JP5095592B2 - 伝熱プレートユニット及びプレート式熱交換器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、２枚の伝熱プレートを重ね合わせたダブルウォール式と呼ばれる伝熱プレートユニット、及びこの伝熱プレートユニットを備えたプレート式熱交換器の製造方法に関する。

プレート式熱交換器は、波形の伝熱部などを形成した伝熱プレートを、一定の間隔をもって多層に重ね合わせ、伝熱プレートと伝熱プレートとの間に第１の空間と第２の空間を交互に形成したものであり、第１の空間に熱湯や蒸気などの加熱媒体が流通し、第２の空間に水や湯などの被加熱媒体媒体が流通し、伝熱プレートを介して加熱媒体と被加熱媒体との間で熱交換を行う装置である。

このようなプレート式熱交換器にあっては、腐食や材料欠陥などが原因で、伝熱プレートに穿孔が形成されたり、割れが生じたりすることがあり、そうすると、この穿孔や割れを通して加熱媒体と被加熱媒体とが混合してしまう。そこで、このような不具合を解消すべく、加熱媒体と被加熱媒体とが混合しないようにしたダブルウォール式のプレート式熱交換器が特許文献１に開示されている。

このダブルウォール式のプレート式熱交換器は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、２枚の伝熱プレート１１１，１１１を重ね合わせた伝熱プレートユニット１１０を使用するものであり、伝熱プレートユニット１１０は、一定の間隔をもって複数ユニット重ね合わせられ、伝熱プレートユニット１１０と伝熱プレートユニット１１０との間に第１の空間１０１と第２の空間１０２が交互に形成されている。

ところで、伝熱プレート１１１は、ステンレス鋼などによって長方形状に成形され、四隅に開口部１１２，１１２，…が形成され、中間部に凹状部１１３ａと凸状部１１３ｂとを交互に連続させた伝熱部１１３が形成され、周縁にリム部１１４が形成されている。そして、伝熱プレートユニット１１０は、２枚の伝熱プレート１１１，１１１を、凹状部１１３ａと凸状部１１３ｂとを同じ向きに重ね合わせたものであり、開口部１１２の周囲とリム部１１４とをろう材１１５によってろう付けすることにより、２枚の伝熱プレート１１１，１１１が一体化されている。

ただし、一方の伝熱プレート１１１の少なくとも伝熱部１１３であって他方の伝熱プレート１１１に重ね合わされる内面には、セラミック粉末などからなる接合防止層（図６において図示せず）が設けられている。この接合防止層によって、２枚の伝熱プレート１１１，１１１は、不離一体化されていない。

そして、最も外側の伝熱プレートユニット１１０に示すように耐圧フレーム１２０に重ね合わされ、両者１１０，１２０もろう付けされている。この耐圧フレーム１２０には、前記伝熱プレートの開口部１１２，１１２に連通する開口部１２２，１２２が形成され、この開口部１２２，１２２にノズル１３１，１３２が装着されている。一方のノズル１３１が第１の空間１０１に連通し、他方のノズル１３２が第２の空間１０２に連通している。

したがって、一方のノズル１３１から第１の空間１０１内に加熱媒体Ａが流通し、他方のノズル１３２から第２の空間１０２内に被加熱媒体Ｂが流通することにより、伝熱プレートユニット１１０を介して熱交換が行われる。そして、一方の伝熱プレート１１１に穿孔が形成されたり、割れが生じたりしても、重ね合わされている他方の伝熱プレート１１１によって、第１の空間１０１と第２の空間１０２とが遮断された状態を維持し、加熱媒体Ａと被加熱媒体Ｂとが混合しないようにされている。

特開２００２−１０７０８９号公報

ダブルウォール式のプレート式熱交換器は、図７（ａ）に示すように、伝熱プレートユニット１１０と伝熱プレートユニット１１０との間に銅などをシート状に、かつ、伝熱プレートの開口部１１２に対応して開口部１１５ａを形成したろう材１１５を挟み、錘などを掛けたうえで、開口部１１２の周囲、伝熱部１１３の当接している凸状部１１３ｂ，１１３ｂ同士、リム部１１４，１１４同士をろう付けすることによって製造される。

しかし、ろう付けに際して、伝熱プレート１１１，１１１に熱歪みが生じ、図７（ｂ）に示すように、伝熱プレートユニット１１０を構成している伝熱プレート１１１と伝熱プレート１１１の開口部１１２の部分の間隔が広がり、ろう材１１５が両伝熱プレート１１１，１１１間であって、接合防止層１１６を設けていない方の伝熱プレート１１１の伝熱部１１３上まで伝うことがある。

すると、図７（ｃ）に示すように、２枚の伝熱プレート１１１，１１１が不離一体にろう付けされることがある。その結果、伝熱プレートユニット１１０は、加熱媒体Ａと被加熱媒体Ｂとを混合させないという機能を発揮できなくなる。

そこで、本発明は、伝熱プレートと伝熱プレートとの間の伝熱部にろう材が浸透しないようにした伝熱プレートユニット及びこの伝熱プレートユニットを備えたプレート式熱交換器の製造方法を提供することを課題とする。

本発明に係る伝熱プレートユニットは、隅に開口部を形成し、中央部に伝熱部を設けた伝熱プレートと、隅に開口部を形成し、中央部に伝熱部を設け、少なくとも伝熱部上に接合防止層を設けた伝熱プレートとが、開口部を連通させ、かつ、接合防止層を他方の少なくとも伝熱部に接合させて重ね合わされ、少なくとも開口部の周囲がろう付けされた伝熱プレートユニットであって、２枚の伝熱プレートが接合防止層を隙間なく挟むように、両伝熱プレートの間隔を一定に維持させる係止部が開口部の周囲に設けられていることを特徴としている。

この伝熱プレートユニットによれば、伝熱プレートの開口部の周囲に係止部が設けられていることにより、ろう付けに際して熱歪みが生じたとしても、係止部によって２枚の伝熱プレートが接合防止層を隙間なく挟む状態を維持するため、溶融したろう材は、開口部の周囲に浸透しても、接合防止層に堰き止められる。したがって、溶融したろう材は、伝熱部まで浸透せず、重ね合わされている伝熱プレートと伝熱プレートとが伝熱部において、ろう付けされないようにすることができる。

前記本発明に係る伝熱プレートユニットにおいて、前記係止部は、一方の伝熱プレートの開口部の周縁から他方の伝熱プレートの開口部の周囲に重なるように折り返された折返部によって設けられていることが好ましい。

この伝熱プレートユニットによれば、係止部が一方の伝熱プレートの開口部の周縁から他方の伝熱プレートの開口部の周囲に重なるように折り返された折返部によって設けられることにより、ろう付けに際して熱歪みが生じたとしても、折返部が他方の伝熱プレートの開口部の周囲を押さえる状態となり、２枚の伝熱プレートが接合防止層を隙間なく挟む間隔を維持することができる。

また、前記本発明に係る伝熱プレートユニットにおいて、前記係止部は、両伝熱プレートの開口部の周囲を複数箇所で溶融した融着部によって設けられていてもよい。

この伝熱プレートユニットによれば、係止部が両伝熱プレートの開口部の周囲を複数箇所で溶融した融着部によって設けられることにより、ろう付けに際して熱歪みが生じたとしても、２枚の伝熱プレートは、その間隔が広がることなく、接合防止層を隙間なく挟む間隔を維持することができる。

また、参考例の伝熱プレートユニットは、隅に開口部を形成し、中央部に伝熱部を設けた２枚の伝熱プレートが、開口部を連通させて重ね合わされ、少なくとも開口部の周囲がろう付けされた伝熱プレートユニットであって、前記開口部の周囲を環状に溶融する融着部を２枚の伝熱プレート間に設けたことを特徴としている。

この伝熱プレートユニットによれば、開口部の周囲を環状に溶融する融着部が２枚の伝熱プレート間に設けられていることにより、ろう付けに際して熱歪みが生じたとしても、２枚の伝熱プレートは一定の間隔を維持し、さらに、溶融したろう材は、融着部に堰き止められ、伝熱部まで浸透しないようにすることができる。なお、この伝熱プレートユニットには、接合防止層が設けなくてもよい。

