JPH0439000B2 - - Google Patents

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JPH0439000B2
JPH0439000B2 JP60162166A JP16216685A JPH0439000B2 JP H0439000 B2 JPH0439000 B2 JP H0439000B2 JP 60162166 A JP60162166 A JP 60162166A JP 16216685 A JP16216685 A JP 16216685A JP H0439000 B2 JPH0439000 B2 JP H0439000B2
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0275—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple branch pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は板状熱交換器に関し、より詳細には、
熱交換領域において流路の幅に渡つてほぼ均一な
流体の流れの分配をもたらすように成形した板を
有している板状熱交換器および板状熱交換器用の
板に関するものである。
〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕
板状熱交換器においては、流体は隣接する（積
重ねた）周囲をシールした薄い金属板間の熱交換
領域を介して流れる間に熱を交換する。これらの
熱交換器は、真の逆流熱接触、大きな容易に調節
可能な表面積対容積比、小型であることおよび高
価な材料を使用せずに済むことの利点をもたら
す。これらの理由で板状熱交換器はより一般的な
円筒多管式熱交換器の代用として最も普及してい
る。
最も一般的な板状熱交換器は、流体送込み口お
よび返送口および板周囲をガスケツトでシールし
たガスケツト板形式である。薄い金属板を圧縮し
てガスケツト位置、流体分配領域、および熱伝達
を増大させ熱交換領域における機械的強度を与え
る波形部を成形する。板の積層はタイロツドまた
はプレスによつて機械的に支持した重い端板で結
合する。この形式の熱交換器は清掃のため容易に
分解できるという利点をもたらすが、ガスケツト
によつて取扱うことができる流体および温度の範
囲が制限される傾向があり、耐圧性が幾分制限さ
れ限られた数のストツク圧縮金属板の設計が全て
の仕事を果たさなければならないという欠点があ
る。状況によつてはエラストマーガスケツトを排
除することが望ましいため溶接板、螺旋および層
形式にすることになる。しかしながらこれらは完
全に分解することができない。
低温学の分野はろう付アルミニウムプレートフ
イン形式の熱交換器が開発された。波形アルミニ
ウム薄板（フイン）およびシール棒を流体を分離
する平板にろう付けし、送込み口および返送口は
シール棒にギヤツプを残した板の縁部に取付け
る。この構成技術はろう付けが熱および機械結合
をもたらすことを信頼しているものであり、従つ
て適当にろう付けすることができる材料およびそ
れらの適合する流体および温度の使用に限定され
る。
本発明における板状熱交換器は板の製造および
組立の方法が上述の熱交換器とは異なり、一部の
用途においてコストの節約を約束する。上述の
（先行技術の）熱交換器においては、流体の流路
はガスケツトまたは金属シール棒で平坦または圧
縮した金属板を離隔することによつて形成する。
本発明に関する熱交換器においては、流体の流路
はほぼ平坦な板の厚さ中に形成する。本発明に関
する型の板を有する熱交換器は、シドニー大学の
名で1981年５月４日に出願されたオーストラリア
特許出願番号70211／81に開示されている。
全ての板状熱交換器においては、流体が不均一
な流れになる傾向は性能に害を及ぼし得るため、
熱交換領域の全幅に渡つて流体が均一に分配する
ようになつていなければならない。或る種の分配
領域は通常流体入口を熱交換領域に接続する必要
がある。これは実際の要件によつて、流体を熱交
換領域に送込むのに利用可能な口部の縁部の長さ
は通常交換領域自体の幅より短いためであり、か
