JPH1151581A - プレート式熱交換器 - Google Patents
プレート式熱交換器Info
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- JPH1151581A JPH1151581A JP21813997A JP21813997A JPH1151581A JP H1151581 A JPH1151581 A JP H1151581A JP 21813997 A JP21813997 A JP 21813997A JP 21813997 A JP21813997 A JP 21813997A JP H1151581 A JPH1151581 A JP H1151581A
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Abstract
(57)【要約】
【解決すべき課題】熱交換すべき二つの流体のパス数の
比を、任意に設定することができるプレート式熱交換器
を開示する。 【課題の解決手段】フロントフレーム板７１とエンドフ
レーム板７２との間に、伝熱プレート群６０、…を介設
したプレート式熱交換器において、第一流体入口７８か
ら出口管７７に至る途中に、先ず、第一流体入口に続く
分流路を成すべき通路穴６３が閉塞されて成る一次変向
伝熱プレート６０ａを、次いで、第一流体の合流路を成
すべき通路穴６２を閉塞して成る二次変向伝熱プレート
６０ｂを介在させることによって、熱交換流路を流れる
第一流体の方向が、前記一次及び二次変向伝熱プレート
を境に夫々反転して、第一〜第三パス（Ｐ1〜Ｐ3）が形
成される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。
比を、任意に設定することができるプレート式熱交換器
を開示する。 【課題の解決手段】フロントフレーム板７１とエンドフ
レーム板７２との間に、伝熱プレート群６０、…を介設
したプレート式熱交換器において、第一流体入口７８か
ら出口管７７に至る途中に、先ず、第一流体入口に続く
分流路を成すべき通路穴６３が閉塞されて成る一次変向
伝熱プレート６０ａを、次いで、第一流体の合流路を成
すべき通路穴６２を閉塞して成る二次変向伝熱プレート
６０ｂを介在させることによって、熱交換流路を流れる
第一流体の方向が、前記一次及び二次変向伝熱プレート
を境に夫々反転して、第一〜第三パス（Ｐ1〜Ｐ3）が形
成される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。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレート式熱交換
器の改良に関するものであり、特に、伝熱性能がかけ離
れている流体間における熱交換に有効なプレート式熱交
換器に関するものである。
器の改良に関するものであり、特に、伝熱性能がかけ離
れている流体間における熱交換に有効なプレート式熱交
換器に関するものである。
【０００２】
【従来技術】プレート式熱交換器は、複数の同一形状の
伝熱プレートを気、液密に重ねて、各伝熱プレート間
に、熱交換すべき第一流体と第二流体との熱交換流路を
交互に形成した構成を有している。これは、伝熱プレー
トがプレス成形によって量産でき低価格であること、伝
熱プレート面に形成された凹凸により熱交換効率が極め
て高く小型化が容易であること、伝熱プレートの数を増
減することにより、簡単に伝熱面積を増減できること、
伝熱プレート相互が溶接一体化構造のものは別として、
シール材を介して気、液密に重ねたものはクリーニング
が完全に行えることなどの点から、近年普及してきてい
る。特に、熱交換すべき両流体が、共に、液体や気体で
ある場合などのように、熱交換すべき二つの流体の伝熱
特性に大きな差がない場合には、両流体が接触する伝熱
面積が同一となるプレート式熱交換器は、そのメリット
を十分に発揮する。
伝熱プレートを気、液密に重ねて、各伝熱プレート間
に、熱交換すべき第一流体と第二流体との熱交換流路を
交互に形成した構成を有している。これは、伝熱プレー
トがプレス成形によって量産でき低価格であること、伝
熱プレート面に形成された凹凸により熱交換効率が極め
て高く小型化が容易であること、伝熱プレートの数を増
減することにより、簡単に伝熱面積を増減できること、
伝熱プレート相互が溶接一体化構造のものは別として、
シール材を介して気、液密に重ねたものはクリーニング
が完全に行えることなどの点から、近年普及してきてい
る。特に、熱交換すべき両流体が、共に、液体や気体で
ある場合などのように、熱交換すべき二つの流体の伝熱
特性に大きな差がない場合には、両流体が接触する伝熱
面積が同一となるプレート式熱交換器は、そのメリット
を十分に発揮する。
【０００３】しかしながら、液体と気体との間の熱交
換、液体と気液間の相変化を伴う流体との間の熱交換、
或いは、液体間の熱交換を行うための熱交換器の製作に
おいて、熱交換すべき両流体の水当量比（質量流量と比
熱の積の比）や粘性に大きな差があり、しかも、その熱
交換器が組み込まれるべき装置等からの要求により、当
該熱交換器における圧力損失が一定限度以下に抑えられ
なければならない場合、熱交換器の大きさは、伝熱移動
量から求められる必要伝熱面積を基準とするよりも、む