また、本発明に係るプレート式熱交換器の製造方法は、係止部を折返部によって設けた前記の伝熱プレートユニットを多層に重ね合わせたプレート式熱交換器の製造方法であって、一方の伝熱プレートユニットの係止部と他方の伝熱プレートユニットの係止部とが対峙するように開口部を連通し、かつ、伝熱プレートユニットと伝熱プレートユニットとの間にシート状のろう材を挟んで伝熱プレートユニットを重ね合わせ、シート状のろう材を溶融させることにより、重なり合っている伝熱プレートの開口部の周囲及び一方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けすることを特徴としている。

このプレート式熱交換器の製造方法によれば、伝熱プレートユニットと伝熱プレートユニットとの間に挟まれたシート状のろう材によってろう付けするに際して、溶融したろう材は、一方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けするとともに、各伝熱プレートユニットにおける伝熱プレートと伝熱プレートの開口部の周囲をろう付けする。すなわち、対峙する折返部によって設けられた係止部により、２枚の伝熱プレートが接合防止層を隙間なく挟む状態とされるため、溶融したろう材は、両伝熱プレート間を浸透すると、接合防止層に堰き止められ、各伝熱プレートユニットの伝熱プレートと伝熱プレートの伝熱部にまで浸透することがなく、したがって、伝熱プレートと伝熱プレートとが伝熱部において、ろう付けされていないプレート式熱交換器を製造することができる。

また、本発明に係る前記と異なるプレート式熱交換器の製造方法は、係止部を折返部によって設けた前記の伝熱プレートユニットを多層に重ね合わせたプレート式熱交換器の製造方法であって、一方又は両方の伝熱プレートユニットの係止部を対峙しない外向きにして開口部を連通し、外向きとされた係止部の先端に環状ないし塊状のろう材をセットし、かつ、伝熱プレートユニット間にシート状のろう材を挟んで伝熱プレートユニットを重ね合わせ、シート状及び環状ないし塊状のろう材を溶融させることにより、重なり合っている伝熱プレートの開口部の周囲及び一方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けすることを特徴としている。

このプレート式熱交換器の製造方法によれば、伝熱プレートユニットと伝熱プレートユニットとの間に挟まれたシート状のろう材によってろう付けするに際して、溶融したろう材は、一方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けするとともに、各伝熱プレートユニットの伝熱プレートと伝熱プレートとを開口部の周囲においてろう付けする。この開口部の周囲は、折返部によって設けられた係止部が対峙することにより、ろう材が伝熱プレートユニットの両伝熱プレート間の伝熱部まで浸透しない。そして、折返部によって設けられた係止部が外向きとされた開口部の周囲は、シート状のろう材によってろう付けされないが、環状ないし塊状のろう材が溶融し、一方の伝熱プレートの外向きの係止部と他方の伝熱プレートの開口部の周囲との間に浸透する。ただし、折返部からなる係止部により、２枚の伝熱プレートが接合防止層を隙間なく挟む状態を維持するため、溶融したろう材は、両伝熱プレート間を浸透すると、接合防止層に堰き止められ、各伝熱プレートユニットの伝熱プレートと伝熱プレートの伝熱部にまで浸透することがない。したがって、伝熱プレートと伝熱プレートとが伝熱部において、ろう付けされていないプレート式熱交換器を製造することができる。

また、本発明に係る前記と異なるプレート式熱交換器の製造方法は、係止部が両伝熱プレートの開口部の周囲を複数箇所で溶融した融着部によって設けられた伝熱プレートユニットを多層に重ね合わせたプレート式熱交換器の製造方法であって、各伝熱プレートユニットの開口部を連通し、かつ、伝熱プレートユニット間にシート状のろう材を挟んで伝熱プレートユニットを重ね合わせ、シート状のろう材を溶融させることにより、重なり合っている伝熱プレートの開口部の周囲及び一方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けすることを特徴としている。

