JP7190754B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
Claims (15)
- 第1の媒体用の主入口(101,201,301)と、
前記第1の媒体用の主出口(102,202,302)と、
広がり方向にほぼ平行なそれぞれの主面(P)および前記主面(P)に対して垂直な高さ方向(H)に関連付けされた複数の熱交換プレート(110,210,310,410,510,610)と、を備える、
前記第1の媒体と第2の媒体との間の熱交換用の熱交換器(100,200,300)において、
前記プレート(110,210,310,410,510,610)のそれぞれは、
前記第1の媒体用の前記主入口(101,201,301)に接続された前記第1の媒体用のプレート入口(111,211,311,411,511,611)と、
前記第1の媒体用の前記主出口(102,202,302)に接続された前記第1の媒体用のプレート出口(112,212,312,412,512,612)と、
前記プレート(110,210,310,410,510,610)の第1の側(113,213,313,413,513,613)のそれぞれの第1伝熱面(114,214,314,414,514,614)であって、前記第1の側(113,213,313,413,513,613)に沿って流れる第1の媒体に接するように配置された第1伝熱面と、
前記プレート(110,210,310,410,510,610)の第2の側(115,215,315,415,515,615)のそれぞれの第2伝熱面(116,216,316,416,516,616)であって、前記第2の側(115,215,315,415,515,615)に沿って流れる第2の媒体に接するように配置された第2伝熱面と、
前記プレート(110,210,310,410,510,610)の材料にて形成され、前記プレートの高さ(H)方向に局所的に膨らむ、前記プレート(110,210,310,410,510,610)それぞれの複数の陥凹部(120,130,140,220,230,240,320,330,340,420,430,440,520,530,540,620,630,640)と、を備え、
前記プレート(110,210,310,410,510,610)は、それぞれの主面(P)を互いにほぼ平行にして交互に配置された第1タイプのプレート(104a,204a,304a)および第2タイプのプレート(104b,204b,304b)を備える積層において相互に固定され、それによって、隣接したプレートの前記陥凹部(120,130,140,220,230,240,320,330,340,420,430,440,520,530,540,620,630,640)の対応するもの同士が直接接触して配置され、その結果、隣接したプレートの対応する第1の表面(114,214,314,414,514,614)と第2の表面(116,216,316,416,516,616)とのうち少なくとも1つが、前記陥凹部(120,130,140,220,230,240,320,330,340,420,430,440,520,530,540,620,630,640)を介して互いに接し、その結果、前記表面(114,116,214,216,314,316,414,416,514,516,614,616)の間に前記第1の媒体および第2の媒体用の流路(105’,105”,106,205’,206,305’,305”,306,405’,405”,406,505’,505”,506,605’,605”,606)が形成される、熱交換器(100、200、300)であって、
前記第1タイプの各プレート(104a,204a,304a)が備えるそれぞれの峰形の陥凹部(120,220,320,420,520,620)は、隣接した前記第2タイプのプレート(104b,204b,304b)の対応する峰形の陥凹部(120,220,320,420,520,620)と共に、前記第1の媒体のプレート入口(111,211,311,411,511,611)から前記第1の媒体のプレート出口(112,212,312,412,512,612)へ流れる前記第1の媒体用の少なくとも1つの閉じた流路(105’,105”,205’,305’,305”,405’,405”,505’,505”,605’,605”)を形成するように配置され、
前記第1タイプの各プレート(104a,204a,304a)が備えるそれぞれの橋梁形の陥凹部(130,230,330,430,530,630)は、前記第1タイプのプレートを通る貫通穴(132a,132b,232a,232b,332a,332b,432a,432b,532a,532b,632a,632b)を備えるように形成され、また、隣接した前記第2タイプのプレート(104b,204b,304b)の対応する橋梁形の陥凹部(130,230,330,430,530,630)と共に、前記第2の媒体用の開放した流路(106,206,306,406,506,606)を形成するように配置され、
前記開放した流路(106,206,306,406,506,606)は、第1タイプのプレート(104a,204a,304a)と第2タイプのプレート(104b,204b,304b)との他の対の間の対応する開放した流路と連通し、
前記峰形の陥凹部(120,220,320,420,520,620)の最大高さは、前記橋梁形の陥凹部(130,230,330,430,530,630)の対応する最大高さより低く、
前記第1タイプの各プレート(104a,204a,304a)は、前記橋梁形の陥凹部(130,230,330,430,530,630)それぞれの頂点(131,231,331,431,531,631)間の少なくとも複数の接点を介して前記第2タイプの各プレート(104b,204b,304b)に固定されている、
ことを特徴とする、熱交換器(100,200,300)。 - 前記峰形の陥凹部(120,220,320,420,520,620)のうちの複数は、前記主面(P)に対し、前記橋梁形の陥凹部(130,230,330,430,530,630)のうちの複数と同一の側に膨らむ、
請求項1に記載の熱交換器(100,200,300)。 - 前記第1タイプのプレート(104a,204a,304a)の前記峰形の陥凹部(120,220,320,420,520,620)それぞれの頂点(121,221,321,421,521,621)は、前記第2タイプのプレート(104b,204b,304b)の対応する峰形の陥凹部(120,220,320,420,520,620)のいずれの頂点とも直接接触しない、
請求項2に記載の熱交換器(100,200,300)。 - 前記第1のプレートの第1伝熱面(114,214,314,414,514,614)の陥凹部のない部分は、対応する前記第2のプレートの第1伝熱面(114,214,314,414,514,614)の陥凹部のない部分と隣接することにより、前記第1タイプの各プレート(104a,204a,304a)が前記第2タイプの隣接したプレート(104b,204b,304b)と共に固定される、
請求項2または3に記載の熱交換器(100,200,300)。 - 前記橋梁形の陥凹部(130,230,330,430,530,630)は、前記プレート(110,210,310,410,510,610)における2つの貫通穴(132aと132b,232aと232b,332aと332b,432aと432b,532aと532b,632aと632b)、ならびに前記貫通穴(132aと132b,232aと232b,332aと332b,432aと432b,532aと532b,632aと632b)の間の流路を形成するブリッジ部(134,234,334,434,534,634)を備え、
前記流路は、前記橋梁形の陥凹部(130,230,330,430,530,630)を通過する前記第2の媒体の全体的な流れ方向(D)とほぼ平行な全体的方向を有する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の熱交換器(100,200,300)。 - 前記全体的な流れ方向(D)において次々に配置されたそれぞれの橋梁形の陥凹部(130,230,330,430,530,630)にて形成されたそれぞれの流路は、前記全体的な流れ方向(D)に対して垂直な前記主面(P)内の方向にオフセットされ、その結果、前記全体的な流れ方向(D)において隣接して配置された流路が、前記垂直の方向において流れ方向(D)に沿って整列しない、請求項5に記載の熱交換器(100,200,300)。
- 前記全体的な流れ方向(D)は、前記橋梁形の陥凹部(130,230,330,430,530,630)に隣接して配置された前記第1の媒体用の閉じた流路(105’,105”,205’,305’,305”,405’,405”,505’,505”,
605’,605”)の全体的方向に対してほぼ垂直である、
請求項5または6に記載の熱交換器(100,200,300)。 - 前記プレート(310,410,510)が備える峰形の第1の補強陥凹部(336,436,536)は、隣接した橋梁形の陥凹部(330,430,530)間に延び、前記橋梁形の陥凹部(330,430,530)の異なるもの同士を接続する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の熱交換器(300)。 - 前記橋梁形の陥凹部(430)が備える峰形の第2の補強陥凹部(435)は、前記橋梁形の陥凹部(430)の第1の側から反対の第2の側まで、前記橋梁形の陥凹部(430)に亘って延びる、
請求項1から8のいずれか一項に記載の熱交換器。 - それぞれの橋梁形の陥凹部(430)に対して前記第1の峰形の補強陥凹部(436)および前記第2の峰形の補強陥凹部(435)が接続され、いくつかの隣接した橋梁形の陥凹部(430)のために、橋梁形の陥凹部(430)間に延びるとともに橋梁形の陥凹部(430)に亘って延びる、接続された峰形の補強陥凹部を形成する、
請求項8または9に記載の熱交換器。 - 前記第1の媒体の閉じた流路(105’,105”,305’,305”,405’,405”,505’,505”,605’,605”)を形成する前記峰形の陥凹部(120,220,320,420,520,620)は、前記第1の媒体のプレート入口(111,311,411,511,611)から前記第1の媒体のプレート出口(112,312,412,512,612)までそれぞれ延び、前記第1の媒体用の少なくとも2つの平行な閉じた流路(105’,105”,305’,305”,405’,405”,505’,505”,605’,605”)を形成するように配置されている、
請求項1から10のいずれか一項に記載の熱交換器(100,200,300)。 - 前記第1の媒体の閉じた流路(105’,105”,305’,305”,405’,405”,505’,505”,605’,605”)は、前記プレート(110,210,310,410,510,610)にわたる蛇行する流れパターンを備える、
請求項1から11のいずれか一項に記載の熱交換器(100,200,300)。 - 前記第1の媒体の閉じた流路(105’,105”,205’,305’、305”)は、高さ方向(H)で見た場合に、床(105a,205a,305a)および天井(105b,205b,305b)を備え、前記床(105a,205a,305a)と前記天井(105b,205b,305b)とがどちらも同一の前記高さ方向(H)にオフセットされていることにより、前記第1の媒体の閉じた流路(105’,105”,205’,305’,305”)は、その流れ経路に沿って前記高さ方向(H)に段(105c,205c,305c)を備える、請求項1から12のいずれか一項に記載の熱交換器(100、200、300)。
- 前記第1の媒体の閉じた流路(105’,105”,205’,305’,305”)の前記高さ方向(H)の段(105c,205c,305c)が形成する、主面(P)に対して行ったり来たりする流路の形状は、前記主面(P)に対して垂直な、少なくとも5つの反対方向の段(105c,205c,305c)を備え、前記第1の媒体のプレート入口(111,211,311)と前記第2の媒体のプレート出口(112,212,312)との間の流れ経路のほぼ全体をカバーする、
請求項13に記載の熱交換器(100,200,300)。 - 前記プレート(110,210,310,410,510,610)は、前記橋梁形の陥凹部(130,230,330,430,530,630)または峰形の陥凹部(120,220,320,420,520,620)にて占有されていない位置に備える追加の陥凹部(140,240,340,440,540,640)が、前記占有されていない位置に亘って前記第2の媒体に対する流れ抵抗を増加することにより、前記橋梁形の貫通穴(132a,132b,232a,232b,332a,332b,432a,432b,532a,532b,632a,632b)を通過する前記第2の媒体の貫流を増加するように配置されている、
請求項1から14のいずれか一項に記載の熱交換器(100,200,300)。
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