JP2021011976A - プレート積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１流体流路１と第２流体流路２とが交互に配置されたプレート積層型熱交換器において、各コアプレートに中心孔を有し、その孔縁部が互いに接続されてコアの中心に筒状部３を形成し、その筒状部３の周りに第１流体１７及び第２流体１８が流通するものであって、各プレート同士が一体にろう付されるとき、コア内の空気を円滑に放出させること。【解決手段】 カバープレート５に膨出部６を設け、その内面と端プレート１ｂとの間に隙間６ａを形成し、ろう付時に筒状部３の空気を隙間６ａから第１流体パイプ８を介して外部に放出する。【選択図】図１

Description

本発明は、第１コアプレート１ａ及び第２コアプレート２ａを積層して、各コアプレート間に第１流体流路１と第２流体流路２とを交互に形成するプレート積層型の熱交換器に関する。

下記特許文献１に記載のオイルクーラ（プレート積層型熱交換器）が知られている。
これは多数のコアプレートを積層してオイル（第１流体）流路と冷却水（第２流体）流路とを交互に構成し、その一端にオイルフィルタを一体に形成したものである。
このオイルクーラは、高温のオイルをコアで冷却後、それをエンジンブロックの収納室のオイルフィルタでろ過して、流出させるものである。

特開２００２−３３２８１８号公報

特許文献１に記載の発明は、フィルタエレメントとオイルクーラが一体のものであり、
フィルタエレメントが別体のもの、或いはフィルタエレメントの不要なものには適用できない。
さらには、各コアプレートに中心孔を有し、その中心孔間がろう付されるものでは、コア内の空気をフィルタエレメント側からしか放出ができない構造となっていた。
そこで本発明は、コア内の空気の放出が容易で構造の簡単なプレート積層型熱交換器を提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、多数の第１および第２のコアプレート１ａ，２ａを積層して、各コアプレート１ａ，２ａの周縁部間および中心孔の縁どうしが互いに接して、各コアプレート１ａ，２ａ間に第１流体流路１と第２流体流路２とを交互に形成すると共に、各コアプレートの中心孔の縁に筒状部３がコアプレートの積層方向に形成されて、前記第１流体流路１と第２流体流路２とが前記筒状部３の周りに弧状に形成されるコア４を有し、各コアプレート１ａ，２ａ間がろう付されるプレート積層型熱交換器において、
コア４のコアプレートの積層方向の一方の端に配置され端プレート１ｂに、カバープレート５が被着され、そのカバープレート５には、コアの外面側に帯状の膨出部６が形成されて、その膨出部６の一端が前記筒状部３に達し、他端が第１流体流路孔７に達し且つ、その膨出部６と前記端プレート１ｂとの間に隙間６ａを連通されたことを特徴とするプレート積層型熱交換器である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のプレート積層型熱交換器において、
前記膨出部６の前記第１流体流路孔７に一方の第１流体パイプ８が接続されると共に、前記膨出部６の前記一端の前記筒状部３を中心に反対側に位置する第１流体流路孔７に他方の第１流体パイプ９が接続されたことを特徴とするプレート積層型熱交換器である。

請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載のプレート積層型熱交換器において、
前記膨出部６の前記第１流体流路孔７に一方の第１流体パイプ８が接続され、
前記コア４のコアプレートの積層方向で、前記カバープレート５とは逆方向の端に位置する端プレート２ｂに第１流体流路孔１６が形成され、各コアプレートはコアプレートの積層方向に第２流体連通孔１２および第１流体連通孔１３が形成され、コアプレートの積層方向の適宜間隔で、その一部の連通孔が閉塞される閉塞プレート１４を有していることを特徴とするプレート積層型熱交換器である。

請求項１に記載の発明は、筒状部３の外周を第１流体流路１と第２流体流路２が、弧状に流通するものにおいて、端プレート１ｂに、カバープレート５が被着され、カバープレート５には、端プレート１ｂとの間に隙間６ａを有する膨出部６が形成され、その膨出部６の端部に第１流体流路孔７が形成されている。そして、ろう付する際に、筒状部３内に残留する空気が膨出部６の隙間６ａを通り第１流体流路孔７のみから外に放出されるものである。
この発明によれば、筒状部３の周りに第１流体および第２流体を弧状に且つ、円滑に流通させると共に、ろう付の際に筒状部３内に残留する空気を、カバープレート５の第１流体流路孔７から放出することができる。そのため、プレート積層型熱交換器の構造を単純化すると共に、第１流体の流通を円滑に行い、且つろう付を可能とする。このとき、残留する空気を放出するための新たな流路孔を不要とする。
さらには、筒状部３内の第１流体は、そこに滞留するも、それが第１流体流路または第２流体流路との間に流通することがないので、残留する空気放出の隙間および突出量を最小限ですみ、プレート積層型熱交換器をコンパクトに形成（省スペース化）できる。

請求項２に記載の発明は、前記膨出部６の前記第１流体流路孔７に一方の第１流体パイプ８が接続されると共に、膨出部６の一端の前記筒状部３を中心に反対側に位置する第１流体流路孔７に他方の第１流体パイプ９が接続されたものである。
これにより、一対の第１流体パイプをコアの外面側に配置して、構造を単純化し、製造容易で性能のよいプレート積層型熱交換器を提供できる。

請求項３に記載の発明は、前記膨出部６の前記第１流体流路孔７に一方の第１流体パイプ８が接続され、
前記コア４のコアプレートの積層方向で、前記カバープレート５とは逆方向の端に位置する端プレート２ｂに第１流体流路孔１６が形成され、各コアプレートはコアプレートの積層方向に第２流体連通孔１２および第１流体連通孔１３が形成され、コアプレートの積層方向の適宜間隔で、その一部の連通孔が閉塞される閉塞プレート１４を有しているものである。
これにより、第１流体の冷却効果を高めると共に、ろう付の際に筒状部３内に残留する空気を第１流体流路孔７から円滑に放出できる。

本発明のプレート積層型熱交換器の第１実施例を示し、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図。 同実施例の分解斜視図。 本発明のプレート積層型熱交換器の第２実施例を示し、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図、（Ｃ）は（Ａ）の底面図。 本発明のプレート積層型熱交換器の第３実施例を示し、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図、（Ｃ）は（Ａ）の底面図。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。

図１及び図２は本発明の第１実施例のプレート積層型熱交換器である。
図１（Ａ）はその縦断面図であって図１（Ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図であり、図２は同積層型熱交換器の分解斜視図である。
このプレート積層型熱交換器は、第１コアプレート１ａ及び第２コアプレート２ａを積層して、それらの周縁部間及び中心孔間を互いに接して、各コアプレート間に第１流体流路１と第２流体流路２とを交互に形成する。
各コアプレートの中心孔の縁には、筒状部３がコアプレートの積層方向に形成されている。第１流体流路１と第２流体流路２とが筒状部３の周りに弧状に形成されたコア４を有する。そして、コア４のコアプレートの積層方向の一端に端プレート１ｂが配置され、その端プレート１ｂにカバープレート５が被着される。

そのカバープレート５には、外面側に帯状の膨出部６が形成されて、その膨出部６の一端が筒状部３に達し、他端が第１流体流路孔７に達する。さらに、その膨出部６と端プレート１ｂとの間に隙間６ａが連通されている。そして、各コアプレート間をろう付する際に、筒状部３内に残留する空気が、隙間６ａを介して、膨出部６の第１流体流路孔７のみから外に放出されるように形成する。
また、プレート積層型熱交換器の稼働の際には、筒状部３内には第１流体は滞留するのみで、滞留した第１流体は各第１流体流路には流通しないように形成したものである。

そして、図２に示す如く、対角位置にある一方の第１流体パイプ８から他方の第１流体パイプ９に第１流体１７が導かれ、それが各第１流体流路１内を流通する。また、他方の対角位置にある一方の第２流体パイプ１０から他方の第２流体パイプ１１に第２流体１８が導かれ、それが各第２流体流路２内を流通する。すなわち、本実施例は１パスで直接第１流体が流通するように形成されている。
この例では、コアプレート１ａに鍔部１ｃを有する第２流体連通孔１２が形成され、その縁部が端プレート１ｂ及びコアプレート２ａの第２流体連通孔１２に接合される。また、コアプレート２ａの鍔部２ｃはコアプレート１ａの第１流体連通孔１３の孔縁に接合される。そして、コアプレート１ａとコアプレート２ａとの積層体によりコア４が形成され、コア４の上下両端に端プレート１ｂ及び端プレート２ｂが配置される。そして、端プレート２ｂが基板１５上に取り付けられ、端プレート１ｂ上にカバープレート５が被着される。

〔作用〕
このようにしてなるプレート積層型熱交換器は、一方の第１流体パイプ８から他方の第１流体パイプ９に各第１流体流路１を介して第１流体１７が流通し、一方の第２流体パイプ１０から他方の第２流体パイプ１１に各第２流体流路２を介して第２流体１８が流通する。
このようなプレート積層型熱交換器は、アルミニウム又は他の金属板のプレス成形体からなり、各コアプレート間、及びそれらと各パイプその他が一体にろう付固定される。このろう付時に筒状部３内に残留する空気は、筒状部３から膨出部６の隙間６ａを介し、第１流体パイプ８より円滑に放出される。
なお、プレート積層型熱交換器の稼働時おいては、第１流体パイプ８から流入した第１流体１７は、各第１流体流路１に供給されると共に、筒状部３に満たされる。それと共に、膨出部６の隙間６ａにも滞留する。筒状部３及び隙間６ａに滞留した第１流体は、移動することなく、それらに保持される。そして、第１流体流路１の第１流体１７と第２流体流路２の第２流体１８との間に熱交換が行われるものである。

