JP5553828B2 - Heat exchanger - Google Patents

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Description

本発明は、3つの別個の流体回路を有しているプレート熱交換器に関する。このようなプレート熱交換器は、2つの独立した冷媒回路と1つの液体回路とを有するであろう。   The present invention relates to a plate heat exchanger having three separate fluid circuits. Such a plate heat exchanger will have two independent refrigerant circuits and one liquid circuit.

1つの回路が液体用で、2つの回路が冷媒用の3つの別個の流体回路を有しているプレート熱交換器は、2つの流体回路を有している熱交換器に対して有利である。このような熱交換器は、エバポレータとして使用されたときに凍結する危険が少ないバランスの取れた冷却効果を実現する。また、部分負荷条件下でも効果的に動作するため、エネルギー消費を減少させる。据付けが容易かつ迅速であり、それによって据付けコストが減少する。さらに、制御装置をより簡単で、従ってより安価にすることができる。   A plate heat exchanger with one circuit for the liquid and two circuits for the refrigerant with three separate fluid circuits is advantageous over a heat exchanger with two fluid circuits. . Such a heat exchanger realizes a balanced cooling effect with little risk of freezing when used as an evaporator. It also operates effectively even under partial load conditions, thus reducing energy consumption. Installation is easy and quick, thereby reducing installation costs. Furthermore, the control device can be simpler and therefore cheaper.

3回路熱交換器の1つの一般的な用途は、冷却系の中を流れている冷媒の蒸発のためのエバポレータとしての用途である。このような冷却系は、圧縮機、コンデンサ、膨張弁、及びエバポレータを通常有している。このような種類のシステムでエバポレータとして使用されるプレート熱交換器は、互いに溶接またはろう付けされた複数の熱交換プレートを有していることが多いが、密封ガスケットが熱伝達プレート間の密封に使用されることもある。   One common application of a three circuit heat exchanger is as an evaporator for the evaporation of refrigerant flowing in a cooling system. Such a cooling system typically includes a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator. Plate heat exchangers used as evaporators in these types of systems often have multiple heat exchange plates welded or brazed together, but a sealing gasket provides a seal between the heat transfer plates. Sometimes used.

欧州特許出願公開第0765461B号明細書は、複数のプレートの間に3つの互いに異なる流体用の複数の流れ流路を備えたプレート熱交換器を示している。3つの流体は、第1の流体用の流路が残りの2つの各流体用の各流路の両側に存在するようにして、プレートのコアへ供給することができる。これらの流路は、異なる2種類のプレートを使用して作られる。ポートの周囲に領域を設け、円形の平坦な台地状の部分を備える系を定めることによって、3つの流体用の入口チャネル及び出口チャネルを構成する開口位置で、隣接するプレート間を良好に密封することができる。   EP 0 765 461 B shows a plate heat exchanger with a plurality of flow channels for three different fluids between a plurality of plates. The three fluids can be supplied to the core of the plate such that a first fluid channel exists on each side of each of the remaining two fluids. These flow paths are created using two different types of plates. By providing an area around the port and defining a system with a circular flat plateau-like portion, it provides a good seal between adjacent plates at the open locations that make up the inlet and outlet channels for the three fluids be able to.

欧州特許出願公開第1062472B号明細書は、3流体回路熱交換器の他の例を示している。この出願は主に、ポートホールを気密接合することに関連している。   EP-A-1062472B shows another example of a three-fluid circuit heat exchanger. This application is primarily concerned with hermetic joining of port holes.

欧州特許出願公開第0965025B号明細書は、3つの熱交換流体用のプレート熱交換器を記載している。熱交換器のポートホールは、各熱交換流体が通過するように対にされており、ポートホールの中心間に引かれた直線が熱伝達部分を2つの類似した部分に分割するように、ポートホールが熱伝達部分の両側に対称に配置されている。   EP 0965025B describes a plate heat exchanger for three heat exchange fluids. The heat exchanger port holes are paired to allow each heat exchange fluid to pass through, and the straight line drawn between the center of the port holes divides the heat transfer portion into two similar portions. The holes are arranged symmetrically on both sides of the heat transfer part.

これらの熱交換器は、用途によっては完全に良好に機能するであろう。しかし、現在のこれらの熱交換器においては、改善の余地がある。   These heat exchangers will work perfectly well for some applications. However, there is room for improvement in these current heat exchangers.

従って、本発明の目的は、各流れ回路内で流れの分配が改善されている改善された熱交換器を提供することである。本発明のさらなる目的は、熱伝達係数が改善された熱交換器を提供することである。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved heat exchanger with improved flow distribution within each flow circuit. It is a further object of the present invention to provide a heat exchanger with improved heat transfer coefficient.

本発明によるこの問題に対する解決策は請求項1の特徴部分に記載されている。請求項2から11は、熱交換プレートの有利な実施態様を含んでいる。請求項12から21は、熱交換器組立体の有利な実施態様を含んでいる。請求項22は、有利な熱交換器を含んでいる。   The solution to this problem according to the invention is described in the characterizing part of claim 1. Claims 2 to 11 include advantageous embodiments of the heat exchange plate. Claims 12 to 21 include advantageous embodiments of the heat exchanger assembly. Claim 22 includes an advantageous heat exchanger.

3回路熱交換器組立体で使用され、3つのポートホールを備えた第1の分配領域と、熱交換領域と、3つのポートホールを備えた第2の分配領域と、を有し、複数の尾根と複数の谷とを備えた波形パターンを有する熱交換プレートにおいて、本発明の目的は、間に流体チャネルが構成されるように2枚のプレートが積層されたときに、第1の分配領域の中央ポートホールとプレートの短辺側端部との間に流体流路が得られるように、中央ポートホールが、プレートの短辺側端部から垂直方向に離れて配置されていることによって達成される。   A first distribution area with three port holes, a heat distribution area, and a second distribution area with three port holes, used in a three-circuit heat exchanger assembly; In a heat exchange plate having a corrugated pattern with a ridge and a plurality of valleys, an object of the present invention is to provide a first distribution region when two plates are stacked such that a fluid channel is formed therebetween. Achieved by placing the central port hole vertically away from the short side end of the plate so that a fluid flow path is obtained between the central port hole of the plate and the short side end of the plate Is done.

熱交換器組立体のプレートのこの第1の実施態様によって、冷媒回路用の第1の分配流路内での改善された流れの分配を実現する熱交換プレートが得られる。この利点は、熱交換プレートのより大きな部分、つまり非作動入口ポートの周辺領域も、効果的な熱伝達面として使用できるということである。他の利点は、第1の分配流路つまり下側分配流路内において流体の流れの分配が改善され、それが今度は熱伝達流路内の流れの分配を改善するということである。他の利点は、液体回路内の流れと液体出口ポートへの流れも改善されることである。熱交換器の効率はこのようにして改善されるであろう。   This first embodiment of the plate of the heat exchanger assembly provides a heat exchange plate that achieves improved flow distribution in the first distribution flow path for the refrigerant circuit. The advantage is that a larger part of the heat exchange plate, i.e. the peripheral area of the inactive inlet port, can also be used as an effective heat transfer surface. Another advantage is that the fluid flow distribution in the first or lower distribution channel is improved, which in turn improves the flow distribution in the heat transfer channel. Another advantage is that the flow in the liquid circuit and to the liquid outlet port is also improved. The efficiency of the heat exchanger will thus be improved.

本発明のプレートの有利な発展形態において、間に流体チャネルが構成されるように2枚のプレートが積層されたときに、第2の分配領域の中央のポートホールとプレートの短辺側端部との間に流体流路が得られるように、中央のポートホールは、プレートの短辺側端部から垂直方向に離れて配置されている。この利点は、熱交換プレートのより大きな部分、つまり非作動出口ポートの周辺領域も、効果的な熱伝達面として使用できるということである。他の利点は、入口ポートからの液体の流れの分配が改善され、それが今度は熱伝達流路内の液体の流れの分配を改善するということである。従って、熱交換器の効率がさらに改善されるであろう。   In an advantageous development of the plate according to the invention, when the two plates are stacked so that a fluid channel is formed between them, the central port hole of the second distribution area and the short side edge of the plate The central port hole is disposed vertically away from the short-side end of the plate so that a fluid flow path can be obtained therebetween. The advantage is that a larger part of the heat exchange plate, i.e. the peripheral area of the inactive outlet port, can also be used as an effective heat transfer surface. Another advantage is that the distribution of liquid flow from the inlet port is improved, which in turn improves the distribution of liquid flow in the heat transfer channel. Therefore, the efficiency of the heat exchanger will be further improved.

本発明のプレートの有利な発展形態において、プレートの少なくとも1つの角部には、プレートの間に冷媒流体チャネルが構成されるように2枚のプレートが積層されたときにポートの周囲に冷媒バイパス流路を形成するようにされている、平坦で環状のバイパス部分を備えている。これによって、熱交換器の冷媒チャネル内の流体の分配が改善されるであろう。   In an advantageous development of the plate according to the invention, at least one corner of the plate has a refrigerant bypass around the port when the two plates are stacked such that a refrigerant fluid channel is formed between the plates. A flat, annular bypass portion adapted to form a flow path is provided. This will improve the distribution of fluid in the refrigerant channel of the heat exchanger.

本発明のプレートの有利な発展形態において、プレートの間に水チャネルが構成されるように2枚のプレートが積層されたときに、互いに隣接する2つの水バイパス部分の間に水流路が得られるように、少なくとも1つの水バイパス部分がプレートの角部に設けられている。これによって、熱交換器の水チャネル内の流体の分配が改善されるであろう。   In an advantageous development of the plate according to the invention, when two plates are stacked such that a water channel is formed between the plates, a water flow path is obtained between two adjacent water bypass portions. As such, at least one water bypass portion is provided at the corner of the plate. This will improve the distribution of fluid in the water channel of the heat exchanger.

本発明のプレートのさらなる有利な発展形態において、下側分配溝が第1の分配領域と熱交換領域との間に設けられており、下側分配溝は少なくとも1つの制限領域を有しており、上側分配溝が熱交換領域と上側分配領域との間に設けられている。これらの発展形態は全て、熱交換器内の改善された流体の分配を可能とするであろう。   In a further advantageous development of the plate according to the invention, a lower distribution groove is provided between the first distribution area and the heat exchange area, the lower distribution groove having at least one restriction area. The upper distribution groove is provided between the heat exchange region and the upper distribution region. All of these developments will allow improved fluid distribution within the heat exchanger.

本発明のプレートの有利な発展形態において、第1の分配領域は第1のレイアウトを有する山形形状を呈し、第2の分配領域は第2のレイアウトを有する山形形状を呈し、熱交換領域は第3のレイアウトを有する山形形状を呈しており、第1のレイアウトの山形形状は第1の角度方向を向いており、第2のレイアウトの山形形状はこれと反対の角度方向を向いている。これによって、熱交換器の改善された熱伝達が可能になるであろう。   In an advantageous development of the plate according to the invention, the first distribution region has a chevron shape with a first layout, the second distribution region has a chevron shape with a second layout, and the heat exchange region has a first shape. The chevron shape of the first layout is oriented in the first angular direction, and the chevron shape of the second layout is oriented in the opposite angular direction. This will allow improved heat transfer of the heat exchanger.

本発明の熱交換プレートを4つ備えた熱交換器組立体において、本発明の目的は、第1のプレートと、第2のプレートと、第3のプレートと、第4のプレートとが互いに異なることによって達成される。   In a heat exchanger assembly having four heat exchange plates according to the present invention, the object of the present invention is to make the first plate, the second plate, the third plate, and the fourth plate different from each other. Is achieved.

本発明の組立体の有利な発展形態において、第1の冷媒チャネルが第1のプレートと第2のプレートとの間に設けられ、水チャネルが第2のプレートと第3のプレートとの間に設けられ、第2の冷媒チャネルが第3のプレートと第4のプレートとの間に設けられており、各流体チャネルは、互いに隣接する2つの第1の分配領域の間に設けられた第1の分配流路と、互いに隣接する2つの熱交換領域の間に設けられた熱交換流路と、互いに隣接する2つの第2の分配領域の間に設けられた第2の分配流路と、を有し、水平流路が、中央水ポートと中央水ポートに隣接する組立体の短辺側端部との間の第1の分配流路に設けられている。このことは、水平流路が第1の分配流路内の流れの分配を改善し、それが熱伝達流路内の流れの分配を改善するため有利である。これによって、熱交換プレートのより大きな部分、つまり非作動入口ポートの周囲領域を有効な熱伝達面として機能させることができる。他の利点は、液体出口ポート全体が開いているため、液体回路内の流体の流れが改善されるということである。従って、熱交換器の効率が改善されるであろう。   In an advantageous development of the assembly according to the invention, a first refrigerant channel is provided between the first plate and the second plate, and a water channel is provided between the second plate and the third plate. Provided, a second refrigerant channel is provided between the third plate and the fourth plate, and each fluid channel is a first provided between two first distribution regions adjacent to each other. A distribution flow path, a heat exchange flow path provided between two adjacent heat exchange areas, a second distribution flow path provided between two second distribution areas adjacent to each other, And a horizontal flow path is provided in the first distribution flow path between the central water port and the short side end of the assembly adjacent to the central water port. This is advantageous because the horizontal flow path improves the flow distribution in the first distribution flow path, which improves the flow distribution in the heat transfer flow path. This allows a larger portion of the heat exchange plate, i.e., the area surrounding the non-working inlet port, to function as an effective heat transfer surface. Another advantage is that fluid flow in the liquid circuit is improved because the entire liquid outlet port is open. Thus, the efficiency of the heat exchanger will be improved.

本発明の組立体の有利な発展形態において、水平流路が、中央水ポートと中央水ポートに隣接する組立体の短辺側端部との間の第2の分配流路に設けられている。この利点は、熱交換プレートのより大きな部分、つまり非作動出口ポートの周囲領域も効果的な熱伝達面として使用できるということである。他の利点は、入口ポートからの液体の流れの分配が改善され、それが今度は熱伝達流路内の液体の流れの分配を改善するということである。従って、熱交換器の効率がさらに改善されるであろう。   In an advantageous development of the assembly according to the invention, a horizontal channel is provided in the second distribution channel between the central water port and the short side end of the assembly adjacent to the central water port. . The advantage is that a larger part of the heat exchange plate, i.e. the area surrounding the non-actuated outlet port, can also be used as an effective heat transfer surface. Another advantage is that the distribution of liquid flow from the inlet port is improved, which in turn improves the distribution of liquid flow in the heat transfer channel. Therefore, the efficiency of the heat exchanger will be further improved.

本発明の組立体の有利な発展形態において、水バイパス流路が、冷媒ポートと組立体の角部との間に位置する水分配流路に設けられている。これは、熱交換器内の水流の分配を相当に改善する水バイパスが得られる点で有利である。   In an advantageous development of the assembly according to the invention, a water bypass channel is provided in the water distribution channel located between the refrigerant port and the corner of the assembly. This is advantageous in that it provides a water bypass that significantly improves the distribution of water flow in the heat exchanger.

本発明の組立体の有利な発展形態において、冷媒バイパス流路が、冷媒分配流路内の冷媒ポートの周囲に設けられている。これは、冷媒の流れの分配が相当に改善される点で有利である。   In an advantageous development of the assembly according to the invention, a refrigerant bypass channel is provided around the refrigerant port in the refrigerant distribution channel. This is advantageous in that the distribution of the refrigerant flow is considerably improved.