つ（あるいは）口部の縁部は熱交換領域中の流れ
の方向に完全に垂直ではないためである。各々の
場合口部の有効横方向範囲は熱交換領域の幅より
小さい。
前記オーストラリア特許出願70211／81は、１
つの導溝の形式の分配領域を有する熱交換板を開
示しており、該導溝は分岐導溝を介して装置の入
口および出口を熱交換領域に接続する。
〔問題点を解決するための手段〕
これに対し本発明は、内部に分配領域を形成し
て流体供給口あるいは排出口の接近可能な縁部を
平滑化領域を介して熱交換領域に連結した板を有
する板状熱交換器を目的としている。各板中の分
配領域の特徴は、板の厚さ中に形成し断面寸法が
等しく熱交換領域の幅に渡る点でほぼ均一な流体
の流れをもたらすように配設した、複数の別々の
流体流路で構成されていることである。
従つて本発明は、向い合せに積重ねて結合した
複数のほぼ平坦な板を備えている熱交換器を提供
する。少なくとも幾つかの板はそれらの各々の厚
さ中に長手方向に延長する導溝を備えて形成し、
該導溝は熱交換領域を形成し該領域を介して流体
が通過して隣接する板中の導溝を通過する流体と
熱を交換することができる。前記熱交換領域を備
えて形成した少なくとも幾つかの板は、さらに熱
交換領域の一端と連通する第１口部と、熱交換領
域の他端とを連通する第２口部と、および少なく
とも一方の口部とこれに対応する熱交換領域の端
部との間に位置して、分配領域および平滑化領域
を備えている。平滑化領域は横方向流成分が分配
領域と熱交換領域との間を流れる流体に与えられ
る１つの板の厚み内において横方向に伸びる流体
流路を備えており、分配領域は口部の接近可能な
縁部と平滑化領域との間を伸びる複数の流体流路
を備えている。分配領域流路は全て板の厚さ中に
形成し熱交換領域に実質的に一杯に広がり断面寸
法が等しく一定の該分配領域流路は流体が平滑化
領域を通過した後熱交換領域の幅に渡る全てのほ
ぼ均一な流体の流れをもたらし、平滑化領域での
それらの長さと相互のスペースとの間の関係を有
している。
熱交換領域に渡る全ての点での均一な流体の流
れは好ましくは２つの方法の一方で達成される。
第１に、分配領域流路が全て同じ長さを有し平滑
化領域で等しい量だけ互いに離隔するように該流
路を構成することによつてである。別の方法とし
てかつ最も好ましくは、分配領域流路が異なる長
さを有し、平滑化領域での流路間の間隔が流路の
長さの増大とともに減少するように該流路を構成
することによつてである。
平滑化領域はその端部に隣接する熱交換領域の
導溝間に延長し該導溝を連結する少なくとも１つ
の横方向流体流路を備えている。
別個の分配／平滑化領域は通常熱交換領域の各
端部に設け、一方は第１口部（入口）の接近可能
縁部と連絡しており、他方は第２口部（出口）の
接近可能縁部と連絡している。しかしながら、熱
交換領域と同じ幅を有する入口を収容するのに十
分なスペースが板中で利用可能な場合、熱交換領
域の流路が直接入口と連絡するような態様で板を
構成してもよく、そうすれば熱交換領域の入口側
の分配領域の必要性は無くなる。同様に、熱交換
領域と同じ幅を有する出口を収容するのに十分な
スペースがある場合、熱交換領域の出口端部の分
配領域の必要は無くなる。しかしながら本発明
は、分配領域は熱交換領域の一端または他端ある
いは両端で必要であるという仮定を前提としてい
る。
熱交換器は通常交互の板中の熱交換領域が異な
る流体の流れを搬送するように構成する。最も簡
単な構成においては、各板の片面の大部分は（口
部開口から離隔して）導溝を備えて形成し、熱交
換器の熱交換領域、分配領域および平滑化領域中
の全部の流体流路は、隣接する板の平坦な導溝を
設けない面に対面するように位置決めする。しか
しながら多くの代用構成が可能である。例えば、 (a) 板の両側が板の表面に形成した導溝および流
路を有していてもよい。
(b) 導溝は板中のスリツトとして形成し該板の全
厚さを介して延長してもよい。連続するスリツ
ト板または該板のグループは、流体の流れの混
合を防止するため仕切板によつて隣接する板ま
たは板の群から分離する必要がある。このよう
な仕切板は適当な口部開口を備えている。
また本発明は前述の熱交換器において使用する
板も提供する。このような板は実質的に平らであ
