JP2016183811A - マイクロ流路熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このマイクロ流路熱交換器では、高温流体の流路25Bが設けられた複数の高温伝熱板2Bと、低温流体の流路25Aが設けられた複数の低温伝熱板2Aとを有し、高温伝熱板2Bと低温伝熱板が交互に積層して形成された流路層積層体2と、高温流体の流路25Bと低温流体の流路25Aとに干渉しない位置に流路層積層体2の積層方向に貫通するように形成された貫通孔51と、貫通孔51に加熱手段を備えたことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係るマイクロ流路熱交換器を示す斜視図、図2は図1のマイクロ流路熱交換器を一部分解して示す斜視図である。
これらの図に示すように、このマイクロ流路熱交換器1は、流路層積層体である熱交換器本体2と、高温保護板4Aと、低温保護板4Bと、例えば高温冷媒である高温流体および例えば低温の水である低温流体の各々の入口用および出口用の接続具5A、5B、5C、5Dとを有する。
次に、熱交換器本体2の構成を説明する。
前述したように、熱交換器本体2は、2種類の伝熱板2A、2Bを交互に複数積層して構成される。これらの伝熱板2A、2Bにはエッチング処理によって溝および切り欠き部が形成されている。伝熱板2A、2Bは、溝および切り欠き部のパターンが異なっている。
図3に示すように、高温伝熱板2Aには、高温流体の流路を形成する溝25A、30A、31Aおよび切り欠き部26A、27A、28A、29Aがそれぞれ設けられている。溝25A、30A、31Aは高温伝熱板2Aの一方の面にのみ設けられる。溝25A、30A、31Aの深さはどこも均一であってよい。切り欠き部26A、27A、28A、29Aは、高温伝熱板2Aの4辺に各々対応する縁端部における所定の部位を高温伝熱板2Aの厚み分除去することによって形成される。高温プレート孔51Aは、高温伝熱板2Aのうち溝25Aを形成する流路形成部52Aの溝25Aの両側となる位置に流路形成部52Aを上下方向に貫通するように形成された孔である。なお、本実施例の高温プレート孔51Aの数は6個であるが、溝25Aの片側の流路形成部52Aだけに形成して3個にしたり、溝25Aの両側にそれぞれ2つ以上並設して12個以上にしたりするなどしてもよい。この高温プレート孔51Aは、高温伝熱板2Aのうち高温流体の流路(25A、30A、31A)および切り欠き部(26A、27A、28A、29A)に干渉しない位置に形成されている。
図4に示すように、低温伝熱板2Bには、低温流体の流路を形成する溝25Bおよび切り欠き部26B、27B、28B、29Bがそれぞれ設けられている。溝25Bは低温伝熱板2Bの一方の面にのみ設けられる。溝25Bの深さはどこも均一であってよい。切り欠き部26B、27B、28B、29Bは、低温伝熱板2Bの4辺に各々対応する縁端部における所定の部位を低温伝熱板2Bの厚み分除去することによって形成される。低温プレート孔51Bは、低温伝熱板2Bのうち溝25Bを形成する流路形成部52Bに、溝25Bの両側に上下方向に貫通ように形成された孔である。なお、本実施例の低温プレート孔51Bの数は6個であるが、溝25Bの片側の流路形成部52Aだけに形成して3個にしたり、溝25Bの両側にそれぞれ2つ以上形成して12個以上にしたりするなどしてもよい。この低温プレート孔51Bは、高温伝熱板2Aのうち高温流体の流路25Bおよび切り欠き部(26B、27B、28B、29B)に干渉しない位置に形成されている。
上記のような構成を有する高温伝熱板2Aおよび低温伝熱板2Bは、図5および図6に示すように、双方の溝25A、25B、30A、31Aが設けられた面の向きを、例えば低温側の面の向きに一致させて、各々複数交互に重ね合わせて積層される。このようにして熱交換器本体2が構成される。
