JP3805055B2 - プレート式熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚のプレートを積層してなるプレート式熱交換器において、耐圧強度を低下させることなく機器のコンパクト化を図るために波形の凹凸形状に形成したプレートの伝熱面のその波形と交差する方向への伸び・歪み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、例えば図２に示す如きプレート（１１）を複数枚積層して、隣接するプレート（１１）間に異種の流体を交互に流通することにより、両流体間でプレート（１１）を介して熱交換を行うものである。
【０００３】
上記プレート（１１）は、方形をなす金属板の四隅に流体の出入口となる通路孔（１２）を開口し、かつ、中央に波形の凹凸形状に形成した伝熱面（１３）を有するとともに、各通路孔（１２）の周囲および伝熱面（１３）の周囲を囲むようにガスケット（１４）を嵌装支持するガスケット溝（１５）を設けている。
【０００４】
そして、上記プレート（１１）を交互に平面上で１８０°回転させて、即ち、上下反転させて順次積層することにより、隣接するプレート（１１）間に異種の流体が交互に流れるプレート式熱交換器を形成している。
【０００５】
上記プレート（１１）は、前述したように、伝熱面（１３）を波形の凹凸形状に形成したことにより、熱交換時の伝熱性能の向上を図るとともに、交互に上下反転させて順次積層したときに隣接するプレート（１１）の伝熱面（１３）に形成した波形同士を交差した状態でお互いに当たり支持させて耐圧強度を図るようにしている。
【０００６】
ところで、上記プレート（１１）において、伝熱面（１３）は波形の凹凸形状を有するために、プレス成形により波形と交差する方向にスプリングバックして伸びるが、伝熱面（１３）の周囲に位置するガスケット溝（１５）は平坦な形状を有するために、プレス成形によるスプリングバックが無くて伸びない。そのため、プレート（１１）の伝熱面（１３）の伸びはガスケット溝（１５）の部分で拘束され、プレート（１１）にプレス成形による歪みが発生する。この歪みは、プレート（１１）の生産性を阻害し、しかも、プレート（１）を懸垂したときに懸垂長さが長くなるために、機器としてのコンパクト性を損ねる。
【０００７】
このような歪みの対策として、図３に示すように、伝熱面（１３）のスプリングバック量を緩和させるために、伝熱面（１３）の波形と交差する方向に連続した歪み防止ビート（１６）を形成したもの（特開平７−２６０３８６号）が公知である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公知のものでは、プレート積層時に、図４に示すように、隣接するプレートの歪み防止ビート（図４中に点線で示し、符号１６’を付す）と部分的に重複し、その重複近傍部で隣接するプレート（１１）間の当たり支持点が大きく離れるため、その支持点での受圧面積が増大し、プレート（１１）の強度が低下する問題がある。
【０００９】
尚、図５に示すように、歪み防止ビード（１６’）を連続させない凹凸形状としたもの（特開平７−２６０３８７号）も公知であるが、これは歪み防止効果が小さいばかりか、プレス成形金型の加工が難しい問題がある。しかも、歪み防止ビード（１６‘）の配置によっては隣接するプレート（１１）間の当たり支持点が大きく離れる場合もあり、前述したプレート（１１）の強度が低下する問題もある。但し、図５において、プレート（１１）の伝熱面（１３）の実線は波形の凹凸形状の山部を示し、点線は波形の凹凸形状の谷部を示す。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑み、これを改良除去するためになされたもので、その目的とするところは、プレートの歪み防止による機器のコンパクト化が可能で、しかも、プレートの強度低下を極力抑えることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、縦方向に対して傾斜する波形の凹凸形状に形成した伝熱面を有するプレートを複数枚積層してなるプレート式熱交換器において、上記プレートの伝熱面に、上記波形と概ね直交する方向性を持って縦方向に対して傾斜し且つその傾斜方向において複数に分離すると共に複数の波形に跨る連続した歪み防止ビードを形成し、かつ、その複数の歪み防止ビードの分離部で、その複数の歪み防止ビードがプレート積層時に隣接するプレートの複数の歪み防止ビードと重複することを回避したものである。
【００１２】
