JP4778058B2 - 平板型熱交換器用端板 - Google Patents

Description

本発明は、蝋付けされた平板型熱交換器の端板に関する。端板は、プレート材料に押圧された隆起部と溝部とを備えた起伏パターンを含んでいる。

蝋付けされた平板型熱交換器の技術分野においては、複数の伝熱板を互いに積重ねて、熱交換器本体を形成している。積重体の頂部と底部とには、端板が配置されている。端板の機能は二要素あり、第一には端板が熱交換器本体を封止することであり、第二には端板が熱交換されるべき媒体からの内圧に抵抗するのに十分な強度を与えることである。

この形式のほとんどの熱交換器においては、熱交換器本体は複数の同一のプレートを備えており、そのような複数のプレートにおいては、一つおきのプレートが隣接する二つのプレートに比較して１８０度回転されている。この配列体は、各伝熱板が伝熱板の角部近傍に形成された四つの穴部を備えていて、二つの穴部がプレートから高くされた領域に配置されているという事実に結び付いている。当技術分野の当業者にとっては周知であるように、このような配列体によって、熱交換器の流路が形成されるという結果となる。

ほとんどの場合においては、起伏するように押印された「魚骨形」パターンが伝熱板に設けられている。魚骨形パターンの高さは、二つの穴部が形成された領域の高さに等しい。一つおきのプレートが該プレートに隣接するプレートに比較して１８０度回転されるという事実と結び付いた魚骨形パターンの配列によって、蝋付け場所、すなわち、隣接する二つの魚骨形パターンのプレートが互いに接触する場所が、魚骨形パターン全体にわたって比較的一様に広がるという結果となる。

材料を節約すると共に各熱交換器によって占有された空間を低減するために、端板とそれに隣接する伝熱板との間に流れを生じさせるよう形成された解決法がある。このことは、伝熱板の魚骨形パターンと同様の魚骨形パターンを端板に設けることにより達成される。

従来技術による端板の一つの欠点は、隣接する伝熱板に比較して端板を回転させる必要があることである。

上記課題を解決するために、本発明による端板は対称的な起伏パターンを有している。

以下においては、添付図面を参照して本発明を記述する。
図１を参照すると、蝋付けされた平板熱交換器は、本発明による少なくとも一つの端板２００、３００と複数（この場合おいては四つ）の伝熱板１１０とを備えている。各伝熱板１１０には、四つの開口１２０、１２０’、１２０’’、１２０’’’が形成されている。隣接する伝熱板においては、一方の伝熱板の開口は他方の伝熱板に在る他の開口に連結しており、それにより、一方の伝熱板の開口１２０が、隣接する伝熱板に在る開口１２０’’に連結すると共に、一方の端板の開口１２０’が隣接する伝熱板に在る開口１２０’’’に連結するようになる。

開口１２０’、１２０’’は高くされた表面に配置されているので、一つおきの連結部１２０’、１２０’’’の間においてのみ接触がある。隣接する連結部１２０’、１２０’’’は、隆起部１３０と溝部１４０とが押印された起伏を備える魚骨形パターン内に開口を残している。伝熱板の他方の端部において開口１２０、１２０’’の間に対応する開口があるので、開口の対１２０’、１２０’’’と開口の対１２０、１２０’’とに連結していて、魚骨形パターンを通過する流路が存在する。

端板３００には、四つの開口３２０、３２０’、３２０’’、３２０’’’が存在し、これら開口は、隣接する伝熱板１１０の対応する開口１２０、１２０’，１２０’’、１２０’’’に連通するよう位置している。四つの連結部３２５、３２５’、３２５’’、３２５’’’は、開口１２０、１２０’、１２０’’、１２０’’’にそれぞれ連結している。開口１２０’と開口１２０’’とが高い位置にあるので、隣接する伝熱板１１０の魚骨形パターンに対する開口は存在しない。しかしながら、開口３２０、１２０と開口３２０’’、１２０’’’とによって形成された領域から魚骨形パターンに対する開口は存在している。図１から判るように、端板３００に設けられた隆起部３３０と溝部３４０とを備える起伏パターンが存在する。本発明によれば、この起伏パターンは、従来技術の起伏パターンの場合のような魚骨形パターンではなくて、伝熱板１１０と端板２００、３００とを通じて延びる軸線Ａ回りに概ね対称的なパターンである。理解されうるように、このことは伝熱板１１０に比較して端板を誤って配置できないことを意味しており、従来技術の魚骨形パターンが端板に設けられている場合には、端板を伝熱板１１０に比較して誤って配置する可能性があった。

当該技術分野の当業者にとって理解されうるように、開口３２０、３２０’、３２０’’、３２０’’’、１２０、１２０’、１２０’’、１２０’’’によって形成された開口を封止する必要がある。本発明によれば、このことは端板２００によって行われている。
端板２００は、端板３００において開口が存在していることを除けば端板３００と同一である。端板２００には、端板３００と同一の押印された起伏パターンが設けられている。

