JPH04115263U - プレート式熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝熱プレート間に形成された複数の流路を流
れる食品流体の加熱、または冷却を各流路で均一に行な
う。 【構成】 ガスケット（２）を介して積層した伝熱プレ
ート（１）（１’）間に交互に構成された１次熱媒体流
路（９）と２次熱媒体流路（10）のうち、両側端部に位
置する１次熱媒体流路（９’）、及び、２次熱媒体流路
（10’）に１次熱媒体、及び、２次熱媒体を供給する通
路孔（３’）（６’）の開口径を、他の通路孔（３）
（６）の開口径よりも小さくする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複数の伝熱プレートを積層してなるプレート式熱交換器に関し、詳 しくは、各伝熱プレート間に形成された流路を流れる２次熱媒体の加熱、又は、 冷却を均一に行なうことのできるプレート式熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

高温の１次熱媒体で低温の２次熱媒体の加熱を行なうプレート式熱交換器は、 図２に示すように、複数の伝熱プレート（１）をガスケット（２）を介して積層 し、一体に締結して構成したものである。以下、このプレート式熱交換器の構造 の説明を行なう。

【０００３】 伝熱プレート（１）は、図４に示すように、縦長略矩形の伝熱板であり、４隅 部に熱媒体の出入口となる通路孔（３）（４）（５）（６）を有する。また、ガ スケット（２）は、伝熱プレート（１）の片面の伝熱面周辺部に装着するもので 、伝熱プレート（１）の全周、及び、片側上下の２つの通路孔（４）（６）を囲 む枠状の第１のガスケット部（2a）と、残りの２つの通路孔（３）（５）の夫々 を囲む第２のガスケット部（2b）とで構成される。

【０００４】 上述のようにガスケットを片面に装着した伝熱プレート（１）を、図２に示す ように複数枚積層するわけであるが、この時、伝熱プレート（１）を、平面上で １８０°回転させて伝熱プレート（１’）とし、これを伝熱プレート（１）と積 層して一体化させる。この結果、積層した伝熱プレート（１）（１’）・・・・の上 部に、通路孔（３）（６）・・・・とガスケット（２）との協働によって１次熱媒体 供給路（７）が構成され、さらに、通路孔（４）（５）・・・・とガスケット（２） との協働により２次集液通路（８）が構成される。同様に、積層した伝熱プレー ト（１）（１’）・・・・の下部には、通路孔（３）（６）・・・・とガスケット（２） の協働によって２次媒体供給路（12）が構成され、さらに、通路孔（４）（５）・・・・ とガスケット（２）の協働によって１次集液通路（11）が構成される。上記 １次熱媒体供給路（７）を流れる１次熱媒体は、通路孔（３）を通過した後に分 流して伝熱プレート（１’）のガスケット装着面上を流れ、さらに、通路孔（４ ）で集められて１次集液通路（11）へ流入する。しかし、この１次熱媒体は、ガ スケット（２）に囲まれているため、通路孔（６）を通過した後に伝熱プレート （１）のガスケット装着面上を流れることはできない。これに対し、２次熱媒体 供給路（12）を流れる２次熱媒体は、同様の構成によって、伝熱プレート（１） のガスケット装着面上を流れて２次集液通路（８）に流入するが、伝熱プレート （１’）のガスケット装着面上を流れることはできない。従って、このような構 成により、伝熱プレート（１）（１’）の間に１次熱媒体流路（９）と２次熱媒 体流路（10）が交互に構成されることになる。そして、１次熱媒体流路（９）を 流れる１次熱媒体と２次熱媒体流路（10）を流れる２次熱媒体とが伝熱プレート （１）、或いは、（１’）を介して熱交換を行なう。

