JP3696287B2 - プレート式熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数のプレートをガスケットを介して積層してなるプレート式熱交換器において、プレートの剛性向上のためにガスケット溝とプレート外縁との間に形成された外周ビードの変形を防止せしめたプレート式熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プレート式熱交換器は、複数のプレートをガスケットを介して積層してプレート相互間に複数の流路を形成し、これら流路に異種の流体を交互に流通して両流体間でプレートを介して熱交換を行なっている。
【０００３】
このようなプレート式熱交換器においては、例えば、図６に示す如き、プレート式熱交換器用プレート（１）が使用されている。このプレート（１）は、矩形状の金属板の４隅に流体の出入口となる通路孔（２）を形成し、この各々の通路孔（２）を含めて伝熱面（３）の周囲にガスケット溝（４）を形成している。
【０００４】
ところで、前記プレート（１）は、図７および図８に示すように、ガスケット溝（４）からプレート外縁に至るプレート外周部（５）に、平面的にうねった連続した傾斜側面（６ａ）を有する複数の外周ビード（６）を設け、複数のプレート（１）を積層したときに、図10に示すように、隣接するプレート（１）の外周ビード（６）と（６ｂ）とが外当りしてプレート外周部（５）の剛性を向上するようにしている。但し、図７はプレート（１）の通路孔（２）の周辺部の平面図、図８はプレート（１）の中央部側方平面図、図10は複数のプレート（１）を積層した状態での図８に沿ったＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のプレート式熱交換器は、熱交換時、プレート（１）の通路孔（２）内の流体に圧力があるため、プレート（１）のコーナー部分においては、図９に示すように、流体圧力（図中矢印ａで示す）を受ける。このため、プレート（１）のコーナー部分のプレート外周部（５）には、流体圧力（ａ）による引張り力（図中矢印ｂで示す）が発生する。この引張り力（ｂ）が材料変形強度より大きくなると、プレート（１）のコーナー部分のプレート外周部（５）に形成された外周ビード（６）（６ｂ）のガスケット溝（４）の傾斜側壁（６ａ）が屏風のように引き伸ばされて変形を生じる。
【０００６】
また、プレート（１）は、１枚毎に両流体の圧力を交互に受けるため、図10に示すように、各々の流体圧力（図中矢印ｃおよびｄで示す）に差圧が生じた場合、高い流体圧力（ｃ）の流体により外周ビード（６）（６ｂ）の傾斜側壁（６ａ）が低い流体圧力（ｄ）の流体側へ押しつけられ、プレート（１）の外周ビード（６）（６ｂ）の外当りを押し広げる力（図中矢印ｅで示す）を受ける。このプレート（１）の外周ビード（６）（６ｂ）の外当りを押し広げる力（ｅ）が材料変形強度より大きくなると、外周ビード（６）（６ｂ）の傾斜側壁（６ａ）が変形を生じる。
【０００７】
このようにプレート（１）のガスケット溝（４）とプレート外縁との間に至るプレート外周部（５）に形成された外周ビード（６）が変形すると、ガスケットのシール性の低下による液漏れやプレート（１）の破損が発生し、プレート式熱交換器の耐圧性能の低下をもたらすという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みて提案されたもので、プレートの剛性向上のためにガスケット溝とプレート外縁との間に形成された外周ビードの変形を防止せしめるプレート式熱交換器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、第１発明は、四隅に流体の通路孔を開口させ、これらの通路孔の間に前記流体の伝熱面を形成した伝熱プレートをガスケットを介して積層してなり、前記ガスケットを装着するためのガスケット溝からプレート外縁に至るプレート外周部に、平面的にうねった連続した傾斜側面を有する複数の外周ビードを設け、複数のプレートを積層したときに、隣接するプレートの外周ビードが外当りしてプレート外周部の剛性を向上させたプレート式熱交換器において、前記外周ビード間に、外周ビードのガスケット溝と直交方向の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた補強溝を設けたものである。
【００１０】
また、第２発明は、四隅に流体の通路孔を開口させ、これらの通路孔の間に前記流体の伝熱面を形成した伝熱プレートをガスケットを介して積層してなり、前記ガスケットを装着するためのガスケット溝からプレート外縁に至るプレート外周部に、平面的にうねった連続した傾斜側面を有する複数の外周ビードを設け、複数のプレートを積層したときに、隣接するプレートの外周ビードが外当りしてプレート外周部の剛性を向上させたプレート式熱交換器において、前記外周ビードの先端とプレート外縁との間に、外周ビードの先端の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた凹部を形成し、外周ビードの先端に畝を設けたもので ある。
【００１１】
