JP2010249399A - Plate type heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、隣り合う2枚の伝熱プレート間に流体の流路が形成されるようにして少なくとも3枚の伝熱プレートが積層配置されたプレート式熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a plate heat exchanger in which at least three heat transfer plates are stacked so that a fluid flow path is formed between two adjacent heat transfer plates.
互いに異なる温度を有する第1流体と第2流体との間で熱交換を行う熱交換器の1つに、プレート式熱交換器がある。このプレート式熱交換器では、隣り合う2枚の伝熱プレート間に流体の流路が形成されるようにして少なくとも3枚の伝熱プレートが積層配置される。そして、1枚の伝熱プレートを介して互いに隣接する2つの流路の一方に第1流体を流し、他方の流路に第1流体とは異なる温度の第2流体を流すことで第1流体と第2流体との間で伝熱プレートを介して熱交換を行って、第1流体および第2流体のいずれか低温の方の流体を加温する。 One type of heat exchanger that exchanges heat between a first fluid and a second fluid having different temperatures is a plate heat exchanger. In this plate heat exchanger, at least three heat transfer plates are stacked and arranged so that a fluid flow path is formed between two adjacent heat transfer plates. Then, the first fluid is caused to flow through one of the two flow paths adjacent to each other via one heat transfer plate, and the second fluid having a temperature different from that of the first fluid is passed through the other flow path. Heat exchange is performed between the first fluid and the second fluid via the heat transfer plate, and the lower one of the first fluid and the second fluid is heated.
このようなプレート式熱交換器は、たとえ腐食等により伝熱プレートに孔食等が生じたときでも、第1流体と第2流体とがすぐには混合してしまわないように構成することが望まれる。このため、例えば特許文献1に記載されたプレート式熱交換器では、個々の伝熱プレートの構造を層間に微小な間隙を設けた2層積層構造にすると共に、該伝熱プレートでの流体の通路口の周辺部に流体の逃げ穴を設け、上記の2層積層構造を形成する2つの層のうちの1つに腐食や材料欠陥等により割れが生じて流体が漏洩したときでも該漏洩した流体が上記の間隙を流れて通路口周辺の逃げ穴から外部に排出されるようにすることで、第1流体と第2流体との混合を防止している。 Such a plate heat exchanger may be configured so that the first fluid and the second fluid do not mix immediately even when pitting corrosion or the like occurs in the heat transfer plate due to corrosion or the like. desired. For this reason, for example, in the plate heat exchanger described in Patent Document 1, the structure of each heat transfer plate is a two-layer structure in which a minute gap is provided between layers, and the fluid in the heat transfer plate is A fluid escape hole is provided in the periphery of the passage opening, and even when fluid leaks due to corrosion or material defects in one of the two layers forming the above two-layer laminated structure, the leakage occurred. Mixing the first fluid and the second fluid is prevented by allowing the fluid to flow through the gap and to be discharged to the outside from the escape hole around the passage opening.
しかしながら、特許文献1に記載されたプレート式熱交換器では、個々の伝熱プレートが同一素材の2層積層構造とされ、かつ層間に微小な間隙が設けられるため、伝熱プレートでの伝熱性が比較的低い。また、腐食形態が同じ同一素材の2層積層構造であるため、伝熱プレート自体の耐食性を向上させ難い。さらには、層間に微小な間隙が設けられた2層積構造の伝熱プレートはその生産性を高め難い。 However, in the plate heat exchanger described in Patent Document 1, each heat transfer plate has a two-layer laminated structure made of the same material, and a minute gap is provided between the layers. Is relatively low. Moreover, since it is a two-layer laminated structure of the same material with the same corrosion form, it is difficult to improve the corrosion resistance of the heat transfer plate itself. Furthermore, it is difficult to increase the productivity of a heat transfer plate having a two-layer structure in which minute gaps are provided between layers.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、耐食性および伝熱性がそれぞれ高く、生産性が良好なプレート式熱交換器を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to obtain a plate-type heat exchanger having high corrosion resistance and high heat conductivity and good productivity.