【０００５】 実際には、上記構成の伝熱プレート（１）（１’）を多数積層し、例えば、１ 次熱媒体として温水を使用し、２次熱媒体として食品流体を使用して食品流体の 加熱殺菌を行なっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ここで、上記構成のプレート式熱交換器を模式的に表せば、図５に示す構成と なる。図５において、実線部分は１次熱媒体、例えば、温水の流路を示し、破線 部分は２次熱媒体、例えば、食品流体の流路を示す。また、10a・・・・10dは２次熱 媒体流路（10）を示し、ａ₁・・・・ａ₄は、２次熱媒体流路（10）に２次熱媒体を供 給する通路孔（６）を示す。同様に、9a・・・・9dは、１次熱媒体流路（９）を示し 、ｂ₁・・・・ｂ₄は１次熱媒体流路（９）に１次熱媒体を供給する通路孔（３）（３ ）を示す。また、Ｔ₁・・・・Ｔ₄は、熱交換終了後の２次熱媒体の温度を示す。

【０００７】 従来の装置では、通路孔ｂ₁・・・・ｂ₄の開口径は同じであるため、9a・・・・9dを流 れる１次熱媒体の流量は同じである。又、同様に、ａ₁・・・・ａ₄の開口径も同じで あるため、10a・・・・10dを流れる２次熱媒体の流量も同じである。そして、9aを流 れる１次熱媒体は、両側の10c・10dを流れる２次熱媒体を加熱し、同様に、9bを 流れる１次熱媒体が10b・10cを流れる２次熱媒体を、9cを流れる１次熱媒体が10 a・10bを流れる２次熱媒体を加熱する。ところが、9dを流れる１次熱媒体は、一 側の10aを流れる２次熱媒体のみを加熱するため、10aを流れる２次熱媒体は、他 の２次熱媒体より多量の熱を与えられて温度Ｔ₁が高くなってしまう（∴Ｔ₁＞Ｔ ₂ ＝Ｔ₃）。また、10b・10cを流れる２次熱媒体は、夫々の両側に配置された9a・・・・ 9cを流れる１次熱媒体に両側から加熱されるのに対し、10dを流れる２次熱媒 体は、一側の9aを流れる１次熱媒体によってのみ加熱されるため、他の２次熱媒 体に比べて温度Ｔ4が低くなってしまう（∴Ｔ₁＞Ｔ₂＝Ｔ₃＞Ｔ₄）。

【０００８】 このように、従来のプレート式熱交換器では、複数の２次熱媒体流路10a・・・・1 0dのうちの両側端部にある２次熱媒体流路10a、10dを流れる２次熱媒体の受熱量 が他と異なるため、２次熱媒体の温度が各流路で不均一になる問題があった。

【０００９】 そこで本考案は、伝熱プレート間に形成された複数の２次熱媒体流路を流れる ２次熱媒体の加熱、又は、冷却を均一に行い、２次熱媒体の温度を全ての流路で 一定にすることのできるプレート式熱交換器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案は、少なくとも２つの通路孔が形成された複 数の伝熱プレートをガスケットを介して積層し、上記２つの通路孔とガスケット との協働で１次熱媒体供給路と２次熱媒体供給路とを構成すると共に、隣接する 伝熱プレートとの協働で伝熱プレートの両面に１次熱媒体流路と２次熱媒体流路 とを別途構成したものであって、上記１次熱媒体供給路から伝熱プレートに形成 した一方の通路孔を介して１次熱媒体流路に供給された１次熱媒体と上記２次熱 媒体供給路から他方の通路孔を介して２次熱媒体流路に供給された２次熱媒体と が伝熱プレートを介して熱交換を行なうプレート式熱交換器において、側端部に 位置する１次熱媒体流路、或いは、２次熱媒体流路に１次、或いは、２次熱媒体 を供給する通路孔の開口径を他の通路孔の開口径よりも小さくする。

【００１１】

【作用】

側端部に位置する１次、或いは２次熱媒体流路に熱媒体を供給する通路孔の開 口径を他の通路孔よりも小径とすることにより、上記２つの熱媒体流路を流れる 熱媒体の流量が減少する。例えば、図５の右側に示すように、側端部に１次熱媒 体流路（9d）が位置している場合、通路孔ｂ₄の開口径を小さくすることにより 、9dを流れる１次熱媒体の流量が減少する。すると、その側方の10aを流れる２ 次熱媒体の受熱量も減り、10aを流れる２次熱媒体の温度Ｔ₁が低下する。従って 、ｂ₄の開口径を適宜調整することによってＴ₁＝Ｔ₂＝Ｔ₃が達成される。

【００１２】 また、図５の左側に示すように、側端部に２次熱媒体流路10dが位置している 場合、通路孔ａ₄の開口径を小さくすることにより、10dを流れる２次熱媒体の流 量が減少する。すると、9aを流れる１次熱媒体からの受熱量が10dを流れる２次 熱媒体の単位量あたりでは増大し、この結果、10dを流れる２次熱媒体の温度Ｔ₄ が上昇する。従って、ａ₄の開口径を適宜変更することによってＴ₁＝Ｔ₂＝Ｔ₃＝ Ｔ₄が達成できる。

【００１３】 このように、側端部にある熱媒体流路が１次用、或いは、２次用であるを問わ ず、夫々の熱媒体流路に熱媒体を供給する通路孔の開口径を小さくすることによ り、複数ある２次熱媒体流路を流れる２次熱媒体の温度を均一に保つことができ る。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１乃至図３を参照して説明する。本実施例におい ては、従来装置と同一部材には同一参照番号を付してその説明を省略する。

【００１５】 図１は、図２に示す伝熱プレート（１）（１’）をガスケット（２）を介して 複数積層し、両側から端板（13）（14）で挟み込んだプレート式熱交換器のＡ− Ａ線での断面図を示す。このプレート式熱交換器では、通路孔（３）（６）・・・・ とガスケット（２）との協働により１次熱媒体供給路（７）が構成されており、 同様に、通路孔（３）（６）とガスケット（２）の協働により２次熱媒体供給路 （12）が構成されている。また、伝熱プレート（１’）のガスケット装着面側に は、１次熱媒体流路（９）が、一方、伝熱プレート（１）のガスケット装着面側 には、２次熱媒体流路（10）が構成されている。

【００１６】 １次導入管（15）から供給された１次熱媒体は、１次熱媒体供給路（７）を流 れながら通路孔（３）を通過した後に各１次熱媒体流路（９）に分流する。一方 、２次導入管（16）から供給された２次熱媒体は、２次熱媒体供給路（12）を流 れながら通路孔（６）を通過した後に各２次熱媒体流路（10）に分流する。そし て、伝熱プレート（１）（１’）を介して１次熱媒体と２次熱媒体とが熱交換を 行ない、高温の１次熱媒体で低温の２次熱媒体を加熱する。熱交換の終了した１ 次熱媒体、及び、２次熱媒体は、図２に示すように、１次集液通路（11）、及び 、２次集液通路（８）に流入して両集液通路（11）（８）の先端に装着した排出 管（何れも図示省略）で外部に排出される。

【００１７】 図１の右側端部に位置する１次熱媒体流路（９’）に１次熱媒体を供給する通 路孔（３’）の開口径は、１次熱媒体供給路（７）を構成する他の通路孔（３） （６）の径よりも小さく構成しておく。また、図１の左側端部に位置する２次媒 体流路（10’）に２次熱媒体を供給する通路孔（６’）は、２次熱媒体供給路（ 12）を構成する他の通路孔（３）（６）の径よりも小さくしておく。このような 構成により、両端にある１次、及び、２次熱媒体流路（９’）（10’）を流れる 熱媒体の流量が他の流路（９）（10）に比べて減少する。

【００１８】 図３に上記構成を模式図で示す。尚、この模式図では簡略化のため、図１より 伝熱プレート（１）（１’）の数を少なくしている。

【００１９】 図３において、実線部分は１次熱媒体の流路を示し、破線部分は２次熱媒体の 流路を示す。また、ａ'₁、ａ'₂ 、ａ'₃は２次熱媒体流路（10）に２次熱媒体を 供給する通路孔（６）を示し、ａ'₄ は小径に形成された通路孔（６’）を示す 。一方、10a’、10b’、10c’は２次熱媒体流路（10）を示し、10d’は流量の少 ない２次熱媒体流路（10’）を示す。同様に、ｂ'₁ 、ｂ'₂ 、ｂ'₃ は１次熱媒 体流路（９）に１次熱媒体を供給する通路孔（３）を示し、ｂ'₄ は小径の通路 孔（３’）を示す。一方、9a’9b’9c’は、１次熱媒体流路（９）を示し、9d' は流量の少な い１次熱媒体流路（９’）を示す。また、Ｔ'₁・・・・Ｔ'₄ は、熱交 換終了後の２次 熱媒体の温度を示す。

【００２０】 上述のように、9d’を流れる１次熱媒体の流量が減少するので、その側方の10 a’を流れる２次熱媒体の受熱量が減少し、10a'を流れた２次熱媒体の温度Ｔ'1 が低下する。従って、ｂ'₄の開口径を適宜調整することによってＴ'₁＝Ｔ'₂＝Ｔ '₃が達成できる。

【００２１】 また、10d'を流れる２次熱媒体の流量が減少するのでこの２次熱媒体の単位量 あたりの受熱量が増大することになり、この結果、10d'を流れた２次熱媒体の温 度Ｔ'₄が上昇する。従って、ａ'4の開口径を適宜変更することによってＴ'₁＝Ｔ '₂＝Ｔ'₃＝Ｔ'₄が達成できる。

【００２２】 このように、本考案によれば、積層した伝熱プレート（１）（１’）間に形成 された１次、及び、２次熱媒体流路（９）（10）のうち、側端部にある１次、及 び、２次熱媒体流路（９’）（10’）に熱媒体を供給する通路孔（３’）（６’ ）の開口径を小さくする。この結果、複数の２次熱媒体流路（10）のうち、両側 端部に位置する２次熱媒体流路を流れた２次熱媒体の温度を、他の流路を流れた ２次熱媒体と同一にすることが可能になる。このような構成のプレート式熱交換 器を使用することにより、例えば、１次熱媒体として温水を使用し、２次熱媒体 として食品流体を使用した場合にも、食品流体を各流路で均一に加熱することが できるようになる。

【００２３】 尚、本実施例では、１次熱媒体で２次熱媒体を加熱する場合のみを説明したが 、１次熱媒体で２次熱媒体を冷却する場合にも上述の構成が適用できる。

【００２４】

【考案の効果】

本考案によれば、側端部に位置する１次熱媒体流路、或いは、２次熱媒体流路 に１次、或いは、２次熱媒体を供給する通路孔の開口径を他の通路孔の開口径よ りも小さくしているので、複数ある２次熱媒体流路を流れる２次熱媒体の温度を 均一に保つことができる。従って、例えば、１次熱媒体として温水を使用し、２ 次熱媒体として食品流体を使用した場合にも、食品流体を各流路で均一に加熱す ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図である。

【図２】伝熱プレートの積層状況を示す斜視図である。

【図３】本考案に係るプレート式熱交換器の１次熱媒体
流路と２次熱媒体流路の配置態様を示す略図である。

【図４】ガスケットの伝熱プレートへの装着状況を示す
斜視図である。

【図５】従来のプレート式熱交換器における１次熱媒体
流路と２次熱媒体流路の配置態様を示す略図である。

【符号の説明】

１ 伝熱プレート １’ 伝熱プレート ２ ガスケット ３ 通路孔 ６ 通路孔 ７ １次熱媒体供給路 ９ １次熱媒体流路 10 ２次熱媒体流路 12 ２次熱媒体供給路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つの通路孔が形成された複
   数の伝熱プレートをガスケットを介して積層し、上記２
   つの通路孔とガスケットとの協働で１次熱媒体供給路と
   ２次熱媒体供給路とを構成すると共に、隣接する伝熱プ
   レートとの協働で伝熱プレートの両面に１次熱媒体流路
   と２次熱媒体流路とを別途構成したものであって、上記
   １次熱媒体供給路から伝熱プレートに形成した一方の通
   路孔を介して１次熱媒体流路に供給された１次熱媒体と
   上記２次熱媒体供給路から他方の通路孔を介して２次熱
   媒体流路に供給された２次熱媒体とが伝熱プレートを介
   して熱交換を行なうプレート式熱交換器において、側端
   部に位置する１次熱媒体流路、或いは、２次熱媒体流路
   に１次、或いは、２次熱媒体を供給する通路孔の開口径
   を他の通路孔の開口径よりも小さくしたことを特徴とす
   るプレート式熱交換器。