このプレート式熱交換器の製造方法によれば、伝熱プレートユニットと伝熱プレートユニットとの間に挟まれたシート状のろう材によってろう付けするに際して、溶融したろう材は、一方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けするとともに、各伝熱プレートユニットにおける伝熱プレートと伝熱プレートの開口部の周囲をろう付けする。すなわち、両伝熱プレートの開口部の周囲を複数箇所で溶融した溶融部により、２枚の伝熱プレートが接合防止層を隙間なく挟む状態を維持するため、溶融したろう材は、両伝熱プレート間を浸透すると、接合防止層に堰き止められ、各伝熱プレートユニットの伝熱プレートと伝熱プレートの伝熱部にまで浸透することがなく、したがって、伝熱プレートと伝熱プレートとが伝熱部において、ろう付けされていないプレート式熱交換器を製造することができる。

また、参考例のプレート式熱交換器の製造方法は、両伝熱プレートの開口部の周囲を環状に溶融した融着部を設けた伝熱プレートユニットを多層に重ね合わせたプレート式熱交換器の製造方法であって、各伝熱プレートユニットの開口部を連通し、かつ、伝熱プレートユニット間にシート状のろう材を挟んで伝熱プレートユニットを重ね合わせ、シート状のろう材を溶融させることにより、一方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けすることを特徴としている。

このプレート式熱交換器の製造方法によれば、伝熱プレートユニットと伝熱プレートユニットとの間に挟まれたシート状のろう材が溶融することにより、一方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けする。このとき、溶融したろう材は、各伝熱プレートユニットの伝熱プレートと伝熱プレートの開口部の周囲に回り込んでも、環状の融着部によって堰き止められ、各伝熱プレートユニットの伝熱プレートと伝熱プレートの伝熱部まで浸透せず、伝熱部においてろう付けされていないプレート式熱交換器を製造することができる。

本発明によれば、伝熱プレートユニットが２枚の伝熱プレートが接合防止層を隙間なく挟む状態を維持させる係止部を開口部の周囲に設けたものとしたことにより、溶融したろう材が伝熱プレートユニットにおける２枚の伝熱プレートの伝熱部まで浸透しないことから、この伝熱部がろう付けされない。したがって、この伝熱プレートユニットを備えたダブルウォール式のプレート熱交換器は、一方の伝熱プレートに穿孔が形成されたり、割れが生じたりしても、加熱媒体と被加熱媒体とを混合させないという機能を維持することができる。

本発明に係る伝熱プレートユニット及びこの伝熱プレートユニットを備えたプレート式熱交換器の製造方法の実施形態について図１ないし図４を参照しながら説明する。なお、各図面においては見やすくするため、実際よりも大きな隙間をもって描いてあり、また、伝熱プレートユニット１０，１０を２ユニットのみ描いてあるが、実際は、多数ユニットが重ね合わされている。

そして、伝熱プレートユニット１０は、開口部１２を形成した伝熱プレート１１を２枚重ね合わせたダブルウォール式と呼ばれるもので、開口部１２が連通するように重ね合わされ、この開口部１２の周囲がろう材１５によってろう付けされている。なお、伝熱プレート１１には、開口部１２よりも奥側において凹状部と凸状部とを交互に形成した伝熱部（図示せず）が形成され、周縁においてリム部（図示せず）が形成されている。また、一方の伝熱プレート１１の少なくとも伝熱部であって、他方の伝熱プレート１１の少なくとも伝熱部に重なり合う内面には、接合防止層１６が設けられている。

そして、この伝熱プレートユニット１０は、溶融したろう材１５が開口部１２の周囲に浸透し、伝熱部まで浸透しないようにすべく、接合防止層１６が２枚の伝熱プレート１１，１１に隙間なく挟まれる状態を維持するための係止部２０を設け、又は溶融したろう材１５を堰き止めるための環状の融着部３２を開口部１２の周囲に設けたことを特徴としている。