本発明は、隣り合う2枚の伝熱プレート間に流体の流路が形成されるようにして少なくとも3枚の伝熱プレートが積層配置された熱交換部を備え、1枚の伝熱プレートを介して互いに隣接する2つの流路の一方には第1流体を流し、他方の流路には第1流体とは異なる温度の第2流体を流して第1流体と第2流体との間で伝熱プレートを介して熱交換を行うプレート式熱交換器において、ステンレス鋼からなるベース材の片面側に銅層が設けられた2層クラッド材とステンレス鋼とのいずれかにより熱交換部での底部伝熱プレートを形成し、ステンレス鋼からなるベース材の下面側に銅層が設けられた2層クラッド材により熱交換部での上部伝熱プレートを形成し、ステンレス鋼からなるベース材の下面側に第1銅層、ステンレス鋼層、および第2銅層がこの順番で設けられた4層クラッド材により、熱交換部での底部伝熱プレートと上部伝熱プレートとの間に配置される中間部伝熱プレートを形成したことを特徴とする。 The present invention includes a heat exchanging portion in which at least three heat transfer plates are stacked so that a fluid flow path is formed between two adjacent heat transfer plates. A first fluid is allowed to flow through one of the two flow paths adjacent to each other, and a second fluid having a temperature different from that of the first fluid is allowed to flow through the other flow path between the first fluid and the second fluid. In a plate-type heat exchanger that performs heat exchange through a heat transfer plate, either a two-layer clad material in which a copper layer is provided on one side of a base material made of stainless steel or stainless steel, The bottom heat transfer plate is formed, and the upper heat transfer plate in the heat exchange part is formed by the two-layer clad material in which the copper layer is provided on the lower surface side of the base material made of stainless steel, and the lower surface of the base material made of stainless steel The first copper layer, the stainless steel layer, and A four-layer clad material in which the second copper layer is provided in this order forms an intermediate heat transfer plate disposed between the bottom heat transfer plate and the upper heat transfer plate in the heat exchange section. To do.
本発明のプレート式熱交換器では、互いに異なる腐食形態を有するステンレス鋼と銅とのクラッド材により少なくとも上部伝熱プレートと中間部伝熱プレートの各々を形成するので、層間に微小な間隙を設けた同一素材の2層積層構造の伝熱プレートとする場合に比べて当該伝熱プレートの耐食性および生産性それぞれが高まる。また、クラッド材中の銅により高い伝熱性を得ることができると共に、当該銅がろう材として機能することから別途ろう材を用いることなくプレート式熱交換器を作製することが可能になる。したがって、本発明によれば、耐食性および伝熱性がそれぞれ高く、生産性が良好なプレート式熱交換器が得られる。 In the plate heat exchanger of the present invention, at least each of the upper heat transfer plate and the intermediate heat transfer plate is formed by the clad material of stainless steel and copper having different corrosion forms, so that a minute gap is provided between the layers. The corrosion resistance and productivity of the heat transfer plate are increased as compared with the case of using a heat transfer plate having a two-layer structure of the same material. In addition, high heat conductivity can be obtained by the copper in the clad material, and since the copper functions as a brazing material, a plate heat exchanger can be produced without using a separate brazing material. Therefore, according to the present invention, a plate heat exchanger having high corrosion resistance and heat transfer properties and good productivity can be obtained.