しろ圧力損失を許容限度以下に抑える必要性により、流
力直径を基準にして、その仕様が決定される場合が多
い。
換、液体と気液間の相変化を伴う流体との間の熱交換、
或いは、液体間の熱交換を行うための熱交換器の製作に
おいて、熱交換すべき両流体の水当量比（質量流量と比
熱の積の比）や粘性に大きな差があり、しかも、その熱
交換器が組み込まれるべき装置等からの要求により、当
該熱交換器における圧力損失が一定限度以下に抑えられ
なければならない場合、熱交換器の大きさは、伝熱移動
量から求められる必要伝熱面積を基準とするよりも、む
しろ圧力損失を許容限度以下に抑える必要性により、流
力直径を基準にして、その仕様が決定される場合が多
い。
【０００４】従来のシェルアンドチューブ型熱交換器や
フィンアンドチューブ型熱交換器では、熱交換すべき両
流体の水当量比や粘性に大きな差がある場合、両流体の
接触する伝熱面積比の調整（例えば、伝熱性能が低い流
体の接触する面積をフィン等を増やすことにより、伝熱
性能が高い流体に、熱抵抗を合わせる）や熱交換流路の
数（パス数）の調整等によって、熱授受をバランスさせ
ることができる。
フィンアンドチューブ型熱交換器では、熱交換すべき両
流体の水当量比や粘性に大きな差がある場合、両流体の
接触する伝熱面積比の調整（例えば、伝熱性能が低い流
体の接触する面積をフィン等を増やすことにより、伝熱
性能が高い流体に、熱抵抗を合わせる）や熱交換流路の
数（パス数）の調整等によって、熱授受をバランスさせ
ることができる。
【０００５】しかしながら、熱交換すべき両流体の伝熱
面積が同一であるプレート式熱交換器においては、例え
ば、伝熱性能が高い水とそれが低い圧縮空気との間で熱
交換する場合、前述のように、圧縮空気の圧力損失が一
定限度以下に制限される場合は、熱交換器の大きさは、
圧力損失の許容限度を基準にして定めるより他に方法が
ない。加えて、プレート式熱交換器は、他の形式の熱交
換器に比して、単位長さ当たりの圧力損失は、本来的に
大きくなる構造を備えている。したがって、本来必要と
する伝熱面積に比して、流路抵抗から定められる伝熱面
積は、はるかに大きくなってしまうため、空気と熱交換
すべき水側の熱交換流路は、必要以上に拡大されてしま
うので、流速低下に基づく熱交換効率の低下が著しく、
伝熱面積自体は、大きく設けられているにもかかわら
ず、十分な熱交換性能が得られないと共に、流速低下に
よる偏流の発生や、乱流域が層流域に遷移することによ
り、スケールやスライムが伝熱プレート面に付着して、
熱交換性能を低下させ、熱交換流路を詰まらせてしまう
などのトラブルが発生する恐れがあった。
面積が同一であるプレート式熱交換器においては、例え
ば、伝熱性能が高い水とそれが低い圧縮空気との間で熱
交換する場合、前述のように、圧縮空気の圧力損失が一
定限度以下に制限される場合は、熱交換器の大きさは、
圧力損失の許容限度を基準にして定めるより他に方法が
ない。加えて、プレート式熱交換器は、他の形式の熱交
換器に比して、単位長さ当たりの圧力損失は、本来的に
大きくなる構造を備えている。したがって、本来必要と
する伝熱面積に比して、流路抵抗から定められる伝熱面
積は、はるかに大きくなってしまうため、空気と熱交換
すべき水側の熱交換流路は、必要以上に拡大されてしま
うので、流速低下に基づく熱交換効率の低下が著しく、
伝熱面積自体は、大きく設けられているにもかかわら
ず、十分な熱交換性能が得られないと共に、流速低下に
よる偏流の発生や、乱流域が層流域に遷移することによ
り、スケールやスライムが伝熱プレート面に付着して、
熱交換性能を低下させ、熱交換流路を詰まらせてしまう
などのトラブルが発生する恐れがあった。
【０００６】ところで、図３に示すように、複数の伝熱
プレート１０をブレージング等によって、重接部を一体
結合して耐圧性を持たせると共に、この伝熱プレート間
に互いに熱交換すべき第一流体と第二流体の熱交換流路
を、交互に設けたプレート式熱交換器において、各々の
熱交換プレート１０が、楕円或いは円形をなす伝熱面１
４を有すると共に、該伝熱面を挟んで第一流体のための
１対の通路穴１５ａ，ｂと第二流体のための１対の通路
穴１６ａ，ｂとを穿設したものから成り、これら２対の
通路穴の夫々が、平板周縁部１１付近に開口することに
より、該開口から平板周縁部１１に向かう流体や反対に
これらの開口に向かう流体が、円弧状をなす平板周縁部
１２に沿って案内される案内面を有しているプレート式
熱交換器を、先に本出願人は提案した。
プレート１０をブレージング等によって、重接部を一体
結合して耐圧性を持たせると共に、この伝熱プレート間
に互いに熱交換すべき第一流体と第二流体の熱交換流路
を、交互に設けたプレート式熱交換器において、各々の
熱交換プレート１０が、楕円或いは円形をなす伝熱面１
４を有すると共に、該伝熱面を挟んで第一流体のための
１対の通路穴１５ａ，ｂと第二流体のための１対の通路
穴１６ａ，ｂとを穿設したものから成り、これら２対の
通路穴の夫々が、平板周縁部１１付近に開口することに
より、該開口から平板周縁部１１に向かう流体や反対に
これらの開口に向かう流体が、円弧状をなす平板周縁部
１２に沿って案内される案内面を有しているプレート式
熱交換器を、先に本出願人は提案した。
【０００７】この熱交換器は、その通路穴から伝熱面間
