JP3147065B2 - プレート式熱交換器 - Google Patents
プレート式熱交換器Info
- Publication number
- JP3147065B2 JP3147065B2 JP34014797A JP34014797A JP3147065B2 JP 3147065 B2 JP3147065 B2 JP 3147065B2 JP 34014797 A JP34014797 A JP 34014797A JP 34014797 A JP34014797 A JP 34014797A JP 3147065 B2 JP3147065 B2 JP 3147065B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- heat transfer
- plate
- heat
- water
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/04—Elements 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-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
- F28D9/0031—Heat-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
- F28D9/0043—Heat-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
- F28D9/005—Heat-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 the plates having openings therein for both heat-exchange media
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレート式熱交換
器に係り、特に、熱媒体の凍結による破損の防止対策に
関する。
器に係り、特に、熱媒体の凍結による破損の防止対策に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、空気調和装置や冷凍装置、冷
蔵装置などにおいて、各種の熱交換器が使用されてい
る。それらの熱交換器のうち、プレート式熱交換器は、
熱通過率が大きくコンパクトな熱交換器として知られて
いる。
蔵装置などにおいて、各種の熱交換器が使用されてい
る。それらの熱交換器のうち、プレート式熱交換器は、
熱通過率が大きくコンパクトな熱交換器として知られて
いる。
【０００３】図１１に示すように、プレート式熱交換器
は、２枚のフレーム(f1),(f2) の間に複数枚の伝熱プレ
ート(P,P,…)が積層されて構成されている。
は、２枚のフレーム(f1),(f2) の間に複数枚の伝熱プレ
ート(P,P,…)が積層されて構成されている。
【０００４】各伝熱プレート(P) は、金属製の平板から
成り、積層される際に伝熱プレートの周縁部同士が当接
して伝熱プレート間に流体の流通路(A,B,A,B,…)が形成
されると共に、当接部分がろう付けにより接合されて一
体に構成されている。
成り、積層される際に伝熱プレートの周縁部同士が当接
して伝熱プレート間に流体の流通路(A,B,A,B,…)が形成
されると共に、当接部分がろう付けにより接合されて一
体に構成されている。
【０００５】また、伝熱プレート(P) の中央部には波形
状の突起群から成る伝熱面（図示せず）が設けられると
共に、その四隅部にはそれぞれ開口(a,b,c,d) が設けら
れ、当該開口(a,b,c,d) の周囲にシール部(e) を設ける
ことにより、一方の流通路(A) にのみ連通する流入路(A
1)及び流出路(A2)と、他方の流通路(B) にのみ連通する
流入路(B1)及び流出路(B2)とが形成されている。そし
て、図１１において、実線矢印で示すように一方の流体
が流通路(A) を流れると共に、破線矢印で示すように他
方の流体が流通路(B) を流れ、これら両流通路(A),(B)
を流れる流体が互いに熱交換を行う。
状の突起群から成る伝熱面（図示せず）が設けられると
共に、その四隅部にはそれぞれ開口(a,b,c,d) が設けら
れ、当該開口(a,b,c,d) の周囲にシール部(e) を設ける
ことにより、一方の流通路(A) にのみ連通する流入路(A
1)及び流出路(A2)と、他方の流通路(B) にのみ連通する
流入路(B1)及び流出路(B2)とが形成されている。そし
て、図１１において、実線矢印で示すように一方の流体
が流通路(A) を流れると共に、破線矢印で示すように他
方の流体が流通路(B) を流れ、これら両流通路(A),(B)
を流れる流体が互いに熱交換を行う。
【０００６】ところで、例えば特開平４−２５１１７７
号公報に開示されているように、従来より、冷房負荷の
ピーク時における電力需要の軽減及びオフピーク時にお
ける電力需要の拡大を図ることに鑑みて、いわゆるダイ
ナミック式の氷蓄熱式空気調和装置が用いられている。
この種の空気調和装置では、冷房負荷のオフピーク時に
スラリー状の氷を生成して蓄熱槽に貯蔵しておき、冷房
負荷のピーク時に、この氷を冷熱源として利用する。
号公報に開示されているように、従来より、冷房負荷の
ピーク時における電力需要の軽減及びオフピーク時にお
ける電力需要の拡大を図ることに鑑みて、いわゆるダイ
ナミック式の氷蓄熱式空気調和装置が用いられている。
この種の空気調和装置では、冷房負荷のオフピーク時に
スラリー状の氷を生成して蓄熱槽に貯蔵しておき、冷房
負荷のピーク時に、この氷を冷熱源として利用する。
【０００７】このようなスラリー状の氷は、過冷却水の
過冷却状態を解消することにより生成される。一般に、
過冷却水は、冷媒回路を流れる冷媒の蒸発潜熱を利用し
て低温の水を冷却することによって生成される。
過冷却状態を解消することにより生成される。一般に、
過冷却水は、冷媒回路を流れる冷媒の蒸発潜熱を利用し
て低温の水を冷却することによって生成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、プレート式
熱交換器を上記空気調和装置の過冷却水生成用の蒸発器
（過冷却熱交換器）として用いた場合、図１２に示すよ
うに、冷媒及び水は、伝熱プレート(P) によって形成さ
れた冷媒流通路(A)及び水流通路(B)をそれぞれ流れ、互
いに熱交換を行うことになる。ところが、過冷却状態は
本来的に不安定なため、水流通路(B)において、その過
冷却状態が解消して水が凍結することがある。水は凍結
すると体積が膨張するため、伝熱プレート(P) は水流通
路(B)側から冷媒流通路(A)側へ向かう方向に変形する。
熱交換器を上記空気調和装置の過冷却水生成用の蒸発器
（過冷却熱交換器）として用いた場合、図１２に示すよ
うに、冷媒及び水は、伝熱プレート(P) によって形成さ
れた冷媒流通路(A)及び水流通路(B)をそれぞれ流れ、互
いに熱交換を行うことになる。ところが、過冷却状態は
本来的に不安定なため、水流通路(B)において、その過
冷却状態が解消して水が凍結することがある。水は凍結
すると体積が膨張するため、伝熱プレート(P) は水流通
路(B)側から冷媒流通路(A)側へ向かう方向に変形する。
【０００９】従来のプレート式熱交換器では、冷媒流通
路(A)側及び水流通路(B)側の双方において、相隣る伝熱
プレート(P)の突起同士はすべて接触し、且つろう付け
により接合されていた。そのため、水流通路(B)内の一
部で水が凍結して体積が膨張すると、体積膨張による伝
熱プレート(P)の一部の変形が熱交換器の全体にまで影
響を及ぼし、熱交換器自体が変形し、更にはパンクして
破損する場合があった。
路(A)側及び水流通路(B)側の双方において、相隣る伝熱
プレート(P)の突起同士はすべて接触し、且つろう付け
により接合されていた。そのため、水流通路(B)内の一
部で水が凍結して体積が膨張すると、体積膨張による伝
熱プレート(P)の一部の変形が熱交換器の全体にまで影
響を及ぼし、熱交換器自体が変形し、更にはパンクして
破損する場合があった。
【００１０】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、たとえ水流通路内で
凍結が発生したとしても、破損及び熱交換器自体の変形
が起こらないプレート式熱交換器を提供することにあ
る。
であり、その目的とするところは、たとえ水流通路内で
凍結が発生したとしても、破損及び熱交換器自体の変形
が起こらないプレート式熱交換器を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、伝熱プレート(P1,P2) の部分的な変形を
許容する構成を採ることにより、凍結による体積膨張を
熱交換器内部で吸収することとした。
に、本発明は、伝熱プレート(P1,P2) の部分的な変形を
許容する構成を採ることにより、凍結による体積膨張を
熱交換器内部で吸収することとした。
【００１２】具体的には、第１の発明が講じた解決手段
は、表面の少なくとも一部に突起群(T1〜T3)が形成され
た複数の伝熱プレート(P1,P2) が各伝熱プレート(P1,P
2) の両側に冷媒流通路(61)または熱媒体流通路(62)を
形成するように積層され、該冷媒流通路(61)を流通する
冷媒と該熱媒体流通路(62)を流通する熱媒体とが伝熱プ
レート(P1,P2) を介して熱交換するように構成されてい
るプレート式熱交換器において、上記各冷媒流通路(61)
を隔てて相隣る伝熱プレート(P1,P2) の該冷媒流通路(6
1)側の突起群(T1〜T3)は、互いに接触する冷媒側接触突
起(T2)と、互いに接触しない冷媒側非接触突起(T3)とに
より構成され、伝熱プレートの上記冷媒側接触突起(T2)
と上記冷媒側非接触突起(T3)との間には、上記熱媒体流
通路(62)側に突出する熱媒体側接触突起(T1)が設けら
れ、伝熱プレート(P1,P2) の冷媒側接触突起(T2)は、互
いに接合されている一方、突起群(T1〜T3)のうち各熱媒
体流通路(62)を隔てて相隣る伝熱プレート(P1,P2) の該
熱媒体流通路(62)側において接触する熱媒体側接触突起
(T1)は、互いに接合されていないこととしたものであ
る。
は、表面の少なくとも一部に突起群(T1〜T3)が形成され
た複数の伝熱プレート(P1,P2) が各伝熱プレート(P1,P
2) の両側に冷媒流通路(61)または熱媒体流通路(62)を
形成するように積層され、該冷媒流通路(61)を流通する
冷媒と該熱媒体流通路(62)を流通する熱媒体とが伝熱プ
レート(P1,P2) を介して熱交換するように構成されてい
るプレート式熱交換器において、上記各冷媒流通路(61)
を隔てて相隣る伝熱プレート(P1,P2) の該冷媒流通路(6
1)側の突起群(T1〜T3)は、互いに接触する冷媒側接触突
起(T2)と、互いに接触しない冷媒側非接触突起(T3)とに
より構成され、伝熱プレートの上記冷媒側接触突起(T2)
と上記冷媒側非接触突起(T3)との間には、上記熱媒体流
通路(62)側に突出する熱媒体側接触突起(T1)が設けら
れ、伝熱プレート(P1,P2) の冷媒側接触突起(T2)は、互
いに接合されている一方、突起群(T1〜T3)のうち各熱媒
体流通路(62)を隔てて相隣る伝熱プレート(P1,P2) の該
熱媒体流通路(62)側において接触する熱媒体側接触突起
(T1)は、互いに接合されていないこととしたものであ
る。
【００１３】このことにより、冷媒は冷媒流通路(61)を
流通する一方、熱媒体は熱媒体流通路(62)を流れ、当該
冷媒と熱媒体とが互いに熱交換を行って、熱媒体が過冷
却状態まで冷却される。そして、熱媒体の過冷却状態が
解消されると、熱媒体の体積が膨張し、伝熱プレート(P
1,P2) は熱媒体流通路(62)側から冷媒流通路(61)側へ向
かう応力を受ける。この際、冷媒流通路(61)側には、互
いに接触しない冷媒側非接触突起(T3)が設けられている
ので、伝熱プレート(P1,P2) は当該非接触突起(T3)が接
触する位置まで容易に変形し、熱媒体の体積膨張を吸収
する。そのため、熱交換器自体（熱交換器の外形）は変
形せず、凍結による破損は防止される。
流通する一方、熱媒体は熱媒体流通路(62)を流れ、当該
冷媒と熱媒体とが互いに熱交換を行って、熱媒体が過冷
却状態まで冷却される。そして、熱媒体の過冷却状態が
解消されると、熱媒体の体積が膨張し、伝熱プレート(P
1,P2) は熱媒体流通路(62)側から冷媒流通路(61)側へ向
かう応力を受ける。この際、冷媒流通路(61)側には、互
いに接触しない冷媒側非接触突起(T3)が設けられている
ので、伝熱プレート(P1,P2) は当該非接触突起(T3)が接
触する位置まで容易に変形し、熱媒体の体積膨張を吸収
する。そのため、熱交換器自体（熱交換器の外形）は変
形せず、凍結による破損は防止される。
【００１４】また、熱媒体の過冷却状態が解消され、そ
の体積が膨張した場合には、伝熱プレート(P1,P2) は冷
媒側非接触突起(T3)が接触する位置まで容易に変形する
とともに、熱媒体側接触突起(T1)同士が離反するように
変形する。そのため、伝熱プレート(P1,P2) の部分的変
形が更に容易になり、凍結による破損が一層確実に防止
される。
の体積が膨張した場合には、伝熱プレート(P1,P2) は冷
媒側非接触突起(T3)が接触する位置まで容易に変形する
とともに、熱媒体側接触突起(T1)同士が離反するように
変形する。そのため、伝熱プレート(P1,P2) の部分的変
形が更に容易になり、凍結による破損が一層確実に防止
される。
【００１５】第２の発明が講じた解決手段は、上記第１
の発明に加えて、伝熱プレート(P1,P2) の突起群(T1〜T
3)は、波形状に形成されていることとしたものである。
の発明に加えて、伝熱プレート(P1,P2) の突起群(T1〜T
3)は、波形状に形成されていることとしたものである。
【００１６】このことにより、伝熱プレート(P1,P2) の
突起群が簡易かつ安価に得られる。
突起群が簡易かつ安価に得られる。
【００１７】第３の発明が講じた解決手段は、上記第２
の発明に加えて、伝熱プレート(P1,P2) の突起群(T1〜T
3)は、第１波部(84,88) と、該第１波部(84,88) と波高
さの異なる第２波部(85,89) とを備えていることとした
ものである。
の発明に加えて、伝熱プレート(P1,P2) の突起群(T1〜T
3)は、第１波部(84,88) と、該第１波部(84,88) と波高
さの異なる第２波部(85,89) とを備えていることとした
ものである。
【００１８】このことにより、伝熱プレート(P1,P2) の
突起群が簡易かつ安価に得られる。
突起群が簡易かつ安価に得られる。
【００１９】第４の発明が講じた解決手段は、上記第３
の発明に加えて、伝熱プレート(P1,P2) の突起群(T1〜T
3)は、ヘリンボーン状に形成されていることとしたもの
である。
の発明に加えて、伝熱プレート(P1,P2) の突起群(T1〜T
3)は、ヘリンボーン状に形成されていることとしたもの
である。
【００２０】このことにより、伝熱プレート(P1,P2) の
突起群が簡易かつ安価に得られる。
突起群が簡易かつ安価に得られる。
【００２１】第５の発明が講じた解決手段は、上記第３
の発明に加えて、熱媒体は水であり、第１波部(84,88)
の波高さは第２波部(85,89) の波高さの１．０９倍以上
であることとしたものである。
の発明に加えて、熱媒体は水であり、第１波部(84,88)
の波高さは第２波部(85,89) の波高さの１．０９倍以上
であることとしたものである。
【００２２】ここで、波高さとは、波の凹凸の高さまた
は深さを言い、言い換えると、凹凸の度合いを意味す
る。このことにより、水の過冷却状態が解消し、熱媒体
流通路(62)内において水が凍結すると、伝熱プレート(P
1,P2) は第２波部(85,89) の波高さが高くなるように変
形する。ところが、水は凍結すると体積が１．０９倍に
なる性質を有しているので、伝熱プレート(P1,P2) が変
形しても、第２波部(85,89) の波高さが第１波部(84,8
8) の波高さよりも大きくなることはない。そのため、
伝熱プレート(P1,P2) は水の体積膨張を十分に吸収する
ので、熱交換器の破損が確実に防止される。
は深さを言い、言い換えると、凹凸の度合いを意味す
る。このことにより、水の過冷却状態が解消し、熱媒体
流通路(62)内において水が凍結すると、伝熱プレート(P
1,P2) は第２波部(85,89) の波高さが高くなるように変
形する。ところが、水は凍結すると体積が１．０９倍に
なる性質を有しているので、伝熱プレート(P1,P2) が変
形しても、第２波部(85,89) の波高さが第１波部(84,8
8) の波高さよりも大きくなることはない。そのため、
伝熱プレート(P1,P2) は水の体積膨張を十分に吸収する
ので、熱交換器の破損が確実に防止される。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２４】＜実施形態１＞ 図１に示すように、実施形態１のプレート式熱交換器(5
0)が搭載された空気調和装置(10)は、冷媒循環回路(20)
と水循環回路(30)とから構成されている。
0)が搭載された空気調和装置(10)は、冷媒循環回路(20)
と水循環回路(30)とから構成されている。
【００２５】冷媒循環回路(20)は、圧縮機(21)、四路切
換弁(22)、室外熱交換器(23)、室外電動膨張弁(EV-1)、
室内電動膨張弁(EV-2)、室内熱交換器(24)、及びアキュ
ムレータ(25)が、冷媒配管(26)によって接続されて構成
された可逆運転自在な主冷媒回路(27)を備えている。さ
らに、冷媒循環回路(20)には、蓄熱冷媒回路(2a)、種氷
回路(2b)及びホットガス回路(2c)が設けられている。
換弁(22)、室外熱交換器(23)、室外電動膨張弁(EV-1)、
室内電動膨張弁(EV-2)、室内熱交換器(24)、及びアキュ
ムレータ(25)が、冷媒配管(26)によって接続されて構成
された可逆運転自在な主冷媒回路(27)を備えている。さ
らに、冷媒循環回路(20)には、蓄熱冷媒回路(2a)、種氷
回路(2b)及びホットガス回路(2c)が設けられている。
【００２６】この冷媒循環回路(20)には、非共沸混合冷
媒であるＲ４０７Ｃが充填されている。従って、後述す
る過冷却熱交換器(50)においては、水とＲ４０７Ｃとが
熱交換を行い、水が過冷却状態にまで冷却される。
媒であるＲ４０７Ｃが充填されている。従って、後述す
る過冷却熱交換器(50)においては、水とＲ４０７Ｃとが
熱交換を行い、水が過冷却状態にまで冷却される。
【００２７】蓄熱冷媒回路(2a)は、後述する冷蓄熱運転
時に冷媒が循環する回路であって、一端が主冷媒回路(2
7)の室外熱交換器(23)と室外電動膨張弁(EV-1)との間
に、他端が四路切換弁(22)とアキュムレータ(25)との間
に接続されている。この蓄熱冷媒回路(2a)には、第１電
磁弁(SV-1)、予熱器(11)、蓄熱電動膨張弁(EV-3)、プレ
ート式熱交換器から成る過冷却熱交換器(50)、及び第２
電磁弁(SV-2)が上記一端から他端に向かって順に設けら
れている。
時に冷媒が循環する回路であって、一端が主冷媒回路(2
7)の室外熱交換器(23)と室外電動膨張弁(EV-1)との間
に、他端が四路切換弁(22)とアキュムレータ(25)との間
に接続されている。この蓄熱冷媒回路(2a)には、第１電
磁弁(SV-1)、予熱器(11)、蓄熱電動膨張弁(EV-3)、プレ
ート式熱交換器から成る過冷却熱交換器(50)、及び第２
電磁弁(SV-2)が上記一端から他端に向かって順に設けら
れている。
【００２８】種氷回路(2b)は、水循環回路(30)において
種氷を生成させるための回路であって、一端が蓄熱冷媒
回路(2a)における蓄熱電動膨張弁(EV-3)と過冷却熱交換
器(50)との間に、他端が過冷却熱交換器(50)と第２電磁
弁(SV-2)との間に接続されている。この種氷回路(2b)に
は、キャピラリーチューブ(CP)及び種氷生成器(13)が上
記一端から他端に向かって順に設けられている。
種氷を生成させるための回路であって、一端が蓄熱冷媒
回路(2a)における蓄熱電動膨張弁(EV-3)と過冷却熱交換
器(50)との間に、他端が過冷却熱交換器(50)と第２電磁
弁(SV-2)との間に接続されている。この種氷回路(2b)に
は、キャピラリーチューブ(CP)及び種氷生成器(13)が上
記一端から他端に向かって順に設けられている。
【００２９】ホットガス回路(2c)は、蓄熱槽(31)に蓄え
られた氷を利用する冷房運転時等に圧縮機(21)の吐出冷
媒を過冷却熱交換器(50)に供給する回路であって、一端
が圧縮機(21)の吐出側に、他端が蓄熱冷媒回路(2a)にお
ける第２電磁弁(SV-2)と過冷却熱交換器(50)との間に接
続され、第３電磁弁(SV-3)を備えている。
られた氷を利用する冷房運転時等に圧縮機(21)の吐出冷
媒を過冷却熱交換器(50)に供給する回路であって、一端
が圧縮機(21)の吐出側に、他端が蓄熱冷媒回路(2a)にお
ける第２電磁弁(SV-2)と過冷却熱交換器(50)との間に接
続され、第３電磁弁(SV-3)を備えている。
【００３０】以上が冷媒循環回路(20)の構成である。
【００３１】一方、水循環回路(30)は、図２に示すよう
に、蓄熱槽(31)、ポンプ(32)、予熱器(11)、混合器(3
3)、過冷却熱交換器(50)、種氷生成器(13)、及び過冷却
解消器(34)が水配管(35)によって順に接続されて構成さ
れている。
に、蓄熱槽(31)、ポンプ(32)、予熱器(11)、混合器(3
3)、過冷却熱交換器(50)、種氷生成器(13)、及び過冷却
解消器(34)が水配管(35)によって順に接続されて構成さ
れている。
【００３２】予熱器(11)は、冷媒循環回路(20)を流れる
冷媒によって蓄熱槽(31)から流れてきた氷水を加熱し
て、水配管(35)を流れる氷片を融解する熱交換器であ
る。混合器(33)は、予熱器(11)で加熱された水と氷とを
攪拌して氷の融解を促進させる。種氷生成器(13)は、水
配管(35)を流れる水の一部を冷媒循環回路(20)を流れる
冷媒によって冷却氷化し、それを種氷として過冷却解消
器(34)に向かって供給する。過冷却解消器(34)は、種氷
生成器(13)で生成された種氷と過冷却熱交換器(50)で生
成された過冷却水とを攪拌して、その過冷却状態を解消
する。
冷媒によって蓄熱槽(31)から流れてきた氷水を加熱し
て、水配管(35)を流れる氷片を融解する熱交換器であ
る。混合器(33)は、予熱器(11)で加熱された水と氷とを
攪拌して氷の融解を促進させる。種氷生成器(13)は、水
配管(35)を流れる水の一部を冷媒循環回路(20)を流れる
冷媒によって冷却氷化し、それを種氷として過冷却解消
器(34)に向かって供給する。過冷却解消器(34)は、種氷
生成器(13)で生成された種氷と過冷却熱交換器(50)で生
成された過冷却水とを攪拌して、その過冷却状態を解消
する。
【００３３】このように、実施形態１のプレート式熱交
換器から成る過冷却熱交換器(50)は、冷媒循環回路(20)
を流れる冷媒と水循環回路(30)を流れる水との間で熱交
換を行わせ、冷蓄熱運転時には水を過冷却状態にまで冷
却するように構成されている。
換器から成る過冷却熱交換器(50)は、冷媒循環回路(20)
を流れる冷媒と水循環回路(30)を流れる水との間で熱交
換を行わせ、冷蓄熱運転時には水を過冷却状態にまで冷
却するように構成されている。
【００３４】−過冷却熱交換器(50)の構成−図３に示す
ように、過冷却熱交換器(50)は、第１プレート(P1)及び
第２プレート(P2)の２種類の伝熱プレートが交互に積層
されて構成されている。
ように、過冷却熱交換器(50)は、第１プレート(P1)及び
第２プレート(P2)の２種類の伝熱プレートが交互に積層
されて構成されている。
【００３５】図３において最も手前側に位置するプレー
トには、冷媒入口管(53)、冷媒出口管(54)、熱媒体入口
管である水入口管(55)、及び熱媒体出口管である水出口
管(56)が接合されている。水入口管(55)及び水出口管(5
6)は、伝熱プレートの幅方向（図３に示す左右方向）の
中央部に設けられ、水入口管(55)はプレートの下端に、
水出口管(56)はプレートの上端にそれぞれ接合されてい
る。冷媒入口管(53)は水入口管(55)の上方かつ伝熱プレ
ートの幅方向の中央部に接合され、冷媒出口管(54)は、
水出口管(56)の下方であって伝熱プレートの幅方向にお
ける端部（図３における右端部）に接合されている。冷
媒入口管(53)、冷媒出口管(54)、水入口管(55)、水出口
管(56)は、それぞれ後述する冷媒流入空間(63)、冷媒流
出空間(64)、熱媒体流入空間である水流入空間(65)、熱
媒体流出空間である水流出空間(66)に連通している。
トには、冷媒入口管(53)、冷媒出口管(54)、熱媒体入口
管である水入口管(55)、及び熱媒体出口管である水出口
管(56)が接合されている。水入口管(55)及び水出口管(5
6)は、伝熱プレートの幅方向（図３に示す左右方向）の
中央部に設けられ、水入口管(55)はプレートの下端に、
水出口管(56)はプレートの上端にそれぞれ接合されてい
る。冷媒入口管(53)は水入口管(55)の上方かつ伝熱プレ
ートの幅方向の中央部に接合され、冷媒出口管(54)は、
水出口管(56)の下方であって伝熱プレートの幅方向にお
ける端部（図３における右端部）に接合されている。冷
媒入口管(53)、冷媒出口管(54)、水入口管(55)、水出口
管(56)は、それぞれ後述する冷媒流入空間(63)、冷媒流
出空間(64)、熱媒体流入空間である水流入空間(65)、熱
媒体流出空間である水流出空間(66)に連通している。
【００３６】第１プレート(P1)及び第２プレート(P2)に
は共に、冷媒入口管(53)、冷媒出口管(54)、水入口管(5
5)、水出口管(56)に対応する位置に、それぞれ冷媒入口
開口である第１開口(73a),(73b) 、冷媒出口開口である
第２開口(74a),(74b) 、熱媒体入口開口である第３開口
(75a),(75b) 、熱媒体出口開口である第４開口(76a),(7
6b) が設けられている。そして、複数の第１プレート(P
1)及び第２プレート(P2)が交互に積層されることによ
り、第１開口(73a),(73b) によって区画される円筒状空
間から成る冷媒流入空間(63)、第２開口(74a),(74b) に
よって区画される円筒状空間から成る冷媒流出空間(6
4)、第３開口(75a),(75b) によって区画される略直方体
状の空間から成る水流入空間(65)、第４開口(76a),(76
b) によって区画される略直方体状の空間から成る水流
出空間(66)がそれぞれ形成されている。
は共に、冷媒入口管(53)、冷媒出口管(54)、水入口管(5
5)、水出口管(56)に対応する位置に、それぞれ冷媒入口
開口である第１開口(73a),(73b) 、冷媒出口開口である
第２開口(74a),(74b) 、熱媒体入口開口である第３開口
(75a),(75b) 、熱媒体出口開口である第４開口(76a),(7
6b) が設けられている。そして、複数の第１プレート(P
1)及び第２プレート(P2)が交互に積層されることによ
り、第１開口(73a),(73b) によって区画される円筒状空
間から成る冷媒流入空間(63)、第２開口(74a),(74b) に
よって区画される円筒状空間から成る冷媒流出空間(6
4)、第３開口(75a),(75b) によって区画される略直方体
状の空間から成る水流入空間(65)、第４開口(76a),(76
b) によって区画される略直方体状の空間から成る水流
出空間(66)がそれぞれ形成されている。
【００３７】次に、伝熱プレート(P1),(P2) の構成につ
いて説明する。両プレート(P1),(P2) は金属製（例え
ば、ステンレス等）の平板から成り、後述する波形状の
伝熱面(81a),(82a) やプレート間の間隔を保持する凸部
(68a),(69a),(77a) 等がプレス加工によって形成されて
いる。両プレート(P1),(P2) の周縁部は、プレート(P
1),(P2) を積層した際に当該周縁部同士が重なり合って
熱交換器の側面を形成するように、その全体がやや末広
がり状に折り曲げられている。つまり、折り曲げられた
周縁部は、重なり合うことによって熱交換器の側面を構
成する。
いて説明する。両プレート(P1),(P2) は金属製（例え
ば、ステンレス等）の平板から成り、後述する波形状の
伝熱面(81a),(82a) やプレート間の間隔を保持する凸部
(68a),(69a),(77a) 等がプレス加工によって形成されて
いる。両プレート(P1),(P2) の周縁部は、プレート(P
1),(P2) を積層した際に当該周縁部同士が重なり合って
熱交換器の側面を形成するように、その全体がやや末広
がり状に折り曲げられている。つまり、折り曲げられた
周縁部は、重なり合うことによって熱交換器の側面を構
成する。
【００３８】図４は第１プレート(P1)の表側を、図５は
第２プレート(P2)の表側を示している。両プレート(P
1),(P2) の周縁部は、表側から裏側に向かって折り曲げ
られている。第１プレート(P1)及び第２プレート(P2)
は、一方の表側が他方の裏側に対向するように積層され
る。第１プレート(P1)の表側と第２プレート(P2)の裏側
との間には、冷媒が流通する冷媒流通路(61)が形成され
る。一方、第１プレート(P1)の裏側と第２プレート(P2)
の表側との間には、熱媒体たる水が流通する熱媒体流通
路としての水流通路(62)が形成される。
第２プレート(P2)の表側を示している。両プレート(P
1),(P2) の周縁部は、表側から裏側に向かって折り曲げ
られている。第１プレート(P1)及び第２プレート(P2)
は、一方の表側が他方の裏側に対向するように積層され
る。第１プレート(P1)の表側と第２プレート(P2)の裏側
との間には、冷媒が流通する冷媒流通路(61)が形成され
る。一方、第１プレート(P1)の裏側と第２プレート(P2)
の表側との間には、熱媒体たる水が流通する熱媒体流通
路としての水流通路(62)が形成される。
【００３９】図４及び図５に示すように、第１プレート
(P1)及び第２プレート(P2)には、上端に略矩形状の第４
開口(76a),(76b) が、下端に略矩形状の第３開口(75a),
(75b) が形成されている。また、プレートの右端であっ
て第４開口(76a),(76b) の下方には円形の第２開口(74
a),(74b) が形成され、第３開口(75a),(75b) の上方で
あってプレートの幅方向の中央部には、円形の第１開口
(73a),(73b) が形成されている。第１開口(73a),(73b)
、第２開口(74a),(74b) は、それぞれ冷媒入口管(5
3)、冷媒出口管(54)と同径に形成されている。
(P1)及び第２プレート(P2)には、上端に略矩形状の第４
開口(76a),(76b) が、下端に略矩形状の第３開口(75a),
(75b) が形成されている。また、プレートの右端であっ
て第４開口(76a),(76b) の下方には円形の第２開口(74
a),(74b) が形成され、第３開口(75a),(75b) の上方で
あってプレートの幅方向の中央部には、円形の第１開口
(73a),(73b) が形成されている。第１開口(73a),(73b)
、第２開口(74a),(74b) は、それぞれ冷媒入口管(5
3)、冷媒出口管(54)と同径に形成されている。
【００４０】第４開口(76a),(76b) 及び第３開口(75a),
(75b) は、伝熱プレート(P1),(P2)の幅方向、つまり水
流通路(62)の幅方向に細長い略矩形状に形成されてい
る。第４開口(76a),(76b) 及び第３開口(75a),(75b)
は、第１開口(73a),(73b) よりも開口面積の大きな開口
であって、伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の中央部に
設けられている。更に、当該第４開口(76a),(76b) 及び
第３開口(75a),(75b) は、横方向の長さが伝熱プレート
(P1),(P2) の幅よりもやや短めに形成されると共に、縦
方向の長さ（冷媒流通路(61)の流通方向の開口長さ）が
水出口管(56)及び水入口管(55)の径にほぼ等しい長さに
形成されている。つまり、第４開口(76a),(76b) 及び第
３開口(75a),(75b) は、伝熱プレート(P1),(P2) の幅と
水出口管(56)及び水入口管(55)の径とに応じて、できる
だけ開口面積が大きくなるように形成されている。
(75b) は、伝熱プレート(P1),(P2)の幅方向、つまり水
流通路(62)の幅方向に細長い略矩形状に形成されてい
る。第４開口(76a),(76b) 及び第３開口(75a),(75b)
は、第１開口(73a),(73b) よりも開口面積の大きな開口
であって、伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の中央部に
設けられている。更に、当該第４開口(76a),(76b) 及び
第３開口(75a),(75b) は、横方向の長さが伝熱プレート
(P1),(P2) の幅よりもやや短めに形成されると共に、縦
方向の長さ（冷媒流通路(61)の流通方向の開口長さ）が
水出口管(56)及び水入口管(55)の径にほぼ等しい長さに
形成されている。つまり、第４開口(76a),(76b) 及び第
３開口(75a),(75b) は、伝熱プレート(P1),(P2) の幅と
水出口管(56)及び水入口管(55)の径とに応じて、できる
だけ開口面積が大きくなるように形成されている。
【００４１】第１プレート(P1)及び第２プレート(P2)の
第１開口(73a),(73b) の周りには、冷媒流通路(61)にお
ける冷媒の偏流を防止する冷媒流入部(57a),(57b) が形
成されている。図６に示すように、第１プレート(P1)の
冷媒流入部(57a) は、裏側から表側（図５の手前側）に
向かって凸状に形成されたシール部(58a) と、平坦部(5
9a) とにより構成されている。一方、第２プレート(P2)
の冷媒流入部(57b) は、表側から裏側に向かって凸状に
形成されたシール部(58b) と、平坦部(59b) とにより構
成されている。
第１開口(73a),(73b) の周りには、冷媒流通路(61)にお
ける冷媒の偏流を防止する冷媒流入部(57a),(57b) が形
成されている。図６に示すように、第１プレート(P1)の
冷媒流入部(57a) は、裏側から表側（図５の手前側）に
向かって凸状に形成されたシール部(58a) と、平坦部(5
9a) とにより構成されている。一方、第２プレート(P2)
の冷媒流入部(57b) は、表側から裏側に向かって凸状に
形成されたシール部(58b) と、平坦部(59b) とにより構
成されている。
【００４２】平坦部(59a),(59b) は第１開口(73a),(73
b) の周りを覆うように第１開口(73a),(73b) と同心の
略円環状に形成されると共に、第１開口(73a) に連続す
る平坦部分(93),(93) を備えている。そして、第１プレ
ート(P1)のシール部(58a) の表側が第２プレート(P2)の
シール部(58b) の裏側と当接し且つろう付けされること
により、上記平坦部分(93),(93) に冷媒流入口(60),(6
0) が形成される。図７に示すように、本実施形態で
は、平坦部分(93)に隣接するシール部(58a),(58b) は円
弧状に形成されているので、冷媒流入口(60)は断面が円
形の連通口となる。
b) の周りを覆うように第１開口(73a),(73b) と同心の
略円環状に形成されると共に、第１開口(73a) に連続す
る平坦部分(93),(93) を備えている。そして、第１プレ
ート(P1)のシール部(58a) の表側が第２プレート(P2)の
シール部(58b) の裏側と当接し且つろう付けされること
により、上記平坦部分(93),(93) に冷媒流入口(60),(6
0) が形成される。図７に示すように、本実施形態で
は、平坦部分(93)に隣接するシール部(58a),(58b) は円
弧状に形成されているので、冷媒流入口(60)は断面が円
形の連通口となる。
【００４３】図６に示すように、冷媒流入口(60),(60)
は、冷媒が冷媒流入空間(63)から冷媒流通路(61)に向か
って左右の斜め下向きに流入するように、第１開口(73
a) の中心から下側に開くハ字状に設けられている。具
体的には、第１開口(73a),(73b) の中心を通る水平線
(N) と冷媒流入口(60)の中軸線(M) とが互いに２２．５
度の角度をなすように形成されている。また、各冷媒流
入口(60)は第１開口(73a),(73b) に比べて小さな開口に
形成されている。詳しくは、各冷媒流入口(60)の開口面
積は、伝熱プレート(P1),(P2) の間隔と第１開口(73a),
(73b) の周囲長さとを乗じた面積よりも小さくなってい
る。
は、冷媒が冷媒流入空間(63)から冷媒流通路(61)に向か
って左右の斜め下向きに流入するように、第１開口(73
a) の中心から下側に開くハ字状に設けられている。具
体的には、第１開口(73a),(73b) の中心を通る水平線
(N) と冷媒流入口(60)の中軸線(M) とが互いに２２．５
度の角度をなすように形成されている。また、各冷媒流
入口(60)は第１開口(73a),(73b) に比べて小さな開口に
形成されている。詳しくは、各冷媒流入口(60)の開口面
積は、伝熱プレート(P1),(P2) の間隔と第１開口(73a),
(73b) の周囲長さとを乗じた面積よりも小さくなってい
る。
【００４４】一方、第１プレート(P1)の平坦部(59a) の
裏側が第２プレート(P2)の平坦部(59b) の表側と当接し
且つろう付けされることにより、第１開口(73a),(73b)
は水流通路(62)から仕切られ、その結果、冷媒流入空間
(63)と水流通路(62)とが区画される。
裏側が第２プレート(P2)の平坦部(59b) の表側と当接し
且つろう付けされることにより、第１開口(73a),(73b)
は水流通路(62)から仕切られ、その結果、冷媒流入空間
(63)と水流通路(62)とが区画される。
【００４５】また、冷媒流入部(57a),(57b) は伝熱面(8
1a),(81b) の内部に設けられている。逆に言うと、冷媒
流入部(57a),(57b) の周りには、伝熱面(81a),(81b) が
形成されている。つまり、第１開口(73a),(73b) は伝熱
面(81a),(81b) 上に設けられている。
1a),(81b) の内部に設けられている。逆に言うと、冷媒
流入部(57a),(57b) の周りには、伝熱面(81a),(81b) が
形成されている。つまり、第１開口(73a),(73b) は伝熱
面(81a),(81b) 上に設けられている。
【００４６】図４及び図５に示すように、第２開口(74
a),(74b) の周りには、第２開口(74a),(74b) の周囲を
覆う平坦部(67a),(67b) 、略半球状の第１凸部(68a),(6
8b) 、及び蒲鉾形状の第２凸部(69a)、(69b) から成る冷
媒流出部(70a),(70b) が形成されている。第１プレート
(P1)の第１凸部(68a) 及び第２凸部(69a) は裏側から表
側に向かって凸状になっている一方、第２プレート(P2)
の第１凸部(68b) 及び第２凸部(69b) は表側から裏側に
向かって凸状になっている。第１プレート(P1)と第２プ
レート(P2)とが積層されると、第１プレート(P1)の第１
凸部(68a) の表側と第２プレート(P2)の第１凸部(68b)
の裏側、及び第１プレート(P1)の第２凸部(69a) の表側
と第２プレート(P2)の第２凸部(69b) とがそれぞれ当接
し且つろう付けされることにより、第１プレート(P1)の
表側と第２プレート(P2)の裏側との間に所定間隔が保た
れ、冷媒流通路(61)から冷媒流出空間(64)に向かう流路
が確保される。一方、第１プレート(P1)の平坦部(59a)
の裏側と第２プレート(P2)の平坦部(59b) の表側とが当
接し且つろう付けされることにより、第２開口(74a),(7
4b) は水流通路(62)から仕切られ、冷媒流出空間(64)と
水流通路(62)とが区画される。
a),(74b) の周りには、第２開口(74a),(74b) の周囲を
覆う平坦部(67a),(67b) 、略半球状の第１凸部(68a),(6
8b) 、及び蒲鉾形状の第２凸部(69a)、(69b) から成る冷
媒流出部(70a),(70b) が形成されている。第１プレート
(P1)の第１凸部(68a) 及び第２凸部(69a) は裏側から表
側に向かって凸状になっている一方、第２プレート(P2)
の第１凸部(68b) 及び第２凸部(69b) は表側から裏側に
向かって凸状になっている。第１プレート(P1)と第２プ
レート(P2)とが積層されると、第１プレート(P1)の第１
凸部(68a) の表側と第２プレート(P2)の第１凸部(68b)
の裏側、及び第１プレート(P1)の第２凸部(69a) の表側
と第２プレート(P2)の第２凸部(69b) とがそれぞれ当接
し且つろう付けされることにより、第１プレート(P1)の
表側と第２プレート(P2)の裏側との間に所定間隔が保た
れ、冷媒流通路(61)から冷媒流出空間(64)に向かう流路
が確保される。一方、第１プレート(P1)の平坦部(59a)
の裏側と第２プレート(P2)の平坦部(59b) の表側とが当
接し且つろう付けされることにより、第２開口(74a),(7
4b) は水流通路(62)から仕切られ、冷媒流出空間(64)と
水流通路(62)とが区画される。
【００４７】第３開口(75a),(75b) の周りには、平坦部
(72a),(72b) 及び複数の凸部(77a),(77b) から成る水流
入部(71a),(71b) が形成されている。凸部(77a),(77b)
は第３開口(75a),(75b) の周囲を囲むように散点的に設
けられ、平坦部(72a),(72b)は第３開口(75a),(75b) 及
び凸部(77a),(77b) の周囲を覆うように形成されてい
る。第１プレート(P1)の凸部(77a) は表側から裏側に向
かって凸状になっている一方、第２プレート(P2)の凸部
(77b) は裏側から表側に向かって凸状になっている。そ
のため、第１プレート(P1)と第２プレート(P2)とが積層
されると、第１プレート(P1)の平坦部(72a) の表側と第
２プレート(P2)の平坦部(72b) の裏側とが当接し且つろ
う付けされることにより、第３開口(75a),(75b) は冷媒
流通路(61)から仕切られ、冷媒流通路(61)と水流入空間
(65)とが区画される。一方、第１プレート(P1)の凸部(7
7a) の裏側と第２プレート(P2)の凸部(77b) の表側とが
当接し且つろう付けされることにより、第１プレート(P
1)の裏側と第２プレート(P2)の表側との間に所定間隔が
保たれ、水流入空間(65)から水流通路(62)に向かう流路
が確保される。つまり、水は第３開口(75a),(75b) の全
周囲から水流通路(62)に流入する。
(72a),(72b) 及び複数の凸部(77a),(77b) から成る水流
入部(71a),(71b) が形成されている。凸部(77a),(77b)
は第３開口(75a),(75b) の周囲を囲むように散点的に設
けられ、平坦部(72a),(72b)は第３開口(75a),(75b) 及
び凸部(77a),(77b) の周囲を覆うように形成されてい
る。第１プレート(P1)の凸部(77a) は表側から裏側に向
かって凸状になっている一方、第２プレート(P2)の凸部
(77b) は裏側から表側に向かって凸状になっている。そ
のため、第１プレート(P1)と第２プレート(P2)とが積層
されると、第１プレート(P1)の平坦部(72a) の表側と第
２プレート(P2)の平坦部(72b) の裏側とが当接し且つろ
う付けされることにより、第３開口(75a),(75b) は冷媒
流通路(61)から仕切られ、冷媒流通路(61)と水流入空間
(65)とが区画される。一方、第１プレート(P1)の凸部(7
7a) の裏側と第２プレート(P2)の凸部(77b) の表側とが
当接し且つろう付けされることにより、第１プレート(P
1)の裏側と第２プレート(P2)の表側との間に所定間隔が
保たれ、水流入空間(65)から水流通路(62)に向かう流路
が確保される。つまり、水は第３開口(75a),(75b) の全
周囲から水流通路(62)に流入する。
【００４８】第４開口(76a),(76b) の周りには、第３開
口(75a),(75b) と同様、平坦部(78a),(78b) 及び複数の
凸部(79a),(79b) から成る水流出部(80a),(80b) が形成
されている。水流出部(80a),(80b) は、水流入部(71a),
(71b) と同様の構成をしており、冷媒流通路(61)と水流
出空間(66)とを区画すると共に、水流通路(62)から水流
出空間(66)に向かう流路を確保している。従って、水は
第４開口(76a),(76b)の全周囲を通じて水流通路(62)を
流出し、水流通路(62)に流入する。
口(75a),(75b) と同様、平坦部(78a),(78b) 及び複数の
凸部(79a),(79b) から成る水流出部(80a),(80b) が形成
されている。水流出部(80a),(80b) は、水流入部(71a),
(71b) と同様の構成をしており、冷媒流通路(61)と水流
出空間(66)とを区画すると共に、水流通路(62)から水流
出空間(66)に向かう流路を確保している。従って、水は
第４開口(76a),(76b)の全周囲を通じて水流通路(62)を
流出し、水流通路(62)に流入する。
【００４９】−伝熱面(81a),(81b) の構成− 次に、本発明の特徴とする伝熱プレート(P1),(P2) の伝
熱面(81a),(81b) の構成について説明する。
熱面(81a),(81b) の構成について説明する。
【００５０】各伝熱面(81a),(81b) は、頂部が平面状の
山部（図４及び図５における実線部分）と底部が平面状
の谷部（図４及び図５における破線部分）とが交互に形
成された波形状になっている。当該山部及び谷部は、本
発明でいうところの突起群を構成している。上記波形状
は、山部と谷部の延長方向が右方向に向かうにしたがっ
て上側に傾斜する上方傾斜部(86)と、下側に傾斜する下
方傾斜部(87)とが交互に形成されたいわゆるヘリンボー
ン形状になっていると同時に、上方傾斜部(86)と下方傾
斜部(87)は、山部と谷部の配列方向がプレート(P1),(P
2) の長手方向（上下方向）になるように形成されてい
る。第１プレート(P1)の伝熱面(81a) と第２プレート(P
2)の伝熱面(81b) とでは、山部と谷部の延長方向が互い
に異なっている。すなわち、第１プレート(P1)では、図
４に示すように、左端から上方傾斜部(86)、下方傾斜部
(87)の順でヘリンボーン形状が形成されているのに対
し、第２プレート(P2)では、図５に示すように、左端か
ら下方傾斜部(87)、上方傾斜部(86)の順でヘリンボーン
形状が形成されている。
山部（図４及び図５における実線部分）と底部が平面状
の谷部（図４及び図５における破線部分）とが交互に形
成された波形状になっている。当該山部及び谷部は、本
発明でいうところの突起群を構成している。上記波形状
は、山部と谷部の延長方向が右方向に向かうにしたがっ
て上側に傾斜する上方傾斜部(86)と、下側に傾斜する下
方傾斜部(87)とが交互に形成されたいわゆるヘリンボー
ン形状になっていると同時に、上方傾斜部(86)と下方傾
斜部(87)は、山部と谷部の配列方向がプレート(P1),(P
2) の長手方向（上下方向）になるように形成されてい
る。第１プレート(P1)の伝熱面(81a) と第２プレート(P
2)の伝熱面(81b) とでは、山部と谷部の延長方向が互い
に異なっている。すなわち、第１プレート(P1)では、図
４に示すように、左端から上方傾斜部(86)、下方傾斜部
(87)の順でヘリンボーン形状が形成されているのに対
し、第２プレート(P2)では、図５に示すように、左端か
ら下方傾斜部(87)、上方傾斜部(86)の順でヘリンボーン
形状が形成されている。
【００５１】伝熱面(81a),(81b) を更に詳細に説明する
と、図８に示すように、第１プレート(P1)の伝熱面(81
a) は、所定深さの谷部(83)と、所定高さの第１山部(8
4)と、第１山部(84)よりも高さの低い第２山部(85)とか
ら構成されている。第１山部(84)と第２山部(85)とは、
谷部(83)を間に挟みながら交互に形成されている。つま
り、伝熱面(81a) の波形状は、第１山部(84)、谷部(8
3)、第２山部(85)、谷部(83)が順に繰り返し設けられて
構成されている。ここで、水は凍結すると体積が９％増
加することを考慮して、第１山部(84)の高さは第２山部
(85)の高さの１．０９倍以上に設定されており、本実施
形態では、特に、第１山部(84)の高さは第２山部(85)の
高さの２倍になっている。第１山部(84)及び第２山部(8
5)は、それぞれ本発明でいうところの第１波部及び第２
波部を構成している。
と、図８に示すように、第１プレート(P1)の伝熱面(81
a) は、所定深さの谷部(83)と、所定高さの第１山部(8
4)と、第１山部(84)よりも高さの低い第２山部(85)とか
ら構成されている。第１山部(84)と第２山部(85)とは、
谷部(83)を間に挟みながら交互に形成されている。つま
り、伝熱面(81a) の波形状は、第１山部(84)、谷部(8
3)、第２山部(85)、谷部(83)が順に繰り返し設けられて
構成されている。ここで、水は凍結すると体積が９％増
加することを考慮して、第１山部(84)の高さは第２山部
(85)の高さの１．０９倍以上に設定されており、本実施
形態では、特に、第１山部(84)の高さは第２山部(85)の
高さの２倍になっている。第１山部(84)及び第２山部(8
5)は、それぞれ本発明でいうところの第１波部及び第２
波部を構成している。
【００５２】第２プレート(P2)の伝熱面(81b) は、所定
深さの第１谷部(88)と、第１谷部(88)よりも深さの浅い
第２谷部(89)と、所定高さの山部(90)とから構成されて
いる。第１谷部(88)と第２谷部(89)とは、山部(90)を間
に挟みながら交互に形成されている。つまり、伝熱面(8
1b) の波形状は、第１谷部(88)、山部(90)、第２谷部(8
9)、山部(90)が順に繰り返し設けられて構成されてい
る。第１谷部(88)の深さは第２谷部(89)の深さの１．０
９倍に設定され、本実施形態では、特に、第１谷部(88)
の深さは第２谷部(89)の深さの２倍になっている。第１
谷部(88)及び第２谷部(89)もまた、それぞれ本発明でい
うところの第１波部及び第２波部を構成している。
深さの第１谷部(88)と、第１谷部(88)よりも深さの浅い
第２谷部(89)と、所定高さの山部(90)とから構成されて
いる。第１谷部(88)と第２谷部(89)とは、山部(90)を間
に挟みながら交互に形成されている。つまり、伝熱面(8
1b) の波形状は、第１谷部(88)、山部(90)、第２谷部(8
9)、山部(90)が順に繰り返し設けられて構成されてい
る。第１谷部(88)の深さは第２谷部(89)の深さの１．０
９倍に設定され、本実施形態では、特に、第１谷部(88)
の深さは第２谷部(89)の深さの２倍になっている。第１
谷部(88)及び第２谷部(89)もまた、それぞれ本発明でい
うところの第１波部及び第２波部を構成している。
【００５３】そして、第１プレート(P1)と第２プレート
(P2)とが交互に積層されることにより、伝熱面(81a) の
第１山部(84)と伝熱面(81b) の第１谷部(88)とが当接す
る一方、伝熱面(81a) の第２谷部(89)と伝熱面(81b) の
第２山部(85)とは所定間隔を存して離れた状態となり、
伝熱面(81a) の表側と伝熱面(81b) の裏側との間に冷媒
流通路(61)が形成される。また、伝熱面(81a) の谷部(8
3)と伝熱面(81b) の山部(90)とが当接し、伝熱面(81a)
の裏側と伝熱面(81b) の表側との間に水流通路(62)が形
成される。
(P2)とが交互に積層されることにより、伝熱面(81a) の
第１山部(84)と伝熱面(81b) の第１谷部(88)とが当接す
る一方、伝熱面(81a) の第２谷部(89)と伝熱面(81b) の
第２山部(85)とは所定間隔を存して離れた状態となり、
伝熱面(81a) の表側と伝熱面(81b) の裏側との間に冷媒
流通路(61)が形成される。また、伝熱面(81a) の谷部(8
3)と伝熱面(81b) の山部(90)とが当接し、伝熱面(81a)
の裏側と伝熱面(81b) の表側との間に水流通路(62)が形
成される。
【００５４】つまり、第１プレート(P1)の谷部(83)及び
第２プレート(P2)の山部(90)は、本発明でいうところの
熱媒体側接触突起(T1)を形成し、第１プレート(P1)の第
１山部(84)及び第２プレート(P2)の第１谷部(88)は冷媒
側接触突起(T2)を形成し、第１プレート(P1)の第２山部
(85)と第２プレート(P2)の第２谷部(89)は冷媒側非接触
突起(T3)を形成している。
第２プレート(P2)の山部(90)は、本発明でいうところの
熱媒体側接触突起(T1)を形成し、第１プレート(P1)の第
１山部(84)及び第２プレート(P2)の第１谷部(88)は冷媒
側接触突起(T2)を形成し、第１プレート(P1)の第２山部
(85)と第２プレート(P2)の第２谷部(89)は冷媒側非接触
突起(T3)を形成している。
【００５５】伝熱面(81a) の第１山部(84)と伝熱面(81
b) の第１谷部(88)とは、ろう付けにより接合されてい
る。すなわち、冷媒流通路(61)を隔てて相隣る伝熱プレ
ート(P1),(P2) の該冷媒流通路(61)側において接触する
冷媒側接触突起(T2)同士は、互いに接合されている。こ
れにより、耐圧強度が保持されている。
b) の第１谷部(88)とは、ろう付けにより接合されてい
る。すなわち、冷媒流通路(61)を隔てて相隣る伝熱プレ
ート(P1),(P2) の該冷媒流通路(61)側において接触する
冷媒側接触突起(T2)同士は、互いに接合されている。こ
れにより、耐圧強度が保持されている。
【００５６】これに対し、伝熱面(81a) の谷部(83)と伝
熱面(81b) の山部(90)とは、単に接触しているだけであ
り、接合はされていない。すなわち、水流通路(62)を隔
てて相隣る伝熱プレート(P1),(P2) の該水流通路(62)側
において接触する熱媒体側接触突起(T1)同士は、互いに
接合されていない。つまり、水流通路(62)内で水が凍結
した場合には、伝熱プレート(P1),(P2) は谷部(83)と山
部(90)とが互いに離反するように変形し、氷の体積膨張
を吸収するようになっている。
熱面(81b) の山部(90)とは、単に接触しているだけであ
り、接合はされていない。すなわち、水流通路(62)を隔
てて相隣る伝熱プレート(P1),(P2) の該水流通路(62)側
において接触する熱媒体側接触突起(T1)同士は、互いに
接合されていない。つまり、水流通路(62)内で水が凍結
した場合には、伝熱プレート(P1),(P2) は谷部(83)と山
部(90)とが互いに離反するように変形し、氷の体積膨張
を吸収するようになっている。
【００５７】−運転動作− 次に、空気調和装置(10)の運転動作（冷蓄熱運転動作）
について説明する。
について説明する。
【００５８】蓄熱槽(31)にスラリー状の氷を蓄える冷蓄
熱運転では、図１に示すように、四路切換弁(22)が実線
側に設定され、蓄熱電動膨張弁(EV-3)が所定開度に調整
される一方、他の電動膨張弁(EV-1),(EV-2) は閉鎖され
る。また、第１及び第２電磁弁(SV-1),(SV-2) は開口
し、第３電磁弁(SV-3)は閉鎖している。
熱運転では、図１に示すように、四路切換弁(22)が実線
側に設定され、蓄熱電動膨張弁(EV-3)が所定開度に調整
される一方、他の電動膨張弁(EV-1),(EV-2) は閉鎖され
る。また、第１及び第２電磁弁(SV-1),(SV-2) は開口
し、第３電磁弁(SV-3)は閉鎖している。
【００５９】この状態において、冷媒循環回路(20)で
は、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、図１に実線矢印
で示すように循環する。すなわち、吐出冷媒は室外熱交
換器(23)で外気と熱交換して凝縮し、蓄熱電動膨張弁(E
V-3)で減圧した後、過冷却熱交換器(50)内で水と熱交換
して蒸発し、この水を過冷却状態にまで冷却する。その
後、この冷媒はアキュムレータ(25)を経て圧縮機(21)に
吸入される。
は、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、図１に実線矢印
で示すように循環する。すなわち、吐出冷媒は室外熱交
換器(23)で外気と熱交換して凝縮し、蓄熱電動膨張弁(E
V-3)で減圧した後、過冷却熱交換器(50)内で水と熱交換
して蒸発し、この水を過冷却状態にまで冷却する。その
後、この冷媒はアキュムレータ(25)を経て圧縮機(21)に
吸入される。
【００６０】また、本運転にあっては、冷媒の一部が蓄
熱電動膨張弁(EV-3)の下流側から種氷回路(2b)に分流
し、キャピラリーチューブ(CP)により減圧された後、種
氷生成器(13)で蒸発して、アキュムレータ(25)を経て圧
縮機(21)に吸入される。この種氷生成器(13)において、
冷媒は水配管(35)を流れる水と熱交換し、種氷を水配管
(35)の内壁面に生成する。
熱電動膨張弁(EV-3)の下流側から種氷回路(2b)に分流
し、キャピラリーチューブ(CP)により減圧された後、種
氷生成器(13)で蒸発して、アキュムレータ(25)を経て圧
縮機(21)に吸入される。この種氷生成器(13)において、
冷媒は水配管(35)を流れる水と熱交換し、種氷を水配管
(35)の内壁面に生成する。
【００６１】一方、水循環回路(30)では、ポンプ(32)を
駆動することにより、水を循環させる。図２に示すよう
に、蓄熱槽(31)から流出した水は、ポンプ(32)を経て予
熱器(11)で加熱された後、混合器(33)で攪拌される。そ
の後、この水は過冷却熱交換器(50)内で冷媒と熱交換し
て冷却され、所定の過冷却状態になって過冷却熱交換器
(50)から流出する。そして、過冷却熱交換器(50)から流
出した過冷却状態の水は、種氷生成器(13)において更に
冷却され、種氷を水配管(35)の内壁面に生成する。その
後、この種氷の周囲で氷核が生成され、この氷核を含ん
だ過冷却水は過冷却解消器(34)に供給される。そして、
過冷却解消器(34)において、氷核と過冷却水とが攪拌さ
れ、蓄熱用のスラリー状の氷が生成されて蓄熱槽(31)に
回収及び貯留される。
駆動することにより、水を循環させる。図２に示すよう
に、蓄熱槽(31)から流出した水は、ポンプ(32)を経て予
熱器(11)で加熱された後、混合器(33)で攪拌される。そ
の後、この水は過冷却熱交換器(50)内で冷媒と熱交換し
て冷却され、所定の過冷却状態になって過冷却熱交換器
(50)から流出する。そして、過冷却熱交換器(50)から流
出した過冷却状態の水は、種氷生成器(13)において更に
冷却され、種氷を水配管(35)の内壁面に生成する。その
後、この種氷の周囲で氷核が生成され、この氷核を含ん
だ過冷却水は過冷却解消器(34)に供給される。そして、
過冷却解消器(34)において、氷核と過冷却水とが攪拌さ
れ、蓄熱用のスラリー状の氷が生成されて蓄熱槽(31)に
回収及び貯留される。
【００６２】−過冷却熱交換器(50)内の冷媒及び水の流
れ− 次に、過冷却熱交換器(50)内の冷媒及び水の流れについ
て説明する。図３に示すように、まず、冷媒は冷媒入口
管(53)から冷媒流入空間(63)に流入し、更に冷媒流入口
(60)を通って冷媒流通路(61)に流入する。そして、冷媒
流通路(61)を流通し、隣り合う水流通路(62)内の水と熱
交換を行って蒸発し、水を冷却する。蒸発した冷媒は、
冷媒流出空間(64)を経た後、過冷却熱交換器(50)から流
出して冷媒出口管(54)を流れる。一方、水は、水入口管
(55)を通じて水流入空間(65)に流入し、この水流入空間
(65)から水流通路(62)に流入する。そして、水流通路(6
2)を流通し、隣り合う冷媒流通路(61)内の冷媒と熱交換
を行って冷却され、過冷却状態となる。過冷却状態にま
で冷却された水は、水流出空間(66)を経た後、過冷却熱
交換器(50)から流出して水出口管(56)を流れる。
れ− 次に、過冷却熱交換器(50)内の冷媒及び水の流れについ
て説明する。図３に示すように、まず、冷媒は冷媒入口
管(53)から冷媒流入空間(63)に流入し、更に冷媒流入口
(60)を通って冷媒流通路(61)に流入する。そして、冷媒
流通路(61)を流通し、隣り合う水流通路(62)内の水と熱
交換を行って蒸発し、水を冷却する。蒸発した冷媒は、
冷媒流出空間(64)を経た後、過冷却熱交換器(50)から流
出して冷媒出口管(54)を流れる。一方、水は、水入口管
(55)を通じて水流入空間(65)に流入し、この水流入空間
(65)から水流通路(62)に流入する。そして、水流通路(6
2)を流通し、隣り合う冷媒流通路(61)内の冷媒と熱交換
を行って冷却され、過冷却状態となる。過冷却状態にま
で冷却された水は、水流出空間(66)を経た後、過冷却熱
交換器(50)から流出して水出口管(56)を流れる。
【００６３】ここで、冷媒流入部(57a),(57b) は伝熱面
(81a),(81b) の内部に設けられているので、冷媒流入部
(57a),(57b) から冷媒流入空間(63)に流出した冷媒は、
流出直後から伝熱面(81a),(81b) によって攪拌される。
そのため、流出直後から分散した状態となる。また、冷
媒流入空間(63)は伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の中
央部に設けられ、冷媒流入空間(63)と冷媒流通路(61)と
を連通する冷媒流入口(60),(60) は小さな開口でありハ
字状に設けられているので、冷媒流入空間(63)の冷媒は
冷媒流入口(60),(60) を通過する際に加速し、左右の斜
め下向きに勢いよく流れ出し、より分散した状態で冷媒
流通路(61)に流入する。そのため、冷媒流通路(61)を流
れる冷媒は偏流のない均一な流れとなる。
(81a),(81b) の内部に設けられているので、冷媒流入部
(57a),(57b) から冷媒流入空間(63)に流出した冷媒は、
流出直後から伝熱面(81a),(81b) によって攪拌される。
そのため、流出直後から分散した状態となる。また、冷
媒流入空間(63)は伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の中
央部に設けられ、冷媒流入空間(63)と冷媒流通路(61)と
を連通する冷媒流入口(60),(60) は小さな開口でありハ
字状に設けられているので、冷媒流入空間(63)の冷媒は
冷媒流入口(60),(60) を通過する際に加速し、左右の斜
め下向きに勢いよく流れ出し、より分散した状態で冷媒
流通路(61)に流入する。そのため、冷媒流通路(61)を流
れる冷媒は偏流のない均一な流れとなる。
【００６４】本実施形態では、過冷却熱交換器(50)を流
れる冷媒は非共沸混合冷媒であるが、非共沸混合冷媒は
蒸発に伴って温度が上昇するため、熱交換器内で温度分
布が生じる。しかし、本過冷却熱交換器(50)では、冷媒
は偏流がなく均一に流れるので、冷媒流通路(61)におけ
る伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の冷媒温度分布は均
一となる。
れる冷媒は非共沸混合冷媒であるが、非共沸混合冷媒は
蒸発に伴って温度が上昇するため、熱交換器内で温度分
布が生じる。しかし、本過冷却熱交換器(50)では、冷媒
は偏流がなく均一に流れるので、冷媒流通路(61)におけ
る伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の冷媒温度分布は均
一となる。
【００６５】一方、水流入空間(65)は伝熱プレート(P
1),(P2) の幅方向の中央部に設けられ、その断面積が大
きく構成されているので、水入口管(55)から水流入空間
(65)に流入した水の流速は低減し、水流通路(62)に流入
する水の流れがスムーズになる。つまり、水流入空間(6
5)は水流のバッファとなり、その偏流を防止する。ま
た、水流出空間(66)も水流入空間(65)と同様、伝熱プレ
ート(P1),(P2) の幅方向の中央部に設けられ、その断面
積が大きく構成されているので、水流通路(62)を流れる
水は、伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の全体にわたっ
てほぼ均一に流れる。そして、各水流通路(62)において
過冷却された水は、水流出空間(66)において流速が低下
した状態で混合したうえで水出口管(56)に流入するの
で、合流に際しての過冷却状態の解消は発生しにくくな
る。
1),(P2) の幅方向の中央部に設けられ、その断面積が大
きく構成されているので、水入口管(55)から水流入空間
(65)に流入した水の流速は低減し、水流通路(62)に流入
する水の流れがスムーズになる。つまり、水流入空間(6
5)は水流のバッファとなり、その偏流を防止する。ま
た、水流出空間(66)も水流入空間(65)と同様、伝熱プレ
ート(P1),(P2) の幅方向の中央部に設けられ、その断面
積が大きく構成されているので、水流通路(62)を流れる
水は、伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の全体にわたっ
てほぼ均一に流れる。そして、各水流通路(62)において
過冷却された水は、水流出空間(66)において流速が低下
した状態で混合したうえで水出口管(56)に流入するの
で、合流に際しての過冷却状態の解消は発生しにくくな
る。
【００６６】その結果、冷媒及び水の双方とも偏流がな
く均一に流れ、水流通路(62)における伝熱プレート(P
1),(P2) の幅方向の水温分布は均一となる。
く均一に流れ、水流通路(62)における伝熱プレート(P
1),(P2) の幅方向の水温分布は均一となる。
【００６７】以上のようにして、実施形態１のプレート
式熱交換器を過冷却熱交換器(50)として利用した冷蓄熱
運転が行われる。
式熱交換器を過冷却熱交換器(50)として利用した冷蓄熱
運転が行われる。
【００６８】なお、本空気調和装置(10)では、上記の冷
蓄熱運転の他に、四路切換弁(22)や各電磁弁(SV-1,SV-
2,SV-3)等を切り換えることによって、蓄熱槽(31)内に
貯留された氷の冷熱を利用した室内冷房運転が可能にな
っている。また、冷媒循環回路(20)のみを利用して室内
に空調を行う通常冷房運転や通常暖房運転も勿論可能で
ある。
蓄熱運転の他に、四路切換弁(22)や各電磁弁(SV-1,SV-
2,SV-3)等を切り換えることによって、蓄熱槽(31)内に
貯留された氷の冷熱を利用した室内冷房運転が可能にな
っている。また、冷媒循環回路(20)のみを利用して室内
に空調を行う通常冷房運転や通常暖房運転も勿論可能で
ある。
【００６９】−水の凍結による伝熱プレート(P1),(P2)
の変形− 上述のように、本実施形態の過冷却熱交換器(50)では、
冷媒及び水の双方とも偏流のない均一な流れとなるた
め、過冷却状態の解消は起こりにくい。しかしながら、
不測の事態により、水流通路(62)内において水の過冷却
状態が解消してしまい、水が凍結することが考えられ
る。しかし、本過冷却熱交換器(50)では、以下のように
して、伝熱プレート(P1),(P2) が水の凍結による体積膨
張を吸収し、熱交換器の破損が免れるようになってい
る。
の変形− 上述のように、本実施形態の過冷却熱交換器(50)では、
冷媒及び水の双方とも偏流のない均一な流れとなるた
め、過冷却状態の解消は起こりにくい。しかしながら、
不測の事態により、水流通路(62)内において水の過冷却
状態が解消してしまい、水が凍結することが考えられ
る。しかし、本過冷却熱交換器(50)では、以下のように
して、伝熱プレート(P1),(P2) が水の凍結による体積膨
張を吸収し、熱交換器の破損が免れるようになってい
る。
【００７０】すなわち、水流通路(62)において水が凍結
すると、例えば、図９（ａ）に示すように、冷媒側非接
触突起(T3)は冷媒流通路(61)側に隙間を存しているの
で、当該冷媒側非接触突起(T3)は冷媒流通路(61)側に容
易に変形する。また、図９（ｂ）に示すように、熱媒体
側接触突起(T1)同士は接合されていないため、凍結量が
多い場合には、伝熱プレート(P1),(P2) は当該熱媒体側
接触突起(T1)同士が互いに離反するように変形する。そ
の結果、水が凍結した部分のみが変形するので、凍結に
よる体積膨張の影響は熱交換器の全体に及ぶことがな
く、熱交換器自体の変形及び破損は確実に防止される。
すると、例えば、図９（ａ）に示すように、冷媒側非接
触突起(T3)は冷媒流通路(61)側に隙間を存しているの
で、当該冷媒側非接触突起(T3)は冷媒流通路(61)側に容
易に変形する。また、図９（ｂ）に示すように、熱媒体
側接触突起(T1)同士は接合されていないため、凍結量が
多い場合には、伝熱プレート(P1),(P2) は当該熱媒体側
接触突起(T1)同士が互いに離反するように変形する。そ
の結果、水が凍結した部分のみが変形するので、凍結に
よる体積膨張の影響は熱交換器の全体に及ぶことがな
く、熱交換器自体の変形及び破損は確実に防止される。
【００７１】−実施形態１の効果− このように、本過冷却熱交換器(50)によれば、水流通路
(62)内において水が凍結しても、熱交換器内部の伝熱プ
レート(P1),(P2) が部分的に変形して水の体積膨張を吸
収するので、熱交換器の破損を防止することができると
共に、熱交換器の外見の変形を回避することができる。
(62)内において水が凍結しても、熱交換器内部の伝熱プ
レート(P1),(P2) が部分的に変形して水の体積膨張を吸
収するので、熱交換器の破損を防止することができると
共に、熱交換器の外見の変形を回避することができる。
【００７２】具体的には、伝熱プレート(P1),(P2) の冷
媒流通路(61)に冷媒側接触突起(T2)及び冷媒側非接触突
起(T3)を設けたので、水流通路(62)において水が凍結し
た場合には、冷媒側非接触突起(T3)が冷媒流通路(61)側
に容易に変形する。そのため、氷の体積膨張を吸収する
ことが可能となる。また、変形が微小な場合には弾性変
形となるため、凍結した氷を融解させることにより、伝
熱プレート(P1),(P2)を元の形状に戻すことができる。
媒流通路(61)に冷媒側接触突起(T2)及び冷媒側非接触突
起(T3)を設けたので、水流通路(62)において水が凍結し
た場合には、冷媒側非接触突起(T3)が冷媒流通路(61)側
に容易に変形する。そのため、氷の体積膨張を吸収する
ことが可能となる。また、変形が微小な場合には弾性変
形となるため、凍結した氷を融解させることにより、伝
熱プレート(P1),(P2)を元の形状に戻すことができる。
【００７３】また、伝熱プレート(P1),(P2) の熱媒体側
接触突起(T1)同士を接合しない構成としたので、水流通
路(62)において水が凍結した場合には、熱媒体側接触突
起(T1)が互いに離反するように変形する。そのため、氷
の体積膨張をより多く吸収することが可能となり、たと
え凍結量が多い場合であっても、熱交換器の破損を防止
することができる。
接触突起(T1)同士を接合しない構成としたので、水流通
路(62)において水が凍結した場合には、熱媒体側接触突
起(T1)が互いに離反するように変形する。そのため、氷
の体積膨張をより多く吸収することが可能となり、たと
え凍結量が多い場合であっても、熱交換器の破損を防止
することができる。
【００７４】特に、伝熱プレート(P1),(P2) の第１波部
(84,88) の高さを第２波部(85,89)の高さの１．０９倍
以上としているので、たとえ水流通路(62)内のすべての
水が凍結したとしても、伝熱プレート(P1),(P2) は水の
体積膨張を吸収することが可能である。従って、熱交換
器の破損を確実に防止することができる。
(84,88) の高さを第２波部(85,89)の高さの１．０９倍
以上としているので、たとえ水流通路(62)内のすべての
水が凍結したとしても、伝熱プレート(P1),(P2) は水の
体積膨張を吸収することが可能である。従って、熱交換
器の破損を確実に防止することができる。
【００７５】伝熱プレート(P1),(P2) の突起群は、高さ
の異なる第１波部(84,88) と第２波部(85,89) とが交互
に配列された波形形状により構成することとしたので、
伝熱プレート(P1),(P2) を簡易かつ安価に構成すること
ができる。
の異なる第１波部(84,88) と第２波部(85,89) とが交互
に配列された波形形状により構成することとしたので、
伝熱プレート(P1),(P2) を簡易かつ安価に構成すること
ができる。
【００７６】＜実施形態２＞ 実施形態２は、実施形態１において、第１プレート(P1)
及び第２プレート(P2)の伝熱面(81a),(81b) の構成を変
更したものである。ここでは、伝熱面(81a),(81b) の構
成のみを説明する。
及び第２プレート(P2)の伝熱面(81a),(81b) の構成を変
更したものである。ここでは、伝熱面(81a),(81b) の構
成のみを説明する。
【００７７】図１０に示すように、第１プレート(P1)の
伝熱面(81a) は、所定深さの谷部(83)と、所定高さの第
１山部(84)と、第１山部(84)よりも高さの低い第２山部
(85)とから構成されている。第１山部(84)と第２山部(8
5)とは、谷部(83)を間に挟みながら交互に形成されてい
る。つまり、伝熱面(81a) の波形状は、第１山部(84)、
谷部(83)、第２山部(85)、谷部(83)が順に繰り返し設け
られて構成されている。
伝熱面(81a) は、所定深さの谷部(83)と、所定高さの第
１山部(84)と、第１山部(84)よりも高さの低い第２山部
(85)とから構成されている。第１山部(84)と第２山部(8
5)とは、谷部(83)を間に挟みながら交互に形成されてい
る。つまり、伝熱面(81a) の波形状は、第１山部(84)、
谷部(83)、第２山部(85)、谷部(83)が順に繰り返し設け
られて構成されている。
【００７８】第２プレート(P2)の伝熱面(81b) は、所定
深さの第１谷部(88)と、第１谷部(88)よりも深さの浅い
第２谷部(89)と、所定高さの山部(90)とから構成されて
いる。伝熱面(81b) の波形状は、第１谷部(88)、山部(9
0)、第１谷部(88)、山部(90)、第２谷部(89)、山部(90)
が順に繰り返し設けられて構成されている。つまり、第
２谷部(89)は２つの第１谷部(88)を間に挟んで設けられ
ている。
深さの第１谷部(88)と、第１谷部(88)よりも深さの浅い
第２谷部(89)と、所定高さの山部(90)とから構成されて
いる。伝熱面(81b) の波形状は、第１谷部(88)、山部(9
0)、第１谷部(88)、山部(90)、第２谷部(89)、山部(90)
が順に繰り返し設けられて構成されている。つまり、第
２谷部(89)は２つの第１谷部(88)を間に挟んで設けられ
ている。
【００７９】そして、第１プレート(P1)と第２プレート
(P2)とが交互に積層されることにより、伝熱面(81a) の
第１山部(84)と伝熱面(81b) の第１谷部(88)とが当接す
る一方、伝熱面(81a) の第２谷部(89)と伝熱面(81b) の
第２山部(85)とは所定間隔を存して離れた状態となり、
冷媒流通路(61)が形成される。また、伝熱面(81a) の谷
部(83)と伝熱面(81b) の山部(90)とが当接し、水流通路
(62)が形成される。
(P2)とが交互に積層されることにより、伝熱面(81a) の
第１山部(84)と伝熱面(81b) の第１谷部(88)とが当接す
る一方、伝熱面(81a) の第２谷部(89)と伝熱面(81b) の
第２山部(85)とは所定間隔を存して離れた状態となり、
冷媒流通路(61)が形成される。また、伝熱面(81a) の谷
部(83)と伝熱面(81b) の山部(90)とが当接し、水流通路
(62)が形成される。
【００８０】伝熱面(81a) の第１山部(84)と伝熱面(81
b) の第１谷部(88)とはろう付けにより接合されてい
る。これに対し、伝熱面(81a) の谷部(83)と伝熱面(81
b) の山部(90)とは、単に接触しているだけであり、接
合はされていない。
b) の第１谷部(88)とはろう付けにより接合されてい
る。これに対し、伝熱面(81a) の谷部(83)と伝熱面(81
b) の山部(90)とは、単に接触しているだけであり、接
合はされていない。
【００８１】第１山部(84)の高さは第２山部(85)の高さ
の２倍であり、第１谷部(88)の深さは第２谷部(89)の深
さの２倍になっている。
の２倍であり、第１谷部(88)の深さは第２谷部(89)の深
さの２倍になっている。
【００８２】本実施形態においても、実施形態１と同様
の効果を得ることができる。
の効果を得ることができる。
【００８３】＜その他の実施形態＞ 上記の実施形態では、冷媒は非共沸混合冷媒であった
が、疑似共沸冷媒、単一冷媒等のその他の冷媒を用いて
もよいことは勿論である。
が、疑似共沸冷媒、単一冷媒等のその他の冷媒を用いて
もよいことは勿論である。
【００８４】また、熱媒体は水に限らず、過冷却状態を
解消することによりスラリー状の氷化物が生成される熱
媒体であればよく、水溶液等であってもよい。その場
合、第１波部及び第２波部の高さの割合は、熱媒体の凍
結による体積膨張率に応じた値に設定することが好まし
い。
解消することによりスラリー状の氷化物が生成される熱
媒体であればよく、水溶液等であってもよい。その場
合、第１波部及び第２波部の高さの割合は、熱媒体の凍
結による体積膨張率に応じた値に設定することが好まし
い。
【００８５】
【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、熱
媒体流通路において熱媒体が凍結すると、伝熱プレート
は熱媒体側接触突起が互いに離反するように容易に変形
するので、部分的な変形により熱媒体の体積膨張を吸収
することができる。従って、熱交換器の破損を防止する
ことができると共に、熱交換器自体の変形を防止するこ
とができる。また、熱媒体流通路において熱媒体が凍結
すると、伝熱プレートは冷媒側非接触突起が接触するま
で容易に変形するので、部分的な変形により熱媒体の体
積膨張を吸収することができる。従って、熱交換器の破
損を防止することができると共に、熱交換器自体の変形
を防止することができる。
媒体流通路において熱媒体が凍結すると、伝熱プレート
は熱媒体側接触突起が互いに離反するように容易に変形
するので、部分的な変形により熱媒体の体積膨張を吸収
することができる。従って、熱交換器の破損を防止する
ことができると共に、熱交換器自体の変形を防止するこ
とができる。また、熱媒体流通路において熱媒体が凍結
すると、伝熱プレートは冷媒側非接触突起が接触するま
で容易に変形するので、部分的な変形により熱媒体の体
積膨張を吸収することができる。従って、熱交換器の破
損を防止することができると共に、熱交換器自体の変形
を防止することができる。
【００８６】第２の発明によれば、伝熱プレートの突起
群を簡易かつ安価に製造することが可能となる。
群を簡易かつ安価に製造することが可能となる。
【００８７】第３の発明によれば、伝熱プレートの突起
群を簡易かつ安価に製造することができるとともに、冷
媒側接触突起及び冷媒側非接触突起を容易に構成するこ
とが可能となる。
群を簡易かつ安価に製造することができるとともに、冷
媒側接触突起及び冷媒側非接触突起を容易に構成するこ
とが可能となる。
【００８８】第４の発明によれば、伝熱プレートの波形
状を簡易かつ安価に製造することができる。
状を簡易かつ安価に製造することができる。
【００８９】第５の発明によれば、伝熱プレートが変形
しても、第２波部の波高さが第１波部の波高さよりも大
きくなることはないため、水の体積膨張を十分に吸収す
ることができ、熱交換器自体の破損を確実に防止するこ
とができる。
しても、第２波部の波高さが第１波部の波高さよりも大
きくなることはないため、水の体積膨張を十分に吸収す
ることができ、熱交換器自体の破損を確実に防止するこ
とができる。
【図１】空気調和装置の冷媒循環回路図及び水循環回路
図である。
図である。
【図２】空気調和装置の水循環回路図である。
【図３】過冷却熱交換器の斜視図である。
【図４】第１プレートの正面図である。
【図５】第２プレートの正面図である。
【図６】第１プレートの部分拡大正面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ線断面図である。
【図８】実施形態１に係る過冷却熱交換器の伝熱面の断
面図である。
面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、凍結による伝熱プレート
の変形を示す部分断面図である。
の変形を示す部分断面図である。
【図１０】実施形態２の図８相当図である。
【図１１】従来のプレート式熱交換器の分解斜視図であ
る。
る。
【図１２】従来のプレート式熱交換器における伝熱面の
部分斜視図である。
部分斜視図である。
(50) 過冷却熱交換器 (53) 冷媒入口管 (54) 冷媒出口管 (55) 水入口管 (56) 水出口管 (61) 冷媒流通路 (62) 水流通路 (81a),(81b) 伝熱面 (P1),(P2) 伝熱プレート (T1) 熱媒体側接触突起 (T2) 冷媒側接触突起 (T3) 冷媒側非接触突起
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−162183（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−60592（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F28D 9/02 F24F 5/00 F28F 3/08
Claims (5)
- 【請求項１】 表面の少なくとも一部に突起群(T1〜T3)
が形成された複数の伝熱プレート(P1,P2) が各伝熱プレ
ート(P1,P2) の両側に冷媒流通路(61)または熱媒体流通
路(62)を形成するように積層され、該冷媒流通路(61)を
流通する冷媒と該熱媒体流通路(62)を流通する熱媒体と
が伝熱プレート(P1,P2) を介して熱交換するように構成
されているプレート式熱交換器において、 上記各冷媒流通路(61)を隔てて相隣る伝熱プレート(P1,
P2) の該冷媒流通路(61)側の突起群(T1〜T3)は、互いに
接触する冷媒側接触突起(T2)と、互いに接触しない冷媒
側非接触突起(T3)とにより構成され、 伝熱プレートの上記冷媒側接触突起(T2)と上記冷媒側非
接触突起(T3)との間には、上記熱媒体流通路(62)側に突
出する熱媒体側接触突起(T1)が設けられ、 伝熱プレート(P1,P2) の冷媒側接触突起(T2)は、互いに
接合されている一方、 突起群(T1〜T3)のうち各熱媒体流通路(62)を隔てて相隣
る伝熱プレート(P1,P2) の該熱媒体流通路(62)側におい
て接触する熱媒体側接触突起(T1)は、互いに接合されて
いない ことを特徴とするプレート式熱交換器。 - 【請求項２】 請求項１に記載のプレート式熱交換器に
おいて、 伝熱プレート(P1,P2) の突起群(T1〜T3)は、波形状に形
成されていることを特徴とするプレート式熱交換器 - 【請求項３】 請求項２に記載のプレート式熱交換器に
おいて、 伝熱プレート(P1,P2) の突起群(T1〜T3)は、第１波部(8
4,88) と、該第１波部(84,88) と波高さの異なる第２波
部(85,89) とを備えていることを特徴とするプレート式
熱交換器。 - 【請求項４】 請求項３に記載のプレート式熱交換器に
おいて、 伝熱プレート(P1,P2) の突起群(T1〜T3)は、ヘリンボー
ン状に形成されていることを特徴とするプレート式熱交
換器。 - 【請求項５】 請求項３に記載のプレート式熱交換器に
おいて、 熱媒体は水であり、 第１波部(84,88) の波高さは第２波部(85,89) の波高さ
の１．０９倍以上であることを特徴とするプレート式熱
交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34014797A JP3147065B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | プレート式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34014797A JP3147065B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | プレート式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11173771A JPH11173771A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3147065B2 true JP3147065B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=18334185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34014797A Expired - Fee Related JP3147065B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | プレート式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147065B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018126785A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社ティラド | ろう付における接合防止剤およびそれを用いた熱交換器 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE519062C2 (sv) * | 2001-05-03 | 2003-01-07 | Alfa Laval Corp Ab | Sätt att sammanlöda tunna värmeväxlarplattor samt lödd plattvärmeväxlare framställd enligt sättet |
| ITMI20021397A1 (it) * | 2002-06-25 | 2003-12-29 | Zilmet Dei F Lli Benettolo S P | Scambiatore di calore a piastre avente produzione semplificata |
| JP4774668B2 (ja) * | 2003-10-08 | 2011-09-14 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| DE602004004114T3 (de) * | 2004-08-28 | 2014-07-24 | Swep International Ab | Plattenwärmetauscher |
| JP4231518B2 (ja) | 2006-10-24 | 2009-03-04 | トヨタ自動車株式会社 | 熱交換装置 |
| FR2931542A1 (fr) | 2008-05-22 | 2009-11-27 | Valeo Systemes Thermiques | Echangeur de chaleur a plaques, notamment pour vehicules automobiles |
| FR2933015B1 (fr) * | 2008-06-26 | 2010-09-10 | Valeo Systemes Thermiques | Procede d'assemblage de pieces, les pieces et echangeur de chaleur |
| EP2233873A1 (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-29 | Robert Bosch GmbH | Plate Heat Exchanger |
| SE534918C2 (sv) | 2010-06-24 | 2012-02-14 | Alfa Laval Corp Ab | Värmeväxlarplatta och plattvärmeväxlare |
| WO2012004100A1 (en) * | 2010-07-08 | 2012-01-12 | Swep International Ab | A plate heat exchanger |
| US8662150B2 (en) * | 2010-08-09 | 2014-03-04 | General Electric Company | Heat exchanger media pad for a gas turbine |
| RU2511779C2 (ru) * | 2010-11-19 | 2014-04-10 | Данфосс А/С | Теплообменник |
| RU2502932C2 (ru) | 2010-11-19 | 2013-12-27 | Данфосс А/С | Теплообменник |
| JP5932777B2 (ja) | 2011-04-18 | 2016-06-08 | 三菱電機株式会社 | プレート式熱交換器及びヒートポンプ装置 |
| CN103776291A (zh) * | 2014-01-25 | 2014-05-07 | 江苏远卓设备制造有限公司 | 一种换热板组以及应用其制成的不等流道板式换热器 |
| JP6069425B2 (ja) * | 2015-07-03 | 2017-02-01 | 株式会社日阪製作所 | プレート式熱交換器 |
| CN105547021B (zh) * | 2016-02-02 | 2017-05-31 | 江阴市亚龙换热设备有限公司 | 防冻换热器 |
| CN107036480B (zh) * | 2016-02-04 | 2020-07-10 | 丹佛斯微通道换热器（嘉兴）有限公司 | 换热板以及使用其的板式换热器 |
| CN107036479B (zh) * | 2016-02-04 | 2020-05-12 | 丹佛斯微通道换热器（嘉兴）有限公司 | 换热板以及使用其的板式换热器 |
| SE545690C2 (en) * | 2020-01-30 | 2023-12-05 | Swep Int Ab | A brazed plate heat exchanger and use thereof |
| SE2050097A1 (en) * | 2020-01-30 | 2021-07-31 | Swep Int Ab | A plate heat exchanger |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6060592U (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-26 | 株式会社日阪製作所 | プレ−ト式熱交換器 |
| JPS60162183A (ja) * | 1984-02-01 | 1985-08-23 | フオルケル・ハンネマン | 熱交換器 |
-
1997
- 1997-12-10 JP JP34014797A patent/JP3147065B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018126785A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社ティラド | ろう付における接合防止剤およびそれを用いた熱交換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11173771A (ja) | 1999-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3147065B2 (ja) | プレート式熱交換器 | |
| JP3561957B2 (ja) | 受液器一体型冷媒凝縮器 | |
| JP2009079781A (ja) | 熱交換器及びこの熱交換器を用いたヒートポンプ給湯機またはヒートポンプ空気調和機 | |
| JP3097575B2 (ja) | プレート式熱交換器 | |
| JPWO2020100276A1 (ja) | プレート式熱交換器、ヒートポンプ装置およびヒートポンプ式冷暖房給湯システム | |
| JP2001324244A (ja) | 熱交換器 | |
| JP2002022374A (ja) | プレート式熱交換器および冷凍空調装置 | |
| CN114930097A (zh) | 制冷系统和用于控制这种制冷系统的方法 | |
| JPH10288480A (ja) | プレート式熱交換器 | |
| JP3094979B2 (ja) | プレート式熱交換器 | |
| JP3911604B2 (ja) | 熱交換器および冷凍サイクル | |
| JP3731066B2 (ja) | 熱交換器 | |
| JP3658677B2 (ja) | プレート式熱交換器および冷凍システム | |
| JP3097638B2 (ja) | プレート式熱交換器 | |
| JP3039462B2 (ja) | プレート式熱交換器 | |
| JP2006064281A (ja) | プレート式熱交換器 | |
| US20230037668A1 (en) | A plate heat exchanger | |
| US20230030270A1 (en) | A refrigeration system and method | |
| JP2001059688A (ja) | プレート式熱交換器 | |
| JPH1137677A (ja) | プレート式熱交換器 | |
| JPH10339590A (ja) | プレート式熱交換器 | |
| CN114981607A (zh) | 热交换器、制冷系统和方法 | |
| JP3209115B2 (ja) | 蓄熱装置 | |
| JP2004183960A (ja) | 熱交換器 | |
| JP3022345B2 (ja) | プレート型熱交換器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000704 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001205 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090112 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100112 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100112 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |