JP2007163114A

JP2007163114A - プレート積層型熱交換器

Info

Publication number: JP2007163114A
Application number: JP2005380930A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Uenishi; 正久上西
Original assignee: Atago Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Atago Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】高圧流体に適した構造であるとともに、接合不良が生じることがなく、ろう付け品質の著しい向上を図ることができる熱交換器を提案する。
【解決手段】半筒状の突条１２を所定のピッチ間隔で形成した２枚のプレート１０を対向させ、上下一対の突条１２で所定のピッチ間隔で並置した管状通路１４を形成し、凹凸面が連続したコルゲートプレート１６を管状通路１４とその頂面１７ａ、底面１７ｂが直交する方向とし、一対のプレート１０とコルゲートプレート１６とを交互に多層に積層し、管状通路１４内を一方の流体が流通し、コルゲートプレート１６の凹凸面に沿って他方の流体が流通して熱交換を行うように構成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、所定の形状に成形したプレートを多層に積層して形成するプレート積層型熱交換器に関し、特に、高圧流体の熱交換に適したプレート積層型熱交換器に関するものである。

熱交換器の構造としては、流体の流通路である管体の外周に多数のフィンプレートを接合したものが汎用されている。また、波型や半球殻型等の連続する凹凸面を形成した伝熱プレートを多層に積層したプレート式熱交換器も様々な用途で用いられている。このプレート式熱交換器は、伝熱プレート間に狭い間隔の流体のチャンネルを形成し、交互のチャンネルに液−液、液−ガスなどの２種類の流体を流通させて熱交換を行う構造である。

一方、高温高圧の流体の熱交換を目的とする場合、耐圧性の向上を図るために管体を小径に設計する必要があり、多数の管体を用いることとなるフィンプレート型の熱交換器は構造が複雑、製作コストが高価となって、高圧流体用の熱交換器としてはこれに適さない構造である。また、従来の構造のプレート式熱交換器は、伝熱プレートの間にろう材を設置して所定治具で組み立て、これを加熱炉に投入し、重ねた伝熱プレートの凹凸面の頂部をろう付けして製作されるが、当接する頂部の接合面積の不足から接合不良が生じやすく、強度、気密性の確保に課題がある。

この発明は、新規構成のプレート積層型熱交換器を提案し、高圧流体に適した構造であるとともに、接合不良が生じることがなく、ろう付け品質の著しい向上を図ることができる熱交換器を提案するものである。また、組立作業性、生産性に優れ、製作コストが安価なプレート積層型熱交換器を提案するものである。

こうした課題を解決するため、この発明のプレート積層型熱交換器は、半筒状の突条１２を所定のピッチ間隔で形成した２枚のプレート１０を対向させ、上下一対の突条１２で所定のピッチ間隔で並置した管状通路１４を形成する。一方、凹凸面が連続したコルゲートプレート１６を管状通路１４とその頂面１７ａ、底面１７ｂが直交する方向とし、一対のプレート１０とコルゲートプレート１６とを交互に多層に積層して製作する。そして、管状通路１４内を一方の流体が流通し、コルゲートプレート１６の凹凸面に沿って他方の流体が流通して熱交換を行うように構成するものである。

また、上記のプレート１０、コルゲートプレート１６を、銅又は銅合金の芯材の表裏両面に薄板状又は薄膜状にろう材を接合した部材で形成するものである。

この発明のプレート積層型熱交換器は、半筒状の突条１２を所定のピッチ間隔で形成した２枚のプレート１０を対向させて接合し、一対の突条１２で所定のピッチ間隔で並置した管状通路１４を形成するので、この管状通路１４を小径に設計して多数の管状通路１４を設けることができ、２枚のプレート１０は堅固に接合されて管状通路１４は耐圧性に優れ、高圧流体に適した構造である。

また、積層したプレート１０とコルゲートプレート１６は、コルゲートプレート１６の頂面１７ａ、底面１７ｂが接合面となって接合不良が生じることがなく、ろう付け品質の著しい向上を図ることができるとともに、プレート１０とコルゲートプレート１６とを交互に多層に積層して簡単に組み立てられ、作業性に優れて生産性の大幅な向上を図ることができ、製作コストが安価である。さらに、プレート１０、コルゲートプレート１６を、銅又は銅合金の芯材の表裏両面に薄板状又は薄膜状にろう材を接合した部材で形成することで、ろう材設置の作業を省くことが可能である。

以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に示した実施例について具体的に説明する。
図１はプレート１０の正面図で、銅又は銅合金の芯材の表裏両面に薄板状又は薄膜状にろう材を接合した部材（例えばクラッド材）の矩形板をプレス成形し、半筒状の突条１２を所定のピッチ間隔で形成している。このように成形した２枚のプレート１０を対向させて接合し、上下一対の突条１２で所定のピッチ間隔で並置した管状通路１４を形成する。

図２はコルゲートプレート１６の正面図で、同じく銅又は銅合金の芯材の表裏両面に薄板状又は薄膜状にろう材を接合した部材の矩形板をプレス成形し、凹凸面が連続して平坦状の頂面１７ａ、底面１７ｂを形成している。

この熱交換器は、図３に示すように、管状通路１４と頂面１７ａ、底面１７ｂが直交する方向とし、一対のプレート１０とコルゲートプレート１６とを交互に多層に積層する。一対のプレート１０の両端部は側板２０を貫通して固定され、このようにして所定の段数積層した組立品を加熱炉に投入し、箔ろう材が加熱炉内で溶融してろう付けして製作される。

図４、５はこうして製作したプレート積層型熱交換器の全体を示す。この熱交換器は、一次側高圧気体と二次側低圧気体との間で熱交換を行うもので、熱交換する一方の流体である高圧気体が、一方の側板２０側から供給され、多数の管状通路１４内を流通して他方の側板２０側へ流通する（図中白抜矢印）。熱交換する他方の流体である低圧気体（空気）は、これと直交して供給され、コルゲートプレート１６の凹凸面に沿って流通する（図中実線矢印）。このようにして一次側高圧気体と二次側低圧気体との間で熱交換が行われ、コルゲートプレート１６により伝熱面積が増大され、熱効率の向上が図られている。

この発明の実施例で、プレートの正面図。コルゲートプレートの正面図。プレートとコルゲートプレートの積層状態を説明する斜視図。プレート積層型熱交換器の正面図。プレート積層型熱交換器の平面図。

符号の説明

１０プレート
１２突条
１４管状通路
１６コルゲートプレート
１７ａ頂面
１７ｂ底面

Claims

半筒状の突条１２を所定のピッチ間隔で形成した２枚のプレート１０を対向させ、上下一対の突条１２で所定のピッチ間隔で並置した管状通路１４を形成し、
凹凸面が連続したコルゲートプレート１６を管状通路１４とその頂面１７ａ、底面１７ｂが直交する方向とし、一対のプレート１０とコルゲートプレート１６とを交互に多層に積層し、
管状通路１４内を一方の流体が流通し、コルゲートプレート１６の凹凸面に沿って他方の流体が流通して熱交換を行うように構成したプレート積層型熱交換器。
プレート１０、コルゲートプレート１６を、銅又は銅合金の芯材の表裏両面に薄板状又は薄膜状にろう材を接合した部材で形成した請求項１に記載のプレート積層型熱交換器。