係止部２０としては、図１ないし図４に示すような異なる形態に設けることができる。すなわち、図１、図２、図３に示した係止部２０は、いずれも、一方の伝熱プレート１１の開口部１２の周縁から他方の伝熱プレート１１の開口部１２の周囲に重なるように折り返された折返部２１，２２，２３によって設けられている。なお、折返部２１，２２，２３は、バーリングカシメ加工などによって設けることができる。

そして、図１に示した係止部（以下、「第１の係止部」という。）２０は、一方の伝熱プレートユニット１０の折返部２１と他方の伝熱プレートユニット１０の折返部２１とが対峙する内向きとされている。また、図２に示した係止部（以下、「第２の係止部」という。）２０は、両方の折返部２２，２２が他方の伝熱プレートユニット１０と反対方向の外向きとされている。また、図３に示した係止部（以下、「第３の係止部」という。）２０は、一方の折返部２３が他方の伝熱プレートユニット１０の方に向く内向きとされ、他方の折返部２３が一方の伝熱プレートユニット１０と反対方向の外向きとされている。

そして、図４に示した係止部（以下、「第１の融着部」という。）２０は、両伝熱プレート１１，１１の開口部１２，１２の周囲を複数箇所でプロジェクション溶接などの溶接によって溶融した点状の融着部２４によって設けたものとされている。

また、図５に示した融着部３２は、点状のものを複数箇所に設けるのではなく、環状に設けたものとされている（以下、「第２の融着部」という。）。この第２の融着部を設けた伝熱プレートユニット１０は、２枚の伝熱プレート１１，１１の間に接合防止層１６が挟まれなくてもよいものとされている。

ここで、各係止部２０を備えた伝熱プレートユニット１０と伝熱プレートユニット１０とをろう材１５によってろう付けする方法について説明する。なお、シート状のろう材１５には、伝熱プレート１１の開口部１２に対応して開口部１５ａが形成されている。

第１の係止部２０を備えた伝熱プレートユニット１０，１０同士をろう付けするには、図１（ａ）に示すように、一方の伝熱プレートユニット１０の折返部２１と他方の伝熱プレートユニット１０の折返部２１とが対峙しているため、伝熱プレートユニット１０と伝熱プレートユニット１０との間にシート状のろう材１５を挟んだ状態とする。

そして、シート状のろう材１５を溶融させると、ろう材１５は、図１（ｂ）に示すように、一方の伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と他方の伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１の間に浸透する状態となりつつ、各伝熱プレートユニット１０において、一方の伝熱プレート１１の折返部２１と他方の伝熱プレート１１の開口部１２付近との間に浸透する。

しかし、第１の係止部２０は、折返部２１によって設けられていることにより、各伝熱プレートユニット１０の一方の伝熱プレート１１と他方の伝熱プレート１１は、接合防止層１６を隙間なく挟んだ状態を維持していることから、溶融したろう材１５は、この接合防止層１６によって堰き止められ、各伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１，１１間の伝熱部まで浸透しない。

したがって、一方の伝熱プレートユニット１０と他方の伝熱プレートユニット１０とは、図１（ｃ）に示すように、対峙している伝熱プレート１１の伝熱部の凸状部（図示せず）が当接している部分においてろう付けされ、また、各伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と伝熱プレート１１とは、開口部１２の周囲がろう付けされ、伝熱部がろう付けされない。

次に、第２の係止部２０を備えた伝熱プレートユニット１０，１０同士をろう材１５によってろう付けする方法について説明する。両伝熱プレートユニット１０，１０の第２の係止部２０は、折返部２２が外向きとされ、対峙していないため、図２（ａ）に示すように、伝熱プレートユニット１０と伝熱プレートユニット１０との間にシート状のろう材１５を挟んだ状態とし、さらに、折返部２２の先端に環状ないし塊状のろう材１５をセットする。

そして、シート状のろう材１５が溶融することにより、図２（ｂ）に示すように、ろう材１５が一方の伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と他方の伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１の間に浸透する状態となる。しかし、このろう材１５は、折返部２１が外向きとされていることから、各伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と伝熱プレート１１の開口部１２の周囲をろう付けしない。