図5は熱交換器本体2における高温流路を示す斜視図である。この熱交換器本体2を有するマイクロ流路熱交換器1は、接続具5A(管8A)と接続具5B(管8B)が図示しない圧縮機と図示しない室外熱交換器に図示しない冷媒配管で環状に接続されている。給湯運転時では、図示しない圧縮機、マイクロ流路熱交換器1、図示しない室外熱交換器の順に冷媒が流れる。一方、除霜運転時では、図示しない圧縮機、図示しない室外熱交換器、マイクロ流路熱交換器1の順に冷媒が流れる。一方、マイクロ流路熱交換器1の接続具5C(管8C)と接続具5D(管8D)が図示しないポンプと図示しない貯湯タンクに図示しない水配管で環状に接続されている。給湯運転時では、図示しないポンプ、マイクロ流路熱交換器1、図示しない貯湯タンクの順に水が流れる。除霜運転時も給湯運転時と同様に図示しないポンプ、マイクロ流路熱交換器1、図示しない貯湯タンクの順に水が流れる。
低温流路は、低温伝熱板2Bの溝25Bと高温伝熱板2Aの下側の面(高温側の面)もしくは低温保護板4Bの下側の面(高温側の面)との間に形成される。給湯運転時では、低温の水である低温流体は、低温流体入口23から流入し、複数の溝25Bを通って低温流体出口24から流出する。このような低温流体の流れが各々の低温伝熱板2Bに対応する低温流路層において生じる。一方、除霜運転時では、低温流体である低温の水の通水量は少なくなり、給湯運転時と同様に低温流路を流れる。
図7は図6におけるA−A線で熱交換器本体2を上下方向に切断し、X軸方向を見た時のY−Z断面図である。図7に示すように、熱交換器本体2の高温保護板4Aと、低温保護板4Bと、熱交換器本体2を上下方向に貫通するように貫通孔51が設けられている。この貫通孔51は図3と図4に示している高温伝熱板2Aと低温伝熱板2Bに形成された高温・低温プレート孔(51A、51B)が、図5と図6に示すように、熱交換器本体2を積層する際に交互に重なるように形成されていることで形成される。また、貫通孔51は高温伝熱板2Aと低温伝熱板2Bに形成された各溝25A、25Bを形成する流路形成部(52A、52B)のうち、低温伝熱板2Bの流路25Bの下流側に配置される。この配置は、低温伝熱板2Bの流路25Bを流れる低温流体である水が、高温伝熱板2Aの流路25Aを流れる低温冷媒によって徐々に冷却され、流路25Bの下流側で氷結し易いため、流路25Bの中で氷結し易い位置の近傍となっている。この貫通孔51は、高温伝熱板2Aおよび低温伝熱板2Bの各流路および切り欠き部に干渉しない位置に形成されている。なお、本実施例では、高温伝熱板2Aおよび低温伝熱板2B、高温保護板4A、低温保護板4Bに孔を形成した後に積層して貫通孔51を形成しているが、本発明はこれに限定したものではなく、熱交換器本体2を形成した後に、高温伝熱板2Aおよび低温伝熱板2Bの各流路および切り欠き部に干渉しないように貫通孔51を形成してもよい。
2…熱交換器本体
2A…高温伝熱板
2B…低温伝熱板
3A…高温中間層
3B…低温中間層
4A…高温保護板
4B…低温保護板
25A、25B、30A、30B…溝
51A,51B…プレート孔
52A、52B…側壁
53…シーズヒーター
55…ヒーター
Claims (3)
- 高温流体の流路が設けられた複数の高温伝熱板と、低温流体の流路が設けられた複数の低温伝熱板とを有し、同高温伝熱板と同低温伝熱板を交互に積層して形成した流路層積層体と、
前記高温流体の流路と前記低温流体の流路とに干渉しない位置に前記流路層積層体の積層方向に貫通するように形成された貫通孔と、
前記貫通孔に加熱手段を備えたことを特徴とするマイクロ流路熱交換器。 - 高温流体の流路が設けられた複数の高温伝熱板と、低温流体の流路が設けられた複数の低温伝熱板とを有し、同高温伝熱板と同低温伝熱板を交互に積層して形成した流路層積層体と、
前記高温流体の流路と前記低温流体の流路とに干渉しない位置に前記流路層積層体の積層方向に貫通するように形成された貫通孔を設け、
前記貫通孔を高温高圧の冷媒を流すバイパス通路としたことを特徴とするマイクロ流路熱交換器。 - 高温流体の流路が設けられた複数の高温伝熱板と、低温流体の流路が設けられた複数の低温伝熱板とを有し、同高温伝熱板と同低温伝熱板を交互に積層して形成した流路層積層体と、
前記高温流体の流路と前記低温流体の流路とに干渉しない位置に前記流路層積層体の積層方向に貫通するように形成された貫通孔と、
前記貫通孔に蓄熱手段を備えたことを特徴とするマイクロ流路熱交換器。
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2015
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