JP3667379B2

JP3667379B2 - プレート式熱交換器

Info

Publication number: JP3667379B2
Application number: JP07601395A
Authority: JP
Inventors: 淳一中村; 一志織田
Original assignee: Hisaka Works Ltd
Current assignee: Hisaka Works Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: JPH08271176A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はプレート式熱交換器に関するものであり、更に詳細には、積層された複数枚の伝熱プレートを、その上縁及び下縁に設けられた切欠き部を利用してガイドバーレールに懸垂支持状態で取付ける際に、前記伝熱プレートの切欠き部に摺動抵抗の低下部材として装着される補強板の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８乃至図11を参照してプレート式熱交換器の構造と組立順序を説明する。
【０００３】
プレート式熱交換器（10）は、図８及び図９に示すように波板状をした伝熱面（21）を有し、４隅に通液用の開孔（17）（18）（19）（20）を有する複数枚の伝熱プレート（１）を、ガスケット（４）を介して交互に積層することによって、伝熱プレート（１）間に第１の熱交換器媒体の流路と第２の熱交換媒体の流路を交互に形成している。
【０００４】
上記伝熱プレート（１）は、積層状態を保持するため、図８に示すようにガイドバー（11Ａ）（11Ｂ）を固定フレーム（12）と支持脚（13）との間に架設し、このガイドバー（11Ａ）（11Ｂ）によって移動フレーム（14）を固定フレーム（12）と対峙した状態でスライド自在に吊下げ支持する。
【０００５】
次に、固定フレーム（12）と移動フレーム（14）との間に、複数枚の伝熱プレート（１）及びガスケット（４）を交互に配置し、かつ、図９に示すように、各伝熱プレート（１）の上下端縁の中央部に設けられた切欠き部（２Ａ）（２Ｂ）を、それぞれ、ガイドバーレール（22）（22’）に係合させることによって、複数枚の伝熱プレート（１）を固定フレーム（12）と移動フレーム（14）との間に位置決め状態で保持する。
【０００６】
この状態で、固定フレーム（12）と移動フレーム（14）との間に、図８に示すように複数本の長尺ボルト（15）を挿通し、かつ、各長尺ボルト（15）の先端の雄ねじ形成部にナット（16）を螺合し緊締することにより、固定フレーム（12）と移動フレーム（14）との間に、ガスケット（４）を介して積層された伝熱プレート（１）を挾持固定している。
【０００７】
一方、固定フレーム（12）には、第１の熱交換媒体の通液用開孔（17）と連通する第１流入口（17’）、第１の熱交換媒体の通液用開孔（19）と連通する第１流出口（19’）、並びに第２の熱交換媒体の通液用開孔（18）と連通する第２流入口（18’）、第２の熱交換媒体の通液用開孔（20）と連通する第２流出口（20’）が設けられている。
【０００８】
そして、固定フレーム（12）に設けられた前記第１の流入口（17’）及び前記の第２の流入口（19’）からプレート式熱交換器（10）内の第１流路及び第２流路に２種類の熱交換媒体を導入することにより、交互に配置された伝熱プレート（１）間の伝熱面（21）に交互に流下状態で２種類の熱交換媒体を供給し、熱交換を行っている。
【０００９】
前記プレート式熱交換器（10）の伝熱プレート（１）は、図８及び図９に示すように、その上端中央に設けられた切欠き部（２Ａ）を上側ガイドバーレール（22）に嵌込むと共に、その下端中央に設けられた切欠き部（２Ｂ）を下端ガイドバーレール（22’）に嵌込むことによって、固定フレーム（12）と移動フレーム（14）との間に位置決め固定されている。
【００１０】
ところで、前記プレート式熱交換器（10）の伝熱プレート（１）は、懸垂支持部位の強度保持を目的として、図10及び図11に示すようにその上縁部に切欠き部（２Ａ）と略同形状に成形された切欠き部（７）付きの補強板（６）を固着している場合がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く伝熱プレート（１）の上端部に補強板（６）を取付けた場合、伝熱プレート（１）及び補強板（６）の成形手段としてプレス加工や機械加工が採用されるため、伝熱プレート（１）の切欠き部（２Ａ）の角隅部Ｅや補強板（６）の切欠き部（７）の角隅部Ｅが鋭くなる。
