JPH05264180A - プレート式熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製作コストが低く、且つ、長期にわたって安
定した熱交換を行ない得るプレート式熱交換器を提供す
る。 【構成】プレート（１）のガスケット溝（７）の形成面
に、第１通路孔（２）を囲繞する第１通路孔ガスケット
溝（５）を形成する。この第１通路孔ガスケット溝
（５）は、他のガスケット溝（７）より浅く且つ他のガ
スケット溝（７）から独立して形成する。このプレート
（１）の裏面（1a）同士を接合してカセット（11）を構
成し、さらに、複数組のカセット（11）を、第１通路孔
ガスケット溝（５）に嵌め込んだ一定厚さを有する通路
孔ガスケット（13）と、他のガスケット溝（７）に嵌め
込んだメインガスケット（12）とを介在させながら積層
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換を行なう２種類
の媒体のうち、一方の媒体が高温・強酸性・溶剤といった
腐食性媒体である場合に使用されるプレート式熱交換器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なプレート式交換器は、図６に示
すように、４隅部に通路孔（20）を有する複数枚のプレ
ート（21）を、合成ゴム等からなるガスケット（22）を
介在させながら積層することにより構成され、各プレー
ト（21）間には、第１媒体の流れる第１流路（23）と第
２媒体の流れる第２流路（24）とが交互に形成されてい
る。

【０００３】ところで、上述のプレート式熱交換器で
は、一方の媒体が高温、強酸性或いは溶剤等の腐食性媒
体である場合に、当該媒体の流路通過に伴ってガスケッ
ト（22）が変質するおそれがある。このようなガスケッ
ト（22）の変質は、媒体の液漏れ等の不具合を招くため
好ましくない。そこで、上記条件下では、腐食性媒体の
流路からガスケットを排除した構造のプレート式熱交換
器が使用される。以下、このようなプレート式熱交換器
の具体的構成を図４及び図５に基づいて説明する。

【０００４】図４（ａ）に示すように、プレート（25）
には、その４隅部に第１通路孔（26）と第２通路孔（2
7）とがそれぞれ対をなして形成され、さらに、プレス
成形等により底部をプレート（25）の裏面（25ａ）に突
出させてガスケット溝が形成されている。このガスケッ
ト溝は、前記第１及び第２通路孔（26）（27）を環状に
囲繞する第１及び第２通路孔ガスケット溝（29）（30）
と、前記両通路孔ガスケット溝（29）（30）の頂部と連
続しつつプレート（25）の伝熱面（32）を鼓型に囲繞す
る外周部ガスケット溝（31）と、前記外周部ガスケット
溝（31）の４つの角部に形成され、この外周部ガスケッ
ト溝（31）を連通する角部ガスケット溝（34ａ）（34
ｂ）とからなる。このうち、第１通路孔ガスケット溝
（29）の内方側の半周と第１通路孔（26）側の角部ガス
ケット溝（34ａ）（何れも点線で示す）は、他のガスケ
ット溝（一点鎖線で示す）より浅く形成されている。

【０００５】このようなプレート（25）を２枚準備し、
一方のプレート（25）を反転させつつ裏返して裏面（25
ａ）同士を対向させ、さらに、プレート（25）の裏面
（25ａ）に突出したガスケット溝のうち、深溝のガスケ
ット溝（一点鎖線）の底壁同士をシーム溶接等の手段で
接合することにより、カセット（36）が構成される。そ
して、この溶接によってカセット（36）の接合面に、外
周部ガスケット溝（31）及び第２通路孔（27）側の角部
ガスケット溝（34ｂ）でシールされた第１流路（38）が
形成される。この時、両プレート（25）（25）の浅溝の
ガスケット溝（点線）の底壁同士が隙間をもって離隔す
るので、第１通路孔（26）は第１流路（38）と連通す
る。一方、第２通路孔ガスケット溝（30）及びこれに隣
接する角部ガスケット溝（34ｂ）がそれぞれ相手面と溶
接されているので、第２通路孔（27）は第１流路（38）
から隔絶される。

【０００６】このようにして構成されたカセット（36）
は、図４（ｂ）に示すように、プレート（25）の表面
（25ｂ）間にメインガスケット（40）及び通路孔ガスケ
ット（41）を介在させて複数組積層する。前記メインガ
スケット（40）は、外周部ガスケット溝（31）の一部
と、第１通路孔（26）側の角部ガスケット溝（34ａ）と
に嵌め込むべく略台形に形成されたもので、外周部ガス
ケット溝（31）に嵌め込まれる厚肉部分（40ａ）と、角
部ガスケット溝（34ａ）に嵌め込まれる薄肉部分（40
ｂ）とを一体に備える。一方、通路孔ガスケット（41）
は、第１通路孔ガスケット溝（29）に嵌め込むべく環状
に形成されたもので、前記メインガスケット（40）と同
様に、深溝（実線部分）に嵌め込まれる厚肉部分（41
ａ）と、浅溝（点線部分）に嵌め込まれる薄肉部分（41
ｂ）とを一体に備える。このようなガスケット（40）
（41）を介在させることにより、カセット（36）（36）
の積層面には、メインガスケット（40）でシールされた
第２流路（43）が形成される。また、通路孔ガスケット
（41）が第１通路孔（26）をシールするので、第１通路
孔（26）は第２流路（43）から隔絶される。

【０００７】以下、同様にガスケット（40）（41）を介
在させながらカセット（36）を複数組積層することによ
り、図５の断面図に示すように、第１流路（38）と第２
流路（43）とを交互に備えるプレート式熱交換器が構成
される。ここで、上述のように、第１流路（38）は、ガ
スケットではなくプレート（25）の裏面（25ａ）に突出
した外周部ガスケット溝（31）及び角部ガスケット溝
（34ｂ）でシールされている。これにより、第１流路
（38）に腐食性の媒体を流すことが可能となり、この腐
食性媒体と第２流路（43）に流した通常の媒体との間で
長期にわたって安定した熱交換が行なわれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、カセット間に介在させる２種類のガスケットは、深
溝及び浅溝のガスケット溝に密着させるため、厚肉部分
と薄肉部分とを一体に形成する必要がある。しかし、こ
のようなガスケットを得るには、ガスケットの成形用金
型に厚肉及び薄肉部分を精密に形成する必要があり、金
型の製作コストが高くなる。また、このガスケットは厚
肉部分を多く含むため、ガスケット材料の使用量が増大
する。このような点から、従来のプレート式熱交換器で
は、ガスケットの製作コストが高くなるという問題点が
あった。一方、このように厚さの異なるガスケットで
は、カセットの積層時に厚肉部分と薄肉部分とでシール
効果に差異が生じるおそれがあり、長期にわたって安定
した熱交換を行なう上で好ましくない。特に、第１通路
孔をシールする通路孔ガスケットは、第２流路への第１
媒体の流入を確実に阻止するためにも、特に安定したシ
ール効果を発揮する必要がある。

【０００９】そこで、本発明は、製作コストが低く、且
つ、長期にわたって安定した熱交換を行ない得るプレー
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】上記目的の達成のため、
本発明では、４隅部にそれぞれ対をなして形成された第
１通路孔及び第２通路孔と、伝熱面の周囲に形成された
ガスケット溝とをそれぞれに有する２枚のプレートを、
前記ガスケット溝の底壁同士を密着させながら接合一体
化してカセットを構成すると共に、このカセットを前記
ガスケット溝に嵌め込んだガスケットを介在させながら
複数組積層してなり、各カセットを構成する２枚のプレ
ート間に前記第１通路孔と連通する第１流路が両プレー
トのガスケット溝でシールされて構成され、各カセット
間に前記第２通路孔と連通する第２流路が前記ガスケッ
トでシールされて構成されたプレート式熱交換器におい
て、前記プレートのガスケット溝の形成面に、第１通路
孔を囲繞する第１通路孔ガスケット溝を他のガスケット
溝より浅く且つ他のガスケット溝から独立して形成し、
この第１通路孔ガスケット溝に通路孔ガスケットを嵌め
込んだ。

【００１１】

【作用】第１通路孔を囲繞する第１通路孔ガスケット溝
を他のガスケット溝から独立して形成したことから、こ
の第１通路孔ガスケット溝に嵌め込む通路孔ガスケット
は、厚肉及び薄肉部分を構成することなく一定厚さで形
成できる。これにより、通路孔ガスケットの成形用金型
が容易に製作でき、且つ、通路孔ガスケットの全周にわ
たって一定のシール効果が得られる。また、第１通路孔
ガスケット溝を他のガスケット溝より浅く形成したこと
から、通路孔ガスケットを薄く形成することができ、通
路孔ガスケット成形時のガスケット材料の使用量が減少
する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図３に基づ
いて説明する。

【００１３】図１（ａ）は、プレート（１）の接合状況
を示す斜視図である。図示のように、プレート（１）に
は、従来品と同様にその４隅部に第１通路孔（２）と第
２通路孔（３）とがそれぞれ対をなして形成され、さら
に、プレス成形等により底部をプレート（１）の裏面
（1a）に突出させてガスケット溝が形成されている。こ
のガスケット溝は、第１及び第２通路孔（２）（３）を
環状に囲繞する第１及び第２通路孔ガスケット溝（５）
（６）と、第２通路孔ガスケット溝（６）の頂部と連続
し、且つ、第１通路孔ガスケット溝（５）から独立して
伝熱面（４）を囲繞する外周部ガスケット溝（７）と、
前記外周部ガスケット溝（７）の４つの角部に形成され
た角部ガスケット溝（8a）（8b）とからなる。また、第
１通路孔ガスケット溝（５）とこれに隣接する角部ガス
ケット溝（8a）（何れも点線で示す）は、他のガスケッ
ト溝（一点鎖線で示す）より浅く形成されている。

【００１４】このような構成の２枚のプレート（１）
（１）を、深溝のガスケット溝（一点鎖線）の底壁同士
をシーム溶接等の手段で接合して一体化することによ
り、第１流路（10）をプレート（１）（１）間に備える
カセット（11）が構成される。この時、両プレート
（１）（１）の第１通路孔ガスケット溝（５）及びこれ
に隣接する角部ガスケット溝（8a）が隙間をもって離隔
し、第２通路孔ガスケット溝（６）及びこれに隣接する
角部ガスケット溝（8b）が溶接されていることから、第
１流路（10）は第１通路孔（２）のみと連通する。

【００１５】図１（ｂ）は、カセット（11）（11）の積
層状況を示す斜視図である。同図に示すように、カセッ
ト（11）（11）は、メインガスケット（12）及び通路孔
ガスケット（13）を介して積層される。このうち、メイ
ンガスケット（12）は、従来と同様に厚肉部分（12ａ）
及び薄肉部分（12ｂ）を一体に備えた略台形に形成され
ている。一方、通路孔ガスケット（13）は、従来品と異
なり、全周にわたって均一な厚さで形成されている。こ
のようなガスケット（12）（13）を介在させることによ
り、両カセット（11）（11）の積層面に、第２通路孔
（３）と連通すると共に第１通路孔（２）と隔絶する第
２流路（14）が形成される。

【００１６】以下、同様にガスケット（12）（13）を介
在させながらカセット（11）を複数組積層することによ
り、図２の断面図に示すように、第１流路（10）と第２
流路（14）とを交互に備えるプレート式熱交換器が構成
される。この時、上述のように、第１通路孔（２）を囲
繞する第１通路孔ガスケット溝（５）が他のガスケット
溝から独立して形成されているので、通路孔ガスケット
（13）は厚肉及び薄肉部分を構成することなく一定厚さ
で形成することができる。これにより、通路孔ガスケッ
ト（13）の成形用金型が容易に製作でき、且つ、通路孔
ガスケット（13）の全周にわたって一定のシール効果が
得られる。また、第１通路孔ガスケット溝（５）が他の
ガスケット溝より浅く形成されているので、通路孔ガス
ケット（13）を薄く形成することができ、通路孔ガスケ
ット（13）の成形時のガスケット材料の使用量を減少さ
せることができる。

【００１７】なお、上述の説明では、同一形状を備える
１種類のプレートでカセット（11）を構成する場合を説
明したが、各カセット（11）は伝熱面の波型形状等の異
なる異種のプレートで形成してもよい。また、図３に示
すように、第１通路孔ガスケット溝（５）を形成したプ
レート（１）と、第１通路孔ガスケット溝（５）を形成
していないプレート（1'）とを接合してカセット（1
1’）を構成し、複数組のカセット（11’）を各種ガス
ケット（12）（13）を介在させながら積層しても同様の
効果が達成できる。

【００１８】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、通路孔
ガスケットの成形用金型の製作工程が容易化され、且
つ、成形時のガスケット材料の使用量が減少するので、
通路孔ガスケットの製作コスト、延いてはプレート式熱
交換器全体の製作コストの低減が達成される。また、通
路孔ガスケットの全周にわたって安定したシール効果が
得られるので、安定した熱交換を長期にわたって行ない
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明に係るプレート式熱交換器の
プレートの接合状況を示す斜視図であり、（ｂ）は、同
じくカセットの接合状況を示す斜視図である。

【図２】図１（ｂ）中のＡ−Ａ線での断面図である。

【図３】他の実施例を示す断面図である。

【図４】（ａ）は、従来のプレート式熱交換器における
プレートの接合状況を示す斜視図であり、（ｂ）は、同
じくカセットの接合状況を示す斜視図である。

【図５】図４（ｂ）中のＢ−Ｂ線での断面図である。

【図６】一般的なプレート式熱交換器の構造を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ プレート ２ 第１通路孔 ３ 第２通路孔 ５ 第１通路孔ガスケット溝 ６ 第２通路孔ガスケット溝 ７ 外周部ガスケット溝 8a・8b 外周部ガスケット溝 10 第１流路 11 カセット 12 メインガスケット 13 通路孔ガスケット 14 第２流路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４隅部にそれぞれ対をなして形成された
   第１通路孔及び第２通路孔と、伝熱面の周囲に形成され
   たガスケット溝とをそれぞれに有する２枚のプレート
   を、前記ガスケット溝の底壁同士を密着させながら接合
   一体化してカセットを構成すると共に、このカセットを
   前記ガスケット溝に嵌め込んだガスケットを介在させな
   がら複数組積層してなり、各カセットを構成する２枚の
   プレート間に前記第１通路孔と連通する第１流路が両プ
   レートのガスケット溝でシールされて構成され、各カセ
   ット間に前記第２通路孔と連通する第２流路が前記ガス
   ケットでシールされて構成されたプレート式熱交換器に
   おいて、 前記プレートのガスケット溝の形成面に、第１通路孔を
   囲繞する第１通路孔ガスケット溝が他のガスケット溝よ
   り浅く且つ他のガスケット溝から独立して形成され、こ
   の第１通路孔ガスケット溝に通路孔ガスケットが嵌め込
   まれることを特徴とするプレート式熱交換器。