JPH0579786A - プレート式熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流動性能を改善し、低コスト化、高性能化を
図る。 【構成】 複数のプレート１をガスケット４を介し積層
して形成される孔流路５の壁面を、ガスケット４などを
利用して軸方向に円滑面ｍとする。例えばガスケット４
にプレート１の通路孔２を囲む充填部４ｃ、４ｄを一体
に設け、この充填部４ｃ、４ｄと通路孔２を面一にし
て、孔流路５を軸方向に円滑面ｍとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伝熱面を有するプレー
トの複数枚を所定の間隔で積層したプレート式熱交換器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビルの空調用途などに多用されるプレー
ト式熱交換器の従来例を、図７および図８を参照して説
明する。図７に示すような略矩形のプレート１の複数枚
を、ガスケット４を介して積層一体化してプレート式熱
交換器が構成される。プレート１は、４隅部に熱交換媒
体の通路孔２と、中央部に伝熱面３を有し、伝熱面３と
通路孔２の周辺に弾性のガスケット４が装着される。ガ
スケット４は、プレート１の片側上下一対の通路孔２と
伝熱面３を囲う第１ガスケット部４ａと、残り２つの通
路孔２を単独に囲う第２ガスケット部４ｂを有し、これ
が各プレート１の間に装着される。各プレート１を垂直
に立て積層すると、図８に示すように複数の通路孔２と
ガスケット４が横一連に並ぶ４つの孔流路５’と、各プ
レート間に垂直のプレート流路６が形成される。

【０００３】図８に示すように、１つの孔流路５’にお
けるガスケット４は、第１ガスケット部４ａと第２ガス
ケット部４ｂが交互に並び、第１ガスケット部４ａの在
る箇所で通路孔２と１つ置きのプレート流路６とが連通
される。このような各孔の連通で、図７の鎖線で示す第
１の流路系１０と、図７の破線で示す第２の流路系１１
が形成される。第１の流路系１０の孔流路５’に一次水
などの第１の熱交換媒体を送り込むと、第１の熱交換媒
体は図８の矢印に示すように孔流路５’を流れ、一部が
分岐して１つ置きのプレート流路６を流下する。同時に
第２の流路系１１に二次水などの第２の熱交換媒体が流
されて、各プレート１の伝熱面３を介して第１と第２の
熱交換媒体間で熱交換が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プレート式熱交換器の
性能は、プレート自体の伝熱性能と、プレート間に形成
された孔流路５’とプレート流路６とにおける熱交換媒
体の流動性能の２つに大きく左右される。前者の伝熱性
能は、プレート１の伝熱面３のプレス成形形状によって
高性能化されている。後者の流動性能は、孔流路５’と
プレート流路６を流れる熱交換媒体の圧力損失の大小で
決まる。ところで、図８に示されるように、プレート１
の通路孔２とガスケット４で形成される孔流路５’の内
壁面は、ガスケット４から通路孔２の周辺部先端部が突
出した凹凸面であり、この凹凸面の凹凸方向は熱交換媒
体の通路孔の流れ方向と直交する方向にある。そのた
め、熱交換媒体は孔流路５’の凹凸壁面で流動を邪魔さ
れて、孔流路５’をスムーズに流れず、孔流路５’で熱
交換媒体に大きな圧力損失が生じていた。その結果、熱
交換器の流動性能が低下し、その分、所望の性能確保の
ために必要なプレート１の枚数が多くなって、熱交換器
が大形化し、高コストとなっている。

【０００５】本発明の目的は、プレート間の孔流路にお
ける熱交換媒体の圧力損失を小さくして、全体の流動性
能を改善したプレート式熱交換器を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、伝熱面と熱交
換媒体の通路孔を有するプレートの複数枚を所定間隔で
積層し、各プレートの通路孔で形成された管状の孔流路
と、この孔流路に連通する各プレートの伝熱面間に形成
されたプレート流路とを有し、奇数列のプレート流路に
第１の熱交換媒体を、偶数列のプレート流路に第２の熱
交換媒体を流して、プレートを介して第１と第２の熱交
換媒体間で熱交換させるプレート式熱交換器において、
前記孔流路の壁面を、対応する前記プレート流路との連
通部分を除いて軸方向で円滑面としたことにより、上記
目的を達成するものである。

【０００７】孔流路の壁面を円滑面とする具体手段とし
ては、各プレートの通路孔周辺部間に充填したガスケッ
トなどの充填物、あるいは、各プレートの通路孔先端か
ら直交方向に折曲したバーリング部が好適である。

【０００８】

【作用】プレート間の孔流路の壁面を、充填物などで円
滑面とすると、孔流路を流れる熱交換媒体の流動抵抗が
小さくなり、熱交換媒体に生じる圧力損失が大幅に減少
する。この圧力損失の減少効果で、熱交換器の流動性能
が一段と上がり、少ないプレート数で高性能のプレート
式熱交換器が実現される。

【０００９】

【実施例】以下、各種実施例を図１乃至図６を参照して
説明する。なお、図１および図２は第１の実施例を、図
３は第２の実施例を、図４は第３の実施例を示し、図５
および図６は第４の実施例を示す。図７および図８を含
む全図を通じ、同一または相当部分には同一符号を付し
て、詳細説明は省略する。

【００１０】図１および図２の第１の実施例に示される
プレート式熱交換器は、複数のプレート１をガスケット
４を介し積層して形成される孔流路５の壁面を、ガスケ
ット４を利用して通路孔の流れ方向に円滑面ｍとしたこ
とを特徴とする。このような円滑壁面の孔流路５は、プ
レート１の４隅部全ての孔流路に対して実施することが
望ましいが、選択的に１つから３つの孔流路だけに実施
してもよい。

【００１１】図１は垂直に立てたプレート１の上部の１
隅部での孔流路５が示してあり、その具体的構造を説明
する。プレート１は従来同様の形状で、中央部に伝熱面
３と４隅部に通路孔２を有し、交互に１８０°反転させ
て積層される。プレート間に装着されるガスケット４
は、従来同様の第１ガスケット部４ａと第２ガスケット
部４ｂの他に、各プレート１の通路孔２の周辺部に装着
されて充填される充填部４ｃ、４ｄを一体に有する。充
填部４ｃ、４ｄは、図２（ロ）に示すように、第１ガス
ケット部４ａと一体の略半円弧状の第１の充填部４ｃ
と、図２（イ）に示すように、第２ガスケット部４ｂと
一体の円形の第２の充填部４ｄである。第１の充填部４
ｃは、プレート１の伝熱面３の方向の略半分が無い半円
弧状であり、第２の充填部４ｄは対応するプレート１の
通路孔２と同一内径の円形で、通路孔２を完全に囲う。

【００１２】ガスケット４を介して複数のプレート１を
従来同様に積層すると、孔流路５の壁面は、第１の充填
部４ｃの在るプレート流路６との連通部分を除いて通路
孔の流れ方向に円滑面ｍとなる。この孔流路５に第１の
熱交換媒体を流すと、第１の熱交換媒体は円滑面ｍに沿
ってスムーズに流れ、一部がプレート間の交互に並ぶ第
１の充填部４ｃの欠けた開口１２からプレート流路６に
流下する。したがって、孔流路５を流れる第１の熱交換
媒体の流動抵抗が小さくなり、そのため熱交換器に生じ
る圧力損失が小さくなる。この流動性能の向上で、次の
ことが可能となる。従来製品と同一性能の製品を製作す
る場合、プレート数を少なくし、全体を小形にすること
が可能となる。

【００１３】図３の第２の実施例は、上記第１の実施例
の一部を変形させたものである。これは、ガスケット４
における第２の充填部４ｄの下略半分を省略したもので
ある。換言すると、第２の充填部４ｄを第１の充填部４
ｃと同一の略半円弧状にする。この第２の実施例におい
ては、孔流路５のプレート流路６側が凹凸面となるが、
この凹凸面はプレート流路６に熱交換媒体が流れこむ部
分であるので、圧力損失に関してほとんど問題にならな
い。

【００１４】図４の（イ）と（ロ）に示す第３の実施例
は、第１の実施例のガスケット４の各充填部４ｃ、４ｄ
に相当する充填物７ａ、７ｂで孔流路５の壁面を円滑面
ｍとしたものである。充填物７ａ、７ｂは、ガスケット
４と別物のゴム、樹脂、金属などであり、ガスケット４
と共にプレート１の間に装着される。充填物７ａ、７ｂ
のプレート１への固定化は、接着付け、溶接、ろう付け
などで行えばよい。このような充填物７ａ、７ｂを使用
すれば、ガスケット４に従来品の使用が可能となる。

【００１５】図５および図６に示す第４の実施例は、プ
レート１の通路孔２をバーリング加工して、孔流路５の
壁面を通路孔の流れ方向に円滑面ｍとしたものである。
すなわち、プレート１に次の、第１のプレート１ａと第
２のプレート１ｂを用意する。第１のプレート１ａは、
図６（イ）に示すように、通路孔２の先端略半分から直
交方向に折曲した半円弧状の第１のバーリング部８ａを
有する。第２のプレート１ｂは、図６（ロ）に示すよう
に、通路孔２の先端から直交方向に折曲した円筒形の第
２のバーリング部８ｂを有する。第１、第２のバーリン
グ部８ａ、８ｂの幅は同一で、第１、第２のプレート１
ａ、１ｂをガスケット４を介して交互に積層し、各バー
リング部８ａ、８ｂの先端を対応するプレート１ａ、１
ｂの通路孔２の周縁面に接近させる。すると、各プレー
ト１ａ、１ｂの通路孔２とバーリング部８ａ、８ｂの内
面が面一となり、孔流路５が軸方向で円滑面ｍとなる。
この第４の実施例の場合、孔流路５を流れる熱交換媒体
は、第１のプレート１ａの第１のバーリング部８ａの無
い開口１３からプレート流路６に流下する。この場合も
ガスケット４に従来品が使用できる。当然ではあるが、
バーリングの方向を本実施例とは逆の方向にする場合
は、第１のプレート１ａには、円筒形のバーリングを行
ない、第２のプレート１ｂには、半円弧状のバーリング
を行なえば良い。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、プレート間の孔流路の
壁面を、充填物などで円滑面とすることにより、孔流路
を流れる熱交換媒体の流動抵抗を小さくして、熱交換媒
体に生じる圧力損失を大幅に減少させ、熱交換器の流動
性能を向上させる効果がある。また、流動性能の改善
で、熱交換器における使用プレート数の減少化、小形化
が可能となり、熱交換器の低コスト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す部分縦断面図

【図２】（イ）は図１Ａ−Ａ線に沿う正面図、（ロ）は
図１Ｂ−Ｂ線に沿う正面図

【図３】本発明の第２の実施例を示す部分縦断面図

【図４】（イ）は本発明の第３の実施例を示す部分縦断
面図、（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図

【図５】本発明の第３の実施例を示す部分縦断面図

【図６】（イ）は図５Ｄ−Ｄ線に沿う断面図、（ロ）は
図５Ｅ−Ｅ線に沿う断面図

【図７】従来のプレート式熱交換器のプレート組立時の
斜視図

【図８】図７のプレートを組立た従来のプレート式熱交
換器の部分縦断面図

【符号の説明】

１ プレート １ａ プレート １ｂ プレート ２ 通路孔 ３ 伝熱面 ４ｃ 充填物（ガスケット） ４ｄ 充填物（ガスケット） ５ 孔流路 ６ プレート流路 ｍ 円滑面 ７ａ 充填物 ７ｂ 充填物 ８ａ バーリング部 ８ｂ バーリング部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝熱面と熱交換媒体の通路孔を有するプ
   レートの複数枚を所定間隔で積層し、各プレートの通路
   孔で形成された管状の孔流路と、この孔流路に連通する
   各プレートの伝熱面間に形成されたプレート流路とを有
   し、奇数列のプレート流路に第１の熱交換媒体を、偶数
   列のプレート流路に第２の熱交換媒体を流して、プレー
   トを介して第１と第２の熱交換媒体間で熱交換させるプ
   レート式熱交換器において、 前記孔流路の壁面を、対応する前記プレート流路との連
   通部分を除いて軸方向で円滑面としたことを特徴とする
   プレート式熱交換器。
2. 【請求項２】 各プレートの通路孔周辺部間に充填した
   充填物で、孔流路の壁面を軸方向に円滑面としたことを
   特徴とする請求項１記載のプレート式熱交換器。
3. 【請求項３】 各プレートの通路孔先端から直交方向に
   折曲したバーリング部で、孔流路の壁面を軸方向に円滑
   面としたことを特徴とする請求項１記載のプレート式熱
   交換器。