【００１２】
このため、伝熱プレート（１）の積層時に切欠き部（２Ａ）及び（７）を前記上側ガイドバーレール（22）の長手方向に沿って伝熱プレート（１）並びにこれと一体構造をなす補強板（６）を摺動させたとき、図10に示すように、前記角隅部分Ｅと上側ガイドバーレール（22）との間に引掛かりが生じ、伝熱プレート（１）あるいは補強板（６）に変形が生じる。伝熱プレート（１）や補強板（６）の変形が大きくなると、積層された伝熱プレート（１）相互間の位置ずれが大きくなり、シール性の低下が引起こされる。
【００１３】
このような障害を回避するため、伝熱プレート（１）の切欠き部（２Ａ）や補強板（６）の切欠き部（７）の角隅部Ｅに研削加工を施してアール付けすることが提案されているが、この曲面加工方法を採用した場合、加工時間が長くなり、加工コストも高騰する。
【００１４】
また、伝熱プレート（１）や補強板（６）とガイドバーレール（22）との間に引掛かりが生じることによって、伝熱プレート（１）と補強板（６）との間に大きな剥離荷重が発生する。
【００１５】
この剥離荷重に耐えるためには、伝熱プレート（１）と補強板（６）とを、スポット溶接（９）等の高強度を有する一体固着手段によって接合する必要があり、作業性の低下が問題となる。
【００１６】
一方、図11に示す従来例では、補強板（６）の摺動面（８Ａ）をＬ字状に成形加工している。補強板（６）をプレス成形する際に、Ｌ字状に折曲げ加工された補強板（６）の円弧状折曲げ部位の外端にアール部Ｒを形成することによって、補強板（６）の外側方向への摺動に際してガイドバーレール（22）に対する引掛かり抵抗を減少させることが可能になる。しかしながら、補強板（６）の内端側には鋭端Ｅが残っているため、補強板（６）の内側方向への摺動に際しては補強板（６）とガイドバーレール（22）との間に大きな引掛かり抵抗が発生し、伝熱プレート（１）及び補強板（６）の変形が防止されない。
【００１７】
本発明の主要な目的は、引掛り抵抗の増大に起因する伝熱プレート（１）及び補強板（６）の変形防止手段を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記課題の解決手段として本発明は、複数枚の伝熱プレートをガスケットの介在下に積層し、この伝熱プレートの積層体をその上下に対設されたガイドバーレールに懸垂支持状態で取付けられたプレート式熱交換器において、前記ガイドバーレールへの懸垂支持部材として前記伝熱プレートの切欠き部の周りに前記ガイドバーレールとの係合部位を有する補強板を固着し、前記ガイドバーレルと摺接する前記補強板の部分を円弧状に曲面加工し、摺動抵抗の減少部位に形成したことを特徴とするプレート式熱交換器を提供するものである。
【００１９】
【作用】
伝熱プレートの切欠き部に補強板を固着し、積層された複数枚の伝熱プレートの懸垂支持部材として用意されたガイドバーレールと摺接する前記補強板の部分を円弧状に曲面加工することによって、プレート式熱交換器組立時における前記補強板の摺動抵抗を減少させ、伝熱プレート及び補強板の変形を防止する。
【００２０】
【実施例】
以下、図１乃至図７を参照して本発明の幾つかの具体例を説明する。尚、以下の記述において、従来技術を示す図８乃至図11と同一の構成部材は、原則として同一の符号で表示し、重複する事項に関しては説明を省略する。
【００２１】
図１に示すように、本発明に係るプレート式熱交換器（10）は、ガイドバーレール（22）が嵌まり込み得るように、伝熱プレート（１）の上縁側に切欠き部（２Ａ）を設けている。
【００２２】
切欠き部（２Ａ）の周りには、伝熱プレート（１）の補強部材として、補強板（６）が固着されている。そして補強板（６）には、前記切欠き部（２Ａ）と位置合わせ状態で前記ガイドバーレール（22）を嵌込むための切欠き部（７）が設けられている。
【００２３】補強板（６）は、プレス加工時または射出成形加工時に、ガイドバーレール（22）と摺接する部分を図１（Ｂ）（Ｃ）に示すように内外両端で円弧状に曲面加工する（図面符号Ｒで表示）ことによって、前記切欠き部（２Ａ）（７）の両側に摺動抵抗の減少部位Ｒを形成している。