本発明の組立体の有利な発展形態において、作動冷媒入口ポートは入口ノズルを備えており、入口ノズルの角度は垂直方向軸線に対して0度と180度の間にあり、入口ノズルは組立体の中央の垂直方向軸線を向いている。このように、入口ノズルは熱交換器の中心を向いており、それによって熱交換器内の流体の分配が改善されるであろう。   In an advantageous development of the assembly according to the invention, the working refrigerant inlet port comprises an inlet nozzle, the angle of the inlet nozzle being between 0 and 180 degrees with respect to the vertical axis, the inlet nozzle being the assembly. The vertical axis in the center of In this way, the inlet nozzle will face the center of the heat exchanger, which will improve the distribution of fluid within the heat exchanger.

本発明の組立体の有利な発展形態において、下側分配経路が下側分配流路と熱交換流路との間に設けられている。これは、熱交換流路内への流れができるだけ均一化されるように、下側分配流路内の流れの分配をより洗練された方法で制御できる点で有利である。   In an advantageous development of the assembly according to the invention, a lower distribution channel is provided between the lower distribution channel and the heat exchange channel. This is advantageous in that the flow distribution in the lower distribution channel can be controlled in a more sophisticated manner so that the flow into the heat exchange channel is as uniform as possible.

本発明の組立体の有利な発展形態において、下側分配経路は、下側分配経路内で流れの制限が得られるように、少なくとも1つの制限手段を有している。これは、熱交換流路内への流れができるだけ均一化されるように、下側分配流路内の流れの分配をより洗練された方法で制御できる点で有利である。   In an advantageous development of the assembly according to the invention, the lower distribution path has at least one restricting means so that a flow restriction is obtained in the lower distribution path. This is advantageous in that the flow distribution in the lower distribution channel can be controlled in a more sophisticated manner so that the flow into the heat exchange channel is as uniform as possible.

本発明の組立体の有利な発展形態において、上側分配経路が熱交換流路と上側分配流路との間に設けられている。これは、上側分配経路内への流れの分配をさらに均一化できる点で有利である。   In an advantageous development of the assembly according to the invention, an upper distribution channel is provided between the heat exchange channel and the upper distribution channel. This is advantageous in that the flow distribution into the upper distribution path can be made more uniform.

本発明の熱交換器組立体を複数個有し、さらに、少なくとも前部プレートと後部プレートとを有する3回路熱交換器において、改良された熱交換器が得られる。   An improved heat exchanger is obtained in a three-circuit heat exchanger having a plurality of heat exchanger assemblies of the present invention and further having at least a front plate and a rear plate.

本発明を、添付の図面に示す実施形態を参照して、以下にさらに詳細に説明する。   The invention will be described in more detail below with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

本発明の熱交換プレート組立体を示す図である。It is a figure which shows the heat exchange plate assembly of this invention. 本発明の熱交換プレート組立体で使用される第1の熱交換プレートを示す図である。It is a figure which shows the 1st heat exchange plate used with the heat exchange plate assembly of this invention. 本発明の熱交換プレート組立体で使用される第2の熱交換プレートを示す図である。It is a figure which shows the 2nd heat exchange plate used with the heat exchange plate assembly of this invention. 本発明の熱交換プレート組立体で使用される第3の熱交換プレートを示す図である。It is a figure which shows the 3rd heat exchange plate used with the heat exchange plate assembly of this invention. 本発明の熱交換プレート組立体で使用される第4の熱交換プレートを示す図である。It is a figure which shows the 4th heat exchange plate used with the heat exchange plate assembly of this invention.

以下に説明する、さらなる改良部を備えた本発明の実施形態は、単に例としてみなすべきであって、特許請求の範囲によってもたらされる保護範囲を限定するものでは決してない。   The embodiments of the invention with further refinements described below are to be regarded merely as examples and in no way limit the scope of protection provided by the claims.

以下の例では、冷却または加熱される流体の例として水が使用されている。冷却または加熱される流体は、1つの相、完全な液体状態で使用するようにされている。このため、熱交換器のレイアウトは、水回路用の単相液体に適合されている。もちろん、例えば凍結防止または腐食防止の目的で、水と他の流体のさまざまな混合物などの他の流体も使用することもできる。蒸発または凝縮させる流体の例として冷媒が使用される。この流体は、液体状態と気体状態の2つの相で使用されることが好ましいが、流体を液体状態、気体状態または混合状態のうちの1つの状態だけで使用することもできる。従って、熱交換器のレイアウトは、後者の流体回路の2相流体に適合されている。   In the following example, water is used as an example of a fluid to be cooled or heated. The fluid to be cooled or heated is intended to be used in one phase, the complete liquid state. For this reason, the layout of the heat exchanger is adapted to single phase liquids for water circuits. Of course, other fluids can also be used, such as various mixtures of water and other fluids, eg, for freeze protection or corrosion prevention purposes. A refrigerant is used as an example of the fluid to be evaporated or condensed. The fluid is preferably used in two phases, a liquid state and a gas state, but the fluid may be used in only one of a liquid state, a gas state or a mixed state. The heat exchanger layout is therefore adapted to the two-phase fluid of the latter fluid circuit.

本発明は、3つの異なる流体回路を実現する3つの別個のチャネル種類を有するプレート熱交換器に関連している。チャネルの1つは、加熱または冷却される単相液体を移送するように構成されている。この用途では、水がこのような液体の例として使用されよう。他の2つのチャネルは、熱交換器内で蒸発及び凝縮を行うようにされた2相冷媒を移送するように構成されている。チャネルは1つの冷媒が2つの回路で共通に用いられるように接続されてもよいし、各回路で異なる冷媒が使用できるように分離されていてもよい。この用途では、熱交換器に進入するときに多少加圧状態であって、熱交換器内で蒸発することになる2相飽和流体が、冷媒の例として使用される。   The present invention relates to a plate heat exchanger having three distinct channel types that implements three different fluid circuits. One of the channels is configured to transport a single phase liquid that is heated or cooled. In this application, water will be used as an example of such a liquid. The other two channels are configured to transport a two-phase refrigerant adapted to evaporate and condense in the heat exchanger. The channels may be connected so that one refrigerant is commonly used in two circuits, or may be separated so that different refrigerants can be used in each circuit. In this application, a two-phase saturated fluid that is somewhat pressurized when entering the heat exchanger and will evaporate in the heat exchanger is used as an example of a refrigerant.

さらに、プレート熱交換器は、説明する例においては永久接合タイプであり、複数のプレートは完全な熱交換器を構成するように、互いにろう付け、接着、ボンディング、半田付け、または溶接されている。プレート熱交換器は、複数の熱交換器組立体を有しており、各組立体は4つの互いに異なる熱交換プレートを有している。しかし、プレート間ガスケット、溶接プレート、プレート間に1つおきにガスケットを備えた半溶接プレートユニットなどの、異なる密封タイプを使用することもできる。   Furthermore, the plate heat exchanger is of the permanent junction type in the example described, and the plates are brazed, glued, bonded, soldered or welded together to form a complete heat exchanger. . The plate heat exchanger has a plurality of heat exchanger assemblies, each assembly having four different heat exchange plates. However, it is also possible to use different sealing types such as inter-plate gaskets, weld plates, semi-welded plate units with every other gasket between the plates.

熱交換プレートは2つの異なるプレス工具を使用して形成され、それによって山形が一方向を向いたレイアウトを有する第1のプレートタイプと、山形が反対方向を向いたレイアウトを有する第2のプレートタイプの、2つの異なるプレートタイプが得られる。このレイアウトは、山形レイアウトでプレートを延びる複数の尾根と複数の谷とからなる波形パターンを有しており、波形パターンはプレートを互いに等しい部分に分割する縦方向の線に沿った角度方向変化点を備えている。山形レイアウトの波形パターンは、複数のプレートが1つに積層される際にパターンの多くの点で交差するように配置され、それによって、効率的な熱伝達が行われる強く剛性の高い熱交換器が構成される。この種類の波形パターンとレイアウトは当業者には公知である。表面全体にわたって同じ角度の、つまり方向変化点が一切無い波形パターンを使用することもできる。   The heat exchange plate is formed using two different press tools, whereby a first plate type having a layout in which the chevron is oriented in one direction and a second plate type having a layout in which the chevron is oriented in the opposite direction Two different plate types are obtained. This layout has a corrugated pattern consisting of a plurality of ridges and a plurality of troughs extending through the plate in a chevron layout, and the corrugated pattern is an angular direction change point along a vertical line that divides the plate into equal parts. It has. The corrugated pattern in the chevron layout is arranged to intersect at many points in the pattern when multiple plates are stacked together, thereby providing a strong and rigid heat exchanger for efficient heat transfer Is configured. This type of waveform pattern and layout is known to those skilled in the art. It is also possible to use a waveform pattern of the same angle over the entire surface, ie without any direction change points.

各プレートタイプは第2の工程で、1回以上のさらなるプレス/切断操作を受け、それによって4つの異なるプレートが作られる。さらなる操作では、プレートのポートホール領域が最終的な形状にプレスされかつ切断され、ノズルくぼみが形成される。   Each plate type is a second step and undergoes one or more additional pressing / cutting operations, thereby creating four different plates. In a further operation, the porthole region of the plate is pressed and cut to a final shape, forming a nozzle well.

以上の結果得られる、第1のプレート101と、第2のプレート201と、第3のプレート301と、第4のプレート401と、を備える4つのプレートは、熱交換プレート組立体を構成するように積層される。4つのプレートは、ポートホール領域とノズルのレイアウトを考えなければ1つおきに同じプレートタイプとなるように積層される。ポートホール領域は、以下で説明するように、プレート間で異なっている。第1と第2のプレートタイプは山形のレイアウトの角度が異なるようにすることもできる。従って、角度の平均値がレイアウトの所望の角度値に一致するように、第1のプレートタイプのレイアウトをわずかに小さい角度とし、第2のプレートタイプのレイアウトをわずかに大きい角度とすることができる。   The four plates including the first plate 101, the second plate 201, the third plate 301, and the fourth plate 401 obtained as a result of the above constitute a heat exchange plate assembly. Is laminated. The four plates are stacked so that every other plate has the same plate type unless the porthole region and the nozzle layout are considered. The porthole area is different between the plates, as will be explained below. The first and second plate types can also have different chevron layout angles. Therefore, the first plate type layout can be set to a slightly smaller angle and the second plate type layout can be set to a slightly larger angle so that the average angle value matches the desired angle value of the layout. .

各熱交換プレートは、3つのポートホールを備えた第1の分配領域ないし下側分配領域と、中央熱交換領域と、3つのポートホールを備えた第2の分配領域ないし上側分配領域と、を有している。各プレートは、縦方向軸線ないし垂直方向軸線と、横方向軸線ないし水平方向軸線と、を有している。第1の分配領域の3つのポートホールは縦方向軸線に関し対称に配置されている。第2の分配領域の3つのポートホールも縦方向軸線に関し対称に配置されている。第1の領域のポートホールと第2の領域のポートホールは、互いに対称に配置されていてもよい。しかし、有利な実施形態では、第1の分配領域と第2の分配領域の6つのポートホールは互いに対称に配置されていない。これは、冷媒の蒸気相に適合されたポートホールの直径が、流入する冷媒の液体蒸気混合物に適合されたポートホールの直径よりも大きいからである。ポートホールはプレートの角部からほぼ等距離に位置している。本実施形態においては、第2の分配領域の3つのポートホールは、蒸気状態の冷媒に適合されており、第1の領域の3つのポートホールは液体冷媒に適合されている。   Each heat exchange plate includes a first distribution area or lower distribution area with three port holes, a central heat exchange area, and a second distribution area or upper distribution area with three port holes. Have. Each plate has a vertical or vertical axis and a horizontal or horizontal axis. The three port holes of the first distribution area are arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis. The three port holes in the second distribution area are also arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis. The port holes in the first region and the port holes in the second region may be arranged symmetrically with each other. However, in an advantageous embodiment, the six port holes of the first distribution area and the second distribution area are not arranged symmetrically with respect to one another. This is because the diameter of the porthole adapted to the vapor phase of the refrigerant is larger than the diameter of the porthole adapted to the incoming refrigerant liquid vapor mixture. The port holes are located approximately equidistant from the corners of the plate. In the present embodiment, the three port holes in the second distribution region are adapted to the refrigerant in the vapor state, and the three port holes in the first region are adapted to the liquid refrigerant.

熱交換器は一例では、冷媒チャネル側が上昇膜蒸発に、これと対向流配置された水側が冷却に使用されることを意図している。以下では、上昇膜蒸発に使用される熱交換器が、本発明を例示するために用いられる。従って、説明中の記載はこのような垂直姿勢の直立熱交換器に関する寸法形状を指す。例えば、水平方向軸線を中心とした角度を様々に変え、必要に応じて他の姿勢で熱交換器を使用することもできる。冷媒2相流体は、熱交換器への進入時に液体と蒸気の混合物であってもよく、熱交換器を出るときに完全に蒸発していても、さらには過熱されていてもよい。熱交換器は、水と冷媒が同じ方向に流れる状態、つまり並流の状態で使用することもできる。説明される熱交換器は、冷媒が対角線方向に流れる状態、つまり冷媒が熱交換器の下側角部のポートを通って熱交換器に進入し、反対側の上側角部のポートを通って熱交換器を出る状態に適合されている。もちろん、熱交換器を平行な流れ、つまり冷媒が熱交換器の下側角部のポートを通って熱交換器に進入し、同じ側の上側角部のポートを通って熱交換器を出る流れに適合させることも可能であり、それは、入口または出口ポートをそのように適合させることで可能となる。   In one example, the heat exchanger is intended to use the refrigerant channel side for rising film evaporation and the water side opposite to it for cooling. In the following, the heat exchanger used for rising film evaporation is used to illustrate the present invention. Accordingly, the description in the description refers to the size and shape of the upright heat exchanger in such a vertical posture. For example, it is possible to change the angle around the horizontal axis and use the heat exchanger in other postures as required. The refrigerant two-phase fluid may be a mixture of liquid and vapor upon entry into the heat exchanger, may be completely evaporated upon exiting the heat exchanger, or may be superheated. The heat exchanger can also be used in a state where water and refrigerant flow in the same direction, that is, in a co-current state. The heat exchanger described is in a state where the refrigerant flows in a diagonal direction, that is, the refrigerant enters the heat exchanger through the lower corner port of the heat exchanger and passes through the upper corner port on the opposite side. It is adapted to exit the heat exchanger. Of course, the parallel flow through the heat exchanger, that is, the refrigerant enters the heat exchanger through the lower corner port of the heat exchanger and exits the heat exchanger through the upper corner port on the same side. Can be adapted, which is possible by adapting the inlet or outlet port in that way.

熱交換器は、対向流または並流の構成で水側を加熱する、下降流の冷媒膜凝縮に使用することもできる。2相冷媒流体は、上側分配流路を通って熱交換器に進入するときに過熱されていても飽和蒸気状態にあってもよく、また下側冷媒ポートを通って熱交換器を出るときに、部分的にまたは完全に凝縮していてもよく、過冷却されていてもよい。熱交換器は、設置の際の要求によって、1相熱伝達における過熱もどし器または気体冷却器や、蒸発用のエコノマイザや、同様の用途にも使用可能である。用途によっては、プレートのレイアウトにわずかな修正が必要なこともある。   The heat exchanger can also be used for downflow refrigerant film condensation, where the water side is heated in a counterflow or cocurrent configuration. The two-phase refrigerant fluid may be superheated or saturated when entering the heat exchanger through the upper distribution flow path, and may exit the heat exchanger through the lower refrigerant port. May be partially or fully condensed and may be supercooled. The heat exchanger can be used for a superheater or gas cooler in one-phase heat transfer, an evaporating economizer, and similar applications, depending on the installation requirements. Depending on the application, the plate layout may require minor modifications.