以下、本発明のプレート式熱交換器の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the plate heat exchanger of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明のプレート式熱交換器の一例を概略的に示す斜視図である。同図に示すプレート式熱交換器60は、第1流体と第2流体との間で伝熱プレートを介して熱交換を行う熱交換部50と、該熱交換部50に装着された第1〜第4ニップル53a,53b,55a,55bとを備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a plate heat exchanger according to the present invention. The
上記の熱交換部50は、平面視上、矩形の四隅を丸めた形状を呈する。この熱交換部50は、隣り合う2枚の伝熱プレート間に流体の流路が形成されるようにして6枚の伝熱プレートが積層配置された積層構造を有しており、積層方向に隣り合う伝熱プレートは互いにろう付けされている。最も下の底部伝熱プレート10と最も上の上部伝熱プレート20との間に2種類の中間部伝熱プレート30,40が底部伝熱プレート10側からこの順番で交互に積層配置されて、熱交換部50の長手方向に沿って延在する計5つの流路(図示せず)を熱交換部50内に形成している。
Said
一方、第1ニップル53aおよび第2ニップル53bは、熱交換部50内に第1流体を流すために当該熱交換部50に第1流体の供給管と第1流体の排出管とを接続するためのものであり、第1ニップル53aに第1流体の供給管が接続され、第2ニップル53bに第1流体の排出管が接続される。同様に、第3ニップル55aおよび第4ニップル55bは、熱交換部50内に上記の第1流体とは異なる温度の第2流体を流すために当該熱交換部50に第2流体の供給管と第2流体の排出管とを接続するためのものであり、第3ニップル55aに第2流体の供給管が接続され、第4ニップル55bに第2流体の排出管が接続される。これら第1〜第4ニップル53a,53b,55a,55bは、上部伝熱プレート20の平面形状を矩形とみなしたときの1つの対角線上に第1ニップル53aと第2ニップル52bとが位置し、他の1つの対角線上に第3ニップル55aと第4ニップル55bとが位置するようにして上部伝熱プレート20に装着されている。
On the other hand, the
プレート式熱交換器60では、第1ニップル53aから熱交換部50に第1流体を供給し、第3ニップル55aから熱交換部50に第2流体を供給すると、熱交換部50内を流れる第1流体と第2流体との間で伝熱プレートを介して熱交換が行われ、第1流体と第2流体のうちの一方の流体(相対的に低温である方の流体)が加温される。熱交換後の第1流体は第2ニップル53bからプレート式熱交換器60外に流出し、熱交換後の第2流体は第4ニップル55bからプレート式熱交換器60外に流出する。図1においては、プレート式熱交換器60での第1流体の流入方向および流出方向を実線の矢印Aで示し、第2流体の流入方向および流出方向を破線の矢印Bで示している。
In the
熱交換部50内に第1流体および第2流体それぞれの流路を形成するために、底部伝熱プレート10、上部伝熱プレート20、および各中間部伝熱プレート30,40には、通孔やシール部が形成されている。また、伝熱効率を高めるために伝熱部が形成されている。以下、各伝熱プレートの形状について図2を参照して説明する。
In order to form the flow paths of the first fluid and the second fluid in the
図2は、図1に示したプレート式熱交換器を概略的に示す分解斜視図である。同図に示すように、個々の伝熱プレート10,20,30,40は、平面視したときに矩形の四隅を丸めた形状を呈する皿形に成形されており、皿の開口端に相当する端が下になる向きで積層されている。
2 is an exploded perspective view schematically showing the plate heat exchanger shown in FIG. As shown in the figure, each of the
底部伝熱プレート10は、周縁部に形成されて側方に突出したリム部1を有しており、当該底部伝熱プレート10で第3ニップル55aの下方に位置する領域およびその周辺は台状に高く成形されて第2流体流入シール部6aに、また第4ニップル55bの下方に位置する領域およびその周辺は台状に高く成形されて第2流体流出シール部6bになっている。この底部伝熱プレート10での上面側の略全面には、全体として谷形に凹陥した波板状の伝熱部9が形成されている。
The bottom
上部伝熱プレート20は、周縁部に形成されて側方に突出したリム部11を有しており、当該上部伝熱プレート20での四隅には、第1ニップル53aを装着するための第1通孔13a、第2ニップル53bを装着するための第2通孔13b、第3ニップル55aを装着するための第3通孔15a、および第4ニップル55bを装着するための第4通孔15bが形成されている。第1通孔13aの周辺は台状に高く成形されて第1台状部14aになっており、第2通孔13bの周辺は台状に高く成形されて第2台状部14bになっている。この上部伝熱プレート20での上面側の略全面には、全体として山形に突起した波板状の伝熱部19が形成されている。
