JP2022147760A - Plate type heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本開示はプレート式熱交換器に関する。 The present disclosure relates to plate heat exchangers.
プレート式熱交換器は、複数個の伝熱プレートが一定の間隔で積層されている。そして、プレート式熱交換器は、それら伝熱プレートの間に2つの流体が交互に流されることにより、熱交換を行う。このようなプレート式熱交換器では、伝熱プレートと一体ではなく、別の部品として作製されたインナーフィンが、熱交換効率を高めるため、伝熱プレートに設けられることがある。 A plate heat exchanger has a plurality of heat transfer plates stacked at regular intervals. The plate heat exchanger exchanges heat by alternately flowing two fluids between the heat transfer plates. In such a plate-type heat exchanger, inner fins, which are not integrated with the heat transfer plates but are manufactured as separate parts, are sometimes provided on the heat transfer plates in order to improve heat exchange efficiency.
例えば、特許文献1には、長手方向中央部に矩形状の流路が形成された伝熱プレートと、その伝熱プレートの流路に載置されるインナーフィンとを備えるプレート式熱交換器が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a plate-type heat exchanger that includes a heat transfer plate having a rectangular flow path formed in the center in the longitudinal direction, and inner fins placed in the flow path of the heat transfer plate. disclosed.
特許文献1に記載のプレート式熱交換器では、インナーフィンがずれることを防ぐため、伝熱プレートが位置決め用凸部を有し、インナーフィンが被位置決め用凹部を有している。そして、伝熱プレートの位置決め用凸部にインナーフィンの被位置決め用凹部が嵌合することにより、伝熱プレートに対するインナーフィンの位置が決められている。 In the plate-type heat exchanger described in Patent Document 1, the heat transfer plate has a positioning projection and the inner fin has a positioning recess in order to prevent the inner fins from being displaced. The position of the inner fin with respect to the heat transfer plate is determined by fitting the positioning recess of the inner fin to the positioning protrusion of the heat transfer plate.
特許文献1に記載のプレート式熱交換器では、位置決め用凸部は、伝熱プレートに形成された流路の短手方向にある内壁の近傍に設けられている。これに対して、被位置決め用凹部は、インナーフィンが全体として平面視矩形状のコルゲート型のフィン本体部を有するところ、そのフィン本体部の短手方向のフィン端部に設けられている。その結果、位置決め用凸部に被位置決め用凹部が嵌合すると、流路の短手方向の内壁とフィン本体部の被位置決め用凹部があるフィン端部との間に隙間が生じてしまう。 In the plate-type heat exchanger described in Patent Document 1, the positioning protrusion is provided near the inner wall in the lateral direction of the flow path formed in the heat transfer plate. On the other hand, the positioning concave portion is provided at the fin end portion of the fin main body portion in the lateral direction where the inner fin has a corrugated fin main portion portion which is rectangular in plan view as a whole. As a result, when the recess for positioning is fitted to the protrusion for positioning, a gap is generated between the inner wall of the flow path in the lateral direction and the fin end portion of the fin main body where the recess for positioning is located.
このような状態で、伝熱プレートの流路に流体が流されると、流路の短手方向の内壁とフィン本体部の被位置決め用凹部があるフィン端部との隙間で、フィン本体部よりも圧力損失が低くなってしまう。これにより、フィン本体部よりもその隙間に流体が流れやすくなってしまう。その結果、フィン本体部に流れる流体が相対的に減少してしまい、プレート式熱交換器の熱交換効率が低下してしまう。 In this state, when the fluid flows through the flow path of the heat transfer plate, the gap between the inner wall of the flow path in the lateral direction and the fin end portion of the fin main body having the concave portion for positioning is formed. pressure loss is also reduced. This makes it easier for the fluid to flow through the gap than through the fin main body. As a result, the amount of fluid flowing through the fin bodies is relatively reduced, and the heat exchange efficiency of the plate heat exchanger is lowered.
本開示は上記の課題を解決するためになされたもので、インナーフィンのフィン本体部に流体が集約されやすく、熱交換効率が高いプレート式熱交換器を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a plate-type heat exchanger in which fluid is easily collected in the fin main body of the inner fins and the heat exchange efficiency is high.
上記の目的を達成するため、本開示に係るプレート式熱交換器は、複数の伝熱プレートと、複数のインナーフィンと、を備える。複数の伝熱プレートは、流体が流出入する流出入孔が第一方向の両端部に形成されたプレート部および、プレート部の一方の面の側に設けられ、プレート部の外周を囲む周壁部を有し、一方の面を同じ向きにしてプレート部を互いに対向させて積層されることにより、プレート部同士の間の周壁部に囲まれた空間に、第一方向へ流体を流すための流路を形成する。また、複数のインナーフィンは、伝熱プレートそれぞれの流路の内側に配置され、複数のフィンを有するフィン本体部および、フィン本体部の、第一方向に直交し、プレート部に平行な第二方向にある端部に設けられ、フィン本体部が配置された流路を形成するプレート部から離れた位置にあるツバ部を有する。そして、伝熱プレートは、それ自体が有するプレート部から一方の面の側に突出して、それ自体の流路に配置されたインナーフィンのツバ部との隙間を塞ぐ凸部を有する。 To achieve the above object, a plate heat exchanger according to the present disclosure includes multiple heat transfer plates and multiple inner fins. The plurality of heat transfer plates includes a plate portion having inlet/outlet holes formed at both ends in the first direction and a peripheral wall portion provided on one surface side of the plate portion and surrounding the outer circumference of the plate portion. and are stacked with the plate portions facing each other with one surface facing the same direction, so that the space surrounded by the peripheral wall portion between the plate portions is filled with the fluid in the first direction. form a path. In addition, the plurality of inner fins are disposed inside the flow paths of the respective heat transfer plates, and the fin body portion having the plurality of fins and the second direction perpendicular to the first direction and parallel to the plate portion of the fin body portion have the plurality of fins. It has a collar portion located at the end in the direction and spaced apart from the plate portion forming the flow path in which the fin body portion is arranged. Then, the heat transfer plate has a convex portion that protrudes from its own plate portion toward one surface side and closes the gap with the collar portion of the inner fin arranged in its own flow path.
本開示の構成によれば、伝熱プレートが有する凸部が、その伝熱プレートそれ自体が有するプレート部から一方の面の側に突出して、それ自体の流路に配置されたインナーフィンのツバ部との隙間を塞ぐ。このため、インナーフィンのツバ部とプレート部との間の隙間に流体が流れにくい。その結果、インナーフィンのツバ部よりもフィン本体部に流体が集約されやすくなり、プレート式熱交換器の熱交換効率が高い。 According to the configuration of the present disclosure, the convex portion of the heat transfer plate protrudes from the plate portion of the heat transfer plate itself to one surface side, and is the flange of the inner fin arranged in the flow path of the heat transfer plate itself. close the gap between the Therefore, it is difficult for the fluid to flow through the gap between the flange portion of the inner fin and the plate portion. As a result, the fluid is more likely to concentrate in the fin body than in the flange of the inner fin, and the heat exchange efficiency of the plate heat exchanger is high.
以下、本開示の実施の形態に係るプレート式熱交換器について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。また、図に示す直交座標系XYZにおいて、プレート式熱交換器が備える矩形状の補強プレートのプレート面が正面に向けられ、かつ補強プレートの長手方向が上下方向に向けられたときの左右方向がX軸、上下方向がZ軸、X軸とZ軸とに直交する方向がY軸である。以下、適宜、この座標系を引用して説明する。 Hereinafter, plate heat exchangers according to embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the same or equivalent part in the figure. In the orthogonal coordinate system XYZ shown in the figure, the horizontal direction is The X axis is the vertical direction, the Z axis is the vertical direction, and the Y axis is the direction perpendicular to the X and Z axes. Hereinafter, description will be made with reference to this coordinate system as appropriate.
(実施の形態1)
実施の形態1に係るプレート式熱交換器は、流路にインナーフィンが嵌められた2種類の伝熱プレートが交互に積層されたプレート式熱交換器である。このプレート式熱交換器では、インナーフィンの端部と流路の底面壁の間にある隙間に流体が流れ込むことを抑制するため、その隙間を塞ぐ凸部が伝熱プレートに設けられている。まず、図1および図2を参照して、プレート式熱交換器の全体の構成について説明する。
(Embodiment 1)
The plate heat exchanger according to Embodiment 1 is a plate heat exchanger in which two types of heat transfer plates having inner fins fitted in flow paths are alternately laminated. In this plate heat exchanger, the heat transfer plate is provided with a protrusion that closes the gap in order to prevent the fluid from flowing into the gap between the end of the inner fin and the bottom wall of the flow path. First, the overall configuration of the plate heat exchanger will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
図1は、実施の形態1に係るプレート式熱交換器1Aの斜視図である。図2は、そのプレート式熱交換器1Aの分解斜視図である。なお、図2では、理解を容易にするため、インナーフィン60、70と第一伝熱プレート10、第二伝熱プレート20の概略だけを示して、詳細な構造を省略している。
FIG. 1 is a perspective view of a
図1および図2に示すように、プレート式熱交換器1Aは、交互に積層された複数の第一伝熱プレート10および第二伝熱プレート20と、積層された第一伝熱プレート10および第二伝熱プレート20を補強するサイドプレート40、50と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第一伝熱プレート10は、熱交換対象の一つである第一流体を流す流路を有する部材である。第一伝熱プレート10は、図2に示すように、その流路の底を形成するための第一プレート部11と、流路の側壁を形成するための第一周壁部12と、を備える。
The first
第一プレート部11は、角が丸められた矩形かつ平板の形状に形成されている。そして、その板面を正面側に向けている。一方、第一周壁部12は、第一プレート部11の縁部から正面側へ、すなわち、+Y方向へ一定の長さだけ延びている。そして、第一周壁部12は、第一プレート部11の外周を取り囲んでいる。さらに、第一周壁部12は、金属板をプレス加工することにより、第一プレート部11と一体的である。これらの構成により、第一プレート部11と第一周壁部12は、第一流体の流すための流路を形成している。
The
なお、図2は、概略的な図であるため、第一周壁部12は、第一プレート部11に対して垂直であるが、実際の第一周壁部12は、第一プレート部11の外側に傾斜している。さらに、後述する第二周壁部22も、第二プレート部21の外側に傾斜している。
2 is a schematic diagram, the first
また、第一プレート部11は、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が交互に、前後方向に積層されて積層体30を形成したときに、上述した流路に第一流体を流すため、または、第二伝熱プレート20の流路に第二流体を流すため、左下隅、左上隅、右上隅、右下隅のそれぞれに第一流入孔13、第一流出孔14、第二通路孔15、16を有する。これら第一流入孔13、第一流出孔14、第二通路孔15、16は、円形状に第一プレート部11を貫通する。
In addition, when the first
各孔について説明すると、第一流入孔13は、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が積層体30を形成したときに、それ自体が形成されている第一伝熱プレート10の流路から、その第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20を挟んで背面側に隣り合う第一伝熱プレート10の流路へ第一流体を流入させるために設けられている。第一流入孔13は、それ自体が形成されている第一伝熱プレート10の背面側にある第二伝熱プレート20の後述する第一通路孔23と接続するため、第一流入孔13を取り囲むと共に、背面側に突出するリング状突起部を有する。
To explain each hole, the
また、第一流出孔14は、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が積層体30を形成したときに、上述した第二伝熱プレート20を挟んで背面側に隣り合う第一伝熱プレート10の流路から第一流出孔14それ自体が形成された第一伝熱プレート10の流路へ第一流体を流出させるために設けられている。第一流出孔14は、それ自体が形成されている第一伝熱プレート10の背面側にある第二伝熱プレート20の後述する第一通路孔24と接続するため、第一流出孔14を取り囲むと共に、背面側に突出するリング状突起部を有する。
Further, the
さらに、第二通路孔15、16は、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が積層体30を形成したときに、背面側に隣り合う第二伝熱プレート20の流路から正面側に隣り合う第二伝熱プレート20へ第二流体を流通させるために設けられている。第二通路孔15と16は、その正面側に隣り合う第二伝熱プレート20の、後述する第二流入孔25と第二流出孔26のリング状突起部に接続して、第二流体を流通させるため、正面側に突出すると共に、第二通路孔15、16それぞれを取り囲むリング状突起部を有する。
Furthermore, when the first
これに対して、第二伝熱プレート20は、もう一つの熱交換対象である第二流体を流す流路を有する部材である。第二伝熱プレート20は、第一伝熱プレート10と同様に、流路の底を形成するための第二プレート部21と、流路の側壁を形成するための第二周壁部22と、を備える。
On the other hand, the second
第二プレート部21は、第一伝熱プレート10の第一プレート部11と同じ形状、大きさに形成されている。また、第二周壁部22も、第一伝熱プレート10の第一周壁部12と同じ形状、大きさに形成されている。そして、第二プレート部21と第二周壁部22は、第一伝熱プレート10の場合と同様に、プレス加工により形成されて一体である。これらの構成により、第二プレート部21と第二周壁部22は、第二流体の流すための流路を形成している。
The
また、第二プレート部21は、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が積層体30を形成したときに、第二プレート部21それ自体が形成する流路に第二流体を流すため、または、第一伝熱プレート10の流路に第一流体を流すため、第一伝熱プレート10の第一流入孔13、第一流出孔14、第二通路孔15、16と前後方向に重なる位置に第一通路孔23、24、第二流入孔25、第二流出孔26を有する。これら第一通路孔23、24、第二流入孔25、第二流出孔26は、第一伝熱プレート10の第一流入孔13、第一流出孔14、第二通路孔15、16と同径の円形の形状に形成され、第二プレート部21を貫通する。
Further, the
この第二プレート部21の各孔について説明すると、第一通路孔23、24それぞれは、正面側に突出すると共に、それら自身を取り囲むリング状突起部を有する。そして、第一通路孔23、24は、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が積層体30を形成したときに、それらリング状突起部のそれぞれが、第二伝熱プレート20と正面側に隣り合う第一伝熱プレート10の、上述した第一流入孔13、第一流出孔14を取り囲むリング状突起部それぞれと接触してつながる。これにより、第一通路孔23、24は、正面側に隣り合う第一伝熱プレート10の第一流入孔13、第一流出孔14との間で第一流体を流出入させることが可能である。その結果、第一通路孔23、24は、背面側に隣り合う第一伝熱プレート10の流路から正面側に隣り合う第一伝熱プレート10の流路へ第一流体の流通を可能にする。
Each hole of the
また、第二流入孔25は、背面側に突出すると共に、それら自身を取り囲むリング状突起部を有する。そして、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が積層体30を形成したときに、そのリング状突起部は、第二伝熱プレート20と背面側に隣り合う第一伝熱プレート10の第二通路孔15のリング状突起部と接してつながる。これにより、第二流入孔25は、それ自体が形成されている第二伝熱プレート20の流路から、背面側にある第一伝熱プレート10の第二通路孔15を介して、その第一伝熱プレート10よりもさらに背面側にある第二伝熱プレート20の流路へ第二流体を流入させることを可能にする。
In addition, the second inflow holes 25 have ring-shaped protrusions that protrude toward the rear side and surround themselves. Then, when the first
さらに、第二流出孔26は、第二流入孔25と同様に、背面側に突出すると共に、それら自身を取り囲むリング状突起部を有する。そのリング状突起部は、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が積層体30を形成したときに、第二伝熱プレート20と背面側に隣り合う第一伝熱プレート10の第二通路孔16のリング状突起部と接してつながる。これにより、第二流出孔26は、その背面側に隣り合う第一伝熱プレート10のさらに背面側にある第二伝熱プレート20の流路から、第二流出孔26それ自体が形成されている第二伝熱プレート20の流路へ第二流体を流出させることを可能にする。
Furthermore, like the
このような構成の第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が、複数個ずつ、第一周壁部12がある面または、第二周壁部22がある面を正面に向けた状態で、前後方向に一定の隙間を設けたうえで、交互に積層されている。これにより、第一プレート部11、第二プレート部21を対向させた上記積層体30が形成されている。この積層体30は、強度を高めるため、サイドプレート40、50に挟みこまれている。
A plurality of each of the first
サイドプレート40は、積層体30の正面側に配置されて積層体30を補強する。詳細には、積層体30では、最も正面側に第一伝熱プレート10が位置している。サイドプレート40は、その第一伝熱プレート10の第一周壁部12に囲まれた空間に嵌め込み可能な、角が丸い矩形の形状に形成されている。そして、その空間に正面側から嵌め込まれて接合されている。これにより、サイドプレート40は、流路を正面側から覆って塞ぐと共に、積層体30を補強する。
The
また、サイドプレート40は、積層体30内の第一伝熱プレート10の流路と第二伝熱プレート20の流路に第一流体、第二流体を供給、排出するため、左下隅、左上隅、右上隅、右下隅に円管41-44を有する。
In addition, the
それら円管41-44は、上述した第一伝熱プレート10の第一流入孔13、第一流出孔14、第二通路孔15、16と前後方向に重なる。また、円管41-44は、第二伝熱プレート20の第一通路孔23、24、第二流入孔25、第二流出孔26と前後方向に重なる。これにより、円管41-44は、第一流体、第二流体を各孔に流入しやすくしている。または、第一流体、第二流体を各孔から流出しやすくしている。
These
これらの円管41-44のうち、円管41、42は、図示しない外部機器に接続されることにより、図2に示す矢印Pに示すように、第一流体を供給、排出する。また、円管43、44は、図示しない別の外部機器に接続されることにより、矢印Qに示すように、第二流体を供給、排出する。これにより、第一流体と第二流体に熱交換をさせる。
Of these
これに対して、サイドプレート50は、第二伝熱プレート20の第二プレート部21と同じ形状、同じ大きさに形成されている。積層体30は、最も背面の側に第二伝熱プレート20が位置しているところ、サイドプレート50は、その第二伝熱プレート20が有する第二プレート部21に背面側から重ね合わされ、さらに、第二プレート部21に接合される。これにより、サイドプレート50は、積層体30を補強する。
On the other hand, the
プレート式熱交換器1Aでは、上述したように、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が、交互に積層されることにより積層体30が形成されている。そして、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20には、第一プレート部11、第二プレート部21の四隅に第一流体、第二流体が流出入する各孔が形成されている。このため、第一流体と第二流体がサイドプレート40の円管41、43から供給されると、第一流体と第二流体は、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20の流路を第一プレート部11と第二プレート部21の長手方向へ、すなわち、上下方向へ流れる。第一伝熱プレート10の流路は、前後方向に隣り合う第二伝熱プレート20の第二プレート部21に塞がれている。また、第二伝熱プレート20の流路は、前後方向に隣り合う第一伝熱プレート10の第一プレート部11に塞がれている。このため、第一流体と第二流体の熱は、第一プレート部11と第二プレート部21に伝わり、熱交換が行われる。
In the
この熱交換では、熱交換効率を高めるため、第一流体と第二流体から第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20への伝熱性が高いことが望ましい。そこで、伝熱性を高めるため、第一伝熱プレート10の流路と第二伝熱プレート20の流路には、インナーフィン60、70が設けられている。
In this heat exchange, it is desirable that the heat transfer from the first fluid and the second fluid to the first
また、第一流体と第二流体は、温度、相、圧力、構成物質等の条件が互いに異なる流体であり、例えば、一方が水で、他方が冷媒である。このため、インナーフィン60、70は、熱交換対象の第一流体と第二流体の特性に応じた形状、大きさであることが望ましい。そこで、インナーフィン60、70には、第一流体、第二流体として流される流体が変更された場合に、それら流体の特性に応じた形状、大きさに変更を容易にするため、第一伝熱プレート10、第二伝熱プレート20と一体ではなく、別個の部品として製造されたものが用いられている。
Further, the first fluid and the second fluid are fluids having mutually different conditions such as temperature, phase, pressure, constituent substances, etc. For example, one is water and the other is a refrigerant. Therefore, it is desirable that the
続いて、図2のほか、図3-図5を参照して、インナーフィン60、70の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図3は、プレート式熱交換器1Aが備える第一伝熱プレート10に設けられたインナーフィン60の斜視図である。図4は、プレート式熱交換器1Aが備える、インナーフィン60が設置された第一伝熱プレート10の正面図である。図5は、インナーフィン60、70が取り付けられて積層された、第一凸部17が設けられていない第一伝熱プレート10と第二凸部27が設けられていない第二伝熱プレート20の断面図である。
FIG. 3 is a perspective view of the
なお、図3では、理解を容易にするため、インナーフィン60の一部だけを拡大している。また、位置関係を示すため、第一プレート部11のプレート面を点線で示している。図5では、理解を容易にするため、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20がそれぞれ1つの積層体30を示している。
3, only a part of the
インナーフィン60は、図3に示すように、第一流体との接触面積を増加させるため、コルゲート状に形成されたフィン本体部61と、フィン本体部61の右端から右へ延在するツバ部62と、を備える。なお、図4に示すように、インナーフィン60は、フィン本体部61の左端にもツバ部62を備える。
As shown in FIG. 3, the
フィン本体部61は、伝熱効率を高めるため、図3に示すように、オフセットフィンと呼ばれる形状に形成されている。詳細には、フィン本体部61は、上下方向に一定の幅BWを有し、前後方向に一定の振幅A1で波打って左右方向に一定の波長L1で延びるコルゲート状の帯63が、複数個、上下方向に配列され連結された形状を有する。その振幅A1は、インナーフィン60が設置される流路の深さ、すなわちY方向深さと同じである。そして、それらコルゲート状の帯63は、上下方向に隣接するコルゲート状の帯63の、コルゲートの頂部64と底部65が一定の距離だけ、具体的には波長L1の半分だけ、ずれている。このような構成により、フィン本体部61は、流体を上下方向に整流すると共に、流体からの伝熱効率を高めている。
The fin
また、フィン本体部61は、コルゲートの頂部64と底部65が平らである。これにより、流路内に設置されたときに、その流路を形成する第一プレート部11との接触面積が増やされている。また、その流路を正面側から覆う第二プレート部21との接触面積が増やされている。その結果、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20への伝熱性が高められている。
The
フィン本体部61の右端では、コルゲート状の帯63それぞれが底部65から頂部64側へ立ち上がっている。そのフィン本体部61の右端は、さらに右へ延在するツバ部62とつながっている。
At the right end of the
ツバ部62は、インナーフィン60の製造時に切断代を設けるために形成されている部分である。すなわち、インナーフィン60は、金属板がプレス加工されることにより形成されているところ、ツバ部62は、プレス加工後、プレスされた金属板から作製されたインナーフィン60を切り離すときの切断代を設けるために設定された平板状の部分である。なお、本明細書では、フィン本体部61の流路の底から離れた位置から、庇状に流路の底に被さる形状から、ツバ部62と称している。
The
ツバ部62は、上下方向に隣接するコルゲート状の帯63の頂部64と底部65が一定の距離だけ、左右方向にずれているところ、それらの最も右端にある底部65から一定の長さFL1だけ右へ真っ直ぐ延在している。このツバ部62の長さFL1は、製造上の制約から、フィンピッチP1よりも長い。例えば、ツバ部62の長さFL1は、フィンピッチP1が2mmである場合に、2~3mmである。そして、ツバ部62は、上記の帯63それぞれとつながっている。
The
ツバ部62は、図4に示すように、フィン本体部61の左端にも設けられている。図5に示すように、ツバ部62の左端でもフィン本体部61の帯63が底部65から頂部64側へ立ち上がっており、その立ち上がった帯63の左端からツバ部62が左へ延在している。その形状は、図3に示す右端にあるツバ部62と左右対称である。このため、詳細な説明は省略する。
The
また、インナーフィン70は、図5に示すように、フィン本体部61と同様の構成のオフセットフィンと呼ばれる形状のフィン本体部71を備える。このフィン本体部71は、第二流体の圧力、流速等の条件が第一流体の条件と異なることから、コルゲートの振幅A2、波長L2がフィン本体部61のそれらと異なり、例えば、コルゲートの振幅A2、波長L2がフィン本体部61のそれらよりも大きい。
5, the
また、インナーフィン70は、フィン本体部71の左端にツバ部62と同様の構成のツバ部72を備える。また、図示しないが、右端にもツバ部72を備える。これらツバ部72の左右方向の長さFL2は、フィン本体部71のコルゲートの振幅A2、波長L2がインナーフィン60のフィン本体部61のそれらと異なる結果、ツバ部62と異なり、例えば、左右方向の長さFL2がツバ部62の長さFL1よりも短い。
Further, the
インナーフィン60と70は、図2および図4に示すように、全体として正面視で矩形状の形成に形成されている。その矩形の形状は、第一伝熱プレート10の流路の第一流入孔13から第一流出孔14まで間の領域、または、第二伝熱プレート20の流路の第二流入孔25から第二流出孔26までの間の領域に嵌め込み可能な矩形の形状である。例えば、インナーフィン60と70の長手方向の長さは、400mm程度であり、短手方向の長さは、45~195mmである。インナーフィン60と70は、上述した向きで、これらの領域に嵌め込まれている。そして、インナーフィン60、70は、コルゲートの頂部64、底部65を第一プレート部11、第二プレート部21に接触させている。これにより、第一流体、第二流体が第一伝熱プレート10、第二伝熱プレート20の流路に流されたときの伝熱性を高めている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
上述したように、インナーフィン60のツバ部62は、コルゲートの底部65の側ではなく、頂部64の側にある。また、インナーフィン70のツバ部72も同様である。このため、インナーフィン60と70を第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20の流路に設置されると、図5に示すように、インナーフィン60のツバ部62と流路の底を形成する第一プレート部11との間に隙間2が生じてしまう。同様に、インナーフィン70のツバ部72と流路の底を形成する第二プレート部21との間にも隙間3が生じてしまう。
As mentioned above, the
さらに、インナーフィン60のツバ部62と第一プレート部11の隙間2は、上述したように、ツバ部62の左右方向の長さFL1がフィンピッチP1よりも大きいことから、フィン本体部61のコルゲートの頂部64同士または底部65同士の間にある第一流体を流すためのフィン空間5よりも大きい。また、その隙間2は、フィン本体部61の第一流体を流すためのフィン空間5と同じく上下方向へ、すなわち、第一流体が流れるZ方向へ延在している。その結果、隙間2は、フィン本体部61よりも、第一流体が流路に流されたときの圧力損失が小さく、第一流体が流れやすい。これにより、隙間2に第一流体が集約されやすい。その結果、フィン本体部61を流れる第一流体の量が減少して、熱交換効率が低下してしまう。
Further, the
これは、インナーフィン70のツバ部72と第二プレート部21の隙間3でも同様であり、その隙間3も、第二流体が集約されやすい。その結果、インナーフィン70のフィン本体部71でも、第二流体の流量が減少して、熱交換効率が低下してしまう。
The same applies to the
そこで、プレート式熱交換器1Aでは、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20に上述した隙間2を塞ぐ第一凸部と第二凸部が設けられている。次に、図6および図7を参照して、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20の第一凸部と第二凸部とそれに関連する構成について説明する。
Therefore, in the
図6は、プレート式熱交換器1Aが備える積層体30の断面図である。図7は、図6に示すVII領域の拡大図である。図8は、第一伝熱プレート10の正面図である。図9は、第二伝熱プレート20の正面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a laminate 30 included in the
なお、図6および図7では、理解を容易にするため、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が2つずつ積層された例を示している。また、それらのうち、1つの第一伝熱プレート10と1つの第二伝熱プレート20にだけインナーフィン60、70を設置している。さらに、図6は、図4、図8、図9に示すVI-VI切断線の位置で積層体30を切断したと仮定した場合の断面を示している。また、図8では、位置関係を示すため、インナーフィン60の位置と第二伝熱プレート20にある第二凸部27の位置を点線で示している。図9も同様に、インナーフィン70の位置と第一伝熱プレート10にある第一凸部17の位置を点線で示している。
6 and 7 show an example in which two first
図6および図7に示すように、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20は、流路それぞれ内に突出する第一凸部17と第二凸部27を備える。
As shown in FIGS. 6 and 7, the first
第一凸部17は、インナーフィン60が配置された、第一伝熱プレート10の流路の、第一プレート部11の左右端と第一周壁部12とが形成するコーナー部分に設けられている。同様に、第二凸部27は、インナーフィン70が配置された、第二伝熱プレート20の流路の、第二プレート部21の左右端と第二周壁部22とが形成するコーナー部分に設けられている。これらの形状は、図7に示すように、流路の断面視で、すなわち、XY断面視で、第一凸部17が長手方向の辺が第一周壁部12につながり、短手方向の辺が第一プレート部11につながった矩形状であり、第二凸部27が第二周壁部22から第二プレート部21へ延びる弧状、すなわち、半円を二分割した扇状である。
The first
第一凸部17と第二凸部27が流路内に突出する高さは、すなわち、第一凸部17と第二凸部27の、第一プレート部11、第二プレート部21の+Y面からのY方向の高さH1、H2は、インナーフィン60、70のツバ部62、72の高さよりも、ツバ部62の厚みT1、T2とろう接に必要な隙間の分だけ小さい。例えば、第一凸部17と第二凸部27のY方向の高さH1、H2は、0.4~4.0mmである。これにより、第一凸部17と第二凸部27は、ツバ部62、72にろう付け可能な距離まで近接している。そして、それらの先端にツバ部62、72がろう付けされている。
The height at which the first
また、第一凸部17と第二凸部27の左右方向の幅、すなわち、X方向の幅W1、W2は、インナーフィン60のツバ部62、72の左右方向の長さFL1、FL2よりも製造、組み立てのばらつき分、小さいだけである。例えば、第一凸部17と第二凸部27のX方向の幅W1、W2は、ツバ部62、72の左右方向の長さFL1、FL2が2.0~3.0mmである場合に、1.3~2.4mmである。
In addition, the lateral widths of the
このような大きさに形成されることにより、第一凸部17と第二凸部27は、ツバ部62、72の下にある、図5に示す隙間2、3の大部分を塞いでいる。その結果、これら隙間2、3に第一流体、第二流体が流れ込むことを抑制している。
By being formed in such a size, the
また、第一凸部17は、図8に示すように、正面視で第一伝熱プレート10の第一周壁部12の左壁、右壁それぞれから右または左の流路内に向かって出っ張った細長い矩形の形状である。同様に、第二凸部27は、図9に示すように、正面視で第二伝熱プレート20の第二周壁部22の左壁、右壁それぞれから右または左の流路内に向かって出っ張った細長い矩形の形状である。これらにより、第一凸部17と第二凸部27は、第一伝熱プレート10の第一周壁部12と第二伝熱プレート20の第二周壁部22に沿って、上述したツバ部62、72と第一プレート部11、12との隙間を塞いでいる。そして、これら隙間に第一流体、第二流体が流れ込むことを抑制している。
Further, as shown in FIG. 8, the first
さらに、第一凸部17と第二凸部27は、図8および図9に示すように、上下方向に位置がずれている。
Furthermore, the positions of the
その位置のずれの理由を説明すると、第一凸部17と第二凸部27は、金属板がプレス加工されることにより第一伝熱プレート10、第二伝熱プレート20が形成されているところ、そのプレス工程で形成された結果、第一プレート部11、第二プレート部21の上記コーナー部分が流路側に、つまり正面側に折れ曲がることにより形成されている。これにより、図7に示すように、第一凸部17の背面側には、空間S1の凹みが形成されている。また、第二凸部27の背面側には、空間S2の凹みが形成されている。
To explain the reason for the positional deviation, the first
その結果、第一凸部17が形成された箇所では、第一凸部17の背面にある空間S1に、背面側の第二伝熱プレート20の流路を流れる第二流体が流れ込んでしまい、第二流体がその空間S1の中を上下方向、すなわちZ方向に流れてしまう。また、第二凸部27が形成された箇所でも、第二凸部27の背面の空間S2に、背面側の第一伝熱プレート10の流路を流れる第一流体が流れ込んでしまい、第一流体がその空間S2の中をZ方向に流れてしまう。このため、第一凸部17と第二凸部27が前後方向、すなわちY方向に重なってしまうと、その重なった箇所で、第一凸部17と第二凸部27が図5に示す隙間2、3を塞いだ場合でも、第一流体と第二流体が、図7に示す空間S2、空間S1をZ方向に流れてしまい、インナーフィン60、70のフィン本体部61、71の流量が減少してしまう。
As a result, at the location where the first
これに対して、第一凸部17と第二凸部27がY方向に重なっておらず、Z方向にずれていると、第一凸部17が形成されたZ方向の箇所で空間S1に第二流体が流れ込んでしまうものの、第二凸部27が形成された、別のZ方向の箇所では、第一凸部17が形成されていないため、空間S1それ自体が存在せず、空間S1を第二流体が流れることがない。さらに、第二凸部27が隙間3を塞ぐため、第二流体が隙間3を流れにくい。これにより、第二流体をインナーフィン70のフィン本体部71に集約することができる。また、第二凸部27が形成された、別のZ方向の箇所では、空間S2に第一流体が流れ込んでしまうが、第一凸部17が形成されたZ方向の箇所で、第二凸部27が存在しない結果、空間S2それ自体が存在せず、空間S2に第一流体が流れ込むことがない。そして、第一凸部17それ自身が隙間2を塞ぐため、第一流体が隙間2を流れにくい。これにより、第一流体をインナーフィン60のフィン本体部61に集約することができる。
On the other hand, if the first
そこで、Z方向に同じ箇所で第一流体と第二流体が空間S1、S2をZ方向に流れてしまうことを防ぐため、第一凸部17と第二凸部27は、上述したように、Z方向に位置がずれている。
Therefore, in order to prevent the first fluid and the second fluid from flowing through the spaces S1 and S2 in the Z direction at the same location in the Z direction, the first
第一凸部17と第二凸部27は、このような形状、配置にされ、さらに、それらの+Y側にあるインナーフィン60、70のツバ部62、72と、ろう付けされている。これにより、第一凸部17と第二凸部27は、インナーフィン60、70を固定している。そして、第一凸部17と第二凸部27は、上述したように、インナーフィン60のツバ部62と第一プレート部11の、図5に示す隙間2と、インナーフィン70のツバ部72と第二プレート部21の隙間3とを塞いでいる。これにより、第一凸部17と第二凸部27は、これらの隙間2、3の圧力損失がフィン本体部61、71の圧力損失よりも小さくなってしまうことを抑制している。そして、隙間2、3を第一流体と第二流体が流れにくくしている。その結果、第一凸部17と第二凸部27は、フィン本体部61、71を流れる第一流体、第二流体の量が減少してしまうことを抑制して、熱交換効率を高めている。
The first
なお、上述した実施の形態1に係るプレート式熱交換器1Aの第一伝熱プレート10、第二伝熱プレート20は、本明細書でいうところの伝熱プレートの一例である。また、第一プレート部11、第二プレート部21と第一周壁部12、第二周壁部22は、プレート部と周壁部の一例である。第一流体、第二流体は、流体の一例である。フィン本体部61、71のコルゲートの頂部64、底部65は、フィン本体部61、71が有する複数のフィンの一例である。
The first
また、第一流入孔13、第一流出孔14、第二流入孔25、第二流出孔26は、本明細書でいうところの流出入孔の一例である。ここで、第一流入孔13、第一流出孔14、第二流入孔25、第二流出孔26は、第一流体、第二流体を供給する外部機器、別の外部機器の切り換えにより流れが変わることがあり、その場合、第一流出孔、第一流入孔、第二流出孔、第二流入孔と呼ばれてもよい。
Also, the
さらに、第一流体、第二流体の流れる方向である上下方向、すなわち、Z方向は、本明細書でいうところの第一方向の一例であり、それに直交する左右方向、すなわち、X方向は、第二方向の一例である。また、第一凸部17、第二凸部27は、凸部の一例である。そして、第一凸部17、第二凸部27が突出する第一プレート部11、第二プレート部21の正面側の面は、凸部が突出する一方の面の一例である。
Furthermore, the vertical direction, which is the direction in which the first fluid and the second fluid flow, that is, the Z direction is an example of the first direction in this specification, and the horizontal direction orthogonal thereto, that is, the X direction is It is an example of the second direction. Also, the first
以上のように、実施の形態1に係るプレート式熱交換器1Aでは、第一伝熱プレート10が、第一プレート部11から流路側に突出して、第一プレート部11とツバ部62との間にある隙間2を塞ぐ第一凸部17を有する。このため、第一プレート部11とツバ部62との隙間2に第一流体が流れにくい。その結果、プレート式熱交換器1Aでは、ツバ部62よりもフィン本体部61に第一流体が集約されやすい。また、プレート式熱交換器1Aの熱交換効率が高い。
As described above, in the
また、プレート式熱交換器1Aでは、第二伝熱プレート20が、第二プレート部21から流路側に突出して、第二プレート部21とツバ部72との間にある隙間3を塞ぐ第二凸部27を有する。このため、上記第一伝熱プレート10の場合と同様に、第二プレート部21とツバ部72との隙間3に第二流体が流れにくく、ツバ部72よりもフィン本体部71に第一流体が集約されやすい。プレート式熱交換器1Aの熱交換効率が高い。
Further, in the plate-
第一凸部17と第二凸部27は、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が積層された積層方向に重なり合わず、その位置がずれている。第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20のプレート面が屈曲することにより、第一凸部17と第二凸部27が形成され、一方の面に凸、他方の面に凹の形状である場合に、第一流体と第二流体が、その凹部分を通過して流れてしまうことがあるが、第一凸部17と第二凸部27は、このような構成を備えることにより、第一流体と第二流体が凹部分を通過して流れてしまうことを抑制する。
The first
第一凸部17は、第一伝熱プレート10の第一プレート部11と第一周壁部12が形成するコーナー部に形成され、その第一周壁部12に沿っているので、プレート式熱交換器1Aの強度が高い。同様に、第二凸部27は、第二伝熱プレート20の第二プレート部21と第二周壁部22が形成するコーナー部に形成され、その第二周壁部22に沿っているので、プレート式熱交換器1Aの強度が高い。
The first
(変形例)
実施の形態1では、第一凸部17と第二凸部27にインナーフィン60、70のツバ部62、72がろう付けされている。しかし、第一凸部17と第二凸部27はこれに限定されない。プレート式熱交換器1Aでは、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20が積層された状態で、隣り合う第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20がろう付けされているが、そのろう付けで十分な機械的強度が得られるのであれば、第一凸部17と第二凸部27にインナーフィン60、70のツバ部62、72がろう付けされていなくてもよい。
(Modification)
In Embodiment 1,
例えば、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20の長手方向が100~800mm、それらの短手方向が50~200mmであり、プレートの厚みが0.2mmである場合、第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20の大きさに対してプレートの厚みが十分に厚いため、プレート式熱交換器1Aの機械的強度が高い。このような大きさの場合、隣り合う第一伝熱プレート10と第二伝熱プレート20がろう付けされることにより、十分な機械的強度が得られるため、インナーフィン60、70のツバ部62、72は、第一凸部17と第二凸部27にろう付けされていなくてもよい。
For example, when the longitudinal direction of the first
なお、実施の形態1では、第一凸部17と第二凸部27が接合可能な程度にツバ部62と72と近接しているが、上記のように、ツバ部62、72が第一凸部17、第二凸部27に接合されない場合、第一凸部17と第二凸部27は、ツバ部62、72に接するとよい。
In Embodiment 1, the first
(実施の形態2)
実施の形態1に係るプレート式熱交換器1Aでは、第一凸部17と第二凸部27が一つずつ設けられているが、第一凸部17と第二凸部27はこれに限定されない。第一凸部17と第二凸部27は、それぞれ複数個設けられてもよい。
(Embodiment 2)
In the
実施の形態2に係るプレート式熱交換器1Bは、第一凸部87が複数個設けられた第一伝熱プレート80と、第二凸部97が複数個設けられた第二伝熱プレート90と、を備える。
A
以下、図10-図12を参照して、実施の形態2に係るプレート式熱交換器1Bについて説明する。実施の形態2では、実施の形態1と異なる構成を中心に説明する。
A
図10は、実施の形態2に係るプレート式熱交換器1Bが備える積層体35の正面図である。図11は、プレート式熱交換器1Bが備える第一伝熱プレート80の正面図である。図12は、プレート式熱交換器1Bが備える第二伝熱プレート90の正面図である。
FIG. 10 is a front view of a laminate 35 included in the
なお、図10では、正面側から、第一伝熱プレート80、第二伝熱プレート90の順序で、第一伝熱プレート80と第二伝熱プレート90が交互に積層された積層体35を正面から視た図を示している。そして、理解を容易にするため、第二伝熱プレート90の第二凸部97を点線で示している。また、図10-図12では、第一凸部87と第二凸部97の位置関係を示すため、インナーフィン60、70を省略している。
10, the laminate 35 in which the first
図10および図11に示すように、第一伝熱プレート80には、第一周壁部82の左壁部分と右壁部分それぞれに沿って、複数個の第一凸部87が配列されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the first
複数個の第一凸部87は、第一伝熱プレート80の上領域内にある第一周壁部82の左壁部分、その上領域内にある第一周壁部82の右壁部分、第一伝熱プレート80の下領域内にある第一周壁部82の左壁部分、その下領域内にある第一周壁部82の右壁部分のそれぞれに3つずつ設けられている。これら3つの第一凸部87それぞれは、一定のピッチP2で上下方向に配列されている。
The plurality of
第一凸部87それぞれは、図示しないが、実施の形態1の第一凸部17と同じく、第一プレート部81が正面側にある流路に向かって屈曲することにより形成されている。これにより、第一凸部87それぞれは、流路の内部へ突出している。そして、第一凸部87の先端は、図10、図11に示さないインナーフィン60のツバ部62まで延び、そのツバ部62に接合されている。第一凸部87それぞれの詳細な形状、ツバ部62に対する相対的な位置は、実施の形態1の第一凸部17と同様である。これにより、第一凸部87それぞれは、インナーフィン60のツバ部62と第一プレート部81との隙間2を塞いでいる。その結果、第一凸部87それぞれは、隙間2への第一流体の進入を抑制している。
Although not shown, each of the first
これに対して、図10および図12に示すように、第二伝熱プレート90には、第二周壁部92の左壁部分と右壁部分それぞれに沿って、複数個の第二凸部97が配列されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 10 and 12, the second
複数個の第二凸部97は、第二伝熱プレート90の上領域内にある第二周壁部92の左壁部分、その上領域内にある第二周壁部92の右壁部分、第二伝熱プレート90の下領域内にある第二周壁部92の左壁部分、その下領域内にある第二周壁部92の右壁部分のそれぞれに4つずつ設けられている。これら4つの第二凸部97それぞれは、第一凸部87と同じピッチP2で上下方向に配列されている。
The plurality of
さらに、これら4つの第二凸部97は、上述した3つの第一凸部87と上下方向にずれている。詳細には、上述した第一凸部87と第二凸部97の上下方向の長さは、上述したピッチP2よりも短い。そして、第二凸部97同士の間の中央に第一凸部87が配置されている。これにより、第一凸部87と第二凸部97は、上下方向に互い違いに配置されている。その結果、実施の形態1で説明したように、第一凸部87と第二凸部97が前後方向に重なったときに第一流体、第二流体が第一凸部87と第二凸部97の間を通って上下方向に流れてしまうことを抑制している。
Furthermore, these four
第二凸部97それぞれも、図示しないが、実施の形態1の第二凸部27と同様に、第二プレート部91が正面側の流路に向かって屈曲することにより形成されている。そして、流路内へ突出している。第二凸部97の先端は、図12に示さないインナーフィン70のツバ部72まで延び、そのツバ部72に接合されている。第二凸部97も、それぞれの詳細な形状、ツバ部72に対する相対的な位置は、実施の形態1の第二凸部27と同様である。これにより、第二凸部97それぞれは、インナーフィン70のツバ部72と第二プレート部91との隙間3を塞いでいる。その結果、第二凸部97それぞれは、隙間3への第二流体の進入を抑制している。
Although not shown, each of the
複数個の第二凸部97のうち、最も上にある、または最も下にある第二凸部97は、複数個の第一凸部87のうちの最も上にある、または最も下にある第一凸部87よりも上、または下に配置されている。これにより、上記の最も上にある、または最も下にある第二凸部97は、第一凸部87よりも第一流入孔13、第一流出孔14、第二流入孔25、第二流出孔26により近い。その結果、その第二凸部97は、第一流体よりも第二流体のほうが、上述した隙間3へ進入したときに熱交換効率への影響が大きい場合に、その第二流体の進入を第一凸部87よりも、第二流体の流入先により近い箇所で抑制することができる。これにより、プレート式熱交換器1Bの熱交換効率を高めることができる。
Among the plurality of
例えば、第一流体が水、第二流体が、フルオロカーボン系冷媒または、アンモニア、二酸化炭素等の非フルオロカーボン系冷媒である場合に、第二流体のほうが交換効率への影響が大きいが、その場合にプレート式熱交換器1Bの熱交換効率を高めることができる。
For example, when the first fluid is water and the second fluid is a fluorocarbon refrigerant or a non-fluorocarbon refrigerant such as ammonia or carbon dioxide, the second fluid has a greater effect on exchange efficiency. The heat exchange efficiency of the
なお、実施の形態1で説明したように、第一流体がサイドプレート40下領域の隅にある円管41から供給され、第二流体が、その反対側の上領域側の隅にある円管43から供給される結果、積層体35には、第一流体と第二流体が互いに逆方向に流れる向流の形式で供給される。このため、複数個の第二凸部97のうち、最も上にある第二凸部97が、どの第一凸部87よりも上に、すなわち、どの第一凸部87よりも第二流入孔25の側に位置していればよい。ただし、円管41、43に接続される外部機器および、別の外部機器が第一流体、第二流体の流れを逆転させることがある場合には、実施の形態2のように、複数個の第二凸部97のうち、最も下にある第二凸部97は、どの第一凸部87よりも下に、すなわち、どの第一凸部87よりも第二流出孔26の側に位置することが望ましい。
As described in the first embodiment, the first fluid is supplied from the
以上のように、実施の形態2に係るプレート式熱交換器1Bでは、第一伝熱プレート80が、インナーフィン60のツバ部62と第一プレート部81との隙間2を塞ぐ複数個の第一凸部87を備える。また、第二伝熱プレート90がインナーフィン70のツバ部72と第二プレート部91との隙間3を塞ぐ複数個の第二凸部97を備える。その結果、これらの隙間2、3を第一流体、第二流体が流れて、熱交換効率が低下することをより効果的に抑制することができる。
As described above, in the plate-
また、複数個の第一凸部87と複数個の第二凸部97は、前後方向、すなわち、積層体35の積層方向に重なり合わないで、上下方向、すなわち、第一流体と第二流体の流れる方向にずれている。第一プレート部81、第二プレート部91を屈曲することによって、第一凸部87と第二凸部97が形成され、その結果、第一凸部87と第二凸部97が一方の面に凸、他方の面に凹の形状である場合に、第一流体、第二流体が、それらの凹部を通過して流れてしまうことがあるが、第一凸部87と第二凸部97は、実施の形態1と同様に、このような第一流体、第二流体の流れを抑制することができる。
In addition, the plurality of
プレート式熱交換器1Bでは、複数の第二凸部97のうちの一つが第一凸部87のいずれよりも第二流入孔25の側に位置している。また、その第二凸部97から第二流入孔25までの距離は、第一凸部87から第一流入孔13までの距離よりも短い。隙間2、3に第一流体または第二流体が流れたときの熱交換効率への影響が、第一流体よりも第二流体のほうが大きいことがあるが、第二凸部97は、そのような場合に、第二流体が隙間3に流れ込んで熱交換効率が低下することを効果的に抑制できる。
In the plate heat exchanger 1</b>B, one of the plurality of
以上、本開示の実施の形態に係るプレート式熱交換器1A、1Bについて説明したが、プレート式熱交換器1A、1Bは、これに限定されない。
Although the
実施の形態1および2では、プレート式熱交換器1A、1Bは、第一伝熱プレート10、80、第二伝熱プレート20、90の長手方向が上下方向、短手方向が左右方向であり、これらが前後方向に積層されている向きに向けられているが、プレート式熱交換器1A、1Bの向きはこれに限定されない。実施の形態1および2のプレート式熱交換器1A、1Bの向きは、説明のための便宜的なものにすぎない。第一伝熱プレート10、80、第二伝熱プレート20、90等のプレート式熱交換器1A、1Bの各構成が、上述した位置関係であるのであれば、プレート式熱交換器1A、1Bの向きは、任意である。
In
実施の形態1および2では、第一凸部17、87は、インナーフィン60のツバ部62に接合可能な程度に突出している。また、第二凸部27、97は、インナーフィン70のツバ部72に接合可能な程度に突出している。しかし、第一凸部17、87と第二凸部27、97は、これに限定されない。第一凸部17、87、第二凸部27、97は、第一プレート部11、81、第二プレート部21、91から、第一周壁部12、82、第二周壁部22、92がある面の側に突出して、第一プレート部11、81、第二プレート部21、91が形成する流路に配置されたインナーフィン60、70のツバ部62、72との隙間2、3を塞いでいればよい。
In
ここで、塞ぐとは、一般的には、すき間、穴をなくするという意味のほかに、 通行、流れを妨げる、阻むという意味があるが、本明細書では、流れを妨げる、阻むということをいう。 Here, blocking generally means not only eliminating gaps and holes, but also impeding passage and flow. Say.
隙間2、3の塞ぎの程度について説明すると、隙間2、3は、その圧力損失がフィン本体部61、71の圧力損失以上となる程度に塞がれていればよい。例えば、隙間2、3を塞いだ結果、その一部が塞がれないままである場合に、その塞がれないままの空間の断面積が、フィン本体部61、71の隣り合う頂部64同士の間、または隣り合う底部65同士の間のフィン空間5の断面積以下であるとよい。
Regarding the degree of closure of the
また、実施の形態1および2では、第一凸部17、87、第二凸部27、97は、インナーフィン60、70のフィン本体部61、71と左右方向に隣り合い、それらの間に微小な空間が開いたままである。しかし、上述したように、ツバ部62、72と第一プレート部11、81、第二プレート部21、91との間の隙間2、3は、フィン本体部61、71の圧力損失以上の圧力損失となる程度に塞がれていればよい。このため、第一凸部17、87、第二凸部27、97は、インナーフィン60、70のフィン本体部61、71に左右方向から隣接して、上記の微小な空間が完全に塞がれてもよい。
Further, in the first and second embodiments, the first
なお、第一凸部17、87、第二凸部27、97は、第一周壁部12、82、第二周壁部22、92にも隣接してもよいが、第一周壁部12、82、第二周壁部22、92との間に微小な空間を挟んで隣り合っていてもよい。その場合、隙間2、3を完全に塞ぐことにならないが、隙間2、3は、フィン本体部61、71の圧力損失以上の圧力損失となる程度に塞がれていればよい。
The
実施の形態1および2では、第一凸部17、87、第二凸部27、97は、流路の断面視で矩形、半円を二分割した扇状である。しかし、第一凸部17、87、第二凸部27、97は、これに限定されない。第一凸部17、87、第二凸部27、97は、上述したように、第一プレート部11、81、第二プレート部21、91から、第一周壁部12、82、第二周壁部22、92がある面の側に突出して、第一プレート部11、81、第二プレート部21、91が形成する流路に配置されたインナーフィン60、70のツバ部62、72との隙間2、3を塞いでいればよく、この条件を満たす限りにおいて、その形状は任意である。例えば、第一凸部17、87、第二凸部27、97は、半球状、角錐状、角柱、円柱等の形状であってもよい。
In
実施の形態1および2では、第一凸部17、87、第二凸部27、97は、第一伝熱プレート10、80、第二伝熱プレート20、90を形成するプレートが屈曲されることにより形成され、その結果、突出する側と反対側が凹んでいる。しかし、第一凸部17、87、第二凸部27、97は、これに限定されない。第一凸部17、87、第二凸部27、97は、上記条件を満たせばよいので、第一凸部17、87、第二凸部27、97の突出する側と反対側は、凹んでおらず、平らであってもよい。例えば、第一凸部17、87、第二凸部27、97は、第一伝熱プレート10、80、第二伝熱プレート20、90がプレス加工されることにより形成されるのではなく、別に作製された凸状物が第一伝熱プレート10、80、第二伝熱プレート20、90に接合されることにより、形成され、その結果、突出する側と反対側が平らであってもよい。
In
実施の形態2では、第一凸部87、第二凸部97は、一定のピッチP2で配列されている。しかし、第一凸部87、第二凸部97は、これに限定されない。第一凸部87、第二凸部97は、一定のピッチP2でなくてもよい。第一凸部87、第二凸部97がプレートを屈曲させることにより形成され、突出する側と反対側が凹んでいる場合は、第一凸部87と第二凸部97が積層方向に重なっていればよい。
In
実施の形態1および2では、フィン本体部61、71は、コルゲート状に形成されている。しかし、フィン本体部61、71は、これに限定されない。フィン本体部61、71は、第一伝熱プレート10、80、第二伝熱プレート20、90それぞれの流路内に配置され、複数のフィンを有していればよく、その限りにおいて、具体的な形状は限定されない。例えば、フィン本体部61、71は、平板状のフィンを複数有する平板型フィンであってもよいし、波型に屈曲する板状のフィンを複数有する波型フィンであってもよい。また、フィン本体部61、71は、ピン状のフィンを複数個有するピン型フィンであってもよい。
In
実施の形態1および2では、プレート式熱交換器1A、1B内で、第一流体と第二流体が互いに逆方向に流れる向流の形式で流れるが、第一流体と第二流体が同じ方向へ流れる並流の形式で流れてもよい。
In
1A,1B プレート式熱交換器、2,3 隙間、5 フィン空間、10 第一伝熱プレート、11 第一プレート部、12 第一周壁部、13 第一流入孔、14 第一流出孔、15 第二通路孔、16 第二通路孔、17 第一凸部、20 第二伝熱プレート、21 第二プレート部、22 第二周壁部、23,24 第一通路孔、25 第二流入孔、26 第二流出孔、27 第二凸部、30,35 積層体、40 サイドプレート、41-44 円管、50 サイドプレート、60 インナーフィン、61 フィン本体部、62 ツバ部、63 帯、64 頂部、65 底部、70 インナーフィン、71 フィン本体部、72 ツバ部、80 第一伝熱プレート、81 第一プレート部、82 第一周壁部、87 第一凸部、90 第二伝熱プレート、91 第二プレート部、92 第二周壁部、97 第二凸部、A1,A2 振幅、BW 幅、FL1,FL2 長さ、H1,H2 高さ、L1,L2 波長、P 矢印、P1 フィンピッチ、P2 ピッチ、Q 矢印、S1,S2 空間、T1,T2 厚み、W1,W2 幅。
1A, 1B plate heat exchanger, 2, 3 gap, 5 fin space, 10 first heat transfer plate, 11 first plate portion, 12 first peripheral wall portion, 13 first inflow hole, 14 first outflow hole, 15
Claims (9)
前記伝熱プレートそれぞれの前記流路の内側に配置され、複数のフィンを有するフィン本体部および、該フィン本体部の、前記第一方向に直交し、前記プレート部に平行な第二方向にある端部に設けられ、該フィン本体部が配置された前記流路を形成する前記プレート部から離れた位置にあるツバ部を有する複数のインナーフィンと、
を備え、
前記伝熱プレートは、それ自体が有する前記プレート部から前記一方の面の側に突出して、それ自体の前記流路に配置された前記インナーフィンの前記ツバ部との隙間を塞ぐ凸部を有する、
プレート式熱交換器。 A plate portion having inflow/outflow holes through which fluid flows in and out is formed at both ends in the first direction, and a peripheral wall portion provided on one surface side of the plate portion and surrounding an outer periphery of the plate portion, By stacking the plate portions facing each other with one surface facing the same direction, it is possible to flow the fluid in the first direction in the space surrounded by the peripheral wall portion between the plate portions. a plurality of heat transfer plates forming flow channels;
A fin body portion having a plurality of fins disposed inside the flow path of each of the heat transfer plates; and a second direction of the fin body portion orthogonal to the first direction and parallel to the plate portion. a plurality of inner fins provided at an end portion and having a collar portion located away from the plate portion forming the flow path in which the fin body portion is arranged;
with
The heat transfer plate has a convex portion which protrudes from the plate portion of itself to the one surface side and closes the gap between the flange portion of the inner fin arranged in the flow path of itself. ,
Plate heat exchanger.
請求項1に記載のプレート式熱交換器。 The convex portion has a gap between the fin body portion of the inner fin and the fin body portion of the plurality of fins that is equal to or less than the pitch of the fins in the second direction,
A plate heat exchanger according to claim 1.
請求項1に記載のプレート式熱交換器。 The convex portion is adjacent to the fin body portion of the inner fin in the second direction,
A plate heat exchanger according to claim 1.
前記凸部は、前記伝熱プレートに複数個、前記第一方向に互いに離れて設けられている、
請求項1から3のいずれか1項に記載のプレート式熱交換器。 The flange portion of the inner fin extends in the first direction,
A plurality of the protrusions are provided on the heat transfer plate and are spaced apart from each other in the first direction,
A plate heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載のプレート式熱交換器。 The convex portions are formed at regular intervals in the first direction,
A plate heat exchanger according to claim 4.
請求項5に記載のプレート式熱交換器。 The length of the protrusions in the first direction is less than or equal to the length of the gaps provided between the protrusions in the first direction.
A plate heat exchanger according to claim 5.
前記流体が第一流体であり、前記凸部が前記第一方向に互いに離れて設けられた複数の第一凸部である少なくとも1つの第一伝熱プレートと、
該第一伝熱プレートと交互に積層され、前記流体が第二流体であり、前記凸部が前記第一方向に互いに離れて設けられた複数の第二凸部である少なくとも1つの第二伝熱プレートと、を有し、
前記複数の第二凸部のうちの、最も前記第一方向の側にある前記第二凸部は、前記第二凸部を有する前記第二伝熱プレートに隣接する前記第一伝熱プレートが有する前記複数の第一凸部のうちの、最も前記第一方向の側にある前記第一凸部よりも前記第一方向の側に位置し、
前記第一流体は、水であり、
前記第二流体は、冷媒である、
請求項4から6のいずれか1項に記載のプレート式熱交換器。 The plurality of heat transfer plates are
at least one first heat transfer plate, wherein the fluid is a first fluid, and the protrusions are a plurality of first protrusions spaced apart from each other in the first direction;
At least one second heat transfer plate alternately stacked with the first heat transfer plates, wherein the fluid is the second fluid, and the protrusions are a plurality of second protrusions spaced apart from each other in the first direction. a heat plate;
Of the plurality of second protrusions, the second protrusion that is closest to the first direction side is the first heat transfer plate that is adjacent to the second heat transfer plate having the second protrusion. located on the first direction side of the first protrusion that is closest to the first direction side among the plurality of first protrusions that have the plurality of first protrusions,
the first fluid is water,
wherein the second fluid is a refrigerant;
A plate heat exchanger according to any one of claims 4 to 6.
請求項1から7のいずれか1項に記載のプレート式熱交換器。 The convex portion and the convex portion provided on the heat transfer plate adjacent to the heat transfer plate having the convex portion in the stacking direction are displaced in the first direction,
A plate heat exchanger according to any one of claims 1 to 7.
請求項1から8のいずれか1項に記載のプレート式熱交換器。 The convex portion protrudes toward the one surface by bending a portion of the plate portion.
A plate heat exchanger according to any one of claims 1 to 8.
Priority Applications (1)
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JP2021049144A JP2022147760A (en) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | Plate type heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2021049144A JP2022147760A (en) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | Plate type heat exchanger |
Publications (1)
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JP2022147760A true JP2022147760A (en) | 2022-10-06 |
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Family Applications (1)
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JP2021049144A Pending JP2022147760A (en) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | Plate type heat exchanger |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2022147760A (en) |
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2021
- 2021-03-23 JP JP2021049144A patent/JP2022147760A/en active Pending
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