図2に示す第1の熱交換プレート101は、第1の分配領域つまり下側分配領域102と、熱交換領域103と、第2の分配領域つまり上側分配領域104と、を有している。プレートは、縦方向軸線つまり垂直方向軸線105と、横方向軸線つまり水平方向軸線106と、を有している。下側分配領域102は、第1の冷媒入口ポートホール107と、水出口ポートホール112と、第2の冷媒入口ポートホール109と、を備えている。第1の入口ポートホール107にはノズルくぼみ114が設けられている。   The first heat exchange plate 101 shown in FIG. 2 has a first distribution area, that is, a lower distribution area 102, a heat exchange area 103, and a second distribution area, that is, an upper distribution area 104. The plate has a vertical axis or vertical axis 105 and a horizontal axis or horizontal axis 106. The lower distribution region 102 includes a first refrigerant inlet port hole 107, a water outlet port hole 112, and a second refrigerant inlet port hole 109. A nozzle recess 114 is provided in the first inlet port hole 107.

理解されるように、プレートの反対面に流体流路のある熱交換プレートの表面全体は、熱伝達領域である。そこで、熱交換領域103は熱交換領域と呼ばれる。これは、熱交換領域でもある程度の流体の分配は行われるものの、主な目的は熱伝達であるためである。下側及び上側分配領域は、流体の分配と熱伝達の両方の二重の目的を有している。   As will be appreciated, the entire surface of the heat exchange plate with the fluid flow path on the opposite side of the plate is the heat transfer area. Therefore, the heat exchange area 103 is called a heat exchange area. This is because although the fluid is distributed to some extent even in the heat exchange region, the main purpose is heat transfer. The lower and upper distribution areas have the dual purpose of both fluid distribution and heat transfer.

第1の分配領域102のレイアウトは、1つの山形形状、つまりV字形状を呈しており、方向変化点はプレートの中心にあり、第1の分配領域を互いに等しい部分に分割している。V字レイアウトのレイアウト角度は、熱交換器の垂直方向軸線に対して50度から70度の間であることが好ましい。従って、V字形状の内角は100度から140度の間である。他の角度も可能であるが、V字形状の内角は鈍角であることが有利である。山形レイアウトを水平方向軸線に対してかなり小さい角度にすることによって、下側分配チャネルの水平方向の摩擦係数が比較的低くなり、プレートの幅方向にわたる冷媒の分配が促進される。   The layout of the first distribution area 102 has one chevron shape, that is, a V shape, the direction change point is at the center of the plate, and divides the first distribution area into equal parts. The layout angle of the V-shaped layout is preferably between 50 degrees and 70 degrees with respect to the vertical axis of the heat exchanger. Therefore, the interior angle of the V shape is between 100 degrees and 140 degrees. While other angles are possible, the interior angle of the V-shape is advantageously obtuse. By making the chevron layout at a fairly small angle with respect to the horizontal axis, the horizontal coefficient of friction of the lower distribution channel is relatively low, facilitating refrigerant distribution across the width of the plate.

熱交換領域103には、3つの方向変化点を有し熱交換領域を4つの等しい部分に分割する山形レイアウト、つまりW字形状を呈する波形パターンが設けられている。山形の間の内角は、チャネルの摩擦係数にとって非常に重要である。同じ内角でV字形状ではなくW字形状を使用する1つの利点は、熱伝達領域の平均摩擦係数がV字形状を使用した時よりも高くなることである。従って、従来のV字形状の場合よりも熱伝達率が高くなる。W字形状を用いることで、方向が3回変わるレイアウトが実現される。方向が2回または4回以上変わる山形レイアウトを使用することもできる。山形の遷移領域、つまり方向変化点において、水平方向と垂直方向の流れ速度成分が減少し、零に近くなることもある。図示している第1のプレートでは、レイアウトは上下逆に配置されたW字に似ている。   The heat exchanging region 103 is provided with a chevron layout having three direction change points and dividing the heat exchanging region into four equal parts, that is, a waveform pattern exhibiting a W shape. The interior angle between the chevron is very important for the coefficient of friction of the channel. One advantage of using a W-shape rather than a V-shape at the same interior angle is that the average coefficient of friction in the heat transfer area is higher than when using a V-shape. Therefore, the heat transfer coefficient is higher than that of the conventional V-shape. By using the W shape, a layout whose direction changes three times is realized. It is also possible to use a chevron layout whose direction changes twice or more than four times. In the mountain-shaped transition region, that is, the direction change point, the flow velocity components in the horizontal direction and the vertical direction are reduced and may be close to zero. In the illustrated first plate, the layout resembles a W-shape arranged upside down.

波形のW字形状の角度は熱交換器の垂直方向軸線に対して50度から70度の間であることが好ましい。従って、山形の内角は100度から140度の間である。熱交換領域の山形の内角は、第1の分配領域の山形と同じであってもよく、それより幾分小さくてもよい。他の角度も可能であるが、山形の内角は鈍角であることが重要である。熱交換流路の摩擦係数は、例えば、方向変化の数と共に山形の内角に依存している。   The corrugated W-shaped angle is preferably between 50 and 70 degrees with respect to the vertical axis of the heat exchanger. Therefore, the inner angle of the angle is between 100 degrees and 140 degrees. The interior angle of the chevron of the heat exchange region may be the same as the chevron of the first distribution region or may be somewhat smaller. Although other angles are possible, it is important that the interior angle of the chevron is an obtuse angle. The coefficient of friction of the heat exchange flow path depends on, for example, the angle inside the angle as well as the number of direction changes.

プレートの上側分配領域104は、第1の冷媒出口ポートホール108と、水入口ポートホール111と、第2の冷媒出口ポートホール110と、を備えている。上側分配領域の波形パターンは、上下逆に配置された1つのV字と似た山形レイアウトを呈している。V字形状の内角は、下側分配領域と同じであってもよい。   The upper distribution area 104 of the plate includes a first refrigerant outlet port hole 108, a water inlet port hole 111, and a second refrigerant outlet port hole 110. The waveform pattern of the upper distribution area has a mountain-shaped layout similar to one V-shape arranged upside down. The interior corner of the V shape may be the same as the lower distribution area.

下側分配領域と、熱交換領域と、上側分配領域の山形の内角は同じであっても異なっていてもよい。有利な実施形態では、下側分配領域と熱交換領域の山形は同じ内角を備えている。上側分配領域の山形形状は、本実施形態では、垂直方向軸線に対して、より小さい角度を備えている。さらに有利な実施形態では、下側分配領域の山形は第1の角度を備え、熱交換領域の山形はより小さな第2の角度を備え、上側分配領域の山形はさらに小さな角度を備えている。これらの角度は、50度と70度の間にあることが好ましい。異なる領域で異なる内角を有することの利点は、冷媒が蒸発しているときに、体積流量が熱交換器の上部でより大きくなることである。従って、内角を異ならせることにより、チャネル内の流れの方向とともに体積流量が増加したときに流れの抵抗が低くなるであろう。流れが反対向きで熱交換器が蒸気を凝縮させために使用されるときにも同様である。垂直方向軸線に対して山形の内角が小さいと、この流れ方向における流れ抵抗が低くなる。   The inner angles of the chevron of the lower distribution region, the heat exchange region, and the upper distribution region may be the same or different. In an advantageous embodiment, the lower distribution area and the chevron of the heat exchange area have the same interior angle. The chevron shape of the upper distribution area has a smaller angle with respect to the vertical axis in this embodiment. In a further advantageous embodiment, the lower distribution region chevron has a first angle, the heat exchange region chevron has a smaller second angle, and the upper distribution region chevron has a smaller angle. These angles are preferably between 50 and 70 degrees. The advantage of having different interior angles in different regions is that the volumetric flow rate is higher at the top of the heat exchanger when the refrigerant is evaporating. Thus, by varying the interior angle, the flow resistance will be lower when the volume flow rate increases with the direction of flow in the channel. The same is true when the flow is opposite and the heat exchanger is used to condense the steam. When the inner angle of the angle is small with respect to the vertical axis, the flow resistance in this flow direction is low.

図3に示す第2の熱交換プレート201は、下側分配領域202と、熱交換領域203と、上側分配領域204と、を有している。プレートは、垂直方向軸線205と、水平方向軸線206と、を有している。下側分配領域202は、第1の冷媒入口ポートホール207と、水出口ポートホール212と、第2の冷媒入口ポートホール209と、を備えている。第1の入口ポートホール207にはノズルくぼみ214が設けられている。   The second heat exchange plate 201 shown in FIG. 3 has a lower distribution area 202, a heat exchange area 203, and an upper distribution area 204. The plate has a vertical axis 205 and a horizontal axis 206. The lower distribution area 202 includes a first refrigerant inlet port hole 207, a water outlet port hole 212, and a second refrigerant inlet port hole 209. A nozzle recess 214 is provided in the first inlet port hole 207.

下側分配領域202のレイアウトは、1つの山形形状、つまりV字形状を呈しており、V字は上下逆に配置されたV字に似ている。方向変化点はプレートの中心にあり、第1の分配領域を互いに等しい部分に分割している。山形形状の方向を除き、レイアウトの角度は第1のプレートと同じである。   The layout of the lower distribution area 202 has one chevron shape, that is, a V-shape, and the V-shape resembles a V-shape arranged upside down. The direction change point is in the center of the plate and divides the first distribution area into equal parts. Except for the direction of the chevron shape, the angle of the layout is the same as that of the first plate.

熱交換領域203には、3つの方向変化点を有し熱交換領域を4つの等しい部分に分割する山形レイアウト、つまりW字形状を呈する波形パターンが設けられている。図示している第2のプレートでは、レイアウトはW字に似ている。山形形状の方向を除き、レイアウトの角度は第1のプレートと同じである。   The heat exchanging region 203 is provided with a chevron layout that has three direction change points and divides the heat exchanging region into four equal parts, that is, a waveform pattern that exhibits a W shape. In the second plate shown, the layout resembles a W shape. Except for the direction of the chevron shape, the angle of the layout is the same as that of the first plate.

第2のプレートの上側分配領域204は、第1の冷媒出口ポートホール208と、水入口ポートホール211と、第2の冷媒出口ポートホール210と、を備えている。上側分配領域の波形横断パターンは、1つのV字と似た山形レイアウトを呈している。V字形状の内角は、下側分配領域と同じであってよい。山形形状の方向を除き、レイアウトの角度は第1のプレートと同じである。   The upper distribution area 204 of the second plate includes a first refrigerant outlet port hole 208, a water inlet port hole 211, and a second refrigerant outlet port hole 210. The corrugated transverse pattern of the upper distribution region has a chevron layout similar to one V-shape. The interior angle of the V shape may be the same as the lower distribution area. Except for the direction of the chevron shape, the angle of the layout is the same as that of the first plate.

図4に示す第3の熱交換プレート301は、下側分配領域302と、熱交換領域303と、上側分配領域304と、を有している。プレートは、垂直方向軸線305と、水平方向軸線306と、を有している。下側分配領域302は、第1の冷媒入口ポートホール307と、水出口ポートホール312と、第2の冷媒入口ポートホール309と、を備えている。プレートの上側分配領域304は、第1の冷媒出口ポートホール308と、水入口ポートホール311と、第2の冷媒出口ポートホール310と、を備えている。ポートホールとノズルくぼみを除き、第3の熱交換プレートは第1の熱交換プレートに似ている。   The third heat exchange plate 301 shown in FIG. 4 has a lower distribution area 302, a heat exchange area 303, and an upper distribution area 304. The plate has a vertical axis 305 and a horizontal axis 306. The lower distribution region 302 includes a first refrigerant inlet port hole 307, a water outlet port hole 312, and a second refrigerant inlet port hole 309. The upper distribution area 304 of the plate includes a first refrigerant outlet port hole 308, a water inlet port hole 311, and a second refrigerant outlet port hole 310. Except for port holes and nozzle recesses, the third heat exchange plate is similar to the first heat exchange plate.

図5に示す第4の熱交換プレート401は、下側分配領域402と、熱交換領域403と、上側分配領域404と、を有している。プレートは、垂直方向軸線405と、水平方向軸線406と、を有している。下側分配領域402は、第1の冷媒入口ポートホール407と、水出口ポートホール412と、第2の冷媒入口ポートホール409と、を備えている。プレートの上側分配領域404は、第1の冷媒出口ポートホール408と、水入口ポートホール411と、第2の冷媒出口ポートホール410と、を備えている。ポートホールとノズルくぼみを除き、第4の熱交換プレートは第2の熱交換プレートに似ている。   The fourth heat exchange plate 401 shown in FIG. 5 has a lower distribution area 402, a heat exchange area 403, and an upper distribution area 404. The plate has a vertical axis 405 and a horizontal axis 406. The lower distribution region 402 includes a first refrigerant inlet port hole 407, a water outlet port hole 412, and a second refrigerant inlet port hole 409. The upper distribution area 404 of the plate includes a first refrigerant outlet port hole 408, a water inlet port hole 411, and a second refrigerant outlet port hole 410. Except for port holes and nozzle recesses, the fourth heat exchange plate is similar to the second heat exchange plate.

説明において、作動入口ポートという用語は、冷媒が入口ポートを通って冷媒チャネルに流入できるように入口ポートが開いていることを意味している。非作動入口ポートは、入口ポートが密封されており、冷媒が非作動入口ポートを通って冷媒チャネルに流入できないことを意味している。作動出口ポートという用語も同様で、冷媒が作動出口ポートから流出できるように出口ポートが冷媒チャネルに接していることを意味している。非作動出口ポートは密封されており、冷媒は冷媒チャネルから非作動出口ポートを通って流出することができない。   In the description, the term working inlet port means that the inlet port is open so that refrigerant can flow into the refrigerant channel through the inlet port. A non-working inlet port means that the inlet port is sealed and refrigerant cannot enter the refrigerant channel through the non-working inlet port. The term working outlet port is similar, meaning that the outlet port is in contact with the refrigerant channel so that the refrigerant can flow out of the working outlet port. The non-working outlet port is sealed and refrigerant cannot flow out of the refrigerant channel through the non-working outlet port.

図1に、第1のプレート101と、第2のプレート201と、第3のプレート301と、第4のプレート401と、を備える、本発明の熱交換プレート組立体1を示している。さまざまなプレートを図2〜5に示している。複数のプレートが特定の熱交換器に必要な数だけ互いに積層されている。このようにして、複数の組立体を有する熱交換器が構成される。組立体の数は、熱交換器の必要な仕様に依存して選択可能である。完全な熱交換器は、個々の熱交換プレートよりも厚い特定の前部プレートと後部プレート(不図示)も有している。前部プレートと後部プレートは、接続部などを有していよう。完全な熱交換器において、前部と後部のプレートに最も近い液体チャネルは水チャネルになるであろう。従って、第1のプレートと共に水チャネルを構成する別個の熱交換プレートが、前部プレートに含まれていてもよく、第4のプレートと共に水チャネルを構成する別個の熱交換プレートが後部プレートに含まれていてもよい。前部と後部のプレートは、熱交換器の強度を増し、熱交換器をより安定しかつ剛性の高いものとする。   FIG. 1 shows a heat exchange plate assembly 1 of the present invention including a first plate 101, a second plate 201, a third plate 301, and a fourth plate 401. Various plates are shown in FIGS. A plurality of plates are stacked on each other as many as necessary for a specific heat exchanger. In this way, a heat exchanger having a plurality of assemblies is configured. The number of assemblies can be selected depending on the required specifications of the heat exchanger. A complete heat exchanger also has specific front and rear plates (not shown) that are thicker than the individual heat exchange plates. The front plate and the rear plate will have connections and the like. In a complete heat exchanger, the liquid channel closest to the front and rear plates will be the water channel. Thus, a separate heat exchange plate that forms a water channel with the first plate may be included in the front plate, and a separate heat exchange plate that forms a water channel with the fourth plate is included in the rear plate. It may be. The front and rear plates increase the strength of the heat exchanger, making the heat exchanger more stable and stiff.

