JP2016130625A - Heat exchanger and metal thin plate for the same - Google Patents

Heat exchanger and metal thin plate for the same Download PDF

Info

Publication number
JP2016130625A
JP2016130625A JP2015235872A JP2015235872A JP2016130625A JP 2016130625 A JP2016130625 A JP 2016130625A JP 2015235872 A JP2015235872 A JP 2015235872A JP 2015235872 A JP2015235872 A JP 2015235872A JP 2016130625 A JP2016130625 A JP 2016130625A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat transfer
transfer fin
outer peripheral
thin
plate
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.)
Pending
Application number
JP2015235872A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
木 綱 一 鈴
Koichi Suzuki
木 綱 一 鈴
田 高 徳 前
Takanori Maeda
田 高 徳 前
口 毅 関
Takeshi Sekiguchi
口 毅 関
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.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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 Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Publication of JP2016130625A publication Critical patent/JP2016130625A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger and a metal thin plate for the heat exchanger capable of allowing fluid to uniformly flow in the metal thin plates.SOLUTION: A heat exchanger 10 includes a plurality of mutually laminated metal thin plates 20A, 20B, 20C and 20D. The metal thin plates 20A, 20B, 20C and 20D include an outer peripheral region 21, a thin region 22 formed in an inside of the outer peripheral region 21 and thinner than the outer peripheral region 21, and a plurality of heat transfer fins 25 respectively projecting from the thin region 22. The heat transfer fins 25 are respectively separated from the outer peripheral region 21 and other heat transfer fins 25 in a plane direction, and a flow passage 26 through which fluid flows is formed in the periphery of the respective heat transfer fins 25. An edge 27 positioned on the thin region 22 side of the outer peripheral region 21 is a waveform shape or a zigzag shape along a shape of the heat transfer fin 25 adjacent to the edge 27.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱交換器およびこのような熱交換器に用いられる金属薄板状プレートに関する。   The present invention relates to a heat exchanger and a thin metal plate used in such a heat exchanger.

一般に、熱交換器は、熱エネルギーの利用や除熱を要する機器などに幅広く利用されている。その中で、高性能熱交換器として代表的なものとして、プレート型熱交換器が知られている(特許文献1参照)。このようなプレート型熱交換器においては、プレス加工やハーフエッチング加工などで部分的に薄肉に形成された金属薄板状プレートを複数枚積み重ね、この金属薄板状プレート間に、熱交換流体の対向する或いは並行する流路を形成するようになっている。   Generally, heat exchangers are widely used for devices that require the use of heat energy or heat removal. Among them, a plate-type heat exchanger is known as a typical high-performance heat exchanger (see Patent Document 1). In such a plate-type heat exchanger, a plurality of thin metal plate plates that are partially thinned by pressing or half-etching are stacked, and the heat exchange fluid faces between the thin metal plate plates. Alternatively, parallel flow paths are formed.

また、プレート型熱交換器においては、温度の異なる2つの熱交換流体間で伝熱効率を高めるために、熱交換流体が通る流路に複数の伝熱フィンを設け、伝熱面積を増やしている。   Moreover, in a plate type heat exchanger, in order to improve heat transfer efficiency between two heat exchange fluids having different temperatures, a plurality of heat transfer fins are provided in a flow path through which the heat exchange fluid passes to increase the heat transfer area. .

特開2008−51390号公報JP 2008-51390 A

しかしながら、従来のプレート型熱交換器においては、流体が流れる薄肉領域の外側の境界が、プレートの外形と平行な直線状の境界線となっている。このため、前記境界線に沿って、伝熱フィンが近づく箇所と遠ざかる箇所とが繰り返し出現してしまう。この場合、当該境界付近で、他の流路よりも広いスペースが生じるため、このスペースに流体が溜まり易くなり、結果的に流体がプレート内を均一に流れなくなるおそれがある。このような場合、例えば流体の供給圧力を上昇させることが必要となる。また、流体がプレート内を均一に流れなくなることにより、熱交換効率が低下するという問題も生じる。   However, in the conventional plate heat exchanger, the outer boundary of the thin region where the fluid flows is a linear boundary line parallel to the outer shape of the plate. For this reason, the location where the heat transfer fin approaches and the location where the heat transfer fin approaches are repeated along the boundary line. In this case, a space larger than that of the other flow paths is generated in the vicinity of the boundary, so that the fluid easily accumulates in the space, and as a result, the fluid may not flow uniformly in the plate. In such a case, for example, it is necessary to increase the supply pressure of the fluid. In addition, there is a problem that the heat exchange efficiency is lowered due to the fluid not flowing uniformly in the plate.

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、金属薄板状プレート内で流体を均一に流すことが可能な、熱交換器および熱交換器用金属薄板状プレートを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger and a metal thin plate for heat exchanger that can flow a fluid uniformly in the metal thin plate. And

本発明は、互いに積層された少なくとも一対の金属薄板状プレートを含む熱交換器であって、前記一対の金属薄板状プレートはそれぞれ、外周領域と、前記外周領域の内側に形成され、前記外周領域よりも薄肉の薄肉領域と、前記薄肉領域から前記金属薄板状プレートの厚み方向にそれぞれ突出するように設けられた複数の伝熱フィンとを備え、各伝熱フィンは、前記外周領域および他の伝熱フィンからそれぞれ平面方向に離間して配置され、各伝熱フィンの周囲には、それぞれ流体が流れる流路が形成されており、前記外周領域のうち前記薄肉領域側に位置する縁部が、前記縁部に隣接する前記伝熱フィンの形状に沿って波形状又はジグザグ形状となっており、前記一対の金属薄板状プレートは、前記薄肉領域が形成された面同士が対向するように配置されることを特徴とする熱交換器である。   The present invention is a heat exchanger including at least a pair of sheet metal plates stacked on each other, wherein the pair of sheet metal plates are respectively formed on an outer peripheral region and on the inner side of the outer peripheral region. And a plurality of heat transfer fins provided so as to protrude from the thin region in the thickness direction of the metal thin plate plate, and each heat transfer fin includes the outer peripheral region and other heat transfer fins. The heat transfer fins are disposed apart from each other in the planar direction, and a flow path through which a fluid flows is formed around each heat transfer fin. The corrugated or zigzag shape follows the shape of the heat transfer fin adjacent to the edge, and the pair of metal thin plate plates face each other on which the thin region is formed. A heat exchanger, characterized in that it is arranged to.

本発明は、前記縁部に隣接する伝熱フィンを第1伝熱フィンとし、前記第1伝熱フィンに隣接するとともに前記第1伝熱フィンに対して前記縁部の反対側に隣接する伝熱フィンを第2伝熱フィンとしたとき、前記縁部と前記第1伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅は、前記第1伝熱フィンと前記第2伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅よりも狭いことを特徴とする熱交換器である。   The present invention provides a heat transfer fin adjacent to the edge as a first heat transfer fin, adjacent to the first heat transfer fin and adjacent to the opposite side of the edge with respect to the first heat transfer fin. When the heat fin is a second heat transfer fin, the width of the flow path formed between the edge portion and the first heat transfer fin is such that the first heat transfer fin and the second heat transfer fin It is a heat exchanger characterized by being narrower than the width | variety of the said flow path formed between.

本発明は、前記伝熱フィンは、平面S字形状、平面円形状、平面長円形状、又は平面多角形形状を有することを特徴とする熱交換器である。   The present invention is the heat exchanger, wherein the heat transfer fin has a planar S shape, a planar circular shape, a planar oval shape, or a planar polygonal shape.

本発明は、前記複数の伝熱フィンは、千鳥状に配置されていることを特徴とする熱交換器である。   The present invention is the heat exchanger characterized in that the plurality of heat transfer fins are arranged in a staggered manner.

本発明は、互いに積層された少なくとも一対の金属薄板状プレートを含む熱交換器であって、前記一対の金属薄板状プレートはそれぞれ、外周領域と、前記外周領域の内側に形成され、前記外周領域よりも薄肉の薄肉領域と、前記薄肉領域から前記金属薄板状プレートの厚み方向にそれぞれ突出するように設けられた複数の伝熱フィンとを備え、各伝熱フィンは、前記外周領域および他の伝熱フィンからそれぞれ平面方向に離間して配置され、各伝熱フィンの周囲には、それぞれ流体が流れる流路が形成されており、前記外周領域の縁部に隣接する伝熱フィンを第1伝熱フィンとし、前記第1伝熱フィンに隣接するとともに前記第1伝熱フィンに対して前記縁部の反対側に隣接する伝熱フィンを第2伝熱フィンとしたとき、前記縁部と前記第1伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅は、前記第1伝熱フィンと前記第2伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅よりも狭く、前記一対の金属薄板状プレートは、前記薄肉領域が形成された面同士が対向するように配置されることを特徴とする熱交換器である。   The present invention is a heat exchanger including at least a pair of sheet metal plates stacked on each other, wherein the pair of sheet metal plates are respectively formed on an outer peripheral region and on the inner side of the outer peripheral region. And a plurality of heat transfer fins provided so as to protrude from the thin region in the thickness direction of the metal thin plate plate, and each heat transfer fin includes the outer peripheral region and other heat transfer fins. The heat transfer fins are disposed apart from each other in the planar direction, and a flow path through which a fluid flows is formed around each heat transfer fin, and the heat transfer fin adjacent to the edge of the outer peripheral region is the first. When the heat transfer fin is a second heat transfer fin adjacent to the first heat transfer fin and adjacent to the opposite side of the edge with respect to the first heat transfer fin, the edge and Said The width of the flow path formed between the heat transfer fins is narrower than the width of the flow path formed between the first heat transfer fin and the second heat transfer fin, and the pair of metals The thin plate-like plate is a heat exchanger characterized in that the surfaces on which the thin regions are formed are arranged to face each other.