【００２４】
補強板（６）の材質は、前記摺動抵抗の減少部位Ｒの形成が可能な限り特別の制約は認められず、摩擦抵抗の小さな合成樹脂や金属材料等から任意に選択することが可能である。
【００２５】
補強板（６）は、伝熱プレート（１）の上端側切欠き（２Ａ）の上端部をＵ字状に覆うように曲面加工に際して成形方法と寸法諸元を調整する。
【００２６】
図１に示す実施態様では、伝熱プレート（１）側の切欠き部（２Ａ）の上端をほぼ覆うため、補強板（６）側の切欠き部（７）の上側に内外端を円弧状Ｒに成形した摺動面（８Ａ）を２個１組で対設している。
【００２７】
これに対し図２（Ａ）に示す実施態様では、伝熱プレート（１）側の切欠き部（２Ａ）の上端を部分的に覆うように、補強板（６）側切欠き部（７）の上側に、内外端を円弧状Ｒに形成されたやや幅狭な摺動面（８Ａ）を２個１組で対設している。
【００２８】
一方、図２（Ｂ）に示す実施態称では、前記摺動面（８Ａ）の幅寸法を更に短くすることによって、ガイドバーレール（22）と摺接する部分のみを摺動抵抗の減少部位に形成している。
【００２９】
上述の説明では、プレート式熱交換器（10）の上方に摺動抵抗の減少部位を形成する実例が説明されているが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものでなく、例えば、ガイドバーレル（22’）と摺接する下側の補強板（６）にも同称の要領に従って摺動抵抗部位を形成することが可能である。
【００３０】
図１及び図２に示す第１の実施例では、伝熱プレート（１）の切欠き部（２Ａ）の内側で補強板（６）の端縁部（６’）を上向きに折曲げ、この折曲げ部分を伝熱プレート（１）に圧着（29）することによって伝熱プレート（１）の厚み方向に沿う両端に２個の摺動抵抗減少部位Ｒを対設している。図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように摺動面（８Ａ）の外側端縁部分と内側端縁部分には、摺動抵抗の減少部位として円弧状に成形せれたアール部位Ｒが形成されている。
【００３１】
図３乃至図６を参照して伝熱プレート（１）に摺動抵抗の減少部位Ｒを有する補強板（６）を接合する手段を説明する。
【００３２】
図３に示す第２の実施例では、伝熱プレート（１）と補強板（６）との一体接合手段として、接着（23）が用いられている。
【００３３】
図４に示す第３の実施例では、前記の２部材（１）（６）の一体接合手段として、鋲締め（24）が用いられている。鋲締め（24）の外に割りピンやビス止め等の一体接合手段を採用することも可能である。
【００３４】
図５に示す第４の実施例では、前記２部材（１）（６）の一体接合手段として、伝熱プレート（１）に設けられた切欠き孔（25）内に補強板（６）の帯状切離し部分（30）の一端を挿通した後、圧着によって２部材（１）（６）を接合する方式が採用されている。
【００３５】
また、図６に示す第５の実施例では、補強板（６）の上端縁に設けらた突片状の係止部材（27）を伝熱プレート（１）の上縁部で逆Ｕ字状に折返し、伝熱プレート（１）を表裏両側から挾み込んだ状態でこの係止部材（27）の両側から圧着荷重を作用させることによって、伝熱プレート（１）と補強板（６）とを一体接合している。
【００３６】
最後に、図７に示す第６の実施例では、伝熱プレート（１）と補強板（６）の一体接合手段として、圧着方式もしくは据込み成形方式（28）が採用されている。
【００３７】
【発明の効果】
伝熱プレート（１）の切欠き部（２Ａ）の周りに、厚み方向に沿って２個の摺動抵抗の減少部位Ｒを対設してなる補強板（６）を結合することによって、伝熱プレート（１）の積層時に、ガイドバーレール（２２）と伝熱プレート（１）との摺動抵抗が大幅に減少する。この結果、摺動抵抗の増大に起因する伝熱プレート（１）の変形が防止され、伝熱プレート（１）の位置ずれや積層形態の崩れが未然に回避される。
【００３８】
また、従来技術のように補強板（６）の摺動面の角隅部に面取りを目的とする研削加工を施こす必要がないから、加工費の低減に対しても顕著な効果が発揮される。
【００３９】