熱交換器は、ろう付けタイプである。第1と第2のプレートの間には、第1の冷媒チャネル2が構成されている。第2と第3のプレートの間には、水チャネル3が構成されている。第3と第4のプレートの間には、第2の冷媒チャネル4が構成されている。第4のプレートと別の組立体の第1のプレートとの間には、水チャネルが構成されている。このようにして熱交換器は、一つおきに配置され両側が水チャネルで囲まれた第1及び第2の冷媒チャネルを有することになる。   The heat exchanger is a brazing type. A first refrigerant channel 2 is formed between the first and second plates. A water channel 3 is formed between the second and third plates. A second refrigerant channel 4 is formed between the third and fourth plates. A water channel is formed between the fourth plate and the first plate of another assembly. In this way, the heat exchanger has first and second refrigerant channels arranged every other side and surrounded on both sides by water channels.

冷媒チャネルと水チャネルはともに、下側分配流路と、熱交換流路と、上側分配流路と、を有することになる。下側分配流路の垂直方向の長さは、熱交換器の幅の半分未満であることが好ましく、上側分配流路の垂直方向の長さは、熱交換器の幅の3分の2未満であることが好ましい。   Both the refrigerant channel and the water channel have a lower distribution flow path, a heat exchange flow path, and an upper distribution flow path. The vertical length of the lower distribution channel is preferably less than half of the width of the heat exchanger, and the vertical length of the upper distribution channel is less than two-thirds of the width of the heat exchanger It is preferable that

第1のプレート101と第2のプレート201とが互いに隣接配置されると、第1の冷媒チャネル2が構成される。冷媒は、第1の冷媒入口ポートホール107,207によって構成される作動入口ポートである第1の冷媒入口ポート21を通って、第1の冷媒チャネルに進入することになる。入口ポートホール107,207は、互いに押さえ付けられることになる同心の密封部分113,213を備えている。第1の冷媒チャネルへの入口は、密封部分内の入口ノズル25によって構成されている。入口ノズルは、第2のプレス工程によってプレスされる、一方または両方の密封部分のノズルくぼみ114,214によって実現されている。入口ノズルの大きさ、つまり長さと断面とは、入口ノズルの角度位置とともに、下側分配領域102と202の間に形成されている下側分配流路10内の冷媒の分配に対して重要である。入口ノズルの大きさは、一つには冷媒の入口圧力に依存しており、熱交換器全体の全ての冷媒チャネルにわたって一様な流れ分配を実現するように選択される。入口ノズルの角度位置は、各冷媒チャネル内で熱交換器の全幅にわたって冷媒が一様に分配されるように選択される。   When the first plate 101 and the second plate 201 are disposed adjacent to each other, the first refrigerant channel 2 is configured. The refrigerant enters the first refrigerant channel through the first refrigerant inlet port 21 which is an operation inlet port constituted by the first refrigerant inlet port holes 107 and 207. The inlet port holes 107 and 207 are provided with concentric sealing parts 113 and 213 which are pressed against each other. The inlet to the first refrigerant channel is constituted by an inlet nozzle 25 in the sealed part. The inlet nozzle is realized by nozzle recesses 114, 214 in one or both sealed portions that are pressed by a second pressing step. The size, length and cross-section of the inlet nozzle, as well as the angular position of the inlet nozzle, are important for the distribution of refrigerant in the lower distribution flow path 10 formed between the lower distribution regions 102 and 202. is there. The size of the inlet nozzle depends in part on the inlet pressure of the refrigerant and is selected to achieve uniform flow distribution across all refrigerant channels throughout the heat exchanger. The angular position of the inlet nozzle is selected so that the refrigerant is evenly distributed across the entire width of the heat exchanger within each refrigerant channel.

入口ノズルは、例えば下側分配流路と入口ポート周囲のバイパス部分の波形パターンレイアウトに依存して、任意の選択された角度に向けられていてよい。入口ノズルの角度は、垂直方向軸線に対して0度と180度の間であって、中央の垂直方向軸線を向いていることが好ましく、90度と150度の間であることがより好ましい。   The inlet nozzle may be oriented at any selected angle, for example depending on the corrugated pattern layout of the bypass portion and the bypass portion around the inlet port. The angle of the inlet nozzle is preferably between 0 and 180 degrees with respect to the vertical axis, and is directed to the central vertical axis, more preferably between 90 and 150 degrees.

一実施形態では、入口ポートは開いている。これは、例えば気体冷却器において、入口ポートが蒸気出口ポートとして作動するように熱交換器が使用される場合に有利となる場合がある。蒸気が出口を塞がないようにするために、密封部分とノズルとが、製造段階で切り取られる。代わりに、出口ポート22と似た開いたポートが得られる。このようなポートは、蒸気または蒸気と液体との混合物がポートを通って出ることができるようにする。   In one embodiment, the inlet port is open. This may be advantageous when a heat exchanger is used such that, for example, in a gas cooler, the inlet port operates as a steam outlet port. In order to prevent the steam from blocking the outlet, the sealing part and the nozzle are cut off during the manufacturing stage. Instead, an open port similar to the exit port 22 is obtained. Such a port allows vapor or a mixture of vapor and liquid to exit through the port.

冷媒の分配をさらに改善するために、作動入口ポートは、冷媒が入口ポートの両側の周囲を流れるように、作動入口ポートバイパス流路18を入口ポートの周囲に備えている。各プレートは、第1の入口ポートホールの周囲全体を延びているバイパス部分115,215を有している。バイパス部分は、プレートの波形部分と同じプレス深さを有している。従って、この結果得られるバイパス流路18は、プレス深さの2倍の高さを有している。これはバイパス流路内の摩擦圧力低下が、波形パターンに沿った場合よりもはるかに小さいことを意味している。従って、バイパス流路18は、入口ノズルからの冷媒の一部を作動入口ポートの周囲の分配領域に分配することになる。   To further improve refrigerant distribution, the working inlet port is provided with a working inlet port bypass channel 18 around the inlet port so that the refrigerant flows around the sides of the inlet port. Each plate has bypass portions 115, 215 extending around the entire circumference of the first inlet port hole. The bypass portion has the same press depth as the corrugated portion of the plate. Therefore, the bypass flow path 18 obtained as a result has a height twice as large as the press depth. This means that the friction pressure drop in the bypass channel is much smaller than when following the waveform pattern. Therefore, the bypass flow path 18 distributes a part of the refrigerant from the inlet nozzle to the distribution area around the operation inlet port.

ノズルからの冷媒の一部は、ノズルから波形パターンへの方向に、そしてさらに非作動入口ポートである第2の冷媒入口ポート23に向かって流れ続ける。水出口ポートホール112,212は、プレートの下側短辺側端部から垂直方向に離れて配置されているため、下側水平流路13が、水出口ポートと熱交換器の下側短辺側端部との間の下側分配チャネル内に形成される。従って、冷媒は、水出口ポートの下方から、非作動入口ポートの周囲領域まで流れることができる。冷媒の入口ノズルからの流れは、本例では第1のプレートの波形パターンとほぼ同じ角度を有しているため、冷媒の一部は水出口ポートの下方を比較的小さい摩擦係数で、従って比較的高い流量で、主に水平方向に通過する。冷媒が非作動入口ポートの周囲領域に到達すると、非作動入口ポートの周囲の非作動入口ポートバイパス流路19は、冷媒の非作動入口ポートの周囲領域への分配を促進することになる。非作動入口ポート23の周囲のバイパス流路19は、作動入口ポートにおけるのと同様に作られている。すなわちバイパス流路19は、第2の入口ポートホールの周囲全体を延びるバイパス部分117,217を備える各プレートによって作られている。バイパス部分は、プレートの波形部分と同じプレス深さを有している。従って、この結果得られるバイパス流路は、プレス深さの2倍の高さを有している。これはバイパス流路内の摩擦が波形パターンに沿った摩擦よりもはるかに小さくなることを意味している。従って、バイパス流路は冷媒の一部を非作動入口ポートの周囲の分配領域に分配することになる。第2の入口ポートホール109,209には、互いに押し付けられ、従って非作動入口ポートを密封することになる同心の密封部分116,216が設けられている。   A portion of the refrigerant from the nozzle continues to flow in the direction from the nozzle to the corrugated pattern and further toward the second refrigerant inlet port 23, which is a non-working inlet port. Since the water outlet port holes 112 and 212 are arranged vertically away from the lower short side end of the plate, the lower horizontal flow path 13 is connected to the water outlet port and the lower short side of the heat exchanger. Formed in the lower distribution channel between the side ends. Therefore, the refrigerant can flow from below the water outlet port to the area around the non-operating inlet port. Since the flow of the refrigerant from the inlet nozzle has almost the same angle as the corrugation pattern of the first plate in this example, a part of the refrigerant has a relatively small coefficient of friction below the water outlet port and is therefore compared. Passes mainly in the horizontal direction at a high flow rate. When the refrigerant reaches the peripheral area of the non-working inlet port, the non-working inlet port bypass flow path 19 around the non-working inlet port will facilitate the distribution of the refrigerant to the peripheral area of the non-working inlet port. The bypass channel 19 around the non-working inlet port 23 is made in the same way as at the working inlet port. That is, the bypass channel 19 is made of each plate having bypass portions 117 and 217 extending around the entire periphery of the second inlet port hole. The bypass portion has the same press depth as the corrugated portion of the plate. Therefore, the resulting bypass flow path has a height twice the press depth. This means that the friction in the bypass channel is much less than the friction along the corrugated pattern. Thus, the bypass flow path distributes a portion of the refrigerant to the distribution area around the non-working inlet port. The second inlet port holes 109, 209 are provided with concentric sealing portions 116, 216 that are pressed against each other and thus seal the inactive inlet port.

水出口ポートホール112,212の周囲の平坦な円形部分は、水出口ポートが冷媒チャネルに対して密封されるように互いに押し付けられる。水出口ポートホールは各プレートの下側短辺側端部から垂直方向に離れて配置されている。水出口ポートホールは、冷媒入口ポートホールよりも直径が大きく、水出口ポートホールの中心は冷媒入口ポートホールの中心よりもプレートの水平方向軸線の近くに配置されている。このようにして、下側水平流路13が水出口ポートと熱交換器の短辺側端部との間の冷媒チャネル内に作られている。この流路を通って、冷媒は水出口ポートの下方を通過して非作動入口ポートの周囲領域に到達することができる。これによって、チャネルの幅にわたる冷媒の分配が大幅に改善され、チャネルの幅にわたる、従って熱交換流路を通る、より一様な流れがもたらされる。水出口ポートの下方の流路は、非作動入口ポートの周囲領域によって、熱交換器の有効熱伝達領域も増加させることになる。   The flat circular portions around the water outlet port holes 112, 212 are pressed together so that the water outlet ports are sealed against the refrigerant channel. The water outlet port hole is arranged vertically away from the lower short side end of each plate. The water outlet port hole has a larger diameter than the refrigerant inlet port hole, and the center of the water outlet port hole is disposed closer to the horizontal axis of the plate than the center of the refrigerant inlet port hole. In this way, the lower horizontal flow path 13 is created in the refrigerant channel between the water outlet port and the short side end of the heat exchanger. Through this flow path, the refrigerant can pass under the water outlet port and reach the peripheral area of the non-operating inlet port. This greatly improves refrigerant distribution across the width of the channel and provides a more uniform flow across the width of the channel and thus through the heat exchange flow path. The flow path below the water outlet port will also increase the effective heat transfer area of the heat exchanger due to the area surrounding the non-working inlet port.

冷媒の分配をさらに改善するために、第1の冷媒チャネルには、下側分配流路10と熱交換流路11との間に、作動入口ポート及び非作動入口ポートの上方に位置する下側分配経路15,16が設けられている。下側分配経路は、分配領域のV字形状と熱交換領域のW字形状との間の、プレート内にプレスされている平坦な分配溝118,119,218,219によって主に構成されており、プレートの長辺から水出口ポートホールまで延びている。下側分配経路は、一方では、冷媒の熱交換流路11内への一様な分配を促進し、他方では分配領域のV字形状レイアウトと熱交換領域のW字形状レイアウトとの遷移領域としての役割を果たすことになる。下側分配経路の高さと形状は、流れの分配を最適化するように選択することができる。プレスされた溝の高さは、一例ではプレートのプレス深さの約半分である。熱交換器の機械的強度を改善するために、下側分配経路は、1つまたは2つ以上の接触点を有していてもよい。対応する分配経路が水チャネル内に作られるため、冷媒チャネル内の下側分配経路の高さは、1プレス深さの合計以下であることが好ましい。下側分配経路は、熱伝達流路の波形パターン内の同じ長さと幅の流れ管に沿った流れ抵抗と比較して、チャネルの水平方向で流れ抵抗が低くなる。   In order to further improve the distribution of the refrigerant, the first refrigerant channel has a lower side located between the lower distribution flow path 10 and the heat exchange flow path 11 above the working inlet port and the non-working inlet port. Distribution paths 15 and 16 are provided. The lower distribution path is mainly constituted by flat distribution grooves 118, 119, 218, 219 pressed into the plate between the V shape of the distribution area and the W shape of the heat exchange area. , Extending from the long side of the plate to the water outlet port hole. The lower distribution path, on the one hand, promotes uniform distribution of the refrigerant into the heat exchange flow path 11, and on the other hand as a transition region between the V-shaped layout of the distribution region and the W-shaped layout of the heat exchange region. Will play a role. The height and shape of the lower distribution path can be selected to optimize flow distribution. The height of the pressed groove is about half the press depth of the plate in one example. In order to improve the mechanical strength of the heat exchanger, the lower distribution path may have one or more contact points. Since the corresponding distribution path is created in the water channel, the height of the lower distribution path in the refrigerant channel is preferably less than or equal to the sum of one press depth. The lower distribution path has a lower flow resistance in the horizontal direction of the channel compared to the flow resistance along the same length and width flow tube in the wave pattern of the heat transfer channel.

必要な場合は、下側分配経路15,16は下側分配流路内のチャネルの幅にわたる流れの分配を制御するために、1つまたは2つ以上の制限領域を有していてもよい。制限領域の大きさと位置は、分配経路15または16を通る流れができるだけ均一に分配されるように選択される。制限部分は、プレート内の制限領域の位置におけるプレス深さを変え、つまり制限領域の高さを変えることによって、及び/または下側分配経路に沿った制限領域の幅を変えることによって、実現することができる。このようにして、さまざまな制限部分を下側分配経路15,16内のさまざまな位置に配置することができる。制限部分によって、下側分配経路の幅にわたって流れの分配を実現する局所的な流れ抵抗の増加がもたらされる。一例では、制限部分は、分配経路のほとんどにわたっており、それによって分配流路と熱交換流路との間に1つまたは少数個の小さい開口が形成される。制限部分の大きさと位置は、実験または計算によって決定することができる。こうして、熱交換流路に流入する冷媒の分配が改善される。   If required, the lower distribution paths 15, 16 may have one or more restricted areas to control the distribution of flow across the width of the channels in the lower distribution flow path. The size and location of the restriction area is selected so that the flow through the distribution path 15 or 16 is distributed as uniformly as possible. The limiting portion is realized by changing the press depth at the location of the limiting area in the plate, ie by changing the height of the limiting area and / or by changing the width of the limiting area along the lower distribution path. be able to. In this way, various restricting portions can be placed at various positions within the lower distribution path 15, 16. The limiting portion provides an increase in local flow resistance that achieves flow distribution across the width of the lower distribution path. In one example, the restrictive portion spans most of the distribution path, thereby forming one or a few small openings between the distribution flow path and the heat exchange flow path. The size and position of the restriction portion can be determined by experimentation or calculation. Thus, the distribution of the refrigerant flowing into the heat exchange channel is improved.

冷媒は、作動入口ポート21に進入し下側分配流路10内で分配された後、熱交換領域103,203の間に形成されている熱交換流路11に進入し、通過することになる。熱交換流路は、2つのプレートの波形パターン間のすべての接触点によって、大きな熱交換領域と比較的高摩擦の流れ抵抗をもたらし、冷媒チャネルと水チャネルとの間の効果的な熱伝達を確保する。W字形状は、1つのV字形状と比較して、熱交換流路内の摩擦圧力低下を多少増加させ、熱交換器の総熱伝達を改善する。   The refrigerant enters the working inlet port 21 and is distributed in the lower distribution flow path 10, and then enters and passes through the heat exchange flow path 11 formed between the heat exchange regions 103 and 203. . The heat exchange flow path provides effective heat transfer between the refrigerant channel and the water channel by providing a large heat exchange area and relatively high frictional flow resistance due to all contact points between the corrugated patterns of the two plates. Secure. The W shape slightly increases the friction pressure drop in the heat exchange flow path and improves the total heat transfer of the heat exchanger compared to a single V shape.

各プレートの熱交換領域と上側分配領域との間には、平らな水平方向分配溝120,220が各プレートにプレスされており、第1の冷媒チャネル内に上側分配経路17を形成している。上側分配経路は、冷媒がプレートの上側分配領域104,204の間に形成されている上側分配流路に進入する前に、冷媒の流れを分配し、同時に冷媒の蒸発の変動によって熱交換流路内で発生する可能性のある圧力差を均一化する。上側分配経路は熱交換器の水平方向で流れ抵抗が低いため、上側分配流路12に進入する前に冷媒の分配が促進される。冷媒の蒸発は主に上側分配流路内で終了し、冷媒蒸気の過熱が生じることもある。各分配溝の高さはプレートのプレス深さの約半分であるが、これは、対応している水平方向分配経路が水チャネル内に作られるためである。このため、上側分配経路は1プレス深さの全高となる。   Flat horizontal distribution grooves 120, 220 are pressed on each plate between the heat exchange area and the upper distribution area of each plate, forming an upper distribution path 17 in the first refrigerant channel. . The upper distribution path distributes the refrigerant flow before the refrigerant enters the upper distribution flow path formed between the upper distribution areas 104 and 204 of the plate, and at the same time, the heat exchange flow path due to fluctuations in the evaporation of the refrigerant. To equalize the pressure difference that may occur within. Since the upper distribution path has a low flow resistance in the horizontal direction of the heat exchanger, distribution of the refrigerant is promoted before entering the upper distribution flow path 12. The evaporation of the refrigerant mainly ends in the upper distribution flow path, and the refrigerant vapor may be overheated. The height of each distribution groove is about half of the press depth of the plate because a corresponding horizontal distribution path is created in the water channel. For this reason, the upper distribution path has an overall height of one press depth.

大部分が蒸発した状態の冷媒は、プレートの上側分配領域104,204によって形成されている上側分配流路に進入する。作動ポートである第1の冷媒出口ポート22は、プレート間の第1の冷媒出口ポートホール108,208の位置に形成されている。冷媒の一部は垂直方向軸線105の右側の上側分配流路内に進入し、冷媒の一部は垂直方向軸線105の左側の上側分配流路に進入する。冷媒の一部は、第2の出口ポート24の周囲全体を延びるバイパス部分121,221によって形成されているバイパス流路20に到達する。第2の冷媒出口ポートホール110,210には、互いに押し付けられ、非作動出口ポートである第2の出口ポートを密封することになる同心の密封部分122,222が設けられている。バイパス部分はプレートの波形部分と同じプレス深さを有している。従って、この結果得られるバイパス流路20はプレス深さの2倍の高さを有することになる。これはバイパス流路内の流れ抵抗が波形パターンを通る流れ抵抗よりもはるかに小さくなることを意味している。従って、バイパス流路は、過熱されていることもある冷媒の相当な部分が水入口ポートの上方の水平方向流路を通って、作動出口ポートまで主に水平方向に通過できるようにしている。   Mostly evaporated refrigerant enters the upper distribution flow path formed by the upper distribution areas 104 and 204 of the plate. The first refrigerant outlet port 22 which is an operation port is formed at the position of the first refrigerant outlet port holes 108 and 208 between the plates. A part of the refrigerant enters the upper distribution channel on the right side of the vertical axis 105, and a part of the refrigerant enters the upper distribution channel on the left side of the vertical axis 105. A part of the refrigerant reaches the bypass flow path 20 formed by the bypass portions 121 and 221 extending around the entire periphery of the second outlet port 24. The second refrigerant outlet port holes 110 and 210 are provided with concentric sealing portions 122 and 222 which are pressed against each other and seal the second outlet port which is a non-operating outlet port. The bypass portion has the same press depth as the corrugated portion of the plate. Therefore, the bypass channel 20 obtained as a result has a height twice the press depth. This means that the flow resistance in the bypass channel is much smaller than the flow resistance through the waveform pattern. Thus, the bypass channel allows a substantial portion of the refrigerant, which may be overheated, to pass through the horizontal channel above the water inlet port and primarily in the horizontal direction to the working outlet port.

水入口ポートホール111,211の周囲の平坦な円形部分は互いに押し付けられており、水入口は冷媒チャネルから密封されている。水入口ポートホールは、各プレートの上側短辺側端部の下方に、垂直方向に離れて配置されている。水入口ポートホールの中心は、冷媒出口ポートホールの中心よりもプレートの水平方向軸線の近くに配置されている。このように、上側水平流路14は、水入口ポートと熱交換器の上側短辺側端部との間の冷媒チャネル内に配置されている。この水平流路を通って、冷媒は水入口ポートの上方を、非作動出口ポート24の位置にあるバイパス流路20から第1の冷媒出口ポートホール108,208の間に形成されている作動出口ポート22まで流れることができる。これによって、過熱されていることもある蒸気の流れ抵抗が減少し、上側分配流路内の流れの分配が相当に改善される。さらに、この水平流路は、蒸気が非作動出口ポートの周囲に蓄積し、非作動出口ポートの周囲領域に蒸気が滞留した遮断領域となることを防止する。流路はまた、非作動出口ポートの周囲領域が設けられていることによって、熱交換器の全有効熱伝達領域を増加させる。   The flat circular portions around the water inlet port holes 111, 211 are pressed against each other and the water inlet is sealed from the refrigerant channel. The water inlet port hole is disposed below the upper short side end portion of each plate and separated in the vertical direction. The center of the water inlet port hole is located closer to the horizontal axis of the plate than the center of the refrigerant outlet port hole. Thus, the upper horizontal flow path 14 is disposed in the refrigerant channel between the water inlet port and the upper short side end of the heat exchanger. Through this horizontal flow path, the refrigerant is above the water inlet port, and the working outlet formed between the first refrigerant outlet port holes 108 and 208 from the bypass flow path 20 at the position of the non-working outlet port 24. It can flow to port 22. This reduces the flow resistance of the steam that may be overheated and significantly improves the flow distribution in the upper distribution flow path. Furthermore, this horizontal flow path prevents the steam from accumulating around the non-operating outlet port and becoming a blocking region where the steam stays in the peripheral area of the non-operating outlet port. The flow path also increases the total effective heat transfer area of the heat exchanger by providing an area around the non-working outlet port.

第2のプレート201と第3のプレート301とが互いに隣接配置されると、水チャネル3が構成される。水は、水入口ポートホール211,311によって構成される水入口ポート42を通って水チャネルに進入することになる。水は、出口ポートホール212,312によって構成される水出口ポート43を通って水チャネルを出ることになる。全ての冷媒ポートは、水と冷媒とが混ざることのないように密封されることになる。第2と第3のプレートが積層されると、バイパス部分215,315は互いに押し付けられ、従って、第1の冷媒入口ポートを密封することになる。バイパス部分217,317とバイパス部分221,321も同様で、第2の冷媒入口ポートと第2の冷媒出口ポートが密封されるように互いに押し付けられている。第1の冷媒出口ポートは、互いに押し付けられている冷媒出口ポートホール208,308の周囲の平坦な部分223,323によって密封されている。   When the second plate 201 and the third plate 301 are arranged adjacent to each other, the water channel 3 is configured. Water will enter the water channel through the water inlet port 42 constituted by the water inlet port holes 211, 311. Water will exit the water channel through the water outlet port 43 which is constituted by the outlet port holes 212, 312. All the refrigerant ports are sealed so that water and the refrigerant are not mixed. When the second and third plates are stacked, the bypass portions 215 and 315 are pressed together, thus sealing the first refrigerant inlet port. The bypass portions 217 and 317 and the bypass portions 221 and 321 are similarly pressed against each other so that the second refrigerant inlet port and the second refrigerant outlet port are sealed. The first refrigerant outlet port is sealed by flat portions 223 and 323 around the refrigerant outlet port holes 208 and 308 that are pressed against each other.

水入口ポートホール211,311は、各プレートの各プレート縁部の上側短辺側端部から、垂直方向に離れて配置されている。水入口ポートホールの中心は、冷媒出口ポートホールの中心よりもプレートの水平方向軸線の近くに配置されている。このようにして、上側水平流路34が、水入口ポートと熱交換器の上側短辺側端部との間の水チャネル内に形成される。これによって、入口での水の有効な横断流路領域が増加し、それが次に上部分配流路内の水の分配を改善し、水チャネルの圧力低下を減少させる。   The water inlet port holes 211 and 311 are arranged vertically away from the upper short side end of each plate edge of each plate. The center of the water inlet port hole is located closer to the horizontal axis of the plate than the center of the refrigerant outlet port hole. In this way, an upper horizontal flow path 34 is formed in the water channel between the water inlet port and the upper short side end of the heat exchanger. This increases the effective cross flow area of the water at the inlet, which in turn improves the water distribution in the upper distribution flow path and reduces the water channel pressure drop.

水の分配をさらに改善し、また水の圧力低下を減少させるために、水チャネルには、第2及び第1の非作動冷媒出口ポートと熱交換器の上側角部との間に、上側水バイパス流路40,41が設けられている。上側水バイパス流路40,41は、第2及び第1の冷媒出口ポートホールの各々の外側にある水バイパス部分226,227,326,327によって形成されている。これらのバイパス部分は、冷媒チャネルを構成するようにプレートが配置されたときに、互いに押し付けられる。これは水バイパス流路がプレス深さの2倍の高さを有することを意味している。従って、これらの水バイパス流路は、摩擦圧力低下が少なく、上側分配流路全域にわたって水の側方への分配を相当に促進することになる。   To further improve water distribution and reduce water pressure drop, the water channel includes an upper water outlet between the second and first non-working refrigerant outlet ports and the upper corner of the heat exchanger. Bypass channels 40 and 41 are provided. The upper water bypass passages 40 and 41 are formed by water bypass portions 226, 227, 326, and 327 located outside the second and first refrigerant outlet port holes, respectively. These bypass parts are pressed against each other when the plates are arranged to form a refrigerant channel. This means that the water bypass channel has a height twice the press depth. Accordingly, these water bypass channels have a low frictional pressure drop and considerably facilitate the lateral distribution of water over the entire upper distribution channel.

水が上側分配流路32内で分配されるときに、水は、各プレートにプレスされ水チャネル内に水平な上側分配経路37を構成する平坦な水平方向分配溝220,320を通過する。この分配経路によって、水のさらなる分配が可能になり、上側分配経路全域に沿った水圧が実質的に等しくなる。上側分配経路は、上側分配流路のV字形状と熱交換流路のW字形状との遷移領域としての役割もある。各分配溝の高さは、プレートのプレス深さの約半分である。従って、上側分配経路は合計で1プレス深さの高さとなる。   As water is distributed in the upper distribution flow path 32, the water is pressed into each plate and passes through flat horizontal distribution grooves 220, 320 that form a horizontal upper distribution path 37 in the water channel. This distribution path allows further distribution of water, and the water pressure along the entire upper distribution path is substantially equal. The upper distribution path also serves as a transition region between the V shape of the upper distribution flow path and the W shape of the heat exchange flow path. The height of each distribution groove is about half of the press depth of the plate. Therefore, the upper distribution path is 1 press deep in total.

上側分配経路37を通過した後、水は熱交換領域203,303の間に形成されている熱交換流路31に進入し、通過することになる。2つのプレートの波形パターン間の全ての接触点によって、熱交換流路は大きな熱交換領域と比較的高い摩擦係数とを実現し、それによって水チャネルと冷媒チャネルとの間の効果的な熱伝達が確保される。W字形状のレイアウトのため、1つのV字レイアウトに比べて熱交換流路での摩擦係数が幾分増加し、それによって熱伝達が改善されることになる。   After passing through the upper distribution path 37, the water enters and passes through the heat exchange flow path 31 formed between the heat exchange regions 203 and 303. All contact points between the corrugated patterns of the two plates allow the heat exchange flow path to achieve a large heat exchange area and a relatively high coefficient of friction, thereby effective heat transfer between the water channel and the refrigerant channel. Is secured. Because of the W-shaped layout, the coefficient of friction in the heat exchange channel is somewhat increased compared to one V-shaped layout, thereby improving heat transfer.

水が熱交換流路31を通過すると、水は熱交換流路と下側分配流路との間に配置されている2つの下側分配経路35,36を通って、下側分配流路30に進入する。これらの下側分配経路は、分配領域のV字形状と熱交換領域のW字形状との間の、プレートにプレスされている平坦な分配溝218,219,318,319によって主に構成されており、プレートの長辺から水出口ポートホールまで延びている。これらの分配経路は、水の下側分配流路内への一様な分配を促進するとともに、熱交換流路のW字形状のレイアウトと下側分配流路のV時形状のレイアウトとの遷移領域としての役割を果たすこととなる。下側分配経路の高さと形状は、流れの分配を最適化するように選択することができる。プレスされた溝の高さは、一例ではプレートのプレス深さの約半分であってよい。熱交換器の機械的強度を改善するために、下側分配経路は、1つまたは2つ以上の接触点を有していてもよい。分配経路は、下側分配流路内の波形パターンに沿った流れ抵抗と比較して、熱交換器の水平方向で流れ抵抗が低くなる。これは、水の下側分配経路内への一様な流れの分配を促進する。   When water passes through the heat exchange flow path 31, the water passes through the two lower distribution paths 35 and 36 disposed between the heat exchange flow path and the lower distribution flow path, and then passes through the lower distribution flow path 30. Enter. These lower distribution paths are mainly constituted by flat distribution grooves 218, 219, 318, 319 pressed against the plate between the V shape of the distribution area and the W shape of the heat exchange area. It extends from the long side of the plate to the water outlet port hole. These distribution paths facilitate uniform distribution of water into the lower distribution flow path, and transition between the W-shaped layout of the heat exchange flow path and the V-shaped layout of the lower distribution flow path. It will serve as an area. The height and shape of the lower distribution path can be selected to optimize flow distribution. The height of the pressed groove may be about half of the press depth of the plate in one example. In order to improve the mechanical strength of the heat exchanger, the lower distribution path may have one or more contact points. The distribution path has a lower flow resistance in the horizontal direction of the heat exchanger compared to the flow resistance along the waveform pattern in the lower distribution flow path. This facilitates uniform flow distribution into the lower distribution path of the water.

多少の水、特に熱交換流路31の中央部からの水は、水出口ポートホール212,312によって構成されている水出口ポート43に、上方の熱交換流路から直接進入することになる。水出口ポートの周囲の波形パターンによって全ての方向から水出口ポートへの水の流れが可能になるため、水出口ポートは完全に開いている。これによって、下側分配領域に分配された水の一部が、水出口ポートと冷媒入口ポートとの間のパターンを通って、また水出口ポートの下方のパターンから、水出口開口に進入することができるようになる。   Some water, particularly water from the center of the heat exchange channel 31, enters the water outlet port 43 formed by the water outlet port holes 212 and 312 directly from the upper heat exchange channel. The water outlet port is completely open because the corrugated pattern around the water outlet port allows water flow from all directions to the water outlet port. This allows a portion of the water distributed to the lower distribution area to enter the water outlet opening through the pattern between the water outlet port and the refrigerant inlet port and from the pattern below the water outlet port. Will be able to.

水の分配をさらに改善するために、下側分配流路30には、非作動の第1及び第2の冷媒入口ポートと熱交換器の下側角部との間に、下側水バイパス流路38,39が設けられている。下側水バイパス流路は、第1及び第2の冷媒入口ポートホールの各々のところに位置する水バイパス部分224,225,324,325によって構成されている。これらのバイパス部分は、冷媒流路を構成するようにプレートが配置されたときに、互いに押し付けられる。これは下側水バイパス流路がプレス深さの2倍の高さを有することを意味している。従って、これらの下側水バイパス流路は摩擦圧力低下が少なく、水流を水出口ポートに導くのに相当に貢献する。   To further improve water distribution, the lower distribution flow path 30 includes a lower water bypass flow between the inactive first and second refrigerant inlet ports and the lower corner of the heat exchanger. Paths 38 and 39 are provided. The lower water bypass flow path is constituted by water bypass portions 224, 225, 324, and 325 located at the first and second refrigerant inlet port holes, respectively. These bypass parts are pressed against each other when the plates are arranged to form the refrigerant flow path. This means that the lower water bypass channel has a height twice the press depth. Therefore, these lower water bypass channels have a low friction pressure drop and contribute significantly to directing the water flow to the water outlet port.

水分配を促進し、熱交換器の有効熱伝達領域を増加させるために、水出口ポートホールは各プレートの下側短辺側端部から垂直方向に離れて配置されている。このようにして、下側水平流路33が、水出口ポートと熱交換器の下側短辺側端部との間の水チャネル内に作られている。この水平流路を通って、水はポートの下方からも水出口ポート内に流入することが可能であり、熱交換器の効率が改善される。下側バイパス流路は、水出口ポートが上方向にずらされていることと合わせて、出口における水の流れの分配を相当に改善し、水の有効な横断流路領域を増加させることによって、ポートの周辺全周にわたって出口圧力の低下を減少させる。   To facilitate water distribution and increase the effective heat transfer area of the heat exchanger, the water outlet port holes are located vertically away from the lower short end of each plate. In this way, the lower horizontal flow path 33 is created in the water channel between the water outlet port and the lower short side end of the heat exchanger. Through this horizontal flow path, water can also flow into the water outlet port from below the port, improving the efficiency of the heat exchanger. The lower bypass flow path, combined with the water outlet port being offset upwards, significantly improves the distribution of water flow at the outlet and increases the effective cross-flow area of the water, Reduce the drop in outlet pressure all around the periphery of the port.

第2の冷媒チャネル4は、第3のプレート301と第4のプレート401が互いに隣接して配置されたときに、これらの間に形成され、第1の冷媒チャネルと類似している。第1の冷媒チャネルと第2の冷媒チャネルの違いは、入口ポート、出口ポート及び入口ノズルだけである。   The second refrigerant channel 4 is formed between the third plate 301 and the fourth plate 401 when they are disposed adjacent to each other, and is similar to the first refrigerant channel. The only difference between the first refrigerant channel and the second refrigerant channel is the inlet port, outlet port and inlet nozzle.

冷媒は、冷媒入口ポートホール309,409によって構成される作動入口ポートである第2の入口ポート63を通って、第2の冷媒チャネルに進入することになる。入口ポートホール309,409は、互いに押し付けられることになる同心の密封部分316,416を備えている。第2の冷媒チャネルへの入口は、密封部分を通る入口ノズル65によって形成されている。入口ノズルは、一方または両方の密封部分のノズルくぼみ314,414によって実現されている。入口ノズルの大きさ、つまり長さと断面とは、入口ノズルの角度位置とともに、下側分配領域302と402の間に形成されている下側分配流路50内の冷媒の分配に対して重要である。入口ノズルの大きさは、一つには冷媒回路の圧力低下に依存しており、熱交換器全体の冷媒回路の全ての冷媒チャネルにわたって一様な流れ分配を実現するように選択される。入口ノズルの角度位置は、各冷媒チャネル内で熱交換器の全幅にわたって冷媒が一様に分配されるように選択される。   The refrigerant enters the second refrigerant channel through the second inlet port 63 which is an operation inlet port constituted by the refrigerant inlet port holes 309 and 409. The inlet port holes 309, 409 include concentric sealing portions 316, 416 that will be pressed against each other. The inlet to the second refrigerant channel is formed by an inlet nozzle 65 through the sealing portion. The inlet nozzle is realized by nozzle recesses 314, 414 in one or both sealed portions. The size, length and cross-section of the inlet nozzle, as well as the angular position of the inlet nozzle, are important for refrigerant distribution in the lower distribution flow path 50 formed between the lower distribution regions 302 and 402. is there. The size of the inlet nozzle depends in part on the pressure drop in the refrigerant circuit and is selected to achieve uniform flow distribution across all refrigerant channels in the refrigerant circuit of the entire heat exchanger. The angular position of the inlet nozzle is selected so that the refrigerant is evenly distributed across the entire width of the heat exchanger within each refrigerant channel.

入口ノズルは、例えば、下側分配流路と入口ポート周囲のバイパス部分の波形パターンレイアウトに依存して、任意の選択された方向に向けられていてよい。入口ノズルの角度は、垂直方向軸線に対して0度と180度の間であって、プレートの中央の垂直軸線を向いていることが好ましく、90度と150度の間であることがより好ましい。   The inlet nozzle may be oriented in any selected direction, depending on, for example, the lower distribution flow path and the corrugated pattern layout of the bypass portion around the inlet port. The angle of the inlet nozzle is preferably between 0 and 180 degrees with respect to the vertical axis, preferably facing the central vertical axis of the plate, more preferably between 90 and 150 degrees. .

冷媒の分配をさらに改善するために、作動入口ポートは、冷媒が入口ポートの両側の周囲を流れるように、作動入口バイパス流路59を入口ポートの周囲に備えている。各プレートは、入口ポートホールの周囲全体を延びるバイパス部分317,417を有している。バイパス部分は、プレートの波形部分と同じプレス深さを有している。従って、この結果得られる作動入口バイパス流路は、プレス深さの2倍の高さを有している。これはバイパス流路内の摩擦が波形パターンに沿った摩擦よりもはるかに小さいことを意味している。従って、バイパス流路は、入口ノズルからの冷媒の一部を作動入口ポートの周囲の分配領域に分配することになる。   To further improve refrigerant distribution, the working inlet port is provided with a working inlet bypass channel 59 around the inlet port so that the refrigerant flows around the sides of the inlet port. Each plate has bypass portions 317, 417 extending around the entire perimeter of the inlet port hole. The bypass portion has the same press depth as the corrugated portion of the plate. Thus, the resulting working inlet bypass flow path has a height twice the press depth. This means that the friction in the bypass channel is much less than the friction along the corrugated pattern. Therefore, the bypass channel distributes a part of the refrigerant from the inlet nozzle to the distribution region around the operation inlet port.

ノズルからの冷媒の一部はまた、ノズルから波形パターンへの方向に、そしてさらに非作動入口ポートである第1の冷媒入口ポート61に向かって流れ続ける。水出口ポートホール312,412は、各プレートの下側短辺側端部から垂直方向に離れて配置されているため、下側水平流路53が水出口ポートと熱交換器の下側短辺側端部との間の下側分配チャネル内に形成される。従って、冷媒は、水出口ポートの下方から、非作動入口ポートの周囲領域まで流れることができる。冷媒の入口ノズルからの流れは、本例では第3のプレートの波形パターンとほぼ同じ角度を有しているため、冷媒の一部は水出口ポートの下方を比較的小さい摩擦係数で、従って比較的高い流量で、主に水平方向に通過する。冷媒が非作動入口ポート61の周囲領域に到達すると、非作動入口ポートの周囲のバイパス流路58は、冷媒の非作動入口ポートの周囲領域への分配を促進することになる。バイパス流路58は、作動入口ポートにおけるのと同様に作られている。すなわちバイパス流路58は、第1の冷媒入口ポートホールの周囲全体を延びるバイパス部分315,415を有している各プレートによって作られている。バイパス部分は、プレートの波形部分と同じプレス深さを有している。従って、この結果得られるバイパス流路は、プレス深さの2倍の高さを有している。これはバイパス流路内の摩擦が波形パターンに沿った摩擦よりもはるかに小さくなることを意味している。従って、バイパス流路は冷媒の一部を非作動入口ポートの周囲の分配領域に分配することになる。第1の入口ポートホール307,407には、互いに押し付けられ、従って非作動入口ポートを密封することになる同心の密封部分313,413が設けられている。   Some of the refrigerant from the nozzle also continues to flow in the direction from the nozzle to the corrugated pattern and further toward the first refrigerant inlet port 61, which is the non-working inlet port. Since the water outlet port holes 312 and 412 are arranged vertically away from the lower short side end of each plate, the lower horizontal flow path 53 is connected to the water outlet port and the lower short side of the heat exchanger. Formed in the lower distribution channel between the side ends. Therefore, the refrigerant can flow from below the water outlet port to the area around the non-operating inlet port. Since the flow from the inlet nozzle of the refrigerant has almost the same angle as the waveform pattern of the third plate in this example, a part of the refrigerant has a relatively small coefficient of friction below the water outlet port and is therefore compared. Passes mainly in the horizontal direction at a high flow rate. When the refrigerant reaches the peripheral area of the non-working inlet port 61, the bypass flow path 58 around the non-working inlet port will facilitate the distribution of the refrigerant to the peripheral area of the non-working inlet port. Bypass channel 58 is made in the same manner as at the working inlet port. That is, the bypass flow path 58 is made of each plate having bypass portions 315 and 415 extending around the entire periphery of the first refrigerant inlet port hole. The bypass portion has the same press depth as the corrugated portion of the plate. Therefore, the resulting bypass flow path has a height twice the press depth. This means that the friction in the bypass channel is much less than the friction along the corrugated pattern. Thus, the bypass flow path distributes a portion of the refrigerant to the distribution area around the non-working inlet port. The first inlet port holes 307, 407 are provided with concentric sealing portions 313, 413 which are pressed against each other and thus seal the inactive inlet port.

水出口ポートホール312,412の周囲の平坦な円形部分は水出口ポートが冷媒チャネルに対して密封されるように互いに押し付けられている。水出口ポートホールは各プレートの下側短辺側端部から垂直方向に離れて配置されている。水出口ホールは、冷媒入口ポートホールよりも直径が大きく、水出口ホールの中心は冷媒入口ポートホールの中心よりもプレートの水平方向軸線の近くに配置されている。このようにして、下側水平流路53が水出口ポートと熱交換器の下側短辺側端部との間の冷媒チャネル内に作られている。この水平流路を通って、冷媒は水出口ポートの下方を通過して非作動入口ポートの周囲領域に到達することができる。これによって、冷媒のプレート幅にわたる分配が相当に改善され、それによって熱交換流路を通したより一様な流れが実現され、また非作動入口ポートの周囲領域によって熱交換器の総有効熱伝達領域も大きくなる。   The flat circular portions around the water outlet port holes 312 and 412 are pressed together so that the water outlet port is sealed against the refrigerant channel. The water outlet port hole is arranged vertically away from the lower short side end of each plate. The water outlet hole has a larger diameter than the refrigerant inlet port hole, and the center of the water outlet hole is arranged closer to the horizontal axis of the plate than the center of the refrigerant inlet port hole. In this way, the lower horizontal flow path 53 is formed in the refrigerant channel between the water outlet port and the lower short side end of the heat exchanger. Through this horizontal flow path, the refrigerant can pass under the water outlet port and reach the peripheral area of the non-operating inlet port. This significantly improves the distribution of the refrigerant across the plate width, thereby providing a more uniform flow through the heat exchange flow path and the total effective heat transfer of the heat exchanger by the peripheral area of the non-working inlet port. The area also becomes larger.

冷媒の分配をさらに改善するために、第2の冷媒チャネルには、下側分配流路50と熱交換流路51の間に、作動入口ポート及び非作動入口ポートの上方に配置されている下側分配経路55,56が設けられている。下側分配経路は、分配領域のV字形状と熱交換領域のW字形状との間の両プレート内の平坦な分配溝318,319,418,419によって主に構成されており、プレートの長辺から水出口ポートホールまで延びている。下側分配経路は、一方では、冷媒の熱交換流路51内への一様な分配を促進し、他方では分配領域のV字形状レイアウトと熱交換領域のW字形状レイアウトとの遷移領域の役割を果たすことになる。下側分配経路の高さと形状は、流れの分配を最適化するように選択することができる。溝の高さは、一例ではプレートのプレス深さの約半分であってよい。熱交換器の機械的強度を改善するために、下側分配経路は、1つまたは2つ以上の接触点を有していてもよい。対応する分配経路が水チャネル内に作られることになるため、冷媒チャネル内の下側分配経路の高さは、合計で1プレス深さ以下であることが好ましい。下側分配経路は、熱交換流路の波形パターン内の同じ長さと幅の流れ管を通る流れ抵抗と比較して、流路の水平方向で流れ抵抗が低くなる。下側分配経路55,56は下側分配流路内のチャネルの幅にわたる流れの分配を制御するために、1つまたは2つ以上の制限領域を有していてもよい。制限領域は、かなり小さな類似した1つまたは2つ以上の接触点であってもよいし、分配流路と熱交換流路の間にただ1つまたは少数の小さい流路が構成されるように、比較的大きくてもよい。   In order to further improve the distribution of the refrigerant, the second refrigerant channel is located between the lower distribution flow path 50 and the heat exchange flow path 51 above the working inlet port and the non-working inlet port. Side distribution paths 55 and 56 are provided. The lower distribution path is mainly constituted by flat distribution grooves 318, 319, 418, 419 in both plates between the V shape of the distribution area and the W shape of the heat exchange area, and the length of the plate It extends from the side to the water outlet port hole. The lower distribution path, on the one hand, promotes uniform distribution of the refrigerant into the heat exchange channel 51, and on the other hand, the transition region between the V-shaped layout of the distribution region and the W-shaped layout of the heat exchange region. Will play a role. The height and shape of the lower distribution path can be selected to optimize flow distribution. The height of the groove may be about half of the press depth of the plate in one example. In order to improve the mechanical strength of the heat exchanger, the lower distribution path may have one or more contact points. Since the corresponding distribution path will be created in the water channel, the height of the lower distribution path in the refrigerant channel is preferably not more than one press depth in total. The lower distribution path has a lower flow resistance in the horizontal direction of the flow path compared to the flow resistance through the flow tube of the same length and width in the waveform pattern of the heat exchange flow path. The lower distribution paths 55, 56 may have one or more restricted areas to control flow distribution across the width of the channels in the lower distribution flow path. The restricted area may be one or more similar contact points that are fairly small, so that only one or a few small channels are configured between the distribution channel and the heat exchange channel. May be relatively large.