The upper
各中間部伝熱プレート30は、周縁部に形成されて側方に突出したリム部21を有している。当該中間部伝熱プレート30で第1ニップル53aの下方に位置する領域には第1流体流入通孔23aが形成されており、第2ニップル53bの下方に位置する領域には第1流体流出通孔23bが形成されている。また、第3ニップル55aの下方に位置する領域には第2流体流入通孔25aが形成されており、第4ニップル55bの下方に位置する領域には第2流体流出通孔25bが形成されている。第1流体流入通孔23aの周辺は台状に高く成形されて第1流体流入シール部24aになっており、第1流体流出通孔23bの周辺は台状に高く成形されて第1流体流出シール部24bになっている。各中間部伝熱プレート30での上面側の略全面には、全体として谷形に凹陥した波板状の伝熱部29が形成されている。
Each intermediate portion
各中間部伝熱プレート40は、周縁部に形成されて側方に突出したリム部31を有している。当該中間部伝熱プレート40で第1ニップル53aの下方に位置する領域には第1流体流入通孔33aが形成されており、第2ニップル53bの下方に位置する領域には第1流体流出通孔33bが形成されている。また、第3ニップル55aの下方に位置する領域には第2流体流入通孔35aが形成されており、第4ニップル55bの下方に位置する領域には第2流体流出通孔35bが形成されている。第2流体流入通孔35aの周辺は台状に高く成形されて第2流体流入シール部36aになっており、第2流体流出通孔35bの周辺は台状に高く成形されて第2流体流出シール部36bになっている。各中間部伝熱プレート40での上面側の略全面には、全体として山形に突起した波板状の伝熱部39が形成されている。
Each intermediate
上述した形状および構造を有する各伝熱プレートを積層配置して熱交換部50を作製するときには、底部伝熱プレート10、中間部伝熱プレート30、および中間部伝熱プレート40の各々に形成されているシール部の各々がその上の伝熱プレートの下面に密着して、熱交換部50内に第1流体の流路と第2流体の流路とが規定される。
When the
具体的には、底部伝熱プレート10の第2流体流入シール部6aおよび第2流体流出シール部6bの各々がその上の中間部伝熱プレート30の下面に密着して、当該底部伝熱プレート10とその上の中間部伝熱プレート30との間に第1流体の流路を規定する。中間部伝熱プレート30の下面に密着した第2流体流入シール部6aにより中間部伝熱プレート30の第2流体流入通孔25aが閉塞され、第2流体流出シール部6bにより中間部伝熱プレート30の第2流体流出通孔25bが閉塞されるので、底部伝熱プレート10とその上の中間部伝熱プレート30との間の空隙には第2流体が流れずに当該空隙が第1流体の流路となる。
Specifically, each of the second fluid
また、中間部伝熱プレート30の第1流体流入シール部24aおよび第1流体流出シール部24bの各々がその上の中間部伝熱プレート40の下面に密着して、当該中間部伝熱プレート30とその上の中間部伝熱プレート40との間に第2流体の流路を規定する。中間部伝熱プレート30の第1流体流入通孔23aがその上の中間部伝熱プレート40の第1流体流入通孔33aと一続きの通孔になり、中間部伝熱プレート30の第1流体流出通孔23bがその上の中間部伝熱プレート40の第1流体流出通孔33bと一続きの通孔になるので、中間部伝熱プレート30とその上の中間部伝熱プレート40との間の空隙には第1流体が流れずに当該空隙が第2流体の流路となる。
Further, each of the first fluid
中間部伝熱プレート40のうちでその上に中間部伝熱プレート30が積層される中間部伝熱プレート40では、第2流体流入シール部36aおよび第2流体流出シール部36bの各々がその上の中間部伝熱プレート30の下面に密着して、当該中間部伝熱プレート40とその上の中間部伝熱プレート30との間に第1流体の流路を規定する。中間部伝熱プレート40の第2流体流入通孔35aがその上の中間部伝熱プレート30の第2流体流入通孔25aと一続きの通孔になり、中間部伝熱プレート40の第2流体流出通孔35bがその上の中間部伝熱プレート30の第2流体流出通孔25bと一続きの通孔になるので、中間部伝熱プレート40とその上の中間部伝熱プレート30との間の空隙には第2流体が流れずに当該空隙が第1流体の流路となる。
In the intermediate part
また、中間部伝熱プレート40のうちでその上に上部伝熱プレート20が積層される中間部伝熱プレート40では、第1シール部36aおよび第2シール部36bの各々が上部伝熱プレート20の下面に密着して、当該中間部伝熱プレート40とその上の上部伝熱プレート20との間に第1流体の流路を規定する。当該中間部伝熱プレート40の第2流体流入通孔35aと上部伝熱プレート20の第3通孔15aとが一続きの通孔になり、中間部伝熱プレート40の第2流体流出通孔35bと上部伝熱プレート20の第4通孔15bとが一続きの通孔になるので、中間部伝熱プレート40と上部伝熱プレート20との間の空隙には第2流体が流れずに当該空隙が第1流体の流路となる。
Moreover, in the intermediate part
図3に示すように、上述のようにして第1流体の流路と第2流体の流路とが熱交換部50内に規定されるプレート式熱交換器60では、熱交換部50内に計5つの流路が形成される。1枚の伝熱プレート(中間部伝熱プレート30または中間部伝熱プレート40)を介して互いに隣接する2つの流路の一方は第1流体の流路P1になり、他方の流路は第2流体の流路P2になる。底部伝熱プレート10側から上部伝熱プレート20側に向かって、第1流体の流路P1と第2流体の流路P2とがこの順番で交互に形成されている。なお、図3は、図1に示すプレート式熱交換器でのIII−III線断面の模式図である。