に形成された熱交換流路に出入りするに際して、その流
れ方向に、図２に示す方形の伝熱プレートの側縁６６の
ような、流れと衝突して、その流勢を殺ぐ側縁が実質的
に存在せず、一方の開口から出る流れは、その流出方向
が、他方の開口と反対の方向に向かう流れであっても、
弧状をなす周縁部１２に沿って滑らかに誘導されるの
で、流れが停滞することがなく、圧力損失も少なくて済
み、従来生じがちであった伝熱面への異物の沈着や結晶
の析出も防止される。しかしながら、このような耐圧性
を有するものの、分解清掃が不可能なプレート式熱交換
器にあっては、スケール等の沈着による熱交換流路の汚
れや詰まりは、熱交換器全体の廃棄につながる原因にな
りかねない虞れがある。
に形成された熱交換流路に出入りするに際して、その流
れ方向に、図２に示す方形の伝熱プレートの側縁６６の
ような、流れと衝突して、その流勢を殺ぐ側縁が実質的
に存在せず、一方の開口から出る流れは、その流出方向
が、他方の開口と反対の方向に向かう流れであっても、
弧状をなす周縁部１２に沿って滑らかに誘導されるの
で、流れが停滞することがなく、圧力損失も少なくて済
み、従来生じがちであった伝熱面への異物の沈着や結晶
の析出も防止される。しかしながら、このような耐圧性
を有するものの、分解清掃が不可能なプレート式熱交換
器にあっては、スケール等の沈着による熱交換流路の汚
れや詰まりは、熱交換器全体の廃棄につながる原因にな
りかねない虞れがある。
【０００８】
【解決すべき課題】本発明の第１の目的は、伝熱性能に
大差がある流体間の熱交換において、一方の流体に低圧
力損失が必要とされる場合でも、高い熱交換効率を保持
できるプレート式熱交換器を開示することにある。本発
明の第２の目的は、熱交換すべき二つの流体のパス数の
比を、任意に設定することができるプレート式熱交換器
を開示することにある。
大差がある流体間の熱交換において、一方の流体に低圧
力損失が必要とされる場合でも、高い熱交換効率を保持
できるプレート式熱交換器を開示することにある。本発
明の第２の目的は、熱交換すべき二つの流体のパス数の
比を、任意に設定することができるプレート式熱交換器
を開示することにある。
【０００９】
【課題の解決手段】本発明の第一の要旨は、複数の伝熱
プレートをフロントフレーム板とエンドフレーム板との
間に、気、液密に重接して、前記伝熱プレート間に熱交
換すべき第一流体と第二流体との熱交換流路が、互いに
隣り合う状態で交互に設けられているプレート式熱交換
器において、第一流体入口が前記フロントフレーム板に
開口すると共に第一流体出口が前記エンドフレーム板に
開口しており、各伝熱プレートに形成されている第一流
体用通路穴の一対と第二流体用通路穴の一対とが夫々連
通することによって形成される２対の分流路と合流路の
うち、前記第一流体入口に続く分流路が、前記エンドフ
レーム板に向かう途中で、第一流体用分流路を成すべき
通路穴が閉塞されて成る変向伝熱プレートを介設するこ
とによって、遮断されており、熱交換流路を流れる第一
流体の方向が、前記変向伝熱プレートを境にしてエンド
フレーム板側に近い側の熱交換流路において、反転する
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
換器にある。
プレートをフロントフレーム板とエンドフレーム板との
間に、気、液密に重接して、前記伝熱プレート間に熱交
換すべき第一流体と第二流体との熱交換流路が、互いに
隣り合う状態で交互に設けられているプレート式熱交換
器において、第一流体入口が前記フロントフレーム板に
開口すると共に第一流体出口が前記エンドフレーム板に
開口しており、各伝熱プレートに形成されている第一流
体用通路穴の一対と第二流体用通路穴の一対とが夫々連
通することによって形成される２対の分流路と合流路の
うち、前記第一流体入口に続く分流路が、前記エンドフ
レーム板に向かう途中で、第一流体用分流路を成すべき
通路穴が閉塞されて成る変向伝熱プレートを介設するこ
とによって、遮断されており、熱交換流路を流れる第一
流体の方向が、前記変向伝熱プレートを境にしてエンド
フレーム板側に近い側の熱交換流路において、反転する
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
換器にある。
【００１０】本発明の第二の要旨は、複数の伝熱プレー
トをフロントフレーム板とエンドフレーム板との間に、
気、液密に重接して、前記伝熱プレート間に熱交換すべ
き第一流体と第二流体との熱交換流路が、互いに隣り合
う状態で交互に設けられているプレート式熱交換器にお
いて、第一流体入口が前記フロントフレーム板に開口す
ると共に第一流体出口が前記エンドプレート板に開口し
ており、各伝熱プレートに形成されている第一流体用通
路穴の一対と第二流体用通路穴の一対とが夫々連通する
ことによって形成される２対の分流路と合流路のうち、
前記第一流体入口に続く分流路と前記第一流体出口に続
く合流路とが、フロントフレーム板からエンドフレーム
板に向かって、第一流体用分流路を成すべき通路穴が閉
塞されて成る１以上の分流路用変向伝熱プレートと、第
一流体用合流路を成すべき通路穴が閉塞されて成る１以
上の合流路用変向伝熱プレートとにより、交互に遮断さ
れることにより、第一流体入口から流入して熱交換流路
を流れる第一流体の方向が、夫々の変向伝熱プレートを
境に反転して第一流体出口に至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にある。
トをフロントフレーム板とエンドフレーム板との間に、
気、液密に重接して、前記伝熱プレート間に熱交換すべ
き第一流体と第二流体との熱交換流路が、互いに隣り合
う状態で交互に設けられているプレート式熱交換器にお
いて、第一流体入口が前記フロントフレーム板に開口す
ると共に第一流体出口が前記エンドプレート板に開口し
ており、各伝熱プレートに形成されている第一流体用通
路穴の一対と第二流体用通路穴の一対とが夫々連通する
ことによって形成される２対の分流路と合流路のうち、
前記第一流体入口に続く分流路と前記第一流体出口に続
く合流路とが、フロントフレーム板からエンドフレーム
板に向かって、第一流体用分流路を成すべき通路穴が閉
塞されて成る１以上の分流路用変向伝熱プレートと、第
一流体用合流路を成すべき通路穴が閉塞されて成る１以
上の合流路用変向伝熱プレートとにより、交互に遮断さ
れることにより、第一流体入口から流入して熱交換流路
を流れる第一流体の方向が、夫々の変向伝熱プレートを
境に反転して第一流体出口に至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にある。
【００１１】上記第一及び第二要旨に係る発明におい
て、伝熱プレートを気、液密に重接する手段としては、
ガスケットを介して気、液密に重ねて挟圧する方法や、
ブレージング等によって一体結合する方法を例示するこ
とができる。フロントフレーム板とエンドフレーム板
は、プレート式熱交換器の両端に位置し、必要に応じ
て、各分流路や合流路に連通する流体の出入り口を設け
ることができるプレートを意味する。ただ、ガスケット
重接型のプレート式熱交換器の場合は、フロントフレー
ム板とエンドフレーム板との間に跨設した締付ボルトに
よって、伝熱プレート群を挟圧固定する役割も兼ねる。
て、伝熱プレートを気、液密に重接する手段としては、
ガスケットを介して気、液密に重ねて挟圧する方法や、
ブレージング等によって一体結合する方法を例示するこ
とができる。フロントフレーム板とエンドフレーム板
は、プレート式熱交換器の両端に位置し、必要に応じ
て、各分流路や合流路に連通する流体の出入り口を設け
ることができるプレートを意味する。ただ、ガスケット
重接型のプレート式熱交換器の場合は、フロントフレー
ム板とエンドフレーム板との間に跨設した締付ボルトに
よって、伝熱プレート群を挟圧固定する役割も兼ねる。
【００１２】変向伝熱プレートと他の伝熱プレートとの
相違点は、変向伝熱プレートは、第一流体用の一対の通
路穴のうち、片方だけが閉塞された構造を有する点であ
り、その他の構成は、両者において全く同じである。従
って、変向伝熱プレートの製作は容易で、例えば、所定
の通路穴を打ち抜かないでおけば済み、特段の設備を要
せず、組み立て一体化する作業も、従来のプレート式熱
交換器の場合と変わりはない。これは、図３に示すろう
付け一体化タイプのプレート式熱交換器でも全く同じで
ある。上記熱交換器は、変向伝熱プレートを境にして、
任意の一方の流体（第一流体）の方向が反対になるの
で、これと熱交換すべき他の流体（第二流体）とは、変
向伝熱プレートを境に、一方の側で向流状態となり、他
側で並流状態となる。もちろん、並流の場合は、熱交換
効率（温度効率）は、向流の場合に比して低くなる。
相違点は、変向伝熱プレートは、第一流体用の一対の通
路穴のうち、片方だけが閉塞された構造を有する点であ
り、その他の構成は、両者において全く同じである。従
って、変向伝熱プレートの製作は容易で、例えば、所定
の通路穴を打ち抜かないでおけば済み、特段の設備を要
せず、組み立て一体化する作業も、従来のプレート式熱
交換器の場合と変わりはない。これは、図３に示すろう
付け一体化タイプのプレート式熱交換器でも全く同じで
ある。上記熱交換器は、変向伝熱プレートを境にして、
任意の一方の流体（第一流体）の方向が反対になるの
で、これと熱交換すべき他の流体（第二流体）とは、変
向伝熱プレートを境に、一方の側で向流状態となり、他
側で並流状態となる。もちろん、並流の場合は、熱交換
効率（温度効率）は、向流の場合に比して低くなる。
【００１３】このような構成によって、第一要旨に係る
熱交換器においては、第一流体は、変向伝熱プレートを
境にして、流れ方向が反対な二つの熱交換流路（パス）
を獲得することができる。同様に、第二要旨に係る熱交
換器においては、フロントフレーム板とエンドフレーム
板との間に設けられた伝熱プレート群の間に、ｎ枚の変
向伝熱プレートが、例えば、所定のピッチで介在するよ
うに設けられた場合、第一流体は、ｎ＋１の同一流径を
もつパスを獲得することとなる。
熱交換器においては、第一流体は、変向伝熱プレートを
境にして、流れ方向が反対な二つの熱交換流路（パス）
を獲得することができる。同様に、第二要旨に係る熱交
換器においては、フロントフレーム板とエンドフレーム
板との間に設けられた伝熱プレート群の間に、ｎ枚の変
向伝熱プレートが、例えば、所定のピッチで介在するよ
うに設けられた場合、第一流体は、ｎ＋１の同一流径を
もつパスを獲得することとなる。
