JPS625584Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は間隔を隔てて積層状態に多数の板状熱
交換エレメント（伝熱壁）を配置した形式の熱交
換器に関する。

この種の熱交換器においては、隣接する板状熱
交換エレメント間に流体通路を形成し、エレメン
トを挟んで隣接する通路の一方に加熱流体（高温
流体）を通し、他方の通路に被加熱流体（低温流
体）を通すようになつており、熱交換器全体を見
た場合には、加熱流体と被加熱流体が多数の層に
分かれて交互に重なつた状態で流通し、エレメン
トを介して熱交換を行うようになつている。そし
て隣接する１対のエレメントは、一方のエレメン
トの縁を折り曲げて他方のエレメントの縁に重合
固定することにより互に連結することができる。
ところがその場合には重合固定部分にスプリング
バツク等による隙間が生じやすく、該隙間を通つ
て例えば汚染された加熱流体が新鮮な被加熱流体
に混入する恐れがある。又エレメント周縁の立上
り部（エレメント間の支柱の働きをする折曲げ縁
部）がそれより上方のエレメントの重量により変
形し、そのために所定の通路高さ（エレメント間
の距離）を得ることができなくなる恐れもある。

本考案は上記不具合を解決するために、エレメ
ントの重合縁部を波形に塑性変形させるようした
もので、図面により説明すると次の通りである。

本考案による熱交換器の斜視図である第１図に
おいて、多数のエレメントＡ及びエレメントＢは
それぞれ矩形（正方形を含む）の金属板でできて
おり、各エレメントＡ，Ｂは上下に間隔を隔てて
交互に積層状態で配置されており、エレメント
Ａ，Ｂ等からなるエレメント組立体１はカバー体
２内に収容されている。カバー体２は各側面（垂
直面）の略全体に開口３，４を有し、各開口３，
４の周縁部には図示されていないダクトが接続さ
れる。

次にエレメント組立体１の詳細な構造及び組立
工程について説明する。第２図の如く両エレメン
ト素材A₁，B₁は共に平坦な矩形の金属板であ
り、それの素材A₁，B₁を素材A₂，B₂の如く縁
e′，f′，g′，h′及びi′，j′，k′，l′を除いて全
面に
わたりプレス加工により多数の凹凸部５，６を成
形する。両凹凸部５，６の寸法形状は略同一で、
図示した面がプレス上面であり、横方向断面（第
２図の左右方向断面）及び縦方向断面は共に湾曲
した波形になつている。素材A₂，B₂は次に素材
A₃，B₃の如く４隅（例えばＳ）が切り欠かれた
後に板曲げ工程へ送られ、第３図の如く加工され
て所定のエレメントＡ，Ｂとなる。

第３図においてエレメントＡは縦横各１個の縁
ｇ，ｈだけが折り曲げられ、他の２個の縁e′，
f′は折り曲げられていない。エレメントＢはエレ
メントＡの非折曲げ縁e′，f′に対応する縁ｉ，ｊ
だけが折り曲げられ、他の２個の縁k′，l′は折り
曲げられていない。折曲げを完了した１対のエレ
メントＡ，Ｂは折曲げ縁を利用してユニツト１ａ
の如く互に組み付けられ、更に多数のユニツト１
ａを互に組み付けて第４図のエレメント組立体１
が形成される。

第４図は第３図の矢視図に対応する図で、第
４図中エレメントＡ，Ｂは水平な姿勢で示されて
おり、この姿勢において各部の構造を説明すると
次の通りである。エレメントＡの折曲げ縁ｈは基
端部側（図の右側）の部分h₁が下方に折り曲げら
れ、部分h₁の下端から部分h₂が外方（図の左方）
へ折り曲げられ、部分h₂の外端から先端部分h₃が
部分h₂の下方に位置するように内方へ折り返えさ
れ、両部分h₂，h₃がエレメントＢの非折曲げ縁
l′を挟持し、重合部分h₂，h₃，l′（縁）はかしめ
により一体に固定してある。７はかしめ押し部
（局部変形した部分）を示し、２点鎖線h₃′はかし
め加工前の部分h₃の形状を示している。エレメン
トＢの折曲げ縁ｊは基端部側（図の左側）の部分
j₁が上方へ折り曲げられ、部分j₁の上端から先端
部分j₂が外方（図の右方）へ折り曲げてある。部
分j₂はエレメントＡの非折曲げ縁f′の下面に重合
し、部分j₂及びf′はＵ形断面のバンド８に挟持さ
れてバンド８と共にかしめにより互に固定されて
いる。１０はかしめ押し部を示している。なおバ
ンド８は縁f′の全長にわたつて延びている。