冷媒は、作動入口ポート63に進入し下側分配流路50内で分配された後、第1の冷媒チャネルで説明したのと同様にして、熱交換流路51に進入し、通過することになる。   The refrigerant enters the working inlet port 63 and is distributed in the lower distribution flow path 50, and then enters and passes through the heat exchange flow path 51 in the same manner as described for the first refrigerant channel. Become.

各プレートの熱交換領域と上側分配領域の間には、平坦な水平方向分配溝320,420が各プレートにプレスされており、第2の冷媒チャネル内に上側分配経路57を形成している。上側分配経路は、冷媒がプレートの上側分配領域304,404の間に形成されている上側分配流路52内に進入する前に、冷媒の蒸発の変動によって熱交換流路内で発生する可能性のある圧力差を均一化する。冷媒は、この段階で部分的または完全に蒸発していてもよく、さらに過熱されていてもよい。上側分配経路では、熱交換器の水平方向で流れ抵抗が低いため、上側分配流路に進入する前に冷媒の分配が促進される。各分配経路の高さは、プレートのプレス深さの約半分であるが、これは、対応する水平方向分配経路が水チャネル内に作られるためである。これによって、分配経路が合計で1プレス深さの高さとなる。   Flat horizontal distribution grooves 320 and 420 are pressed on each plate between the heat exchange area and the upper distribution area of each plate to form an upper distribution path 57 in the second refrigerant channel. The upper distribution path can occur in the heat exchange flow path due to fluctuations in refrigerant evaporation before the refrigerant enters the upper distribution flow path 52 formed between the upper distribution areas 304, 404 of the plate. Even pressure difference is made uniform. The refrigerant may be partially or completely evaporated at this stage and may be further superheated. In the upper distribution path, since the flow resistance is low in the horizontal direction of the heat exchanger, distribution of the refrigerant is promoted before entering the upper distribution flow path. The height of each distribution path is about half of the press depth of the plate because a corresponding horizontal distribution path is created in the water channel. As a result, the total distribution path is one press deep.

この横断部分で大部分が蒸発している状態の冷媒は、プレートの上側分配領域304,404によって形成されている上側分配流路52内に進入する。作動ポートである第2の冷媒出口ポート64は、プレート間の第2の冷媒出口ポートホール310,410の位置に形成されている。冷媒の一部は垂直方向軸線305の左側の上側分配流路内に進入し、冷媒の一部は垂直方向軸線305の右側の上側分配流路に進入する。冷媒の一部は、非作動出口ポートである第1の冷媒出口ポート62の周囲全体を延びているバイパス部分323,423によって構成されている非作動出口ポートバイパス流路60に到達する。第1の冷媒出口ポートホール308,408には、互いに押し付けられ、第1の出口ポートを密封することになる同心の密封部分328,428が設けられている。バイパス部分はプレートの波形部分と同じプレス深さを有している。従って、この結果得られるバイパス流路は、プレス深さの2倍の高さを有する。これはバイパス流路内の摩擦が波形パターンに沿った摩擦よりもはるかに小さくなることを意味している。従って、バイパス流路は、過熱されていることもある冷媒の相当な部分が水入口ポートの上方の横断波形パターン流路を通って、作動出口ポートまで通過できるようにしている。   The refrigerant that is mostly evaporated at the crossing portion enters the upper distribution flow path 52 formed by the upper distribution regions 304 and 404 of the plate. The second refrigerant outlet port 64 which is an operation port is formed at the position of the second refrigerant outlet port holes 310 and 410 between the plates. A part of the refrigerant enters the upper distribution channel on the left side of the vertical axis 305, and a part of the refrigerant enters the upper distribution channel on the right side of the vertical axis 305. A part of the refrigerant reaches the non-operational outlet port bypass flow path 60 constituted by the bypass portions 323 and 423 extending around the entire periphery of the first refrigerant outlet port 62 that is the non-operational outlet port. The first refrigerant outlet port holes 308 and 408 are provided with concentric sealing portions 328 and 428 that are pressed against each other to seal the first outlet port. The bypass portion has the same press depth as the corrugated portion of the plate. Therefore, the resulting bypass flow path has a height twice the press depth. This means that the friction in the bypass channel is much less than the friction along the corrugated pattern. Thus, the bypass channel allows a substantial portion of the refrigerant that may be overheated to pass through the transverse corrugated pattern channel above the water inlet port to the working outlet port.

水入口ポートホール311,411の周囲の平坦な円形部分は互いに押し付けられており、水入口は冷媒チャネルから密封されている。水入口ポートホールは、各プレートの上側短辺側端部から垂直方向に離れて配置されている。水入口ポートホールの中心は、冷媒出口ポートホールの中心よりもプレートの水平方向軸線の近くに配置されている。このようにして、上側水平流路54は、水入口ポートと熱交換器の上側短辺側端部との間の冷媒チャネル内に配置されている。この水平流路を通って、冷媒は水入口ポートの上方を、非作動出口ポート62の位置のバイパス流路60から第2の冷媒出口ポートホール310,410の間に構成されている作動出口ポート64まで流れることができる。これによって、上側分配流路内の冷媒の流れの分配が相当に改善され、非作動出口ポートの周囲への熱の集中が防止される。さらに、熱交換器の全有効熱伝達領域が、非作動出口ポートの周囲領域によって増加する。   The flat circular portions around the water inlet port holes 311 and 411 are pressed against each other, and the water inlet is sealed from the refrigerant channel. The water inlet port hole is arranged vertically away from the upper short side end of each plate. The center of the water inlet port hole is located closer to the horizontal axis of the plate than the center of the refrigerant outlet port hole. In this way, the upper horizontal flow path 54 is disposed in the refrigerant channel between the water inlet port and the upper short side end of the heat exchanger. Through this horizontal flow path, the refrigerant flows above the water inlet port, and is an operating outlet port configured between the bypass flow path 60 at the position of the non-operating outlet port 62 and the second refrigerant outlet port holes 310 and 410. It can flow up to 64. This considerably improves the distribution of the refrigerant flow in the upper distribution flow path and prevents heat concentration around the non-working outlet port. Furthermore, the total effective heat transfer area of the heat exchanger is increased by the peripheral area of the non-working outlet port.

本発明によって、熱交換器の全体的な熱的性能が相当に改善された、改良された3回路プレート熱交換器を得ることができる。これは、熱交換器内の改善された流れの分配によるものである。本発明は、上述の実施形態によって制限されるとみなされるべきではなく、以降の特許請求の範囲において多数のさらなる変形と修正が可能である。   The present invention can provide an improved three circuit plate heat exchanger with a substantial improvement in the overall thermal performance of the heat exchanger. This is due to improved flow distribution in the heat exchanger. The invention should not be regarded as limited by the embodiments described above, but numerous further variations and modifications are possible in the claims that follow.

1 プレート組立体
2 第1の冷媒チャネル
3 水チャネル
4 第2の冷媒チャネル
10 下側分配流路
11 熱交換流路
12 上側分配流路
13 下側水平流路
14 上側水平流路
15 下側分配経路
16 下側分配経路
17 上側分配経路
18 第1の冷媒入口ポートバイパス流路
19 第2の冷媒入口ポートバイパス流路
20 第2の冷媒出口ポートバイパス流路
21 作動入口ポート
22 作動出口ポート
23 非作動入口ポート
24 非作動出口ポート
25 入口ノズル
30 下側分配流路
31 熱交換流路
32 上側分配流路
33 下側水平流路
34 上側水平流路
35 下側分配経路
36 下側分配経路
37 上側分配経路
38 水バイパス流路
39 水バイパス流路
40 水バイパス流路
41 水バイパス流路
42 水入口ポート
43 水出口ポート
50 下側分配流路
51 熱交換流路
52 上側分配流路
53 下側水平流路
54 上側水平流路
55 下側分配経路
56 下側分配経路
57 上側分配経路
58 第1の冷媒入口ポートバイパス流路
59 第2の冷媒入口ポートバイパス流路
60 第1の冷媒出口ポートバイパス流路
61 非作動入口ポート
62 非作動出口ポート
63 作動入口ポート
64 作動出口ポート
65 入口ノズル
101 第1の熱交換プレート
102 下側分配領域
103 熱交換領域
104 上側分配領域
105 垂直方向軸線
106 水平方向軸線
107 第1の冷媒入口ポートホール
108 第1の冷媒出口ポートホール
109 第2の冷媒入口ポートホール
110 第2の冷媒出口ポートホール
111 水入口ポートホール
112 水出口ポートホール
113 密封部分
114 ノズルくぼみ
115 バイパス部分
116 密封部分
117 バイパス部分
118 下側分配溝
119 下側分配溝
120 上側分配溝
121 バイパス部分
122 密封部分
123 平坦部分
124 下側水バイパス部分
125 下側水バイパス部分
126 上側水バイパス部分
127 上側水バイパス部分
201 第2の熱交換プレート
202 下側分配領域
203 熱交換領域
204 上側分配領域
205 垂直方向軸線
206 水平方向軸線
207 第1の冷媒入口ポートホール
208 第1の冷媒出口ポートホール
209 第2の冷媒入口ポートホール
210 第2の冷媒出口ポートホール
211 水入口ポートホール
212 水出口ポートホール
213 密封部分
214 ノズルくぼみ
215 バイパス部分
216 密封部分
217 バイパス部分
218 下側分配溝
219 下側分配溝
220 上側分配溝
221 バイパス部分
222 密封部分
223 平坦部分
224 下側水バイパス部分
225 下側水バイパス部分
226 上側水バイパス部分
227 上側水バイパス部分
301 第3の熱交換プレート
302 下側分配領域
303 熱交換領域
304 上側分配領域
305 垂直方向軸線
306 水平方向軸線
307 第1の冷媒入口ポートホール
308 第1の冷媒出口ポートホール
309 第2の冷媒入口ポートホール
310 第2の冷媒出口ポートホール
311 水入口ポートホール
312 水出口ポートホール
313 密封部分
314 ノズルくぼみ
315 バイパス部分
316 密封部分
317 バイパス部分
318 下側分配溝
319 下側分配溝
320 上側分配溝
321 平坦部分
323 バイパス部分
324 下側水バイパス部分
325 下側水バイパス部分
326 上側水バイパス部分
327 上側水バイパス部分
328 密封部分
401 第4の熱交換プレート
402 下側分配領域
403 熱交換領域
404 上側分配領域
405 垂直方向軸線
406 水平方向軸線
407 第1の冷媒入口ポートホール
408 第1の冷媒出口ポートホール
409 第2の冷媒入口ポートホール
410 第2の冷媒出口ポートホール
411 水入口ポートホール
412 水出口ポートホール
413 密封部分
414 ノズルくぼみ
415 バイパス部分
416 密封部分
417 バイパス部分
418 下側分配溝
419 下側分配溝
420 上側分配溝
421 平坦部分
423 バイパス部分
424 下側水バイパス部分
425 下側水バイパス部分
426 上側水バイパス部分
427 上側水バイパス部分
428 密封部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plate assembly 2 1st refrigerant | coolant channel 3 Water channel 4 2nd refrigerant | coolant channel 10 Lower distribution flow path 11 Heat exchange flow path 12 Upper distribution flow path 13 Lower horizontal flow path 14 Upper horizontal flow path 15 Lower distribution Path 16 Lower distribution path 17 Upper distribution path 18 First refrigerant inlet port bypass flow path 19 Second refrigerant inlet port bypass flow path 20 Second refrigerant outlet port bypass flow path 21 Operation inlet port 22 Operation outlet port 23 Non-passage Operating inlet port 24 Non-operating outlet port 25 Inlet nozzle 30 Lower distribution flow path 31 Heat exchange flow path 32 Upper distribution flow path 33 Lower horizontal flow path 34 Upper horizontal flow path 35 Lower distribution path 36 Lower distribution path 37 Upper side Distribution path 38 Water bypass channel 39 Water bypass channel 40 Water bypass channel 41 Water bypass channel 42 Water inlet port 43 Water outlet port 50 Lower distribution flow path 51 Heat exchange flow path 52 Upper distribution flow path 53 Lower horizontal flow path 54 Upper horizontal flow path 55 Lower distribution path 56 Lower distribution path 57 Upper distribution path 58 First refrigerant inlet port bypass flow Path 59 Second refrigerant inlet port bypass flow path 60 First refrigerant outlet port bypass flow path 61 Non-working inlet port 62 Non-working outlet port 63 Working inlet port 64 Working outlet port 65 Inlet nozzle 101 First heat exchange plate 102 Lower distribution area 103 Heat exchange area 104 Upper distribution area 105 Vertical axis 106 Horizontal axis 107 First refrigerant inlet port hole 108 First refrigerant outlet port hole 109 Second refrigerant inlet port hole 110 Second refrigerant outlet Porthole 111 Water inlet porthole 112 Water outlet porthole 113 Sealed part 114 Nozzle recess 115 Bypass portion 116 Sealed portion 117 Bypass portion 118 Lower distribution groove 119 Lower distribution groove 120 Upper distribution groove 121 Bypass portion 122 Sealed portion 123 Flat portion 124 Lower water bypass portion 125 Lower water bypass portion 126 Upper water Bypass portion 127 Upper water bypass portion 201 Second heat exchange plate 202 Lower distribution region 203 Heat exchange region 204 Upper distribution region 205 Vertical axis 206 Horizontal axis 207 First refrigerant inlet port hole 208 First refrigerant outlet port Hole 209 Second refrigerant inlet port hole 210 Second refrigerant outlet port hole 211 Water inlet port hole 212 Water outlet port hole 213 Sealed portion 214 Nozzle recess 215 Bypass portion 216 Sealed portion 217 Viper Portion 218 Lower distribution groove 219 Lower distribution groove 220 Upper distribution groove 221 Bypass portion 222 Sealing portion 223 Flat portion 224 Lower water bypass portion 225 Lower water bypass portion 226 Upper water bypass portion 227 Upper water bypass portion 301 Third Heat exchange plate 302 Lower distribution area 303 Heat exchange area 304 Upper distribution area 305 Vertical axis 306 Horizontal axis 307 First refrigerant inlet port hole 308 First refrigerant outlet port hole 309 Second refrigerant inlet port hole 310 Second 2 Refrigerant outlet port hole 311 Water inlet port hole 312 Water outlet port hole 313 Sealed portion 314 Nozzle recess 315 Bypass portion 316 Sealed portion 317 Bypass portion 318 Lower distribution groove 319 Lower distribution groove 320 Upper distribution groove 321 Flat Minute 323 Bypass portion 324 Lower water bypass portion 325 Lower water bypass portion 326 Upper water bypass portion 327 Upper water bypass portion 328 Sealed portion 401 Fourth heat exchange plate 402 Lower distribution region 403 Heat exchange region 404 Upper distribution region 405 Vertical axis 406 Horizontal axis 407 First refrigerant inlet port hole 408 First refrigerant outlet port hole 409 Second refrigerant inlet port hole 410 Second refrigerant outlet port hole 411 Water inlet port hole 412 Water outlet port hole 413 Sealed portion 414 Nozzle recess 415 Bypass portion 416 Sealed portion 417 Bypass portion 418 Lower distribution groove 419 Lower distribution groove 420 Upper distribution groove 421 Flat portion 423 Bypass portion 424 Lower water bypass portion 425 Lower water bypass Portion 426 the upper water bypass section 427 upper water bypass portion 428 sealing portion

Claims (22)

3回路熱交換器組立体(1)で使用され、3つのポートホール(107,109,112;207,209,212;307,309,312;407,409,412)を備えた第1の分配領域(102;202;302;402)と、熱交換領域(103;203;303;403)と、3つのポートホール(108,110,111;208,210,211;308,310,311;408,410,411)を備えた第2の分配領域(104;204;304;404)と、を有し、中央の前記ポートホール(111,112;211,212;311,312;411,412)は水用のポートホールであり、他の前記ポートホール(107,108,109,110;207,208,209,210;307,308,309,310;407,408,409,410)は冷媒用のポートホールであり、複数の尾根と複数の谷とを備えた波形パターンを有する熱交換プレート(101;201;301;401)において、
間に冷媒チャネルが構成されるように2枚のプレートが積層されたときに、前記第1の分配領域において、前記冷媒チャネルに対して密封された中央の前記ポートホール(112;212,312;412)と前記プレートの短辺側端部との間に前記中央のポートホール以外の前記ポートホールから流入する前記冷媒の一部だけが流れる流体流路が得られるように、前記中央のポートホールは、前記中央のポートホール以外の前記ポートホールよりも、前記プレートの前記短辺側端部から垂直方向に離れて配置されていることを特徴とする、熱交換プレート。
First distribution with three port holes (107, 109, 112; 207, 209, 212; 307, 309, 312; 407, 409, 412) used in a three-circuit heat exchanger assembly (1) Region (102; 202; 302; 402), heat exchange region (103; 203; 303; 403) and three port holes (108, 110, 111; 208, 210, 211; 308, 310, 311; 408) , 410, 411) and a second distribution area (104; 204; 304; 404), and the central port hole (111, 112; 211, 212; 311, 312; 411, 412) Is a port hole for water, and the other port holes (107, 108, 109, 110; 207, 208, 209, 210; 307, 308, 3 9,310; 407,408,409,410) is a porthole for refrigerant, a heat exchanger plate having a wave pattern having a plurality of ridges and a plurality of troughs (101; in 401); 201; 301
When the two plates are stacked such that a refrigerant channel is formed therebetween, the central port hole (112; 212, 312; sealed with respect to the refrigerant channel in the first distribution region; between the short end of the plate 412) such that said fluid flow path only part of the refrigerant flows is obtained, the central port flowing from the porthole other than the center of the porthole The heat exchange plate according to claim 1, wherein the holes are arranged vertically away from the end portions on the short side of the plate with respect to the port holes other than the central port hole.
間に冷媒チャネルが構成されるように2枚のプレートが積層されたときに、前記第2の分配領域において、中央の前記ポートホール(111;211,311;411)と前記プレートの短辺側端部との間に流体流路が得られるように、前記中央のポートホールは、前記プレートの前記短辺側端部から垂直方向に離れて配置されていることを特徴とする、請求項1に記載のプレート。 When the two plates are stacked so that a refrigerant channel is formed between them, in the second distribution region, the central port hole (111; 211, 311; 411) and the short side of the plate The center port hole is disposed vertically away from the short-side end of the plate so that a fluid flow path can be obtained between the plate and the end. Plate as described in. 前記プレートの角部に位置するポートホール(107,109,110;207,209,210;307,308,309;407,408,409)は、前記プレートの間に冷媒流体チャネルが構成されるように2枚のプレートが積層されたときにポートの周囲に冷媒バイパス流路を形成するようにされている、平坦で環状のバイパス部分(115,117,121;215,217,221;315,317,323;415,417,423)を備えていることを特徴とする、請求項1または2に記載のプレート。   The port holes (107, 109, 110; 207, 209, 210; 307, 308, 309; 407, 408, 409) located at the corners of the plate form a refrigerant fluid channel between the plates. A flat and annular bypass portion (115, 117, 121; 215, 217, 221; 315, 317) is formed so as to form a refrigerant bypass passage around the port when two plates are stacked together. , 323; 415, 417, 423). 前記プレートの間に水チャネルが構成されるように2枚のプレートが積層されたときに、互いに隣接する2つの水バイパス部分(124,125,126,127;224,225,226,227;324,325,326,327;424,425,426,427)の間に水流路が得られるように、前記水バイパス部分が前記プレートの角部に設けられていることを特徴とする、請求項1から3に記載のプレート。   When two plates are stacked such that a water channel is formed between the plates, two adjacent water bypass portions (124, 125, 126, 127; 224, 225, 226, 227; 324) , 325, 326, 327; 424, 425, 426, 427), the water bypass portion is provided at a corner of the plate so as to obtain a water flow path. 4. The plate according to 3. 前記第1の分配領域(102;202;302;402)は第1のレイアウトを有する山形形状を呈し、前記第2の分配領域(104;204;304;404)は第2のレイアウトを有する山形形状を呈し、前記熱交換領域(103;203;303;403)は第3のレイアウトを有する山形形状を呈しており、前記第1のレイアウトの前記山形形状は第1の角度方向を向いており、前記第2のレイアウトの前記山形形状はこれと反対の角度方向を向いていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載のプレート。   The first distribution region (102; 202; 302; 402) has a chevron shape having a first layout, and the second distribution region (104; 204; 304; 404) has a chevron shape having a second layout. The heat exchange region (103; 203; 303; 403) has a chevron shape having a third layout, and the chevron shape of the first layout faces a first angular direction. The plate according to any one of claims 1 to 4, wherein the chevron shape of the second layout is oriented in an opposite angular direction. 前記第3のレイアウトを有する山形形状は、前記第1のレイアウトを有する山形形状と同一の角度方向を向いていることを特徴とする、請求項5に記載のプレート。   The plate according to claim 5, wherein the chevron shape having the third layout faces the same angular direction as the chevron shape having the first layout. 前記第3のレイアウトを有する山形形状は、前記第1及び第2のレイアウトを有する山形形状よりも方向変化点が多いことを特徴とする、請求項5に記載のプレート。   The plate according to claim 5, wherein the chevron shape having the third layout has more direction change points than the chevron shape having the first and second layouts. 前記第1及び第2のレイアウトを有する山形形状はV字に似ており、前記第3のレイアウトを有する山形形状はW字に似ていることを特徴とする、請求項5から7のいずれか1項に記載のプレート。   8. The chevron shape having the first and second layouts is similar to a V shape, and the chevron shape having the third layout is similar to a W shape. 2. The plate according to item 1. 前記プレートの間に流体チャネルが構成されるように2枚のプレートが積層されたときに、互いに隣接する2つの下側分配溝(118,119;218,219;318,319;418,419)の間に下側分配経路が得られるように、前記下側分配溝が前記第1の分配領域と前記熱交換領域との間に設けられていることを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載のプレート。   Two lower distribution grooves (118, 119; 218, 219; 318, 319; 418, 419) adjacent to each other when the two plates are stacked so that a fluid channel is formed between the plates. 9. The lower distribution groove is provided between the first distribution area and the heat exchange area so that a lower distribution path can be obtained between the first distribution area and the heat exchange area. The plate according to any one of the above. 前記下側分配溝(118,119;218,219;318,319;418,419)は、前記下側分配経路内で流れの制限が得られるように、少なくとも1つの制限領域を有していることを特徴とする、請求項9に記載のプレート。   The lower distribution groove (118, 119; 218, 219; 318, 319; 418, 419) has at least one restriction region so that flow restriction is obtained in the lower distribution path. The plate according to claim 9, wherein: 前記プレートの間に流体チャネルが構成されるように2枚のプレートが積層されたときに、互いに隣接する2つの上側分配溝(120;220;320;420)の間に上側分配経路が得られるように、前記上側分配溝が前記熱交換領域と前記第2の分配領域との間に設けられていることを特徴とする、請求項1から10のいずれか1項に記載のプレート。   When two plates are stacked so that a fluid channel is formed between the plates, an upper distribution path is obtained between two upper distribution grooves (120; 220; 320; 420) adjacent to each other. 11. The plate according to claim 1, wherein the upper distribution groove is provided between the heat exchange region and the second distribution region. 請求項1から11のいずれか1項に記載のプレートを4つ有し、前記第1のプレート(101)と、前記第2のプレート(201)と、前記第3のプレート(301)と、前記第4のプレート(401)と、は互いに異なることを特徴とする、熱交換器組立体。   Four plates according to any one of claims 1 to 11, wherein the first plate (101), the second plate (201), the third plate (301), A heat exchanger assembly, characterized in that it is different from the fourth plate (401). 第1の冷媒チャネル(2)が前記第1のプレート(101)と前記第2のプレート(201)との間に設けられ、水チャネル(3)が前記第2のプレート(201)と前記第3のプレート(301)との間に設けられ、第2の冷媒チャネル(4)が前記第3のプレート(301)と前記第4のプレート(401)との間に設けられており、各流体チャネル(2,3,4)は、互いに隣接する2つの第1の分配領域(102,202,302,402)の間に設けられた第1の分配流路(10;30;50)と、互いに隣接する2つの熱交換領域(103,203,303,403)の間に設けられた熱交換流路(11;31;51)と、互いに隣接する2つの第2の分配領域(104,204,304,404)の間に設けられた第2の分配流路(12;32;52)と、を有する熱交換器組立体において、水平流路(13;33;53)が、中央水ポート(43)と該中央水ポート(43)に隣接する前記組立体の短辺側端部との間の前記第1の分配流路に設けられていることを特徴とする、請求項12に記載の熱交換器組立体。   A first refrigerant channel (2) is provided between the first plate (101) and the second plate (201), and a water channel (3) is formed between the second plate (201) and the second plate (201). Each of the three plates (301) and the second refrigerant channel (4) is provided between the third plate (301) and the fourth plate (401). The channel (2, 3, 4) includes a first distribution channel (10; 30; 50) provided between two first distribution regions (102, 202, 302, 402) adjacent to each other. A heat exchange flow path (11; 31; 51) provided between two heat exchange regions (103, 203, 303, 403) adjacent to each other, and two second distribution regions (104, 204) adjacent to each other. , 304, 404) in the second distribution Wherein the horizontal flow path (13; 33; 53) is adjacent to the central water port (43) and the central water port (43). The heat exchanger assembly according to claim 12, wherein the heat exchanger assembly is provided in the first distribution flow path between the three-dimensional short side end portion. 水平流路(14;34;54)が、中央水ポート(42)と該中央水ポート(42)に隣接する前記組立体の短辺側端部との間の前記第2の分配流路(12;32;52)に設けられていることを特徴とする、請求項12または13に記載の熱交換器組立体。   A horizontal flow path (14; 34; 54) is the second distribution flow path (between the central water port (42) and the short side end of the assembly adjacent to the central water port (42). The heat exchanger assembly according to claim 12 or 13, wherein the heat exchanger assembly is provided at 12; 32; 52). 水バイパス流路(38,39,40,41)が、冷媒ポート(21,22,23,24;61,62,63,64)と前記組立体の角部との間に位置する水分配流路(30,32)に設けられていることを特徴とする、請求項12から14のいずれか1項に記載の熱交換器組立体。   Water distribution flow in which water bypass channels (38, 39, 40, 41) are located between the refrigerant ports (21, 22, 23, 24; 61, 62, 63, 64) and the corners of the assembly. 15. A heat exchanger assembly according to any one of claims 12 to 14, characterized in that it is provided in the path (30, 32). 冷媒バイパス流路(18,19,20;58,59,60)が、冷媒分配流路(10,12;50,52)内の冷媒ポート(21,23,24;61,62,63)の周囲に設けられていることを特徴とする、請求項12から15のいずれか1項に記載の熱交換器組立体。   Refrigerant bypass channels (18, 19, 20; 58, 59, 60) are connected to the refrigerant ports (21, 23, 24; 61, 62, 63) in the refrigerant distribution channels (10, 12; 50, 52). The heat exchanger assembly according to any one of claims 12 to 15, wherein the heat exchanger assembly is provided around the periphery. 作動入口ポート(21)は入口ノズル(25)を備え、作動入口ポート(63)は入口ノズル(65)を備えており、両方の前記入口ノズルの角度は垂直方向軸線に対して0度から180度の間にあり、前記入口ノズルは前記組立体の中央の前記垂直方向軸線を向いていることを特徴とする、請求項12から16のいずれか1項に記載の熱交換器組立体。   The working inlet port (21) comprises an inlet nozzle (25), the working inlet port (63) comprises an inlet nozzle (65), the angle of both said inlet nozzles being from 0 ° to 180 ° with respect to the vertical axis. 17. A heat exchanger assembly according to any one of claims 12 to 16, characterized in that the inlet nozzle is in degrees and faces the vertical axis in the center of the assembly. 前記入口ノズルの前記角度は90度から150度の間であることを特徴とする、請求項17に記載の熱交換器組立体。   The heat exchanger assembly of claim 17, wherein the angle of the inlet nozzle is between 90 degrees and 150 degrees. 下側分配経路(15,16;35,36;55,56)が下側分配流路(10,30,50)と熱交換流路(11,31,51)との間に設けられていることを特徴とする、請求項12から18のいずれか1項に記載の熱交換器組立体。   Lower distribution paths (15, 16; 35, 36; 55, 56) are provided between the lower distribution flow paths (10, 30, 50) and the heat exchange flow paths (11, 31, 51). 19. A heat exchanger assembly according to any one of claims 12 to 18, characterized in that 上側分配経路(17,37,57)が熱交換流路(11,31,51)と上側分配流路(12,32,52)との間に設けられていることを特徴とする、請求項12から19のいずれか1項に記載の熱交換器組立体。   The upper distribution path (17, 37, 57) is provided between the heat exchange flow path (11, 31, 51) and the upper distribution flow path (12, 32, 52). The heat exchanger assembly according to any one of 12 to 19. 前記熱交換プレート(101;201;301;401)は、接着、はんだ付け、ろう付け、ボンディング、または溶接によって接合されていることを特徴とする、請求項12から20のいずれか1項に記載の熱交換器組立体。   21. The heat exchange plate (101; 201; 301; 401) is joined by gluing, soldering, brazing, bonding, or welding. Heat exchanger assembly. 請求項12から21のいずれか1項に記載の熱交換器組立体を複数個有し、前部プレートと後部プレートとをさらに有する、3回路熱交換器。   A three-circuit heat exchanger comprising a plurality of heat exchanger assemblies according to any one of claims 12 to 21 and further comprising a front plate and a rear plate.
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