As shown in FIG. 3, in the
これらの流路P1,P2が熱交換部50内に形成されたプレート式熱交換器60では、第1ニップル53aから熱交換部50に第1流体を供給し、第3ニップル55a(図1または図2参照)から熱交換部50に第2流体を供給すると、第1流体の流路P1を流れる第1流体と第2流体の流路P2を流れる第2流体との間で中間部伝熱プレート30または中間部伝熱プレート40を介して熱交換が行われる。その結果として、第1流体と第2流体のうちの一方の流体(相対的に低温である方の流体)が加温される。熱交換後の第1流体は第2ニップル53bからプレート式熱交換器60外に流出し、熱交換後の第2流体は第4ニップル55b(図1または図2参照)からプレート式熱交換器60外に流出する。このプレート式熱交換器60は、各伝熱プレートの材料に特徴を有しているので、以下、図4または図5を参照して各伝熱プレートの材料について説明する。
In the
図4は、図3中の楕円IVで囲まれた領域を拡大して概略的に示す断面図であり、図5は、図3中の楕円Vで囲まれた領域を拡大して概略的に示す断面図である。図4に示すように、底部伝熱プレート10は単層構造を有している。また、図5に示すように、上部伝熱プレート20は2層積層構造を有している。そして、図4および図5に示すように、各中間部伝熱プレート30,40は4層積層構造を有している。
4 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged area surrounded by an ellipse IV in FIG. 3, and FIG. 5 is an enlarged schematic view showing an area surrounded by an ellipse V in FIG. It is sectional drawing shown. As shown in FIG. 4, the bottom
底部伝熱プレート10はステンレス鋼、例えば高耐食性のSUS316により形成されており、上部伝熱プレート20は、ステンレス鋼からなるベース材20aの下面側に銅層20b(図5参照)が設けられた2層クラッド材により形成されている。上部伝熱プレート20でのベース材20aも、底部伝熱プレート10と同様に、高耐食性のステンレス鋼、例えばSUS316により形成することが好ましい。銅層20bは、例えば無酸素銅や銅箔を用いて形成される。図5においては、便宜上、銅層20bにスマッジングを付してある。
The bottom
中間部伝熱プレート30は、ベース材30aの下面側に第1銅層30b、ステンレス鋼層30c、および第2銅層30d(図4および図5参照)がこの順番で設けられた4層クラッド材により形成されている。また、中間部伝熱プレート40も、ベース材40aの下面側に第1銅層40b、ステンレス鋼層40c、および第2銅層40d(図4および図5参照)がこの順番で設けられた4層クラッド材により形成されている。図4および図5においては、便宜上、第1銅層30b,40bおよび第2銅層30d,40dの各々にスマッジングを付してある。
The intermediate
これら中間部伝熱プレート30と中間部伝熱プレート40とは、同じ4層クラッド材により形成することができる。各中間部伝熱プレート30,40でのベース材30a,40aは、高耐食性のステンレス鋼、例えばSUS316により形成することが好ましく、ステンレス鋼層30c,40cも高耐食性のステンレス鋼、例えばSUS316により形成することが好ましい。また、第1銅層30b,40bの各々および第2銅層30d,40dの各々は、例えば無酸素銅や銅箔を用いて形成される。
The intermediate
中間部伝熱プレート30でのベース材30aとステンレス鋼層30cとは互いに同じ厚さを有していてもよいし、一方が他方より厚くてもよい。中間部伝熱プレート30の機械的強度を考慮すると、ベース材30aおよびステンレス鋼層30cの各々を第1銅層30bおよび第2銅層30dのいずれよりも厚くすることが好ましい。ただし、上記4層クラッド材の生産性を高めるという観点からは、ベース材30aとステンレス鋼層30cとを互いに同じ材質のステンレス鋼により作製すると共にこれらを互いに同じ厚さにすることが好ましく、第1銅層30bおよび第2銅層30dの各々も互いに同じ材料により作製すると共にこれらを互いに同じ厚さにすることが好ましい。
The
勿論、第1銅層30bと第2銅層30dとは、一方を他方より厚くすることもできる。中間部伝熱プレート30での伝熱性を考慮すると、第1銅層30bを第2銅層30dより厚くした方が好ましい。また、後述するように第2銅層30dはろう材として機能するので、第2銅層30dのろう材としての働きを高めるという観点や、4層クラッド材の保管時の耐食性を向上させるという観点からは、第1銅層30bよりも第2銅層30dを厚くした方が好ましい。第1銅層30bと第2銅層30dとを互いに同じの材料で形成することにより、プレート式熱交換器60(図1または図2参照)を作製する際のろう付けを安定して行うことが容易になる。
Of course, one of the
なお、中間部伝熱プレート30でのベース材30a、第1銅層30b、ステンレス鋼層30c、第2銅層30dについて説明した上述の各事項は、中間部伝熱プレート40でのベース材40a、第1銅層40b、ステンレス鋼層40c、第2銅層40dについてもあてはまる。
In addition, the above-mentioned each matter which demonstrated the
上述の各材料からなる伝熱プレートの作製は、例えばプレス成形により行うことができる。また、プレート式熱交換器60は、底部伝熱プレート10、中間部伝熱プレート30、中間部伝熱プレート40、および上部伝熱プレート20(図2参照)を所定の順番で積層した後に加熱し、各中間部伝熱プレート30での第2銅層30d、各中間部伝熱プレート40での第2銅層40d、および上部伝熱プレート20での銅層20b(図4または図5参照)の各々をろう材として機能させて伝熱プレート同士を液密に一体化することにより作製することができる。
The production of the heat transfer plate made of each of the above materials can be performed by, for example, press molding. The
底部伝熱プレート10上に中間部伝熱プレート30を積層するにあたっては、底部伝熱プレート10での伝熱部9の上面を中間部伝熱プレート30の伝熱部29の下面に当接させ、底部伝熱プレート10での第2流体流入シール部6aおよび第2流体流出シール部6bの各々を中間部伝熱プレート30の下面に当接させ、さらには底部伝熱プレート10での上面からリム部1にかけての傾斜部の外表面を、中間部伝熱プレート30での上面からリム部21(図2参照)にかけての傾斜部の内表面に当接させる。
In stacking the intermediate
中間部伝熱プレート30上に中間部伝熱プレート40を積層するにあたっては、中間部伝熱プレート30での伝熱部29の上面を中間部伝熱プレート40での伝熱部39の下面に当接させ、中間部伝熱プレート30での第1流体流入シール部24aおよび第1流体流出シール部24bの各々を中間部伝熱プレート40の下面に当接させ、さらには中間部伝熱プレート30での上面からリム部21にかけての傾斜部の外表面を、中間部伝熱プレート40での上面からリム部31(図2参照)にかけての傾斜部の内表面に当接させる。
In laminating the intermediate
中間部伝熱プレート40上に中間部伝熱プレート30を積層するにあたっては、中間部伝熱プレート40での伝熱部39の上面を中間部伝熱プレート30での伝熱部29の下面に当接させ、中間部伝熱プレート40での第2流体流入シール部36aおよび第2流体流出シール部36bの各々を中間部伝熱プレート30の下面に当接させ、さらには中間部伝熱プレート40での上面からリム部31にかけての傾斜部の外表面を、中間部伝熱プレート30での上面からリム部21(図2参照)にかけての傾斜部の内表面に当接させる。
In laminating the intermediate
そして、中間部伝熱プレート40上に上部伝熱プレート20を積層するにあたっては、中間部伝熱プレート40での伝熱部39の上面を上部伝熱プレート20での伝熱部19の下面に当接させ、中間部伝熱プレート40での第2流体流入シール部36aおよび第2流体流出シール部36bの各々を上部伝熱プレート20の下面に当接させ、さらには中間部伝熱プレート40での上面からリム部31にかけての傾斜部の外表面を、上部伝熱プレート20での上面からリム部11(図2参照)にかけての傾斜部の内表面に当接させる。
When the upper
なお、第1〜第4ニップル53a,53b,55a,55b(図2参照)の各々は、上部伝熱プレート20を中間部伝熱プレート40上に積層するのに先だって上部伝熱プレート20に予め装着しておいてもよいし、上部伝熱プレート20を中間部伝熱プレート40上に積層した後に上部伝熱プレート20に装着してもよい。
Each of the first to
積層した各伝熱プレートの加熱は、例えば連続電気炉等の電気炉を用いて行うことができる。このとき、必要に応じて、伝熱プレートの積層方向から各伝熱プレートに荷重を印加してもよい。加熱温度は、各中間部伝熱プレート30の第2銅層30d、各中間部伝熱プレート40の第2銅層40d、および上部伝熱プレート20の銅層20bの各々がろう材として機能する温度であればよい。隣り合う伝熱プレート同士が上記の加熱により液密にろう付けされて、プレート式熱交換器60が得られる。
Heating of the stacked heat transfer plates can be performed using an electric furnace such as a continuous electric furnace. At this time, you may apply a load to each heat-transfer plate from the lamination direction of a heat-transfer plate as needed. Regarding the heating temperature, each of the
このようにして作製することができるプレート式熱交換器60では、電気化学的に高電位のステンレス鋼と低電位の銅とが接合されたクラッド材により上部伝熱プレート20と中間部伝熱プレート30,40の各々が形成されているので、これら上部伝熱プレート20および中間部伝熱プレート30,40の耐食性が高い。上記のクラッド材を構成する1つの層に仮に腐食が起きても、ステンレス鋼の腐食形態は孔食による一点集中型であり、銅の腐食形態は全面腐食であるので、直ちに全体の孔開きに至るということがない。したがって、上部伝熱プレート20および中間部伝熱プレート30,40の各々を同一素材の2層積層構造にする場合に比べて腐食に強くなり、腐食寿命が延びる。また、上部伝熱プレート20および中間部伝熱プレート30,40の各々を層間に微小な間隙を設けた同一素材の2層積層構造とする場合に比べて、伝熱プレートの生産性が高まる。
In the
さらには、各中間部伝熱プレート30,40での第1銅層30b,40bおよび第2銅層30d、40dにより、当該中間部伝熱プレート30,40に高い伝熱性を付与することができる。そして、上部伝熱プレート20と各中間部伝熱プレート30,40では、各伝熱プレートを積層して加熱したときに最下層の銅層、すなわち上部伝熱プレート20での銅層20b、各中間部伝熱プレート30での第2銅層30d、および各中間部伝熱プレート40での第2銅層40dがろう材として機能するので、これらの銅層20b,30d,40dとは別にろう材を用いることなく熱交換部50を作製することができる。
Further, the first copper layers 30b and 40b and the
したがって、プレート式熱交換器60では、耐食性および伝熱性がそれぞれ高く、生産性が良好なものを得易い。また、底部伝熱プレート10、上部伝熱プレート20、および各中間部伝熱プレート30,40を4層クラッド材で形成する場合に比べて、製造コストおよび重量の各々を容易に低減させることができる。
Therefore, in the
実施の形態2.
本発明のプレート式熱交換器では、熱交換部を構成する底部伝熱プレートをステンレス鋼と銅との2層クラッド材により形成することもできる。この場合、上部伝熱プレート20は実施の形態1で説明した2層クラッド材により形成することが好ましく、各中間部伝熱プレートは実施の形態1で説明した4層クラッド材により形成することが好ましい。
Embodiment 2. FIG.
In the plate heat exchanger of the present invention, the bottom heat transfer plate constituting the heat exchange part can be formed of a two-layer clad material of stainless steel and copper. In this case, the upper
図6は、底部伝熱プレートがステンレス鋼と銅との2層クラッド材により形成されたプレート式熱交換器での底部伝熱プレートを拡大して概略的に示す断面図である。同図には、底部伝熱プレート110に加えてその上の中間部伝熱プレート30,40も示されている。図6に示す構成部材のうちで図4に示した構成部材と共通する部材については、図4で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged view of the bottom heat transfer plate in a plate heat exchanger in which the bottom heat transfer plate is formed of a two-layer clad material of stainless steel and copper. In the figure, in addition to the bottom
図6に示すように、底部伝熱プレート110は、ステンレス鋼からなるベース材110aの片面側、具体的には下面側に銅層110bが設けられた2層クラッド材により形成されている。当該2層クラッド材としては、例えば、実施の形態1で説明したプレート式熱交換器60での上部伝熱プレート20(図5参照)を形成する2層クラッド材と同じものを用いることができる。底部伝熱プレート110の形状および構成は、その材料が異なる以外は実施の形態1で説明した底部伝熱プレート10の形状および構成と同様である。
As shown in FIG. 6, the bottom
このような底部伝熱プレート110を有するプレート式熱交換器は、実施の形態1で説明したプレート式熱交換器60と同様にして作製することができ、当該プレート式熱交換器60と同様の技術的効果を奏する。また、底部伝熱プレート110がステンレス鋼と銅との2層クラッド材により形成されているので、上記のプレート式熱交換器60に比べても耐食性が向上し、腐食寿命が延びる。
Such a plate heat exchanger having the bottom
以上、本発明のプレート式熱交換器について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明は上述の形態に限定されるものではない。本発明のプレート式熱交換器は、上部伝熱プレートおよび中間部伝熱プレートそれぞれの材料の選定に特徴を有する。当該材料以外の構成、例えば熱交換部内に形成する第1流体の流路および第2流体の流路それぞれの数や形状等は適宜選定可能であり、本発明については上述した形態以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。 The plate heat exchanger according to the present invention has been described with reference to the embodiment. However, as described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. The plate heat exchanger of the present invention is characterized by selection of materials for the upper heat transfer plate and the intermediate heat transfer plate. Configurations other than the material, for example, the number and shape of the first fluid flow path and the second fluid flow path formed in the heat exchanging section can be selected as appropriate. These modifications, modifications, combinations, etc. are possible.
