JP2022051195A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器 Download PDF

Info

Publication number
JP2022051195A
JP2022051195A JP2020157538A JP2020157538A JP2022051195A JP 2022051195 A JP2022051195 A JP 2022051195A JP 2020157538 A JP2020157538 A JP 2020157538A JP 2020157538 A JP2020157538 A JP 2020157538A JP 2022051195 A JP2022051195 A JP 2022051195A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchange
plate
flow path
header
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.)
Pending
Application number
JP2020157538A
Other languages
English (en)
Inventor
智 金子
Satoshi Kaneko
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.)
Sanden Advanced Technology Corp
Original Assignee
Sanden Advanced Technology 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 Sanden Advanced Technology Corp filed Critical Sanden Advanced Technology Corp
Priority to JP2020157538A priority Critical patent/JP2022051195A/ja
Priority to CN202180055056.5A priority patent/CN116034246A/zh
Priority to US18/043,952 priority patent/US20230366641A1/en
Priority to DE112021004917.8T priority patent/DE112021004917T5/de
Priority to PCT/JP2021/030901 priority patent/WO2022059437A1/ja
Publication of JP2022051195A publication Critical patent/JP2022051195A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/046Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0006Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the plate-like or laminated conduits being enclosed within a pressure vessel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/0056Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another with U-flow or serpentine-flow inside conduits; with centrally arranged openings on the plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/02Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the heat-exchange media travelling at an angle to one another

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Figure 2022051195000001
【課題】2枚の伝熱プレートの間に膨出による内部空間を設けた流路において、高い熱交換効率で熱交換を行うプレート積層タイプの熱交換器を提案する。
【解決手段】流路形成部は、熱交換プレートの外部に向かって膨出し、内部に第一熱媒体の熱交換流路を形成する複数の流路膨出部を有し、ヘッダ部は、隣り合う熱交換プレートのヘッダ部と連通する連通孔と、連通孔の流路形成部の側で拡がる流路形成部側拡部と、を有し、流路形成部側拡部は複数の熱交換流路と連通する。これにより広い幅で熱交換ができるため、高い熱交換率が得られる。
【選択図】 図7

Description

本発明は、熱交換器に関するものであり、たとえば、車両の空調設備に好適な熱交換器に関するものである。
従来、2枚の伝熱プレートの間に打ち出しによる内部空間を設け、流路として熱交換を行うプレート積層タイプの熱交換器が提案されている。同タイプの熱交換器は、液体同士や気体と液体、気体同士の間での熱交換が可能である。特許文献1にはプレート積層タイプであって、空調用空気と冷媒の熱交換を行う熱交換器が記載されている。
特許4122578号公報
特許文献1の発明において、さらに熱交換量を増やそうとすると、冷媒の流れる方向にコア部を長くしたり、通風方向に大きくしたりする必要があり、熱交換器の寸法を大きくする必要があった。このような熱交換器の場合、例えば、車両用などの限られたスペースに設ける際に、設置スペースの確保ができない虞がある。
本発明の目的はこのような課題を解決するものであり、熱交換器をあまり大型化することなく、必要な熱交換量を確保することができる熱交換器を提供することにある。
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
すなわち、本発明の一側面に係る熱交換器は、内部を第一熱媒体が流れる熱交換コアと、前記熱交換コアを覆うケースとで構成し、前記熱交換コアの外部と前記ケースの内部との間を流れる第二熱媒体と前記第一熱媒体との熱交換を行う熱交換器であって、前記熱交換コアは、第一プレート部材と第二プレート部材を重ねた熱交換プレートを、積層方向に複数積層したコア部を含み、前記熱交換プレートは、流路形成部とヘッダ部とを有し、前記流路形成部は、前記熱交換プレートの外部に向かって膨出し、内部に前記第一熱媒体の熱交換流路を形成する複数の流路膨出部を有し、前記ヘッダ部は、隣り合う前記熱交換プレートの前記ヘッダ部と連通する連通孔と、前記連通孔の前記流路形成部の側で拡がる流路形成部側拡部と、を有し、前記流路形成部側拡部は複数の前記熱交換流路と連通することを特徴とする熱交換器である。
当該構成によれば、流路形成部の内部を流れる第一熱媒体及び流路形成部の外部を流れる第二熱媒体の伝熱が促進され、高い熱交換効率で熱交換を行うことができる。流路膨出部によって熱交換を行う面積を広くしつつコンパクトな形状とすることができる。そして、流路形成部側拡部により、流路を広げることができる。