り、その厚さ中に、流体が通過することができる
熱交換領域を構成する長手方向に延びる導溝を備
えている。さらに該板は、熱交換領域の一端と連
絡する第１口部、熱交換領域の他端と連絡する第
２口部、および少なくとも一方の口部とそれに対
応する熱交換領域の端部との間に、分配領域およ
び平滑化領域を備えている。平滑化領域は、分配
領域および熱交換領域の間に流れる流体に横方向
流成分が与えられる１つの導溝を備えており、分
配領域は口部の接近可能縁部および平滑化領域の
間に延長する複数の流体流れ導溝を備えている。
熱交換領域の幅一杯に広がる多数の分配領域流路
は板の厚さ中に形成し全て等しく一定の断面寸法
を有しており、そればかりではなく該分配領域流
路は流体が平滑化領域を通過した後熱交換領域の
幅に渡る全ての点でほぼ均一な流体の流れをもた
らす平滑化領域でのそれらの長さと相互のスペー
スとの間の関係を有している。
板中の流体導溝および流路は、押抜き、放電加
工、侵食、切削、研削、蒸発、焼成、鋳造加工、
その他の既知の方法によつて形成することができ
る。しかしながら、金属は好ましくは化学的また
は電気化学的刻削加工の工程によつて除去し、該
工程において未除去金属は、切削媒体に露出する
に先立つて金属板に印刷またはスクリーン捺染し
あるいは（フオトレジストを使用して）写真術に
より塗布したマスクによつて保護する。この後者
の技術は新規で独特の設計で安価かつ迅速な加工
手段を提供し、比較的低コストで熱交換器を所要
の条件に厳密に適合させることを可能にする。
多種多様な金属を化学的に切削加工することが
でき、従つて板の製造技術は圧縮することができ
る材料に限定されない。熱交換器構造の一般的材
料、すなわち鋼、ステンレス鋼、真鍮、銅、青
銅、アルミニウムおよびチタンを使用してもよ
い。
流体入口および出口を板の周縁中に形成する場
合、口部の幾何学的形状は通常都合良く押抜くの
に十分な簡単なものとする。また板周縁の幾何学
的形状は通常裁断するのに十分簡単である。いず
れの場合にもより複雑さが要求される場合は、既
に述べたような化学的切削加工または他の技術を
使用してもよい。
熱交換器の積重ねた板は多くの技術のいずれか
によつて向い合せに保持することができる。流体
流路と同じ態様で板に溝を形成してガスケツトを
受けてもよく、板の積層は従来のガスケツト式板
状熱交換器と同じ態様で共に締付けてもよい。状
況によつてはガスケツトを省略して、平坦な面対
面の接触にシーリングを頼つてもよい。このよう
な技術は清掃のための分解を可能にする。別の方
法としては、板はそれらの面の適当な面積に渡つ
て共に溶接、はんだ付け、ろう付けまたは接着し
て、ガスケツトに関する問題を排除し端板を支持
する必要性を除去してもよい。好ましくは板は共
に拡散接合する。
下記の熱交換器の好適な実施例および熱交換器
の構造において使用することができる多数の板の
例の説明から、本発明がより完全に理解されるだ
ろう。
〔実施例〕
第１図のように、熱交換器は向い合せに拡散接
合するかまたは別の方法で（例えば締付けによ
り）固着した金属板１０の積層９を備えている。
板の積層は端板１１および１２間に設け、ここで
もまた端板はそれらが挟んでいる板の積層に接合
または締付けてもよい。
端板１１は平面板抜き板から成つているが端板
１２は流体路（図示せず）を接続することができ
る４つの口部１３〜１６を備えている。口部は板
１０の積層中に設けた口部、例えば第５図の板に
示した口部と整列している。第１流体Ａは口部１
３に送られ口部１４から排出される。熱交換器の
板の積層を通過する際、流体は１組の平行熱交換
網を通過する平行流に分割される。第２流体Ｂは
口部１５に送られ口部１６から排出される。流体
は同様に第１組と交互に配置した第２組の平行熱
交換網を通過する平行流に分割される。熱交換器
中の流体間の逆流熱接触の結果流体ＡおよびＢ間
で熱が交換される。
板１０は例えば第５図および第６図に示したよ
うな多くの方法のいずれかで構成することがで
き、第１図に示した口部配置は実際に使用する板
中の口部の位置に従つて変化する。
第２図は第１図の熱交換器用の板１０の一部の
一面を概略的に示す。板中の熱交換、分配および
平滑化領域流路を形成する切削導溝は、板の片面
または両面に形成するかまたはスリツトとして形
成してもよく、板の厚さを介して延長する。第２
図は板１０中の熱交換領域１８に流体を送るかま
たは該領域から流体を受けるために設けた口部１
７を示す。口部１７は全体を熱交換器の板の周囲
内、板の周囲に設けるか、または（図のように）
一部を板の周囲内、一部を周囲外に設けることが
できる。
口部１７はいわゆる接近可能縁部１９を備えて
おり、該縁部から、または該縁部に流体導溝を接
続する。接近可能縁部１９は通常熱交換領域１８
の幅Ｗより小さい全長ｌを有しており、口部の接
近可能縁部１９は（一部または全体を）熱交換領
域１８の上限縁部に平行に配置しなくてもよい。
従つて流体は口部１７から分配領域２０を介して
熱交換領域１８に移送しなければならない。
分配領域２０は板１０の厚さ中に（例えば化学
的刻削により）切削した導溝から形成した一連の
分配領域２１によつて構成する。流路は全てほぼ
同一で一定の断面寸法を有しており、口部の接近
可能縁部１９と平滑化領域２２との間を延びる。
分配領域２０はそれらの数が最大になるように口
部の接近可能縁部１９に沿つて近接して離隔し、
好ましくはそれらの長さに沿つて分離したままに
する。しかしながら、等圧点で分配流路２１と交
差するさらの別の横方向流路（図示せず）によつ
て交差結合してもよい。
平滑化領域２２は分配領域から流れる流体の成
分が横方向に流れるように促進または許容される
領域である。これは分配流路２１および熱交換領
域１８間を通過する流体が、熱交換領域の全幅に
渡つて完全に分散することを補助する。
平滑化領域２２中の流路パターンはそのパター
ンによつて所望の横方向流が可能になる場合は熱
交換領域１８中の流路パターンと異なる必要はな
いが、通常少なくとも幾つかの横方向流路を設け
て少ないスペースで大きな流れの分散を可能にす
る。熱交換領域の全幅に渡つて均一な流体分配が
必要な場合、種々の平滑化領域流路は好ましくは
交差結合し、これによつて分配領域の設計または
製造におけるわずかな欠陥も流体の小さな横方向
流れによつて最小限にすることができる機構がも
たらされる。
従つて平滑化領域２２は板１０の厚さ中に切削
した導溝から形成した複数の流路２３および２４
を備えており、該流路は分配領域および熱交換領
域の接続部に設けこれらの領域を接続する。
熱交換領域１８は、隣接する熱交換領域中の流
体の流れとの熱接触を設けることができる面を与
える流路配置によつて構成する。熱交換器１８は
接合のため、および（または）流路の適正な形状
を支持するのに利用可能なまま残つている元の板
材の未除去部分２６を交互に挿んだ複数の流路２
５を備えている。図のように熱交換領域は、平滑
化領域２２および熱交換領域１８の交差縁にほぼ
垂直な方向で延長する複数の平行流路２５を備え
ている。
各分配流路２１によつて供給される熱交換領域
１８の幅は、分配導溝によつて与えられる流れに
対するインピーダンスおよび熱交換領域中の所望
の平均流れ輪郭に基いている。最も一般的には熱
交換領域の全幅にわたつて均一な流れが設定され
るのが望まれる。従つて口部１７の接近可能縁部
１９に沿つた圧力はほぼ一定であるため、各分配
流路２１に沿つたほぼ等しい圧力降下が必要であ
る。
分配領域２０は通常２つの主要な方法の一方で
構成する。
１ 第１の場合、分配流路２１は同じ長さを有し
ており、好ましくは流れ方向で同数の曲部およ
び変化を有している。このような流路を下るほ
ぼ等しい流れはほぼ等しい圧力降下を生じ、従
つて各流路は熱交換領域の同じ幅に流体を送
る。これは流れが層流でも乱流でも、あるいは
遷移流でもそうであり、通常主要な圧力降下源
がどこで生じるかに関係が無い。状況によつて
は、例えば流路の長さに沿つた曲部の付近は圧
力降下に対する耐力を有していることがある
が、大部分はこのような降下は重要であるとは
考えられない。
第１のタイプの分配領域の２つの例を第３図ａ
およびｂに示す。両方の例において、分配流路２
１は同じ長さのものであり同数の曲部を有してい
る。図のように曲部は鋭角であるが丸味をつけて
それらが受ける圧力降下を最小限にすることもで
きる。両方の例において、曲部間の距離には相当
の変化があり、幾つかの曲部は設計製図または複
