JP4879258B2 - プレート式熱交換器及びこれを備えた空気調和機 - Google Patents
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Description
さらに、圧力損失が大きい流体を用いると、波部23,33の折り返えしによって幅方向の中央部に形成される山部の反対側の流路に、流体が流れにくくなって幅方向の流れに偏りが生じ、このため伝熱性能が低下する、などの問題があった。
前記波部の折り返えしによって形成された山部を、前記第1の伝熱プレートにおいては幅方向の中心部から一方の側にずらし、前記第2の伝熱プレートにおいては幅方向の中心部から他方の側にずらせて、前記流路を長さの異なる第1の流路と第2の流路とによって構成し、
前記長さの異なる第1の流路と第2の流路を、流路の短かい側のプレートピッチを小さく、流路の長い側のプレートピッチを大きく形成したものである。
図1は本発明の実施の形態1に係るプレート式熱交換器の第1の伝熱プレートの正面図、図2は第2の伝熱プレートの正面図である。なお、図7〜図10で説明した従来技術と同じか又は同様の機能の部分には、同じ符号を付してある。
そして、従来のプレート式熱交換器の場合とほぼ同様の作用により、第1の流体と第2の流体が熱交換される。
図3は本発明の実施の形態2に係るプレート式熱交換器の第1の伝熱プレートの正面図である。なお、実施の形態1と同じ又は同様の機能の部分には、同じ符号が付してある。
一般に、プレート式熱交換器においては、高さ方向に対する波部の角度(以下、波角度という)を大きくすると熱伝達率が向上して圧力損失が大きくなり、波角度を小さくすると熱伝達率が低下し圧力損失も小さくなる。したがって、これらの特性を組み合わせて波角度を調整することにより、伝熱プレートの伝熱促進部を流れる流体の分配を改善することができる。
図に示すように、波角度が大きくなると熱通過率及び圧力損失も大きくなるが、熱通過率は波角度が80°でピークとなる。本実施の形態は、このような特性に基いて、流路経路が短かく圧力損失の小さい側の波角度θ1を伝熱を優先した80°とし、流路経路が長く圧力損失の大きい側の波角度θ2を、圧力損失の小さい波角度にして伝熱プレート20,30を構成したものである。
また、プレート式熱交換器においては、波部の高さやピッチは材料の伸び率によって選定の限界があるが、波角度の設定は材料の伸び率に無関係のため簡単に製造することができ、圧力損失による偏流の調整を行い易いため、量産性の高い伝熱プレートを得ることができる。
図5は本発明の実施の形態3に係るプレート式熱交換器の第1の伝熱プレートの正面図である。なお、実施の形態1と同じか又は同じ機能の部分には、同じ符号を付してある。
本実施の形態は、流路経路が短かくL1で波角度の大きい第1の流路24aと、これに続く流路経路が長くL2で波角度の小さい第2の流路24bの波部23の折り返えし山部25を、曲線によりほぼ円弧状に形成したものである。なお、第2の伝熱プレート30については記載してないが、実施の形態1,2の場合と同様に、第1の伝熱プレート20を裏返えした構造となっている。
図6は本発明の実施の形態4に係るプレート式熱交換器の積層された第1、第2の伝熱プレートの断面図である。なお、実施の形態1と同じか又は同じ機能の部分には、同じ符号を付してある。
プレート式熱交換器においては、積層された伝熱プレートのプレートピッチを大きくすると流速増加のため圧力損失は小さくなり、プレートピッチを小さくすると圧力損失は大きくなる。
本実施の形態は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が、冷媒配管によって順次連結された冷凍サイクルを有する空気調和機において、凝縮器及び蒸発器の両者又は何れか一方に、本発明に係るプレート式熱交換器を用いたものである。
本実施の形態によれば熱交換性能にすぐれた信頼性の高い空気調和機を得ることができる。
Claims (8)
- 四隅の幅方向の一方の側の上下に第1の流体が流れる流入口と流出口が、他方の側の上下に第2の流体が流れる流入口と流出口を有し、折り返えしにより幅方向にほぼV字状又は逆V字状に形成された波部により上下方向に複数の流路が設けられた各複数の第1、第2の伝熱プレートを交互に積層してなり、
前記波部の折り返えしによって形成された山部を、前記第1の伝熱プレートにおいては幅方向の中心部から一方の側にずらし、前記第2の伝熱プレートにおいては幅方向の中心部から他方の側にずらせて、前記流路を長さの異なる第1の流路と第2の流路とによって構成し、
前記長さの異なる第1の流路と第2の流路を、流路の短かい側のプレートピッチを小さく、流路の長い側のプレートピッチを大きく形成したことを特徴とするプレート式熱交換器。 - 前記長さの異なる第1の流路と第2の流路を、異なる波角度で形成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。
- 前記長さの異なる第1の流路と第2の流路を、流路の短かい側の波角度を大きく、流路の長い側の波角度を小さく形成したことを特徴とする請求項1又は2記載のプレート式熱交換器。
- 前記第1、第2の伝熱プレートの流路を流れる第1、第2の流体のうち、密度の小さい液流体が流れる第1、第2の流路において、流路の短かい側の波角度を大きく、流路の長い側の波角度を小さく形成したことを特徴とする請求項1又は2記載のプレート式熱交換器。
- 前記波部の折り返えしによって形成される山部を、ほぼ円弧状の曲線によって形成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
- 前記第1、第2の伝熱プレートに設けた波部の高さを、流体の流れ方向に1波ごとに変化させたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
- 前記第1、第2の伝熱プレートに設けた波部のピッチを、流体の流れ方向に1波ごとに変化させたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
- 請求項1〜7のいずれか一項のプレート式熱交換器を備えたことを特徴とする空気調和機。
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