また、上記一側面に係る熱交換器の別の形態として、前記ヘッダ部は、第一プレート部材及び第二プレート部材の一方において膨出するヘッダ膨出部と、他方において平坦なヘッダ平坦部によって形成され、前記コア部において、隣り合う前記熱交換プレートの前記ヘッダ膨出部と前記ヘッダ平坦部が対向するように積層することを特徴としてもよい。
当該構成によれば、ヘッダ膨出部同士が対向しないことで、積層する熱交換プレートにおける流路形成部側拡部で隙間が生じ、第二熱媒体の流路を確保することができる。
また、上記一側面に係る熱交換器の別の形態として、前記流路膨出部は、隣り合う前記熱交換プレートの前記流路膨出部及び/又は前記ヘッダ膨出部と当接することを特徴としてもよい。
当該構成によれば、隣り合う膨出部同士を当接することで、熱交換コアの強度を向上させることができる。
また、上記一側面に係る熱交換器の別の形態として、前記熱交換プレートの前記流路形成部の両端に設けられた前記ヘッダ部において、前記ヘッダ膨出部は、前記第一プレート部材または前記第二プレート部材の一方にのみ設けられることを特徴としてもよい。
当該構成によれば、第一プレート部材と第二プレート部材の形状が大きく異なるため、製造時に判別しやすい。また、流れ抵抗を抑えた流路を形成するプレート形状としやすい。
また、上記一側面に係る熱交換器の別の形態として、前記熱交換プレートの前記流路形成部の両端に設けられた前記ヘッダ部において、前記ヘッダ膨出部は、前記第一プレート部材及び前記第二プレート部材の両方に設けられることを特徴としてもよい。
当該構成によれば、プレート部材の形状によっては、製造時の金型を共通化することができる。
また、上記一側面に係る熱交換器の別の形態として、前記連通孔は、前記熱交換プレートの対向する角隅部に設けられることを特徴としてもよい。
当該構成によれば、熱交換プレート内の各所において、第一熱媒体を少ない偏りで流すことができる。また、熱交換プレートの外部を流れる第二熱媒体についても、少ない偏りで流すことができる。
また、上記一側面に係る熱交換器の別の形態として、前記流路膨出部は、膨出形状が略直方体又は略弓形であり、前記第一プレート部材と前記第二プレート部材における前記流路膨出部の長手方向は、前記第一熱媒体の流通方向に対して略対称であることを特徴とする特徴としてもよい。
当該構成によれば、効率的に熱交換しつつ、流路膨出部の長手方向が略対称であることから幅方向への方向変化が均等になり、第一熱媒体及び第二熱媒体の流れ抵抗を小さくすることができる。
また、上記一側面に係る熱交換器の別の形態として、前記熱交換コアは、前記積層方向における前記コア部の両端にエンドプレートを備え、前記エンドプレートは、前記両端に位置する前記熱交換プレートにおける前記ヘッダ部及び/又は前記流路膨出部と当接することを特徴としてもよい。
当該構成によれば、エンドプレートとコア部の間にも第二熱媒体を通過させることができ、効率的に熱交換が行われる。
また、上記一側面に係る熱交換器の別の形態として、前記ケースの内周部は、前記熱交換コアの外周部と接するように構成され、前記第二熱媒体の流入口と流出口である第二流入口と第二流出口を、前記ケースの外面に設け、一つ又は複数の前記第二流入口と、一つ又は複数の第二流出口を有することを特徴としてもよい。
当該構成によれば、ケースの内側で効率的に熱交換を行うことができる。また、第二熱媒体の流入や流出の管が複数の場合に、熱交換器に直接取り付けることができる。
また、前記ケースの内部において、前記コア部の前記積層方向における任意の位置に前記熱交換プレートが延在するプレート面と略平行な仕切り部が設けられ、前記第二熱媒体の流路は、前記仕切り部により前記積層方向に仕切られていることを特徴としてもよい。
当該構成によれば、コア部にある複数の隙間を流れる第二熱媒体の一つの隙間当たりの流速が大きくなり、熱伝達率が向上する。これにより、第一熱媒体と第二熱媒体の熱交換量を増やすことができる。また、流路長も長くすることができる。また、流入口や流出口からコア部にある複数の隙間までの距離に大きな差があると、近い隙間と遠い隙間で第二熱媒体が流れる量に違いが生じやすいが、距離の差が小さくなるため、偏流が抑制される。そのため、熱交換効率が向上する。
また、前記熱交換コアは、前記熱交換プレートと、前記熱交換プレートに閉鎖部を設けた仕切プレートを有し、前記仕切プレートは、前記第一プレート部材又は前記第二プレート部材の少なくとも一方において、前記連通孔に前記閉鎖部が設けられていることを特徴としてもよい。
当該構成によれば、複数の熱交換プレートの内部を流れる第一熱媒体の一つの熱交換プレート当たりの流速が大きくなり、熱伝達率が向上する。これにより、第一熱媒体と第二熱媒体の熱交換量を増やすことができる。また、流路長も長くすることができる。また、流入口や流出口から複数の熱交換プレートまでの距離に大きな差があると、近い熱交換プレートと遠い熱交換プレートで第一熱媒体が流れる量に違いが生じやすい。しかし、距離の差が小さくなるため、第一熱媒体の偏流が抑制される。なお、閉鎖部は、連通孔をキャップ状の閉鎖部により塞ぐ構成だけでなく、連通孔がないプレートを用いる構成等の閉鎖のための種々の構成を含む。
また、上記一側面に係る熱交換器の別の形態として、前記ヘッダ部の内部に補強部材が設けられることを特徴としてもよい。
当該構成によれば、ヘッダ部の内部で接合等が補強されるため、第一熱媒体の圧力による漏れが生じにくくなる。
また、上記一側面に係る熱交換器の別の形態として、前記熱交換コアにおいて、積層した前記連通孔の内周面と略接する筒状部材が前記補強部材として挿入され、前記筒状部材には、前記積層方向に並んだ複数の前記ヘッダ部に合わせて、複数の孔部が設けられることを特徴としてもよい。
当該構成によれば、筒状部材によりヘッダ部の強度が向上する。また、組立の際に筒状部材をガイドとして熱交換プレートを積層することが出来るため、生産性の向上が図られる。
本発明により、高い熱交換率の熱交換器を得ることができる。
実施例1における、熱交換器1の斜視図。 実施例1における、熱交換器1の分解斜視図。 実施例1における、熱交換コア11の分解斜視図。 実施例1における、コア部12の分解斜視図。 熱交換プレート2を説明するための分解斜視図。 熱交換プレート2を説明するための図。 実施例1における、熱交換プレート2の分解斜視図。 実施例1における、ケース部材33に収められた熱交換プレート2の斜透視図。 実施例1における、ケース部材33に収められた熱交換プレート2。 実施例1における、熱交換コア11の下部の断面図。 実施例1における、ヘッダ部24の断面図。 実施例2における、熱交換器4の分解斜視図。 実施例2における、熱交換コア41の分解斜視図。 実施例2における、第二熱媒体m2の流れ。 実施例3における、コア部71の部分分解斜視図。 実施例4における、熱交換プレート81の分解斜視図。 実施例5における、熱交換器91の斜視図。 実施例6における、熱交換器92の斜視図。 略弓形の流路膨出部253を説明するための斜視図。
本願においては、上下等の記載を用いている。これらの記載は図面における各構成の相対的な関係を示すために便宜的に用いたものであり、実施形態の熱交換器が上下逆に設置されれば、本願で記載する上方が設置時の下方になる。また、熱交換器を横倒しに設置して使用すれば、上下方向が横方向になり、斜めに設置して使用すれば、上下方向が斜め上下方向となる。
