JP3369170B2 - プレート式熱交換器 - Google Patents

プレート式熱交換器

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、幾つかの伝熱プレートからなるプレート式
熱交換器であって、かつ該各プレートは少なくとも1つ
の伝熱部を有し、しかもこの伝熱部には、一方では、該
プレートと平行な面から或る特定距離だけ離れて上押プ
レスされた複数の平行な嶺と、これらの嶺に対してある
角度を有する下押プレスされた複数の平行な溝とがあ
り、また一方では、凸部と凹部を有し、かつ前記平面か
ら前記特定距離より少ない距離だけ離れている中間プレ
ート部があって、更にプレートの一方の側の嶺は、他方
の側の溝によって形成されている嶺および中間プレート
部と共に、複数の流路を形成し、しかもこれらの流路は
それぞれ、プレートの反対側に形成される流路と交差し
ており、そして前記の嶺と溝は、プレート式熱交換器に
おいて2枚のプレートが互いに接するように重ね合わさ
れた状態で、両プレートのうちの一枚のプレート上の嶺
が、他方のプレートにおいて当該の嶺と平行に走ってい
る嶺と互いに接して重なるように、配置されているプレ
ート式熱交換器に関する。
プレートに平行な面から上方にプレスされ、互いに近
接して走っている複数の嶺と、前記面から下方にプレス
され、互いに近接して前記嶺にある角度を有して走って
いる溝とからなる波形パターンを有する伝熱プレート
が、英国特許1357282号公報によって供せられているこ
とは、既に知られている。したがって、プレートの両側
に、嶺と溝が形成されることになるが、この場合、嶺は
中間プレート部と共に、伝熱媒体の流路を形成する。こ
れらの流路はプレートの両側においてそれぞれ異なる方
向に延びており、2つのプレートが互いに接するように
重ね合わせて取り付けられた場合、一方のプレートの嶺
はその全長にわたって、当該の嶺と平行に走っている他
のプレートの嶺と接する。
また上述の特許においては、嶺と溝との間の面は、一
方の方向または他方の方向に凸部を設けるか、ないしは
凹凸を付けて、より剛性を高められることが知られてい
る。これは特に、平行な複数の嶺と平行な複数の溝との
間の部分が比較的に広く、かつ、複数の平行な嶺と溝よ
りなる波形パターンにおける面の加圧成形の深さが、プ
レートの残余の波形パターンに比してより浅い場合の伝
熱プレートに用いられてきた。さらに、伝熱媒体が流路
を流れるときに、流れ抵抗がより大きくなるよう、各流
路を狭くするため、点状の突起を幾つも付けることもな
されている。流れ抵抗の増大は、熱伝達を増進させる。
この種の凸部は、2本の平行な嶺の間にあるが、こうし
た場合、凸部と同じ方向に向かっている嶺は強度が落ち
るので、凸部はしばしば、熱効率を高める縮小化を可能
にするほど十分な幅をとれないことがある。
このように、上述の種類の凸部では、熱効率を高める
ことは困難である。従って、こうした凸部は主として、
平行な嶺と嶺の間の間隔が小さいプレートと、加圧成形
の深さが小さいプレートに応用される。2本の嶺の間の
区域が、中間面に含まれる場合、凸部を作るために利用
できるのは、加圧成形の深さの半分のみである。従っ
て、加圧成形の深さが浅いプレートでは、十分に明確な
波形パターンを作ることは難しく、前記のような方法で
プレートを造形すると、プレート波形パターンを物理的
に脆弱化させる。
本発明の目的は、この種のプレート式熱交換器におけ
る2つの伝熱媒体の流れ抵抗を共に増大させ、かつプレ
ート式熱交換器の伝熱プレートの波形パターンを物理的
に強化することである。
本発明によってこれらの目的は、上述の種類のプレー
ト式熱交換器であって、しかも2本の平行な嶺の間と2
本の平行な溝の間にある前記複数中間プレート部の少な
くとも1つには、前記2本の溝のそれぞれと連結するよ
うに設計されている凸部が2つしかなく、かつ前記2本
の嶺のそれぞれと連結するように設計されている凹部が
2つしかないことと、さらに各嶺とこれに連結されてい
る凹部、および各溝とこれに連結されている凸部はそれ
ぞれ、共通壁の1部を含み、しかもこの共通壁は、嶺の
頂部から凹部の底部まで、また溝の底部から凸部の上部
までそれぞれ延びており、そして、同じ中間プレート部
分において互いに向かい合っている少なくとも2つの壁
は、前記の特定距離を越える高さを有していることとを
特徴とするプレート式熱交換器によって達成される。