本発明によれば、プレートの伝熱面に形成された縦方向に対して傾斜する波形と概ね直交して複数に分離し且つ複数の波形に跨る連続した歪み防止ビードを形成したから、この複数の連続する歪み防止ビードによりプレートのプレス成形による波形と直交する方向への伝熱面のスプリングバック量を大幅に減少できる。しかも、その複数の歪み防止ビートをプレート積層時に隣接するプレートの複数の歪み防止ビートと重複しないように配列したから、即ち、上記のように複数に分離した歪み防止ビードの分離部を有効利用して、上記の隣接する各プレートの歪み防止ビードが重複しないようにしたから、プレート積層時に隣接するプレート間の当たり支持点が大きく離れるといった状態を回避できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明のプレート式熱交換器に用いるプレート（１）を示す。このプレート（１）は、方形をなす金属板の四隅に流体の出入口となる通路孔（２）を開口し、かつ、中央に耐圧強度を図るために波形の凹凸形状に形成した伝熱面（３）を有するとともに、各通路孔（２）の周囲および伝熱面（３）の周囲を囲むようにガスケット（４）を嵌装支持するガスケット溝（５）を設けている。この場合、上記波形は、縦方向（同図における上下方向）に対して傾斜しており、詳しくは、幅方向（同図における左右方向）の中央を境として両側に対称となる状態で縦方向に対して傾斜している。そして、上記伝熱面（３）には波形と概ね直交する状態で交差する方向に複数の波形に跨る連続した歪み防止ビード（６）が形成され、この連続した歪み防止ビード（６）はプレート積層時に隣接するプレートの連続した歪み防止ビート（図１に点線で示し、符号６’を付す。但し、波形は図示していない。）と重複しないように配列される。即ち、歪み防止ビード（６）は、波形と概ね直交する方向性を持って縦方向に対して傾斜し且つその傾斜方向において複数に分離しており、その分離した部分で、プレート積層時に隣接する各プレートの複数の歪み防止ビード（６）、（６’）が重複することを回避している。
【００１５】
本発明のプレート式熱交換器においては、プレート（１）の伝熱面（３）に波形と概ね直交する状態で交差する方向に複数の波形に跨る連続した歪み防止ビード（６）を形成したから、この連続した歪み防止ビード（６）によりプレート（１）のプレス成形による波形と交差する方向への伝熱面（３）のスプリングバック量を大幅に減少できる。しかも、複数に分離した歪み防止ビート（６）のその分離部を有効利用して、上記の連続した歪み防止ビート（６）をプレート積層時に隣接するプレートの連続した歪み防止ビート（６’）と重複しないように配列したから、プレート積層時に隣接するプレート（１）間の当たり支持点が大きく離れるといった状態を回避できる。これによりプレート（１）のプレス成形による歪みを防止し機器のコンパクト化が可能となるとともに、プレート（１）の強度低下を極力抑えることが可能となる。
【００１６】
尚、歪み防止ビード（６）の高さ（深さ）は、伝熱面（３）の波形の凹凸形状の高さ（深さ）の範囲で任意に設定することができる。
【００１７】
また、歪み防止ビード（６）と伝熱面（３）の波形との交差角は直交するのが最良であるが、任意の角度を用いても良い。
【００１８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、プレートの波形の凹凸形状を有する伝熱面に、その波形と概ね直交する状態で交差する方向に複数の波形に跨る連続した歪み防止ビードを形成し、かつ、複数の歪み防止ビードの分離部を有効利用して、その歪み防止ビードをプレート積層時に隣接するプレートの歪み防止ビードと重複しないように配列させたものであるから、プレートのプレス成形による波形と交差する方向への伝熱面のスプリングバック量が大幅に減少され、しかも、プレート積層時に隣接するプレート間の当たり支持点が大きく離れるといった状態が回避される。従って、プレートのプレス成形による歪みを防止し機器のコンパクト化が可能であるとともに、プレートの強度低下を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレート式熱交換器に用いるプレートの平面図である。
【図２】従来のプレート式熱交換器に用いるプレートの平面図である。
【図３】従来の歪み対策を施したプレートの平面図である。
【図４】隣接するプレートの歪み防止ビートを点線で示した図３のプレートの平面図である。
【図５】他の従来の歪み対策を施したプレートの平面図である。
【符号の説明】
１ プレート
２ 通路孔
３ 伝熱面
４ ガスケット
５ ガスケット溝
６ 歪み防止ビード

Claims (1)

1. 縦方向に対して傾斜する波形の凹凸形状に形成した伝熱面を有するプレートを複数枚積層してなるプレート式熱交換器において、
   上記プレートの伝熱面に、上記波形と概ね直交する方向性を持って縦方向に対して傾斜し且つその傾斜方向において複数に分離すると共に複数の波形に跨る連続した歪み防止ビードを形成し、かつ、その複数の歪み防止ビードの分離部で、その複数の歪み防止ビードがプレート積層時に隣接するプレートの複数の歪み防止ビードと重複することを回避したことを特徴とするプレート式熱交換器。

Images