また、本願では、第一熱媒体m1の流通方向xをx方向、流通方向xに直角な幅方向yをy方向、流通方向xと幅方向yに直角な上下方向である積層方向zをz方向として図面等に示す。第一熱媒体m1は、熱交換プレート内をジグザグに流れるが、全体としては熱交換プレートの側辺に平行に流れ、これを流通方向xとする。
図1は、実施例1の熱交換器1を斜め上方から見た図である。熱交換器1は略六面体の形状をしている。そして、第一熱媒体m1が流入する第一流入口34と、流出する第一流出口35が、上面の対角位置に設けられている。また、第二熱媒体m2が流入する第二流入口36と第二流出口37が熱交換器1の側面に設けられている。第二流入口36は第一流出口35に近い面に設けられ、第一流出口35から離れた位置に偏って配置されている。また、第二流出口37は第一流入口34に近い面に設けられ、第一流入口34から離れた位置に偏って配置されている。
図2は、実施例1の熱交換器1を分解して斜め上方から見た図である。筒状のケース部材33の中に熱交換コア11が設置される。熱交換コア11は、パッド15を除いてケース部材33とカバー部材31、32からなるケースに収納される。熱交換コア11の主要部はケース部材33の中に納められ、カバー部材31とカバー部材32により覆われる。そして、ケース部材33の上下はカバー部材31とカバー部材32で閉じられてケースを構成している。カバー部材31には熱交換コア11における第一流入口34、第一流出口35を構成するパッド15が通過する穴が設けられている。また、ケース部材33は、外面に突出した第二流入口36と第二流出口37を有している。カバー部材32には穴は設けられていない。第二流入口36と第二流出口37はケース部材33の内部に通じている。ケース部材33、カバー部材31及びカバー部材32からなるケースは樹脂製である。また、熱交換コア11は、アルミニウム製の部品をアルミニウム用のろう付けにより一体化して形成されている。さらに、熱交換コア11は、第二熱媒体m2によりアルミニウム製の熱交換コア11が劣化しないように、外面が樹脂によりコーティングされている。
図3は、実施例1の熱交換コア11を分解して斜め上方から見た図である。熱交換コア11は、熱交換プレート2を、複数積層したコア部12を有している。コア部12の上面は上側エンドプレート13で閉じられ、下面は下側エンドプレート14で閉じられている。上側エンドプレート13の対角位置には張出部131が設けられており、張出部131には下方に向けて突出して短円筒を形成した孔132が開けられている。そして、孔132の位置にあわせてパッド15がろう付けにより取り付けられる。また、下側エンドプレート14の対角位置にも張出部141が設けられており、張出部141には上方に向けて突出して短円筒を形成した孔142が開けられている。2つの孔142は共にキャップ16により閉じられる。コア部12は複数の熱交換プレート2を積層して形成されている。
図4は、実施例1のコア部12を分解して斜め上方から見た図である。コア部12は同じ構成の複数の熱交換プレート2を積層して形成されている。熱交換プレート2は、上側プレート21(第一プレート部材)と下側プレート22(第二プレート部材)を重ねたものである。
図5は、熱交換プレート2を説明するために、実施例1の上側プレート21における流路膨出部211と下側プレート22における流路膨出部221を大きくし、数を少なく変更して記載した斜視図である。この変更に従い、流路形成部側拡部を構成する上側プレート21の拡部膨出部214、下側プレート22の拡部膨出部224の幅方向yの長さも短くなる等変更して記載している。上側プレート21と下側プレート22は多数の膨出部を有する。これらの膨出部では、板の一方側に凸部を形成し、他方側に凹部を形成する。熱交換プレート2は、図5の上側プレート21と下側プレート22を重ねて図6のように形成される。
図6は、説明のために流路膨出部211、221の数を少なく記載した熱交換プレート2を示す。図6は、図5の上側プレート21と下側プレート22を重ねて熱交換プレート2としたものである。図6(a)は幅方向yからみた側面図、図6(b)は積層方向zからみた平面図である。図6(b)においては、隠れた部分を点線で示している。図5,6では、実施例1の記号を用いて説明する。
熱交換プレート2は、図6に示すように、流通方向x内側の流路形成部23と、流路形成部23に一部重なって流通方向xの両端に形成されるヘッダ部24を備える。流路形成部23は、熱交換プレート2の外部に向かって膨出し、内部に第一熱媒体m1の熱交換流路を複数形成する複数の流路膨出部211、221を備える。
図5に示すように、上側プレート21では上側に向けて、複数の流路膨出部211が打ち出されている。個々の流路膨出部211の膨出形状は、略直方体である。流路膨出部211の各々は、流通方向xと幅方向yの間の斜め方向に延在して設けられる。そして、流通方向xに3列、幅方向yに5行の流路膨出部211が打ち出される。図5,6は説明のために簡略化しており、実施例1における流路膨出部211の列と行の数は、図3等に示すように多い。これは後述の下側プレート22における流路膨出部221でも同様である。また、上側プレート21の一端には、ヘッダ膨出部212が上側に向けて打ち出されている。上側プレート21には対向する角隅部の各々に一つずつの張出部217が設けられ、各々の張出部217には連通孔215が開けられている。そして、一方の連通孔215の周囲が膨出して孔周辺膨出部213となっている。また、孔周辺膨出部213の流路形成部23の側は拡がって拡部膨出部214となっている。そして、孔周辺膨出部213と拡部膨出部214が繋がって、ヘッダ膨出部212を形成している。ヘッダ膨出部212に対向する部分では下側プレート22は膨出しておらず、平坦なヘッダ平坦部228となっている。また、2つの連通孔215の周囲は短円筒状に突出した円筒部216となっている。上側プレート21では、流路形成部23の一端側のみにヘッダ膨出部212が形成されており、他端側は膨出せずに、連通孔215の周囲が短円筒状に突出して円筒部216となっている。
下側プレート22は、上側プレート21と同様の形状であり、図5,6では裏返して上側プレート21と重ねたようになっているが、張出部227の位置が張出部217と逆である。下側プレート22では下側に向けて、複数の流路膨出部221が打ち出されている。個々の流路膨出部221の膨出形状は、上側プレート21における個々の流路膨出部211と同じであり略直方体である。流路膨出部221の各々は、流通方向x及び幅方向yの間の斜め方向に延在して設けられる。この延在方向は、下側プレート22を上側プレート21と重ねたときに、流路膨出部211の延在方向と交差する向きである。そして、熱交換プレート2の状態では、流路膨出部211と流路膨出部221は、それらの長手方向端部で重なる。下側プレート22においても、流通方向xに3列、幅方向yに5行の流路膨出部221が打ち出される。また、下側プレート22の一端には、ヘッダ膨出部222が下側に向けて打ち出されている。
下側プレート22には対角位置の各々に一つずつの張出部227が設けられ、各張出部227には連通孔225が開けられている。そして、一方の連通孔225の周囲が膨出して孔周辺膨出部223となっている。また、孔周辺膨出部223の流路形成部23の側は拡がって拡部膨出部224となっている。そして、孔周辺膨出部223と拡部膨出部224が繋がって、ヘッダ膨出部222を形成している。ヘッダ膨出部222に対向する部分で上側プレート21は膨出しておらず、平坦なヘッダ平坦部218となっている。
