JPH11173772A - プレート式熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒と水とを熱交換させて過冷却水を生成す
るプレート式熱交換器において、水の偏流に起因する水
の温度分布の不均一を是正し、過冷却状態を安定化させ
る。 【解決手段】 積層した伝熱プレート(P1)間に、冷媒流
通路と水流通路とを交互に形成する。伝熱プレート(P1)
の下端、上端にそれぞれ、水入口管から導入した水を水
流通路に導く第３開口(75a) 、水流通路の水を水出口管
に導く第４開口(76a)を設ける。両開口(75a,76b) は伝
熱プレート(P1)の幅方向の中央部に設けられ、当該幅方
向に細長い略矩形状に形成されている。両開口(75a,75
b) は、伝熱プレート(P1)の幅方向の全体にわたって広
く形成されるとともに、縦方向の長さが水入口管及び水
出口管の直径と同程度の長さに形成され、開口面積の大
きな開口になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレート式熱交換
器に係り、特に冷媒と熱媒体とを熱交換させるプレート
式熱交換器における熱媒体の偏流防止対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置や冷凍装置、冷
蔵装置などにおいて、各種の熱交換器が使用されてい
る。それらの熱交換器のうち、プレート式熱交換器は、
熱通過率が大きくコンパクトな熱交換器として知られて
いる。

【０００３】図１０に示すように、プレート式熱交換器
は、２枚のフレーム(f1),(f2) の間に複数枚の伝熱プレ
ート(P,P,…)が積層されて構成されている。

【０００４】各伝熱プレート(P) は、金属製の平板から
成り、積層される際に伝熱プレートの周縁部同士が当接
して伝熱プレート間に流体の流通路(A,B,A,B,…)が形成
されると共に、当接部分がろう付けにより接合されて一
体に構成されている。

【０００５】また、伝熱プレート(P) の四隅部にはそれ
ぞれ開口(a,b,c,d) が設けられ、当該開口(a,b,c,d) の
周囲にシール部(e) を設けることにより、一方の流通路
(A)にのみ連通する流入路(A1)及び流出路(A2)と、他方
の流通路(B) にのみ連通する流入路(B1)及び流出路(B2)
とが形成されている。そして、図１０において、実線矢
印で示すように一方の流体が流通路(A) を流れると共
に、破線矢印で示すように他方の流体が流通路(B) を流
れ、これら両流通路(A),(B) を流れる流体が互いに熱交
換を行う。

【０００６】ところで、例えば特開平４−２５１１７７
号公報に開示されているように、従来より、冷房負荷の
ピーク時における電力需要の軽減及びオフピーク時にお
ける電力需要の拡大を図ることに鑑みて、いわゆるダイ
ナミック式の氷蓄熱式空気調和装置が用いられている。
この種の空気調和装置では、冷房負荷のオフピーク時に
スラリー状の氷を生成して蓄熱槽に貯蔵しておき、冷房
負荷のピーク時に、この氷を冷熱源として利用する。

【０００７】このようなスラリー状の氷は、過冷却水の
過冷却状態を解消することにより生成される。一般に、
過冷却水は、冷媒回路を流れる冷媒の蒸発潜熱を利用し
て低温の水を冷却することによって生成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プレート式
熱交換器を上記空気調和装置の過冷却水生成用の蒸発器
（過冷却熱交換器）として用いた場合、冷媒及び水は伝
熱プレート(P) によって形成された流通路を流れ、熱交
換を行うことになる。ところが、図１１に示すように、
熱交換を行う流体の流入口(a),(c) 及び流出口(b),(d)
は伝熱プレート(P) の四隅部に設けられているため、各
流通路における流体の流速は流路の幅方向において均一
とはならず、流体の偏流を生じることになる。

【０００９】また、一方の流体の流通路において、他方
の流体の流入口及び流出口の周辺には、当該一方の流体
があまり流動しない死水域が発生する。このことも、偏
流を生じる原因となる。そして、上記のような流体の偏
流により、以下のような問題が生ずる。

【００１０】つまり、水の偏流が生じると、流路内にお
いて水の流速が速い領域と遅い領域とが生じることにな
る。このような場合、流速の遅い領域の水は、流速の速
い領域の水に比べて温度が低くなる。例えば、図１１に
示すように、水の流入口(a)の上方である伝熱プレート
の左側で流速が速く、右側で流速が遅くなった場合に
は、右側の領域の水温が左側の領域に比して低くなり、
水温分布は流路の幅方向に不均一となる。

【００１１】ところで、過冷却水は一定の限界温度以下
になると、その過冷却状態を解消する。さらに、過冷却
状態が解消して氷化した部分は、種氷となって他の過冷
却水の過冷却状態を解消する要因となる。そのため、過
冷却水の過冷却状態を維持するためには、すべての領域
を上記限界温度よりも高温に維持する必要がある。

【００１２】一方、スラリー状の氷を効率よく生成する
ためには、過冷却水の平均温度をできるだけ低温にする
ことが望ましい。従って、過冷却状態を維持しつつ効率
よく過冷却水を生成するためには、熱交換器内の過冷却
水の温度を均一化することが好ましい。例えば、平均温
度が−３℃の過冷却水を生成する場合には、局所的に−
４℃以下の領域を有するような温度分布が不均一な状態
よりも、すべての領域が−３℃の均一な状態の方が好ま
しい。限界温度が−４℃だと仮定すると、このような不
均一な状態では、−４℃以下の領域で氷化が起こるから
である。

【００１３】ところが、上述の通り、従来のプレート式
熱交換器では、各流路を流れる流体の偏流により、図１
１に示すように過冷却水の温度が不均一になっていた。
そのため、過冷却状態の解消による流路の閉塞を防止す
るため、過冷却水の最も低温の領域の温度を上記限界温
度よりも高くする必要があった。その結果、過冷却水の
平均温度を低くすることができず、スラリー状の氷の生
成効率を向上することに限界があった。

【００１４】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、熱媒体の偏流に起因
する温度分布の不均一を是正し、熱交換の効率を向上さ
せると共に、熱媒体の過冷却状態を安定化させることに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、伝熱プレート(P1,P2) に形成する熱媒体
の入口開口(75a,75b) または出口開口(76a,76b) を、冷
媒の入口開口(73a,73b) よりも大きくすることとした。

【００１６】具体的には、第１の発明が講じた解決手段
は、複数の伝熱プレート(P1,P2) が積層されて各伝熱プ
レート(P1,P2) の両側に冷媒流通路(61)または熱媒体流
通路(62)が形成され、冷媒入口管(53)から流入した冷媒
を各冷媒流通路(61)に分配して冷媒出口管(54)から流出
させる一方、熱媒体入口管(55)から流入した熱媒体を各
熱媒体流通路(62)に分配して熱媒体出口管(56)から流出
させ、冷媒流通路(61)を流れる冷媒と熱媒体流通路(62)
を流れる熱媒体とを伝熱プレート(P1,P2) を介して熱交
換させるプレート式熱交換器において、上記各伝熱プレ
ート(P1,P2) には少なくとも、上記冷媒流通路(61)に冷
媒を導入する冷媒入口開口(73a,73b) と、該冷媒入口開
口(73a,73b) よりも開口面積が大きく、該各伝熱プレー
ト(P1,P2) を貫通し且つ熱媒体を上記熱媒体入口管(55)
から上記熱媒体流通路(62)に導く熱媒体流入空間(65)を
形成する熱媒体入口開口(75a,75b) とが設けられている
こととしたものである。

【００１７】このことにより、冷媒は冷媒流通路(61)を
流通する一方、熱媒体は熱媒体流通路(62)を流れ、冷媒
と熱媒体とが互いに熱交換を行う。この際、熱媒体は熱
媒体入口管(55)から流入し、熱媒体流入空間(65)を経た
後、熱媒体入口開口(75a,75b) を通じて熱媒体流通路(6
2)に流入する。熱媒体入口開口(75a,75b) は開口面積が
大きいため、熱媒体流入空間(65)は容積の大きい空間と
なる。そのため、熱媒体流入空間(65)が熱媒体流れのバ
ッファとなり、熱媒体の熱媒体流通路(62)への流入がス
ムーズに行われる。従って、熱媒体の偏流が抑制され、
熱交換量が増大すると共に、熱媒体の過冷却状態が安定
する。

【００１８】また、第２の発明が講じた解決手段は、複
数の伝熱プレート(P1,P2) が積層されて各伝熱プレート
(P1,P2) の両側に冷媒流通路(61)または熱媒体流通路(6
2)が形成され、冷媒入口管(53)から流入した冷媒を各冷
媒流通路(61)に分配して冷媒出口管(54)から流出させる
一方、熱媒体入口管(55)から流入した熱媒体を各熱媒体
流通路(62)に分配して熱媒体出口管(56)から流出させ、
冷媒流通路(61)を流れる冷媒と熱媒体流通路(62)を流れ
る熱媒体とを伝熱プレート(P1,P2) を介して熱交換させ
るプレート式熱交換器において、上記各伝熱プレート(P
1,P2) には少なくとも、冷媒流通路(61)に冷媒を導入す
る冷媒入口開口(73a,73b) と、該冷媒入口開口(73a,73
b) よりも開口面積が大きく、該各伝熱プレート(P1,P2)
を貫通し且つ熱媒体を上記熱媒体流通路(62)から上記
熱媒体出口管(56)に導く熱媒体流出空間(66)を形成する
熱媒体出口開口(76a,76b) とが設けられていることとし
たものである。

【００１９】このことにより、冷媒は冷媒流通路(61)を
流通する一方、熱媒体は熱媒体流通路(62)を流れ、冷媒
と熱媒体とが互いに熱交換を行う。この際、熱媒体流通
路(62)内の熱媒体は熱媒体出口開口(76a,76b) を通じて
熱媒体流出空間(66)へ流出し、当該熱媒体流出空間(66)
から熱媒体出口管(56)に流出する。熱媒体出口開口(76
a,76b) は開口面積が大きいため、熱媒体流出空間(66)
は容積の大きな空間となる。そのため、熱媒体流出空間
(66)が熱媒体流れのバッファとなり、熱媒体の流出がス
ムーズに行われる。従って、熱媒体の偏流が抑制され、
熱交換量が増大すると共に、熱媒体の過冷却状態が安定
する。また、各熱媒体流通路(62)の熱媒体は、熱媒体流
出空間(66)において、流速の遅い状態で合流するので、
合流部における過冷却状態の解消は起こりにくくなる。
従って、熱交換器内における熱媒体の凍結が防止され
る。

【００２０】第３の発明が講じた解決手段は、複数の伝
熱プレート(P1,P2) が積層されて各伝熱プレート(P1,P
2) の両側に冷媒流通路(61)または熱媒体流通路(62)が
形成され、冷媒入口管(53)から流入した冷媒を各冷媒流
通路(61)に分配して冷媒出口管(54)から流出させる一
方、熱媒体入口管(55)から流入した熱媒体を各熱媒体流
通路(62)に分配して熱媒体出口管(56)から流出させ、冷
媒流通路(61)を流れる冷媒と熱媒体流通路(62)を流れる
熱媒体とを伝熱プレート(P1,P2) を介して熱交換させる
プレート式熱交換器において、上記各伝熱プレート(P1,
P2) には少なくとも、冷媒流通路(61)に冷媒を導入する
冷媒入口開口(73a,73b) と、該冷媒入口開口(73a,73b)
よりも開口面積が大きく、該各伝熱プレート(P1,P2) を
貫通し且つ熱媒体を上記熱媒体入口管(55)から上記熱媒
体流通路(62)に導く熱媒体流入空間(65)を形成する熱媒
体入口開口(75a,75b) と、該冷媒入口開口(73a,73b) よ
りも開口面積が大きく、該各伝熱プレート(P1,P2) を貫
通し且つ熱媒体を該熱媒体流通路(62)から上記熱媒体出
口管(56)に導く熱媒体流出空間(66)を形成する熱媒体出
口開口(76a,76b) とが設けられていることとしたもので
ある。

【００２１】このことにより、上記第１の発明の解決手
段及び第２の発明の解決手段の双方が同時に得られる。
従って、熱媒体の偏流が一層抑制され、熱交換量の増大
及び熱媒体の過冷却状態の安定化がより促進される。

【００２２】第４の発明が講じた解決手段は、上記第３
の発明に加えて、熱媒体入口開口(75a,75b) 及び熱媒体
出口開口(76a,76b) は、熱媒体流通路(62)の幅方向の中
央部に設けられていることとしたものである。

【００２３】このことにより、熱媒体は、熱媒体流通路
(62)において、その幅方向の中央部から流入し、中央部
から流出する。そのため、幅方向の温度分布の不均一が
是正され、偏流が抑制されることになる。

【００２４】第５の発明が講じた解決手段は、上記第４
の発明に加えて、熱媒体入口開口(75a,75b) 及び熱媒体
出口開口(76a,76b) は、熱媒体流通路(62)の幅方向に細
長い略矩形状に形成されていることとしたものである。

【００２５】このことにより、熱媒体は熱媒体流通路(6
2)の幅方向に広く分散した状態で流入及び流出するの
で、熱媒体流通路(62)において、幅方向の全体にわたっ
て一様に流れることになる。そのため、熱媒体流通路(6
2)の幅方向の温度分布の不均一が是正され、偏流が抑制
されることになる。

【００２６】第６の発明が講じた解決手段は、上記第５
の発明に加えて、熱媒体入口開口(75a,75b) 及び熱媒体
出口開口(76a,76b) の熱媒体流通路(62)の流通方向の開
口長さは、それぞれ熱媒体入口管(55)及び熱媒体出口管
(56)の径と同程度の長さに構成されていることとしたも
のである。

【００２７】このことにより、熱媒体入口開口(75a,75
b) 、熱媒体出口開口(76a,76b) の流通方向の開口長さ
は、それぞれ熱媒体入口管(55)、熱媒体出口管(56)の径
に応じた最大の長さになる。そのため、熱媒体入口開口
(75a,75b) 及び熱媒体出口開口(76a,76b) の開口面積が
大きくなり、その結果、熱媒体流入空間(65)及び熱媒体
流出空間(66)の容積が大きくなるので、熱媒体の偏流が
更に抑制されることになる。

【００２８】第７の発明が講じた解決手段は、上記第６
の発明に加えて、熱媒体は水であり、熱媒体流通路は水
流通路(62)である一方、冷媒流通路(61)が冷媒入口管(5
3)及び冷媒出口管(54)を介して冷媒循環回路(20)に接続
されると共に、水流通路(62)が水入口管(55)及び水出口
管(56)を介して蓄熱槽(31)を備えた水循環回路(30)に接
続され、冷媒入口管(53)から流入した冷媒が冷媒流通路
(61)において蒸発して冷媒出口管(54)へ流出する一方、
水入口管(55)から流入した水は、水流通路(62)において
上記冷媒によって冷却されて過冷却状態となって水出口
管(56)から流出し、該過冷却状態を解消されて氷化し、
上記蓄熱槽(31)に貯留されるように構成されていること
としたものである。

【００２９】このことにより、プレート式熱交換器が過
冷却水を生成するための過冷却熱交換器として用いられ
ることになる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３１】＜実施形態１＞図１に示すように、実施形
態１のプレート式熱交換器(50)が搭載された空気調和装
置(10)は、冷媒循環回路(20)と水循環回路(30)とから構
成されている。

【００３２】冷媒循環回路(20)は、圧縮機(21)、四路切
換弁(22)、室外熱交換器(23)、室外電動膨張弁(EV-1)、
室内電動膨張弁(EV-2)、室内熱交換器(24)、及びアキュ
ムレータ(25)が、冷媒配管(26)によって接続されて構成
された可逆運転自在な主冷媒回路(27)を備えている。さ
らに、冷媒循環回路(20)には、蓄熱冷媒回路(2a)、種氷
回路(2b)及びホットガス回路(2c)が設けられている。

【００３３】この冷媒循環回路(20)には、非共沸混合冷
媒であるＲ４０７Ｃが充填されている。従って、後述す
る過冷却熱交換器(50)においては、水とＲ４０７Ｃとが
熱交換を行い、水が過冷却状態にまで冷却される。

【００３４】蓄熱冷媒回路(2a)は、後述する冷蓄熱運転
時に冷媒が循環する回路であって、一端が主冷媒回路(2
7)の室外熱交換器(23)と室外電動膨張弁(EV-1)との間
に、他端が四路切換弁(22)とアキュムレータ(25)との間
に接続されている。この蓄熱冷媒回路(2a)には、第１電
磁弁(SV-1)、予熱器(11)、蓄熱電動膨張弁(EV-3)、プレ
ート式熱交換器から成る過冷却熱交換器(50)、及び第２
電磁弁(SV-2)が上記一端から他端に向かって順に設けら
れている。

【００３５】種氷回路(2b)は、水循環回路(30)において
種氷を生成させるための回路であって、一端が蓄熱冷媒
回路(2a)における蓄熱電動膨張弁(EV-3)と過冷却熱交換
器(50)との間に、他端が過冷却熱交換器(50)と第２電磁
弁(SV-2)との間に接続されている。この種氷回路(2b)に
は、キャピラリーチューブ(CP)及び種氷生成器(13)が上
記一端から他端に向かって順に設けられている。

【００３６】ホットガス回路(2c)は、蓄熱槽(31)に蓄え
られた氷を利用する冷房運転時等に圧縮機(21)の吐出冷
媒を過冷却熱交換器(50)に供給する回路であって、一端
が圧縮機(21)の吐出側に、他端が蓄熱冷媒回路(2a)にお
ける第２電磁弁(SV-2)と過冷却熱交換器(50)との間に接
続され、第３電磁弁(SV-3)を備えている。

【００３７】以上が冷媒循環回路(20)の構成である。

【００３８】一方、水循環回路(30)は、図２に示すよう
に、蓄熱槽(31)、ポンプ(32)、予熱器(11)、混合器(3
3)、過冷却熱交換器(50)、種氷生成器(13)、及び過冷却
解消器(34)が水配管(35)によって順に接続されて構成さ
れている。

【００３９】予熱器(11)は、冷媒循環回路(20)を流れる
冷媒によって蓄熱槽(31)から流れてきた氷水を加熱し
て、水配管(35)を流れる氷片を融解する熱交換器であ
る。混合器(33)は、予熱器(11)で加熱された水と氷とを
撹拌して氷の融解を促進させる。種氷生成器(13)は、水
配管(35)を流れる水の一部を冷媒循環回路(20)を流れる
冷媒によって冷却氷化し、それを種氷として過冷却解消
器(34)に向かって供給する。過冷却解消器(34)は、種氷
生成器(13)で生成された種氷と過冷却熱交換器(50)で生
成された過冷却水とを撹拌して、その過冷却状態を解消
する。

【００４０】このように、実施形態１のプレート式熱交
換器から成る過冷却熱交換器(50)は、冷媒循環回路(20)
を流れる冷媒と水循環回路(30)を流れる水との間で熱交
換を行わせ、冷蓄熱運転時には水を過冷却状態にまで冷
却するように構成されている。

【００４１】−過冷却熱交換器(50)の構成− 図３に示すように、過冷却熱交換器(50)は、第１プレー
ト(P1)及び第２プレート(P2)の２種類の伝熱プレートが
交互に積層され、それらがろう付けにより一体的に接合
されて構成されている。

【００４２】図３において最も手前側に位置するプレー
トには、冷媒入口管(53)、冷媒出口管(54)、熱媒体入口
管である水入口管(55)、及び熱媒体出口管である水出口
管(56)が接合されている。水入口管(55)及び水出口管(5
6)は、伝熱プレートの幅方向（図３に示す左右方向）の
中央部に設けられ、水入口管(55)はプレートの下端に、
水出口管(56)はプレートの上端にそれぞれ接合されてい
る。冷媒入口管(53)は水入口管(55)の上方かつ伝熱プレ
ートの幅方向の中央部に接合され、冷媒出口管(54)は、
水出口管(56)の下方であって伝熱プレートの幅方向にお
ける端部（図３における右端部）に接合されている。冷
媒入口管(53)、冷媒出口管(54)、水入口管(55)、水出口
管(56)は、それぞれ後述する冷媒流入空間(63)、冷媒流
出空間(64)、熱媒体流入空間である水流入空間(65)、熱
媒体流出空間である水流出空間(66)に連通している。

【００４３】第１プレート(P1)及び第２プレート(P2)に
は共に、冷媒入口管(53)、冷媒出口管(54)、水入口管(5
5)、水出口管(56)に対応する位置に、それぞれ冷媒入口
開口である第１開口(73a),(73b) 、冷媒出口開口である
第２開口(74a),(74b) 、熱媒体入口開口である第３開口
(75a),(75b) 、熱媒体出口開口である第４開口(76a),(7
6b) が設けられている。そして、複数の第１プレート(P
1)及び第２プレート(P2)が交互に積層されることによ
り、第１開口(73a),(73b) によって区画される円筒状空
間から成る冷媒流入空間(63)、第２開口(74a),(74b) に
よって区画される円筒状空間から成る冷媒流出空間(6
4)、第３開口(75a),(75b) によって区画される略直方体
状の空間から成る水流入空間(65)、第４開口(76a),(76
b) によって区画される略直方体状の空間から成る水流
出空間(66)がそれぞれ形成されている。

【００４４】次に、伝熱プレート(P1),(P2) の構成につ
いて説明する。両プレート(P1),(P2) は金属製（例え
ば、ステンレス等）の平板から成り、後述する波形状の
伝熱面(81a),(82a) やプレート間の間隔を保持する凸部
(68a),(69a),(77a) 等がプレス加工によって形成されて
いる。両プレート(P1),(P2) の周縁部は、プレート(P
1),(P2) を積層した際に当該周縁部同士が重なり合って
熱交換器の側面を形成するように、その全体がやや末広
がり状に折り曲げられている。つまり、折り曲げられた
周縁部は、重なり合うことによって熱交換器の側面を構
成する。

【００４５】図４は第１プレート(P1)の表側を、図５は
第２プレート(P2)の表側を示している。両プレート(P
1),(P2) の周縁部は、表側から裏側に向かって折り曲げ
られている。第１プレート(P1)及び第２プレート(P2)
は、一方の表側が他方の裏側に対向するように積層され
る。第１プレート(P1)の表側と第２プレート(P2)の裏側
との間には、冷媒が流通する冷媒流通路(61)が形成され
る。一方、第１プレート(P1)の裏側と第２プレート(P2)
の表側との間には、熱媒体たる水が流通する熱媒体流通
路としての水流通路(62)が形成される。

【００４６】図４及び図５に示すように、第１プレート
(P1)及び第２プレート(P2)には、上端に略矩形状の第４
開口(76a)、(76b) が、下端に略矩形状の第３開口(75a),
(75b) が形成されている。また、プレートの右端であっ
て第４開口(76a),(76b) の下方には円形の第２開口(74
a),(74b) が形成され、第３開口(75a),(75b) の上方で
あってプレートの幅方向の中央部には、円形の第１開口
(73a),(73b) が形成されている。第１開口(73a),(73b)
、第２開口(74a),(74b) は、それぞれ冷媒入口管(5
3)、冷媒出口管(54)と同径に形成されている。

【００４７】本発明の特徴として、第４開口(76a),(76
b) 及び第３開口(75a),(75b) は、伝熱プレート(P1),(P
2) の幅方向、つまり水流通路(62)の幅方向に細長い略
矩形状に形成されている。第４開口(76a),(76b) 及び第
３開口(75a),(75b) は、第１開口(73a),(73b) よりも開
口面積の大きな開口であって、伝熱プレート（Ｐ１），
（Ｐ２）の幅方向の中央部に設けられている。更に、当
該第４開口（７６ａ），（７６ｂ） 及び第３開口(75
a),(75b) は、横方向の長さが伝熱プレート(P1),(P2)
の幅よりもやや短めに形成されると共に、縦方向の長さ
（冷媒流通路(61)の流通方向の開口長さ）が水出口管(5
6)及び水入口管(55)の径にほぼ等しい長さに形成されて
いる。つまり、第４開口(76a),(76b) 及び第３開口(75
a),(75b) は、伝熱プレート(P1),(P2) の幅と水出口管
(56)及び水入口管(55)の径とに応じて、できるだけ開口
面積が大きくなるように形成されている。

【００４８】第１プレート(P1)及び第２プレート(P2)の
第１開口(73a),(73b) の周りには、冷媒流通路(61)にお
ける冷媒の偏流を防止する冷媒流入部(57a),(57b) が形
成されている。図６に示すように、第１プレート(P1)の
冷媒流入部(57a) は、裏側から表側（図５の手前側）に
向かって凸状に形成されたシール部(58a) と、平坦部(5
9a) とにより構成されている。一方、第２プレート(P2)
の冷媒流入部(57b) は、表側から裏側に向かって凸状に
形成されたシール部(58b) と、平坦部(59b) とにより構
成されている。

【００４９】平坦部(59a),(59b) は第１開口(73a),(73
b) の周りを覆うように第１開口(73a),(73b) と同心の
略円環状に形成されると共に、第１開口(73a) に連続す
る平坦部分(93),(93) を備えている。そして、第１プレ
ート(P1)のシール部(58a) の表側が第２プレート(P2)の
シール部(58b) の裏側と当接し且つろう付けされること
により、上記平坦部分(93),(93) に冷媒流入口(60),(6
0) が形成される。図７に示すように、本実施形態で
は、平坦部分(93)に隣接するシール部(58a),(58b) は円
弧状に形成されているので、冷媒流入口(60)は断面が円
形の連通口となる。

【００５０】図６に示すように、冷媒流入口(60),(60)
は、冷媒が冷媒流入空間(63)から冷媒流通路(61)に向か
って左右の斜め下向きに流入するように、第１開口(73
a) の中心から下側に開くハ字状に設けられている。具
体的には、第１開口(73a),(73b) の中心を通る水平線
(N) と冷媒流入口(60)の中軸線(M) とが互いに２２．５
度の角度をなすように形成されている。また、各冷媒流
入口(60)は第１開口(73a),(73b) に比べて小さな開口に
形成されている。詳しくは、各冷媒流入口(60)の開口面
積は、伝熱プレート(P1),(P2) の間隔と第１開口(73a),
(73b) の周囲長さとを乗じた面積よりも小さくなってい
る。

【００５１】一方、第１プレート(P1)の平坦部(59a) の
裏側が第２プレート(P2)の平坦部(59b) の表側と当接し
且つろう付けされることにより、第１開口(73a),(73b)
は水流通路(62)から仕切られ、その結果、冷媒流入空間
(63)と水流通路(62)とが区画される。

【００５２】また、冷媒流入部(57a),(57b) は伝熱面(8
1a),(81b) の内部に設けられている。逆に言うと、冷媒
流入部(57a),(57b) の周りには、伝熱面(81a),(81b) が
形成されている。つまり、第１開口(73a),(73b) は伝熱
面(81a),(81b) 上に設けられている。

【００５３】図４及び図５に示すように、第２開口(74
a),(74b) の周りには、第２開口(74a),(74b) の周囲を
覆う平坦部(67a),(67b) 、略半球状の第１凸部(68a),(6
8b) 、及び蒲鉾形状の第２凸部(69a)、(69b) から成る冷
媒流出部(70a),(70b) が形成されている。第１プレート
(P1)の第１凸部(68a) 及び第２凸部(69a) は裏側から表
側に向かって凸状になっている一方、第２プレート(P2)
の第１凸部(68b) 及び第２凸部(69b) は表側から裏側に
向かって凸状になっている。第１プレート(P1)と第２プ
レート(P2)とが積層されると、第１プレート(P1)の第１
凸部(68a) の表側と第２プレート(P2)の第１凸部(68b)
の裏側、及び第１プレート(P1)の第２凸部(69a) の表側
と第２プレート(P2)の第２凸部(69b) とがそれぞれ当接
し且つろう付けされることにより、第１プレート(P1)の
表側と第２プレート(P2)の裏側との間に所定間隔が保た
れ、冷媒流通路(61)から冷媒流出空間(64)に向かう流路
が確保される。一方、第１プレート(P1)の平坦部(59a)
の裏側と第２プレート(P2)の平坦部(59b) の表側とが当
接し且つろう付けされることにより、第２開口(74a),(7
4b) は水流通路(62)から仕切られ、冷媒流出空間(64)と
水流通路(62)とが区画される。

【００５４】第３開口(75a),(75b) の周りには、平坦部
(72a),(72b) 及び複数の凸部(77a),(77b) から成る水流
入部(71a),(71b) が形成されている。凸部(77a),(77b)
は第３開口(75a),(75b) の周囲を囲むように散点的に設
けられ、平坦部(72a),(72b)は第３開口(75a),(75b) 及
び凸部(77a),(77b) の周囲を覆うように形成されてい
る。第１プレート(P1)の凸部(77a) は表側から裏側に向
かって凸状になっている一方、第２プレート(P2)の凸部
(77b) は裏側から表側に向かって凸状になっている。そ
のため、第１プレート(P1)と第２プレート(P2)とが積層
されると、第１プレート(P1)の平坦部(72a) の表側と第
２プレート(P2)の平坦部(72b) の裏側とが当接し且つろ
う付けされることにより、第３開口(75a),(75b) は冷媒
流通路(61)から仕切られ、冷媒流通路(61)と水流入空間
(65)とが区画される。一方、第１プレート(P1)の凸部(7
7a) の裏側と第２プレート(P2)の凸部(77b) の表側とが
当接し且つろう付けされることにより、第１プレート(P
1)の裏側と第２プレート(P2)の表側との間に所定間隔が
保たれ、水流入空間(65)から水流通路(62)に向かう流路
が確保される。つまり、水は第３開口(75a),(75b) の全
周囲から水流通路(62)に流入する。

【００５５】第４開口(76a),(76b) の周りには、第３開
口(75a),(75b) と同様、平坦部(78a),(78b) 及び複数の
凸部(79a),(79b) から成る水流出部(80a),(80b) が形成
されている。水流出部(80a),(80b) は、水流入部(71a),
(71b) と同様の構成をしており、冷媒流通路(61)と水流
出空間(66)とを区画すると共に、水流通路(62)から水流
出空間(66)に向かう流路を確保している。従って、水は
第４開口(76a),(76b)の全周囲を通じて水流通路(62)を
流出し、水流通路(62)に流入する。

【００５６】次に、第１プレート(P1)及び第２プレート
(P2)の伝熱面(81a),(81b) について説明する。各伝熱面
(81a),(81b) は、頂部が平面状の山部（図４及び図５に
おける実線部分）と底部が平面状の谷部（図４及び図５
における破線部分）とが交互に形成された波形状になっ
ている。この波形状は、山部と谷部の延長方向が右方向
に向かうにしたがって上側に傾斜する上方傾斜部(86)
と、下側に傾斜する下方傾斜部(87)とが交互に形成され
たいわゆるヘリンボーン形状になっていると同時に、上
方傾斜部(86)と下方傾斜部(87)は、山部と谷部の配列方
向がプレート(P1),(P2) の長手方向（上下方向）になる
ように形成されている。第１プレート(P1)の伝熱面(81
a) と第２プレート(P2)の伝熱面(81b) とでは、山部と
谷部の延長方向が互いに異なっている。すなわち、第１
プレート(P1)では、図４に示すように、左端から上方傾
斜部(86)、下方傾斜部(87)の順でヘリンボーン形状が形
成されているのに対し、第２プレート(P2)では、図５に
示すように、左端から下方傾斜部(87)、上方傾斜部(86)
の順でヘリンボーン形状が形成されている。

【００５７】伝熱面(81a),(81b) を更に詳細に説明する
と、図８に示すように、第１プレート(P1)の伝熱面(81
a) は、所定深さの谷部(83)と、所定高さの第１山部(8
4)と、第１山部(84)よりも高さの低い第２山部(85)とか
ら構成されている。第１山部(84)と第２山部(85)とは、
谷部(83)を間に挟みながら交互に形成されている。つま
り、伝熱面(81a) の波形状は、第１山部(84)、谷部(8
3)、第２山部(85)、谷部(83)が順に繰り返し設けられて
構成されている。なお、本実施形態では、第２山部(85)
の高さは第１山部(84)の高さの半分になっている。

【００５８】第２プレート(P2)の伝熱面(81b) は、所定
深さの第１谷部(88)と、第１谷部(88)よりも深さの浅い
第２谷部(89)と、所定高さの山部(90)とから構成されて
いる。第１谷部(88)と第２谷部(89)とは、山部(90)を間
に挟みながら交互に形成されている。つまり、伝熱面(8
1b) の波形状は、第１谷部(88)、山部(90)、第２谷部(8
9)、山部(90)が順に繰り返し設けられて構成されてい
る。なお、本実施形態では、第２谷部(89)の深さは第１
谷部(88)の深さの半分になっている。

【００５９】そして、第１プレート(P1)と第２プレート
(P2)とが交互に積層されることにより、伝熱面(81a) の
第１山部(84)と伝熱面(81b) の第１谷部(88)とが当接す
る一方、伝熱面(81a) の第２谷部(89)と伝熱面(81b) の
第２山部(85)とは所定間隔を存して離れた状態となり、
伝熱面(81a) の表側と伝熱面(81b) の裏側との間に冷媒
流通路(61)が形成される。また、伝熱面(81a) の谷部(8
3)と伝熱面(81b) の山部(90)とが当接し、伝熱面(81a)
の裏側と伝熱面(81b) の表側との間に水流通路(62)が形
成される。

【００６０】伝熱面(81a) の第１山部(84)と伝熱面(81
b) の第１谷部(88)とは、ろう付けにより接合されてい
る。これに対し、伝熱面(81a) の谷部(83)と伝熱面(81
b) の山部(90)とは、単に接触しているだけであり、接
合はされていない。つまり、水流通路(62)内で水が凍結
した場合には、伝熱プレート(P1),(P2) は谷部(83)と山
部(90)とが互いに離反するように変形し、氷の体積膨張
を吸収するようになっている。

【００６１】−運転動作− 次に、空気調和装置(10)の運転動作（冷蓄熱運転動作）
について説明する。

【００６２】蓄熱槽(31)にスラリー状の氷を蓄える冷蓄
熱運転では、図１に示すように、四路切換弁(22)が実線
側に設定され、蓄熱電動膨張弁(EV-3)が所定開度に調整
される一方、他の電動膨張弁(EV-1),(EV-2) は閉鎖され
る。また、第１及び第２電磁弁(SV-1),(SV-2) は開口
し、第３電磁弁(SV-3)は閉鎖している。

【００６３】この状態において、冷媒循環回路(20)で
は、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、図１に実線矢印
で示すように循環する。すなわち、吐出冷媒は室外熱交
換器(23)で外気と熱交換して凝縮し、蓄熱電動膨張弁(E
V-3)で減圧した後、過冷却熱交換器(50)内で水と熱交換
して蒸発し、この水を過冷却状態にまで冷却する。その
後、この冷媒はアキュムレータ(25)を経て圧縮機(21)に
吸入される。

【００６４】また、本運転にあっては、冷媒の一部が蓄
熱電動膨張弁(EV-3)の下流側から種氷回路(2b)に分流
し、キャピラリーチューブ(CP)により減圧された後、種
氷生成器(13)で蒸発して、アキュムレータ(25)を経て圧
縮機(21)に吸入される。この種氷生成器(13)において、
冷媒は水配管(35)を流れる水と熱交換し、種氷を水配管
(35)の内壁面に生成する。

【００６５】一方、水循環回路(30)では、ポンプ(32)を
駆動することにより、水を循環させる。図２に示すよう
に、蓄熱槽(31)から流出した水は、ポンプ(32)を経て予
熱器(11)で加熱された後、混合器(33)で撹拌される。そ
の後、この水は過冷却熱交換器(50)内で冷媒と熱交換し
て冷却され、所定の過冷却状態になって過冷却熱交換器
(50)から流出する。そして、過冷却熱交換器(50)から流
出した過冷却状態の水は、種氷生成器(13)において更に
冷却され、種氷を水配管(35)の内壁面に生成する。その
後、この種氷の周囲で氷核が生成され、この氷核を含ん
だ過冷却水は過冷却解消器(34)に供給される。そして、
過冷却解消器(34)において、氷核と過冷却水とが撹拌さ
れ、蓄熱用のスラリー状の氷が生成されて蓄熱槽(31)に
回収及び貯留される。

【００６６】−過冷却熱交換器(50)内の冷媒及び水の流
れ− 次に、過冷却熱交換器(50)内の冷媒及び水の流れについ
て説明する。図３に示すように、まず、冷媒は冷媒入口
管(53)から冷媒流入空間(63)に流入し、更に冷媒流入口
(60)を通って冷媒流通路(61)に流入する。そして、冷媒
流通路(61)を流通し、隣り合う水流通路(62)内の水と熱
交換を行って蒸発し、水を冷却する。蒸発した冷媒は、
冷媒流出空間(64)を経た後、過冷却熱交換器(50)から流
出して冷媒出口管(54)を流れる。一方、水は、水入口管
(55)を通じて水流入空間(65)に流入し、この水流入空間
(65)から水流通路(62)に流入する。そして、水流通路(6
2)を流通し、隣り合う冷媒流通路(61)内の冷媒と熱交換
を行って冷却され、過冷却状態となる。過冷却状態にま
で冷却された水は、水流出空間(66)を経た後、過冷却熱
交換器(50)から流出して水出口管(56)を流れる。

【００６７】ここで、冷媒流入部(57a),(57b) は伝熱面
(81a),(81b) の内部に設けられているので、冷媒流入部
(57a),(57b) から冷媒流入空間(63)に流出した冷媒は、
流出直後から伝熱面(81a),(81b) によって撹拌される。
そのため、流出直後から分散した状態となる。また、冷
媒流入空間(63)は伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の中
央部に設けられ、冷媒流入空間(63)と冷媒流通路(61)と
を連通する冷媒流入口(60),(60) は小さな開口でありハ
字状に設けられているので、冷媒流入空間(63)の冷媒は
冷媒流入口(60),(60) を通過する際に加速し、左右の斜
め下向きに勢いよく流れ出し、より分散した状態で冷媒
流通路(61)に流入する。そのため、冷媒流通路(61)を流
れる冷媒は偏流のない均一な流れとなる。

【００６８】本実施形態では、過冷却熱交換器(50)を流
れる冷媒は非共沸混合冷媒であるが、非共沸混合冷媒は
蒸発に伴って温度が上昇するため、熱交換器内で温度分
布が生じる。しかし、本過冷却熱交換器(50)では、冷媒
は偏流がなく均一に流れるので、冷媒流通路(61)におけ
る伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の冷媒温度分布は均
一となる。

【００６９】一方、本発明の特徴として、水流入空間(6
5)は伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の中央部に設けら
れ、その断面積が大きく構成されているので、水入口管
(55)から水流入空間(65)に流入した水の流速は低減し、
水流通路(62)に流入する水の流れがスムーズになる。つ
まり、水流入空間(65)は水流のバッファとなり、その偏
流を防止する。また、水流出空間(66)も水流入空間(65)
と同様、伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の中央部に設
けられ、その断面積が大きく構成されているので、水流
通路(62)を流れる水は、伝熱プレート(P1),(P2) の幅方
向の全体にわたってほぼ均一に流れる。そして、各水流
通路(62)において過冷却された水は、水流出空間(66)に
おいて流速が低下した状態で混合したうえで水出口管(5
6)に流入するので、合流に際しての過冷却状態の解消は
発生しにくくなる。

【００７０】その結果、冷媒及び水の双方とも偏流がな
く均一に流れ、水流通路(62)における伝熱プレート(P
1),(P2) の幅方向の水温分布は均一となる。

【００７１】以上のようにして、実施形態１のプレート
式熱交換器を過冷却熱交換器(50)として利用した冷蓄熱
運転が行われる。

【００７２】なお、本空気調和装置(10)では、上記の冷
蓄熱運転の他に、四路切換弁(22)や各電磁弁(SV-1,SV-
2,SV-3)等を切り換えることによって、蓄熱槽(31)内に
貯留された氷の冷熱を利用した室内冷房運転が可能にな
っている。また、冷媒循環回路(20)のみを利用して室内
に空調を行う通常冷房運転や通常暖房運転も勿論可能で
ある。

【００７３】−実施形態１の効果− 本実施形態によれば、水の流入開口である第３開口(75)
を面積の大きな開口にしたので、水流入空間(65)は容積
が大きくなる。そのため、水流入空間(65)は水流のバッ
ファとなり、水入口管(55)から流入した水は水流入空間
(65)において減速する。そのため、水流入空間(65)から
水流通路(62)への水の流入をスムーズにすることできる
ので、水の偏流を抑制することができる。

【００７４】また、第４開口(76)も第３開口(75)と同様
に、伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向に広く形成し、か
つ面積の大きな開口にしたので、水流入空間(65)から水
流出空間(66)へ向かう水流通路(62)における水の流れが
スムーズになる。更に、水流出空間(66)の容積も大きく
なるため、各水流通路(62)を流通した過冷却状態の水
は、水流出空間(66)において流速が小さい状態で合流す
る。従って、合流に際しての過冷却状態の解消を回避す
ることができるので、熱交換器内での凍結を防止するこ
とができる。

【００７５】また、第３開口(75)及び第４開口(76)を、
それぞれ伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向の中央部に形
成したので、水流通路(62)を流れる水の偏流をより抑制
することができる。

【００７６】また、第３開口(75)及び第４開口(76a),(7
6b) は伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向に細長形状に形
成され、当該幅方向のほぼ全域にわたって広く形成され
ているので、水は伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向に広
がった状態で水流入空間(65)から水流通路(62)に流入す
ると共に、水流通路(62)から水流出空間(66)へ流出す
る。その結果、水の偏流を一層抑制することができる。

【００７７】このように、水の偏流を抑制することがで
きるため、熱交換量を増大させることが可能になる。ま
た、図９に示すように、水の温度分布がプレートの幅方
向に均一となるので、水の過冷却状態を安定化すること
が可能となる。なお、図９においては、伝熱面(81a),(8
1b) の図示は省略している。

【００７８】加えて、本実施形態１では、冷媒流入空間
(63)を形成する第１開口(73a),(73b) を伝熱面(81a),(8
1b) の内部に設けているので、冷媒流入空間(63)から冷
媒流通路(61)に流入した冷媒は、冷媒流通路(61)に流入
した直後から伝熱面(81a),(81b) によって撹拌されるの
で、容易に分散する。その結果、冷媒の偏流が抑制され
る。

【００７９】また、第１開口(73a),(73b) をプレートの
幅方向の中央部に形成したので、冷媒流入空間(63)から
冷媒流通路(61)に流入する冷媒はプレートの幅方向に万
遍なく広がりやすくなるため、偏流を効果的に防止する
ことができる。

【００８０】また、第１開口(73)の周りに冷媒流入部(5
7)を設け、冷媒流入空間(63)と冷媒流通路(61)とを小さ
な開口である冷媒流入口(60)によって連通することとし
たので、冷媒は冷媒流入口(60)から冷媒流入空間(63)に
勢いよく流れ込み、伝熱プレート(P1),(P2) の幅方向に
広く分散する。そのため、冷媒の偏流がより抑制され
る。

【００８１】更に、冷媒流入口(60),(60) は、第１開口
(73)の中心から右斜め下方向に向かう開口及び左斜め下
方向に向かう開口の２つの開口から成り、これら開口(6
0),(60) がハ字状に配置されているので、冷媒は冷媒流
通路(61)に流入する際、左右斜め下方向に向かって流れ
る。そのため、冷媒流通路(61)を上方に向かって流れる
主流の影響を受け、結果的に、冷媒の偏流が一層効果的
に緩和され、冷媒は更に均一な状態で冷媒流通路(61)を
流れる。

【００８２】特に、冷媒として非共沸混合冷媒を用いて
いるので、冷媒に偏流がある場合には、その温度分布が
プレートの幅方向に不均一となる。しかし、上述のよう
に、冷媒の偏流が防止されるので、冷媒の温度分布はプ
レートの幅方向に均一となる。従って、偏流を防止する
効果がより顕著に発揮される。

【００８３】このように、冷媒の偏流も防止することが
できるので、水の過冷却状態を更に安定化させることが
可能となる。

【００８４】＜その他の実施形態＞実施形態１では、第
１開口(73a),(73b) が水流入部(71a),(71b) から所定距
離を隔てて設けられているため、冷媒流入口(60)は斜め
下向きに設けてあったが、第１開口の位置に応じて冷媒
流入口(60)の開口方向を変更することも可能である。

【００８５】例えば、第１開口が上記実施形態１の第１
開口(73a),(73b) よりも下方に設けられている場合に
は、冷媒流入口(60)を第１開口の中心から水平方向に設
けてもよい。また、第１開口を伝熱面(81a),(81b) の最
下端に形成した場合には、冷媒流入口(60)を第１開口の
中心からやや斜め上向きに設けてもよい。これらの場合
にも冷媒の偏流が防止され、実施形態１と同様の効果を
得ることができる。

【００８６】冷媒流入口(60),(60) は２つに限らず、３
つ以上であってもよい。

【００８７】なお、冷媒は非共沸混合冷媒に限らず、疑
似共沸冷媒、単一冷媒等のその他の冷媒であってもよい
ことは勿論である。

【００８８】また、熱媒体は水に限らず、過冷却状態を
解消することによりスラリー状の氷化物が生成される熱
媒体であればよく、水溶液等であってもよい。

【００８９】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、熱
媒体流入空間が熱媒体流れのバッファとなり、熱媒体流
通路(62)への熱媒体の流入がスムーズになるので、熱媒
体の偏流を抑制することができる。その結果、冷媒と熱
媒体との熱交換量を増大することができ、また、熱媒体
の過冷却状態を安定化させることが可能となる。

【００９０】第２の発明によれば、熱媒体流出空間が熱
媒体流れのバッファとなり、熱媒体流通路から熱媒体流
出空間への冷媒の流出がスムーズになるので、熱媒体の
偏流を抑制することができる。また、各熱媒体流通路(6
2)を流通した熱媒体は、熱媒体流出空間において流速の
遅い状態で合流するので、合流に際しての過冷却状態の
解消が発生しにくくなる。従って、冷媒と熱媒体との熱
交換量を増大することができると共に、熱媒体の過冷却
状態を安定化させることが可能となる。

【００９１】第３の発明によれば、上記第１の発明及び
第２の発明の効果を同時に得ることができ、熱媒体の偏
流を更に抑制することが可能となる。

【００９２】第４の発明によれば、熱媒体を、熱媒体流
通路(62)において、その幅方向の中央部から流入させる
と共に、その中央部から流出させることができる。その
ため、熱媒体流通路(62)の幅方向の温度分布を均一化さ
せることができ、偏流を一層抑制することが可能とな
る。

【００９３】第５の発明によれば、熱媒体を熱媒体流通
路(62)の幅方向に広く分散した状態で流入及び流出する
ことができるので、熱媒体の上記幅方向の温度分布の不
均一を更に是正することでき、偏流をより一層抑制する
ことが可能となる。

【００９４】第６の発明によれば、熱媒体入口開口(75
a,75b) 及び熱媒体出口開口(76a,76b) の流通方向の開
口長さは、それぞれ熱媒体入口管(55)及び熱媒体出口管
(56)の径に応じた最大の長さになるので、熱媒体流入空
間(65)及び熱媒体流出空間（６６）の容積を大きくする
ことができ、熱媒体の偏流を更に抑制することが可能と
なる。

【００９５】第７の発明によれば、過冷却水を生成する
過冷却熱交換器として利用することにより、過冷却度の
高い過冷却水を安定して生成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気調和装置の冷媒循環回路図及び水循環回路
図である。

【図２】空気調和装置の水循環回路図である。

【図３】過冷却熱交換器の斜視図である。

【図４】第１プレートの正面図である。

【図５】第２プレートの正面図である。

【図６】第１プレートの部分拡大正面図である。

【図７】図６のＸ−Ｘ線断面図である。

【図８】過冷却熱交換器の伝熱面の断面図である。

【図９】水流通路における水の等温線図である。

【図１０】従来のプレート式熱交換器の分解斜視図であ
る。

【図１１】従来のプレート式熱交換器における水の等温
線図である。

【符号の説明】

(50) 過冷却熱交換器 (53) 冷媒入口管 (54) 冷媒出口管 (55) 水入口管 (56) 水出口管 (61) 冷媒流通路 (62) 水流通路 (65) 水流入空間 (66) 水流出空間 (73a),(73b) 第１開口 (75a),(75b) 第３開口 (76a),(76b) 第４開口 (P1),(P2) 伝熱プレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西口 憲岐 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 山本 善貴 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の伝熱プレート(P1,P2) が積層され
   て各伝熱プレート(P1,P2) の両側に冷媒流通路(61)また
   は熱媒体流通路(62)が形成され、冷媒入口管(53)から流
   入した冷媒を各冷媒流通路(61)に分配して冷媒出口管(5
   4)から流出させる一方、熱媒体入口管(55)から流入した
   熱媒体を各熱媒体流通路(62)に分配して熱媒体出口管(5
   6)から流出させ、冷媒流通路(61)を流れる冷媒と熱媒体
   流通路(62)を流れる熱媒体とを伝熱プレート(P1,P2) を
   介して熱交換させるプレート式熱交換器において、 上記各伝熱プレート(P1,P2) には少なくとも、 上記冷媒流通路(61)に冷媒を導入する冷媒入口開口(73
   a,73b) と、 該冷媒入口開口(73a,73b) よりも開口面積が大きく、該
   各伝熱プレート(P1,P2) を貫通し且つ熱媒体を上記熱媒
   体入口管(55)から上記熱媒体流通路(62)に導く熱媒体流
   入空間(65)を形成する熱媒体入口開口(75a,75b) とが設
   けられていることを特徴とするプレート式熱交換器。
2. 【請求項２】 複数の伝熱プレート(P1,P2) が積層され
   て各伝熱プレート(P1,P2) の両側に冷媒流通路(61)また
   は熱媒体流通路(62)が形成され、冷媒入口管(53)から流
   入した冷媒を各冷媒流通路(61)に分配して冷媒出口管(5
   4)から流出させる一方、熱媒体入口管(55)から流入した
   熱媒体を各熱媒体流通路(62)に分配して熱媒体出口管(5
   6)から流出させ、冷媒流通路(61)を流れる冷媒と熱媒体
   流通路(62)を流れる熱媒体とを伝熱プレート(P1,P2) を
   介して熱交換させるプレート式熱交換器において、 上記各伝熱プレート(P1,P2) には少なくとも、 冷媒流通路(61)に冷媒を導入する冷媒入口開口(73a,73
   b) と、 該冷媒入口開口(73a,73b) よりも開口面積が大きく、該
   各伝熱プレート(P1,P2) を貫通し且つ熱媒体を上記熱媒
   体流通路(62)から上記熱媒体出口管(56)に導く熱媒体流
   出空間(66)を形成する熱媒体出口開口(76a,76b) とが設
   けられていることを特徴とするプレート式熱交換器。
3. 【請求項３】 複数の伝熱プレート(P1,P2) が積層され
   て各伝熱プレート(P1,P2) の両側に冷媒流通路(61)また
   は熱媒体流通路(62)が形成され、冷媒入口管(53)から流
   入した冷媒を各冷媒流通路(61)に分配して冷媒出口管(5
   4)から流出させる一方、熱媒体入口管(55)から流入した
   熱媒体を各熱媒体流通路(62)に分配して熱媒体出口管(5
   6)から流出させ、冷媒流通路(61)を流れる冷媒と熱媒体
   流通路(62)を流れる熱媒体とを伝熱プレート(P1,P2) を
   介して熱交換させるプレート式熱交換器において、 上記各伝熱プレート(P1,P2) には少なくとも、 冷媒流通路(61)に冷媒を導入する冷媒入口開口(73a,73
   b) と、 該冷媒入口開口(73a,73b) よりも開口面積が大きく、該
   各伝熱プレート(P1,P2) を貫通し且つ熱媒体を上記熱媒
   体入口管(55)から上記熱媒体流通路(62)に導く熱媒体流
   入空間(65)を形成する熱媒体入口開口(75a,75b) と、 該冷媒入口開口(73a,73b) よりも開口面積が大きく、該
   各伝熱プレート(P1,P2) を貫通し且つ熱媒体を該熱媒体
   流通路(62)から上記熱媒体出口管(56)に導く熱媒体流出
   空間(66)を形成する熱媒体出口開口(76a,76b) とが設け
   られていることを特徴とするプレート式熱交換器。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のプレート式熱交換器に
   おいて、 熱媒体入口開口(75a,75b) 及び熱媒体出口開口(76a,76
   b) は、熱媒体流通路(62)の幅方向の中央部に設けられ
   ていることを特徴とするプレート式熱交換器。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のプレート式熱交換器に
   おいて、 熱媒体入口開口(75a,75b) 及び熱媒体出口開口(76a,76
   b) は、熱媒体流通路(62)の幅方向に細長い略矩形状に
   形成されていることを特徴とするプレート式熱交換器。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のプレート式熱交換器に
   おいて、 熱媒体入口開口(75a,75b) 及び熱媒体出口開口(76a,76
   b) の熱媒体流通路(62)の流通方向の開口長さは、それ
   ぞれ熱媒体入口管(55)及び熱媒体出口管(56)の径と同程
   度の長さに構成されていることを特徴とするプレート式
   熱交換器。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のプレート式熱交換器に
   おいて、 熱媒体は水であり、熱媒体流通路は水流通路(62)である
   一方、 冷媒流通路(61)が冷媒入口管(53)及び冷媒出口管(54)を
   介して冷媒循環回路(20)に接続されると共に、水流通路
   (62)が水入口管(55)及び水出口管(56)を介して蓄熱槽(3
   1)を備えた水循環回路(30)に接続され、 冷媒入口管(53)から流入した冷媒が冷媒流通路(61)にお
   いて蒸発して冷媒出口管(54)へ流出する一方、 水入口管(55)から流入した水は、水流通路(62)において
   上記冷媒によって冷却されて過冷却状態となって水出口
   管(56)から流出し、該過冷却状態を解消されて氷化し、
   上記蓄熱槽(31)に貯留されるように構成されていること
   を特徴とするプレート式熱交換器。