本発明によって、嶺と溝に隣接する部位の加圧成形の
深さが増加し、その結果、より明瞭な波形パターンが作
られ、かつ嶺と溝の曲げ強さが増大する。さらに、伝熱
プレートの両側の流路の縮小化がなされる。
本発明は、次のような添付の図面を参照しながら、以
下により詳細に説明する。
図1は、伝熱プレートの概略図である。
図2は、本発明に従って形成された波形パターンを有
する伝熱プレートの1部である。
図3は、図2における線A−Aに沿って切断された断
面図である。
図4は、図2における線B−Bに沿って切断された断
面図である。
図5は、互いに接するように重ね合わされている3つ
の伝熱プレートの断面図である。
本発明のプレート式熱交換器は、2つの熱伝達媒体の
ために用いられるもので、薄板もしくはこれと同様なも
のの伝熱プレート数枚からなり、しかもこれらの伝熱プ
レートは、加圧成形によって波形パターンを有してい
る。
図1には、或る特定の加圧成形深度で波形に成形され
ている伝熱プレート1が示されおり、このプレート1は
従来通り、第一の熱伝達媒体には流入口2と流出口3
が、他方の熱伝達媒体には流入口4と流出口5が備えら
れている。これらの開口4と5の周囲とプレート周縁の
回りには、シーリング6をめぐらしてあり、このシーリ
ング6は、追加伝熱プレートと共に、前記複数熱伝達媒
体の1つのための流動空間7と他方の熱伝達媒体の通過
流のための流路を画している。
加圧成形によって伝熱プレート1は、波形パターンを
なしており、また、上部配熱面8と下部配熱面9およ
び、この両配熱面8と9との間の主熱伝達面10のよう
な、流入口2と流出口3との間にある幾つかの伝熱部を
具備している。この配熱面8と9には、上押プレスの平
行な複数の嶺11と、これにある角度を有する下押プレス
された溝12がある。主熱伝達面10の波形パターンは、図
面に示されていないが、この面もまた、対応する波形パ
ターンを有している。
重ね合わされた幾つかの伝熱プレート1からなるプレ
ート式熱交換器において、該プレートのうち2枚の相接
する伝熱プレートの中の1枚は、それ自身の含まれる平
面上で他方のプレートに対し180゜回転されて、重ね合
わされている。このようにして、伝熱プレートの一方の
嶺は、他方の伝熱プレート上において、溝12によって形
成されている嶺に接して、重ねられることになり、この
場合、互いに相接している幾つかの嶺は、平行に延びて
いる。このように配されている2つの伝熱プレートの間
に、互いに相接している嶺によって、幾つかの平行な流
路が形成される。
図2〜5では、少なくとも1つの伝熱プレートの波形
パターンがどのように形成されているかが、示されてい
る。波形パターンには、隣り合って並んで走っている幾
つかの嶺11があり、しかも、それらの嶺の頂部13は、該
プレートに平行な中間面から或る特定距離、すなわち加
圧成形の深さの半分に相当する距離だけ、上押プレスさ
れており、また、これらの嶺にある角度で、互いに隣り
合って並んで走っている幾つかの溝12もあって、しか
も、それらの溝の底部14は、加圧成形の深さの半分だけ
下押プレスされており、このようにして、頂部13と底部
14は中央面からそれぞれ等しい距離にある。
嶺11と溝12の間の交差点に位置する伝熱プレート域
は、嶺11の頂部と溝12の底部との間の面にある。しかし
一方、図1に示されているように、嶺11は、連続して延
びているが、溝12は、嶺11を横切るのに中断されながら
延びている。
プレートの一方の側の嶺11は、プレートの他方の側の
嶺によって形成されている溝12および中間プレート部15
と共に、熱伝達媒体の複数の流路16を形成する。これら
の各流路は、プレートの反対側に形成される流路と交差
している。
流路の底部17におけるプレート部15には、凸部18と凹
部19があり、しかもその上部20と底部21はそれぞれ、加
圧成形の深さの半分より少ない距離だけ、前記中間面よ
り離れて位置している。
嶺11と溝12は、プレート式熱交換器において2枚のプ
レートが互いに接するように重ねて組立てられた状態
で、前記両プレートの一方の嶺が、他方のプレートにお
いて当該の嶺と平行に走っている嶺と互いに接して重な
るように、配置されている。
本発明においては、2本の平行な嶺11の間と2本の平
行な溝12の間にある前記複数プレート部15の少なくとも
1つには、前記2本の溝12のそれぞれと連結するように
設計されている凸部18が2つしかなく、かつ前記2本の