【００１４】若し、伝熱性能が低い流体（例えば、圧縮
空気）を第二流体とし、伝熱性能の高い流体（例えば、
水）を第一流体とし、第二流体の熱交換器通過による圧
力損失を一定限度以下に抑える必要性がある場合におい
ては、本願プレート式熱交換器の仕様設計にあたり、先
ず、許容圧力損失限度を基準にして、伝熱プレート数を
定めることにより、圧力低下を一定限度に押える。これ
により、第一流体の熱交換流路の伝熱面積は、第一流体
と第二流体との熱交換に必要な伝熱面積を遥かに越えた
ものとなる。この第一流体の熱交換流路の必要以上の拡
大は、第一流体の流速低下に基づく伝熱面の速度境界層
の層流化や偏流を発生させ、著しい熱交換効率の低下を
招く。
空気）を第二流体とし、伝熱性能の高い流体（例えば、
水）を第一流体とし、第二流体の熱交換器通過による圧
力損失を一定限度以下に抑える必要性がある場合におい
ては、本願プレート式熱交換器の仕様設計にあたり、先
ず、許容圧力損失限度を基準にして、伝熱プレート数を
定めることにより、圧力低下を一定限度に押える。これ
により、第一流体の熱交換流路の伝熱面積は、第一流体
と第二流体との熱交換に必要な伝熱面積を遥かに越えた
ものとなる。この第一流体の熱交換流路の必要以上の拡
大は、第一流体の流速低下に基づく伝熱面の速度境界層
の層流化や偏流を発生させ、著しい熱交換効率の低下を
招く。
【００１５】これを防ぐのが、変向伝熱プレートであ
る。伝熱プレート群の間に、所定のピッチ間隔でｎ枚の
変向伝熱プレートを介設するとすれば、第１流体の流径
は、１／（ｎ＋１）になり、流路の長さは、（ｎ＋１）
倍になる。従って、必要伝熱面積を確保しつつ、第一流
体の流速を維持することができ、熱交換効率の低下や、
スケール等の滞積、沈着あるいは熱交換流路の詰まり等
を防止する事ができる。かくして、本願プレート式熱交
換器は、伝熱性能が著しく異なる流体間の熱交換器とし
ても、有効に作動することができる。
る。伝熱プレート群の間に、所定のピッチ間隔でｎ枚の
変向伝熱プレートを介設するとすれば、第１流体の流径
は、１／（ｎ＋１）になり、流路の長さは、（ｎ＋１）
倍になる。従って、必要伝熱面積を確保しつつ、第一流
体の流速を維持することができ、熱交換効率の低下や、
スケール等の滞積、沈着あるいは熱交換流路の詰まり等
を防止する事ができる。かくして、本願プレート式熱交
換器は、伝熱性能が著しく異なる流体間の熱交換器とし
ても、有効に作動することができる。
【００１６】
【発明の実施形態】図１及び２は、本発明に係るプレー
ト式熱交換器の第１実施形態を示すものである。図１に
示すプレート式熱交換器は、図２に示すヘリンボーン突
条６８、…を有する伝熱プレート６０を、ガスケット６
１、６１ａを介して、気、液密に重接し、フロントフレ
ーム板７１とエンドフレーム板７２との間に、ボルト溝
７１ａ、、７１ａ…，７２ａ、７２ａ、…を通して、締
付ボルト（図示せず）を架け渡して、締め付け固定する
タイプのプレート式熱交換器である。このような伝熱プ
レート６０、６０、…が、フロントフレーム板７１とエ
ンドフレーム板７２との間に、ガスケット６１、６１ａ
を介して、気、液密に重なり合うことにより、プレート
式熱交換器が形成されている。
ト式熱交換器の第１実施形態を示すものである。図１に
示すプレート式熱交換器は、図２に示すヘリンボーン突
条６８、…を有する伝熱プレート６０を、ガスケット６
１、６１ａを介して、気、液密に重接し、フロントフレ
ーム板７１とエンドフレーム板７２との間に、ボルト溝
７１ａ、、７１ａ…，７２ａ、７２ａ、…を通して、締
付ボルト（図示せず）を架け渡して、締め付け固定する
タイプのプレート式熱交換器である。このような伝熱プ
レート６０、６０、…が、フロントフレーム板７１とエ
ンドフレーム板７２との間に、ガスケット６１、６１ａ
を介して、気、液密に重なり合うことにより、プレート
式熱交換器が形成されている。
【００１７】伝熱プレート６０には、四隅に、第一流体
用の通路穴６２、６３と第二流体用の通路穴６４、６５
とが、上下に対をなして開口しており、これら第一流体
用通路穴６２、６３と第二流体用通路穴６４、６５と
は、後者を囲むように設けられたガスケット６１ａ、６
１ａによって伝熱プレート６０が重接した際、相互に隔
絶されるようになっている。これらの伝熱プレートは、
伝熱プレート６０のヘリンボーン模様が互いに反対にな
るように重接し、通路穴が相互に連通して、第一流体と
第二流体の分流路と合流路とが形成される。このように
して、フロントフレーム板７１からエンドフレーム板７
２に向けて、第二流体と第一流体との熱交換流路が交互
に形成される。６９は、ガイドバーが挿通する切欠であ
る。
用の通路穴６２、６３と第二流体用の通路穴６４、６５
とが、上下に対をなして開口しており、これら第一流体
用通路穴６２、６３と第二流体用通路穴６４、６５と
は、後者を囲むように設けられたガスケット６１ａ、６
１ａによって伝熱プレート６０が重接した際、相互に隔
絶されるようになっている。これらの伝熱プレートは、
伝熱プレート６０のヘリンボーン模様が互いに反対にな
るように重接し、通路穴が相互に連通して、第一流体と
第二流体の分流路と合流路とが形成される。このように
して、フロントフレーム板７１からエンドフレーム板７
２に向けて、第二流体と第一流体との熱交換流路が交互
に形成される。６９は、ガイドバーが挿通する切欠であ
る。
【００１８】フロントフレーム板７１には、通路孔６４
と６５とに対面する位置に、第二流体入口７５と、第二
流体出口７６とが開口しており、更に通路孔６３に対面
する位置に、第一流体の入口７８が、開口している。一
方エンドフレーム板７２には、通路穴６２に相当する位
置に第一流体の出口が開口しており、これに出口管７７
が接続している。フロントフレーム板７１とエンドフレ
ーム板７２とに挟圧固定される伝熱プレート群には、こ
れらの伝熱プレート群をほぼ３分するように、一次変向
伝熱プレート６０ａと、これよりエンドフレーム板寄り
に、二次変向伝熱プレート６０ｂとが、夫々介設されて
いる。一次変向伝熱プレート６０ａは、本来、第一流体
入口７８に続く分流路を成すべき通路穴６３が閉塞され
ている構造を備えており、二次変向伝熱プレート６０ｂ
は、本来、第一流体が熱交換流路を経た後合流する合流
路を構成すべき通路穴６２が、閉塞された構造を備えて
いる。
と６５とに対面する位置に、第二流体入口７５と、第二
流体出口７６とが開口しており、更に通路孔６３に対面
する位置に、第一流体の入口７８が、開口している。一
方エンドフレーム板７２には、通路穴６２に相当する位
置に第一流体の出口が開口しており、これに出口管７７
が接続している。フロントフレーム板７１とエンドフレ
ーム板７２とに挟圧固定される伝熱プレート群には、こ
れらの伝熱プレート群をほぼ３分するように、一次変向
伝熱プレート６０ａと、これよりエンドフレーム板寄り
に、二次変向伝熱プレート６０ｂとが、夫々介設されて
いる。一次変向伝熱プレート６０ａは、本来、第一流体
入口７８に続く分流路を成すべき通路穴６３が閉塞され
ている構造を備えており、二次変向伝熱プレート６０ｂ
は、本来、第一流体が熱交換流路を経た後合流する合流
路を構成すべき通路穴６２が、閉塞された構造を備えて
いる。
【００１９】
【作用】このような構成から成る本願熱交換器は、第二
流体入口から入った第二流体は、通路穴の連続から成る
第二流体の分流路から、矢印７３に示すように、熱交換
プレートの間に１枚おきに形成されている第二流体の熱
交換流路に分流して上昇し、開口６５において再び合流
して第一出口７６から流出する。一方、第二流体と熱交
換する第一流体は、矢印７４に示すように、フロントフ
レーム板上部の第一流体入口７８から、該入口７８に対
面する通路穴群が作る分流路に入る。この分流路は、一
次変向伝熱プレート６０ａによって、閉塞されているの
で、第一流体は、フロントフレーム板７１と一次変向伝
熱プレート６０ａとの間に形成される熱交換流路群（第
一パスＰ1）を流下して、通路穴６２等により構成され
る合流路において合流したのち、該第一流体は、一次変
向伝熱プレート６０ａの第一流体の合流路用通路穴６２
ａを通過する。
流体入口から入った第二流体は、通路穴の連続から成る
第二流体の分流路から、矢印７３に示すように、熱交換
プレートの間に１枚おきに形成されている第二流体の熱
交換流路に分流して上昇し、開口６５において再び合流
して第一出口７６から流出する。一方、第二流体と熱交
換する第一流体は、矢印７４に示すように、フロントフ
レーム板上部の第一流体入口７８から、該入口７８に対
面する通路穴群が作る分流路に入る。この分流路は、一
次変向伝熱プレート６０ａによって、閉塞されているの
で、第一流体は、フロントフレーム板７１と一次変向伝
熱プレート６０ａとの間に形成される熱交換流路群（第
一パスＰ1）を流下して、通路穴６２等により構成され
る合流路において合流したのち、該第一流体は、一次変
向伝熱プレート６０ａの第一流体の合流路用通路穴６２
ａを通過する。
【００２０】ところで、通路穴６２ａを通過した第一流
体は、該通路穴に続く合流路が、二次変向伝熱プレート
６０ｂにおいて、閉ざされてしまうので、変向伝熱プレ
ート６０ａと６０ｂとに挟まれた区間における熱交換流
路群（第二パスＰ2）において、その流れる方向が反転
して上昇する。従って、第二パスＰ2おいては、下端の
合流路から各熱交換流路に分流し、上端の分流路におい
て合流することになる。このようにして上端の分流路で
合流した第一流体は、二次変向伝熱プレート６０ｂの通
路孔６３を経て、再び、熱交換流路を流れる方向が反転
し、該変向伝熱プレート６０ｂとエンドフレーム板７２
との間に形成される熱交換流路群（第三パスＰ3）を流
下して、出口管７７から、熱交換器外に流出する。
体は、該通路穴に続く合流路が、二次変向伝熱プレート
６０ｂにおいて、閉ざされてしまうので、変向伝熱プレ
ート６０ａと６０ｂとに挟まれた区間における熱交換流
路群（第二パスＰ2）において、その流れる方向が反転
して上昇する。従って、第二パスＰ2おいては、下端の
合流路から各熱交換流路に分流し、上端の分流路におい
て合流することになる。このようにして上端の分流路で
合流した第一流体は、二次変向伝熱プレート６０ｂの通
路孔６３を経て、再び、熱交換流路を流れる方向が反転
し、該変向伝熱プレート６０ｂとエンドフレーム板７２
との間に形成される熱交換流路群（第三パスＰ3）を流
下して、出口管７７から、熱交換器外に流出する。
【００２１】
【効果】かくして、第一流体は、第一パスと第三パスで
は、第二流体と向流状態で熱交換し、第二パスでは、並
流状態となる。図１において、変向伝熱プレート６０
ａ，ｂの代わりに、伝熱プレート６０で置き換えた従来
のプレート式熱交換器と、本願熱交換器とを比較すれ
ば、本願熱交換器においては、並流域における若干の熱
交換効率の低下を除けば、伝熱面積は同一で、第一流体
の流径は、１／３となり、流路の長さは、３倍となる。
従って、流径が狭まったことによる圧力損失を無視すれ
ば、流速も、約３倍になる。
は、第二流体と向流状態で熱交換し、第二パスでは、並
流状態となる。図１において、変向伝熱プレート６０
ａ，ｂの代わりに、伝熱プレート６０で置き換えた従来
のプレート式熱交換器と、本願熱交換器とを比較すれ
ば、本願熱交換器においては、並流域における若干の熱
交換効率の低下を除けば、伝熱面積は同一で、第一流体
の流径は、１／３となり、流路の長さは、３倍となる。
従って、流径が狭まったことによる圧力損失を無視すれ
ば、流速も、約３倍になる。
【００２２】水と空気との熱交換や、水と油との熱交換
の場合などのように、伝熱性能に大きな差がある流体間
における熱交換に際して、従来のプレート式熱交換器
は、その構造上、両者の伝熱面積は、同一にならざるを
得なかったため、高伝熱性能流体側において、伝熱面積
や流径が過大になり、流速低下に基づく、熱交換効率の
低下が生じたが、本願熱交換器の場合は、これを未然に
防止でき、高い熱交換効率を発揮できる。特に、低伝熱
性能流体に一定圧力を保持すべき必要性があったり、ろ
う付け等によって、伝熱プレートが分離不可能に一体化
されたタイプのプレート式熱交換器等においては、流速
低下は致命的で、熱交換効率低下や熱交換流路の詰まり
による熱交換器の廃棄を招くが、本願熱交換器は、これ
らの虞れが皆無で、スケールやスライムを第一流体の自
浄作用によって防止することができる。
の場合などのように、伝熱性能に大きな差がある流体間
における熱交換に際して、従来のプレート式熱交換器
は、その構造上、両者の伝熱面積は、同一にならざるを
得なかったため、高伝熱性能流体側において、伝熱面積
や流径が過大になり、流速低下に基づく、熱交換効率の
低下が生じたが、本願熱交換器の場合は、これを未然に
防止でき、高い熱交換効率を発揮できる。特に、低伝熱
性能流体に一定圧力を保持すべき必要性があったり、ろ
う付け等によって、伝熱プレートが分離不可能に一体化
されたタイプのプレート式熱交換器等においては、流速
低下は致命的で、熱交換効率低下や熱交換流路の詰まり
による熱交換器の廃棄を招くが、本願熱交換器は、これ
らの虞れが皆無で、スケールやスライムを第一流体の自
浄作用によって防止することができる。
【図１】本発明に係るプレート式熱交換器の一実施態様
を示す分解斜視図である。
を示す分解斜視図である。
【図２】図１の伝熱プレートの詳細を示す説明図であ
る。
る。
【図３】プレート式熱交換器の伝熱プレートの他の例を
示す説明図である。
示す説明図である。
６０ 伝熱プレート ６０ａ，ｂ 変向伝熱プレート ７１ フロントフレーム板 ７２ エンドフレーム板 ７５ 第二流体入口 ７６ 第二流体出口 ７７ 第一流体の出口管 ７８ 第一流体入口 Ｐ1 第一パス Ｐ2 第二パス Ｐ3 第三パス
Claims (2)
- 【請求項１】複数の伝熱プレートをフロントフレーム板
とエンドフレーム板との間に、気、液密に重接して、前
記伝熱プレート間に熱交換すべき第一流体と第二流体と
の熱交換流路が、互いに隣り合う状態で交互に設けられ
ているプレート式熱交換器において、第一流体入口が前
記フロントフレーム板に開口すると共に第一流体出口が
前記エンドフレーム板に開口しており、各伝熱プレート
に形成されている第一流体用通路穴の一対と第二流体用
通路穴の一対とが夫々連通することによって形成される
２対の分流路と合流路のうち、前記第一流体入口に続く
分流路が、前記エンドフレーム板に向かう途中で、第一
流体用分流路を成すべき通路穴が閉塞されて成る変向伝
熱プレートを介設することによって、遮断されており、
熱交換流路を流れる第一流体の方向が、前記変向伝熱プ
レートを境にしてエンドフレーム板側に近い側の熱交換
流路において、反転す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。 - 【請求項２】複数の伝熱プレートをフロントフレーム板
とエンドフレーム板との間に、気、液密に重接して、前
記伝熱プレート間に熱交換すべき第一流体と第二流体と
の熱交換流路が、互いに隣り合う状態で交互に設けられ
ているプレート式熱交換器において、第一流体入口が前
記フロントフレーム板に開口すると共に第一流体出口が
前記エンドプレート板に開口しており、各伝熱プレート
に形成されている第一流体用通路穴の一対と第二流体用
通路穴の一対とが夫々連通することによって形成される
２対の分流路と合流路のうち、前記第一流体入口に続く
分流路と前記第一流体出口に続く合流路とが、エンドフ
レーム板に向かって、第一流体用分流路を成すべき通路
穴が閉塞されて成る１以上の分流路用変向伝熱プレート
と、第一流体用合流路を成すべき通路穴が閉塞されて成
る１以上の合流路用変向伝熱プレートとによって、交互
に遮断されることにより、第一流体入口から流入して熱
交換流路を流れる第一流体の方向が、夫々の変向伝熱プ
レートを境に反転して第一流体出口に至るように構成さ
れていることを特徴とするプレート式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21813997A JP3219380B2 (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | プレート式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21813997A JP3219380B2 (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | プレート式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151581A true JPH1151581A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3219380B2 JP3219380B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=16715259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21813997A Expired - Fee Related JP3219380B2 (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | プレート式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3219380B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008516181A (ja) * | 2004-10-07 | 2008-05-15 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 冷凍プロセスのための高効率の熱交換器 |
| JP2012508863A (ja) * | 2008-11-12 | 2012-04-12 | アルファ ラヴァル コーポレイト アクチボラゲット | 熱交換器 |
| JP2013185788A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Kobe Steel Ltd | バイナリー発電装置 |
| JP2015532972A (ja) * | 2012-10-30 | 2015-11-16 | アルファ−ラヴァル・コーポレート・アーベー | 熱交換器平板及びそのような熱交換器平板を備える平板熱交換器 |
| CN114279242A (zh) * | 2017-03-10 | 2022-04-05 | 阿法拉伐股份有限公司 | 板组、板和换热器装置 |
-
1997
- 1997-07-28 JP JP21813997A patent/JP3219380B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008516181A (ja) * | 2004-10-07 | 2008-05-15 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 冷凍プロセスのための高効率の熱交換器 |
| JP2012508863A (ja) * | 2008-11-12 | 2012-04-12 | アルファ ラヴァル コーポレイト アクチボラゲット | 熱交換器 |
| US9400142B2 (en) | 2008-11-12 | 2016-07-26 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat exchanger |
| JP2013185788A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Kobe Steel Ltd | バイナリー発電装置 |
| JP2015532972A (ja) * | 2012-10-30 | 2015-11-16 | アルファ−ラヴァル・コーポレート・アーベー | 熱交換器平板及びそのような熱交換器平板を備える平板熱交換器 |
| US9759494B2 (en) | 2012-10-30 | 2017-09-12 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat exchanger plate and plate heat exchanger comprising such a heat exchanger plate |
| CN114279242A (zh) * | 2017-03-10 | 2022-04-05 | 阿法拉伐股份有限公司 | 板组、板和换热器装置 |
| CN114279242B (zh) * | 2017-03-10 | 2023-11-28 | 阿法拉伐股份有限公司 | 板组、板和换热器装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3219380B2 (ja) | 2001-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |