JP2007127390A

JP2007127390A - 積層型熱交換器

Info

Publication number: JP2007127390A
Application number: JP2005322587A
Authority: JP
Inventors: Tatsuto Yamada; 達人山田
Original assignee: Tokyo Roki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Roki Co Ltd
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2025-11-07
Also published as: JP4759367B2

Abstract

【課題】圧力損失を増大させることなく、またアセンブリー容積及び製造コストを著しく増大させることもなく、熱交換効率を十分に向上させることができる積層型熱交換器を提供する。
【解決手段】前後のエンドプレート１０,１１間に複数のコアプレート１５,１６の組（コア１２）を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート１０,１１及びコアプレート１５,１６で囲われた内部を一対の流体室に画成し、各流体室を前部側エンドプレート１０にそれぞれ突設された一対の循環パイプ３１,３２に連通させた積層型熱交換器１であって、コアプレート１５,１６、及び中間コアプレート１７、並びにエンドプレート１０,１１は、それぞれ波状部１００ａ〜１００ｅを備え、これらの波状部１００ａ〜１００ｅで挟まれた空間により各流体室が構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層型熱交換器に関する。

従来、積層型熱交換器としては、例えば図２に示すものがある。すなわち、従来の積層型熱交換器２は、前後のエンドプレート２０,２１間に複数のコアプレート２５,２６の組（同図に示す「コア２２」参照）を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート２０,２１及びコアプレート２５,２６で囲われた内部を一対の流体室に画成したものであり、各流体室を前部側エンドプレート２０にそれぞれ突設された一対の循環パイプ３１,３２に連通させている（例えば、特許文献１参照）。ＥＧＲガス等の高温流体が流れる高温流体室は、コアプレート２５とコアプレート２６とで囲われた内部に画成されている。一方、冷却水等の低温流体が流れる低温流体室は、前部側エンドプレート２０とコアプレート２５とで囲われた内部、及びコアプレート２６とコアプレート２５とで囲われた内部、並びにコアプレート２６と後部側エンドプレート２１で囲われた内部に画成されている。

かかる構成の積層型熱交換器２において、各流体室を流れる高温流体及び低温流体は、コアプレート２５,２６を介して相互に熱交換を行う。同図において、高温流体は、循環パイプ３１の一方から流入してコア２２内部の各高温流体室を循環し、循環パイプ３１の他方から流出する。一方、低温流体は、循環パイプ３２の一方から流入して各低温流体室を循環し、循環パイプ３２の他方から流出する。また、従来の積層型熱交換器２において、熱交換効率を向上させるべく、コアプレート２５,２６の間にフィン３０が形成された中間コアプレート２７を介挿したものもある。
特開２０００-３１０４９７号公報

しかしながら、従来の積層型熱交換器２にあっては、前述した各プレートが略平板状に成形されている。そのため、高温流体及び低温流体のパス長Ｙ（図２の矢印参照）、すなわち高温流体及び低温流体が各流体室に流入してから流出するまでの距離が短く、熱交換効率が十分とはいえない。

なお、かかる従来の積層型熱交換器２であっても、前述したフィン３０のラビリンス構造をより細かいものに改良すれば、熱交換効率を十分に向上させることが可能となる（例えば、特開２００３−１７６９９５号公報）。しかし、このようにフィン３０を改良した場合には、圧力損失が増大してしまう。一方、前述したコア２２の数を増やして伝熱面積を拡大させた場合にも、熱交換効率を十分に向上させることが可能となる。しかし、このようにコア２２の数を増やした場合には、アセンブリー容積及び製造コストが著しく増大してしまう。

本発明は、上記の問題を解決するためのものであり、その目的は、圧力損失を増大させることなく、またアセンブリー容積及び製造コストを著しく増大させることもなく、熱交換効率を十分に向上させることができる積層型熱交換器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、前後のエンドプレート間に複数のコアプレートの組を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート及びコアプレートで囲われた内部を一対の流体室に画成し、各流体室を前部側エンドプレートにそれぞれ突設された一対の循環パイプに連通させた積層型熱交換器であって、前記コアプレートは、長手方向断面が略波形状となるように湾曲成形された波状部を備え、該波状部で挟まれた空間により前記流体室が構成されていることを特徴とする。

かかる構成とした場合には、湾曲成形された波状部によって、高温流体及び低温流体の各パス長が伸張することとなり、熱交換効率が十分に向上する。その際、圧力損失を増大させることがなく、アセンブリー容積及び製造コストを著しく増大させることもない。

また、本発明において、前記コアプレートは、フィンが形成された中間コアプレートを介挿して構成され、該中間コアプレートは、前記波状部と同期して凹凸を繰り返すように湾曲成形された波状部を備えることを特徴とする。

また、本発明において、前記エンドプレートは、前記波状部と同期して凹凸を繰り返すように湾曲成形された波状部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、積層型熱交換器において、圧力損失を増大させることなく、またアセンブリー容積及び製造コストを著しく増大させることもなく、熱交換効率を十分に向上させることができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

本実施形態に係る積層型熱交換器１は、前後のエンドプレート１０，１１間に複数のコアプレート１５，１６の組（以下、この組を「コア１２」という。）を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート１０，１１及びコアプレート１５，１６で囲われた内部を一対の流体室に画成したものであり、各流体室を前部側エンドプレート１０にそれぞれ突設された一対の循環パイプ３１，３２に連通させたものである。

かかる積層型熱交換器１において、コアプレート１５，１６は、いずれも長手方向断面が略波形状となるように湾曲成形された波状部１００ａ，１００ｂを備えており、波状部１００ａ，１００ｂで挟まれた空間により高温流体室が画成されている。一方、低温流体室は、前部側エンドプレート１０とコアプレート１５とで囲われた内部、及びコアプレート１６とコアプレート１５とで囲われた内部、並びにコアプレート１６と後部側エンドプレート１１とで囲われた内部に画成されている。そして、高温流体は、循環パイプ３１の一方側から流入してコア１２内部の各高温流体室を循環し、循環パイプ３１の他方側から流出する。また、低温流体は、循環パイプ３２の一方側から流入して各低温流体室を循環し、循環パイプ３２の他方側から流出する。

ところで、コアプレート１５,１６間には、フィン３０が形成された中間コアプレート１７が介挿されている。また、中間コアプレート１７、及びエンドプレート１０,１１は、それぞれ波状部１００ｃ及び１００ｄ,１００ｅを備えており、いずれも前述の波状部１００ａ，１００ｂと同期して凹凸を繰り返すように湾曲成形されている。なお、本発明は、かかる形態に限定されるものではなく、コアプレート１５,１６間に、中間コアプレート１７が介挿されていない形態であってもよい。また、波状部１００ａ〜１００ｅの形状は、各プレートの長手方向断面が波形状となるように湾曲成形された形態に限定されるものではなく、例えば、各プレートの長手方向断面がＶ字状に湾曲成形されたものであってもよく、さらには他の形態を含むものとする。かかる波状部１００ａ〜１００ｅは、各プレート上に不連続的に設けてもよいが、同図に示す如く連続的に設けたものが好ましい。

以上のように、本実施形態の積層型熱交換器１にあっては、コアプレート１５,１６、及び中間プレート１７、並びにエンドプレート１０,１１が湾曲成形されており、それぞれ前述した波状部１００ａ〜１００ｄを備えている。そして、高温流体室及び低温流体室は、いずれも波状部１００ａ〜１００ｄで挟まれた空間で構成されており、高温流体及び低温流体の各パス長Ｘ（図１の矢印参照）が伸張した状態、すなわち、図１のパス長Ｘ＞図２のパス長Ｙの関係にある。そのため、かかる構成の積層型熱交換器１にあっては、熱交換効率が十分に向上する（例えば、約１０〜２０％向上）。しかも、波状部１００ａ〜１００ｄは、いずれも圧力損失を増大させることがないように湾曲成形されている。また、アセンブリー容積は、湾曲成形したことにより若干増大するが、著しく増大させるものではない。さらに、図１に示すようにコア１２の数は、図２のコア２２と同数であり、その他の部品点数が増加することもないので、製造コストが著しく増大することもない。

従って、本実施形態の積層型熱交換器１によれば、圧力損失を増大させることなく、またアセンブリー容積及び製造コストを著しく増大させることもなく、熱交換効率を十分に向上させることができる。

本発明の一実施形態における積層型熱交換器を示す分解斜視図である。従来技術における積層型熱交換器を示す分解斜視図である。

符号の説明

１積層型熱交換器
１０前部側エンドプレート
１１後部側エンドプレート
１２コア
１５,１６コアプレート
１７中間コアプレート
１００ａ,１００ｂ,１００ｃ,１００ｄ波状部
Ｘパス長

Claims

前後のエンドプレート間に複数のコアプレートの組を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート及びコアプレートで囲われた内部を一対の流体室に画成し、各流体室を前部側エンドプレートにそれぞれ突設された一対の循環パイプに連通させた積層型熱交換器であって、
前記コアプレートは、長手方向断面が略波形状となるように湾曲成形された波状部を備え、該波状部で挟まれた空間により前記流体室が構成されていることを特徴とする積層型熱交換器。
請求項１に記載の積層型熱交換器において、
前記コアプレートは、フィンが形成された中間コアプレートを介挿して構成され、該中間コアプレートは、前記波状部と同期して凹凸を繰り返すように湾曲成形された波状部を備えることを特徴とする積層型熱交換器。
請求項１又は２に記載の積層型熱交換器において、
前記エンドプレートは、前記波状部と同期して凹凸を繰り返すように湾曲成形された波状部を備えることを特徴とする積層型熱交換器。