JP2012052800A - プレート式熱交換器及びヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成によって、流体の圧力損失の少ない、熱変換効率のよいプレート式熱交換器を提供する。
【解決手段】隣接する上側伝熱プレート２、下側伝熱プレート３は、積層方向に変位する波形状の加工がされている。このプレートどうしは、積層方向からみた場合、上側伝熱プレート２の波の底を示すと共に長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の底稜線２１と、下側伝熱プレート３の波の頂上を示すと共に長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の頂上稜線２２とが交差して交点を作り、各底稜線で示される波の底と、各頂上稜線で示される波の頂上とが交点で接触して接続点（接合点）を形成する。上側伝熱プレート２と下側伝熱プレート３とは、底稜線２１上に存在する交点のうち長辺に沿う外周縁部２−３に最も近い端の交点２３に対応する接合点１１が、長辺に沿う外周縁部から３〜４．５ｍｍ（寸法ｂ）だけ離れた位置に形成されている。
【選択図】図３

Description

この発明は、プレート式熱交換器に関する。

従来のプレート式熱交換器は、プレートの長手方向に複数の畝を設け上下プレートを支持したものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、上下プレートのＶ字形波部の頂点を合わせたものがある（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１０−１０３８８８号公報（第４頁、第１図） 特開２００２−１０７０７４号公報（第６―８頁、第１図）

従来、プレート式熱交換器は、第一に、流体の熱伝達向上のための流速増加に伴う圧力損失増大、第二に、圧力損失増大によるよどみ、ゴミ詰まりといった課題があった。これらの課題を解決するため、特許文献１の解決策が取られるが、長軸方向の畝で形成した流路にばかり流体が流れ込むため、流体の短軸方向への広がりが悪くなる。また、プレート式熱交換器の一般的課題として、特許文献２のように上下プレートでＶ字形波の頂点を合わせると、外周側の波の端部が合わなくなるため、上下プレート接合部のロウ付け面積が大きくなって流路が狭くなり、圧力損失が増加するといった課題があった。

この発明は、簡易な構成によって、流体の圧力損失の少ない、熱変換効率のよいプレート式熱交換器の提供を目的とする。

この発明のプレート式熱交換器は、
長辺と、短辺と、流体を封止する空間を形成する外周縁部とを有する複数の矩形のプレートが、長辺どうし、短辺どうし、外周縁部どうしで重なるように積層され、
各プレートは、積層方向に変位する波形状の加工がされ、
隣接するプレートどうしは、積層方向からみた場合、一方のプレートの波の底を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の底稜線と、他方のプレートの波の頂上を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の頂上稜線とが交差して交点を作り、
それぞれの前記底稜線で示される波の底と、それぞれの前記頂上稜線で示される波の頂上とは、前記交点で接触して接触部を形成するプレート式熱交換器において、
前記隣接するプレートどうしは、
一本の前記底稜線の上に存在する前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部に最も近い端の前記交点に対応する前記接触部が、前記底稜線の延びる方向と前記頂上稜線の延びる方向とに応じて、前記長辺に沿う前記外周縁部から短辺方向に所定の距離だけ離れた位置に形成されていると共に、
一本の前記底稜線の上に存在する前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部に最も近い端の前記交点に対応する前記接触部は、
前記長辺の方向に対する前記底稜線の方向が６０度以上７０度以下の範囲にある場合には、前記長辺に沿う前記外周縁部から前記短辺方向に向かって３ｍｍ以上４．５ｍｍ以下の範囲に形成されていることを特徴とする。

この発明のプレート式熱交換器によれば、流体の圧力損失を低減でき、また、熱交換率を向上できる。また、圧力損失の低減及び熱効率の向上により、プレート式熱交換器を小型化（省容積化）できる。また熱効率の向上に伴い消費電力が低減し、ＣＯ２の排出量を低減できる。

実施の形態１におけるプレート式熱交換器１００を示す図。 実施の形態１における隣接するプレートどうしを示す図。 実施の形態２における寸法ｂを示す図。 実施の形態３における領域ｃを説明する図。 実施の形態４における領域ｄを説明する図。 実施の形態５における波の稜線を１波毎に短くした状態を説明する図。 実施の形態６における隙間寸法ｅを説明する図。 プレート式熱交換器１００におけるプレートの各断面を示す図。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるプレート式熱交換器１００を示す図である。
（１）図１（ａ）は、プレート式熱交換器１００の側面図である。
（２）図１（ｂ）は、正面図（Ｘ矢視）である。図１（ａ）の矢印Ｘ方向がプレートの積層方向である。図１（ｂ）の補強用サイドプレート１は最も外側に位置し、流体出入口管を備えている。補強用サイドプレート１は、第１流体の流入管５、第２流体の流入管６、第１流体の流出管７、第２流体の流出管８を備えている。
（３）図１（ｃ）は、第１流体と第２流体の流路を構成する上側伝熱プレート２を示す。（４）図１（ｄ）は、波形状が上側伝熱プレート２と対向した形で置かれ、第１流体と第２流体の流路を構成する下側伝熱プレート３を示す。上側伝熱プレート２と下側伝熱プレート３とを交互に並べることにより、第１流体と第２流体の流路が交互に繰り返し形成される。
（５）図１（ｅ）は、は最も外側に位置する補強用サイドプレート４を示す。
（６）図１（ｆ）は、上側伝熱プレート２と下側伝熱プレート３を重ね合わせた状態を示した図である。図１（ｆ）は両者を重ねた状態において図１（ａ）のＸ方向矢視でみた場合に、現実に見える上側伝熱プレート２の形状を実線で示し、実際には見えない下側伝熱プレート３の波形状を点線で示した。破線で示す範囲Ｙの拡大図が図２である。

なお図８に、断面ＡＡ’（図１（ｃ））、断面ＢＢ’〜断面ＤＤ’（図２）を示した。

（構成説明）
図１に示すように、プレート式熱交換器１００では、短辺（上側伝熱プレート２の短辺２−１、下側伝熱プレート３の短辺３−１）と、長辺（上側伝熱プレート２の長辺２−２、下側伝熱プレート３の長辺３−２）と、流体を封止する空間を形成する外周縁部（上側伝熱プレート２の外周縁部２−３、下側伝熱プレート３の外周縁部３−３）とを有する複数の矩形のプレートが、長辺どうし、短辺どうし、外周縁部どうしで重なるように積層されている。各プレートは、積層方向（Ｘ方向）に変位する波形状の加工が施されている。

図２は、伝熱プレートの正面図である。図２は図１（ｆ）の範囲Ｙの拡大図である。図２では、上側伝熱プレート２の波の谷部（底）の端部９と、下側プレートの山部の端部１０とが、外周縁部２−３から短軸方向（Ｚ方向）に最短寸法にある上下プレート（上側伝熱プレート２と下側伝熱プレート３）の接合点１１（接触部）を形成する。これにより、図中寸法ａ（外周縁部１２から短軸方向（Ｚ方向）に向かう寸法）を短くできることが特徴である。寸法ａは、外周縁部２−３から短軸方向（Ｚ方向）に向かう寸法である。

さらに具体的に説明する。図２おいて上側伝熱プレート２の表面の実線は波形状を示し、また点線は、上側伝熱プレート２の下側にある下側伝熱プレート３の波形状を示している。破線枠で囲んだ範囲３２は、上側伝熱プレート２の波の断面形状を示す。点線ｘ１、ｙ１、ｚ１は、順に山、谷、山を示す。破線枠で囲んだ範囲３３は、下側伝熱プレート３の波の断面形状を示す。点線ｘ２、ｙ２、ｚ２は、順に谷、山、谷を示す。図２（積層方向の矢視）では、隣接するプレートどうしである上側伝熱プレート２と下側伝熱プレート３とは、上側伝熱プレート２の波の底を示すと共に長辺２−２の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の底稜線２１等と、下側伝熱プレート３の波の頂上を示すと共に長辺３−２の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の頂上稜線２２等とが交差して交点２３を作っている。そして、それぞれの底稜線で示される波の底と、それぞれの頂上稜線で示される波の頂上とは、交点２３で接合（接触）して接合点（接触部）を形成している。この構成において、上側伝熱プレート２と下側伝熱プレート３とは、ある一本の底稜線、例えば底稜線２１の上に存在する交点のうち長辺２−２に沿う外周縁部２−３に最も近い端の交点２３に対応する接合点１１が、長辺２−２に沿う外周縁部２−３と略一致する位置に形成されている。

図３は、図２に対して、寸法ａに対応する寸法ｂが、寸法ａに比べて長い場合を示している。すなわち、図３の場合は、底稜線２１の上に存在する交点のうち長辺２−２に沿う外周縁部２−３に最も近い端の交点２３に対応する接合点１１が、長辺２−２に沿う外周縁部２−３から内側（Ｚ方向）に離れた位置に寸法ｂだけ離れて形成されている。この寸法ｂに対して、図２の寸法ａのように短い場合は流路が広がるため、同一流量を流したときの流速が低下し圧力損失が低減する。また、寸法ａが短い場合はロウ材の滞留量を少なくできるため、有効伝熱面積が増え、熱交換性能が向上する。このように寸法ａを短くすることで圧力損失増加を抑えつつ熱交換性能も向上できる。よって、空調機の必要能力に対するプレート熱交の必要プレート枚数を最小限に構成できる上、熱交換器内の冷凍機油、ゴミ等の異物の滞留を抑えられるので、コストを抑えつつ信頼性の高いプレート式熱交換器を提供できる。プレート式熱交換器１００であれば、炭化水素、低ＧＷＰ冷媒といった圧力損失の大きな流体の使用も可能である。

実施の形態１のプレート式熱交換器１００により以下の効果が得られる。
（１）圧損：プレート式熱交換器１００は、流体の圧力損失低減に効果的である。プレートの長軸方向の外周縁部に対する短軸方向に最短寸法にある上下プレートの接合点を長軸方向の外周縁部と略一致した波の配置とした。これにより、外周縁部に対して短軸方向に最短寸法にある上下プレートの接合点の距離（寸法ａ）が短くなるので、外周縁部で形成するロウの滞留量を少なくでき流路を拡大できるため、圧力損失を低減できる。
（２）効率：また、流路が拡大するので、伝熱有効面積も増加し、優れた熱交換効率を有するプレート式熱交器を提供することができる。
（３）小型化：このようにプレート間の熱伝達が向上し、圧力損失を低減したプレート式熱交換器は、積層するプレートの枚数低減が可能となり、材料費や加工費等の製造コストが大幅に削減できる。
（４）ＣＯ２排出低減：このプレート式熱交換器を搭載した空調機器によれば、安価な上に消費電力量が抑えられＣＯ２排出量も低減できる。加えて、圧力損失の低減により、熱交換器に滞留する冷凍機油、スラッジ、ゴミ詰まり等を抑制でき、その信頼性も向上する。

以上の実施の形態１では、四隅に流体の出入口となる通路孔を設けた複数枚のプレートを積層してなるプレート式熱交換器において、プレートの長軸方向の外周縁部に対する短軸方向に最短寸法にある上下プレートの接合点を、長軸方向の外周縁部と略一致するように波を配置し、接合したプレート式熱交換器を説明した。

実施の形態２．
以上の実施の形態１では、上側伝熱プレート２の波の谷部の端点９（底稜線の終端）と下側伝熱プレート３の山部の端点１０（頂上稜線の終端）とを一致させることで、プレートの外周縁部２−３と、短軸方向（ｚ方向）で最短寸法にある上下プレートの接合点１１との距離を最小にした。すなわち、この接合点１１を外周縁部２−３と略一致するようにした。これにより、圧力損失を低減するようにした。次に、実施の形態２では、プレートの長軸方向の外周縁部（長辺に沿った外周縁部）と短軸方向（ｚ方向）に最短寸法にある上下プレートの接合点とが、特定の距離（後述の特定寸法ｂ）を持つ場合を示す。

実施の形態１で用いた図３を再び参照して説明する。実施の形態１では、寸法ｂは寸法ａの程度に短い方が圧力損失の低減に効果があることを述べた。この実施の形態２では、寸法ｂが寸法ａ程度に小さくなくとも所定の範囲であれば流路が確保され、好適である場合を説明する。

プレートの外周縁部と短軸方向（ｚ方向）に最短寸法にある上下プレートの接合点１１との寸法ｂが小さすぎると、つまり、寸法ｂが寸法ａ程度までは小さくなく、寸法ａの効果が得られないような中途半端に小さい場合には、次のような不都合がある。ロウ付け時に外周縁部のロウ材と接合点でのロウ材とが集約して寸法ｂ間にロウ材が滞留し、流路が狭くなる。一方、寸法ｂを広げすぎると、上下プレートの接合点１１と、接合点１１のとなりの接合点１３（頂上稜線２２において接合点１１に次いで２番目に外周縁部に近い）との寸法が短くなり、接合点１１と接合点１３とのロウ材が集まり、これらの接合点間をロウ材が滞留し流路が狭くなる。実施の形態２のプレートでは、寸法ｂをロウ材が滞留しない所定の大きさに設定する。これにより、寸法ｂの領域も流体の流路として機能する。このような構造を持ったプレート式熱交換器であれば、圧力損失低減と伝熱面積拡大が可能となる。

例えば、プレートの短軸方向の寸法が７０ｍｍのときには、寸法ｂは３〜４．５ｍｍがよい。寸法ｂは、プレートの短軸方向の寸法、波角度θ、波ピッチ、流体の物性、使用条件に応じて、調整可できる。例えば図３において、寸法ｂが３〜４．５ｍｍのとき波角度θ（上側伝熱プレート２の波角度θ１、下側伝熱プレート３の波角度θ２）は、６０度以上〜７０度以下の程度である。６２．５度〜６７．５度の範囲であればさらに好ましい。

以上のように、上側伝熱プレート２と下側伝熱プレート３どうしは、一本の底稜線の上に存在する交点のうち長辺に沿う外周縁部に最も近い端の交点に対応する接合点（接触部）が、底稜線の延びる方向（波角度θ１で決まる底稜線の方向）と頂上稜線の延びる方向（波角度θ２で決まる頂上稜線の方向）とに応じて、長辺に沿う外周縁部から短辺方向（ｚ方向）に所定の距離（３〜４．５ｍｍ）だけ離れた位置に形成されている。

なお、上側伝熱プレート２と下側伝熱プレート３とは、底稜線の方向と頂上稜線の方向とが長辺の方向と直交する方向に近いほど、接合部が、長辺に沿う外周縁部から離れた位置に形成される。すなわち波角度θ１及び波角度θ２が９０度に近くなるほど寸法ｂは「３〜４．５ｍｍ」程度から大きくすることが好ましい。

以上の実施の形態２では、四隅に流体の出入口となる通路孔を設けた複数枚のプレートを積層してなるプレート式熱交換器において、プレートの長軸方向の外周縁部と、短軸方向に最短寸法にある上下プレートの接合点とを、所定の寸法ｂを離したプレート式熱交換器を説明した。

実施の形態３．
次に図４を参照して実施の形態３を説明する。以上の実施の形態１，２では、上下プレートの接合点と外周縁部との間の寸法（距離）に関するものであった。次に実施の形態３では、上下プレートの一方のプレートの波の稜線を短くした場合を説明する。

図４は、実施の形態３のプレートの正面図である。図２と同様に、上側伝熱プレート２と下側伝熱プレート３とを表現している。例えば図４に示すように、上側伝熱プレート２の波の稜線を短くして波の端部９（底稜線の終端）を下側プレートの端部１０（頂上稜線の終端）よりプレート内側に形成する。これによって、図４において破線で囲まれた領域ｃの流路が形成される。

このような流路ｃを外周縁部側に形成することで、外周縁部と短軸方向に最短寸法にある上下プレートの接合点との間へのロウの集約による流路幅縮小を回避できる。また、一方のプレートは波形であるため、流れの撹拌作用による伝熱促進効果は維持したまま圧力損失を低減できる。さらにプレートに２種類以上の流体が流れる場合、圧力損失が大きい流体側を波の稜線の短いプレート、圧力損失が小さい流体側を波の稜線の長いプレートのようにプレートを組み合わせて熱交換器を構成しても良い。図４はプレートの短軸方向の両外周側に領域ｃを形成しているが、流体の出入口方向に応じて、プレート内の差圧分布が均等になるよう一方の外周側のみに領域ｃを設けてもよい。

以上の実施の形態３では、四隅に流体の出入口となる通路孔を設けた複数枚のプレートを積層してなるプレート式熱交換器において、上下プレートの一方のプレートの波の稜線を短くしたプレート式熱交換器を説明した。

実施の形態４．
次に図５を参照して実施の形態４を説明する。前記実施の形態３では、上下プレートの一方のプレートの波の稜線を短くした場合を説明した。この実施の形態４では、上下プレート両方の波の稜線を短くした場合を説明する。

図５は、実施の形態４における伝熱プレートの正面図である。上下プレート両方の波の稜線を短くすると、図中破線で囲まれた領域ｄの流路が形成される。このような流路を外周縁部側に形成し、ロウの集約による流路幅縮小を防ぐ。スケールや繊維質を含む流体が上下プレートの接合点で流路閉塞の起点となりやすいが、図５の構成であれば、領域ｄの流路からスケールや繊維質が流れるため有効である。また、冷媒等の高圧流体が流路の閉塞により圧力上昇し、従来では配管の破裂に至るおそれのあるような場合や、冷凍機油が熱交換器に溜まり込むことで圧縮機への返油が滞り、従来では圧縮機が破損するおそれがあるような場合でも、図５の領域ｄの流路がバイパスとなり、これらを防止できる。

以上の実施の形態３、４で述べたように、隣接するプレートである上側伝熱プレート２、下側伝熱プレート３のうち、少なくともどちらかのプレートは、長辺に沿う外周縁部２−３から他方の長辺に向う方向（ｚ方向）の所定の距離Ｗ（図４、図５）の範囲だけ、一方の短辺から他方の短辺の方向にわたる寸法Ｌ（図４、図５）だけ、波形状が加工されていない領域ｃ、あるいは領域ｄを有する。

以上の実施の形態４では、四隅に流体の出入口となる通路孔を設けた複数枚のプレートを積層してなるプレート式熱交換器において、上下プレート両方の波の稜線を短くし流路を形成したプレート式熱交換器を説明した。

実施の形態５．
次に図６を参照して実施の形態５を説明する。前記実施の形態４では、上下プレート両方の波の稜線を短くした場合を説明した。この実施の形態５では、少なくともどちらかのプレートの波の稜線を１波毎に短くした場合を説明する。図６は実施の形態５における伝熱プレートの正面図である。図６では上側伝熱プレート２、下側伝熱プレート３の波の稜線が１波毎に短くされている。このようにすると、外周縁部２−３に対して短軸方向（Ｚ方向）に最短寸法にある上下プレートの接合点１１が形成されない。すなわちロウが集約してしまう不都合な寸法ｂ（実施の形態１での寸法ｂ）程度の位置に接合点が形成されることがない。このため、外周縁部２−３と上下プレートの接合点との間にロウの集約はなく、１波毎に稜線寸法が異なるため短軸方向の流れの撹拌効果で伝熱促進が行われる。図６の構成であれば、圧力損失の増大を抑えつつ伝熱性能を向上したプレート式熱交換器を提供できる。なお図６は稜線寸法を１波毎に短くしているが、伝熱、圧力損失等の設計条件や流体の流動様式に応じて、稜線の寸法を変化させても同様の効果が得られる。

このように実施の形態５では、例えば上側伝熱プレート２は、複数の底稜線の方向が、長辺に沿う外周縁部２−３に向う。そして、複数の底稜線の長辺に沿う外周縁部２−３に対する各端部は、交互に、長辺に沿う外周縁部２−３の直近の位置Ｔ、直近の位置Ｔよりも外周縁部２−３から離れた手前の位置Ｓ、に形成されている。

以上の実施の形態５では、四隅に流体の出入口となる通路孔を設けた複数枚のプレートを積層してなるプレート式熱交換器において、プレートの波の稜線を流体の流れ方向に１波毎に短くしたプレート式熱交換器を説明した。

実施の形態６．
次に図７を参照して実施の形態６を説明する。前記実施の形態５では、プレートの波の稜線を１波毎に短くした場合を説明した。この実施の形態６では、上下プレートの外周縁部に対して短軸方向（Ｚ方向）に最短寸法にある上下プレートの接合点相当（接合せず隙間がある）の点において、上側伝熱プレート２の波の谷（底）と、下側伝熱プレート３の波の山部（頂上）との間に、０．２ｍｍ以上の隙間を設けた場合を説明する。

図７は、伝熱プレートの断面図に相当する模式化した図である。図７は後述の隙間寸法ｅを説明するための便宜的な図である。プレートの外周縁部２−３に対して短軸方向（Ｚ方向）に最短寸法にある上下プレート接合点（前記のように隙間あるので、正確には接合点に相当する接合点相当）との寸法ｂ（図３と同様）における上プレートの波部と下プレートの山部との間の隙間を寸法ｅとする。寸法ｅを０．２ｍｍ以上設けて上下プレートの接合を無くし、外周縁部２−３と上下プレートの接合点とを起因とするロウの集約を防ぐ。この結果、実施の形態１〜５と同様に、圧力損失の増大の抑制と伝熱性能向上効果を合わせ持ったプレート熱交を提供できる。

このように実施の形態６では、隣接する上側伝熱プレート２、下側伝熱プレート３どうしは、上側伝熱プレート２における一本の底稜線上の交点のうち長辺に沿う外周縁部にもっとも近い端の交点では、前記底稜線で示される波の底と下側伝熱プレート３の頂上稜線で示される波の頂上との間に隙間が形成される。そして、前記端の交点以外の交点では、底稜線で示される波の底と頂上稜線で示される波の頂上とが接触している。

以上の実施の形態６では四隅に流体の出入口となる通路孔を設けた複数枚のプレートを積層してなるプレート式熱交換器において、上下プレートの外周縁部に対して短軸方向に最短寸法にある上下プレートの接合点相当部で、プレートの波の谷と山部とで０．２ｍｍ以上の隙間を設けたプレート式熱交換器を説明した。

以上の実施の形態１〜６に説明した伝熱プレートは、空調、発電、食品の加熱殺菌処理機器等、プレート式熱交換器を搭載した多くの産業、家庭用機器に利用可能である。例えば、圧縮機と、放熱器と、膨張機構と、蒸発器とが配管で接続されたヒートポンプ装置の前記放熱器、あるいは蒸発器、あるいはいずれにも利用することができる。

以上の実施の形態では、
長辺と、短辺と、流体を封止する空間を形成する外周縁部とを有する複数の矩形のプレートが、長辺どうし、短辺どうし、外周縁部どうしで重なるように積層され、
各プレートは、積層方向に変位する波形状の加工がされ、
隣接するプレートどうしは、積層方向からみた場合、一方のプレートの波の底を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の底稜線と、他方のプレートの波の頂上を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の頂上稜線とが交差して交点を作り、
それぞれの前記底稜線で示される波の底と、それぞれの前記頂上稜線で示される波の頂上とは、前記交点で接触して接触部を形成するプレート式熱交換器において、
前記隣接するプレートどうしは、
一本の前記底稜線の上に存在する前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部に最も近い端の前記交点に対応する前記接触部が、前記長辺に沿う前記外周縁部と略一致する位置に形成されたことを特徴とするプレート式熱交換器を説明した。

以上の実施の形態では、
長辺と、短辺と、流体を封止する空間を形成する外周縁部とを有する複数の矩形のプレートが、長辺どうし、短辺どうし、外周縁部どうしで重なるように積層され、
各プレートは、積層方向に変位する波形状の加工がされ、
隣接するプレートどうしは、積層方向からみた場合、一方のプレートの波の底を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の底稜線と、他方のプレートの波の頂上を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の頂上稜線とが交差して交点を作り、
それぞれの前記底稜線で示される波の底と、それぞれの前記頂上稜線で示される波の頂上とは、前記交点で接触して接触部を形成するプレート式熱交換器において、
前記隣接するプレートどうしは、
一本の前記底稜線の上に存在する前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部に最も近い端の前記交点に対応する前記接触部が、前記底稜線の延びる方向と前記頂上稜線の延びる方向とに応じて、前記長辺に沿う前記外周縁部から短辺方向に所定の距離だけ離れた位置に形成されたことを特徴とするプレート式熱交換器を説明した。

以上の実施の形態では、
前記隣接するプレートどうしは、
前記底稜線の方向と前記頂上稜線の方向とが前記長辺の方向と直交する方向に近いほど、前記接触部が、前記長辺に沿う前記外周縁部から離れた位置に形成されていることを特徴とするプレート式熱交換器を説明した。

以上の実施の形態では、
一本の前記底稜線の上に存在する前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部に最も近い端の前記交点に対応する前記接触部は、
前記長辺の方向に対する前記底稜線の方向が６２．５度以上６７．５度以下の範囲にある場合には、前記長辺に沿う前記外周縁部から前記短辺方向に向かって３ｍｍ以上４．５ｍｍ以下の範囲に形成されていることを特徴とするプレート式熱交換器を説明した。

以上の実施の形態では、
長辺と、短辺と、流体を封止する空間を形成する外周縁部とを有する複数の矩形のプレートが、長辺どうし、短辺どうし、外周縁部どうしで重なるように積層され、
各プレートは、積層方向に変位する波形状の加工がされ、
隣接するプレートどうしは、積層方向からみた場合、一方のプレートの波の底を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の底稜線と、他方のプレートの波の頂上を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の頂上稜線とが交差して交点を作り、
それぞれの前記底稜線で示される波の底と、それぞれの前記頂上稜線で示される波の頂上とは、前記交点で接触して接触部を形成するプレート式熱交換器において、
前記隣接するプレートのうち、少なくともどちらかのプレートは、
前記長辺に沿う前記外周縁部から他方の長辺に向う方向の所定の距離の範囲だけ、一方の短辺から他方の短辺の方向にわたって、前記波形状が加工されていないことを特徴とするプレート式熱交換器を説明した。

以上の実施の形態では、
長辺と、短辺と、流体を封止する空間を形成する外周縁部とを有する複数の矩形のプレートが、長辺どうし、短辺どうし、外周縁部どうしで重なるように積層され、
各プレートは、積層方向に変位する波形状の加工がされ、
隣接するプレートどうしは、積層方向からみた場合、一方のプレートの波の底を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の底稜線と、他方のプレートの波の頂上を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の頂上稜線とが交差して交点を作り、
それぞれの前記底稜線で示される波の底と、それぞれの前記頂上稜線で示される波の頂上とは、前記交点で接触して接触部を形成するプレート式熱交換器において、
前記一方のプレートは、複数の前記底稜線の方向が、前記長辺に沿う前記外周縁部に向い、
複数の前記底稜線の前記長辺に沿う前記外周縁部に対する各端部は、交互に、前記長辺に沿う前記外周縁部の直近の位置、前記直近の位置よりも前記外周縁部から離れた手前の位置、に形成されたことを特徴とするプレート式熱交換器を説明した。

以上の実施の形態では、
長辺と、短辺と、流体を封止する空間を形成する外周縁部とを有する複数の矩形のプレートが、長辺どうし、短辺どうし、外周縁部どうしで重なるように積層され、
各プレートは、積層方向に変位する波形状の加工がされ、
隣接するプレートどうしは、積層方向からみた場合、一方のプレートの波の底を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の底稜線と、他方のプレートの波の頂上を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の頂上稜線とが交差して交点を作るプレート式熱交換器において、
前記隣接するプレートどうしは、一本の前記底稜線上の前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部にもっとも近い端の前記交点で前記底稜線で示される波の底と前記頂上稜線で示される波の頂上との間に隙間が形成され、前記端の交点以外の前記交点で前記底稜線で示される波の底と前記頂上稜線で示される波の頂上とが接触していることを特徴とするプレート式熱交換器を説明した。

以上の実施の形態では、
前記隙間は、積層方向で０．２ｍｍ以上であることを特徴とするプレート式熱交換器を説明した。

以上の実施の形態では、
圧縮機と、第１の熱交換器と、膨張機構と、第２の熱交換器とが配管で接続されたヒートポンプ装置において、
前記第１の熱交換器、前記第２の熱交換器の少なくともいずれかとして、
長辺と、短辺と、流体を封止する空間を形成する外周縁部とを有する複数の矩形のプレートが、長辺どうし、短辺どうし、外周縁部どうしで重なるように積層され、
各プレートは、積層方向に変位する波形状の加工がされ、
隣接するプレートどうしは、積層方向からみた場合、一方のプレートの波の底を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の底稜線と、他方のプレートの波の頂上を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の頂上稜線とが交差して交点を作り、
それぞれの前記底稜線で示される波の底と、それぞれの前記頂上稜線で示される波の頂上とは、前記交点で接触して接触部を形成するプレート式熱交換器であって、
前記隣接するプレートどうしは、
一本の前記底稜線の上に存在する前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部に最も近い端の前記交点に対応する前記接触部が、前記長辺に沿う前記外周縁部と略一致する位置に形成されたプレート式熱交換器を備えたことを特徴とするヒートポンプ装置を説明した。

１ 補強用サイドプレート、２ 上側伝熱プレート、２−１，３−１ 短辺、２−２，３−２ 長辺、２−３，３−３ 外周縁部、３ 下側伝熱プレート、４ 補強用サイドプレート、５ 第１流体の流入管、６ 第２流体の流入管、７ 第１流体の流出管、８ 第２流体の流出管、９ 上側伝熱プレートの波の谷部の端点、１０ 下側伝熱プレートの波の山部の端点、１１ 外周縁部から短軸方向に最短寸法にある上下プレートの接合点、１２ プレートの外周縁部、１３ 外周縁部から短軸方向に２番目にある上下プレートの接合点、１００ プレート式熱交換器。

Claims (5)

1. 長辺と、短辺と、流体を封止する空間を形成する外周縁部とを有する複数の矩形のプレートが、長辺どうし、短辺どうし、外周縁部どうしで重なるように積層され、
   各プレートは、積層方向に変位する波形状の加工がされ、
   隣接するプレートどうしは、積層方向からみた場合、一方のプレートの波の底を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の底稜線と、他方のプレートの波の頂上を示すと共に前記長辺の方向と異なる方向に延びる仮想の複数の頂上稜線とが交差して交点を作り、
   それぞれの前記底稜線で示される波の底と、それぞれの前記頂上稜線で示される波の頂上とは、前記交点で接触して接触部を形成するプレート式熱交換器において、
   前記隣接するプレートどうしは、
   一本の前記底稜線の上に存在する前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部に最も近い端の前記交点に対応する前記接触部が、前記底稜線の延びる方向と前記頂上稜線の延びる方向とに応じて、前記長辺に沿う前記外周縁部から短辺方向に所定の距離だけ離れた位置に形成されていると共に、
   一本の前記底稜線の上に存在する前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部に最も近い端の前記交点に対応する前記接触部は、
   前記長辺の方向に対する前記底稜線の方向が６０度以上７０度以下の範囲にある場合には、前記長辺に沿う前記外周縁部から前記短辺方向に向かって３ｍｍ以上４．５ｍｍ以下の範囲に形成されていることを特徴とするプレート式熱交換器。
2. 一本の前記底稜線の上に存在する前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部に最も近い端の前記交点に対応する前記接触部は、
   前記長辺の方向に対する前記頂上稜線の方向が６０度以上７０度以下の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のプレート式熱交換器。
3. 一本の前記底稜線の上に存在する前記交点のうち前記長辺に沿う前記外周縁部に最も近い端の前記交点に対応する前記接触部は、
   前記長辺の方向に対する前記底稜線の方向と、前記長辺の方向に対する前記頂上稜線の方向とが、６２．５度以上６７．５度以下の範囲にあることを特徴とする請求項２記載のプレート式熱交換器。
4. 前記隣接するプレートどうしは、
   前記底稜線の方向と前記頂上稜線の方向とが前記長辺の方向と直交する方向に近いほど、前記接触部が、前記長辺に沿う前記外周縁部から離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプレート式熱交換器。
5. 圧縮機と、第１の熱交換器と、膨張機構と、第２の熱交換器とが配管で接続されたヒートポンプ装置において、
   前記第１の熱交換器、前記第２の熱交換器の少なくともいずれかとして、請求項１〜４のいずれかに記載のプレート式熱交換器を備えたヒートポンプ装置。

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