数の化学的刻削中に事実上「消失」し得る。広い
横方向流路を備えた平滑化領域２２はこのような
「不完全」の影響を排除するのを補助する。
第３図ａの分配領域は通常、熱交換領域１８中
の流れ方向にほぼ平行な接近可能縁部１９を有す
る口部２８と共に使用する。第３図ｂの分配領域
は通常、熱交換領域１８中の流れ方向にほぼ垂直
な接近可能縁部１９を有する口部２９と共に使用
する。
２ 第２の場合、分配流路２１は著しく異なる長
さのものである。流路の長さに沿つた壁面摩擦
から生じる圧力降下は通常全圧力降下の支配的
ではないにしてもかなりの割合であるため、こ
のような流路はそれらに沿つた全圧力降下がほ
ぼ同一である場合通常異なる流量の流体を搬送
する。従つて、流路間の間隔が流路の長さの増
大とともに（流路の熱交換領域端部で）減少す
るように流路２１を構成することによつて、均
一な流が発生する。
第２のタイプの分配領域の例を第２図，第４図
ａおよびｂに示す。第２図および第４図ａの分配
流路２１は楕円弧状に形成し、第４図ｂの分配流
路は接線が接合した円弧状に形成する。これらの
特定の形状は計算および製図の便宜上採用したも
ので、無限に多様な改変例がありうる。第４図ａ
の分配領域は、口部２８の接近可能縁部１９が熱
交換領域中の流体の流れに主として平行である場
合に使用し、第４図ｂの分配領域は、口部２９の
接近可能縁部１９が熱交換領域の流体の流れに垂
直である場合に使用する。
壁面摩擦、曲部および流れ断面の変化から生じ
る圧力降下の別個の寄与は、標準流体力学技術に
従つて各流路について考慮しなければならない。
鋭曲部および流れ断面の変化による圧力降下は全
ての流れ条件について確実に計算することができ
ないため、できるだけ回避するのがよい。但し流
れ断面の変化は口部および平滑化領域では通常回
避することはできない。流体の運動エネルギーが
低い層流においては、流れ面積の変化から生じる
圧力損失は壁面摩擦により損失と比較して通常小
さい。これはこのような圧力損失が層流について
は確実に計算することができないため、都合がよ
い。これらの圧力降下がより重要な意味を持つ乱
流においてはより確実に計算される。
各流路中の圧力降下はおおよそ下記の式で与え
られる。すなわち、 Pdrop＝（Kc＋Ke＋4fＬ／De）0.5ρV2 但し、Kc＝収縮係数 ＝0.6（近似値），Re＞2000 （Reはレイノルズ数） Ke＝膨張係数 ＝（１−面積比）2，Re＞2000 （2000＜Re＜4000に極めて近似） ｆ＝摩擦係数 ＝0.01（近似値），Re＞2000 ＝16／Re，Re＜2000 Ｌ＝流路の長さ、ｍ De＝流路の等価直径、ｍ ρ＝流体の密度、Kg／m3 ｖ＝流体の速度、ｍ／秒 多くの場合に圧力降下を判定する際のかなりの
近似性によつて、欠陥を補正する際の平滑化領域
２２の重要性が強調される。分配流路は適正な流
体の分配を完全に保証するまでにはいかなくとも
これを大いに補助する。
通常第１のタイプ（第３図ａおよびｂ）の分配
領域はより確実に広範囲の流量に渡つて流体を分
配するが、高い圧力降下を受けかつ（または）第
２のタイプ（第２図，第４図ａおよびｂ）の分配
領域より多くのスペースを占める。
第３図および第４図の特徴を取入れている完全
な（比対称の）板１０の例を各々第５図および第
６図に示す。
上述のタイプの板を組込んでいる熱交換器は、
液体食品の低温殺菌における後熱式熱交換器に要
求されるような、有効度の高い液体対液体接触に
使用することができる。通常このような仕事に使
用しようとする熱交換器においては細長い板が必
要であり、液体の入口および出口のため２対の口
部２９，１７が必要である。
第１図のタイプの熱交換器において第５図また
は第６図に示したような板を使用する場合、口部
２９が板の厚さ全体を貫通するように板を形成す
るが、熱交換領域１８、分配領域２０および平滑
化領域２２を形成する導溝は各板の片面のみに切
削する。所与の積層９中の全部の板１０は通常
（例えば第５図または第６図に示したように）同
一であるが、板１０ａおよび１０ｂの交互の板を
反転させて（すなわち板の平面で180度回転させ
て）、板１０ａの左側口部を分配導溝により接近
する場合板１０ｂの右側口部を分配導溝により接
近するようにする。
多様な代替素子板の設定により同様な装置を製
造することが可能である。例えば一方が他方の鏡
像である２つの異なる板の設計を使用して、流体
が対角線方向に対向する口部を介して流入および
流出するようにしてもよい。別の方法としては、
素子板の両側に導溝を設け異なる流体が好ましく
は各側に接触するようにしてもよい。また導溝を
板の両側に形成した場合または板の厚さ全体を介
して切削することによつて形成した場合、導溝を
設けない仕切り板を設けて流体流路を分離しても
よい。
第２図および後続の図において、導溝２１およ
び２５は導溝間のスペースに対して狭く示してい
る。該導溝は端に図解の便宜上そのように示した
もので、本発明の大部分の用途においては導溝は
該導溝間の間隔の約３倍の幅を有する。
上述のように本発明は、向い合わせに重ねて結
合した複数の略平坦な板の少なくともいくつかに
各々の厚さにおいて熱交換領域を形成する長手方
向に伸びる導溝を形成し、また熱交換領域の一端
には第１口部と、熱交換領域の他端に連通する第
２口部と、および少なくとも一方の口部と上記熱
交換領域の対応する端部の間に位置して分配領域
および平滑化領域を適宜手段によつて形成し、平
滑化領域は分配領域と熱交換領域との間を板の厚
み内において流れる流体に横方向流れ成分が与え
られる少なくとも１つの横方向に伸びる流体流路
を備え、分配領域は上記口部の接近可能な縁部と
上記平滑化領域との間を延びる複数の流体流路を
備え、分配領域流路は熱交換領域に実質的に一杯
に広がり全て上記板の厚さの中に形成され全て等
しく一定の断面寸法を有し、分配領域流路は流体
が上記平滑化領域を通過した後上記熱交換領域の
幅に渡る全てのほぼ均一な流体の流れをもたら
し、平滑化領域でのそれらの長さと相互のスペー
スとの間の関係を有するように形成されているの
で、製造および組立が簡素化されてコストが低廉
になり、材料および流体の温度に制限されること
なく、熱交換領域の全幅に流体が均一に分配され
ることにより効率よく熱交換が行え、製品として
の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は例えば第５図または第６図のタイプの
複数の金属板を組込んでいる第１の熱交換器の斜
視図、第１図Ａは第１図の熱交換器の一部拡大
図、第２図は第１図のタイプの熱交換器において
使用する板の一部の概略図、第３図ａおよびｂ、
第４図ａおよびｂは第１図のタイプの熱交換器に
おいて使用する４つの異なる板の部分図、第５図
および第６図は第１図の熱交換器に組込むための
２つの異なるタイプの非対称板の代表例を示す。 ９……積層、１０……板、１１，１２……端
板、１３，１４，１５，１６，１７……口部、１
８……熱交換領域、１９……接近可能縁部、２０
……分配領域、２１……分配流路、２２……平滑
化領域、２３，２４，２５……流路、２６……未
除去部分、２８，２９……口部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 向い合せに重ねて結合した複数のほぼ平坦な
    板を含み、上記板の少なくともいくつかは、その
    各々の厚さにおいて熱交換領域を形成する長手方
    向に延びる導溝を形成され、上記熱交換領域を流
    体が通過して隣接する板の同様の導溝を通過する
    流体により熱を交換することができ、上記熱交換
    領域を形成する少なくともいくつかの上記板はさ
    らに上記熱交換領域の１端に連通する第１口部
    と、上記熱交換領域の他端に連通する第２口部
    と、および少なくとも一方の口部と上記熱交換領
    域の対応する端部の間に位置して分配領域および
    平滑化領域とを備えており、上記平滑化領域は上
    記分配領域と上記熱交換領域との間を流れる流体
    に横方向流れ成分が与えられる少なくとも１つの
    板の厚み内において横方向に伸びる流体流路を備
    え、上記分配領域は上記口部の接近可能な縁部と
    上記平滑化領域との間を延びる複数の流体流路を
    備え、上記分配領域流路は熱交換領域に実質的に
    一杯に広がり全て上記板の厚さの中に形成され全
    て等しく一定の断面寸法を有しており、上記分配
    領域流路は流体が上記平滑化領域を通過した後に
    上記熱交換領域の幅に渡る全ての点でほぼ均一な
    流体の流れをもたらし、平滑化領域でのそれらの
    長さと相互のスペースとの間の関係を有している
    ことを特徴とする板状熱交換器。 ２ 上記分配領域流路は全て同じ長さを有してお
    り、上記平滑化領域で略等しい量だけ互いに離隔
    していることを特徴とする上記特許請求の範囲第
    １項記載の板状熱交換器。 ３ 上記分配領域流路は異なる長さを有してお
    り、上記平滑化領域での上記流路間の間隔は流路
    の長さの増大とともに減少することを特徴とする
    上記特許請求の範囲第１項記載の板状熱交換器。 ４ 上記熱交換領域を組込んでいる各板は２つの
    分配／平滑化領域を備えており、その一つは各口
    部とこれに対応する上記熱交換領域の端部の間に
    配置されることを特徴とする上記特許請求の範囲
    第１項に記載の板状熱交換器。 ５ 上記熱交換領域導溝、上記分配領域流路およ
    び上記平滑化領域流路を上記各板の片面のみに凹
    部として形成することを特徴とする上記特許請求
    の範囲第１項に記載の板状熱交換器。 ６ 上記熱交換領域導溝、上記分配領域流路およ
    び上記平滑化領域流路を幾つかの上記板の対向面
    に凹部として形成することを特徴とする上記特許
    請求の範囲第１項記載の板状熱交換器。 ７ 上記熱交換領域導溝、上記分配領域流路およ
    び上記平滑化領域流路を幾つかの上記板の幾つか
    の厚さにわたつて延びるスリツトとして形成する
    ことを特徴とする上記特許請求の範囲第１項記載
    の板状熱交換器。 ８ 上記導溝および流路を化学的刻削工程によつ
    て上記板に形成することを特徴とする上記特許請
    求の範囲第１項に記載の板状熱交換器。 ９ 上記板は共に拡散接合することを特徴とする
    上記特許請求の範囲第１項記載の板状熱交換器。 １０ 上記口部全体を上記各板の周囲内に形成す
    ることを特徴とする上記特許請求の範囲第１項記
    載の板状熱交換器。 １１ 板は充分に平たく厚さ中に流体が通過する
    ことができる熱交換領域を構成する長手方向に延
    長する導溝を備えており、さらに、上記熱交換領
    域の一端と連絡する第１口部、上記熱交換領域の
    他端と連絡する第２口部、および少なくとも一方
    の口部とこれに対応する上記熱交換領域端部の間
    に位置した分配領域および平滑化領域を備えてい
    る板状の熱交換器用の板にして、上記平滑化領域
    は上記分配領域と上記熱交換領域との間を流れる
    流体に横方向流れ成分が与えられる少なくとも１
    つの板の厚み内において横方向に伸びた流体流路
    を備えており、上記分配領域は上記口部の接近可
    能な縁部と上記平滑化領域との間を延びる複数の
    流体流れ導溝を備え、上記分配領域流路は熱交換
    領域の幅一杯に実質的に及び上記板の厚さの中に
    形成し、全て等しく且つ一定の断面寸法を有して
    おり、分配領域の上記流路は流体が上記平滑化領
    域を通過した後熱交換領域の幅に渡る全ての点で
    ほぼ均一な流体の流れをもたらし平滑化領域にお
    いてそれぞれの長さと相互のスペースとの間の関
    係を有していることを特徴とする板状熱交換器用
    の板。 １２ 上記分配領域流路は全て同じ長さを有して
    おり、上記平滑化領域で等しい量だけ互いに離隔
    している板を含むことを特徴とする上記特許請求
    の範囲第１１項記載の板状熱交換器用の板。 １３ 上記分配領域流路は異なる長さを有してお
    り上記平滑化領域での上記流路間の間隔は上記流
    路の長さの増大とともに減少することを特徴とす
    る上記特許請求の範囲第１１項記載の板状熱交換
    器用の板。
JP60162166A 1984-07-25 1985-07-24 板状熱交換器および板状熱交換器用の板 Granted JPS6162795A (ja)

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