嶺11のそれぞれと連結するように設計されている凹部19
も2つしかない。
さらに、各嶺11とこれに連結されている凹部19、およ
び、各溝12とこれに連結されている凸部18はそれぞれ、
共通壁22の1部を含み、しかも該共通壁は、嶺の頂部13
から凹部の底部21まで、また溝の底部14から凸部の頂部
20までそれぞれ延びている。
そして選択された実施例では、この種の壁22はそれぞ
れ、加圧成形の深さの半分を越える高さを有しており、
伝熱プレート1の両側の流路16を縮小させている。非対
称の流れ、すなわち2つの流体のうちの1つが他の流体
より相当大きな流量を有する熱伝達の場合の伝熱プレー
トにおいては、同じプレート部15において2つの壁し
か、加圧成形の深さの半分を越える高さにならないこと
もある。
選択実施例では、前記凸部18と凹部19は基本的にはそ
れぞれ、プレート部15において溝と嶺の全長にわたって
延びていいるが、当然ながら凸部または凹部は、その寸
法が許す限り、プレート部15の一部に沿ってしか延びて
いない場合もある。
凸部18と凹部19は選択の実施例では、各プレート部15
において対称に位置しているが、非対称の流れを得るた
めに、凸部と凹部の位置を非対称に設定することもでき
る。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】数個の伝熱プレート(1)からなるプレー
    ト式熱交換器であって、前記各プレートはそれぞれ少な
    くとも1つの伝熱部を有し、しかもこの伝熱部には、一
    方では、該プレートと平行な面から特定距離だけ離れて
    上押プレスされた複数の平行な嶺(11)と、これらの嶺
    (11)に対して角度を有する下押プレスされた複数の平
    行な溝(12)とがあり、また一方では、凸部(18)と凹
    部(19)を有し、かつ前記平面から前記特定距離より少
    ない距離だけ離れている中間プレート部(15)があり、 プレートの一方の側の嶺(11)は、他方の側の溝(12)
    によって形成されている嶺(11)および中間プレート部
    (15)と共に、複数の流路(16)を形成し、しかもこれ
    らの流路(16)はそれぞれ、プレートの反対側に形成さ
    れる流路と交差しており、そして 嶺(11)と溝(12)は、プレート式熱交換器において2
    枚のプレートが互いに接するように重ね合わされた状態
    で、両プレートの一方の嶺(11)が、他方のプレートに
    おいて当該の嶺(11)と平行に走っている嶺と互いに接
    して重なるように、配置されているプレート式熱交換器
    において、 2本の平行な嶺(11)の間と2本の平行な溝(12)の間
    のある前記複数中間プレート部(15)の少なくとも1つ
    には、前記2本の溝(12)のそれぞれと連結するように
    設計されている凸部(18)が2つしかなく、かつ前記2
    本の嶺(11)のそれぞれと連結するように設計されてい
    る凹部(19)が2つしかなく、また、各嶺(11)とこれ
    に連結されている凹部(19)、および各溝(12)とこれ
    に連結されている凸部(18)はそれぞれ、共通壁(22)
    の1部を含み、しかもこの共通壁(22)は、嶺の頂部
    (13)から凹部の底部(21)まで、また溝の底部(14)
    から凸部の上部(20)までそれぞれ延びており、そし
    て、同じ中間プレート部(15)において互いに向かい合
    っている少なくとも2つの壁(22)は、前記特定の距離
    を越える高さを有していることを特徴とするプレート式
    熱交換器。
  2. 【請求項2】前記凸部(18)と前記凹部(19)は基本的
    にそれぞれ、中間プレート部(15)において溝と嶺の全
    長にわたって延びていることを特徴とする請求項1記載
    のプレート式熱交換器。
  3. 【請求項3】すべての壁(22)は、前記特定距離を越え
    る高さを有することを特徴とする請求項1または2記載
    のプレート式熱交換器。
  4. 【請求項4】前記凸部(18)と前記凹部(19)は、前記
    中間プレート部(15)において対称になるように配置さ
    れていることを特徴とする請求項1から3までのいずれ
    か1項に記載のプレート式熱交換器。
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