また、連通孔225の周囲は短円筒状に突出した円筒部226となっている。下側プレート22においても、流路形成部23の一端側のみにヘッダ膨出部222が形成されており、他端側は膨出せずに、連通孔225の周囲が短円筒状に突出して円筒部226となっている。
熱交換プレート2の状態で、下側プレート22におけるヘッダ膨出部222の位置は、流通方向x及び積層方向zにおいて上側プレート21におけるヘッダ膨出部212の位置とは反対側である。ヘッダ膨出部222は、拡部膨出部224が連通孔225及び孔周辺膨出部223よりも幅方向yに幅広に延在して形成される。下側プレート22には対向する角隅部に2つの張出部227が設けられ、各張出部227には連通孔225が設けられている。また、一方の張出部227には孔周辺膨出部223が設けられている。
そして、図6に示すように、ヘッダ部24は、隣り合う熱交換プレート2のヘッダ部24と連通する連通孔215、225と、膨出するヘッダ膨出部212、222と、平坦なヘッダ平坦部218、228を備える。また、ヘッダ膨出部212、222は、連通孔215、225の周辺における孔周辺部241で膨出する孔周辺膨出部213と、連通孔215、225の流路形成部23の側で幅方向yに拡がる流路形成部側拡部242を形成する。
以上のように、熱交換プレート2の両端には、前記上側プレート21と下側プレート22において、連通孔215、225の周辺における孔周辺部241と、孔周辺部241の流路形成部23の側の流路形成部側拡部242を備える。ヘッダ膨出部212はヘッダ平坦部228と対向し、ヘッダ膨出部222はヘッダ平坦部218と対向する。そして、一方の流路形成部側拡部242は、ヘッダ平坦部228の一部と拡部膨出部214により、他方の流路形成部側拡部242はヘッダ平坦部218の一部と拡部膨出部224により形成される。
幅方向yに拡がる流路形成部側拡部242は、流路形成部の複数の熱交換流路に連通し、第一熱媒体m1を流通させることができる。そして、熱交換流路の内側の第一熱媒体m1と、熱交換プレート2の外側の第二熱媒体m2との間で熱交換が行われる。コア部12を形成した状態において、隣接する熱交換プレート2の拡部膨出部214、224同士が対向しないことで、流通方向xに流れる第二熱媒体m2の流路を確保することができる。
図6(b)の平面図に示すように、ヘッダ部24において、第一熱媒体m1は連通孔215、225から孔周辺部241を介して流路形成部側拡部242で幅方向yに拡がり、複数の流路膨出部211の端部に達する。ここまでは、下側プレート22のヘッダ膨出部222を通過する。そして、矢印のように、複数の熱交換流路に分流して上側プレート21の各流路膨出部211に入る。そして流路膨出部221の窪みを流通方向xに対して斜めに進み、端部に達して下側プレート22の流路膨出部221に入り曲がる。さらに流路膨出部221の窪みを通って斜めに進み、流路膨出部211の端部に進む。これを繰り返して幅方向yに蛇行しながら流通方向xに沿って流れる。そして、ヘッダ部24において、流路形成部側拡部242で、複数の流路から矢印のように合流し、孔周辺部241に集まって連通孔215、225から流出する。流路形成部側拡部242(拡部膨出部214、拡部膨出部224)は、熱交換プレート2の中を第一熱媒体m1が流れる流通方向xに対して対向する位置で、流通方向xに直角な幅方向yにおいて連通孔215、225及び孔周辺膨出部213、223より幅広に形成されている。そして、図5、6の記載では3行の熱交換流路に第一熱媒体m1が流れて熱交換を行う。また、流路膨出部211の長手方向と流路膨出部221の長手方向は、重なった状態で流通方向xに対して略対称である。ヘッダ部24の流路形成部側拡部242は、幅方向yにおいて、連通孔215、225の倍以上の幅や、孔周辺部241における孔周辺膨出部213、223の幅の倍以上の幅であることが好ましい。
また、熱交換プレート2を側方から見ると、図6(a)に矢印で示すように、第一熱媒体m1は上側プレート21における流路膨出部211の凹部中と下側プレート22における流路膨出部221の凹部の中を交互に流れる。第一熱媒体m1は、積層方向zにも蛇行しながら流通方向xに沿って流れる。なお、本願では、xyz方向は+方向と-方向を区別しない。
第一熱媒体m1は、熱交換プレート2の内部を幅方向yと積層方向zに蛇行しながら流れるため、流れが常に乱れた状態となる。そのため、速度・温度境界層が形成されづらく、流路も長くなって伝熱が促進される。さらに、第一熱媒体m1が流入し流出する連通孔215、225及び孔周辺膨出部213、223は熱交換プレート2の対角位置にあるため、途中の複数の流路における流速に違いが生じにくい。また、第二熱媒体m2は2つの熱交換プレート2の間を流通方向xに通過するが、流路膨出部211、221が長手方向に斜めになっているために流れが乱れた状態になり、伝熱が促進される。
図7は、実施例1の熱交換プレート2を分解して斜め上方から見た図である。熱交換プレート2は、上側プレート21と下側プレート22により構成される。実施例1では、多数の流路膨出部211と流路膨出部221が用いられ、多数の熱交換流路を流路形成部23に形成する。また、実施例1では、図7において円で囲った拡部膨出部224に重なる流路膨出部211と、拡部膨出部214に重なる流路膨出部221は、重なる部分で流通方向xに延在するように屈曲している。さらに、上側プレート21は流通方向xに張り出した張出部217を有し、下側プレート22は流通方向xに張り出した張出部227を有する。上側プレート21の2つの張出部217は連通孔215と上方に向けた短円筒の円筒部216を有している。一方の張出部217では連通孔215の周囲が膨出して孔周辺膨出部213となって拡部膨出部214に連結し、ヘッダ膨出部212を形成している。また下側プレート22の2つの張出部227は下方に向けた短円筒の円筒部226を有している。そして、一方の張出部227では連通孔225の周囲が下方に膨出して孔周辺膨出部223となって拡部膨出部224に連結し、ヘッダ膨出部222を形成している。ヘッダ膨出部212、222に対向する部分は平坦なヘッダ平坦部228、218となっており、ヘッダ平坦部228、218の一部と拡部膨出部214、224により流路形成部側拡部242が形成されている。流路形成部側拡部242は、連通孔215、225の流路形成部23側で幅方向yに拡がって形成されている。
図8は、実施例1において、熱交換プレート2の搭載状況を示す。カバー部材31、32、ケース部材33により形成される筐体の中に積層した複数の熱交換プレート2を設置する。図8ではケース部材33を透明に表し、その中に最下部の熱交換プレート2のみを記載している。熱交換プレート2は積層され、図3のようにコア部12を形成する。複数の熱交換プレート2から構成されるコア部12と、ケース部材33の間には、積層方向zに第二熱媒体m2が移動可能な流室38が備えられている。流室38は、熱交換プレート2の張出部217、227の幅方向yにおいて、張り出していない部分に形成される。第二流入口36から入った第二熱媒体m2は、流室38に入った後に分流して複数の熱交換プレート2の間を通過する。その後、流室38で合流して第二流出口37から流出する。張出部217、227は、その内部の連通孔215、225を第一熱媒体m1が流れるとともに、流路形成部23から流通方向xに張り出していない部分を流室38として形成する。そして、流室38内を積層方向zに第二熱媒体m2が流れる。
図9は、図8の熱交換器1において、流通方向x-幅方向yの面を断面として積層方向zから見た図であり、ケース部材33の内側に収めた熱交換プレート2の上面を示したものである。ケース部材33の内周部は、流室38を除いて熱交換コア11の外周部とほぼ密着するように構成される。そして、熱交換プレート2の中を第一熱媒体m1が流れ、外を第二熱媒体m2が流れる。図9に示す小さい矢印は、熱交換プレート2の外における第二熱媒体m2の流れを示す。第二熱媒体m2は第二流入口36から入り、流室38から各熱交換プレート2の間に分流する。そして、膨出した流路膨出部211と流路膨出部221の間を矢印のように分流と合流を繰り返し、蛇行しながら熱交換プレート2の外を流れる。第二熱媒体m2は、隣接する2つの熱交換プレート2の間を流れる。その後に流室38で合流し、第二流出口37から流出する。
多数設けられた流路膨出部211と流路膨出部221により、熱交換のための広い面積が得られる。また、対角にある第二流入口36と第二流出口37を繋ぐ線(図示せず)が対角の角隅部にある2つの張出部217を繋ぐ線(図示せず)と交差した関係にある。このため、張出部217を避けて流室38を形成することができる。さらに、第二流入口36と第二流出口37は対角位置にあるため、熱交換コア11の隙間を第二熱媒体m2が平均的にながれる。また、図9において、第一熱媒体m1と第二熱媒体m2は流通方向xで逆方向に流れる。したがって、効率的に熱交換がなされる。
図10は、熱交換コア11の断面図である。熱交換コア11の下部のみの構成を示す。拡部膨出部214及び流路膨出部211の一部は、上側に隣接する熱交換プレート2の拡部膨出部224及び流路膨出部221の一部と当接する。また、下側エンドプレート14はコア部12の最下段の熱交換プレート2における下側プレート22の拡部膨出部224及び流路膨出部221と当接する。図示していないが、熱交換コア11の上部における上側エンドプレート13近傍でも同様である。上側エンドプレート13は、コア部12の最上段の上側プレート21における拡部膨出部214及び流路膨出部211の上面と当接する。隣接する熱交換プレート2間も下部と同様に当接している。膨出部の一部を、隣接するプレートの膨出部の一部やエンドプレートの一部と当接させることで、熱交換コア11に高い耐圧性が得られる。
図11は、熱交換コア11のヘッダ部24の断面を示したものである。円内に示すように、上側プレート21の円筒部216は、隣接する熱交換プレート2における下側プレート22の円筒部226の外側に位置して重なっている。円筒部216と円筒部226の半径はやや異なるため、この部分で嵌合する。この構造により、熱交換プレート2を積層した時の位置決めが可能となる。また、嵌合によりヘッダ部24における高い密閉度が得られる。嵌合部はろう付けにより固定され、ヘッダ部24からの漏れにより第一熱媒体m1と第二熱媒体m2が混ざることはない。さらに、ヘッダ部24が円筒部216と円筒部226の二重になることにより肉厚が二倍になるので、漏れ等に対して高い耐圧性能が得られる。
図12は、実施例2の熱交換器4を分解して斜め上方から見た図である。実施例2では、第一流入口64と第一流出口65が熱交換器4における積層方向zの両端に設けられ、第二流入口66と第二流出口67が熱交換器4における流通方向xの同じ方向に並んで設けられる。実施例1と同様に、筒状のケース部材63の中に熱交換コア41が設置される。ケース部材63の上下は、上側カバー部材61と下側カバー部材62で閉じられてケースを構成している。ケース部材63、上側カバー部材61及び下側カバー部材62は樹脂製である。また、熱交換コア41はアルミニウム製の部品をろう付けにより一体化している。第一熱媒体m1が流入する第一流入口64と流出する第一流出口65は、熱交換コア41の上部と下部に設けられ、ケース部材33を挟んだ対面に設けている。そのため、上側カバー部材61と下側カバー部材62の両方にパッド45が通過する穴を設けている。また、第二熱媒体m2が流入する第二流入口66と第二流出口67は、筒状のケース部材63における第一流入口64と第一流出口65に近い同じ側面に積層方向zに並べて設けられている。
図13は、実施例2の熱交換コア41を分解して斜め上方から見た図である。パッド45は、熱交換コア41の積層方向zの両側に設けられている。また2つのパッド45は、流通方向xと幅方向yにおいて、同じ角に設けられている。コア部42は、熱交換プレート5を積層したサブコア部421を2つ備え、仕切プレート53を1つ備えている。熱交換プレート5は実施例1の熱交換プレート2と同じ構成である。そして、2つのサブコア部421の間に仕切プレート53を挟んでいる。仕切プレート53は、パッド45がある角における一方の張出部534に、第一熱媒体m1が通過できないように連通孔をキャップで塞いだ閉鎖部536を備えている。そして、パッド45の角から遠い他方の張出部534では、連通孔535が開いている。上側エンドプレート43の2つの張出部431における孔432は、一方にパッド45が取り付けられ、他方はキャップ47で閉じられている。下側エンドプレート44の孔442も同様である。コア部42において、隣り合う熱交換プレート2のヘッダ膨出部とヘッダ平坦部は対向するように積層されている。
第一流入口64から流入した第一熱媒体m1は、コア部42の上部の導通穴461に入り、上部のサブコア部421における複数の熱交換プレート5の中へ分流する。このとき、仕切プレート53の閉鎖部536により、直接的に下部の導通穴464へは流れない。仕切プレート53の閉鎖部536は、上側プレートに穴があり、下側プレートがキャップで塞がれている構造であり、それ以外は熱交換プレート5と同じである。そのため、仕切プレート53の中にも熱交換流路が形成され、第一熱媒体m1が流れる。熱交換プレート5と仕切プレート53の中を通った第一熱媒体m1は、反対側の導通穴462に至る。そして、仕切プレート53の連通孔535を通過して下部へ流れる。第一熱媒体m1は、下部の導通穴463から下部のサブコア部421における複数の熱交換プレート5の中へ入る。第一熱媒体m1は、熱交換プレート5の熱交換流路を上部とは逆方向に流れる。そして導通穴464を介して第一流出口65から流出する。
図14は、実施例2の熱交換器4の内部における第二熱媒体m2の流れを示す。矢印は、第二熱媒体m2の流れを表す。ケース部材63の内部には、積層方向zの中央の位置に、仕切プレート53が延在するプレート面と略平行な仕切り部631が設けられ、2つの流室681、683に分割している。また、ケース部材63は上下を上側カバー部材61と下側カバー部材62で封鎖してケースを構成している。熱交換器4の下部に設けた第二流入口66から入った第二熱媒体m2は、流室681に至る。流室681の上部は仕切り部631により閉鎖されているため、仕切り部631の下方にあるサブコア部421において、分流して熱交換プレート5同士の間を流れる。そして、流室682で合流して上方へ流れる。図14において、流室682に記載されている複数のプレートは奥側にあり、第二熱媒体m2は流室682を積層方向zに流れることができる。そして、上方にあるサブコア部421の熱交換プレート5同士の間を流れ、仕切り部631の上方の流室683で合流し、第二流出口67から流出する。第二熱媒体m2の流路は、仕切り部631により流室681、683が積層方向zに分離され、熱交換コア41では、仕切り部631の上下で逆方向に第二熱媒体m2が流れる。実施例2においても、第一熱媒体m1と第二熱媒体m2はサブコア部421の中を逆方向に流れるため、熱交換効率が良い。
実施例2では、ケース部材63の内部における積層方向zの中央の位置に仕切り部631を設けているが、積層方向zの任意の位置に設けることができる。その位置は仕切りプレートと同じ位置に設けることが好ましい。実施例2では仕切りプレートは1枚であるが、熱交換プレートの積層枚数が多い場合には複数枚の仕切りプレートを設けることが望ましい。その場合、ケース部材63の仕切り部631も仕切りプレートと同一のz方向高さに同じ数だけ設けることが好ましい。仕切りプレートが2枚の場合には、もう一つの仕切り部は流室682側に設けられ、第二流入口と第二流出口はケース部材の対向する面に設けられる。
図15は、実施例3の熱交換器7(図示せず)におけるコア部71の部分分解図である。コア部71は複数の熱交換プレート72が積層されている。そして実施例3では、張出部721、722に開けられた穴により形成される導通穴73の中に、補強部材として略円筒状の筒状部材74が挿入される。熱交換器7は、筒状部材74の構成以外は実施例1の熱交換器1と同じである。筒状部材74には、流通方向x及び幅方向yの面に平行に横長な孔部741が、積層方向zに複数設けられている。孔部741は、第一熱媒体m1の流路となる方向に設けられている。筒状部材74には、熱交換プレート72の流路に合わせて、積層方向zに並んで複数の横長な孔部741が設けられる。筒状部材74は、導通穴73の内周面である張出部721及び/又は張出部722の連通孔に設けられた円筒部723、724の内周面と略接し、ろう付けされる。そのため、コア部71に高い強度が得られる。また、組立の際には筒状部材74がガイドとなって複数の熱交換プレート72を積層できるため、生産性の向上がはかられる。その際、筒状部材74の外形をヘッダ部の内径よりも僅かに小さくすることで熱交換プレート72を積層する際の抵抗が少なくなり組立性の向上がはかられる。さらに熱交換プレート72を積層した後に筒状部材74を拡管することでヘッダ部との隙間を埋めて密着性を確保するとともに熱交換プレート72の固定が可能となるため、さらに生産性の向上がはかられる。なお、変形例として、孔部741が積層方向zにつながって円筒を一部欠いた形状であって、積層方向から見てC字状となる部材を筒状部材74に換えて用いてもよい。
図16は、実施例4の熱交換器8(図示せず)における熱交換プレート81の分解図である。熱交換器8は、補強部材としてC型形状のC型部材84を用いる以外は、実施例1の熱交換器1と同じである。実施例1と同様に、上側プレート82(第一プレート部材)には円筒部821と拡部膨出部822、孔周辺膨出部823が上側に打ち出されて設けられ、下側プレート83(第二プレート部材)には、円筒部831と拡部膨出部832、孔周辺膨出部833が下側に打ち出されて設けられている。孔周辺膨出部823の内側と、孔周辺膨出部833の内側に、拡部膨出部822、832に向けて開いた方向でC型部材84を挿入する。そして、上側プレート82と下側プレート83を重ねた状態で、C型部材84を上側プレート82と下側プレート83にろう付けする。実施例4では、C型部材84により孔周辺膨出部823、833の部分で強固に接合し、さらに側方の肉厚が増加するため、第一熱媒体m1の圧力に対して高い強度が得られる。
図17は、実施例5における流入口、流出口の取付状態を示す。実施例5の熱交換器91において、第一流入口911、第一流出口912、第二流入口913、第二流出口914は、全て上側カバー部材915に取り付けられている。その他の点は実施例1の熱交換器1と同じである。装置に熱交換器9を組み込んだ際に、第一流入口911、第一流出口912、第二流入口913、第二流出口914に取り付けるパイプが全て同じ方向を向くため、装置のコンパクト化が図れる。
図18は、実施例6における熱交換器92の流入口、流出口の取付状態を示す。実施例6の熱交換器92は、実施例1と異なり第二流入口923が二つ設けられている。第一流入口921、第一流出口922及び第二流出口924を含め、他の構成は実施例1の熱交換器1と同じである。実施例6では、装置に熱交換器92を組み込んだ際に、外部で分岐部分を設けることなく複数の冷却又は加熱対象からの第二熱媒体m2の流入が可能になる。また、実施例6ではx方向に流入口が2つ、流出口が1つ設けられた例を示したが、これに限らず、流入口を複数個、流出口を複数個設けた構成としてもよく、流入口、流出口の向きもx方向、y方向、z方向の任意の方向に突出することが可能である。
<その他>
上記の各実施例におけるヘッダ部では、上側プレート(第一プレート部材)と下側プレート(第二プレート部材)に一つずつヘッダ膨出部を形成している。しかし、2つのヘッダ膨出部を上側プレートまたは下側プレートの一方に設けてもよい。第二熱媒体m2は、図6(b)の左側(流出側)では流路膨出部221が連通孔215、225から離れた位置であり、流路膨出部221の傾きにより熱交換プレート2の間をつなぐ円筒部216、226を避けて流れる。2つのヘッダ膨出部を上側プレートまたは下側プレートの一方に設けることにより、右側(流入側)でも同様に円筒部216、226を避けた第二熱媒体m2の流れを作ることができる。
また、上記の各実施例における上側流路膨出部と下側流路膨出部は、略直方体に膨出するが、略弓形や他の形状の膨出であってもよい。図19は、略弓形の流路膨出部を説明するために上側プレート25(第一プレート部材)を斜めから見た図である。実施例1では、図5で略直方体の流路膨出部を説明したが、図19では略弓形の流路膨出部を説明する。上側プレート25は所定の幅で略弓形の形状に膨出する弓形流路膨出部243を備えている。その他の点は、実施例1の上側プレート21と同様である。図示していないが、下側プレートも上側プレート25と同様の略弓形の流路膨出部を備えたものを用いることができる。このようにすることにより、第一熱媒体m1がスムーズに流れて流れ抵抗を軽減することができる。
実施例では、図6(b)に示すように張出部217、227及び連通孔215、225は幅方向yの端部の対角に位置する。しかし、また幅方向yの同じ側方の端部に張出部217、227及び連通孔215、225を形成すれば、上側プレートを裏返した後に積層方向zを軸として180°回転して下側プレートとして使用することができる。また、張出部217、227及び連通孔215、225を幅方向yの中央の位置にしたり、幅方向yの両端の位置にしたりする等、幅方向yに対称な形状とすれば、上側プレートと下側プレートを同じ形状とすることができる。そして、同じ形状とすることにより製造時のコストを下げることができる。
また、上記の各実施例における上側流路膨出部と下側流路膨出部は、流通方向xと幅方向yの面に斜めに直線状に延在しているが、長手方向が円弧状に延在した流路膨出部が、逆方向に曲がる円弧として連続するようにしてもよい。上側流路膨出部と下側流路膨出部の円弧が曲折なく繋がるように配置すれば、流れ抵抗を抑制することができる。
上記実施例では、熱交換コアは、外部が樹脂によりコーティングされている。しかし、メッキによりコーティングされていても良い。樹脂やメッキのコーティングにより、水等の第二熱媒体による熱交換コアの劣化を抑制することができる。なお、熱交換コアの外部はコーティングされていなくてもよい。また、熱交換コアはステンレスやチタン等の金属、あるいは樹脂等で構成されていてもよい。
実施例1等では、第二熱媒体m2の流入口及び流出口である第二流入口36及び第二流出口37を、ケース部材33の対向する面に設けた。また、実施例2では、第二流入口66及び第二流出口67をケース部材33の同じ面に設け、実施例6では第二流入口913及び第二流出口914を上側カバー部材915に設けた。しかし、第二流入口及び第二流出口は、ケース部材及びカバー部材で構成するケースにおいて略6面体のいずれかの外面に設ければよい。
上記実施例では熱交換コアを覆うカバーを樹脂製としたが、ステンレスやアルミニウム等の金属製としてもよい。アルミニウムの場合には熱交換コアと同時に一体ろう付けが可能となるため、生産性の向上がはかられる。
また、上記実施例では、打ち出しによりプレートの上面と下面が上方または下方に膨出した流路膨出部等が形成されているが、他の方法により凸部と凹部を有する膨出部を形成してもよい。
x 流通方向
y 幅方向
z 積層方向
m1 第一熱媒体
m2 第二熱媒体
1 熱交換器
11 熱交換コア
12 コア部
13 上側エンドプレート
131 張出部
132 孔
14 下側エンドプレート
141 張出部
142 孔
15 パッド
16 キャップ
2 熱交換プレート
21 上側プレート
211 流路膨出部
212 ヘッダ膨出部
213 孔周辺膨出部
214 拡部膨出部
215 連通孔
216 円筒部
217 張出部
218 ヘッダ平坦部
22 下側プレート
221 流路膨出部
222 ヘッダ膨出部
223 孔周辺膨出部
224 拡部膨出部
225 連通孔
226 円筒部
227 張出部
228 ヘッダ平坦部
23 流路形成部
24 ヘッダ部
241 孔周辺部
242 流路形成部側拡部
25 上側プレート
253 弓形流路膨出部
31 カバー部材
32 カバー部材
33 ケース部材
34 第一流入口
35 第一流出口
36 第二流入口
37 第二流出口
38 流室
4 熱交換器
41 熱交換コア
42 コア部
421 サブコア部
43 上側エンドプレート
431 張出部
432 孔
44 下側エンドプレート
441 張出部
442 孔
45 パッド
461 導通穴
462 導通穴
463 導通穴
464 導通穴
47 キャップ
5 熱交換プレート
53 仕切プレート
534 張出部
535 連通孔
536 閉鎖部
61 上側カバー部材
62 下側カバー部材
63 ケース部材
631 仕切り部
64 第一流入口
65 第一流出口
66 第二流入口
67 第二流出口
681 流室
682 流室
683 流室
7 熱交換器
71 コア部
72 熱交換プレート
721 張出部
722 張出部
723 円筒部
724 円筒部
73 導通穴
74 筒状部材
741 孔部
8 熱交換器
81 熱交換プレート
82 上側プレート
821 円筒部
822 拡部膨出部
823 孔周辺膨出部
83 下側プレート
831 円筒部
832 拡部膨出部
833 孔周辺膨出部
84 C型部材
91 熱交換器
911 第一流入口
912 第一流出口
913 第二流入口
914 第二流出口
915 上側カバー部材
92 熱交換器
921 第一流入口
922 第一流出口
923 第二流入口
924 第二流出口

Claims (13)

  1. 内部を第一熱媒体が流れる熱交換コアと、前記熱交換コアを覆うケースとで構成し、前記熱交換コアの外部と前記ケースの内部との間を流れる第二熱媒体と前記第一熱媒体との熱交換を行う熱交換器であって、
    前記熱交換コアは、第一プレート部材と第二プレート部材を重ねた熱交換プレートを、積層方向に複数積層したコア部を含み、
    前記熱交換プレートは、流路形成部とヘッダ部とを有し、
    前記流路形成部は、前記熱交換プレートの外部に向かって膨出し、内部に前記第一熱媒体の熱交換流路を形成する複数の流路膨出部を有し、
    前記ヘッダ部は、隣り合う前記熱交換プレートの前記ヘッダ部と連通する連通孔と、前記連通孔の前記流路形成部の側で拡がる流路形成部側拡部と、を有し、
    前記流路形成部側拡部は複数の前記熱交換流路と連通することを特徴とする熱交換器。
  2. 前記ヘッダ部は、第一プレート部材及び第二プレート部材の一方において膨出するヘッダ膨出部と、他方において平坦なヘッダ平坦部によって形成され、
    前記コア部において、隣り合う前記熱交換プレートの前記ヘッダ膨出部と前記ヘッダ平坦部が対向するように積層することを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
  3. 前記流路膨出部は、隣り合う前記熱交換プレートの前記流路膨出部及び/又は前記ヘッダ膨出部と当接することを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。
  4. 前記熱交換プレートの前記流路形成部の両端に設けられた前記ヘッダ部において、前記ヘッダ膨出部は、前記第一プレート部材または前記第二プレート部材の一方にのみ設けられることを特徴とする請求項2または3に記載の熱交換器。
  5. 前記熱交換プレートの前記流路形成部の両端に設けられた前記ヘッダ部において、前記ヘッダ膨出部は、前記第一プレート部材及び前記第二プレート部材の両方に設けられることを特徴とする請求項2または3に記載の熱交換器。
  6. 前記連通孔は、前記熱交換プレートの対向する角隅部に設けられることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の熱交換器。
  7. 前記流路膨出部は、膨出形状が略直方体又は略弓形であり、
    前記第一プレート部材と前記第二プレート部材における前記流路膨出部の長手方向は、前記第一熱媒体の流通方向に対して略対称であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の熱交換器。
  8. 前記熱交換コアは、前記積層方向における前記コア部の両端にエンドプレートを備え、
    前記エンドプレートは、前記両端に位置する前記熱交換プレートにおける前記ヘッダ部及び/又は前記流路膨出部と当接することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の熱交換器。
  9. 前記ケースの内周部は、前記熱交換コアの外周部と接するように構成され、
    前記第二熱媒体の流入口と流出口である第二流入口と第二流出口を、前記ケースの外面に設け、
    一つ又は複数の前記第二流入口と、一つ又は複数の第二流出口を有することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の熱交換器。
  10. 前記ケースの内部において、前記コア部の前記積層方向における任意の位置に前記熱交換プレートが延在するプレート面と略平行な仕切り部が設けられ、
    前記第二熱媒体の流路は、前記仕切り部により前記積層方向に仕切られていることを特徴とする請求項9に記載の熱交換器。
  11. 前記熱交換コアは、前記熱交換プレートと、前記熱交換プレートに閉鎖部を設けた仕切プレートを有し、
    前記仕切プレートは、前記第一プレート部材又は前記第二プレート部材の少なくとも一方において、前記連通孔に前記閉鎖部が設けられていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の熱交換器。
  12. 前記ヘッダ部の内部に補強部材が設けられることを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の熱交換器。
  13. 前記熱交換コアにおいて、積層した前記連通孔の内周面と略接する筒状部材が前記補強部材として挿入され、
    前記筒状部材には、前記積層方向に並んだ複数の前記ヘッダ部に合わせて、複数の孔部が設けられることを特徴とする請求項12に記載の熱交換器。
JP2020157538A 2020-09-18 2020-09-18 熱交換器 Pending JP2022051195A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020157538A JP2022051195A (ja) 2020-09-18 2020-09-18 熱交換器
CN202180055056.5A CN116034246A (zh) 2020-09-18 2021-08-24 热交换器
US18/043,952 US20230366641A1 (en) 2020-09-18 2021-08-24 Heat exchanger
DE112021004917.8T DE112021004917T5 (de) 2020-09-18 2021-08-24 Wärmetauscher
PCT/JP2021/030901 WO2022059437A1 (ja) 2020-09-18 2021-08-24 熱交換器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020157538A JP2022051195A (ja) 2020-09-18 2020-09-18 熱交換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022051195A true JP2022051195A (ja) 2022-03-31

Family

ID=80776879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020157538A Pending JP2022051195A (ja) 2020-09-18 2020-09-18 熱交換器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230366641A1 (ja)
JP (1) JP2022051195A (ja)
CN (1) CN116034246A (ja)
DE (1) DE112021004917T5 (ja)
WO (1) WO2022059437A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023210867A1 (de) 2023-01-23 2024-07-25 Hanon Systems Kühler mit zwei weitgehend parallelen Platten

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59195389U (ja) * 1983-06-07 1984-12-25 東洋ラジエーター株式会社 熱交換器の放熱体
JP4122578B2 (ja) 1997-07-17 2008-07-23 株式会社デンソー 熱交換器
JP4077610B2 (ja) * 2001-03-16 2008-04-16 カルソニックカンセイ株式会社 ハウジングレス式オイルクーラ
JP5855467B2 (ja) * 2012-01-13 2016-02-09 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP6216118B2 (ja) * 2013-01-11 2017-10-18 フタバ産業株式会社 熱交換器
PL2988085T3 (pl) * 2014-08-22 2019-07-31 Alfa Laval Corporate Ab Płyta wymiennika ciepła i płytowy wymiennik ciepła
JP6528283B2 (ja) * 2016-03-28 2019-06-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 熱交換器
JP2020118369A (ja) * 2019-01-24 2020-08-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 プレートフィン積層型熱交換器およびそれを用いた冷凍システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20230366641A1 (en) 2023-11-16
DE112021004917T5 (de) 2023-08-17
WO2022059437A1 (ja) 2022-03-24
CN116034246A (zh) 2023-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9250019B2 (en) Plate heat exchanger
US20120031598A1 (en) Plate heat exchanger
JP5882179B2 (ja) 外部マニホルドを備えた内部熱交換器
JP2015534030A (ja) 熱交換器
JPH08285407A (ja) 積層型熱交換器
WO2017097133A1 (zh) 一种换热器
CN113424009B (zh) 热交换器
WO2022059437A1 (ja) 熱交換器
JP2006010130A (ja) 多流体熱交換器
JP6531328B2 (ja) 熱交換器およびその製造方法
JP7432742B2 (ja) 熱交換器
US20070235174A1 (en) Heat exchanger
JP5393606B2 (ja) 熱交換器
JP7164893B2 (ja) 熱交換器
JP2009264727A (ja) 熱交換ユニット及びそれを用いた熱交換器
JP7000777B2 (ja) 熱交換器
WO2018198420A1 (ja) プレート式熱交換器
CN112146484B (zh) 板式换热器
CN112146475A (zh) 集流管及换热器
JP4448377B2 (ja) プレート式熱交換器
EP4343258A1 (en) Heat exchanger and parting plate thereof
JP6429122B2 (ja) 熱交換器および熱交換器用中間プレート
US20230280108A1 (en) Heat Exchanger Assembly and Water Heater Comprising Same
JP7190754B2 (ja) 熱交換器
JP2023140041A (ja) 熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20220810

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230829

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240806