JP2012002425A - Plate type heat exchanger, and heat pump device - Google Patents

Plate type heat exchanger, and heat pump device Download PDF

Info

Publication number
JP2012002425A
JP2012002425A JP2010137506A JP2010137506A JP2012002425A JP 2012002425 A JP2012002425 A JP 2012002425A JP 2010137506 A JP2010137506 A JP 2010137506A JP 2010137506 A JP2010137506 A JP 2010137506A JP 2012002425 A JP2012002425 A JP 2012002425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
plate
fluid
heat exchanger
heat
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.)
Granted
Application number
JP2010137506A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5819592B2 (en
Inventor
Daisuke Ito
大輔 伊東
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2010137506A priority Critical patent/JP5819592B2/en
Publication of JP2012002425A publication Critical patent/JP2012002425A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5819592B2 publication Critical patent/JP5819592B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of stagnation of fluid in a plate type heat exchanger without reducing heat transfer area.SOLUTION: There is provided the plate type heat exchanger in which a plurality of rectangular plates where inflow and outflow ports 9, 10 for a first fluid or a second fluid are formed in the four corners thereof are laminated, and a first flow passage where the first fluid flows and a second flow passage where the second fluid flows are alternately formed between each plate. In the first flow passage, a bypass flow passage 22 is formed for bypassing some of the first fluid flowed in from the inflow port 9 for the first fluid to a heat exchanging flow passage through an area between an outflow port 12 for the second fluid which is provided on one side in the longitudinal direction and the corner of the rectangular plate.

Description

この発明は、複数の伝熱プレートを積層して形成されたプレート式熱交換器に関する。   The present invention relates to a plate heat exchanger formed by laminating a plurality of heat transfer plates.

従来のプレート式熱交換器は、伝熱プレート間に形成される流路の一部が、流体の流出入口近傍で閉塞されている(特許文献1参照)。
また、プレート式熱交換器内で流体がよどみ、プレート式熱交換器内で流体が凍結することを回避するため、流体の流出入口の位置を変更したプレート式熱交換器がある(特許文献2参照)。
In a conventional plate heat exchanger, a part of a flow path formed between heat transfer plates is closed in the vicinity of a fluid outflow inlet (see Patent Document 1).
Further, there is a plate heat exchanger in which the position of the fluid inlet / outlet is changed in order to avoid fluid stagnation in the plate heat exchanger and freezing of the fluid in the plate heat exchanger (Patent Document 2). reference).

特表昭61−500626号公報JP-T 61-500626 特開平11−037677号公報JP 11-037677 A

従来、プレート式熱交換器内を流れる流体は、流出入口と短軸方向逆側の領域に流れづらく、その領域でよどみを生じやすい。例えば、プレート式熱交換器が水と冷媒とを熱交換させる蒸発器として使われる場合、水側の流路で前述のよどみが発生すると、その領域での水温度が周囲に比べ急速に低下する。その結果、その領域で水が凍結し、熱交換器が破損してしまう。
この対策として、特許文献2では、流出入口の位置を変更し、流出入口の近傍の水がよどむ領域に閉塞部を設け、よどみを防止している。しかし、閉塞部は水が流れず伝熱面積が減少し熱交換性能の低下を生じる。
この発明は、伝熱面積を減少させること無く、プレート式熱交換器内における流体のよどみの発生を防止することを目的とする。
Conventionally, the fluid flowing in the plate heat exchanger is difficult to flow in the region opposite to the outflow inlet and the short axis direction, and stagnation is likely to occur in that region. For example, when a plate heat exchanger is used as an evaporator for exchanging heat between water and a refrigerant, if the stagnation occurs in the flow path on the water side, the water temperature in that region rapidly decreases compared to the surroundings. . As a result, water freezes in the area, and the heat exchanger is damaged.
As a countermeasure, in Patent Document 2, the position of the outflow inlet is changed, and a blocking portion is provided in a region where water near the outflow inlet stagnates to prevent stagnation. However, in the closed portion, water does not flow, the heat transfer area is reduced, and the heat exchange performance is deteriorated.
An object of the present invention is to prevent the occurrence of fluid stagnation in a plate heat exchanger without reducing the heat transfer area.

この発明に係るプレート式熱交換器は、
第1流体又は第2流体の流出入口となる通路孔が四隅に設けられた複数の矩形のプレートが積層され、各プレートの間に前記第1流体が流れる第1流路と前記第2流体が流れる第2流路とが交互に形成されたプレート式熱交換器であり、
前記第1流路は、前記各プレートの長軸方向の一方側に設けられた通路孔である流入口から流入した前記第1流体を、前記長軸方向の他方側に設けられた通路孔である流出口から流出させる流路であって、前記流入口と前記流出口との間に、前記第1流体を隣接する第2流路を流れる前記第2流体と熱交換させる熱交換流路が形成された流路であり、
前記第1流路には、前記長軸方向の前記一方側に設けられた通路孔であって前記流入口とは異なるもう1つの通路孔である上流側隣接孔と、前記上流側隣接孔が位置するプレートのコーナーとの間の領域を通して、前記流入口から流入した前記第1流体の一部を前記熱交換流路へバイパスさせる上流側バイパス流路が形成された
ことを特徴とする。
The plate heat exchanger according to the present invention is
A plurality of rectangular plates with passage holes serving as outflow inlets of the first fluid or the second fluid provided at the four corners are stacked, and the first flow path through which the first fluid flows and the second fluid flow between the plates. It is a plate type heat exchanger in which the flowing second flow paths are alternately formed,
The first flow path is a passage hole provided on the other side in the long axis direction for the first fluid that has flowed in from an inflow port that is a passage hole provided on one side in the long axis direction of each plate. A flow path for flowing out from a certain outlet, and a heat exchange path for exchanging heat between the first fluid and the second fluid flowing in the adjacent second path between the inlet and the outlet. Formed flow path,
The first flow path includes an upstream adjacent hole which is a passage hole provided on the one side in the long axis direction and is different from the inflow port, and the upstream adjacent hole. An upstream bypass flow path that bypasses a part of the first fluid that has flowed in from the inflow port to the heat exchange flow path is formed through a region between the corners of the plate located.

この発明に係るプレート式熱交換器は、バイパス流路から短軸方向の流入口とは逆側の熱交換流路へ第1流体が流入する。そのため、第1流体のよどみが発生することを防止できる。   In the plate heat exchanger according to the present invention, the first fluid flows from the bypass channel into the heat exchange channel on the side opposite to the inflow port in the short axis direction. Therefore, it is possible to prevent the stagnation of the first fluid.

プレート式熱交換器30の側面図。The side view of the plate type heat exchanger 30. FIG. 補強用サイドプレート1の正面図。The front view of the side plate 1 for reinforcement. 伝熱プレート2の正面図。The front view of the heat-transfer plate 2. FIG. 伝熱プレート3の正面図。The front view of the heat-transfer plate 3. FIG. 補強用サイドプレート4の正面図。The front view of the side plate 4 for reinforcement. 伝熱プレート2と伝熱プレート3とを積層した状態を示す図。The figure which shows the state which laminated | stacked the heat-transfer plate 2 and the heat-transfer plate 3. FIG. プレート式熱交換器30の分解斜視図。The disassembled perspective view of the plate-type heat exchanger 30. FIG. 伝熱プレート2の形状の説明図。Explanatory drawing of the shape of the heat-transfer plate 2. FIG. 伝熱プレート3の形状の説明図。Explanatory drawing of the shape of the heat-transfer plate 3. FIG. 実施の形態1に係る伝熱プレート2の正面図。1 is a front view of a heat transfer plate 2 according to Embodiment 1. FIG. 伝熱プレート2と伝熱プレート3とを積層した状態における図10のA−A部分断面を示す図。The figure which shows the AA partial cross section of FIG. 10 in the state which laminated | stacked the heat-transfer plate 2 and the heat-transfer plate 3. As shown in FIG. 実施の形態2に係る伝熱プレート2の正面図。The front view of the heat-transfer plate 2 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る伝熱プレート3の正面図。The front view of the heat-transfer plate 3 which concerns on Embodiment 2. FIG. 図12に示す伝熱プレート2と図3に示す伝熱プレート3とを積層した場合における図12と図13とのB−B断面図。BB sectional drawing of FIG. 12 and FIG. 13 at the time of laminating | stacking the heat-transfer plate 2 shown in FIG. 12, and the heat-transfer plate 3 shown in FIG. 実施の形態3に係る伝熱プレート2の正面図。The front view of the heat-transfer plate 2 which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施の形態4に係るプレート式熱交換器30の説明図。Explanatory drawing of the plate-type heat exchanger 30 which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態5に係る伝熱プレート2と伝熱プレート3とを積層した状態の斜視図。The perspective view of the state which laminated | stacked the heat-transfer plate 2 and the heat-transfer plate 3 which concern on Embodiment 5. FIG. 図17のD−Dの第1流入口9側部分の伝熱プレート2を取り除いた状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which removed the heat-transfer plate 2 of the 1st inflow port 9 side part of DD of FIG. 孔を開けた板により堰24を構成した例を示す図。The figure which shows the example which comprised the weir 24 with the board which opened the hole. 直方体状のブロックにより堰24を構成した例を示す図。The figure which shows the example which comprised the weir 24 by the rectangular parallelepiped block. 円柱や楕円柱状のブロックにより堰24を構成した例を示す図。The figure which shows the example which comprised the weir 24 by the column or elliptical columnar block. 波形状15,16の一部を変形して堰24を構成した例を示す図。The figure which shows the example which deform | transformed some wave shapes 15 and 16 and comprised the weir 24. FIG. バイパス流路22と主流入流路23との流路断面積比と、熱通過率及び流速比との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the flow-path cross-sectional area ratio of the bypass flow path 22 and the main inflow flow path 23, and a heat passage rate and flow velocity ratio. 実施の形態7に係るヒートポンプ式暖房給湯システム110の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the heat pump type heating hot-water supply system 110 which concerns on Embodiment 7. FIG.