しかし、環状ないし塊状のろう材１５が溶融し、このろう材１５が各伝熱プレートユニット１０において、図２（ｂ）に示すように、一方の伝熱プレート１１の折返部２１と他方の伝熱プレート１１の開口部１２の周囲との隙間に浸透する。溶融したろう材１５は、係止部２０が外向きとされ、両伝熱プレート１１，１１が接合防止層１６を隙間なく挟んだ状態を維持していることから、接合防止層１６に堰き止められ、伝熱部まで浸透しない。

このようにして、伝熱プレートユニット１０と伝熱プレートユニット１０とは、図２（ｃ）に示すように、対峙している伝熱プレート１１，１１同士の伝熱部の凸状部（図示せず）が当接している部分がろう付けされるとともに、各伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と伝熱プレート１１とが開口部１２の周囲でろう付けされ、伝熱部でろう付けされない。

次に、第３の係止部２０を備えた伝熱プレートユニット１０同士をろう材１５によってろう付けする方法について説明する。第３の係止部２０は、一方の折返部２３が他方の伝熱プレートユニット１０の方向に向く内向きとされ、他方の折返部２３が一方の伝熱プレートユニット１０と反対方向の外向きとされている。したがって、図３（ａ）に示すように、伝熱プレートユニット１０と伝熱プレートユニット１０との間にシート状のろう材１５を挟んだ状態とし、さらに、外向きとされた折返部２３の先端に環状ないし塊状のろう材１５をセットする。

そして、シート状のろう材１５を溶融させることにより、図３（ｂ）に示すように、ろう材１５が一方の伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と他方の伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１の間に浸透する状態となりつつ、一方の伝熱プレート１１の内向きの折返部２３と他方の伝熱プレート１１の開口部１２付近との間に浸透する状態とする。

この内向きの折返部２３によって、両伝熱プレート１１，１１が接合防止層１６を隙間なく挟んだ状態を維持していることにより、溶融したろう材１５は、接合防止層１６に堰き止められ、伝熱部まで浸透しない。

一方、折返部２３が外向きとされた一方の伝熱プレート１１と他方の伝熱プレート１１との隙間には、シート状のろう材１５が溶融して浸透せず、環状ないし塊状のろう材１５が溶融し、浸透する。このろう材１５は、両伝熱プレート１１，１１が接合防止層１６を隙間なく挟んでいることから、接合防止層１６に堰き止められ、伝熱部まで浸透しない。

このようにして、伝熱プレートユニット１０と伝熱プレートユニット１０とは、図３（ｃ）に示すように、対峙している伝熱プレート１１，１１同士の伝熱部の凸状部（図示せず）が当接している部分がろう付けされ、各伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と伝熱プレート１１とが開口部１２の周囲でろう付けされ、伝熱部でろう付けされない。

次に、第１の融着部２４を備えた伝熱プレートユニット１０，１０同士をろう材１５によってろう付けする方法について説明する。第１の融着部２４は、両伝熱プレート１１，１１の開口部１２の周囲を複数箇所で溶融した点状の融着部２４によって設けられるものであり、図４（ａ）に示すように、伝熱プレートユニット１０の一方の伝熱プレート１１の開口部１２の周囲を他方の伝熱プレート１１の方に複数箇所で突出した突起部１７が設けられ、この突起部１７が他方の伝熱プレートユニット１０の平坦な伝熱プレート１１に当接する状態とされる。

そして、一方の伝熱プレート１１の突起部１７と他方の伝熱プレート１１とは、プロジェクション溶接その他の溶接により、突起部１７を溶融させ、図４（ｂ）に示すように伝熱プレートユニット１０に融着部２４を設けることにより、両伝熱プレート１１，１１が接合防止層１６を隙間なく挟んだ状態とする。この伝熱プレートユニット１０と伝熱プレートユニット１０との間に、シート状のろう材１５が挟まれる。

そして、シート状のろう材１５を溶融させることにより、一方の伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と他方の伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１との間に溶融したろう材１５を浸透させる。また、溶融したろう材１５は、各伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と伝熱プレート１１との間の開口部１２の周囲にも浸透するが、接合防止層１６に堰き止められる状態となり、伝熱部まで浸透しない。