従来技術の節において前述したように、熱交換器は蝋付けされており、このことは、単一の蝋付け作用によって行われている。複数の伝熱板１１０と少なくとも二つの端板２００、３００とから成る積重体が蝋付け用オーブンに配置される。通常、蝋付け材料からなるシートは、前記構成要素の間に配置されている。蝋付け時に、蝋付け材料は融解し、従って、物理的に接触しているかまたは互いに近接している構成要素の領域を蝋付けする。

従来技術の端板の場合、隣接する伝熱板は、従来技術の端板と伝熱板との両方に設けられた魚骨形パターンにより形成される蝋付け場所において端板に蝋付けされていた。このことによって、従来技術の端板と伝熱板との全域にわたって一様に密集した蝋付け場所のパターンが形成されるという結果になる。本発明による端板の場合、このことは常にそのようになるとは限らない。図２においては、図１に示された端板３００による端板と伝熱板１１０との間にある蝋付け場所ＢＰが示されている。図から判るように、蝋付け場所の分布は、端板／伝熱板の左部分においてさらに密集している。すなわち、左部分においては魚骨形パターンと端板パターンとの間の角度はほぼ９０度である。端板／伝熱板の右部分においては、蝋付け場所ＢＰの分布はより小さく密集している。図から判るように、比較的大きな領域が、蝋付けされる開口１２０’、３２０’と開口３２０’’、１２０’’との周辺にある。前述したように、このことは端板２００と伝熱板１１０との間の空間およびこれら開口の間の連結がないことを意味する。これに対し、開口１２０、３２０と開口３２０’’’、１２０’’’とに対しては反対のことがいえることを意味する。

前述したことは重要な結論につながっており、端板の押印された起伏パターンは、魚骨形パターンの角度と比較して角度的に異なることが本質である。さもないと、端板２００と伝熱板１１０との間に蝋付け場所が存在しないか、または、端板と伝熱板との間において通路からなる広大な領域を封止する極めて長い蝋付け場所が存在するかのいずれかとなる。蝋付け場所が存在しない場合には熱交換器は脆弱なものとなり、極めて長い蝋付け場所が存在する場合には熱交換器の性能を減退させるものとなるので、これらのどちらも有益でない。

図３と図４とにおいては、端板２００の二つの異なる押印起伏パターンが示されている。図３においては、隆起部２３０と溝部２４０とは端板の一方の端部から端板の他方の端部まで直線状に延びている。このパターンは、端板が蝋付けされるべき伝熱板に魚骨形パターンが設けられている場合には、蝋付け場所が端板全体にわたって一様に密集している点で有益である。

図４においては、隆起部２３０と溝部２４０とは端板２００に対して或る角度をなして延びている。この形状により蝋付け場所ＢＰは一様でない分布となるが、さらに高い熱的な性能が達成できる点で有益である。

図示される全ての実施形態における端板２００、３００の共通の事項は、端板が軸線Ａに対して対称的であることである。すなわち、端板がこの軸線回りに１８０度回転されるかどうかは問題とならない。端板の位置決めに関する誤りの危険性を低減するので、このことは、製造の観点からも極めて有益である。

当該技術分野の当業者にとって明らかであるように、本発明による二つの端板を使用する必要はない。或る場合においては、本発明による一つの端板と、従来技術による一つの端板とを使用するのが有利である。直線の溝部（例えば図３）を備えた一つの端板と角度がついた溝部（例えば図４）を備えた一つの端板とを使用することも有益である。

本発明は、さらに一つの端板にのみに連結する熱交換器に限定されるものではない。両方の端板への連結部を有する熱交換器に対して、本発明による端板を使用することも同様に有益である。

図１は、本発明による端板を備えた熱交換器を示す分解斜視図である。 図２は、本発明による端板に介在され、魚骨形に押圧された伝熱板の平面図である。 図３は、本発明による端板の異なる実施形態を示す平面図である。 図４は、本発明による端板の異なる実施形態を示す平面図である。

Claims (3)

1. 蝋付けされた熱交換器の端板（２００、３００）であって、起伏するよう押印された隆起部および溝部からなるパターンを含んでおり、前記端板（２００、３００）は二つの長辺と二つの短辺とによって限定されており、熱交換されるべき媒体は前記二つの長辺に対し主として平行に流動するようになっている端板（２００、３００）において、
   前記パターン（３３０、３４０）は、前記端板（２００、３００）の前記二つの短辺に対して平行にかつそれら短辺の間に延びている軸線の両側で該軸線に対し鏡面対称的に配置された二つの矢印パターンを前記端板（２００、３００）に備えており、
   前記端板（２００、３００）の前記二つの短辺に対して平行にかつそれら短辺の間に延びている前記矢印パターンは、前記端板に蝋付けされるべき伝熱板（１１０）に設けられた魚骨形パターン（１４０、１３０）の対応する角度とは実質的に異なる先端角を有することを特徴とする端板。
2. 前記端板（２００、３００）の前記二つの短辺に対して平行にかつそれら短辺の間に延びている前記軸線の両側における前記二つの矢印パターンは、互いに向かう方向を向いている請求項１記載の端板。
3. 前記端板（２００、３００）の前記二つの短辺に対して平行にかつそれら短辺の間に延びている前記軸線の両側における前記二つの矢印パターンは、互いに離れる方向を向いている請求項１記載の端板。

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