第４図の−断面図である第５図の如く、エ
レメントＡの折曲げ縁ｇは基端部側から順に上向
き部分g₁、外向き部分g₂、内向き折返し部分g₃を
備え、部分g₂，g₃の間にエレメントＢの非折曲げ
縁k′を挟持してかしめにより一体に固定してあ
る。１１はかしめ押し部である。エレメントＢの
折曲げ縁ｉは基端部側から順に下向き部分i₁、外
向き部分i₂、内向き折返し部分i₃を備え、部分
i₂，i₃の間にエレメントＡの非折曲げ縁e′を挟持
してかしめにより一体に固定してある。１２はか
しめ押し部である。なお第４図の組立体１の上下
端にはエレメントB′，A′が配置してあり、これ
らのエレメントB′，A′は隣接するエレメント
Ａ，Ｂに対し、第５図の連結構造と同様の構造に
より連結してある。エレメントB′，A′は第４図
の紙面と直角な縦辺側の縁、ｍ，ｎ及びｐ，ｑだ
けが折り曲げられ、各縁ｍ，ｎ，ｐ，ｑは上方又
は下方へ折れ曲がつた後に外方へ折れ曲がつてい
る。

以上の説明から明らかなように、積層状態のエ
レメントＡ，Ｂ間には互に直交する通路Ｘ，Ｙが
交互に形成されている。すなわち各エレメントＡ
とその下側のエレメントＢの間の間隙（通路Ｘ）
は折曲げ縁ｈ，ｊにより縦辺側の開口が塞がれて
横辺（第４図の左右方向に延びる辺）側だけに開
口し、各エレメントＡとその上側のエレメントＢ
の間の間隙（通路Ｙ）は第５図の折曲げ縁ｇ，ｉ
により横辺側の開口が塞がれて縦辺側だけに開口
する。又上端部エレメントB′とその上側のカバー
体２（第１図）の壁面との間にも隣接する通路Ｙ
と直交する通路Ｘが形成され、下端部エレメント
A′の下側にも同様に通路Ｘが形成される。

上述のように組み立てられた組立体１は第１図
の如くカバー体２内に収容される。第１図におい
て、図示の開口３内に露出した重合縁ｇ，k′及び
それと平行な重合縁e′，ｉ（第５図）は縦方向
（開口３の開口面と直角方向）に見て波形に成形
されている。これは第３図のユニツト１ａの段階
で縁ｇ，k′及び縁e′，ｉに波形の「ハゼ加工」を
施して縁ｇ，k′及び縁e′，ｉを塑性成形させたた
めであり、上記加工によりエレメントＡ，Ｂ中の
残留歪、すなわち第２図の素材A₂，B₂に凹凸部
５，６を成形した段階で発生した歪を除去するこ
とができるので、エレメントＡ，Ｂや組立体１が
残留歪のために変形することはなく、第１図のカ
バー体２の組付作業に何ら支障は生じない。又上
記加工により縁ｇ，k′及び縁e′，ｉが強固に密着
し、かつ折曲げ縁ｇ，ｉのスプリングバツクが防
止されるので、縁ｇ，k′及び縁e′，ｉの部分に隙
間が生じる恐れはない。

しかも第１図の如く例えば縁ｇ，k′に凸部１５
と凹部１６を形成する場合、加工時に凹部１６は
凸部１５に対して相対的に押し下げられるが、加
工時に第５図の垂直折曲げ部分g₁，i₁を自由状態
にしておくと、第１図の−断面に対応する第
６図の如く、凹部１６に対応するユニツトＡの垂
直折曲げ部分g₁に上記押下げにより窪み１７が生
じる。窪み１７は凹部１６に対応する部分に形成
されるので、部分g₁全体は、第６図の−断面
部分図である第７図の如く、多数の凹部１７を有
する波形に変形している。第５図の垂直折曲げ部
分i₁も図示されていないが凸部（押上げ部分）に
対応する部分が窪み、全体は同様に波形に変形し
ている。部分g₁，i₁にはエレメントＡ，Ｂを第１
図の如く組み立てた場合に上方のエレメントＡ，
Ｂの重量が荷重として加わるが、部分g₁，i₁は波
形の水平断面を備えているのでその荷重により変
形することはなく、従つて通路Ｙの上下幅Ｌが減
少することはない。

第１図の開口４へは図示されていないダクトか
ら例えば50℃の温風が供給され、温風は多数の横
通路Ｙ内を通過して開口４と反対側の開口から別
のダクトへ排出される。開口３と反対側の開口か
らは例えば20℃の冷風が供給され、冷風は多数の
縦通路Ｘ内を通過して開口３からダクトへ排出さ
れる。そして温風と冷風は通路Ｘ，Ｙを通過する
間にエレメントＡ，Ｂを介して互に熱を交換し、
その場合にエレメントＡ，Ｂは第２図の凹凸部
５，６を成形したことにより伝熱面積が広くなつ
ているので、上記熱交換の効率は高くなつてい
る。従つて20℃の冷風は排出時には例えば35℃ま
で加熱され、50℃の温風は例えば35℃（冷風排出
温度と同じ）まで減温される。しかも前述の如く
縁ｇ，k′の波形成形によりエレメントＡ，Ｂ，
A′，B′の変形が防止されているので、通路Ｘ，
Ｙの各上下幅Ｌ（第４図）は各通路Ｘ，Ｙの全長
及び全幅にわたつて略一定であり、従つて通路
Ｘ，Ｙ内を温風及び冷風が大きな抵抗を受けずに
通過し、通路Ｘ，Ｙにおける圧力損失は極めて小
さい。又重合縁ｇ，k′及びｉ，e′が前述の如く確
実に密着しているので、縁ｇ，k′及びｉ，e′を通
つて例えば通路Ｙ内の汚染された温風が通路Ｘ内
の新鮮な冷風に混入することはない。

以上説明したように本考案においては、重合部
分（ｇ，k′及びe′，ｉ）を波形に塑性変形させた
ので、折曲げ縁の密着強度を高めるとともに、折
曲げ縁のスプリングバツクを防止し、重合部分に
隙間が生じることを確実に防止することができ
る。従つてエレメントＡ，Ｂ間の例えば通路Ｙの
両側部を確実にシールすることができ、通路Ｙの
温風が通路Ｘ内の冷風に混入して冷風を汚染する
という不具合を可及的に防止することができる。
又上記波形の塑性変形により、エレメントＡ，Ｂ
の残留歪み（折曲げ縁部や凹凸部５，６を成形し
た段階で発生した歪み）を除去することができる
ので、エレメントや組立体１が残留歪みのために
変形することを防止し、カバー２の組付作業を容
易化できる。又歪みによる変形を防止できるの
で、各部の寸法（通路の断面面積等）の狂いを防
止し、所望の熱交換効率を維持することができ
る。

更に本考案によると、上記波形の重合部分に連
続する垂直折曲げ部分g₁，i₁を水平方向断面にお
いて波形に成形したので、垂直折曲げ部分g₁，i₁
は上下方向の荷重に対して充分に大きい強度を有
しており、エレメントＡ，Ｂの重量により部分
g₁，i₁が上下方向に変形することを防止できる。
従つて通路（例えばＹ）の上下幅Ｌを所定値に維
持し、所望の熱交換効率を維持することができ
る。

又重合部分を波形に塑性変形させる際に上記垂
直折曲げ部分g₁，i₁を自由状態にしておくと、部
分g₁，i₁はその水平断面が波形となるように自動
的に変形する。従つて部分g₁，i₁専用の波形加工
は不要であり、製造作業を簡単化できる。

更に各エレメントＡ，Ｂの略全体にわたつて凹
凸部５，６を形成したので、伝熱面積の向上及び
渦流効果により、熱交換効率を可及的に高めるこ
とができ、しかも重合部分に波形の塑性変形を施
すことにより、凹凸部成形時に生じた残留歪みを
効果的に除去して組立体１の変形を防止できる。

なお本考案を具体化する場合には、エレメント
Ａ，Ｂの全ての重合縁に波形加工を施すこともで
き、その場合には上述の効果がより増大する。第
２図の凹凸部５，６を廃止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による熱交換器の斜視図、第
２、第３図は成形組立工程の説明図、第４図はエ
レメント組立体の側面図、第５図は第４図の−
断面図、第６図は第１図の−断面図、第７
図は第６図の−断面部分図である。Ａ，Ｂ，
A′，B′……エレメント、ｇ，k′……縁の一例、
Ｘ，Ｙ……通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. それぞれ縁部を除く本体部分の全面に多数の凹
   凸をプレス成形した矩形の金属板により多数のエ
   レメントを形成し、上記多数のエレメントを上下
   に間隔を隔てて積層状態に配置し、各エレメント
   の一部の縁を折り曲げて隣接するエレメントの縁
   に重合固定し、上記折曲げ縁により隣接するエレ
   メント間の縦辺側の１対の開口又は横辺側の１対
   の開口を塞いで積層状態のエレメントの間に縦方
   向の通路及び横方向の通路を交互に形成し、上記
   縁の重合部分の内、少なくとも平行な１対の重合
   部分を長手方向に沿う断面において波形に塑性変
   形させ、上記波形の重合部分に連続する垂直折曲
   げ部分を水平方向断面において波形に成形したこ
   とを特徴とする熱交換器。