本発明は、一対の熱交換器用金属薄板状プレートであって、前記一対の金属薄板状プレートはそれぞれ、外周領域と、前記外周領域の内側に形成され、前記外周領域よりも薄肉の薄肉領域と、前記薄肉領域から前記金属薄板状プレートの厚み方向にそれぞれ突出するように設けられた複数の伝熱フィンとを備え、各伝熱フィンは、前記外周領域および他の伝熱フィンからそれぞれ平面方向に離間して配置され、各伝熱フィンの周囲には、それぞれ流体が流れる流路が形成されており、前記外周領域のうち前記薄肉領域側に位置する縁部が、前記縁部に隣接する前記伝熱フィンの形状に沿って波形状又はジグザグ形状となっており、前記一対の金属薄板状プレートは、前記薄肉領域が形成された面同士が対向するように配置されることを特徴とする一対の金属薄板状プレートである。   The present invention is a pair of metal thin plate plates for a heat exchanger, wherein the pair of metal thin plate plates are respectively formed in an outer peripheral region and an inner side of the outer peripheral region, and are thinner than the outer peripheral region. A plurality of heat transfer fins provided so as to protrude from the thin region in the thickness direction of the thin metal plate plate, and each heat transfer fin is planar from the outer peripheral region and the other heat transfer fins, respectively. A flow path through which fluid flows is formed around each of the heat transfer fins, and an edge located on the thin area side of the outer peripheral area is adjacent to the edge. It has a wave shape or a zigzag shape along the shape of the heat transfer fin, and the pair of metal thin plate-like plates are arranged so that the surfaces on which the thin regions are formed face each other. That is a pair of metal thin plate plate.

本発明は、一対の熱交換器用金属薄板状プレートであって、前記一対の金属薄板状プレートはそれぞれ、外周領域と、前記外周領域の内側に形成され、前記外周領域よりも薄肉の薄肉領域と、前記薄肉領域から前記金属薄板状プレートの厚み方向にそれぞれ突出するように設けられた複数の伝熱フィンとを備え、各伝熱フィンは、前記外周領域および他の伝熱フィンからそれぞれ平面方向に離間して配置され、各伝熱フィンの周囲には、それぞれ流体が流れる流路が形成されており、前記外周領域の縁部に隣接する伝熱フィンを第1伝熱フィンとし、前記第1伝熱フィンに隣接するとともに前記第1伝熱フィンに対して前記縁部の反対側に隣接する伝熱フィンを第2伝熱フィンとしたとき、前記縁部と前記第1伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅は、前記第1伝熱フィンと前記第2伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅よりも狭く、前記一対の金属薄板状プレートは、前記薄肉領域が形成された面同士が対向するように配置されることを特徴とする一対の金属薄板状プレートである。   The present invention is a pair of metal thin plate plates for a heat exchanger, wherein the pair of metal thin plate plates are respectively formed in an outer peripheral region and an inner side of the outer peripheral region, and are thinner than the outer peripheral region. A plurality of heat transfer fins provided so as to protrude from the thin region in the thickness direction of the thin metal plate plate, and each heat transfer fin is planar from the outer peripheral region and the other heat transfer fins, respectively. The flow paths through which the fluid flows are formed around each heat transfer fin, and the heat transfer fin adjacent to the edge of the outer peripheral region is defined as the first heat transfer fin. When the heat transfer fin adjacent to the first heat transfer fin and adjacent to the opposite side of the edge with respect to the first heat transfer fin is a second heat transfer fin, the edge and the first heat transfer fin Formed between The width of the flow path is narrower than the width of the flow path formed between the first heat transfer fin and the second heat transfer fin, and the pair of metal thin plate plates is formed by the thin region. It is a pair of metal thin plate-like plates characterized by being arrange | positioned so that the made surfaces may oppose.

本発明によれば、外周領域のうち薄肉領域側に位置する縁部が、縁部に隣接する伝熱フィンの形状に沿って波形状又はジグザグ形状となっているので、金属薄板状プレート内で流体を均一に流すことができる。   According to the present invention, the edge portion located on the thin region side in the outer peripheral region has a wave shape or a zigzag shape along the shape of the heat transfer fin adjacent to the edge portion. The fluid can flow uniformly.

図1は、本発明の一実施の形態による熱交換器を示す分解斜視図。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 図2(a)(b)は、本発明の一実施の形態による熱交換器の金属薄板状プレートを示す平面図。2A and 2B are plan views showing a thin metal plate plate of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 図3は、金属薄板状プレートを示す部分拡大平面図(図2のIII部拡大図)。FIG. 3 is a partially enlarged plan view showing a metal thin plate-like plate (III part enlarged view of FIG. 2). 図4は、互いに接合された一対の金属薄板状プレートを示す断面図(図3のIV−IV線断面に対応する図)。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a pair of thin metal plate plates joined to each other (a view corresponding to a cross section taken along line IV-IV in FIG. 3). 図5は、互いに接合された一対の金属薄板状プレートを示す概略斜視図。FIG. 5 is a schematic perspective view showing a pair of thin metal plate plates joined together. 図6は、互いに接合された一対の金属薄板状プレートの変形例を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modification of a pair of thin metal plate plates joined together. 図7は、変形例としての金属薄板状プレートを示す部分拡大平面図(図3に対応する図)。FIG. 7 is a partially enlarged plan view (a diagram corresponding to FIG. 3) showing a thin metal plate as a modification. 図8は、伝熱フィンの変形例を示す部分拡大平面図。FIG. 8 is a partially enlarged plan view showing a modification of the heat transfer fin. 図9は、変形例としての金属薄板状プレートを示す部分拡大平面図(図3に対応する図)。FIG. 9 is a partially enlarged plan view (a diagram corresponding to FIG. 3) showing a thin metal plate as a modification. 図10は、変形例としての一対の金属薄板状プレートを示す断面図(図9のX−X線断面に対応する図)。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a pair of metal thin plate plates as a modified example (a view corresponding to a cross section taken along line XX in FIG. 9). 図11は、比較例としての金属薄板状プレートを示す部分拡大平面図(図3に対応する図)。FIG. 11 is a partially enlarged plan view (a diagram corresponding to FIG. 3) showing a thin metal plate plate as a comparative example.

以下、本発明の一実施の形態について、図1乃至図10を参照して説明する。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that, in the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and some detailed description may be omitted.

熱交換器の構成
まず、図1により、本実施の形態による熱交換器の概略について説明する。図1は、本実施の形態による熱交換器を示す分解斜視図である。
Configuration of the heat exchanger first, the FIG. 1, will be outlined in the heat exchanger according to the present embodiment. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a heat exchanger according to the present embodiment.

図1に示すように、本実施の形態による熱交換器(プレート型熱交換器)10は、一方の固定板11と、一方の固定板11から離間して設けられた他方の固定板12と、一方の固定板11と他方の固定板12との間に互いに積層して配置された複数(図1では4枚)の金属薄板状プレート20A、20B、20C、20Dとを備えている。   As shown in FIG. 1, a heat exchanger (plate type heat exchanger) 10 according to the present embodiment includes one fixing plate 11 and the other fixing plate 12 provided apart from one fixing plate 11. In addition, a plurality of (four in FIG. 1) metal thin plate-like plates 20A, 20B, 20C, and 20D that are stacked on each other between the one fixing plate 11 and the other fixing plate 12 are provided.

このうち、複数の金属薄板状プレート20A、20B、20C、20Dは、第1の流体F用の金属薄板状プレート20A、20Bと、第2の流体F用の金属薄板状プレート20C、20Dとからなっている。各金属薄板状プレート20A、20B、20C、20Dは、溶融点に近い温度で隣接する金属薄板状プレート20A、20B、20C、20Dに圧着されることにより、接触面でプレートを構成する金属原子を相互に拡散させ、互いに強固に接合されている(拡散接合)。一方の固定板11と他方の固定板12とは、図示しない連結手段で互いに連結されており、これにより一方の固定板11と金属薄板状プレート20Aとが互いに密着し、他方の固定板12と金属薄板状プレート20Dとが互いに密着している。 Among them, a plurality of metal thin plate plates 20A, 20B, 20C, 20D, the first for the fluid F 1 metal sheet-like plates 20A, 20B and the second fluid F 2 of the sheet metal-like plate 20C, 20D It is made up of. Each metal thin plate-like plate 20A, 20B, 20C, 20D is pressed against the adjacent metal thin plate-like plate 20A, 20B, 20C, 20D at a temperature close to the melting point, so that the metal atoms constituting the plate are brought into contact with each other. They are diffused to each other and firmly bonded to each other (diffusion bonding). One fixing plate 11 and the other fixing plate 12 are connected to each other by connecting means (not shown), whereby the one fixing plate 11 and the metal thin plate-like plate 20A are in close contact with each other, and the other fixing plate 12 and The thin metal plate 20D is in close contact with each other.

一方の固定板11および他方の固定板12は、それぞれ平面略矩形状を有している。このうち一方の固定板11には、流入管13A、13Bおよび流出管14A、14Bが接続されている。これに対して他方の固定板12は、開口等が形成されることなく、平坦な形状を有している。   One fixed plate 11 and the other fixed plate 12 each have a substantially rectangular plane shape. One of the fixed plates 11 is connected to inflow pipes 13A and 13B and outflow pipes 14A and 14B. On the other hand, the other fixing plate 12 has a flat shape without an opening or the like.

流入管13Aおよび流出管14Aは、それぞれ第1の流体Fが流入および流出するものである。第1の流体Fは、図示しないコンプレッサー又はポンプによって、流入管13Aから熱交換器10に流入し、金属薄板状プレート20A、20B内で循環しながら熱交換を行い、流出管14Aから流出するようになっている。 The inflow pipe 13A and the outflow pipe 14A are used for inflow and outflow of the first fluid F1, respectively. The first fluid F 1 flows into the heat exchanger 10 from the inflow pipe 13A by a compressor or pump (not shown), performs heat exchange while circulating in the thin metal plate plates 20A and 20B, and flows out from the outflow pipe 14A. It is like that.

また、流入管13Bおよび流出管14Bは、それぞれ第2の流体Fが流入および流出するものである。第2の流体Fは、図示しないコンプレッサー又はポンプによって、流入管13Bから熱交換器10に流入し、金属薄板状プレート20C、20D内で循環しながら熱交換を行って、流出管14Bから流出するようになっている。 Further, the inlet pipe 13B and outlet pipe 14B is one in which the second fluid F 2, each of which inflow and outflow. The second fluid F 2 flows into the heat exchanger 10 from the inflow pipe 13B by a compressor or pump (not shown), exchanges heat while circulating in the thin metal plates 20C and 20D, and flows out from the outflow pipe 14B. It is supposed to be.

第1の流体Fおよび第2の流体Fは、少なくとも流入管13A、13Bに流入する時点では、互いに温度が異なっている。第1の流体Fおよび第2の流体Fとしては、二酸化炭素、空気等の気体であっても良く、水等の液体であっても良い。第1の流体Fおよび第2の流体Fは、同一種類の流体を用いても良く、互いに異なる種類の流体を用いても良い。 The first fluid F 1 and the second fluid F 2 have different temperatures at least when they flow into the inflow pipes 13A and 13B. The first fluid F 1 and the second fluid F 2 may be a gas such as carbon dioxide or air, or may be a liquid such as water. As the first fluid F 1 and the second fluid F 2 , the same type of fluid may be used, or different types of fluid may be used.

このように、熱交換器10においては、金属薄板状プレート20A、20Bの間を通過する第1の流体Fと、金属薄板状プレート20C、20Dの間を通過する第2の流体Fとの間で、熱交換が行われるようになっている。なお、金属薄板状プレート20A、20B、20C、20Dの枚数は、図1では便宜上4枚の場合を示しているが、これに限らず、例えば20枚〜200枚程度としても良い。 Thus, in the heat exchanger 10, the metal thin plate plate 20A, the first fluid F 1 passing between 20B, the metal thin plate plate 20C, a second fluid F 2 passing between the 20D Heat exchange is performed between the two. The number of the thin metal plates 20A, 20B, 20C, and 20D is four for convenience in FIG. 1, but is not limited thereto, and may be, for example, about 20 to 200.

なお、このような熱交換器10は、例えば給湯器のヒートポンプユニット、空調設備、化学プラント等に用いることができる。   In addition, such a heat exchanger 10 can be used for the heat pump unit of a water heater, an air conditioning equipment, a chemical plant etc., for example.

金属薄板状プレートの構成
次に、図2(a)(b)乃至図7を参照して、本実施の形態による金属薄板状プレートの構成について説明する。なお、以下においては、第1の流体F用の一対の金属薄板状プレート20A、20Bの構成について説明するが、第2の流体F用の一対の金属薄板状プレート20C、20Dについてもその構成は略同様である。
Configuration of Metal Sheet Plate Next, the configuration of the metal sheet plate according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the following, the configuration of the pair of thin metal plate plates 20A and 20B for the first fluid F1 will be described, but the pair of thin metal plate plates 20C and 20D for the second fluid F2 are also described. The configuration is substantially the same.

図2(a)(b)に示すように、一対の金属薄板状プレート20A、20Bは、それぞれ平面略矩形形状であり、長手方向と短手方向とを有している。図2(a)(b)において、長手方向はY方向に平行であり、短手方向はY方向に直交するX方向に平行である。   As shown in FIGS. 2A and 2B, each of the pair of thin metal plate plates 20A and 20B has a substantially rectangular plane shape, and has a longitudinal direction and a lateral direction. 2A and 2B, the longitudinal direction is parallel to the Y direction, and the short side direction is parallel to the X direction orthogonal to the Y direction.

金属薄板状プレート20A、20Bは、それぞれ外周領域21と、外周領域21の内側に形成された薄肉領域(ハーフエッチング領域)22とを備えている。このうち外周領域21は、各金属薄板状プレート20A、20Bの外周全域に沿って環状に形成されている。この外周領域21は、ハーフエッチングが施されておらず、金属薄板状プレート20A、20B全体の厚みと同一の厚みを有している。   Each of the metal thin plate-like plates 20A and 20B includes an outer peripheral region 21 and a thin region (half-etched region) 22 formed inside the outer peripheral region 21. Among these, the outer peripheral area | region 21 is formed cyclically | annularly along the outer periphery whole region of each metal thin plate-shaped plate 20A, 20B. The outer peripheral region 21 is not half-etched and has the same thickness as the entire thickness of the thin metal plate 20A, 20B.

また、薄肉領域22は、外周領域21よりも薄肉となっており、金属薄板状プレート20A、20Bの一面側のみに形成されている。この場合、薄肉領域22は、当該一面側から例えばハーフエッチング加工を施すことにより形成されている。なお、「ハーフエッチング」とは、被エッチング材料をその厚み方向に途中までエッチングすることをいう。薄肉領域22の深さは、例えば、外周領域21の厚みの40%〜70%程度とされても良い。   Moreover, the thin area | region 22 is thinner than the outer peripheral area | region 21, and is formed only in the one surface side of the metal thin plate-shaped plates 20A and 20B. In this case, the thin region 22 is formed by performing, for example, half etching processing from the one surface side. “Half etching” means that the material to be etched is etched halfway in the thickness direction. The depth of the thin region 22 may be, for example, about 40% to 70% of the thickness of the outer peripheral region 21.

薄肉領域22のうち、金属薄板状プレート20A、20Bの一対の角部近傍には、それぞれ入口側開口23A、出口側開口24Aが形成されている。この入口側開口23A、出口側開口24Aは、第1の流体Fが通過するとともに、薄肉領域22に連通している。 In the thin region 22, an inlet side opening 23 </ b> A and an outlet side opening 24 </ b> A are formed in the vicinity of the pair of corners of the thin metal plate plates 20 </ b> A and 20 </ b> B, respectively. The inlet side opening 23 </ b> A and the outlet side opening 24 </ b> A communicate with the thin region 22 while the first fluid F 1 passes therethrough.

また、外周領域21のうち、金属薄板状プレート20A、20Bの他の一対の角部近傍には、それぞれ入口側開口23B、出口側開口24Bが形成されている。この入口側開口23B、出口側開口24Bは、第2の流体Fが通過するとともに、金属薄板状プレート20A、20Bの薄肉領域22とは連通しないようになっており、他方、金属薄板状プレート20C、20Dの薄肉領域22に連通されるようになっている。 Further, in the outer peripheral region 21, an inlet side opening 23B and an outlet side opening 24B are formed in the vicinity of the other pair of corners of the thin metal plate plates 20A and 20B, respectively. The inlet-side opening 23B, the outlet opening 24B, together with the second fluid F 2 passes through the metal thin plate plate 20A, the thin region 22 of 20B and so as not to communicate, the other sheet metal shaped plate It communicates with the thin region 22 of 20C and 20D.

これらの入口側開口23A、23B、出口側開口24A、24Bは、金属薄板状プレート20A、20Bを貫通するように形成される。なお、入口側開口23A、23B、出口側開口24A、24Bは、薄肉領域22を片面側からハーフエッチングにより形成する際、薄肉領域22と同時に両面側からエッチングにより形成されても良い。   These inlet side openings 23A and 23B and outlet side openings 24A and 24B are formed so as to penetrate the thin metal plate plates 20A and 20B. The inlet openings 23A and 23B and the outlet openings 24A and 24B may be formed by etching from both sides simultaneously with the thin area 22 when the thin area 22 is formed by half etching from one side.

薄肉領域22には、複数の伝熱フィン25がそれぞれZ方向(金属薄板状プレート20A、20Bの厚み方向)に突出して設けられている。各伝熱フィン25が設けられている箇所の厚みは、外周領域21の厚みと同一である。一方、各伝熱フィン25は、外周領域21および他の伝熱フィン25からそれぞれ平面方向(X方向およびY方向)に離間して配置されている。このため、各伝熱フィン25は島状に独立して配置されており、各伝熱フィン25の周囲には、第1の流体Fが通過するための流路26が形成されている。なお、図1および図2(a)(b)において、便宜上、一部の伝熱フィン25のみを示しているが、実際には、薄肉領域22の略全域に亘って伝熱フィン25が配置されている。 A plurality of heat transfer fins 25 are provided in the thin region 22 so as to protrude in the Z direction (thickness direction of the thin metal plate plates 20A and 20B). The thickness of the portion where each heat transfer fin 25 is provided is the same as the thickness of the outer peripheral region 21. On the other hand, each heat transfer fin 25 is arranged separately from the outer peripheral region 21 and the other heat transfer fins 25 in the planar direction (X direction and Y direction). For this reason, each heat transfer fin 25 is independently arranged in an island shape, and a flow path 26 through which the first fluid F 1 passes is formed around each heat transfer fin 25. 1 and 2 (a) and 2 (b), only a part of the heat transfer fins 25 are shown for the sake of convenience, but actually, the heat transfer fins 25 are arranged over substantially the entire thin region 22. Has been.

図3に示すように、各伝熱フィン25は、平面略S字形状を有している。この伝熱フィン25は、第1の流体Fの主流方向D(Y方向)に沿って一定の間隔を隔てて多数配置されている。また、伝熱フィン25は、第1の流体Fの主流方向D(Y方向)に対して垂直な方向(X方向)にも一定の間隔で平行に配置されている。この伝熱フィン25は、その長手方向両端を渦や旋回流などの乱れが生じないような流線型にそれぞれ成形しており、流体抵抗を最小にするように構成されている。 As shown in FIG. 3, each heat transfer fin 25 has a substantially plane S shape. The heat transfer fins 25 are arranged in large numbers at regular intervals along the first fluid F 1 of the main flow direction D (Y-direction). Further, the heat transfer fins 25 are disposed in parallel to each other at a predetermined interval in a direction (X direction) perpendicular to the first fluid F 1 of the main flow direction D (Y-direction). The heat transfer fins 25 are each formed in a streamline shape that does not cause turbulence such as vortices and swirling flow at both ends in the longitudinal direction, and is configured to minimize fluid resistance.

本実施の形態において、複数の伝熱フィン25は、互いに線対称な形状を有する2種類の伝熱フィン25a、25bを複数組合せることによって構成されている。このうち伝熱フィン25aは、X方向マイナス側およびY方向マイナス側から、X方向プラス側およびY方向プラス側へ向かって延びる略S字形状を有している。一方、伝熱フィン25bは、X方向プラス側およびY方向マイナス側から、X方向マイナス側およびY方向プラス側へ向かって延びる略S字形状を有している。伝熱フィン25aおよび25bは、それぞれX方向に沿って一列に配置されており、伝熱フィン25aの列と伝熱フィン25bの列とは、Y方向に沿って交互に配置されている。複数の伝熱フィン25は、これら一組の伝熱フィン25a、25bの位置をX方向およびY方向にそれぞれ所定量だけずらして多数配置するように構成され、いわゆる千鳥状の配列(デルタ配列)となっている。本明細書中、これら2種類の伝熱フィン25a、25bを合わせて、伝熱フィン25と称する。伝熱フィン25の幅は、金属薄板状プレート20A、20Bの材料の厚みや流体によって適宜異ならせても良い。具体的には、各伝熱フィン25のうち最も幅の広い箇所で例えば0.3mm〜1.0mmとしても良い。   In the present embodiment, the plurality of heat transfer fins 25 are configured by combining a plurality of two types of heat transfer fins 25a and 25b having a shape symmetrical with each other. Of these, the heat transfer fin 25a has a substantially S-shape extending from the X direction minus side and the Y direction minus side toward the X direction plus side and the Y direction plus side. On the other hand, the heat transfer fin 25b has a substantially S shape extending from the X direction plus side and the Y direction minus side toward the X direction minus side and the Y direction plus side. The heat transfer fins 25a and 25b are each arranged in a line along the X direction, and the line of the heat transfer fins 25a and the line of the heat transfer fins 25b are alternately arranged along the Y direction. The plurality of heat transfer fins 25 are arranged so that a large number of these heat transfer fins 25a and 25b are shifted by a predetermined amount in the X direction and the Y direction, and so-called staggered arrangement (delta arrangement). It has become. In the present specification, these two types of heat transfer fins 25a and 25b are collectively referred to as heat transfer fins 25. The width of the heat transfer fin 25 may be appropriately changed depending on the thickness of the material of the thin metal plate plates 20A and 20B and the fluid. Specifically, it is good also as 0.3 mm-1.0 mm in the widest location among each heat-transfer fin 25, for example.

そして、第1の流体Fは、X方向に互いに隣接する一対の伝熱フィン25間の流路26を通過した後、より下流側(Y方向プラス側)に位置する他の伝熱フィン25の上流側(Y方向マイナス側)の端部で分岐され、この伝熱フィン25とX方向に互いに隣接する一対の伝熱フィン25間の流路26を通過する。その後、伝熱フィン25に沿って流れた第1の流体Fは、伝熱フィン25の下流側(Y方向プラス側)の端部で合流する。これにより、流路26における急激な曲がりによる渦形成や旋回流に起因する圧力損失を最小限に抑え、流路面積の変化、すなわち、流路26の拡大や縮小を抑えることができ、拡流や縮流による圧力損失を小さく抑えることができる。流路26の幅は、金属薄板状プレート20A、20Bの材料の厚みや流体によって適宜異ならせても良く、例えば0.2mm〜3.0mmとしても良い。 Then, the first fluid F 1 passes through the flow path 26 between the pair of heat transfer fins 25 adjacent to each other in the X direction, and then the other heat transfer fins 25 located further downstream (Y direction plus side). Of the heat transfer fin 25 and a flow path 26 between a pair of heat transfer fins 25 adjacent to each other in the X direction. Thereafter, the first fluid F 1 flowing along the heat transfer fins 25 joins at the end portion on the downstream side (Y direction plus side) of the heat transfer fins 25. As a result, pressure loss due to vortex formation and swirling flow due to a sharp bend in the flow path 26 can be minimized, and changes in the flow path area, that is, expansion and contraction of the flow path 26 can be suppressed. And pressure loss due to contraction flow can be kept small. The width of the flow path 26 may be appropriately changed depending on the thickness of the material of the thin metal plate plates 20A and 20B and the fluid, and may be, for example, 0.2 mm to 3.0 mm.

図4および図5に示すように、一対の金属薄板状プレート20A、20Bは、薄肉領域22が形成された面同士を互いに接触させるようにして接合される。このとき、対向する金属薄板状プレート20A、20B同士の間で薄肉領域22によって第1の流体Fが流れる空間が形成される。また、一対の金属薄板状プレート20A、20Bの薄肉領域22および複数の伝熱フィン25は、それぞれ互いに鏡面対称となるように形成されている。このため、金属薄板状プレート20A、20Bを互いに接合した際、薄肉領域22同士が一致し、対応する各伝熱フィン25同士が一致するように接合される(図4および図5参照)。これにより、金属薄板状プレート20A、20B同士の接合強度を高めることができる。また各伝熱フィン25は、空洞のない中実形状であり、このため互いに連結された各伝熱フィン25同士が、第1の流体Fが流れる空間において、支柱としての機能を果たすので、熱交換器10の耐久性および耐圧性を向上させることができる。1枚の厚みのある金属薄板状プレートに薄肉領域を形成する場合と比べて、本実施の形態では一対の金属薄板状プレート20A、20Bを接合することで、流路を対称に形成することができるため、流体の流れが均一になり熱交換効率を向上させることができる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the pair of thin metal plate plates 20 </ b> A and 20 </ b> B are joined so that the surfaces on which the thin regions 22 are formed are brought into contact with each other. At this time, a space through which the first fluid F 1 flows is formed by the thin region 22 between the opposing metal thin plate-like plates 20A and 20B. Further, the thin region 22 and the plurality of heat transfer fins 25 of the pair of thin metal plate plates 20A and 20B are formed to be mirror-symmetric with each other. For this reason, when the metal thin plate-like plates 20A and 20B are joined to each other, the thin regions 22 are joined to each other, and the corresponding heat transfer fins 25 are joined to each other (see FIGS. 4 and 5). Thereby, the joining strength of metal thin plate-shaped plate 20A, 20B can be raised. Further, each heat transfer fin 25 has a solid shape without a cavity. Therefore, the heat transfer fins 25 connected to each other function as a support in the space where the first fluid F 1 flows. The durability and pressure resistance of the heat exchanger 10 can be improved. Compared with the case where a thin region is formed on a single thin metal plate plate, in this embodiment, a pair of thin metal plate plates 20A and 20B can be joined to form flow paths symmetrically. Therefore, the flow of fluid becomes uniform and the heat exchange efficiency can be improved.

なお、金属薄板状プレート20A、20Bの伝熱フィン25同士が完全に一致するように接合されなくても良い。例えば図6に示すように、断面視において金属薄板状プレート20A、20Bの伝熱フィン25同士がわずかにずれた状態で接合されても良い。この場合、伝熱フィン25のずれδは、伝熱フィン25の幅wの10%以下であることが好ましい。この場合においても、各伝熱フィン25同士のうち互いに接合された箇所が支柱としての機能を果たすので、熱交換器10の耐久性および耐圧性を向上させることができる。 In addition, it is not necessary to join so that the heat-transfer fins 25 of the metal thin plate-like plates 20A and 20B completely coincide with each other. For example, as shown in FIG. 6, the heat transfer fins 25 of the thin metal plate plates 20 </ b> A and 20 </ b> B may be joined in a slightly shifted state in a cross-sectional view. In this case, the displacement δ of the heat transfer fin 25 is preferably 10% or less of the width w A of the heat transfer fin 25. Even in this case, since the portions joined to each other among the heat transfer fins 25 serve as the support columns, the durability and pressure resistance of the heat exchanger 10 can be improved.

ところで、本実施の形態において、図2(a)(b)および図3に示すように、外周領域21のうち薄肉領域22側に位置する縁部27が、縁部27に隣接する伝熱フィン25の形状に沿って波形状又はジグザグ形状となっている。すなわち、外周領域21の縁部27には、薄肉領域22側に張り出す凸部21aと、外周領域21側に引っ込む凹部21bとが、第1の流体Fの主流方向D(Y方向)に沿って複数個繰り返し形成されている。
また、波形状又はジグザグ形状の縁部27は、略S字状の伝熱フィン25の形状に合わせた形状となっている。すなわち、縁部27は、各伝熱フィン25の外形形状に沿って湾曲しており、これにより、縁部27と伝熱フィン25との間の流路26が略一定の幅となっている。
By the way, in this Embodiment, as shown to FIG. 2 (a) (b) and FIG. 3, the edge part 27 located in the thin area | region 22 side among the outer peripheral areas 21 is a heat-transfer fin adjacent to the edge part 27. It has a wave shape or a zigzag shape along 25 shapes. That is, the edge 27 of the outer peripheral region 21, and the convex portion 21a protruding to the thin region 22 side, and a concave portion 21b that retracts the outer peripheral region 21 side, the first fluid F 1 of the main flow direction D (Y-direction) A plurality are repeatedly formed along.
Further, the wave-shaped or zigzag-shaped edge 27 has a shape matching the shape of the substantially S-shaped heat transfer fin 25. That is, the edge portion 27 is curved along the outer shape of each heat transfer fin 25, whereby the flow path 26 between the edge portion 27 and the heat transfer fin 25 has a substantially constant width. .

なお、本実施の形態において、縁部27に隣接する伝熱フィン25の形状に沿う波形状は、以下のようにして規定される。すなわち、図3の仮想線(二点鎖線)に示すように、縁部27に隣接する各伝熱フィン25aをそれぞれX方向に所定距離だけ平行移動する。
そして縁部27の波形状は、この所定距離だけ移動した伝熱フィン25aのうちX方向プラス側に位置する周縁と、当該周縁同士を繋ぐ直線とからなる線から構成される。しかしながら、縁部27の波形状は、上記線から多少ずれていても良い。
In the present embodiment, the wave shape along the shape of the heat transfer fin 25 adjacent to the edge 27 is defined as follows. That is, as shown by the phantom line (two-dot chain line) in FIG. 3, each heat transfer fin 25 a adjacent to the edge 27 is moved in parallel in the X direction by a predetermined distance.
And the wave shape of the edge part 27 is comprised from the line | wire which consists of the periphery located in the X direction plus side among the heat-transfer fins 25a which moved this predetermined distance, and the straight line which connects the said periphery. However, the wave shape of the edge portion 27 may be slightly deviated from the above line.

このように、外周領域21のうち薄肉領域22側に位置する縁部27を波形状又はジグザグ形状としたことにより、第1の流体Fが一対の金属薄板状プレート20A、20B間を均一に流れるようになる。なお、縁部27の平面形状は、サインカーブのように曲線状の波形が繰り返される形状でも良く、三角波、ノコギリ波のように三角形状の波形が繰り返される形状でも良い。また、縁部27のうち波形状又はジグザグ形状とした部分は、縁部27の少なくとも一部であれば良い。例えば図3に示すように、縁部27のうち、入口側開口23Aに接続される領域には、第1の流体Fの主流方向D(Y方向)に沿って延びる直線部分27aが形成されている。これにより、入口側開口23Aからの第1の流体Fが、縁部27に近い流路26を流れにくくなることを防止し、第1の流体Fを一対の金属薄板状プレート20A、20B間により均一に流すことができる。一方、図7に示す変形例に示すように、入口側開口23Aに接続される領域を含め、縁部27の全域にわたって波形状又はジグザグ形状としても良い。 As described above, the edge 27 located on the thin region 22 side in the outer peripheral region 21 is formed into a wave shape or a zigzag shape, so that the first fluid F 1 is uniformly distributed between the pair of metal thin plate plates 20A and 20B. It begins to flow. The planar shape of the edge 27 may be a shape in which a curved waveform is repeated such as a sine curve, or may be a shape in which a triangular waveform is repeated, such as a triangular wave or a sawtooth wave. Further, the portion of the edge 27 that has a wave shape or a zigzag shape may be at least a part of the edge 27. For example, as shown in FIG. 3, a linear portion 27 a extending along the main flow direction D (Y direction) of the first fluid F 1 is formed in the region of the edge portion 27 connected to the inlet side opening 23 </ b> A. ing. This prevents the first fluid F 1 from the inlet-side opening 23A from becoming difficult to flow through the flow path 26 close to the edge 27, and the first fluid F 1 is prevented from flowing into the pair of thin metal plates 20A and 20B. It can flow more evenly. On the other hand, as shown in the modified example shown in FIG. 7, a wave shape or a zigzag shape may be formed over the entire edge 27 including the region connected to the inlet side opening 23 </ b> A.

また、図3において、縁部27に隣接する伝熱フィンを第1伝熱フィン25cとし、第1伝熱フィン25cに隣接するとともに第1伝熱フィン25cに対して縁部27の反対側に位置する伝熱フィンを第2伝熱フィン25dとする。このとき、縁部27と第1伝熱フィン25cとの間に形成される流路26の幅wは、第1伝熱フィン25cと第2伝熱フィン25dとの間に形成される流路26の幅wよりも狭くなっている。なお、流路26の幅とは、互いに隣接する伝熱フィン25間の距離であって、流路26内を流れる流体の流れ方向に略垂直に計測した距離をいう。また、流路26の幅w、wは、各伝熱フィン25の上流(Y方向マイナス)側端部において測定した幅をいう。とりわけ、金属薄板状プレート20Aの最も上流側において、w<wとなっていることが好ましく、w/w=0.7〜1.0となることが更に好ましい。 Further, in FIG. 3, the heat transfer fin adjacent to the edge 27 is referred to as a first heat transfer fin 25c, adjacent to the first heat transfer fin 25c and on the opposite side of the edge 27 with respect to the first heat transfer fin 25c. Let the heat-transfer fin located be the 2nd heat-transfer fin 25d. The width w 1 of the edge portion 27 and the first heat transfer passages 26 formed between the fins 25c are flow formed between the first heat transfer fins 25c and the second heat transfer fins 25d It is narrower than the width w 2 of the path 26. The width of the flow path 26 is a distance between the heat transfer fins 25 adjacent to each other, and is a distance measured substantially perpendicular to the flow direction of the fluid flowing in the flow path 26. Further, the widths w 1 and w 2 of the flow paths 26 are widths measured at the upstream (minus Y direction) side end portions of the heat transfer fins 25. In particular, it is preferable that w 1 <w 2 on the most upstream side of the thin metal plate 20A, and it is more preferable that w 1 / w 2 = 0.7 to 1.0.

幅wを幅wよりも狭くしたことにより、第1伝熱フィン25cと第2伝熱フィン25dとの間に形成される流路26を、縁部27と第1伝熱フィン25cとの間に形成される流路26よりも広くすることができる。これにより、縁部27の付近に広いスペースが生じることがないので、このスペースに第1の流体Fが溜まり易くなることを防止することができる。この結果、第1の流体Fが一対の金属薄板状プレート20A、20B間を均一に流れなくなる不具合をより確実に防止することができる。 By the width w 1 and smaller than the width w 2, the channel 26 formed between the first heat transfer fins 25c and the second heat transfer fins 25d, the edge 27 and the first heat transfer fins 25c It can be made wider than the flow path 26 formed between. Accordingly, since no large space in the vicinity of the edge portion 27 occurs, it is possible to prevent the first fluid F 1 that is easily accumulated in this space. As a result, it is possible to prevent the first fluid F 1 is the pair metal sheet-like plates 20A, the composed problem not flow uniformly between 20B more reliably.

図3に示すように、薄肉領域22のうち入口側開口23Aの側方(出口側開口24B側)には、伝熱フィン25が形成されていない熱交換領域22aが設けられている。この熱交換領域22aは、第1の流体Fと第2の流体Fとの間で熱交換を行うための面積を広く確保するとともに、入口側開口23Aから流入する第1の流体Fの流れを均一化させる役割を果たす。この熱交換領域22aの面積は、入口側開口23Aよりも大きいことが好ましい。 As shown in FIG. 3, a heat exchange region 22 a in which no heat transfer fins 25 are formed is provided on the side of the inlet side opening 23 </ b> A (on the outlet side opening 24 </ b> B side) in the thin region 22. The heat exchange region 22a, together with the wide to ensure an area for exchanging heat between the first fluid F 1 and the second fluid F 2, the first fluid F 1 flowing from the inlet-side opening 23A It plays the role of equalizing the flow of water. The area of the heat exchange region 22a is preferably larger than the inlet side opening 23A.

また、入口側開口23Aの周縁の一部分23c(X方向マイナス側かつY方向マイナス側の部分)は、薄肉領域22を介在させることなく、外周領域21に直接接続されている。これにより、第1の流体Fの流れが停止したとき等に、入口側開口23Aと外周領域21との間に第1の流体Fが滞留することを防止し、第1の流体Fに含まれる固形分が入口側開口23Aと外周領域21との間に析出することを防止することができる。 A portion 23c (a portion on the minus side in the X direction and the minus side in the Y direction) of the peripheral edge of the entrance-side opening 23A is directly connected to the outer peripheral region 21 without the thin region 22 interposed. This prevents the first fluid F 1 from staying between the inlet-side opening 23A and the outer peripheral region 21 when the flow of the first fluid F 1 stops, and the first fluid F 1 Can be prevented from being deposited between the inlet-side opening 23A and the outer peripheral region 21.

なお、金属薄板状プレート20A、20Bは、熱伝導性の良い金属が好ましく、例えばステンレス、鉄、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンなど、種々選択可能である。また、各金属薄板状プレート20A、20Bの厚みは、例えば0.1mm〜2.0mmとしても良い。   In addition, the metal thin plate-like plates 20A and 20B are preferably made of a metal having good thermal conductivity, and various kinds of materials such as stainless steel, iron, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, and titanium can be selected. Moreover, the thickness of each metal thin plate-shaped plate 20A, 20B is good also as 0.1 mm-2.0 mm, for example.

本実施の形態の作用
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
Operation of the present embodiment Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.

まず、図1に示す熱交換器10において、流入管13Aに第1の流体Fを導入するとともに、流入管13Bに第2の流体Fを導入する。この場合、第1の流体Fの温度と第2の流体Fの温度とは互いに異なっている。 First, in the heat exchanger 10 shown in FIG. 1, along with introducing the first fluid F 1 to the inlet pipe 13A, introducing a second fluid F 2 to the inlet pipe 13B. In this case, the temperature of the first fluid F 1 and the temperature of the second fluid F 2 are different from each other.

次に、第1の流体Fは、金属薄板状プレート20A、20B間の薄肉領域22に形成された流路26を通過し、熱交換器10の流出管14Aから流出する。同様に、第2の流体Fは、金属薄板状プレート20C、20D間の薄肉領域22に形成された流路26を通過し、熱交換器10の流出管14Bから流出する。流出管14A、14Bから流出する時点で、第1の流体Fおよび第2の流体Fのうち一方の温度は流入時よりも上昇し、他方の温度は流入時よりも降下している。この場合、金属薄板状プレート20Bと金属薄板状プレート20Cとが互いに接合されているので、これら金属薄板状プレート20B、20Cを介して、第1の流体Fと第2の流体Fとの間で熱交換が効率的に行なわれる。 Next, the first fluid F 1 passes through the flow path 26 formed in the thin region 22 between the thin metal plate plates 20A and 20B, and flows out from the outflow pipe 14A of the heat exchanger 10. Similarly, the second fluid F 2, the metal thin plate plate 20C, the flow path 26 formed in the thin region 22 between 20D passes, flows out from the outflow pipe 14B of the heat exchanger 10. At the time of flowing out from the outflow pipe 14A, 14B, one of the temperature of the first fluid F 1 and the second fluid F 2 is higher than at the inflow and the other temperature is lowered than at the inflow. In this case, since the metal thin plate-like plate 20B and the metal thin plate-like plate 20C are joined to each other, the first fluid F 1 and the second fluid F 2 are connected via the metal thin plate-like plates 20B and 20C. Heat exchange is efficiently performed between them.

以下、第1の流体Fが金属薄板状プレート20A、20Bの流路26内を流れる際の作用について、図2(a)(b)および図3を参照して説明する。 Hereinafter, the first fluid F 1 is a metal thin plate plate 20A, the operation when flowing 20B in the flow path 26 will be described with reference to FIG. 2 (a) (b) and FIG.

まず、第1の流体Fが、入口側開口23Aから薄肉領域22に流入する。続いて、入口側開口23Aからの第1の流体Fは、互いに隣接する一対の伝熱フィン25間の流路26を通過し、第1の流体Fの主流方向D(Y方向)に沿って薄肉領域22内を流れていく。この際、第1の流体Fのうちの一部は、外周領域21の縁部27と伝熱フィン25との間の流路26を流れる。 First, the first fluid F 1 is, flows from the inlet-side opening 23A in the thin region 22. Subsequently, the first fluid F 1 from the inlet-side opening 23A passes through a flow path 26 between the pair of heat transfer fins 25 which are adjacent to each other, the first fluid F 1 of the main flow direction D (Y-direction) Along the thin wall region 22. At this time, a part of the first fluid F 1 flows through the flow path 26 between the edge portion 27 of the outer peripheral region 21 and the heat transfer fin 25.

本実施の形態において、外周領域21のうち、薄肉領域22側に位置する縁部27を伝熱フィン25の形状に沿って波形状又はジグザグ形状としている。これにより、第1の流体Fが縁部27付近の広いスペースに溜まり、縁部27と伝熱フィン25との間の流路26を流れにくくなる不具合を防止することができる。この結果、第1の流体Fを一対の金属薄板状プレート20A、20B間に均一に流すことができる。 In the present embodiment, the edge portion 27 located on the thin region 22 side in the outer peripheral region 21 is formed into a wave shape or a zigzag shape along the shape of the heat transfer fin 25. Thus, it is possible to first fluid F 1 is accumulated in the wide space of near the edge 27, to prevent the flow channel 26 malfunction that hardly flows between the edge 27 and the heat transfer fins 25. As a result, the first fluid F 1 of the pair metal sheet-like plates 20A, it is uniformly flow that between 20B.

その後、縁部27と伝熱フィン25との間の流路26を通過した第1の流体Fは、伝熱フィン25同士の間の流路26を通過した第1の流体Fと合流し、出口側開口24Aから流出する。 Thereafter, the first fluid F 1 that has passed through the flow path 26 between the edge portion 27 and the heat transfer fins 25 merges with the first fluid F 1 that has passed through the flow path 26 between the heat transfer fins 25. And flows out from the outlet side opening 24A.

なお、第2の流体Fが一対の金属薄板状プレート20C、20D間を流れる際の作用についても上記と略同様である。 The second fluid F 2 is a pair of metal thin plate plate 20C, is similar to the substantially the operation when flowing between 20D.

このように本実施の形態によれば、外周領域21のうち薄肉領域22側に位置する縁部27が、縁部27に隣接する伝熱フィン25の形状に沿って波形状又はジグザグ形状となっている。このため、第1の流体F(第2の流体F)を一対の金属薄板状プレート20A、20B(20C、20D)間に均一に流すことができる。このように、流体の流路抵抗を低減することができるので、流体の圧力損失を小さくすることができる。これにより、熱交換器10の流入管13A、13Bに流体を送り込むコンプレッサーやポンプの負荷を低減することができる。また、流体の圧力損失を小さくすることにより、熱交換器10をコンパクト化することができるとともに、使用される流体の量を削減することができる。 As described above, according to the present embodiment, the edge portion 27 located on the thin region 22 side in the outer peripheral region 21 has a wave shape or a zigzag shape along the shape of the heat transfer fin 25 adjacent to the edge portion 27. ing. For this reason, the first fluid F 1 (second fluid F 2 ) can be made to flow uniformly between the pair of metal thin plates 20A, 20B (20C, 20D). Thus, since the flow path resistance of the fluid can be reduced, the pressure loss of the fluid can be reduced. Thereby, the load of the compressor and pump which send a fluid into inflow pipe 13A, 13B of the heat exchanger 10 can be reduced. Further, by reducing the pressure loss of the fluid, the heat exchanger 10 can be made compact, and the amount of fluid used can be reduced.

他方、比較例として、外周領域21の縁部27を直線とし、かつ縁部27と第1伝熱フィン25cとの間に形成される流路26の幅wを、第1伝熱フィン25cと第2伝熱フィン25dとの間に形成される流路26の幅wよりも広くした場合(図11参照)、縁部27と伝熱フィン25との間に部分的に広いスペースSが形成される。この場合、流体がこのスペースSに溜まってしまい、流体が縁部27と伝熱フィン25との間の流路26をスムーズに流れなくなるおそれがある。 On the other hand, as a comparative example, the edge 27 of the peripheral region 21 is a straight line, and the width w 1 of the edge portion 27 and the channel 26 formed between the first heat transfer fins 25c, first heat transfer fins 25c If case of wider than the width w 2 of the formed are channels 26 between the second heat transfer fins 25d (see FIG. 11), partially large space S between the edge 27 and the heat transfer fins 25 Is formed. In this case, the fluid accumulates in the space S, and the fluid may not smoothly flow through the flow path 26 between the edge portion 27 and the heat transfer fin 25.

また、本実施の形態によれば、外周領域21の凸部21aが薄肉領域22側に張り出していることにより、縁部27を直線とした場合と比較して、金属薄板状プレート20A、20B(20C、20D)の接合面積を増加することができる。これにより、一対の金属薄板状プレート20A、20B(20C、20D)同士の接合強度が向上し、熱交換器10の耐久性向上を図ることができる。さらに熱交換器10の耐圧性を向上させることにより、従来よりも高圧なガスを流体として使用することも可能になる。   Moreover, according to this Embodiment, compared with the case where the edge part 27 is made into the straight line by projecting the convex part 21a of the outer peripheral area | region 21 to the thin area | region 22 side, metal thin plate-shaped plate 20A, 20B ( 20C, 20D) can be increased. Thereby, the joining strength between the pair of metal thin plate-like plates 20A and 20B (20C and 20D) is improved, and the durability of the heat exchanger 10 can be improved. Further, by improving the pressure resistance of the heat exchanger 10, it becomes possible to use a gas having a pressure higher than that of the conventional one as a fluid.

変形例
次に、図8乃至図10により、本実施の形態による金属薄板状プレートの各変形例について説明する。図8乃至図10において、図1乃至図7に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
Modification Next, FIGS. 8 to 10, will be described according to this embodiment for each modification of the metal sheet like plate. 8 to 10, the same parts as those of the embodiment shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図1乃至図7に示す実施の形態では、伝熱フィン25が平面略S字形状である場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。   In the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 7, the case where the heat transfer fin 25 has a substantially plane S shape has been described as an example, but the present invention is not limited to this.

例えば、図8(a)〜(d)に示すように、伝熱フィン25は、平面円形状(図8(a))、平面長円形状(楕円形状)(図8(b))、平面多角形(四角形)形状(図8(c))、又は平面多角形(六角形)形状(図8(d))等であってもよい。このような場合においても、外周領域21の縁部27が、縁部27に隣接する伝熱フィン25の形状に沿って波形状又はジグザグ形状となっていることにより、流体を一対の金属薄板状プレート20A、20B(20C、20D)間に均一に流すことができる。   For example, as shown in FIGS. 8A to 8D, the heat transfer fins 25 have a planar circular shape (FIG. 8A), a planar oval shape (elliptical shape) (FIG. 8B), a planar surface. It may be a polygonal (rectangular) shape (FIG. 8C), a planar polygonal (hexagonal) shape (FIG. 8D), or the like. Even in such a case, the edge portion 27 of the outer peripheral region 21 has a wave shape or a zigzag shape along the shape of the heat transfer fin 25 adjacent to the edge portion 27, so that the fluid is formed into a pair of metal thin plate shapes. It can flow uniformly between the plates 20A, 20B (20C, 20D).

また、図9および図10に示す変形例において、外周領域21の縁部27は直線状であり、かつ縁部27と第1伝熱フィン25cとの間に形成される流路26の幅wは、第1伝熱フィン25cと第2伝熱フィン25dとの間に形成される流路26の幅wよりも狭くなっている。これにより、縁部27の付近のスペースに第1の流体Fが溜まり易くなる不具合を防止することができ、第1の流体Fが一対の金属薄板状プレート20A、20B間を均一に流れなくなる不具合をより確実に防止することができる。 9 and 10, the edge 27 of the outer peripheral region 21 is linear, and the width w of the flow path 26 formed between the edge 27 and the first heat transfer fin 25c. 1 is smaller than the width w 2 of the first heat transfer fins 25c and passages 26 formed between the second heat transfer fins 25d. Thus, it is possible to prevent a problem that tends first fluid F 1 is accumulated in the space in the vicinity of the edge 27, the first fluid F 1 is a pair of metal thin plate plate 20A, uniformly flows between 20B It is possible to more reliably prevent the problem that disappears.

上記実施の形態および変形例に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組合せることも可能である。あるいは、上記実施の形態および変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。   It is also possible to appropriately combine a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment and the modification examples as necessary. Or you may delete a some component from all the components shown by the said embodiment and modification.

10 熱交換器
11 一方の固定板
12 他方の固定板
13A、13B 流入管
14A、14B 流出管
14B 流出管
20A〜20D 金属薄板状プレート
21 外周領域
22 薄肉領域
23A、23B 入口側開口
24A、24B 出口側開口
25、25a〜25d 伝熱フィン
26 流路
27 縁部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat exchanger 11 One fixed plate 12 The other fixed plate 13A, 13B Inflow pipe 14A, 14B Outflow pipe 14B Outflow pipe 20A-20D Metal plate-shaped plate 21 Outer peripheral area 22 Thin area 23A, 23B Inlet side opening 24A, 24B Outlet Side opening 25, 25a to 25d Heat transfer fin 26 Flow path 27 Edge

Claims (7)

互いに積層された少なくとも一対の金属薄板状プレートを含む熱交換器であって、
前記一対の金属薄板状プレートはそれぞれ、
外周領域と、
前記外周領域の内側に形成され、前記外周領域よりも薄肉の薄肉領域と、
前記薄肉領域から前記金属薄板状プレートの厚み方向にそれぞれ突出するように設けられた複数の伝熱フィンとを備え、
各伝熱フィンは、前記外周領域および他の伝熱フィンからそれぞれ平面方向に離間して配置され、
各伝熱フィンの周囲には、それぞれ流体が流れる流路が形成されており、
前記外周領域のうち前記薄肉領域側に位置する縁部が、前記縁部に隣接する前記伝熱フィンの形状に沿って波形状又はジグザグ形状となっており、
前記一対の金属薄板状プレートは、前記薄肉領域が形成された面同士が対向するように配置されることを特徴とする熱交換器。
A heat exchanger comprising at least a pair of sheet metal plates laminated together,
Each of the pair of thin metal plate plates is
An outer peripheral area; and
Formed on the inner side of the outer peripheral region, and a thinner region than the outer peripheral region, and
A plurality of heat transfer fins provided so as to protrude from the thin region in the thickness direction of the metal thin plate plate,
Each heat transfer fin is arranged in a plane direction away from the outer peripheral region and other heat transfer fins,
Around each heat transfer fin, a flow path through which fluid flows is formed,
The edge located on the thin-walled area side in the outer peripheral area has a wave shape or a zigzag shape along the shape of the heat transfer fin adjacent to the edge,
The pair of metal thin plate-like plates are arranged such that surfaces on which the thin regions are formed face each other.
前記縁部に隣接する伝熱フィンを第1伝熱フィンとし、前記第1伝熱フィンに隣接するとともに前記第1伝熱フィンに対して前記縁部の反対側に隣接する伝熱フィンを第2伝熱フィンとしたとき、
前記縁部と前記第1伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅は、前記第1伝熱フィンと前記第2伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅よりも狭いことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。
The heat transfer fin adjacent to the edge is a first heat transfer fin, and the heat transfer fin adjacent to the first heat transfer fin and adjacent to the opposite side of the edge is first. When using 2 heat transfer fins,
The width of the flow path formed between the edge and the first heat transfer fin is larger than the width of the flow path formed between the first heat transfer fin and the second heat transfer fin. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is narrow.
前記伝熱フィンは、平面S字形状、平面円形状、平面長円形状、又は平面多角形形状を有することを特徴とする請求項1又は2記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the heat transfer fin has a planar S shape, a planar circular shape, a planar oval shape, or a planar polygonal shape. 前記複数の伝熱フィンは、千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項3記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 3, wherein the plurality of heat transfer fins are arranged in a staggered pattern. 互いに積層された少なくとも一対の金属薄板状プレートを含む熱交換器であって、
前記一対の金属薄板状プレートはそれぞれ、
外周領域と、
前記外周領域の内側に形成され、前記外周領域よりも薄肉の薄肉領域と、
前記薄肉領域から前記金属薄板状プレートの厚み方向にそれぞれ突出するように設けられた複数の伝熱フィンとを備え、
各伝熱フィンは、前記外周領域および他の伝熱フィンからそれぞれ平面方向に離間して配置され、
各伝熱フィンの周囲には、それぞれ流体が流れる流路が形成されており、
前記外周領域の縁部に隣接する伝熱フィンを第1伝熱フィンとし、前記第1伝熱フィンに隣接するとともに前記第1伝熱フィンに対して前記縁部の反対側に隣接する伝熱フィンを第2伝熱フィンとしたとき、
前記縁部と前記第1伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅は、前記第1伝熱フィンと前記第2伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅よりも狭く、
前記一対の金属薄板状プレートは、前記薄肉領域が形成された面同士が対向するように配置されることを特徴とする熱交換器。
A heat exchanger comprising at least a pair of sheet metal plates laminated together,
Each of the pair of thin metal plate plates is
An outer peripheral area; and
Formed on the inner side of the outer peripheral region, and a thinner region than the outer peripheral region, and
A plurality of heat transfer fins provided so as to protrude from the thin region in the thickness direction of the metal thin plate plate,
Each heat transfer fin is arranged in a plane direction away from the outer peripheral region and other heat transfer fins,
Around each heat transfer fin, a flow path through which fluid flows is formed,
The heat transfer fin adjacent to the edge of the outer peripheral region is a first heat transfer fin, and is adjacent to the first heat transfer fin and adjacent to the opposite side of the edge with respect to the first heat transfer fin. When the fin is the second heat transfer fin,
The width of the flow path formed between the edge and the first heat transfer fin is larger than the width of the flow path formed between the first heat transfer fin and the second heat transfer fin. Narrow,
The pair of metal thin plate-like plates are arranged such that surfaces on which the thin regions are formed face each other.
一対の熱交換器用金属薄板状プレートであって、
前記一対の金属薄板状プレートはそれぞれ、
外周領域と、
前記外周領域の内側に形成され、前記外周領域よりも薄肉の薄肉領域と、
前記薄肉領域から前記金属薄板状プレートの厚み方向にそれぞれ突出するように設けられた複数の伝熱フィンとを備え、
各伝熱フィンは、前記外周領域および他の伝熱フィンからそれぞれ平面方向に離間して配置され、
各伝熱フィンの周囲には、それぞれ流体が流れる流路が形成されており、
前記外周領域のうち前記薄肉領域側に位置する縁部が、前記縁部に隣接する前記伝熱フィンの形状に沿って波形状又はジグザグ形状となっており、
前記一対の金属薄板状プレートは、前記薄肉領域が形成された面同士が対向するように配置されることを特徴とする一対の金属薄板状プレート。
A pair of thin metal plates for heat exchanger,
Each of the pair of thin metal plate plates is
An outer peripheral area; and
Formed on the inner side of the outer peripheral region, and a thinner region than the outer peripheral region, and
A plurality of heat transfer fins provided so as to protrude from the thin region in the thickness direction of the metal thin plate plate,
Each heat transfer fin is arranged in a plane direction away from the outer peripheral region and other heat transfer fins,
Around each heat transfer fin, a flow path through which fluid flows is formed,
The edge located on the thin-walled area side in the outer peripheral area has a wave shape or a zigzag shape along the shape of the heat transfer fin adjacent to the edge,
The pair of metal thin plate plates are arranged such that surfaces on which the thin regions are formed face each other.
一対の熱交換器用金属薄板状プレートであって、
前記一対の金属薄板状プレートはそれぞれ、
外周領域と、
前記外周領域の内側に形成され、前記外周領域よりも薄肉の薄肉領域と、
前記薄肉領域から前記金属薄板状プレートの厚み方向にそれぞれ突出するように設けられた複数の伝熱フィンとを備え、
各伝熱フィンは、前記外周領域および他の伝熱フィンからそれぞれ平面方向に離間して配置され、
各伝熱フィンの周囲には、それぞれ流体が流れる流路が形成されており、
前記外周領域の縁部に隣接する伝熱フィンを第1伝熱フィンとし、前記第1伝熱フィンに隣接するとともに前記第1伝熱フィンに対して前記縁部の反対側に隣接する伝熱フィンを第2伝熱フィンとしたとき、
前記縁部と前記第1伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅は、前記第1伝熱フィンと前記第2伝熱フィンとの間に形成される前記流路の幅よりも狭く、
前記一対の金属薄板状プレートは、前記薄肉領域が形成された面同士が対向するように配置されることを特徴とする一対の金属薄板状プレート。
A pair of thin metal plates for heat exchanger,
Each of the pair of thin metal plate plates is
An outer peripheral area; and
Formed on the inner side of the outer peripheral region, and a thinner region than the outer peripheral region, and
A plurality of heat transfer fins provided so as to protrude from the thin region in the thickness direction of the metal thin plate plate,
Each heat transfer fin is arranged in a plane direction away from the outer peripheral region and other heat transfer fins,
Around each heat transfer fin, a flow path through which fluid flows is formed,
The heat transfer fin adjacent to the edge of the outer peripheral region is a first heat transfer fin, and is adjacent to the first heat transfer fin and adjacent to the opposite side of the edge with respect to the first heat transfer fin. When the fin is the second heat transfer fin,
The width of the flow path formed between the edge and the first heat transfer fin is larger than the width of the flow path formed between the first heat transfer fin and the second heat transfer fin. Narrow,
The pair of metal thin plate plates are arranged such that surfaces on which the thin regions are formed face each other.
JP2015235872A 2015-01-08 2015-12-02 Heat exchanger and metal thin plate for the same Pending JP2016130625A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015002571 2015-01-08
JP2015002571 2015-01-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016130625A true JP2016130625A (en) 2016-07-21

Family

ID=56415937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015235872A Pending JP2016130625A (en) 2015-01-08 2015-12-02 Heat exchanger and metal thin plate for the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016130625A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019043802A1 (en) * 2017-08-29 2019-03-07 株式会社Welcon Heat exchanger
WO2019221169A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 モリテックスチール株式会社 Metal sheet and laminate provided therewith

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019043802A1 (en) * 2017-08-29 2019-03-07 株式会社Welcon Heat exchanger
CN111051805A (en) * 2017-08-29 2020-04-21 株式会社威工 Heat exchanger
JPWO2019043802A1 (en) * 2017-08-29 2020-09-24 株式会社Welcon Heat exchanger
US11384992B2 (en) 2017-08-29 2022-07-12 Welcon Inc. Heat exchanger
WO2019221169A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 モリテックスチール株式会社 Metal sheet and laminate provided therewith

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108603732B (en) Plate heat exchanger and heat pump type heating and hot water supply system provided with plate heat exchanger
JP2006125767A (en) Heat exchanger
EP2977704B1 (en) Plate-type heat exchanger and refrigeration cycle device with same
JP5342392B2 (en) Cooling system
WO2018012558A1 (en) Laminated heat sink core
JP2011021774A (en) Heat exchanger
JP2011071386A5 (en)
JP2010114174A (en) Core structure for heat sink
KR20120075838A (en) Heat exchanger for very high temperature nuclear reactor
KR101900232B1 (en) Plate heat exchanger
JP2017223427A (en) Metal plate for heat exchanger and heat exchanger
JP2017106648A (en) Heat exchanger
JP6659374B2 (en) Heat exchanger and heat exchange method
JP2016130625A (en) Heat exchanger and metal thin plate for the same
US10378827B2 (en) Heat exchanger
JP2010121925A (en) Heat exchanger
JP2006170549A (en) Heat exchanger
JP2011127820A (en) Plate type heat exchanger and heat pump device
JP2005195190A (en) Multiplate heat exchanger
JP2019510186A (en) Heat transfer plate and plate heat exchanger for plate heat exchanger
JP6429122B2 (en) Heat exchanger and intermediate plate for heat exchanger
JP2017223430A (en) Metal plate for heat exchanger and heat exchanger
JP6525248B2 (en) Heat exchanger and plate unit for heat exchanger
CN112629295A (en) Novel printed circuit board type heat exchanger core body of three-dimensional spiral winding type runner
JP4813288B2 (en) Heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181029

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190927

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191126

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20191206