JPH09138082A - プレート式熱交換器及びその製造方法 - Google Patents
プレート式熱交換器及びその製造方法Info
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- JPH09138082A JPH09138082A JP7320968A JP32096895A JPH09138082A JP H09138082 A JPH09138082 A JP H09138082A JP 7320968 A JP7320968 A JP 7320968A JP 32096895 A JP32096895 A JP 32096895A JP H09138082 A JPH09138082 A JP H09138082A
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- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
- F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
- F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
-
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
- F28F2250/104—Particular pattern of flow of the heat exchange media with parallel flow
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 部品点数が少なくて製造や組立てのコストが
軽減でき、しかも高い熱交換機能を有するようなプレー
ト式熱交換器とその製造方法を提供する。 【解決手段】 凹凸を有する２枚のプレート４を凹凸
の接触により内部に空間Ｒ１を形成するように重ね、そ
の周縁部は重ねた時に全周にわたって接触し、その接触
部の形状を変えることのない手段によって密閉し、プレ
ート４の両端部に形成された開口部７と空間の間に流体
流路を有する熱交換要素２が構成され、この熱交換要素
を開口部７が互いに連通するように重ねて結合し、その
熱交換要素の内外に流体を流して互いに熱交換させるよ
うにした。
軽減でき、しかも高い熱交換機能を有するようなプレー
ト式熱交換器とその製造方法を提供する。 【解決手段】 凹凸を有する２枚のプレート４を凹凸
の接触により内部に空間Ｒ１を形成するように重ね、そ
の周縁部は重ねた時に全周にわたって接触し、その接触
部の形状を変えることのない手段によって密閉し、プレ
ート４の両端部に形成された開口部７と空間の間に流体
流路を有する熱交換要素２が構成され、この熱交換要素
を開口部７が互いに連通するように重ねて結合し、その
熱交換要素の内外に流体を流して互いに熱交換させるよ
うにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プレートを積層させて
プレート間に交互に２流体を流して熱交換させるプレー
ト式熱交換器に関し、特に、冷凍機の蒸発器、凝縮器、
吸収冷凍機の温水器、低温再生器のような流体が相変化
を伴う場合に好適なプレート式熱交換器およびその製造
方法に関する。
プレート間に交互に２流体を流して熱交換させるプレー
ト式熱交換器に関し、特に、冷凍機の蒸発器、凝縮器、
吸収冷凍機の温水器、低温再生器のような流体が相変化
を伴う場合に好適なプレート式熱交換器およびその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来のプレート式熱交換器を示
すもので、両端部に開口部７を有する２枚のプレート４
ａ，４ｂを内部に空間Ｒ１を形成するように重ね、周縁
部を密閉して熱交換要素２を形成し、この熱交換要素２
を上記開口部７が互いに連通するように重ねて結合して
熱交換構造体を構成し、これをシェルの内部に収容して
熱交換要素２の内外に流体を流して、互いに熱交換させ
るようにしたものである。熱交換要素２の内部の空間Ｒ
１内には流れを乱して熱交換を促進させるために、波
状、フィン状等のプレート２０を取り付けている。上下
の開口部７は、互いに嵌め合わせることができる大きさ
の筒状に突出して形成されている。
すもので、両端部に開口部７を有する２枚のプレート４
ａ，４ｂを内部に空間Ｒ１を形成するように重ね、周縁
部を密閉して熱交換要素２を形成し、この熱交換要素２
を上記開口部７が互いに連通するように重ねて結合して
熱交換構造体を構成し、これをシェルの内部に収容して
熱交換要素２の内外に流体を流して、互いに熱交換させ
るようにしたものである。熱交換要素２の内部の空間Ｒ
１内には流れを乱して熱交換を促進させるために、波
状、フィン状等のプレート２０を取り付けている。上下
の開口部７は、互いに嵌め合わせることができる大きさ
の筒状に突出して形成されている。
【０００３】このような形式の熱交換器においては、シ
ェルを挿通する第１流体の出入口が上記開口部７に接続
され、その第１流体は矢印に示すようにそれぞれの熱交
換要素２を並列に流れ、一方、シェルに設けられた第２
流体の出入口から熱交換要素２の外側空間Ｒ２に第２流
体が流れる。この外側空間Ｒ２は内部空間Ｒ１より広く
取れるので、相変化を伴う流体を第２流体とすることに
より、相変化に伴う体積変化に対応することができる。
ェルを挿通する第１流体の出入口が上記開口部７に接続
され、その第１流体は矢印に示すようにそれぞれの熱交
換要素２を並列に流れ、一方、シェルに設けられた第２
流体の出入口から熱交換要素２の外側空間Ｒ２に第２流
体が流れる。この外側空間Ｒ２は内部空間Ｒ１より広く
取れるので、相変化を伴う流体を第２流体とすることに
より、相変化に伴う体積変化に対応することができる。
【０００４】このような熱交換器を製造する場合、まず
上プレート４ａに乱流プレート２０を取り付けて位置決
めし、下プレート４ｂを重ねて周縁部を折り返して接合
して製造している。次に、熱交換要素を、筒状開口部７
を嵌め合わせて接続して熱交換構造体３を組み立て、さ
らにこれをシェルの中に組み付ける。
上プレート４ａに乱流プレート２０を取り付けて位置決
めし、下プレート４ｂを重ねて周縁部を折り返して接合
して製造している。次に、熱交換要素を、筒状開口部７
を嵌め合わせて接続して熱交換構造体３を組み立て、さ
らにこれをシェルの中に組み付ける。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術においては、以下のような課題があった。 熱交換要素２を構成するのに３つの部品を要し、部品
製造や管理の手間やコストが掛かる。 製造の工程も上記のように少なくとも２つの工程を要
する。 熱交換要素２の結合部が嵌合いで接合し、しかも各要
素を２ヶ所以上の結合部を嵌合するため、位置決め作業
が煩雑である。
術においては、以下のような課題があった。 熱交換要素２を構成するのに３つの部品を要し、部品
製造や管理の手間やコストが掛かる。 製造の工程も上記のように少なくとも２つの工程を要
する。 熱交換要素２の結合部が嵌合いで接合し、しかも各要
素を２ヶ所以上の結合部を嵌合するため、位置決め作業
が煩雑である。
【０００６】本発明は、上記のような課題に鑑みてなさ
れたもので、部品点数が少なくて製造や組立てのコスト
が軽減でき、しかも高い熱交換機能を有するようなプレ
ート式熱交換器とその製造方法を提供することを目的と
する。
れたもので、部品点数が少なくて製造や組立てのコスト
が軽減でき、しかも高い熱交換機能を有するようなプレ
ート式熱交換器とその製造方法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、凹凸を有する２枚のプレートを前記凹凸の接触によ
り内部に空間を形成するように重ね、その周縁部は重ね
た時に全周にわたって接触し、その接触部の形状を変え
ることのない手段によって密閉し、上記プレートの両端
部に形成された開口部と上記空間の間に流体流路を有す
る熱交換要素が構成され、この熱交換要素を上記開口部
が互いに連通するように重ねて結合し、その熱交換要素
の内外に流体を流して互いに熱交換させるようにしたこ
とを特徴とするプレート式熱交換器である。このような
構成により、１種類又は２種類の部品から構成される熱
交換要素の内外に凹凸により屈曲した流路が形成され、
効率の良い熱交換機能を持つ熱交換器が提供される。
は、凹凸を有する２枚のプレートを前記凹凸の接触によ
り内部に空間を形成するように重ね、その周縁部は重ね
た時に全周にわたって接触し、その接触部の形状を変え
ることのない手段によって密閉し、上記プレートの両端
部に形成された開口部と上記空間の間に流体流路を有す
る熱交換要素が構成され、この熱交換要素を上記開口部
が互いに連通するように重ねて結合し、その熱交換要素
の内外に流体を流して互いに熱交換させるようにしたこ
とを特徴とするプレート式熱交換器である。このような
構成により、１種類又は２種類の部品から構成される熱
交換要素の内外に凹凸により屈曲した流路が形成され、
効率の良い熱交換機能を持つ熱交換器が提供される。
【０００８】請求項２に記載の発明は、上記熱交換要素
の上記凹凸の接触部を固着したことを特徴とする請求項
１に記載のプレート式熱交換器であり、熱交換要素の強
度が向上する。請求項３に記載の発明は、隣接する上記
熱交換要素の上記凹凸を接触させたことを特徴とする請
求項１又は２に記載のプレート式熱交換器である。これ
により、隣接する熱交換要素の間においても屈曲した流
路が構成される。請求項４に記載の発明は、隣接する上
記熱交換要素の凹凸の接触部を固着したことを特徴とす
る請求項３に記載のプレート式熱交換器である。これに
より、熱交換要素同士の結合が強固になり、全体の強度
が向上する。請求項５に記載の発明は、隣接する上記熱
交換要素の上記凹凸の間を離間させたことを特徴とする
請求項１又は２に記載のプレート式熱交換器である。
の上記凹凸の接触部を固着したことを特徴とする請求項
１に記載のプレート式熱交換器であり、熱交換要素の強
度が向上する。請求項３に記載の発明は、隣接する上記
熱交換要素の上記凹凸を接触させたことを特徴とする請
求項１又は２に記載のプレート式熱交換器である。これ
により、隣接する熱交換要素の間においても屈曲した流
路が構成される。請求項４に記載の発明は、隣接する上
記熱交換要素の凹凸の接触部を固着したことを特徴とす
る請求項３に記載のプレート式熱交換器である。これに
より、熱交換要素同士の結合が強固になり、全体の強度
が向上する。請求項５に記載の発明は、隣接する上記熱
交換要素の上記凹凸の間を離間させたことを特徴とする
請求項１又は２に記載のプレート式熱交換器である。
【０００９】請求項６に記載の発明は、上記凹凸は周期
的に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５
のいずれかに記載のプレート式熱交換器であり、屈曲し
た流路がある程度規則的に配置されて熱交換が均等に行
われる。請求項７に記載の発明は、上記凹凸は所定方向
に延びる波状パターンとして形成されていることを特徴
とする請求項１ないし６のいずれかに記載のプレート式
熱交換器であり、２次元的に屈曲する複雑な流路が比較
的簡単な構成で形成される。請求項８に記載の発明は、
上記波状パターンの方向が隣接するプレートにおいて互
いに交差することを特徴とする請求項１ないし７のいず
れかに記載のプレート式熱交換器である。請求項９に記
載の発明は、上記波状パターンは断面がほぼ正弦波であ
ることを特徴とする請求項７又は８に記載のプレート式
熱交換器である。請求項１０に記載の発明は、上記波状
パターンは断面が台形波であることを特徴とする請求項
７又は８に記載のプレート式熱交換器である。
的に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５
のいずれかに記載のプレート式熱交換器であり、屈曲し
た流路がある程度規則的に配置されて熱交換が均等に行
われる。請求項７に記載の発明は、上記凹凸は所定方向
に延びる波状パターンとして形成されていることを特徴
とする請求項１ないし６のいずれかに記載のプレート式
熱交換器であり、２次元的に屈曲する複雑な流路が比較
的簡単な構成で形成される。請求項８に記載の発明は、
上記波状パターンの方向が隣接するプレートにおいて互
いに交差することを特徴とする請求項１ないし７のいず
れかに記載のプレート式熱交換器である。請求項９に記
載の発明は、上記波状パターンは断面がほぼ正弦波であ
ることを特徴とする請求項７又は８に記載のプレート式
熱交換器である。請求項１０に記載の発明は、上記波状
パターンは断面が台形波であることを特徴とする請求項
７又は８に記載のプレート式熱交換器である。
【００１０】請求項１１に記載の発明は、上記凹凸は断
面が円形等のスポット的な凹凸であることを特徴とする
請求項１ないし６のいずれかに記載のプレート式熱交換
器である。請求項１２に記載の発明は、上記凹凸が波形
パターンとして形成されているプレートと、断面が円形
等のスポット的な凹凸を有するプレートを隣接するよう
に組み合わせたことを特徴とする請求項１ないし６のい
ずれかに記載のプレート式熱交換器である。請求項１３
に記載の発明は、隣接するプレートの周縁部を角度が同
じになるように折り曲げて接触面を構成し、これら接触
面を固着したことを特徴とする請求項１ないし１２のい
ずれかに記載のプレート式熱交換器である。これによ
り、プレートを重ねるだけでプレートどうしの２次元的
な位置決めが自然に行われるので製造工程が簡略化され
る。請求項１４に記載の発明は、上記プレートの少なく
とも一方の表面を粗面となし、相変化する流体のプレー
ト表面における濡れ性を高めたことを特徴とする請求項
１ないし１３のいずれかに記載のプレート式熱交換器で
ある。
面が円形等のスポット的な凹凸であることを特徴とする
請求項１ないし６のいずれかに記載のプレート式熱交換
器である。請求項１２に記載の発明は、上記凹凸が波形
パターンとして形成されているプレートと、断面が円形
等のスポット的な凹凸を有するプレートを隣接するよう
に組み合わせたことを特徴とする請求項１ないし６のい
ずれかに記載のプレート式熱交換器である。請求項１３
に記載の発明は、隣接するプレートの周縁部を角度が同
じになるように折り曲げて接触面を構成し、これら接触
面を固着したことを特徴とする請求項１ないし１２のい
ずれかに記載のプレート式熱交換器である。これによ
り、プレートを重ねるだけでプレートどうしの２次元的
な位置決めが自然に行われるので製造工程が簡略化され
る。請求項１４に記載の発明は、上記プレートの少なく
とも一方の表面を粗面となし、相変化する流体のプレー
ト表面における濡れ性を高めたことを特徴とする請求項
１ないし１３のいずれかに記載のプレート式熱交換器で
ある。
【００１１】請求項１５に記載の発明は、上記開口部
は、プレートから隆起した平坦な頂部を有して形成さ
れ、隣接する熱交換要素の頂部を固着したことを特徴と
する請求項１ないし１４のいずれかに記載のプレート式
熱交換器である。これにより、全体の強度が一層向上す
る。請求項１６に記載の発明は、上記熱交換要素を包含
するシェルを設け、該シェルには熱交換要素の外側に流
体を流す配管を設けるとともに、上記熱交換要素内部に
流体を流す配管を該シェルを貫通して設けたことを特徴
とする請求項１ないし１５のいずれかに記載のプレート
式熱交換器である。請求項１７に記載の発明は、上記接
触部及び／又は接触面を溶接又はろう接で固着したこと
を特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載のプ
レート式熱交換器である。これにより、比較的簡単な低
コストの作業工程で強固かつ漏れのない接合が行われ
る。
は、プレートから隆起した平坦な頂部を有して形成さ
れ、隣接する熱交換要素の頂部を固着したことを特徴と
する請求項１ないし１４のいずれかに記載のプレート式
熱交換器である。これにより、全体の強度が一層向上す
る。請求項１６に記載の発明は、上記熱交換要素を包含
するシェルを設け、該シェルには熱交換要素の外側に流
体を流す配管を設けるとともに、上記熱交換要素内部に
流体を流す配管を該シェルを貫通して設けたことを特徴
とする請求項１ないし１５のいずれかに記載のプレート
式熱交換器である。請求項１７に記載の発明は、上記接
触部及び／又は接触面を溶接又はろう接で固着したこと
を特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載のプ
レート式熱交換器である。これにより、比較的簡単な低
コストの作業工程で強固かつ漏れのない接合が行われ
る。
【００１２】請求項１８に記載の発明は、上記接触部及
び／又は接触面の間にろうを置いて上記プレートを重ね
合わせ、炉中で加熱してろう接して、請求項１７に記載
のプレート式熱交換器を製作することを特徴とするプレ
ート式熱交換器の製造方法である。これにより、１つの
工程で熱交換構造体が製造され、作業工程が大幅に簡略
化される。請求項１９に記載の発明は、上記接触部及び
／又は接触面の間及び他の必要箇所にろうを置いて上記
プレートと上記シェルを組み立て、炉中で加熱してろう
接して、請求項１７に記載のプレート式熱交換器を製作
することを特徴とするプレート式熱交換器の製造方法で
ある。これにより、１つの工程で熱交換器が製造され、
作業工程が大幅に簡略化される。
び／又は接触面の間にろうを置いて上記プレートを重ね
合わせ、炉中で加熱してろう接して、請求項１７に記載
のプレート式熱交換器を製作することを特徴とするプレ
ート式熱交換器の製造方法である。これにより、１つの
工程で熱交換構造体が製造され、作業工程が大幅に簡略
化される。請求項１９に記載の発明は、上記接触部及び
／又は接触面の間及び他の必要箇所にろうを置いて上記
プレートと上記シェルを組み立て、炉中で加熱してろう
接して、請求項１７に記載のプレート式熱交換器を製作
することを特徴とするプレート式熱交換器の製造方法で
ある。これにより、１つの工程で熱交換器が製造され、
作業工程が大幅に簡略化される。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は、プレート式熱交換器の全体の構造を
示すもので、長手方向に延びるシェル１の中に３つの熱
交換要素２を結合した熱交換構造体３が装着されて構成
されている。熱交換要素２は、図２に示すように、波状
パターンの凹凸を有する２枚のプレート４を、内部に空
間Ｒ１を凹凸の接触により形成するように重ね、その周
縁部は全周にわたって接触し、その接触部は形状を変え
ることなく密閉して構成されている。波状パターンの断
面形状としては、図２（ａ）に示すような正弦波に近い
ものや、（ｂ）に示すような多段の台形波など、内外の
流路を適当に乱すとともに強度を確保できるような適宜
の形状が考えられる。
説明する。図１は、プレート式熱交換器の全体の構造を
示すもので、長手方向に延びるシェル１の中に３つの熱
交換要素２を結合した熱交換構造体３が装着されて構成
されている。熱交換要素２は、図２に示すように、波状
パターンの凹凸を有する２枚のプレート４を、内部に空
間Ｒ１を凹凸の接触により形成するように重ね、その周
縁部は全周にわたって接触し、その接触部は形状を変え
ることなく密閉して構成されている。波状パターンの断
面形状としては、図２（ａ）に示すような正弦波に近い
ものや、（ｂ）に示すような多段の台形波など、内外の
流路を適当に乱すとともに強度を確保できるような適宜
の形状が考えられる。
【００１４】この波状パターンの向きは、図４又は図５
に示すように長手方向に対して所定の角度α傾斜してお
り、そのようなプレート４を互いに逆向きに配置して、
波状パターンが互いに交差するようにしている。従っ
て、上下のプレート４は波状パターンの稜線が網目状に
交差するところに接触部５が形成され、これにより内部
空間Ｒ１内に屈曲する流路が形成されている。
に示すように長手方向に対して所定の角度α傾斜してお
り、そのようなプレート４を互いに逆向きに配置して、
波状パターンが互いに交差するようにしている。従っ
て、上下のプレート４は波状パターンの稜線が網目状に
交差するところに接触部５が形成され、これにより内部
空間Ｒ１内に屈曲する流路が形成されている。
【００１５】プレート４の両端部中央には円錐台状の隆
起部６が形成され、その平坦な頂部６ａには開口部７が
形成されている。また、プレート４の周縁部は、上プレ
ートが１回、下プレートが２回屈曲されて互いに平行に
傾斜した接触面８，９が形成されている。この接触面
８，９は、これを重ねると、図２に示すように波状パタ
ーンが互いに接触するように形成されている。このよう
なプレート４は、周縁部以外は同じ形状のものを向きを
逆にして重ねている。このプレート４は少なくとも一方
の表面が粗面となっており、相変化する流体のプレート
表面における濡れ性が高められている。熱交換要素２
は、２つのプレート４を重ね合わせ、波状パターンの稜
線の接触部５と周縁部の接触面８，９の間を溶接又はろ
う接することにより固着して作成されている。
起部６が形成され、その平坦な頂部６ａには開口部７が
形成されている。また、プレート４の周縁部は、上プレ
ートが１回、下プレートが２回屈曲されて互いに平行に
傾斜した接触面８，９が形成されている。この接触面
８，９は、これを重ねると、図２に示すように波状パタ
ーンが互いに接触するように形成されている。このよう
なプレート４は、周縁部以外は同じ形状のものを向きを
逆にして重ねている。このプレート４は少なくとも一方
の表面が粗面となっており、相変化する流体のプレート
表面における濡れ性が高められている。熱交換要素２
は、２つのプレート４を重ね合わせ、波状パターンの稜
線の接触部５と周縁部の接触面８，９の間を溶接又はろ
う接することにより固着して作成されている。
【００１６】熱交換構造体３は、この例では３つの上記
熱交換要素２が重ねられて構成され、隆起部６の頂部６
ａどうしを溶接又はろう接することにより固着して組み
立てられている。これにより、熱交換要素２どうしの間
にもシェル内部の空間に連通する流路が形成されてい
る。一方の側の熱交換要素２の開口部７には閉止板１１
が固着されて閉止され、他方の側の開口部７には熱交換
要素２の内部空間Ｒ１に第１の熱交換流体を供給・排出
する配管１２が接続されている。シェル１には、これら
の配管１２を導出する貫通口１３が形成され、また、シ
ェル内空間Ｒ２に第２の流体を供給・排出する配管１４
が長手方向両側の壁に形成されている。
熱交換要素２が重ねられて構成され、隆起部６の頂部６
ａどうしを溶接又はろう接することにより固着して組み
立てられている。これにより、熱交換要素２どうしの間
にもシェル内部の空間に連通する流路が形成されてい
る。一方の側の熱交換要素２の開口部７には閉止板１１
が固着されて閉止され、他方の側の開口部７には熱交換
要素２の内部空間Ｒ１に第１の熱交換流体を供給・排出
する配管１２が接続されている。シェル１には、これら
の配管１２を導出する貫通口１３が形成され、また、シ
ェル内空間Ｒ２に第２の流体を供給・排出する配管１４
が長手方向両側の壁に形成されている。
【００１７】図２は、この発明の第２実施例を示すもの
で、上述した第１の実施例では円錐台状の隆起部６が波
状凹凸部より高いものであったが、この第２実施例は円
錐台状の隆起部６が波状凹凸部と同じ高さである。この
場合、隣接する熱交換要素２の接触部１０と隆起部６の
頂部６ａどうしを溶接又はろう接することにより固着し
て組み立てられている。これにより、構造強度がさらに
強くなるとともに、熱交換要素２どうしの間にもシェル
内部の空間に連通する屈曲した流路が形成されており、
熱交換能力が向上している。
で、上述した第１の実施例では円錐台状の隆起部６が波
状凹凸部より高いものであったが、この第２実施例は円
錐台状の隆起部６が波状凹凸部と同じ高さである。この
場合、隣接する熱交換要素２の接触部１０と隆起部６の
頂部６ａどうしを溶接又はろう接することにより固着し
て組み立てられている。これにより、構造強度がさらに
強くなるとともに、熱交換要素２どうしの間にもシェル
内部の空間に連通する屈曲した流路が形成されており、
熱交換能力が向上している。
【００１８】このようなプレート式熱交換器を製造する
には、２つのプレート４を溶接して熱交換要素２を構成
し、これをさらに重ねて溶接して熱交換構造体３を構成
するようにしてもよいが、より簡単な方法は、６枚のプ
レート４を、周縁部の接触面８，９及び波状パターンの
接触部５，１０にろう材をはさんで交互に重ね、炉内に
置いて加熱する方法である。これにより、熱交換構造体
３を１工程で簡単に、かつ炉の能力によっては大量に製
造することができる。
には、２つのプレート４を溶接して熱交換要素２を構成
し、これをさらに重ねて溶接して熱交換構造体３を構成
するようにしてもよいが、より簡単な方法は、６枚のプ
レート４を、周縁部の接触面８，９及び波状パターンの
接触部５，１０にろう材をはさんで交互に重ね、炉内に
置いて加熱する方法である。これにより、熱交換構造体
３を１工程で簡単に、かつ炉の能力によっては大量に製
造することができる。
【００１９】この例では、プレート４を屈曲して形成し
た傾斜する接触面８，９の作用により、一方のプレート
４を他方の上に置くと、自然にプレート４が位置決めさ
れて安定に支持されるので、上記のような製造工程が容
易になされる。また、熱交換要素２を連通する開口部７
を円錐台状の隆起部６の平坦な頂部６ａに形成したの
で、従来のように嵌合させる必要がなく作業が簡素化さ
れるとともに、機械的な強度も向上する。なお、単に、
熱交換構造体３だけでなく、上記接触部５，１０又は接
触面８，９の間及び他の必要箇所にろうを置いて上記プ
レート４、シェル１、配管１２，１４及び閉止板１１を
組み立て、炉中で加熱してろう接することで、シェル１
を含めた熱交換器全体を一度に作成することもできる。
た傾斜する接触面８，９の作用により、一方のプレート
４を他方の上に置くと、自然にプレート４が位置決めさ
れて安定に支持されるので、上記のような製造工程が容
易になされる。また、熱交換要素２を連通する開口部７
を円錐台状の隆起部６の平坦な頂部６ａに形成したの
で、従来のように嵌合させる必要がなく作業が簡素化さ
れるとともに、機械的な強度も向上する。なお、単に、
熱交換構造体３だけでなく、上記接触部５，１０又は接
触面８，９の間及び他の必要箇所にろうを置いて上記プ
レート４、シェル１、配管１２，１４及び閉止板１１を
組み立て、炉中で加熱してろう接することで、シェル１
を含めた熱交換器全体を一度に作成することもできる。
【００２０】このようにして形成されたプレート式熱交
換器においては、それぞれの供給・排出配管１２，１４
に第１及び第２の流体を供給し、熱交換を行わせる。熱
交換によって相変化を伴う場合には、その流体をより広
いシェル１の内部空間Ｒ２に供給するようにすると流れ
が円滑になる。第１の流体は、図１に矢印Ａで示すよう
に、熱交換要素２中の流路を流れ、第２の流体は、矢印
Ｂで示すように、熱交換要素２の間あるいは熱交換要素
２とシェル１の間に形成された流路を流れる。
換器においては、それぞれの供給・排出配管１２，１４
に第１及び第２の流体を供給し、熱交換を行わせる。熱
交換によって相変化を伴う場合には、その流体をより広
いシェル１の内部空間Ｒ２に供給するようにすると流れ
が円滑になる。第１の流体は、図１に矢印Ａで示すよう
に、熱交換要素２中の流路を流れ、第２の流体は、矢印
Ｂで示すように、熱交換要素２の間あるいは熱交換要素
２とシェル１の間に形成された流路を流れる。
【００２１】流路を仕切るプレート４には上述のように
波状パターンが形成され、しかも開口部７どうしを結ぶ
流れの主方向に対して所定角度α傾斜しているので、こ
の流路は上下左右に屈曲する複雑なものとなっており、
従って、プレート４表面近傍の流れが乱流となって流れ
とプレート４との間の熱交換が効率的に行なわれる。こ
の実施例では、プレート表面を粗面となし、相変化する
流体のプレート４表面における濡れ性を高めているの
で、熱交換効率が一層高められている。
波状パターンが形成され、しかも開口部７どうしを結ぶ
流れの主方向に対して所定角度α傾斜しているので、こ
の流路は上下左右に屈曲する複雑なものとなっており、
従って、プレート４表面近傍の流れが乱流となって流れ
とプレート４との間の熱交換が効率的に行なわれる。こ
の実施例では、プレート表面を粗面となし、相変化する
流体のプレート４表面における濡れ性を高めているの
で、熱交換効率が一層高められている。
【００２２】また、このようにプレート４に付する凹凸
を波状パターンとし、これを所定角度で交差させたこと
により、格子状稜線の交点が接触部５，１０となり、プ
レート４面に均等に配置されるので、熱交換構造体３の
強度的にも大変好ましい。
を波状パターンとし、これを所定角度で交差させたこと
により、格子状稜線の交点が接触部５，１０となり、プ
レート４面に均等に配置されるので、熱交換構造体３の
強度的にも大変好ましい。
【００２３】プレートの波状パターンの形状は、図２
（ａ）のような正弦波に近いものが、伝熱性、強度等か
ら有利であるが、使用する熱交換流体の粘性や相変化特
性などに応じて、図２（ｂ）のようなより複雑な形状に
してもよく、あるいはさらに別の形状を適宜選択するこ
とができる。また、この実施例では上下のプレート４の
波状パターンを同じものとしたが、適宜に組み合わせて
用いることもできる。
（ａ）のような正弦波に近いものが、伝熱性、強度等か
ら有利であるが、使用する熱交換流体の粘性や相変化特
性などに応じて、図２（ｂ）のようなより複雑な形状に
してもよく、あるいはさらに別の形状を適宜選択するこ
とができる。また、この実施例では上下のプレート４の
波状パターンを同じものとしたが、適宜に組み合わせて
用いることもできる。
【００２４】また、この実施例では、凹凸を一方向に延
びる波状パターンとしたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば断面が円形のスポット的な凹凸を
分散配置しても良く、あるいは、波状パターンとスポッ
ト的な凹凸を組み合わせたものとしてもよい。
びる波状パターンとしたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば断面が円形のスポット的な凹凸を
分散配置しても良く、あるいは、波状パターンとスポッ
ト的な凹凸を組み合わせたものとしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、１種類又は２種類の部品から構成される熱交換要素
の内外に凹凸により屈曲した流路が形成されるので、少
ない部品点数と簡単な製造工程により低コストで効率の
良い熱交換機能を持つ熱交換器を提供することができ
る。また、凹凸の接触部を固着することで、さらに強度
をより向上させることができ、凹凸を周期的に形成する
ことで熱交換が均等に行わせ、熱交換機能が高く、熱変
形などがない耐用性の高い熱交換器を提供することがで
きる。
ば、１種類又は２種類の部品から構成される熱交換要素
の内外に凹凸により屈曲した流路が形成されるので、少
ない部品点数と簡単な製造工程により低コストで効率の
良い熱交換機能を持つ熱交換器を提供することができ
る。また、凹凸の接触部を固着することで、さらに強度
をより向上させることができ、凹凸を周期的に形成する
ことで熱交換が均等に行わせ、熱交換機能が高く、熱変
形などがない耐用性の高い熱交換器を提供することがで
きる。
【００２６】特に、凹凸を波状パターンとすることで、
２次元的に屈曲する複雑な流路が比較的簡単な構成で形
成され、低コストで効率の良い熱交換機能を持つ熱交換
器を提供することができる。また、プレートの周縁部を
折り曲げて隣接するプレート間に互いに平行な接触面を
構成し、接触部又は接触面を溶接又はろう接で固着する
ようにすれば、比較的簡単な低コストの作業工程で強固
かつ漏れのない接合が行われ、いわゆる炉中ろう接を用
いて作業工程を大幅に簡略化し、コストを低減すること
も可能となる。
２次元的に屈曲する複雑な流路が比較的簡単な構成で形
成され、低コストで効率の良い熱交換機能を持つ熱交換
器を提供することができる。また、プレートの周縁部を
折り曲げて隣接するプレート間に互いに平行な接触面を
構成し、接触部又は接触面を溶接又はろう接で固着する
ようにすれば、比較的簡単な低コストの作業工程で強固
かつ漏れのない接合が行われ、いわゆる炉中ろう接を用
いて作業工程を大幅に簡略化し、コストを低減すること
も可能となる。
【図１】この発明の第１実施例の全体の構成を示す断面
図である。
図である。
【図２】この発明の第２実施例の全体の構成を示す断面
図である。
図である。
【図３】（ａ）熱交換要素を示し、（ｂ）他の実施例の
熱交換要素を示す。
熱交換要素を示す。
【図４】組立工程を示す斜視図である。
【図５】プレートの向きを模式的に示す図である。
【図６】従来の熱交換器の要部を示す断面図である。
１ シェル ２ 熱交換要素 ３ 熱交換構造体 ４ プレート ５，１０ 接触部 ６ 隆起部 ６ａ 頂部 ７ 開口部 ８，９ 接触面 １１ 閉止板 １２，１４ 配管 １３ 貫通口 Ｒ１ 熱交換要素内空間 Ｒ２ シェル内空間
Claims (19)
- 【請求項１】 凹凸を有する２枚のプレートを前記凹凸
の接触により内部に空間を形成するように重ね、その周
縁部は重ねた時に全周にわたって接触し、その接触部の
形状を変えることのない手段によって密閉し、上記プレ
ートの両端部に形成された開口部と上記空間の間に流体
流路を有する熱交換要素が構成され、 この熱交換要素を上記開口部が互いに連通するように重
ねて結合し、その熱交換要素の内外に流体を流して互い
に熱交換させるようにしたことを特徴とするプレート式
熱交換器。 - 【請求項２】 上記熱交換要素の上記凹凸の接触部を固
着したことを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱
交換器。 - 【請求項３】 隣接する上記熱交換要素の上記凹凸を接
触させたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプレ
ート式熱交換器。 - 【請求項４】 隣接する上記熱交換要素の凹凸の接触部
を固着したことを特徴とする請求項３に記載のプレート
式熱交換器。 - 【請求項５】 隣接する上記熱交換要素の上記凹凸の間
を離間させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の
プレート式熱交換器。 - 【請求項６】 上記凹凸は周期的に配置されていること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のプレ
ート式熱交換器。 - 【請求項７】 上記凹凸は所定方向に延びる波状パター
ンとして形成されていることを特徴とする請求項１ない
し６のいずれかに記載のプレート式熱交換器。 - 【請求項８】 上記波状パターンの方向が隣接するプレ
ートにおいて互いに交差することを特徴とする請求項１
ないし７のいずれかに記載のプレート式熱交換器。 - 【請求項９】 上記波状パターンは断面がほぼ正弦波で
あることを特徴とする請求項７又は８に記載のプレート
式熱交換器。 - 【請求項１０】 上記波状パターンは断面が台形波であ
ることを特徴とする請求項７又は８に記載のプレート式
熱交換器。 - 【請求項１１】 上記凹凸は断面が円形等のスポット的
な凹凸であることを特徴とする請求項１ないし６のいず
れかに記載のプレート式熱交換器。 - 【請求項１２】 上記凹凸が波形パターンとして形成さ
れているプレートと、断面が円形等のスポット的な凹凸
を有するプレートを隣接するように組み合わせたことを
特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のプレー
ト式熱交換器。 - 【請求項１３】 隣接するプレートの周縁部を角度が同
じになるように折り曲げて接触面を構成し、これら接触
面を固着したことを特徴とする請求項１ないし１２のい
ずれかに記載のプレート式熱交換器。 - 【請求項１４】 上記プレートの少なくとも一方の表面
を粗面となし、相変化する流体のプレート表面における
濡れ性を高めたことを特徴とする請求項１ないし１３の
いずれかに記載のプレート式熱交換器。 - 【請求項１５】 上記開口部は、プレートから隆起した
平坦な頂部を有して形成され、隣接する熱交換要素の頂
部を固着したことを特徴とする請求項１ないし１４のい
ずれかに記載のプレート式熱交換器。 - 【請求項１６】 上記熱交換要素を包含するシェルを設
け、該シェルには熱交換要素の外側に流体を流す配管を
設けるとともに、上記熱交換要素内部に流体を流す配管
を該シェルを貫通して設けたことを特徴とする請求項１
ないし１５のいずれかに記載のプレート式熱交換器。 - 【請求項１７】 上記接触部及び／又は接触面を溶接又
はろう接で固着したことを特徴とする請求項１ないし１
６のいずれかに記載のプレート式熱交換器。 - 【請求項１８】 上記接触部及び／又は接触面の間にろ
うを置いて上記プレートを重ね合わせ、炉中で加熱して
ろう接して、請求項１７に記載のプレート式熱交換器を
製作することを特徴とするプレート式熱交換器の製造方
法。 - 【請求項１９】 上記接触部及び／又は接触面の間及び
他の必要箇所にろうを置いて上記プレートと上記シェル
を組み立て、炉中で加熱してろう接して、請求項１７に
記載のプレート式熱交換器を製作することを特徴とする
プレート式熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32096895A JP3302869B2 (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | プレート式熱交換器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32096895A JP3302869B2 (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | プレート式熱交換器及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138082A true JPH09138082A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3302869B2 JP3302869B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=18127317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32096895A Expired - Lifetime JP3302869B2 (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | プレート式熱交換器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3302869B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000022364A1 (en) * | 1998-10-15 | 2000-04-20 | Ebara Corporation | Plate type heat exchanger |
| EP0984239A3 (en) * | 1998-09-01 | 2000-06-07 | IP Compact AB | Heat exchanger |
| EP1065462A1 (de) * | 1999-07-01 | 2001-01-03 | XCELLSIS GmbH | Plattenwärmetauscher, inbesondere Plattenreaktor |
| US6442964B1 (en) | 1998-10-15 | 2002-09-03 | Ebara Corporation | Absorption refrigerating machine |
| AU752390B2 (en) * | 1998-01-23 | 2002-09-19 | Bailey, Malcolm Guy | A heat exchanger |
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| KR100674150B1 (ko) * | 1999-04-28 | 2007-01-24 | 하루오 우에하라 | 열 교환기 |
| JP2009521658A (ja) * | 2005-12-22 | 2009-06-04 | アルファ ラヴァル コーポレイト アクチボラゲット | ポート領域の負荷を均等に分散させるプレート熱交換器用の熱伝導プレート |
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| EP2988085A1 (en) * | 2014-08-22 | 2016-02-24 | Alfa Laval Corporate AB | Heat transfer plate and plate heat exchanger |
| CN105806108A (zh) * | 2015-01-19 | 2016-07-27 | 中央大学 | 热交换模块 |
| JP2017516060A (ja) * | 2014-05-13 | 2017-06-15 | アルファ−ラヴァル・コーポレート・アーベー | 平板熱交換器 |
| EP3730890A1 (de) * | 2019-04-24 | 2020-10-28 | Vysoká Skola Bánská - Technická Univerzita Ostrava | Plattenwärmeübertrager |
| CN120426793A (zh) * | 2025-07-09 | 2025-08-05 | 江苏德翔化工机械有限公司 | 一种波状翼片层叠式换热器 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101786876B1 (ko) * | 2016-12-20 | 2017-10-17 | 이래오토모티브시스템 주식회사 | 오일 쿨러 |
-
1995
- 1995-11-15 JP JP32096895A patent/JP3302869B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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