects different from those of the fourth embodiment will be described below.

通路44aとして、低温流体プレート42cに設けた平面端部に少なくとも一つ以上の折り返し部441を有する流路を備える。また、連通部として、折り返し部441に、高温流体通路3には非連通、通路44aには連通となるマニホールド423を備える。これにより、異なる層に構成された通路44a間の低温流体の移動が可能となるので、低温流体の圧力および蒸気状態を均一化することができる。   The passage 44a is provided with a flow path having at least one folded portion 441 at a flat end provided in the cryogenic fluid plate 42c. In addition, a manifold 423 is provided as a communication portion, which is connected to the folded portion 441, which is not connected to the high-temperature fluid passage 3 and is connected to the passage 44a. Thereby, since the low temperature fluid can move between the passages 44a configured in different layers, the pressure and the vapor state of the low temperature fluid can be made uniform.

次に、第6の実施形態について説明する。熱交換器1に用いる積層体コア55の構成を図11に示す。以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。   Next, a sixth embodiment will be described. The structure of the laminated body core 55 used for the heat exchanger 1 is shown in FIG. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

積層体コア55を複数のプレート52を積層することにより構成する。積層体コア55には、各プレート52に設けた貫通孔53aにより積層体コア55を積層方向に貫通する高温流体通路53を備える。各プレート52に設けた貫通孔53aの径を、積層方向に変化するように構成する。つまり、高温流体通路53の流路断面が積層方向に変化するように構成する。   The laminated core 55 is configured by laminating a plurality of plates 52. The laminated core 55 includes a high-temperature fluid passage 53 that penetrates the laminated core 55 in the laminating direction by through holes 53 a provided in each plate 52. The diameter of the through-hole 53a provided in each plate 52 is configured to change in the stacking direction. That is, the flow path cross section of the high-temperature fluid passage 53 is configured to change in the stacking direction.

例えば、図11においては、同じ径φdの貫通孔53aを有する二枚のプレート52xと、これに対して半分の径φ0.5dの貫通孔53aを有する一枚のプレート52yと、を交互に積層することにより積層体コア55を構成する。これにより、高温流体通路53内に乱流が生じやすくなり、熱伝達率を向上することができる。なお、通路形状の加工および接合は、第1の実施形態と同様にエッチングおよび拡散接合を用いる。   For example, in FIG. 11, two plates 52x having through holes 53a having the same diameter φd and one plate 52y having through holes 53a having a half diameter φ0.5d are alternately stacked. By doing so, the laminate core 55 is configured. Thereby, turbulent flow is likely to occur in the high-temperature fluid passage 53, and the heat transfer rate can be improved. Note that the processing and bonding of the passage shape uses etching and diffusion bonding as in the first embodiment.

次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第1の実施形態と異なる効果のみを説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described. Only the effects different from those of the first embodiment will be described below.

高温流体通路53および低温流体通路54を構成するプレート52の、通路形成部の形状を、積層方向に変化させる。ここでは、高温流体通路53の流路断面積を積層方向に変化させる。これにより、高温流体通路53内の流れに乱流が生じるので、より熱伝達率を向上することができる。   The shape of the passage forming portion of the plate 52 constituting the high temperature fluid passage 53 and the low temperature fluid passage 54 is changed in the stacking direction. Here, the cross-sectional area of the high-temperature fluid passage 53 is changed in the stacking direction. Thereby, since a turbulent flow is generated in the flow in the high-temperature fluid passage 53, the heat transfer rate can be further improved.

次に、第7の実施形態について説明する。熱交換器1に用いる積層体コア65の構成を図12に示す。以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。   Next, a seventh embodiment will be described. The structure of the laminated body core 65 used for the heat exchanger 1 is shown in FIG. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

積層体コア65を複数のプレート62を積層することにより構成する。各プレート62に設けた貫通孔63aにより、積層体コア65を積層方向に貫通する高温流体通路63を構成する。ここでは、貫通孔63aの位置が、積層方向に変化するように構成する。つまり、高温流体通路63の流路軸が曲線または折線となるように構成する。ただし、貫通孔63aにより構成される高温流体通路63は、積層方向に連続する流路とする。   The laminate core 65 is configured by laminating a plurality of plates 62. A high-temperature fluid passage 63 that penetrates the laminated body core 65 in the laminating direction is constituted by the through holes 63 a provided in each plate 62. Here, the position of the through hole 63a is configured to change in the stacking direction. That is, the flow path axis of the high-temperature fluid passage 63 is configured to be a curve or a broken line. However, the high-temperature fluid passage 63 constituted by the through holes 63a is a flow passage that is continuous in the stacking direction.

例えば、図12に示すように、プレート縁部から貫通孔63aの中心までの距離をα、α+β、α+2×β、α+3×β、α+2×β、α+βと変化するように、各プレート62に貫通孔63aを構成する。   For example, as shown in FIG. 12, each plate 62 is penetrated so that the distance from the plate edge to the center of the through hole 63a is changed to α, α + β, α + 2 × β, α + 3 × β, α + 2 × β, α + β. A hole 63a is formed.

なお、通路形状の加工および接合は、第1の実施形態と同様にエッチングおよび拡散接合を用いる。   Note that the processing and bonding of the passage shape uses etching and diffusion bonding as in the first embodiment.

次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第1の実施形態と異なる効果のみを説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described. Only the effects different from those of the first embodiment will be described below.

高温流体通路63および低温流体通路64を構成するプレート52の、通路形成部の位置を、積層方向に変化させる。高温流体通路63、または、低温流体通路64の少なくとも一方の流路軸を、曲線または折線状に構成する。ここでは、高温流体通路63の流路軸を、曲線または折線状に構成する。これにより、高温流体通路63内の流れに乱流が生じるので、熱伝達率を向上することができる。   The position of the passage forming portion of the plate 52 constituting the high temperature fluid passage 63 and the low temperature fluid passage 64 is changed in the stacking direction. At least one flow path axis of the high temperature fluid passage 63 or the low temperature fluid passage 64 is formed in a curved line or a broken line shape. Here, the flow path axis of the high-temperature fluid passage 63 is formed in a curve or a broken line. Thereby, since a turbulent flow is generated in the flow in the high-temperature fluid passage 63, the heat transfer rate can be improved.

次に、第8の実施形態について説明する。熱交換器1に用いる積層体コア75の構成を図13に示す。以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。   Next, an eighth embodiment will be described. The structure of the laminated body core 75 used for the heat exchanger 1 is shown in FIG. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

第1の実施形態と同様に、低温流体通路74を、積層体コア75の積層断面に沿って層形状に構成された、複数の層形状の通路74aと、複数の通路74aを連通する通路74bにより構成する。低温流体通路74の流路壁面に、内部に向かって突出する複数の突起部76を設ける。ここでは、通路74a、74b両方の壁面に、それぞれ複数の突起部76を設けるが、どちらか一方のみとしてもよい。これにより、熱伝達面積が増大するので、低温流体の熱交換性が向上される。なお、通路形状の加工および接合は、第1の実施形態と同様にエッチングおよび拡散接合を用いる。   Similarly to the first embodiment, the low-temperature fluid passage 74 is formed in a layer shape along the laminated section of the laminate core 75, and a plurality of layer-shaped passages 74a and a passage 74b communicating the plurality of passages 74a. It consists of. A plurality of protrusions 76 projecting inward are provided on the flow path wall surface of the low-temperature fluid passage 74. Here, a plurality of protrusions 76 are provided on both wall surfaces of the passages 74a and 74b, respectively, but only one of them may be provided. Thereby, since a heat transfer area increases, the heat exchange property of a low-temperature fluid is improved. Note that the processing and bonding of the passage shape uses etching and diffusion bonding as in the first embodiment.

次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第1の実施形態と異なる効果のみを説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described. Only the effects different from those of the first embodiment will be described below.

高温流体通路73、または、低温流体通路74の少なくとも一方の流路壁に、突起状のフィンを設ける。これにより、熱伝達面積を増大することができ、熱交換性を向上することができる。   Protruding fins are provided on at least one flow path wall of the high temperature fluid passage 73 or the low temperature fluid passage 74. Thereby, a heat transfer area can be increased and heat exchange property can be improved.

次に、第9の実施形態について説明する。熱交換器1に用いる積層体コア85の構成を図14に示す。以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。   Next, a ninth embodiment will be described. The structure of the laminated body core 85 used for the heat exchanger 1 is shown in FIG. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

積層体コア85を、複数のプレート82を積層することにより構成する。各プレート82に貫通孔83aを設けることにより、積層体コア85に、積層方向に貫通する高温流体通路83を構成する。貫通孔83aを、プレート平面内で円形状の貫通孔を複数個連結するように構成する。ここでは、図14に示すように、層形状に構成された低温流体の通路84a、84bで分断された一つのプレート平面領域内に、一つの貫通孔83aを設ける。これにより、プレート82の熱伸びの吸収が良好となり、耐久性を向上することができる。なお、通路形状の加工および接合は、第1の実施形態と同様にエッチングおよび拡散接合を用いる。   The laminate core 85 is configured by laminating a plurality of plates 82. By providing the through holes 83a in each plate 82, a high temperature fluid passage 83 penetrating in the stacking direction is formed in the stacked body core 85. The through hole 83a is configured to connect a plurality of circular through holes in the plate plane. Here, as shown in FIG. 14, one through-hole 83 a is provided in one plate plane region divided by low-temperature fluid passages 84 a and 84 b configured in a layer shape. Thereby, absorption of the heat | fever elongation of the plate 82 becomes favorable and durability can be improved. Note that the processing and bonding of the passage shape uses etching and diffusion bonding as in the first embodiment.

次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第1の実施形態と異なる効果のみを説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described. Only the effects different from those of the first embodiment will be described below.

高温流体通路83、または、低温流体通路84の少なくとも一方の断面が、プレート平面の一方向に沿った長径を有するように構成する。これにより、プレート82が温度変化により伸縮した場合に、これを吸収することができ、耐久性を向上することができる。    The cross section of at least one of the hot fluid passage 83 or the cold fluid passage 84 is configured to have a major axis along one direction of the plate plane. Thereby, when the plate 82 expands and contracts due to a temperature change, this can be absorbed and durability can be improved.

なお、本発明は、上記発明を実施するための最良の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲内で、様々な変更を為し得ることはいうまでもない。   The present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims. Absent.

本発明は、熱交換器に適用することができる。特に、蒸発器に適用することで、適切な効果を得ることができる。また、移動体に用いる場合などのように、コンパクト化が要求されるシステムに用いられる熱交換器に適用することで、適切な効果を得ることができる。   The present invention can be applied to a heat exchanger. In particular, an appropriate effect can be obtained by applying to an evaporator. Moreover, an appropriate effect can be acquired by applying to the heat exchanger used for the system in which compactization is requested | required like the case where it uses for a moving body.

第1の実施形態における熱交換器への流体の流通状態を示す図である。It is a figure which shows the distribution | circulation state of the fluid to the heat exchanger in 1st Embodiment. 第1の実施形態の熱交換器に用いる積層体コアの構成図である。It is a block diagram of the laminated body core used for the heat exchanger of 1st Embodiment. 第1の実施形態の熱交換器および積層体コアの構成図である。It is a block diagram of the heat exchanger and laminated body core of 1st Embodiment. 第2の実施形態の熱交換器に用いるプレートの構成図である。It is a block diagram of the plate used for the heat exchanger of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の熱交換器および積層体コアの構成図である。It is a block diagram of the heat exchanger and laminated body core of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の熱交換器に用いる積層体コアの構成図である。It is a block diagram of the laminated body core used for the heat exchanger of 3rd Embodiment. 第4の実施形態の熱交換器に用いるプレートの平面図である。It is a top view of the plate used for the heat exchanger of 4th Embodiment. 第4の実施形態の熱交換器および積層体コアの構成である。It is the structure of the heat exchanger and laminated body core of 4th Embodiment. 第5の実施形態の熱交換器に用いるプレートの平面図である。It is a top view of the plate used for the heat exchanger of 5th Embodiment. 第5の実施形態の熱交換器および積層体コアの構成図である。It is a block diagram of the heat exchanger and laminated body core of 5th Embodiment. 第6の実施形態の熱交換器に用いる積層体コアの構成図である。It is a block diagram of the laminated body core used for the heat exchanger of 6th Embodiment. 第7の実施形態の熱交換器に用いる積層体コアの構成図である。It is a block diagram of the laminated body core used for the heat exchanger of 7th Embodiment. 第8の実施形態の熱交換器に用いる積層体コアの構成図である。It is a block diagram of the laminated body core used for the heat exchanger of 8th Embodiment. 第9の実施形態の熱交換器に用いる積層体コアの構成図である。It is a block diagram of the laminated body core used for the heat exchanger of 9th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 積層式熱交換器
2 プレート
3、13、23、33、43、53、63、73 高温流体通路
4、14、24、34、44、54、64、74 低温流体通路
5、15、25、55、65、75 積層体コア
1 Laminated heat exchanger 2 Plate 3, 13, 23, 33, 43, 53, 63, 73 Hot fluid passage 4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74 Cold fluid passage 5, 15, 25, 55, 65, 75 Laminate core

Claims (10)

高温流体を流通する複数の高温流体通路と、
低温流体を流通する複数の第一低温流体通路と、前記第一低温流体通路を互いに連通する少なくとも一つ以上の第二低温流体通路と、を有する低温流体通路と、を備え、
前記高温流体通路と、前記低温流体通路と、を流れる流体間で熱交換を可能としたことを特徴とする熱交換器。
A plurality of high-temperature fluid passages for circulating the high-temperature fluid;
A low-temperature fluid passage having a plurality of first low-temperature fluid passages through which a low-temperature fluid flows, and at least one second low-temperature fluid passage communicating the first low-temperature fluid passage with each other,
A heat exchanger characterized by enabling heat exchange between fluids flowing through the high-temperature fluid passage and the low-temperature fluid passage.
複数の平板形状の第一プレートを積層してなる第一積層体を備え、
前記高温流体通路として、前記第一積層体を積層方向に貫通する通路を備え、
前記第一低温流体通路として、前記第一積層体の積層断面に沿って形成された複数の層を備え、
前記第二低温流体通路として、前記第一低温流体通路を連通し、前記第一積層体の積層断面に沿って形成された少なくとも一つ以上の層を備える請求項1に記載の熱交換器。
Comprising a first laminate formed by laminating a plurality of flat plate-shaped first plates;
As the high temperature fluid passage, comprising a passage penetrating the first laminate in the lamination direction,
As the first low-temperature fluid passage, comprising a plurality of layers formed along the laminated section of the first laminate,
2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the second low-temperature fluid passage includes at least one layer that communicates with the first low-temperature fluid passage and is formed along a laminated section of the first laminated body.
前記高温流体通路を設けた第二プレートと、前記第一低温流体通路を設けた第三プレートを積層してなる第二積層体を備え、
さらに、前記第二低温流体通路として、積層方向に前記第二プレートを介して隣接する第三プレート同士の、前記第一低温流体通路間を連通する中空形状の連通部を備える請求項1に記載の熱交換器。
A second laminate formed by laminating the second plate provided with the high-temperature fluid passage and the third plate provided with the first low-temperature fluid passage;
Furthermore, the said 2nd low temperature fluid channel | path is provided with the hollow-shaped communication part which connects between the said 1st low temperature fluid channel | paths of the 3rd plates adjacent via the said 2nd plate in the lamination direction. Heat exchanger.
前記高温流体通路を設けた第二プレートと、前記第一低温流体通路を設けた第三プレートを積層してなる第二積層体を備え、
さらに、前記第二低温流体通路として、内部に前記第二積層体を積層方向に貫通する貫通孔を有し、側面に前記貫通孔と前記第一低温流体通路間を連通する連通孔を備えた中空形状の連通部を備える請求項1に記載の熱交換器。
A second laminate formed by laminating the second plate provided with the high-temperature fluid passage and the third plate provided with the first low-temperature fluid passage;
Furthermore, as the second low-temperature fluid passage, a through-hole penetrating the second laminated body in the laminating direction is provided inside, and a communication hole communicating between the through-hole and the first low-temperature fluid passage is provided on a side surface The heat exchanger according to claim 1, comprising a hollow communication portion.
前記連通部を、円筒形状に構成する請求項3または4に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 3 or 4, wherein the communication portion is configured in a cylindrical shape. 前記連通部を、前記第一低温流体通路の流れ方向に略直交する矩形状に構成する請求項3に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 3, wherein the communication portion is configured in a rectangular shape substantially orthogonal to the flow direction of the first low-temperature fluid passage. 前記連通部を、前記第二プレートと前記第三プレートのうち少なくとも前記第二プレートに設けた、最大プレート厚さに略等しい高さを有する突起により構成する請求項3から6のいずれか一つに記載の熱交換器。   The communication portion is configured by a protrusion provided on at least the second plate of the second plate and the third plate and having a height substantially equal to the maximum plate thickness. The heat exchanger as described in. 前記第一低温流体通路として、前記第三プレートに設けた平面端部に少なくとも一つ以上の折り返し部を有する流路を備え、
前記連通部として、前記折り返し部に、前記高温流体通路には非連通、前記低温流体通路には連通となるマニホールドを備える請求項3または4に記載の熱交換器。
As the first low-temperature fluid passage, provided with a flow path having at least one folded portion at a flat end provided on the third plate,
5. The heat exchanger according to claim 3, wherein the communication portion includes a manifold that is not connected to the high-temperature fluid passage and is connected to the low-temperature fluid passage in the folded portion.
前記高温流体通路および前記低温流体通路を構成する前記第一プレートの、通路形成部の形状または位置を、積層方向に変化させる請求項2に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 2, wherein a shape or a position of a passage forming portion of the first plate constituting the high temperature fluid passage and the low temperature fluid passage is changed in the stacking direction. 前記流体通路の加工にエッチング、前記プレート同士の接合にロウ付けまたは拡散接合を用いる請求項1に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1, wherein etching is used for processing the fluid passage, and brazing or diffusion bonding is used for joining the plates.
JP2004121523A 2004-04-16 2004-04-16 Heat exchanger Pending JP2005308232A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004121523A JP2005308232A (en) 2004-04-16 2004-04-16 Heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004121523A JP2005308232A (en) 2004-04-16 2004-04-16 Heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005308232A true JP2005308232A (en) 2005-11-04

Family

ID=35437202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004121523A Pending JP2005308232A (en) 2004-04-16 2004-04-16 Heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005308232A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014500941A (en) * 2010-11-09 2014-01-16 ヴァレオ システム テルミク Heat exchanger and associated method of forming a flow perturbant
JP2018096581A (en) * 2016-12-09 2018-06-21 株式会社アロン社 Heat exchanger and manufacturing method therefor
JP2021042929A (en) * 2019-09-13 2021-03-18 リンナイ株式会社 Plate type heat exchanger
JP2021063615A (en) * 2019-10-15 2021-04-22 リンナイ株式会社 Plate type heat exchanger

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014500941A (en) * 2010-11-09 2014-01-16 ヴァレオ システム テルミク Heat exchanger and associated method of forming a flow perturbant
JP2018096581A (en) * 2016-12-09 2018-06-21 株式会社アロン社 Heat exchanger and manufacturing method therefor
JP2021042929A (en) * 2019-09-13 2021-03-18 リンナイ株式会社 Plate type heat exchanger
JP7373332B2 (en) 2019-09-13 2023-11-02 リンナイ株式会社 plate heat exchanger
JP2021063615A (en) * 2019-10-15 2021-04-22 リンナイ株式会社 Plate type heat exchanger
JP7382202B2 (en) 2019-10-15 2023-11-16 リンナイ株式会社 plate heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3960233B2 (en) Heat exchanger
JP6504367B2 (en) Heat exchanger
JP4281634B2 (en) Refrigerant evaporator
WO2015004719A1 (en) Laminated header, heat exchanger, air conditioning device, and method for connecting plate-shaped body and pipe of laminated header
JPWO2009054162A1 (en) Plate stack heat exchanger
WO2019043801A1 (en) Heat sink
JP6528283B2 (en) Heat exchanger
JP4166591B2 (en) Heat exchanger
JP2006010130A (en) Multi-fluid heat exchanger
JP2004044851A (en) Heat exchanger
JP2005308232A (en) Heat exchanger
JP2006329537A (en) Heat exchanger
JP2001108392A (en) Laminated type heat exchanger
JP6162836B2 (en) Heat exchanger
JP2009192140A (en) Plate type heat exchanger
JP2005326068A (en) Plate for heat exchanger and heat exchanger
KR20070064938A (en) Heat exchanger
JP2005207725A (en) Heat exchanger
JP6281422B2 (en) Laminate heat exchanger
JP4082029B2 (en) Plate heat exchanger
KR102330582B1 (en) Micro-channel Printed Heat Exchanger and manufacturing there of
WO2024135547A1 (en) Heat exchanger and method for producing heat exchanger
JP2005233454A (en) Heat exchanger
JPS6093291A (en) Lamination type heat exchanger
JPH03186194A (en) Laminar heat exchanger