本発明のプレート式熱交換器は、互いに温度が異なる2つの液体間での熱交換や、互いに温度が異なる2つの気体間での熱交換等を行う種々の用途のプレート式熱交換器として用いることができる。 The plate-type heat exchanger of the present invention is used as a plate-type heat exchanger for various uses for performing heat exchange between two liquids having different temperatures or heat exchange between two gases having different temperatures. be able to.
10 底部伝熱プレート
20 上部伝熱プレート
20a ベース材
20b 銅層
30 中間部伝熱プレート
30a ベース材
30b 第1銅層
30c ステンレス鋼層
30d 第2銅層
40 中間部伝熱プレート
40a ベース材
40b 第1銅層
40c ステンレス鋼層
40d 第2銅層
50 熱交換部
53a 第1ニップル
53b 第2ニップル
55a 第3ニップル
55b 第4ニップル
60 プレート式熱交換器
110 底部伝熱プレート
110a ベース材
110b 銅層
P1 第1流体の流路
P2 第2流体の流路
10 bottom
Claims (5)
ステンレス鋼からなるベース材の片面側に銅層が設けられた2層クラッド材とステンレス鋼とのいずれかにより前記熱交換部での底部伝熱プレートを形成し、
ステンレス鋼からなるベース材の下面側に銅層が設けられた2層クラッド材により前記熱交換部での上部伝熱プレートを形成し、
ステンレス鋼からなるベース材の下面側に第1銅層、ステンレス鋼層、および第2銅層がこの順番で設けられた4層クラッド材により、前記熱交換部での前記底部伝熱プレートと前記上部伝熱プレートとの間に配置される中間部伝熱プレートを形成した、
ことを特徴とするプレート式熱交換器。 A heat exchange section in which at least three heat transfer plates are stacked and arranged so that a fluid flow path is formed between two adjacent heat transfer plates is provided, and adjacent to each other via one heat transfer plate The first fluid flows through one of the two flow paths, and the second fluid having a temperature different from that of the first fluid flows through the other flow path, and is transmitted between the first fluid and the second fluid. In a plate heat exchanger that performs heat exchange via a heat plate,
Forming a bottom heat transfer plate in the heat exchanging portion by either a two-layer clad material provided with a copper layer on one side of a base material made of stainless steel and stainless steel,
An upper heat transfer plate in the heat exchange part is formed by a two-layer clad material in which a copper layer is provided on the lower surface side of a base material made of stainless steel,
With the four-layer clad material in which the first copper layer, the stainless steel layer, and the second copper layer are provided in this order on the lower surface side of the base material made of stainless steel, the bottom heat transfer plate and the Formed an intermediate heat transfer plate placed between the upper heat transfer plate,
A plate-type heat exchanger characterized by the above.
前記第1銅層および前記第2銅層の各々も互いに同じ厚さを有する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のプレート式熱交換器。 Each of the base material and the stainless steel layer in the intermediate heat transfer plate has the same thickness,
Each of the first copper layer and the second copper layer has the same thickness.
The plate-type heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein
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JP2013155983A (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Noritz Corp | Plate-type heat exchanger and water heating system including the same |
JP2016015450A (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | 株式会社丸三電機 | Heat dissipation member, heat sink, and method of manufacturing heat sink |
KR101917155B1 (en) * | 2016-03-22 | 2018-11-12 | 주식회사 스피드터치 | An indirect type high efficiency heat exchanger and manufacturing method thereof |
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