実施の形態1.
実施の形態1に係るプレート式熱交換器30の基本構成を説明する。
図1は、プレート式熱交換器30の側面図である。図2は、補強用サイドプレート1の正面図(積層方向から見た図)である。図3は、伝熱プレート2の正面図である。図4は、伝熱プレート3の正面図である。図5は、補強用サイドプレート4の正面図である。図6は、伝熱プレート2と伝熱プレート3とを積層した状態を示す図である。図7は、プレート式熱交換器30の分解斜視図である。図8は、伝熱プレート2の形状の説明図である。図9は、伝熱プレート3の形状の説明図である。
Embodiment 1 FIG.
A basic configuration of the plate heat exchanger 30 according to the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a side view of the plate heat exchanger 30. FIG. 2 is a front view of the reinforcing side plate 1 (viewed from the stacking direction). FIG. 3 is a front view of the heat transfer plate 2. FIG. 4 is a front view of the heat transfer plate 3. FIG. 5 is a front view of the reinforcing side plate 4. FIG. 6 is a view showing a state in which the heat transfer plate 2 and the heat transfer plate 3 are stacked. FIG. 7 is an exploded perspective view of the plate heat exchanger 30. FIG. 8 is an explanatory diagram of the shape of the heat transfer plate 2. FIG. 9 is an explanatory diagram of the shape of the heat transfer plate 3.

図1に示すように、プレート式熱交換器30は、伝熱プレート2と伝熱プレート3とが交互に積層される。また、プレート式熱交換器30は、最前面に補強用サイドプレート1が積層され、最背面に補強用サイドプレート4が積層される。   As shown in FIG. 1, in the plate heat exchanger 30, the heat transfer plates 2 and the heat transfer plates 3 are alternately stacked. In the plate heat exchanger 30, the reinforcing side plate 1 is stacked on the front surface, and the reinforcing side plate 4 is stacked on the back surface.

図2に示すように、補強用サイドプレート1は、略矩形の板状に形成される。補強用サイドプレート1は、略矩形の四隅に、第1流入管5、第1流出管6、第2流入管7、第2流出管8が設けられる。
図3,4に示すように、各伝熱プレート2,3は、補強用サイドプレート1と同様に、略矩形の板状に形成され、四隅に第1流入口9、第1流出口10、第2流入口11、第2流出口12が設けられる。また、各伝熱プレート2,3は、プレートの積層方向に変位する波形状15,16であって、積層方向から見た場合に略V字状に形成された波形状15,16が形成される。特に、伝熱プレート2に形成された波形状15と、伝熱プレート3に形成された波形状16とでは、略V字状の向きが逆向きになっている。
図5に示すように、補強用サイドプレート4は、補強用サイドプレート1等と同様に、略矩形の板状に形成される。補強用サイドプレート4は、第1流入管5、第1流出管6、第2流入管7、第2流出管8が設けられない。なお、図5では、補強用サイドプレート4に、第1流入管5、第1流出管6、第2流入管7、第2流出管8の位置を破線で示すが、補強用サイドプレート4にこれらが設けられているわけではない。
As shown in FIG. 2, the reinforcing side plate 1 is formed in a substantially rectangular plate shape. The reinforcing side plate 1 is provided with a first inflow pipe 5, a first outflow pipe 6, a second inflow pipe 7, and a second outflow pipe 8 at four corners of a substantially rectangular shape.
As shown in FIGS. 3 and 4, each heat transfer plate 2, 3 is formed in a substantially rectangular plate shape like the reinforcing side plate 1, and includes a first inlet 9, a first outlet 10, A second inlet 11 and a second outlet 12 are provided. Each of the heat transfer plates 2 and 3 has wave shapes 15 and 16 that are displaced in the laminating direction of the plates, and the wave shapes 15 and 16 that are substantially V-shaped when viewed from the laminating direction are formed. The In particular, in the wave shape 15 formed on the heat transfer plate 2 and the wave shape 16 formed on the heat transfer plate 3, the substantially V-shaped direction is reversed.
As shown in FIG. 5, the reinforcing side plate 4 is formed in a substantially rectangular plate shape, like the reinforcing side plate 1 and the like. The reinforcing side plate 4 is not provided with the first inflow pipe 5, the first outflow pipe 6, the second inflow pipe 7, and the second outflow pipe 8. In FIG. 5, positions of the first inflow pipe 5, the first outflow pipe 6, the second inflow pipe 7, and the second outflow pipe 8 are indicated by broken lines on the reinforcing side plate 4. These are not provided.

図6に示すように、伝熱プレート2と伝熱プレート3とを積層した場合、向きの異なる略V字状の波形状15,16が重なり合うことにより、伝熱プレート2と伝熱プレート3との間に複雑な流れを引き起こす流路が形成される。   As shown in FIG. 6, when the heat transfer plate 2 and the heat transfer plate 3 are laminated, the substantially V-shaped wave shapes 15 and 16 having different directions are overlapped, so that the heat transfer plate 2 and the heat transfer plate 3 In the meantime, a flow path causing a complicated flow is formed.

図7に示すように、各伝熱プレート2,3は、第1流入口9同士、第1流出口10同士、第2流入口11同士、第2流出口12同士がそれぞれ重なるように積層される。また、補強用サイドプレート1と伝熱プレート2とは、第1流入管5と第1流入口9とが重なり、第1流出管6と第1流出口10とが重なり、第2流入管7と第2流入口11とが重なり、第2流出管8と第2流出口12とが重なるように積層される。そして、各伝熱プレート2,3及び補強用サイドプレート1,4の外周の縁が重なるように積層され、ロウ等により接合される。この際、各伝熱プレート2,3は、外周の縁が接合されるだけでなく、積層方向から見た場合に、上側のプレートの波形状の底と下側のプレートの波形状頂とが重なる部分も接合される。   As shown in FIG. 7, the heat transfer plates 2 and 3 are laminated so that the first inlets 9, the first outlets 10, the second inlets 11, and the second outlets 12 overlap each other. The Further, the reinforcing side plate 1 and the heat transfer plate 2 have the first inflow pipe 5 and the first inflow port 9 overlapped, the first outflow pipe 6 and the first outflow port 10 overlapped, and the second inflow pipe 7. And the second inflow port 11 are stacked, and the second outflow pipe 8 and the second outflow port 12 are stacked. Then, the heat transfer plates 2 and 3 and the reinforcing side plates 1 and 4 are laminated so that the outer peripheral edges thereof overlap and are joined by brazing or the like. At this time, each of the heat transfer plates 2 and 3 is not only joined at the outer peripheral edge, but also when viewed from the stacking direction, the wave shape bottom of the upper plate and the wave shape top of the lower plate Overlapping parts are also joined.

これにより、第1流入管5から流入した第1流体(例えば、水)が第1流出管6から流出する第1流路13が、伝熱プレート3の背面と伝熱プレート2の前面との間に形成される。同様に、第2流入管7から流入した第2流体(例えば、冷媒)が第2流出管8から流出する第2流路14が、伝熱プレート2の背面と伝熱プレート3の前面との間に形成される。
外部から第1流入管5へ流入した第1流体は、各伝熱プレート2,3の第1流入口9が重なり合うことで形成された通路孔を流れ、各第1流路13へ流入する。第1流路13へ流入した第1流体は、短軸方向へ徐々に広がりながら、長軸方向へ流れて、第1流出口10から流出する。第1流出口10から流出した第1流体は、第1流出口10が重なり合うことで形成された通路孔を流れ、第1流出管6から外部へ流出する。
同様に、外部から第2流入管7へ流入した第2流体は、各伝熱プレート2,3の第2流入口11が重なり合うことで形成された通路孔を流れ、各第2流路14へ流入する。第2流路14へ流入した第2流体は、短軸方向へ徐々に広がりながら、長軸方向へ流れて、第2流出口12から流出する。第2流出口12から流出した第2流体は、第2流出口12が重なり合うことで形成された通路孔を流れ、第2流出管8から外部へ流出する。
第1流路13を流れる第1流体と第2流路14を流れる第2流体とは、波形状15,16が形成された部分を流れる際、伝熱プレート2,3を介して熱交換される。なお、第1流路13と第2流路14とにおいて、波形状15,16が形成された部分を熱交換流路17(図3,4,6参照)と呼ぶ。
Accordingly, the first flow path 13 through which the first fluid (for example, water) flowing in from the first inflow pipe 5 flows out from the first outflow pipe 6 is formed between the back surface of the heat transfer plate 3 and the front surface of the heat transfer plate 2. Formed between. Similarly, the second flow path 14 through which the second fluid (for example, refrigerant) flowing in from the second inflow pipe 7 flows out from the second outflow pipe 8 is formed between the back surface of the heat transfer plate 2 and the front surface of the heat transfer plate 3. Formed between.
The first fluid that has flowed into the first inflow pipe 5 from the outside flows through the passage holes formed by overlapping the first inlets 9 of the heat transfer plates 2 and 3, and flows into the first flow paths 13. The first fluid that has flowed into the first flow path 13 flows in the long axis direction while gradually spreading in the short axis direction, and flows out from the first outlet 10. The first fluid that has flowed out of the first outlet 10 flows through the passage hole formed by the overlapping of the first outlets 10, and flows out from the first outlet pipe 6 to the outside.
Similarly, the second fluid that has flowed into the second inflow pipe 7 from the outside flows through the passage holes formed by overlapping the second inlets 11 of the heat transfer plates 2 and 3, and enters the second flow paths 14. Inflow. The second fluid that has flowed into the second flow path 14 flows in the long axis direction while gradually spreading in the short axis direction, and flows out from the second outlet 12. The second fluid that has flowed out of the second outlet 12 flows through the passage hole formed by the overlapping of the second outlet 12, and flows out from the second outlet pipe 8 to the outside.
The first fluid flowing in the first flow path 13 and the second fluid flowing in the second flow path 14 are heat-exchanged via the heat transfer plates 2 and 3 when flowing through the portions where the wave shapes 15 and 16 are formed. The In the first flow path 13 and the second flow path 14, a portion where the wave shapes 15 and 16 are formed is referred to as a heat exchange flow path 17 (see FIGS. 3, 4 and 6).

図8に示すように、伝熱プレート2の第1流入口9及び第1流出口10の周囲のハッチング部分18は、波形状15の底と同程度の高さである。一方、伝熱プレート2の第2流入口11及び第2流出口12の周囲のハッチング部分19は、波形状15の頂と同程度の高さである。
同様に、図9に示すように、伝熱プレート3の第1流入口9及び第1流出口10の周囲のハッチング部分20は、波形状16の頂と同程度の高さである。一方、伝熱プレート3の第2流入口11及び第2流出口12の周囲のハッチング部分21は、波形状16の底と同程度の高さである。
そして、伝熱プレート2と伝熱プレート3とが交互に積層された場合、伝熱プレート3の背面側と伝熱プレート2の前面側とでは、伝熱プレート3のハッチング部分21と、伝熱プレート2のハッチング部分19とが密着する。一方、伝熱プレート3のハッチング部分20と、伝熱プレート2のハッチング部分18との間には空間ができる。したがって、第1流入口9を流れる第1流体は、伝熱プレート3の背面側と伝熱プレート2の前面側との間に形成された第1流路13へ流入するが、第2流入口11を流れる第2流体は、第1流路13へ流入しない。また、第1流路13を流れる第1流体が第2流入口11や第2流出口12へ流出することもない。
同様に、伝熱プレート2の背面側と伝熱プレート3の前面側とでは、伝熱プレート2のハッチング部分18と、伝熱プレート3のハッチング部分20とが密着する。一方、伝熱プレート2のハッチング部分19と、伝熱プレート3のハッチング部分21との間には空間ができる。したがって、第2流入口11を流れる第2流体は、伝熱プレート2の背面側と伝熱プレート3の前面側との間に形成された第2流路14へ流入するが、第1流入口9を流れる第1流体は、第2流路14へ流入しない。また、第2流路14を流れる第2流体が第1流入口9や第1流出口10へ流出することもない。
As shown in FIG. 8, the hatched portions 18 around the first inlet 9 and the first outlet 10 of the heat transfer plate 2 are approximately the same height as the bottom of the wave shape 15. On the other hand, the hatched portion 19 around the second inlet 11 and the second outlet 12 of the heat transfer plate 2 has the same height as the top of the wave shape 15.
Similarly, as shown in FIG. 9, the hatched portion 20 around the first inlet 9 and the first outlet 10 of the heat transfer plate 3 is approximately the same height as the top of the wave shape 16. On the other hand, the hatched portion 21 around the second inlet 11 and the second outlet 12 of the heat transfer plate 3 has the same height as the bottom of the wave shape 16.
And when the heat-transfer plate 2 and the heat-transfer plate 3 are laminated | stacked by turns, the hatching part 21 of the heat-transfer plate 3 and the heat-transfer plate are the back side of the heat-transfer plate 3 and the front side of the heat-transfer plate 2. The hatched portion 19 of the plate 2 is in close contact. On the other hand, a space is formed between the hatched portion 20 of the heat transfer plate 3 and the hatched portion 18 of the heat transfer plate 2. Therefore, the first fluid flowing through the first inlet 9 flows into the first flow path 13 formed between the back surface side of the heat transfer plate 3 and the front surface side of the heat transfer plate 2, but the second inlet port. The second fluid flowing through 11 does not flow into the first flow path 13. Further, the first fluid flowing through the first flow path 13 does not flow out to the second inlet 11 or the second outlet 12.
Similarly, the hatched portion 18 of the heat transfer plate 2 and the hatched portion 20 of the heat transfer plate 3 are in close contact with the back surface side of the heat transfer plate 2 and the front surface side of the heat transfer plate 3. On the other hand, a space is formed between the hatched portion 19 of the heat transfer plate 2 and the hatched portion 21 of the heat transfer plate 3. Therefore, the second fluid flowing through the second inlet 11 flows into the second flow path 14 formed between the back surface side of the heat transfer plate 2 and the front surface side of the heat transfer plate 3. The first fluid flowing through 9 does not flow into the second flow path 14. Further, the second fluid flowing through the second flow path 14 does not flow out to the first inlet 9 or the first outlet 10.

第1流路13では、付近のハッチング部分19とハッチング部分21とが密着し、その部分の流路が閉塞された状態となる。そのため、第1流路13の熱交換流路17における第2流入口11付近及び第2流出口12付近(図7の破線部分25)は、第1流体が流れづらく、よどみ易い部分となる。
同様に、第2流路14では、ハッチング部分18とハッチング部分20とが密着し、その部分の流路が閉塞された状態となる。そのため、第2流路14の熱交換流路17における第1流入口9付近及び第1流出口10付近(図7の破線部分26)は、第2流体が流れづらく、よどみ易い部分となる。
In the first flow path 13, the nearby hatched portion 19 and the hatched portion 21 are in close contact with each other, and the flow path in that portion is closed. Therefore, the vicinity of the second inlet 11 and the vicinity of the second outlet 12 (broken line portion 25 in FIG. 7) in the heat exchange channel 17 of the first channel 13 are portions where the first fluid is difficult to flow and is easily stagnated.
Similarly, in the 2nd flow path 14, the hatching part 18 and the hatching part 20 contact | adhere, and it will be in the state where the flow path of the part was obstruct | occluded. Therefore, the vicinity of the first inlet 9 and the vicinity of the first outlet 10 (broken line portion 26 in FIG. 7) in the heat exchange channel 17 of the second channel 14 are portions where the second fluid is difficult to flow and is easily stagnant.

次に、実施の形態1に係るプレート式熱交換器30の特徴について説明する。実施の形態1に係るプレート式熱交換器30は、第1流路13に第2流出口12(上流側隣接孔)とプレートのコーナーとの間の流路を通るバイパス流路22(上流側バイパス流路)を設けたことが特徴である。
図10は、実施の形態1に係る伝熱プレート2の正面図である。図11は、伝熱プレート2と伝熱プレート3とを積層した状態における図10のA−A部分断面を示す図である。
Next, features of the plate heat exchanger 30 according to Embodiment 1 will be described. The plate heat exchanger 30 according to the first embodiment includes a bypass channel 22 (upstream side) that passes through the channel between the second outlet 12 (upstream adjacent hole) and the corner of the plate in the first channel 13. It is a feature that a bypass channel is provided.
FIG. 10 is a front view of the heat transfer plate 2 according to the first embodiment. FIG. 11 is a diagram illustrating a partial cross section taken along the line AA of FIG.

図10、図11に示すように、第1流路13には、通常のプレート式熱交換器では閉塞されている部分に、バイパス流路22が設けられている。バイパス流路22は、プレートの積層方向の一方側から見た場合に、第1流入口9から流入した第1流体を、第2流出口12とプレートの短辺との間を通し、第2流出口12とプレートの長辺との間を通して、熱交換流路17の短軸方向における第2流出口12側の端へ流入させる。
したがって、第1流入口9から第1流路13へ流入した第1流体は、通常のプレート式熱交換器と同様に、主流入流路23から熱交換流路17へ流入するだけでなく、バイパス流路22から熱交換流路17へ流入する。上述したように、主流入流路23から熱交換流路17へ第1流体が流入しただけでは、熱交換流路17における第2流出口12付近へは、第1流体が流れづらく、よどんでしまう。しかし、バイパス流路22を設けることにより、熱交換流路17における第2流出口12付近へ第1流体を流すことが可能となり、よどみが発生することを防止できる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the first flow path 13 is provided with a bypass flow path 22 in a portion that is closed in a normal plate heat exchanger. When viewed from one side of the plate stacking direction, the bypass flow path 22 allows the first fluid flowing in from the first inlet 9 to pass between the second outlet 12 and the short side of the plate, The air flows into the end on the second outlet 12 side in the short axis direction of the heat exchange channel 17 through between the outlet 12 and the long side of the plate.
Therefore, the first fluid that has flowed into the first flow path 13 from the first inlet 9 not only flows into the heat exchange flow path 17 from the main inflow flow path 23, but also bypasses, as in a normal plate heat exchanger. It flows into the heat exchange channel 17 from the channel 22. As described above, if the first fluid just flows into the heat exchange channel 17 from the main inflow channel 23, the first fluid does not easily flow to the vicinity of the second outlet 12 in the heat exchange channel 17 and is stagnant. . However, by providing the bypass flow path 22, it is possible to flow the first fluid to the vicinity of the second outlet 12 in the heat exchange flow path 17 and to prevent stagnation.

例えば、第1流体が水であり、第2流体が冷媒であり、プレート式熱交換器30が蒸発器として機能する場合、第1流路13内で水が滞留すると、滞留した水が冷媒により急激に冷却される。その結果、水が凍結し、体積膨張によりプレート式熱交換器30が破損する虞がある。しかし、実施の形態1に係るプレート式熱交換器30では、第1流路13内で水が滞留しないため、プレート式熱交換器30が破損することを防止できる。   For example, when the first fluid is water, the second fluid is a refrigerant, and the plate heat exchanger 30 functions as an evaporator, if the water stays in the first flow path 13, the staying water is changed by the refrigerant. It is cooled rapidly. As a result, water may freeze and the plate heat exchanger 30 may be damaged due to volume expansion. However, in the plate heat exchanger 30 according to the first embodiment, since water does not stay in the first flow path 13, it is possible to prevent the plate heat exchanger 30 from being damaged.

また、従来第1流体がよどんでいた部分は、有効に熱交換されていなかった。しかし、実施の形態1に係るプレート式熱交換器30では、従来第1流体がよどんでいた部分のよどみが解消され、有効な熱交換面積が増加する。さらに、バイパス流路22においても熱交換されるため、有効な熱交換面積が増加する。したがって、熱交換効率がよくなる。そのため、プレート式熱交換器30は、蒸発器としてだけではなく、凝縮器として用いてもよい。
また、プレート式熱交換器30を空気調和機に用いる場合、プレート式熱交換器30の熱交換性能が向上したことにより、空気調和機の必要能力に対するプレート式熱交換器30の必要プレート枚数を減らすことができる。また、上述したように、プレート式熱交換器30内の凍結を防止でき、破損を防止できる。したがって、コストを抑えつつ、信頼性の高いプレート式熱交換器30を提供できる。
Further, the portion where the first fluid has been stagnant conventionally has not been effectively heat exchanged. However, in the plate heat exchanger 30 according to the first embodiment, the stagnation of the portion where the first fluid has been stagnation is eliminated, and the effective heat exchange area increases. Furthermore, since heat is also exchanged in the bypass channel 22, an effective heat exchange area increases. Therefore, the heat exchange efficiency is improved. Therefore, the plate heat exchanger 30 may be used not only as an evaporator but also as a condenser.
Further, when the plate heat exchanger 30 is used in an air conditioner, the heat exchange performance of the plate heat exchanger 30 is improved, so that the required number of plates of the plate heat exchanger 30 with respect to the necessary capacity of the air conditioner can be reduced. Can be reduced. Further, as described above, freezing in the plate heat exchanger 30 can be prevented, and damage can be prevented. Therefore, it is possible to provide a highly reliable plate heat exchanger 30 while reducing costs.

また、バイパス流路22は、円形の第2流出口12の周縁に沿って、滑らかに曲がって第1流入口9の近傍と熱交換流路17とを接続する。そのため、バイパス流路22を第1流体が流れることによる圧力損失を小さくすることができる。   The bypass flow path 22 bends smoothly along the periphery of the circular second outlet 12 to connect the vicinity of the first inlet 9 and the heat exchange path 17. Therefore, the pressure loss due to the first fluid flowing through the bypass channel 22 can be reduced.

なお、上記説明では、第1流路13の第1流入口9側に、第2流出口12とプレートのコーナーとの間の領域を通るバイパス流路22を設けることを説明した。しかし、これに限らず、第1流路13の第1流出口10側に、第2流入口11(下流側隣接孔)とプレートのコーナーとの間の領域を通るバイパス流路(下流側バイパス流路)を設けてもよい。
また、同様に、第2流路14の第2流入口11側にも、第1流出口10とプレートの端との間を通るバイパス流路を設けてもよいし、第2流出口12側にも、第1流入口9とプレートの端との間を通るバイパス流路を設けてもよい。
In the above description, it has been described that the bypass channel 22 that passes through the region between the second outlet 12 and the corner of the plate is provided on the first inlet 9 side of the first channel 13. However, the present invention is not limited to this, and a bypass channel (downstream bypass) that passes through the region between the second inlet 11 (downstream adjacent hole) and the corner of the plate on the first outlet 10 side of the first channel 13. A flow path) may be provided.
Similarly, a bypass channel that passes between the first outlet 10 and the end of the plate may be provided on the second inlet 11 side of the second channel 14, or the second outlet 12 side. In addition, a bypass channel that passes between the first inlet 9 and the end of the plate may be provided.

実施の形態2.
実施の形態2では、バイパス流路22の流路断面積を一定にしたプレート式熱交換器30について説明する。
図12は、実施の形態2に係る伝熱プレート2の正面図である。図13は、実施の形態2に係る伝熱プレート3の正面図である。図14は、図12に示す伝熱プレート2と図3に示す伝熱プレート3とを積層した場合における図12と図13とのB−B断面図である。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a plate heat exchanger 30 in which the cross-sectional area of the bypass channel 22 is constant will be described.
FIG. 12 is a front view of the heat transfer plate 2 according to the second embodiment. FIG. 13 is a front view of the heat transfer plate 3 according to the second embodiment. 14 is a BB cross-sectional view of FIGS. 12 and 13 when the heat transfer plate 2 shown in FIG. 12 and the heat transfer plate 3 shown in FIG. 3 are stacked.

図12と図13とに示すように、伝熱プレート2と伝熱プレート3とは、積層された場合に、積層方向にちょうど重なる位置にバイパス流路22が形成されている。図14に示すように、伝熱プレート2はバイパス流路22部分が凸状になっており、伝熱プレート3はバイパス流路22部分が凹状になっている。そして、伝熱プレート2の凸状部と、伝熱プレート3の凹状部とが重なることで、バイパス流路22が形成されている。伝熱プレート2における凸状部の中空部分についての第1流体の流れる方向と垂直方向における断面積は一定であり、伝熱プレート3の凹状部の中空部分についての第1流体の流れる方向と垂直方向における断面積も一定である。したがって、バイパス流路22の流路断面積(第1流体の流れる方向と垂直方向の断面積)は一定である。
バイパス流路22の流路断面積が一定であるため、バイパス流路22におけるゴミ詰まりやよどみが発生しづらい。また、バイパス流路22を形成する凸状部分、凹状部分を、波形状の頂や底と同様に、隣接するプレートの凸状部分、凹状部分と接合させることができるため、プレート式熱交換器30の強度が高くなる。
As shown in FIGS. 12 and 13, when the heat transfer plate 2 and the heat transfer plate 3 are stacked, a bypass flow path 22 is formed at a position just overlapping in the stacking direction. As shown in FIG. 14, the heat transfer plate 2 has a bypass passage 22 portion convex, and the heat transfer plate 3 has a bypass flow passage 22 portion concave. And the bypass flow path 22 is formed because the convex part of the heat-transfer plate 2 and the concave part of the heat-transfer plate 3 overlap. The cross-sectional area in the direction perpendicular to the direction in which the first fluid flows in the hollow portion of the convex portion in the heat transfer plate 2 is constant, and is perpendicular to the direction in which the first fluid flows in the hollow portion in the concave portion of the heat transfer plate 3. The cross-sectional area in the direction is also constant. Therefore, the flow path cross-sectional area of the bypass flow path 22 (the cross-sectional area perpendicular to the direction in which the first fluid flows) is constant.
Since the channel cross-sectional area of the bypass channel 22 is constant, dust clogging and stagnation in the bypass channel 22 are difficult to occur. Moreover, since the convex part and concave part which form the bypass flow path 22 can be joined with the convex part and concave part of an adjacent plate similarly to a wave-shaped top and bottom, a plate-type heat exchanger The strength of 30 is increased.

なお、上記説明では、伝熱プレート2に形成された凸状部分と、伝熱プレート3に形成された凹状部分とが積層方向に重なってバイパス流路22が形成されると説明した。しかし、伝熱プレート2と伝熱プレート3とのいずれか一方を平らにして、バイパス流路22の流路断面積を小さくしてもよい。   In the above description, it has been described that the convex portion formed on the heat transfer plate 2 and the concave portion formed on the heat transfer plate 3 overlap in the stacking direction to form the bypass flow path 22. However, one of the heat transfer plate 2 and the heat transfer plate 3 may be flattened to reduce the flow passage cross-sectional area of the bypass flow passage 22.

実施の形態3.
実施の形態3では、バイパス流路22が波形状15又は波形状16の1つの波と滑らかな曲線で繋がったプレート式熱交換器30について説明する。
図15は、実施の形態3に係る伝熱プレート2の正面図である。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a plate heat exchanger 30 in which the bypass channel 22 is connected to one wave of the wave shape 15 or the wave shape 16 by a smooth curve will be described.
FIG. 15 is a front view of the heat transfer plate 2 according to the third embodiment.

図15に示すように、伝熱プレート2に形成されたバイパス流路22が、波形状15の稜線と平行な方向に滑らかに曲がって、波形状15の1つの波の端に接続している。
そのため、バイパス流路22を流れる第1流体が波形状15によって形成される流路へ流入する際の圧力損失を低減できる。また、バイパス流路22から波形状15によって形成される流路への流れ込みが滑らかになり、第1流路13内の短軸方向の速度分布が均一になるため、第1流路13全体の圧力損失が低減する。第1流路13内の短軸方向の速度分布が均一になることで、第1流路13内でのゴミ詰まりやよどみが発生しづらく、熱交換効率が向上する。
As shown in FIG. 15, the bypass flow path 22 formed in the heat transfer plate 2 bends smoothly in a direction parallel to the ridgeline of the wave shape 15 and is connected to the end of one wave of the wave shape 15. .
Therefore, the pressure loss when the first fluid flowing through the bypass channel 22 flows into the channel formed by the wave shape 15 can be reduced. In addition, since the flow from the bypass channel 22 to the channel formed by the wave shape 15 becomes smooth and the velocity distribution in the short axis direction in the first channel 13 becomes uniform, the entire first channel 13 is Pressure loss is reduced. Since the velocity distribution in the minor axis direction in the first flow path 13 is uniform, it is difficult to cause dust clogging and stagnation in the first flow path 13 and the heat exchange efficiency is improved.

実施の形態4.
実施の形態4では、バイパス流路22の入口側(第1流入口9側)と、出口側(熱交換流路17側)とが複数に分岐されたプレート式熱交換器30について説明する。
図16は、実施の形態4に係るプレート式熱交換器30の説明図である。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, a plate type heat exchanger 30 in which the inlet side (first inlet 9 side) and outlet side (heat exchange channel 17 side) of the bypass channel 22 are branched into a plurality will be described.
FIG. 16 is an explanatory diagram of the plate heat exchanger 30 according to the fourth embodiment.

図16に示すように、バイパス流路22は、入口側が複数の流路で形成され、途中で1本の流路に合流して、再び出口側が複数の流路に分岐する。
そのため、バイパス流路22の入口付近や出口付近の流路断面積が大きくなり、圧力損失を低減できる。また、分岐した流路の一部がゴミやスラッジで閉塞しても、他の流路が利用可能であるため、バイパス流路22の閉塞による熱交換性能低下や破損を防止できる。
また、出口側の流路を分岐させることにより、第1流体を短軸方向の広い範囲へ流出させることができる。したがって、よどみが生じ易い部分の分布に応じて分岐された出口側の流路の方向や、分岐数を調整すれば、流速分布を均一化できる。なお、分岐した出口側の流路をそれぞれ、波形状15の稜線と平行な方向に滑らかに曲げて、波の端に接続するようにしてもよい。なお、出口側の分岐に伴う流路の広がり角度(図16の角度C)は、最大180度とする。
As shown in FIG. 16, the bypass channel 22 is formed with a plurality of channels on the inlet side, merges into one channel in the middle, and branches again to the plurality of channels on the outlet side.
For this reason, the cross-sectional area of the flow path near the inlet or the outlet of the bypass flow path 22 is increased, and the pressure loss can be reduced. In addition, even if a part of the branched flow path is blocked with dust or sludge, other flow paths can be used, so that the heat exchange performance can be prevented from being deteriorated or damaged due to the block of the bypass flow path 22.
In addition, the first fluid can flow out to a wide range in the minor axis direction by branching the outlet-side flow path. Therefore, the flow velocity distribution can be made uniform by adjusting the direction of the outlet-side flow path branched according to the distribution of the portion where stagnation is likely to occur and the number of branches. Note that the branched outlet-side flow paths may be smoothly bent in the direction parallel to the ridgeline of the wave shape 15 and connected to the wave ends. Note that the spread angle (angle C in FIG. 16) of the flow path accompanying the branch on the outlet side is 180 degrees at the maximum.

実施の形態5.
実施の形態5では、第1流入口9の主流入流路23(図10参照)側に堰24を設けたプレート式熱交換器30について説明する。
図17は、実施の形態5に係る伝熱プレート2と伝熱プレート3とを積層した状態の斜視図である。図18は、図17のD−Dの第1流入口9側半分の伝熱プレート2を取り除いた状態を示す斜視図である。
Embodiment 5 FIG.
In the fifth embodiment, a plate heat exchanger 30 provided with a weir 24 on the side of the main inlet channel 23 (see FIG. 10) of the first inlet 9 will be described.
FIG. 17 is a perspective view of a state in which the heat transfer plate 2 and the heat transfer plate 3 according to Embodiment 5 are stacked. FIG. 18 is a perspective view showing a state in which the heat transfer plate 2 on the first inlet 9 side half of DD of FIG. 17 is removed.

図17と図18とに示すように、第1流路13には、第1流入口9の主流入流路23側を覆うように、第1流入口9の縁に沿って第1流体の流れを妨げる板状の堰24が設けられている。堰24は、第1流入口9の円周の高々半分を覆うように、最大で半円状に形成される。
バイパス流路22を設けたことにより、第1流入口9から流入した第1流体が流れ出す流路断面積が増加するため、熱交換流路17を流れる第1流体の流速が遅くなってしまう。そのため、熱伝達率が低下してしまう。そこで、堰24を設けることにより、第1流入口9から流入した第1流体が主流入流路23側へ流れることが妨げ、主流入流路23を流れる第1流体の流速を速くする。その結果、熱交換流路17を流れる第1流体の流速が速くなり、熱伝達率を改善することができる。
堰24が塞ぐ面積を拡大すると流速は速くなり、堰24が塞ぐ面積を縮小すると流速は遅くなる。そこで、例えば、バイパス流路22の流路断面積と同じ面積を塞ぐ堰24を設けると、流速はバイパス流路22がない場合と同等になり、熱伝達率を維持したまま有効伝熱面積を増加できる。
As shown in FIGS. 17 and 18, the first fluid flows along the edge of the first inlet 9 in the first channel 13 so as to cover the main inlet channel 23 side of the first inlet 9. A plate-like weir 24 is provided. The weir 24 is formed in a semicircular shape at the maximum so as to cover at most half of the circumference of the first inflow port 9.
By providing the bypass flow path 22, the flow path cross-sectional area through which the first fluid flowing in from the first inflow port 9 flows out increases, so that the flow velocity of the first fluid flowing through the heat exchange flow path 17 becomes slow. As a result, the heat transfer coefficient decreases. Therefore, by providing the weir 24, the first fluid flowing in from the first inlet 9 is prevented from flowing to the main inflow channel 23 side, and the flow velocity of the first fluid flowing through the main inflow channel 23 is increased. As a result, the flow rate of the first fluid flowing through the heat exchange channel 17 is increased, and the heat transfer rate can be improved.
When the area covered by the weir 24 is enlarged, the flow velocity is increased. When the area covered by the weir 24 is reduced, the flow velocity is reduced. Therefore, for example, if a weir 24 that closes the same area as the flow path cross-sectional area of the bypass flow path 22 is provided, the flow velocity becomes the same as that without the bypass flow path 22, and the effective heat transfer area is maintained while maintaining the heat transfer coefficient. Can be increased.

なお、堰24は、図17、図18に示す形状に限らず、他の形状であってもよい。図19から図22は、堰24の他の形状を示す図である。なお、図19から図22は、第1流入口9側半分の伝熱プレート2を取り除いた状態を示す。
例えば、図19に示すように、堰24は、図17、図18に示す堰24に孔を開け、堰24が塞ぐ面積を調整したものであってもよい。
また、図20に示すように、第1流入口9の主流入流路23側に、複数の直方体状のブロックを堰24として並べてもよい。
また、図21に示すように、第1流入口9の主流入流路23側に、複数の円柱や楕円柱状のブロックを堰24として並べてもよい。
また、図22に示すように、波形状15,16の一部を変形して、第1流入口9の主流入流路23側を塞ぐようにして、堰24を構成してもよい。
The weir 24 is not limited to the shape shown in FIGS. 17 and 18 and may have other shapes. 19 to 22 are diagrams showing other shapes of the weir 24. 19 to 22 show a state in which the heat transfer plate 2 on the first inlet 9 side half is removed.
For example, as shown in FIG. 19, the weir 24 may be formed by opening a hole in the weir 24 shown in FIGS. 17 and 18 and adjusting the area covered by the weir 24.
In addition, as shown in FIG. 20, a plurality of rectangular parallelepiped blocks may be arranged as weirs 24 on the main inflow channel 23 side of the first inlet 9.
In addition, as shown in FIG. 21, a plurality of cylindrical or elliptical blocks may be arranged as weirs 24 on the main inflow channel 23 side of the first inlet 9.
In addition, as shown in FIG. 22, the weir 24 may be configured such that a part of the wave shapes 15 and 16 is deformed to close the main inflow channel 23 side of the first inflow port 9.

また、上記説明では、第1流入口9側、つまり上流側に堰24を設けた。しかし、第1流出口10側、つまり下流側に堰24を設けてもよい。   In the above description, the weir 24 is provided on the first inlet 9 side, that is, on the upstream side. However, the weir 24 may be provided on the first outlet 10 side, that is, on the downstream side.

堰24は、プレスによるバーリング加工で作成すると製造コストを安価にできる。   If the weir 24 is created by burring by a press, the manufacturing cost can be reduced.

実施の形態6.
実施の形態6では、バイパス流路22と主流入流路23との流路断面積比について説明する。
図23は、バイパス流路22と主流入流路23との流路断面積比と、熱通過率及び流速比率との関係を示す図である。図23では、横軸が「主流入流路23の断面積/バイパス流路22の断面積」の値であり、縦軸が熱通過率及び流速比率である。なお、熱通過率及び流速比率は、バイパス流路22を設けていない場合を基準(1.00)とする。
Embodiment 6 FIG.
In the sixth embodiment, the ratio of the channel cross-sectional area between the bypass channel 22 and the main inflow channel 23 will be described.
FIG. 23 is a diagram illustrating the relationship between the flow path cross-sectional area ratio between the bypass flow path 22 and the main inflow flow path 23, and the heat passage rate and flow rate ratio. In FIG. 23, the horizontal axis is the value of “cross-sectional area of the main inflow channel 23 / cross-sectional area of the bypass channel 22”, and the vertical axis is the heat passage rate and the flow rate ratio. The heat passage rate and the flow rate ratio are based on the case where the bypass flow path 22 is not provided (1.00).

上述したように、バイパス流路22を設けることにより、第1流路13を流れる第1流体の流速が遅くなり、熱通過率が低下してしまう。しかし、熱通過率の低下が5%以内であれば、有効伝熱面積の増加分で、熱通過率の低下による熱交換量の低下分を十分に補える。
ここで、図23に示すように、主流入流路23の流路断面積がバイパス流路22の流路断面積の8倍以上である場合、熱通過率の低下が5%以内となる。そこで、主流入流路23の流路断面積がバイパス流路22の流路断面積の8倍以上とするのがよい。
As described above, by providing the bypass flow path 22, the flow rate of the first fluid flowing through the first flow path 13 is slowed, and the heat passage rate is reduced. However, if the decrease in the heat transfer rate is within 5%, the increase in the effective heat transfer area can sufficiently compensate for the decrease in the heat exchange amount due to the decrease in the heat transfer rate.
Here, as shown in FIG. 23, when the flow passage cross-sectional area of the main inflow flow passage 23 is 8 times or more than the flow passage cross-sectional area of the bypass flow passage 22, the decrease in the heat passage rate is within 5%. Therefore, it is preferable that the cross-sectional area of the main inflow channel 23 is eight times or more than the cross-sectional area of the bypass channel 22.

実施の形態7.
実施の形態7では、以上の実施の形態で説明したプレート式熱交換器30の活用例であるヒートポンプ式暖房給湯システム110について説明する。
Embodiment 7 FIG.
In the seventh embodiment, a heat pump heating and hot water supply system 110 that is an example of utilization of the plate heat exchanger 30 described in the above embodiment will be described.

図24は、実施の形態7に係るヒートポンプ式暖房給湯システム110の構成を示す概略図である。
ヒートポンプ式暖房給湯システム110は、圧縮機111、第1熱交換器112、第1膨張弁113、第2熱交換器114を順次接続する主冷媒回路116と、第1熱交換器112、暖房給湯用水利用装置115を順次接続する水回路117とを備える。
ここで、第1熱交換器112は、以上の実施の形態で説明したプレート式熱交換器30である。また、圧縮機111、第1熱交換器112、第1膨張弁113、第2熱交換器114、及びこれらを順次接続する主冷媒回路116は、ユニット内に収納され、これをヒートポンプ装置118と呼ぶ。
FIG. 24 is a schematic diagram showing a configuration of a heat pump heating / hot water supply system 110 according to the seventh embodiment.
The heat pump heating / hot water supply system 110 includes a main refrigerant circuit 116 that sequentially connects a compressor 111, a first heat exchanger 112, a first expansion valve 113, and a second heat exchanger 114, a first heat exchanger 112, and a heating hot water supply. A water circuit 117 that sequentially connects the water use devices 115.
Here, the first heat exchanger 112 is the plate heat exchanger 30 described in the above embodiment. Further, the compressor 111, the first heat exchanger 112, the first expansion valve 113, the second heat exchanger 114, and the main refrigerant circuit 116 that sequentially connects them are housed in a unit, which is connected to the heat pump device 118. Call.

第1熱交換器112では、圧縮機111が圧縮した冷媒と、水回路117を流れる流体(ここでは、水)とを熱交換する。ここでは、第1熱交換器112において熱交換されることにより、冷媒が冷され、水が温められる。第1膨張弁113は、第1熱交換器112で熱交換された冷媒を膨張させる。第2熱交換器114では、第1膨張弁113の制御に従い膨張した冷媒と空気との熱交換を行う。ここでは、第2熱交換器114において熱交換されることにより、冷媒が暖められ、空気が冷やされる。そして、温められた冷媒は、圧縮機111へ吸入される。
一方、水回路117では、上述したように、第1熱交換器112で熱交換されることにより水は温められ、温められた水は暖房給湯用水利用装置115へ流れて、給湯や暖房に利用される。
In the first heat exchanger 112, the refrigerant compressed by the compressor 111 and the fluid (here, water) flowing through the water circuit 117 are heat-exchanged. Here, the heat is exchanged in the first heat exchanger 112, whereby the refrigerant is cooled and the water is warmed. The first expansion valve 113 expands the refrigerant heat-exchanged by the first heat exchanger 112. The second heat exchanger 114 performs heat exchange between the expanded refrigerant and air in accordance with the control of the first expansion valve 113. Here, the heat is exchanged in the second heat exchanger 114, whereby the refrigerant is warmed and the air is cooled. Then, the warmed refrigerant is sucked into the compressor 111.
On the other hand, in the water circuit 117, as described above, the water is warmed by heat exchange in the first heat exchanger 112, and the warmed water flows to the water heater for hot water supply 115 and is used for hot water supply and heating. Is done.

以上の実施の形態で説明したように、プレート式熱交換器30は、熱交換効率がよく、信頼性が高い。したがって、本実施の形態で説明したヒートポンプ式暖房給湯システム110にプレート式熱交換器30を搭載すると、効率がよく消費電力量が抑えられCO排出量を低減できるヒートポンプ式暖房給湯システムを実現できる。
なお、ここでは、以上の実施の形態で説明したプレート式熱交換器30で冷媒と水とを熱交換させるヒートポンプ式暖房給湯システムについて説明した。しかし、これに限らず、以上の実施の形態で説明したプレート式熱交換器30は、発電、食品の加熱殺菌処理機器等多くの産業、家庭用機器に利用可能である。
As described in the above embodiment, the plate heat exchanger 30 has good heat exchange efficiency and high reliability. Therefore, when the plate-type heat exchanger 30 is mounted on the heat pump type heating and hot water supply system 110 described in the present embodiment, a heat pump type heating and hot water supply system that can efficiently reduce power consumption and reduce CO 2 emission can be realized. .
Here, the heat pump type heating hot water supply system that exchanges heat between the refrigerant and water in the plate heat exchanger 30 described in the above embodiment has been described. However, the present invention is not limited to this, and the plate heat exchanger 30 described in the above embodiment can be used in many industrial and household equipment such as power generation and food sterilization equipment.

1,4 補強用サイドプレート、2,3 伝熱プレート、5 第1流入管、6 第1流出管、7 第2流入管、8 第2流出管、9 第1流入口、10 第1流出口、11 第2流入口、12 第2流出口、13 第1流路、14 第2流路、15,16 波形状、17 熱交換流路、18,19,20,21 ハッチング部分、22 バイパス流路、23 主流入流路、24 堰、25,26 破線部分、30 プレート式熱交換器。   1, 4 Reinforcement side plate, 2, 3 Heat transfer plate, 5 First inflow pipe, 6 First outflow pipe, 7 Second inflow pipe, 8 Second outflow pipe, 9 First inflow port, 10 First outflow port , 11 2nd inlet, 12 2nd outlet, 13 1st flow path, 14 2nd flow path, 15, 16 Wave shape, 17 Heat exchange flow path, 18, 19, 20, 21 Hatching part, 22 Bypass flow Road, 23 main inflow channel, 24 weir, 25, 26 broken line part, 30 plate heat exchanger.

Claims (10)

第1流体又は第2流体の流出入口となる通路孔が四隅に設けられた複数の矩形のプレートが積層され、各プレートの間に前記第1流体が流れる第1流路と前記第2流体が流れる第2流路とが交互に形成されたプレート式熱交換器であり、
前記第1流路は、前記各プレートの長軸方向の一方側に設けられた通路孔である流入口から流入した前記第1流体を、前記長軸方向の他方側に設けられた通路孔である流出口から流出させる流路であって、前記流入口と前記流出口との間に、前記第1流体を隣接する第2流路を流れる前記第2流体と熱交換させる熱交換流路が形成された流路であり、
前記第1流路には、前記長軸方向の前記一方側に設けられた通路孔であって前記流入口とは異なるもう1つの通路孔である上流側隣接孔と、前記上流側隣接孔が位置するプレートのコーナーとの間の領域を通して、前記流入口から流入した前記第1流体の一部を前記熱交換流路へバイパスさせる上流側バイパス流路が形成された
ことを特徴とするプレート式熱交換器。
A plurality of rectangular plates with passage holes serving as outflow inlets of the first fluid or the second fluid provided at the four corners are stacked, and the first flow path through which the first fluid flows and the second fluid flow between the plates. It is a plate type heat exchanger in which the flowing second flow paths are alternately formed,
The first flow path is a passage hole provided on the other side in the long axis direction for the first fluid that has flowed in from an inflow port that is a passage hole provided on one side in the long axis direction of each plate. A flow path for flowing out from a certain outlet, and a heat exchange path for exchanging heat between the first fluid and the second fluid flowing in the adjacent second path between the inlet and the outlet. Formed flow path,
The first flow path includes an upstream adjacent hole which is a passage hole provided on the one side in the long axis direction and is different from the inflow port, and the upstream adjacent hole. A plate type characterized in that an upstream bypass flow path is formed for bypassing a part of the first fluid flowing in from the inflow port to the heat exchange flow path through a region between the corners of the plate located. Heat exchanger.
前記上流側バイパス流路は、前記上流側隣接孔の周縁に沿って形成された
ことを特徴とする請求項1に記載のプレート式熱交換器。
The plate-type heat exchanger according to claim 1, wherein the upstream bypass flow path is formed along a peripheral edge of the upstream adjacent hole.
前記第1流路には、前記長軸方向の前記他方側に設けられた通路孔であって前記流出口とは異なるもう1つの通路孔である下流側隣接孔と、前記下流側隣接孔が位置するプレートのコーナーとの間の領域を通して、前記熱交換流路を流れる前記第1流体の一部を前記流出口へバイパスさせる下流側バイパス流路が形成された
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のプレート式熱交換器。
The first flow path has a downstream adjacent hole which is a passage hole provided on the other side in the major axis direction and is different from the outflow port, and the downstream adjacent hole. The downstream bypass flow path for bypassing a part of the first fluid flowing through the heat exchange flow path to the outlet is formed through a region between the corners of the plate located. Or the plate type heat exchanger of 3.
前記上流側バイパス流路と前記下流側バイパス流路との少なくともいずれかは、流路断面積が一定である
ことを特徴とする請求項3に記載のプレート式熱交換器。
The plate heat exchanger according to claim 3, wherein at least one of the upstream bypass flow path and the downstream bypass flow path has a constant flow path cross-sectional area.
前記各プレートは、前記熱交換流路を形成する部分に、積層方向に変位する波形状が形成され、
前記上流側バイパス流路と前記下流側バイパス流路との少なくともいずれかは、プレートの積層方向の一方側から見た場合において、前記第1流路を形成する2つのプレートのうちの一方のプレートに形成された前記波形状の稜線と平行方向へ滑らかに曲がって、前記熱交換流路に接続された
ことを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載のプレート式熱交換器。
Each of the plates is formed with a wave shape that is displaced in the stacking direction in a portion that forms the heat exchange flow path.
At least one of the upstream bypass flow path and the downstream bypass flow path is one of the two plates forming the first flow path when viewed from one side in the plate stacking direction. The plate-type heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the plate-type heat exchanger is smoothly bent in a direction parallel to the wavy ridgeline formed on the surface and connected to the heat exchange flow path.
前記上流側バイパス流路は、前記流入口側が複数の流路に分岐するとともに、前記熱交換流路側が複数の流路に分岐した
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載のプレート式熱交換器。
6. The upstream bypass flow path is characterized in that the inlet side branches into a plurality of flow paths, and the heat exchange flow path side branches into a plurality of flow paths. Plate heat exchanger.
前記下流側バイパス流路は、前記熱交換流路側が複数の流路に分岐するとともに、前記流出口側が複数の流路に分岐した
ことを特徴とする請求項1から6までのいずれかに記載のプレート式熱交換器。
7. The downstream bypass flow path according to claim 1, wherein the heat exchange flow path side branches into a plurality of flow paths and the outlet side branches into a plurality of flow paths. Plate heat exchanger.
前記第1流路には、前記流入口の前記熱交換流路側に、前記流入口から流出した前記第1流体が前記熱交換流路へ流入することを妨げ、前記熱交換流路へ流入する前記第1流体の流量を調整する堰が設けられた
ことを特徴とする請求項1から7までのいずれかに記載のプレート式熱交換器。
The first flow path prevents the first fluid flowing out from the inlet from flowing into the heat exchange path and flows into the heat exchange path on the heat exchange path side of the inlet. The plate heat exchanger according to any one of claims 1 to 7, further comprising a weir for adjusting a flow rate of the first fluid.
前記上流側バイパス流路は、所定の位置における流路断面積が、前記流入口と前記熱交換流路との間を繋ぐ主流入流路の短軸方向の断面積の1/8以下である
ことを特徴とする請求項1から8までのいずれかに記載のプレート式熱交換器。
The upstream bypass channel has a channel cross-sectional area at a predetermined position that is 1/8 or less of the cross-sectional area in the minor axis direction of the main inflow channel connecting the inlet and the heat exchange channel. The plate heat exchanger according to any one of claims 1 to 8, wherein
圧縮機と、第1熱交換器と、膨張機構と、第2熱交換器とが配管で接続された冷媒回路を備え、
前記冷媒回路に接続された前記第1熱交換器は、
第1流体又は第2流体の流出入口となる通路孔が四隅に設けられた複数の矩形のプレートが積層され、各プレートの間に前記第1流体が流れる第1流路と前記第2流体が流れる第2流路とが交互に形成されたプレート式熱交換器であり、
前記第1流路は、前記各プレートの長軸方向の一方側に設けられた通路孔である流入口から流入した前記第1流体を、前記長軸方向の他方側に設けられた通路孔である流出口から流出させる流路であって、前記流入口と前記流出口との間に、前記第1流体を隣接する第2流路を流れる前記第2流体と熱交換させる熱交換流路が形成された流路であり、
前記第1流路には、前記長軸方向の前記一方側に設けられた通路孔であって前記流入口とは異なるもう1つの通路孔である上流側隣接孔と、前記上流側隣接孔が位置するプレートのコーナーとの間の領域を通して、前記流入口から流入した前記第1流体の一部を前記熱交換流路へバイパスさせる上流側バイパス流路が形成された
ことを特徴とするヒートポンプ装置。
Comprising a refrigerant circuit in which a compressor, a first heat exchanger, an expansion mechanism, and a second heat exchanger are connected by piping;
The first heat exchanger connected to the refrigerant circuit is
A plurality of rectangular plates with passage holes serving as outflow inlets of the first fluid or the second fluid provided at the four corners are stacked, and the first flow path through which the first fluid flows and the second fluid flow between the plates. It is a plate type heat exchanger in which the flowing second flow paths are alternately formed,
The first flow path is a passage hole provided on the other side in the long axis direction for the first fluid that has flowed in from an inflow port that is a passage hole provided on one side in the long axis direction of each plate. A flow path for flowing out from a certain outlet, and a heat exchange path for exchanging heat between the first fluid and the second fluid flowing in the adjacent second path between the inlet and the outlet. Formed flow path,
The first flow path includes an upstream adjacent hole which is a passage hole provided on the one side in the long axis direction and is different from the inflow port, and the upstream adjacent hole. A heat pump device characterized in that an upstream bypass passage is formed for bypassing a part of the first fluid flowing in from the inlet to the heat exchange passage through a region between the corners of the plate located. .
JP2010137506A 2010-06-16 2010-06-16 Plate heat exchanger and heat pump device Active JP5819592B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010137506A JP5819592B2 (en) 2010-06-16 2010-06-16 Plate heat exchanger and heat pump device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010137506A JP5819592B2 (en) 2010-06-16 2010-06-16 Plate heat exchanger and heat pump device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012002425A true JP2012002425A (en) 2012-01-05
JP5819592B2 JP5819592B2 (en) 2015-11-24

Family

ID=45534620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010137506A Active JP5819592B2 (en) 2010-06-16 2010-06-16 Plate heat exchanger and heat pump device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5819592B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013155983A (en) * 2012-01-31 2013-08-15 Noritz Corp Plate-type heat exchanger and water heating system including the same
WO2014103436A1 (en) 2012-12-27 2014-07-03 三菱電機株式会社 Refrigeration cycle device
JPWO2014147804A1 (en) * 2013-03-22 2017-02-16 三菱電機株式会社 Plate heat exchanger and refrigeration cycle apparatus equipped with the same
WO2017138322A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 三菱電機株式会社 Plate-type heat exchanger and heat-pump-type heating and hot-water supply system equipped with same
CN112212726A (en) * 2019-07-10 2021-01-12 马勒国际有限公司 Stacked plate heat exchanger
CN113557404A (en) * 2019-03-18 2021-10-26 三菱电机株式会社 Plate heat exchanger and heat pump device provided with same
WO2022215415A1 (en) * 2021-04-08 2022-10-13 株式会社デンソー Heat exchanger

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111288824B (en) * 2018-12-06 2021-08-03 丹佛斯有限公司 Plate heat exchanger

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61500626A (en) * 1983-12-08 1986-04-03 アルフア−ラヴアル サ−マル ア−ベ− Plate of plate type heat exchanger
JPH0517369U (en) * 1991-07-24 1993-03-05 石川島播磨重工業株式会社 Plate fin heat exchanger
JPH10288479A (en) * 1997-04-15 1998-10-27 Daikin Ind Ltd Heat exchanger
JPH1137677A (en) * 1997-07-16 1999-02-12 Daikin Ind Ltd Plate type heat exchanger
JPH11193998A (en) * 1997-12-26 1999-07-21 Toyo Radiator Co Ltd Multiple-plate-type heat exchanger
JP2007514124A (en) * 2003-12-10 2007-05-31 スウェップ インターナショナル アクティエボラーグ Plate heat exchanger
JP2007205634A (en) * 2006-02-01 2007-08-16 Hisaka Works Ltd Plate type heat exchanger
WO2009013801A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Tokyo Roki Co. Ltd. Plate laminate type heat exchanger

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61500626A (en) * 1983-12-08 1986-04-03 アルフア−ラヴアル サ−マル ア−ベ− Plate of plate type heat exchanger
JPH0517369U (en) * 1991-07-24 1993-03-05 石川島播磨重工業株式会社 Plate fin heat exchanger
JPH10288479A (en) * 1997-04-15 1998-10-27 Daikin Ind Ltd Heat exchanger
JPH1137677A (en) * 1997-07-16 1999-02-12 Daikin Ind Ltd Plate type heat exchanger
JPH11193998A (en) * 1997-12-26 1999-07-21 Toyo Radiator Co Ltd Multiple-plate-type heat exchanger
JP2007514124A (en) * 2003-12-10 2007-05-31 スウェップ インターナショナル アクティエボラーグ Plate heat exchanger
JP2007205634A (en) * 2006-02-01 2007-08-16 Hisaka Works Ltd Plate type heat exchanger
WO2009013801A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Tokyo Roki Co. Ltd. Plate laminate type heat exchanger

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013155983A (en) * 2012-01-31 2013-08-15 Noritz Corp Plate-type heat exchanger and water heating system including the same
WO2014103436A1 (en) 2012-12-27 2014-07-03 三菱電機株式会社 Refrigeration cycle device
JPWO2014147804A1 (en) * 2013-03-22 2017-02-16 三菱電機株式会社 Plate heat exchanger and refrigeration cycle apparatus equipped with the same
WO2017138322A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 三菱電機株式会社 Plate-type heat exchanger and heat-pump-type heating and hot-water supply system equipped with same
US10907906B2 (en) 2016-02-12 2021-02-02 Mitsubishi Electric Corporation Plate heat exchanger and heat pump heating and hot water supply system including the plate heat exchanger
CN113557404A (en) * 2019-03-18 2021-10-26 三菱电机株式会社 Plate heat exchanger and heat pump device provided with same
CN112212726A (en) * 2019-07-10 2021-01-12 马勒国际有限公司 Stacked plate heat exchanger
DE102019210238A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 Mahle International Gmbh Stacked plate heat exchanger
US11486658B2 (en) * 2019-07-10 2022-11-01 Mahle International Gmbh Stacked plate heat exchanger
WO2022215415A1 (en) * 2021-04-08 2022-10-13 株式会社デンソー Heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
JP5819592B2 (en) 2015-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5819592B2 (en) Plate heat exchanger and heat pump device
JP5661119B2 (en) Plate heat exchanger and heat pump device
CN108603732B (en) Plate heat exchanger and heat pump type heating and hot water supply system provided with plate heat exchanger
JP6641544B1 (en) Plate heat exchanger and heat pump device provided with the same
EP2410278B1 (en) Plate-type heat exchanger and refrigerating air-conditioning device
JP5805189B2 (en) Plate heat exchanger and heat pump device
US10161687B2 (en) Plate heat exchanger and heat pump outdoor unit
CN108369072B (en) Heat exchanger and refrigeration cycle device
JP6177459B1 (en) Plate heat exchanger and refrigeration cycle equipment
WO2013076751A1 (en) Plate-type heat exchanger and refrigeration cycle device using same
JP6554182B2 (en) Heat exchanger having a plurality of stacked plates
JP5414502B2 (en) Plate heat exchanger and heat pump device
JP5046748B2 (en) Gas cooler for hot water system
JP3423981B2 (en) Heat exchangers and refrigeration air conditioners
JP6450596B2 (en) Plate heat exchanger and refrigeration cycle apparatus
JP6601380B2 (en) Heat exchanger and air conditioner
JP6146966B2 (en) Cold / hot water heat source machine
JPWO2015128900A1 (en) Heat transfer device
JP2007303762A (en) Heating and cooling system
CN115143668A (en) Heat exchanger
JP2017203589A (en) Air heat source type heat pump unit
JP2003161592A (en) Lamination type heat exchanger and air conditioner having the same
JP2015068621A (en) Water heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120731

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130723

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130902

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150729

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151001

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5819592

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250