そして、一方の伝熱プレートユニット１０と他方の伝熱プレートユニット１０とは、図４（ｃ）に示すように、対峙している伝熱プレート１１，１１の伝熱部の凸状部（図示せず）が当接している部分においてろう付けされ、各伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と伝熱プレート１１との間の伝熱部でろう付けされない。

次に、第２の融着部３２を備えた伝熱プレートユニット１０，１０同士をろう材１５によってろう付けする方法について説明する。この伝熱プレートユニット１０は、一方の伝熱プレート１１の開口部１２の周囲を他方の伝熱プレート１１の方に環状に突出させた突条部１８が設けられ、この突条部１８が他方の伝熱プレートユニット１０の平坦な伝熱プレート１１に当接する状態とされる。

そして、一方の伝熱プレート１１の突条部１８と他方の伝熱プレート１１は、プロジェクション溶接その他の溶接により、突条部１８を溶融させ、図５（ｂ）に示すように伝熱プレートユニット１０に環状の融着部３２を設ける。この伝熱プレートユニット１０は、両伝熱プレートユニット１１，１１が接合防止層１６を挟んでいない

そして、伝熱プレートユニット１０と伝熱プレートユニット１０との間にシート状のろう材１５を挟み、このろう材１５を溶融させることにより、一方の伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と他方の伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１との間に溶融したろう材１５を浸透させる。また、溶融したろう材１５は、各伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と伝熱プレート１１との間の開口部１２の周囲にも浸透するが、環状の溶融部３２に堰き止められ、伝熱部まで浸透しない。

そして、一方の伝熱プレートユニット１０と他方の伝熱プレートユニット１０とは、図５（ｃ）に示すように、対峙している伝熱プレート１１，１１の伝熱部の凸状部（図示せず）が当接している部分においてろう付けされ、各伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と伝熱プレート１１との間の伝熱部ではろう付けされない。

このように、第１ないし第４のいずれの係止部２０及び溶融部３２を設けた伝熱プレートユニット１０も、多層に重ね合わされ、最も外側の伝熱プレートユニット１０が耐圧フレーム（図１ないし図４において図示せず）にろう付けされ、耐圧フレームの開口部にノズル（図１ないし図４において図示せず）が装着されることによって、プレート式熱交換器が完成する。

このプレート式熱交換器は、溶融したろう材１５が各伝熱プレートユニット１０の伝熱プレート１１と伝熱プレート１１の間の伝熱部をろう付けしていないため、ダブルウォール式の機能が果たされる。すなわち、一方の伝熱プレート１１に穿孔が形成され、あるいは割れが生じても、他方の伝熱プレート１１によって、２つの空間が隔絶され、加熱媒体と被加熱媒体とが混合することなく熱交換を行うことができるようにされている。

なお、本発明は、前記の実施形態に限定することなく種々変更することができる。例えば、第２の係止部２０や第３の係止部２０を設けた伝熱プレート１０，１０同士をろう付けするに際して、環状の融着部３２を設けることにより、環状ないし塊状のろう材１５をセットしなくてもよいようにすることができる。また、第２の融着部３２を設けた伝熱プレートユニット１０においても、接合防止層１６を備えてもよい。

本発明の第１の実施形態における伝熱プレートユニットの要部及びこの伝熱プレートユニットを使用するプレート式熱交換器の製造方法を示し、（ａ）は最初の段階の要部断面図、（ｂ）は中間の段階の要部断面図、（ｃ）は最終の段階の要部断面図である。 本発明の第２の実施形態における伝熱プレートユニットの要部及びこの伝熱プレートユニットを使用するプレート式熱交換器の製造方法を示し、（ａ）は最初の段階の要部断面図、（ｂ）は中間の段階の要部断面図、（ｃ）は最終の段階の要部断面図である。 本発明の第３の実施形態における伝熱プレートユニットの要部及びこの伝熱プレートユニットを使用するプレート式熱交換器の製造方法を示し、（ａ）は最初の段階の要部断面図、（ｂ）は中間の段階の要部断面図、（ｃ）は最終の段階の要部断面図である。 本発明の第４の実施形態における伝熱プレートユニットの要部及びこの伝熱プレートユニットを使用するプレート式熱交換器の製造方法を示し、（ａ）は最初の段階の要部断面図、（ｂ）は中間の段階の要部断面図、（ｃ）は最終の段階の要部断面図である。 参考例の伝熱プレートユニットの要部及びこの伝熱プレートユニットを使用するプレート式熱交換器の製造方法を示し、（ａ）は最初の段階の要部断面図、（ｂ）は中間の段階の要部断面図、（ｃ）は最終の段階の要部断面図である。 従来のダブルウォール式のプレート式熱交換器であって、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は一部拡大断面図である。 従来のダブルウォール式の伝熱プレートユニットの要部及びこの伝熱プレートユニットを使用するプレート式熱交換器の製造方法を示し、（ａ）は最初の段階の要部断面図、（ｂ）は中間の段階の要部断面図、（ｃ）は最終の段階の要部断面図である。

符号の説明

１０…伝熱プレートユニット
１１…伝熱プレート
１２…開口部
１５…ろう材
２０…係止部
２１…折返部
２２…折返部
２３…折返部
２４…融着部
３２…融着部

Claims (6)

1. 隅に開口部を形成し、中央部に伝熱部を設けた伝熱プレートと、隅に開口部を形成し、中央部に伝熱部を設け、少なくとも伝熱部上に接合防止層を設けた伝熱プレートとが、開口部を連通させ、かつ、接合防止層を他方の少なくとも伝熱部に接合させて重ね合わされ、少なくとも開口部の周囲がろう付けされた伝熱プレートユニットであって、
   ２枚の伝熱プレートが接合防止層を隙間なく挟むように、両伝熱プレートの間隔を一定に維持させる係止部が開口部の周囲に設けられていることを特徴とする伝熱プレートユニット。
2. 前記係止部は、一方の伝熱プレートの開口部の周縁から他方の伝熱プレートの開口部の周囲に重なるように折り返された折返部によって設けられていることを特徴とする請求項１に記載の伝熱プレートユニット。
3. 前記係止部は、両伝熱プレートの開口部の周囲を複数箇所で溶融した融着部によって設けられていることを特徴とする請求項１に記載の伝熱プレートユニット。
4. 請求項２に記載された伝熱プレートユニットを多層に重ね合わせたプレート式熱交換器の製造方法であって、
   一方の伝熱プレートユニットの係止部と他方の伝熱プレートユニットの係止部とが対峙するように開口部を連通し、かつ、伝熱プレートユニットと伝熱プレートユニットとの間にシート状のろう材を挟んで伝熱プレートユニットを重ね合わせ、シート状のろう材を溶融させることにより、重なり合っている伝熱プレートの開口部の周囲及び一方の伝熱プレ
   ートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けすることを特徴とするプレート式熱交換器の製造方法。
5. 請求項２に記載された伝熱プレートユニットを多層に重ね合わせたプレート式熱交換器の製造方法であって、
   一方又は両方の伝熱プレートユニットの係止部を対峙しない外向きにして開口部を連通し、外向きとされた係止部の先端に環状ないし塊状のろう材をセットし、かつ、伝熱プレートユニット間にシート状のろう材を挟んで伝熱プレートユニットを重ね合わせ、シート状及び環状ないし塊状のろう材を溶融させることにより、重なり合っている伝熱プレートの開口部の周囲及び一方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けすることを特徴とするプレート式熱交換器の製造方法。
6. 請求項３に記載された伝熱プレートユニットを多層に重ね合わせたプレート式熱交換器の製造方法であって、
   各伝熱プレートユニットの開口部を連通し、かつ、伝熱プレートユニット間にシート状のろう材を挟んで伝熱プレートユニットを重ね合わせ、シート状のろう材を溶融させることにより、重なり合っている伝熱プレートの開口部の周囲及び一方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートと他方の伝熱プレートユニットの伝熱プレートとを所定の部位でろう付けすることを特徴とするプレート式熱交換器の製造方法。

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