なお、膨出部６の隙間６ａは、筒状部３内に残留する空気を第１流体パイプ８に導くだけのものであるため、極めて僅かでよい。即ち、図１（Ａ）において、膨出部６の外側突出量は僅かでよい。
また、この実施例では第１流体１７は図１に示す如く、一方の第１流体パイプ８から他方の第１流体パイプ９に各第１流体流路１を介して１パスで、図２に示す如く筒状部３の周りを弧状に流通する。なお、第２流体流路２においても、第２流体が同様に筒状部３の周りを弧状に流通する。
そして第１流体１７と第２流体１８との間に熱交換が行われる。

次に、図３は本発明の第２実施例を示し、この例は第１流体１７及び同図では図示しない第２流体が３パス（複パス）で筒状部３の周りに流通するものである。
この例が、前記第１実施例と異なる点は、コアプレート１ａとして一部の第１流体または第２流体連通孔を有しない二枚の閉塞プレート１４が互いに離間して配置され、第１流体１７がその閉塞プレート１４を境にコア４内をコアプレートの積層方向に蛇行するものである。そして第１流体１７は、一方の第１流体パイプ８から流入して、図３（Ａ）の下端の端プレート２ｂの第１流体流路孔１６を介して外部に流出する。
この実施例においても、カバープレート５の膨出部６と端プレート１ｂとの間に隙間６ａが形成され、ろう付されるとき、筒状部３内に残留する空気がそこから第１流体パイプ８を介して外部に放出される。

次に、図４は本発明の第３実施例を示し、この例が図３のそれと異なる点は、第１流体１７及び図示しない第２流体が２パス（複パス）で筒状部３の周りを流通する点である。
この例では、積層方向の中間に閉塞プレート１４が配置され、それを境に第１流体１７が２パスで流通して、端プレート２ｂの第１流体流路孔１６から外部にそれが流出するものである。

上記に述べた各実施例は、特に、潤滑油や自動変速機の作動油等の冷却に用いられるオイルクーラに用いることができる。この場合、第１流体又は第２流体の一方の流体をオイルとし、他方の流体を冷却水として用いることができる。
ただし、このプレート積層型熱交換器は、オイルクーラ以外の熱交換器にも利用でき、２流体の間で熱交換が行われるものであれば、各流路を流通する流体の種類は熱交換器の用途によって変更することができる。

１ 第１流体流路
１ａ コアプレート
１ｂ 端プレート
１ｃ 鍔部
２ 第２流体流路
２ａ コアプレート
２ｂ 端プレート
２ｃ 鍔部
３ 筒状部
３ａ 鍔部
４ コア
５ カバープレート
６ 膨出部
６ａ 隙間

７ 第１流体流路孔
８ 第１流体パイプ
９ 第１流体パイプ
１０ 第２流体パイプ
１１ 第２流体パイプ
１２ 第２流体連通孔
１３ 第１流体連通孔
１４ 閉塞プレート
１５ 基板
１６ 第１流体流路孔
１７ 第１流体
１８ 第２流体

Claims (3)

1. 多数の第１および第２のコアプレート（１ａ）（２ａ）を積層して、各コアプレート（１ａ）（２ａ）の周縁部間および中心孔の縁どうしが互いに接して、各コアプレート（１ａ）（２ａ）間に第１流体流路（１）と第２流体流路（２）とを交互に形成すると共に、各コアプレートの中心孔の縁に筒状部（３）がコアプレートの積層方向に形成されて、前記第１流体流路（１）と第２流体流路（２）とが前記筒状部（３）の回りに弧状に形成されたコア（４）を有し、各コアプレート（１ａ）（２ａ）間がろう付されるプレート積層型熱交換器において、
   コア（４）のコアプレートの積層方向の一方の端に配置され端プレート（１ｂ）に、カバープレート（５）が被着され、そのカバープレート（５）には、コアの外面側に帯状の膨出部（６）が形成されて、その膨出部（６）の一端が前記筒状部（３）に達し、他端が第１流体流路孔（７）に達し且つ、その膨出部（６）と前記端プレート（１ｂ）との間に隙間（６ａ）を連通させたことを特徴とするプレート積層型熱交換器。
2. 請求項１に記載のプレート積層型熱交換器において、
   前記膨出部（６）の前記第１流体流路孔（７）に一方の第１流体パイプ（８）が接続されると共に、前記膨出部（６）の前記一端の前記筒状部（３）を中心に反対側に位置する第１流体流路孔（７）に他方の第１流体パイプ（９）が接続されたことを特徴とするプレート積層型熱交換器。
3. 請求項１に記載のプレート積層型熱交換器において、
   前記膨出部（６）の前記第１流体流路孔（７）に一方の第１流体パイプ（８）が接続され、
   前記コア（４）のコアプレートの積層方向で、前記カバープレート（５）とは逆方向の端に位置する端プレート（２ｂ）に第１流体流路孔（１６）が形成され、各コアプレートはコアプレートの積層方向に第２流体連通孔（１２）および第１流体連通孔（１３）が形成され、コアプレートの積層方向の適宜間隔で、その一部の連通孔が閉塞される閉塞プレート（１４）を有していることを特徴とするプレート積層型熱交換器。

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