さらに、第３発明は、四隅に流体の通路孔を開口させ、これらの通路孔の間に前記流体の伝熱面を形成した伝熱プレートをガスケットを介して積層してなり、前記ガスケットを装着するためのガスケット溝からプレート外縁に至るプレート外周部に、平面的にうねった連続した傾斜側面を有する複数の外周ビードを設け、複数のプレートを積層したときに、隣接するプレートの外周ビードが外当りしてプレート外周部の剛性を向上させたプレート式熱交換器において、前記外周ビード間に、外周ビードのガスケット溝と直交方向の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた補強溝を設けるとともに、前記外周ビードの先端とプレート外縁との間に、外周ビードの先端の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた凹部を形成し、外周ビードの先端に畝を設けたものである。
【００１２】
【作用】
第１発明においては、外周ビード間に、外周ビードのガスケット溝と直交方向の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた補強溝を設けたことにより、また、第２発明においては、外周ビードの先端とプレート外縁との間に、外周ビードの先端の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた凹部を形成し、外周ビードの先端に畝を設けたことにより、さらに、第３発明においては、上記補強溝と畝とを設けたことにより、いずれも外周ビードの剛性が高められてその変形が抑えられ、ガスケットの良好なシール性を維持することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明に係るプレート式熱交換器を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１乃至図３は本発明に係るプレート式熱交換器の一実施例を示すものであり、図１はこの実施例のプレート式熱交換器用プレート（10）の要部、即ち、中央部側方の平面図、図２および図３はそのプレート（10）の図１におけるＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００１５】
本実施例のプレート式熱交換器は、図１に示すように、プレート（10）のガスケット溝（11）からプレート外縁に至るプレート外周部（12）に設けられた平面的にうねった連続した傾斜側壁（13ａ）を有する複数の外周ビード（13）の近傍に、ガスケット溝（11）に沿って補強溝（14）および畝（15）を設けている。
【００１６】
補強溝（14）は、プレート外周部（12）に設けられた複数の外周ビード（13）の当該外周ビードの間、即ち、凸部外周ビード（13ｂ）にガスケット溝（11）に沿って、即ち、外周ビード（13）と直交方向に設けられており、図２に示すように、外周ビード（13）のガスケット溝（11）と直交方向の傾斜側壁（13ａ）と同方向の両側の側壁（14ａ）（14ａ）によって、外周ビード（13）のガスケット溝（11）と直交方向の傾斜側壁（13ａ）の剛性を高めている。
【００１７】
これに対して畝（15）は、プレート外周部（12）の外周ビード（13）の先端とプレート外縁との間に凹部（16）を形成することによりガスケット溝（11）に沿って、即ち、外周ビード（13）と直交方向に設けられており、図３に示すように、外周ビード（13）の先端の傾斜側壁（13ａ）と同方向の外側の側壁（15ａ）によって、外周ビード（13）の先端の傾斜側壁（13ａ）の剛性を高めている。
【００１８】
本実施例のプレート式熱交換器によれば、外周ビード（13）の近傍にガスケット溝（11）に沿って補強溝（14）および畝（15）を設けたことにより、図９および図10で示すように、液体圧力によって引張り力（ｂ）および外周ビード（13）（13ｂ）の外当りを押し広げる力（ｅ）を受けた場合でも、補強溝（14）の側壁（14ａ）（14ａ）および畝（15）の側壁（15ａ）によって外周ビード（13）の変形を抑えることができる。
【００１９】
図１乃至図３に示す実施例においては、補強溝（14）の溝底および畝（15）の上面がプレート（10）の成形深さの下段および上段にあるように設けられており、補強溝（14）の溝底および畝（15）の上面をプレート（10）の成形深さの中段にあるように設けた場合にも同様の効果が得られる。尚、補強溝（14）の溝底および畝（15）の上面をプレート（10）の成形深さの下段および上段にあるように設けた場合には、補強溝（14）および畝（15）は、図１に示すように、千鳥状配置で形成されるが、補強溝（14）の溝底および畝（15）の上面をプレート（10）の成形深さの中段にあるように設けた場合には、補強溝（14）および畝（15）は、図４に示すように、連続して同一線上に配置して形成され、補強溝（14）の溝底の一部、即ち、外周ビード（13）と直交する部分によって畝（15）を形成するようにしている。
【００２０】
また、上記実施例は、ガスケット溝（11）の溝底がプレート（10）の成形深さの下段にあるように設けられた場合について述べているが、ガスケット溝（11）の溝底をプレート（10）の成形深さの中段にあるように設けた場合でも、補強溝（14）および畝（15）を同様にして設けることにより同様の効果が得られる。
【００２１】
更に、上記実施例では、補強溝（14）および畝（15）を設けた場合について述べているが、補強溝（14）或いは畝（15）のいずれか一方を設けても同様の効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】
第１発明においては、外周ビード間に、外周ビードのガスケット溝と直交方向の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた補強溝を設けたことにより、また、第２発明においては、外周ビードの先端とプレート外縁との間に、外周ビードの先端の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた凹部を形成し、外周ビードの先端に畝を設けたことにより、いずれの発明も、外周ビードの剛性を高めることができ、液体圧力によって外周ビードを変形しようとする力を受けた場合でも、外周ビードの変形が防止されてガスケットの良好なシール性が維持され、プレート式熱交換器の耐圧性能に対して顕著な効果が得られる。
【００２３】
さらに、第３発明においては、上記補強溝と畝とを設けたので、上記の場合よりも、より一層の顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るプレート式熱交換器のプレートの要部平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】 図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】 本発明の他の実施例のプレートの要部平面図である。
【図５】 図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図６】 プレート式熱交換器のプレートの平面図である。
【図７】 プレートのコーナー部分の平面図である。
【図８】 プレートの中央部側方部の平面図である。
【図９】 プレートのコーナー部分に受ける流体圧力および引張力を説明するための該部分の平図面である。
【図10】 プレートの中央部側方部の流体圧力の差圧によって受ける力を説明するためのガスケット溝内側の断面図兼図８のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
10 プレート
11 ガスケット溝
12 プレート外周部
13 外周ビート
13ａ 外周ビードの傾斜側壁
13ｂ 凸部外周ビード
14 補強溝
14ａ 補強溝の側壁
15 畝
15ａ 畝の側壁
16 凹部

Claims (3)

1. 四隅に流体の通路孔を開口させ、これらの通路孔の間に前記流体の伝熱面を形成した伝熱プレートをガスケットを介して積層してなり、
   前記ガスケットを装着するためのガスケット溝からプレート外縁に至るプレート外周部に、平面的にうねった連続した傾斜側面を有する複数の外周ビードを設け、複数のプレートを積層したときに、隣接するプレートの外周ビードが外当りしてプレート外周部の剛性を向上させたプレート式熱交換器において、
   前記外周ビード間に、外周ビードのガスケット溝と直交方向の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた補強溝を設けたことを特徴とするプレート式熱交換器。
2. 四隅に流体の通路孔を開口させ、これらの通路孔の間に前記流体の伝熱面を形成した伝熱プレートをガスケットを介して積層してなり、
   前記ガスケットを装着するためのガスケット溝からプレート外縁に至るプレート外周部に、平面的にうねった連続した傾斜側面を有する複数の外周ビードを設け、複数のプレートを積層したときに、隣接するプレートの外周ビードが外当りしてプレート外周部の剛性を向上させたプレート式熱交換器において、
   前記外周ビードの先端とプレート外縁との間に、外周ビードの先端の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた凹部を形成し、外周ビードの先端に畝を設けたことを特徴とするプレート式熱交換器。
3. 四隅に流体の通路孔を開口させ、これらの通路孔の間に前記流体の伝熱面を形成した伝熱プレートをガスケットを介して積層してなり、
   前記ガスケットを装着するためのガスケット溝からプレート外縁に至るプレート外周部に、平面的にうねった連続した傾斜側面を有する複数の外周ビードを設け、複数のプレートを積層したときに、隣接するプレートの外周ビードが外当りしてプレート外周部の剛性を向上させたプレート式熱交換器において、
   前記外周ビード間に、外周ビードのガスケット溝と直交方向の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた補強溝を設けるとともに、前記外周ビードの先端とプレート外縁との間に、外周ビードの先端の傾斜側壁と同方向の側壁を備えた凹部を形成し、外周ビードの先端に畝を設けたことを特徴とするプレート式熱交換器。

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