更に、伝熱プレート（１）と補強板（６）の一体接合手段として、接着剤による接合やピン止め等の比較的強度の低い結合方式が用いられているにも拘らず、補強板（６）の切欠き部（７）に働らく摺動抵抗荷重が小さいため、伝熱プレート（１）と補強板（６）との間に剥離等の品質欠陥が発生せず、プレート式熱交換器（１０）の耐用期間の延長が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は切欠き部を有する伝熱プレートと補強板の第１実施例の部分正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の線ＢーＢに沿う横断面図、（Ｃ）は同図（Ａ）の線ＣーＣに沿う横断面図。
【図２】（Ａ）は補強板の折曲げによって形成された摺動性抵抗減少部位の第１実施例の変形例を示す正面図、（Ｂ）は補強板の折曲げによって形成された摺動抵抗減少部位の他の実施例を示す正面図。
【図３】（Ａ）は摺動抵抗減少部位の第２の実施例を示す正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の線ＢーＢに沿う伝熱プレートの横断面図である。
【図４】（Ａ）は摺動抵抗減少部位の第３の実施例を示す正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の線ＢーＢに沿う伝熱プレートの横断面図である。
【図５】（Ａ）は摺動抵抗減少部位の第４の実施例を示す正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の線ＢーＢに沿う伝熱プレートの横断面図である。
【図６】（Ａ）は摺動抵抗減少部位の第５の実施例を示す正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の線ＢーＢに沿う伝熱プレートの横断面図である。
【図７】（Ａ）は摺動抵抗減少部位の第６の実施例を示す正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の線ＢーＢに沿う伝熱プレートの横断面図である。
【図８】（Ａ）はプレート式熱交換器の側面、（Ｂ）は同図（Ａ）の線ＢーＢに沿うガイドバーレールの横断面図である。
【図９】（Ａ）は伝熱プレートの正面図、（Ｂ）は伝熱プレートの切欠き部内に嵌まり込んだがガイドバーレールの横断面図である。
【図１０】（Ａ）は切欠き部の第１の従来例を示す伝熱プレート要部の正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の線ＢーＢに沿う伝熱プレート並びに補強板の横断面図である。
【図１１】（Ａ）は切欠き部の第２の従来例を示す伝熱プレート要部の正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の線ＢーＢに沿う伝熱プレートと補強板の横断面図、（Ｃ）は同図（Ａ）の線ＣーＣに沿う伝熱プレートと補強板の横断面図である。
【符号の説明】
１伝熱プレート
２Ａ切欠き部（伝熱プレート側）
６補強板
６’ 補強板の端縁部
７切欠き部（補強板側）
８Ａ摺動面
10 プレート式熱交換器
11Ａガイドバー
22 ガイドバーレール
Ｒ摺動抵抗の減少部位（曲面加工部位）
23 接着による接合部
24 鋲締めによる接合部
25 切欠き孔
27 係止部材
28 圧着もしくは据込み成形による接合部
29 圧着による接合部

Claims

複数枚の伝熱プレートをガスケットの介在下に積層し、この伝熱プレートの積層体をその上下に対設されたガイドバーレールに懸垂支持状態で取付けられたプレート式熱交換器において、
前記ガイドバーレールへの懸垂支持部材として前記伝熱プレートの切欠き部の周りに前記ガイドバーレールとの係合部位を有する補強板を固着し、前記ガイドバーレールと摺接する前記補強板の部分を円弧状に曲面加工し、摺動抵抗の減少部位に形成したことを特徴とするプレート式熱交換器。
前記伝熱プレートに対する前記複数枚の伝熱プレートをガスケットの介在下に積層し、この伝熱プレートの積層体をその上下に対設されたガイドバーレールに懸垂支持状態で取付けられたプレート式熱交換器において、
前記ガイドバーレールへの懸垂支持部材として前記伝熱プレートの切欠き部の周りに前記ガイドバーレールとの係合部位を有する補強板を固着し、前記ガイドバーレールと摺接する前記補強板の部分を円弧状に曲面加工し、摺動抵抗の減少部位に形成したことを特徴とするプレート式熱交換器補強板の固着手段が、鋲締め、割りピン、止めねじ、嵌込み、カシメ、接着及び圧着のいずれか一つ、またはそれらの組合せから選択したことを特徴とする請求項１記載のプレート式熱交換器。