JPH10206063A - 多板式熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板型熱交換装置の各素子間の通路に対する媒
体供給構造を簡単にする。 【解決手段】 両面に凹凸加工を施した２枚の板状体
１、１を互いに重ね合わせて形成した素子10を複数個重
ね合わせ、各素子の内側の空間を熱伝達媒体の一方を通
過させるための素子内側媒体通路12とし、各素子間の空
間を他方の媒体を通過させるための素子間媒体通路14と
する。素子10を形成する２枚の板状体１、１の互いに対
向する上縁部にそれぞれ素子10の外側へ向って張り出し
た部分８を設けることにより、該素子の上縁部に沿って
延びる媒体通路13を形成し、かつ各張り出し部分８に媒
体通路13の内側を外側の素子間媒体通路14に連通させる
複数の連通口９を前記上縁部に沿って配列形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、両面に凹凸加工を
施した２枚の板状体を互いに重ね合わせて形成した素子
を複数個重ね合わせ、各素子の内側の空間を熱伝達媒体
の一方を通過させるための通路とし、各素子間の空間を
他方の媒体を通過させるための通路とした多板式熱交換
器に関する。

【０００２】

【従来技術】上記のような多板式熱交換器は従来周知で
あるが、従来の多板式熱交換器は、その各通路が扁平か
つ平行な形状であるため、該通路内を貫流する媒体の確
実なかきまぜを行うことができず、高い熱効率を得るこ
とができないので、これらの問題を解決するために、特
公昭５６−５２２２３号公報に記載されているような板
型熱交換装置が提案されている。

【０００３】この板型熱交換装置は２つの熱伝達媒体が
平行に互いに反対方向に流れる向流型の熱交換器で、各
板の中央部に上記媒体の流れ方向と交叉する向きに直線
状に延びる多数の凹溝および突条が交互に配列形成さ
れ、これにより、各素子の内側および各素子の間に、媒
体の流れ方向に波形に蛇行しながら延びる通路が形成さ
れ、該通路に沿って媒体を流すことにより媒体が良好に
かきまぜられるようになされている。

【０００４】各板の前記中央部の両側は、中央部の前記
波形に対し直角方向に延びる波形が形成された分配帯域
となっており、各板を重ね合わせることにより、該分配
帯域に前記各素子の内側の媒体通路に連通する通路と、
各素子間の媒体通路に連通する通路とが画成され、これ
らの通路がそれぞれ各媒体の流通回路に接続される。

【０００５】

【解決しようとする課題】上記従来の板型熱交換装置に
おいては、各素子の内側を流れる媒体と各素子間を流れ
る媒体とに対する外部の各媒体回路を、いずれも両端の
分配帯域においてそれぞれ対応する通路に連通するよう
に接続しなければならないので、その接続構造が複雑に
なる。

【０００６】従って本発明は、上記のような板型熱交換
器において、各素子間の通路に対する媒体供給構造を簡
単にして、装置全体の簡素化、低コスト化を図ろうとす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、両面に凹凸加工を施した２枚の板状体を互いに重
ね合わせて形成した素子を複数個重ね合わせ、各素子の
内側の空間を熱伝達媒体の一方を通過させるための通路
とし、各素子間の空間を他方の媒体を通過させるための
通路とした多板式熱交換器において、前記素子を形成す
る２枚の板状体の互いに対向する上縁部にそれぞれ該素
子の外側へ向って張り出した部分を設けることにより、
該素子の上縁部に該上縁部に沿って延びる媒体通路を形
成し、かつ前記各板状体の張り出し部分に該部分を貫通
する複数の連通口を前記上縁部に沿って配列形成する。

【０００８】本発明によれば、各素子の上縁部に沿って
形成された媒体通路に該通路の任意の場所から媒体を供
給すると、この媒体は上記媒体通路に沿って流れ上縁部
全部に行き渡るとともに、上縁部に沿って配列形成され
た複数の連通口を経て素子の外側へ流出し、該素子の外
側面すなわち素子間通路の壁面に沿い均等に分散して流
下する。

【０００９】かくして、各素子間の通路内に、その壁面
に沿って均等に分布しながら流下する媒体の流れが生
じ、この媒体が上記壁面を介して、反対側の素子内側の
通路を流れる他の媒体と熱交換を行うが、このような作
用を生ずるのに必要な前記上縁部に沿う媒体通路は、素
子を形成する２枚の板状体の上縁部にそれぞれ張り出し
部分をプレス加工等によって形成し、かつその際同時に
該張り出し部分に前記複数の連通口を加工しておけば、
これら２枚の板状体を重ね合わせることにより他に何等
の手段を要することなく形成されるので、その形成が極
めて容易であり、従ってまた製作コストも安い。

【００１０】前記上縁部に沿う媒体通路は、上方へ向っ
て開放した溝状のものとしてもよい。この場合には、多
数の素子を配列して構成した熱交換器の上方に、これら
の素子と交叉する方向に１本もしくは数本の媒体供給管
を配設し、該供給管の前記各媒体通路の上方位置にそれ
ぞれ設けられた穴から媒体を滴下して各媒体通路に供給
する。

【００１１】この媒体は該媒体通路および前記複数の連
通口により均等に分散されて素子間通路に導かれるの
で、媒体を分散させるためのスプレー等を必要とせず、
また上記媒体供給管も少数でよく、装置の小型化を図る
ことができる。

【００１２】また、上記媒体通路を閉断面形状のものと
してもよい。この場合には、配列した多数の素子の上縁
部における各媒体通路を例えば一端において直角方向に
連通させる媒体供給管を設け、該供給管を通じて媒体を
上記各媒体通路に供給する。この場合にもスプレー等を
必要としないので、部品点数の削減ならびに装置の小型
化が図れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の多板式熱交換器
の基本的構成部材である板状体の一実施形態を示す平面
図であり、図２は同板状体１を図１のII-II 線に沿って
切断して示した縦断面図、図３は板状体１の同III-III
線に沿う横断面図である。

【００１４】板状体１の両面には、両端部を除いた中央
部の全面に波形の凹凸模様が形成されている。この凹凸
模様は、図１に示されている側の面（以下Ａ面と称す
る。図２参照）に凹溝２、２…をプレス加工することに
より形成されたものであり、各凹溝２は板状体１の巾方
向に連続した波形の平面形状をなしており、このような
凹溝２が板状体１の長手方向に等間隔に配列されてお
り、隣接する凹溝２と２の間は同様に波形をなす突条３
となっている。

【００１５】Ａ面において凹溝２が形成されている部分
は、裏側のＢ面（図２参照）においては外側へ突出して
凹溝２と同じ形状の突条３ｂとなっており、Ａ面におけ
る突条３に相当する部分がＢ面においては凹溝２ｂとな
っている。

【００１６】板状体１の長手方向両端部には、それぞれ
開口４が打抜かれている。そしてこれらの開口４の周囲
部分は、凹溝２と同時のプレス加工により、Ａ面側にお
いては凹入した平坦面５、Ｂ面側においては突出した平
坦面６に形成されている（図２）。

【００１７】板状体１の長手方向に沿った一方の縁部７
（この縁部は板状体１を熱交換器内に配設した時に上方
に位置する部分であるので、以下上縁部と称する）に
は、該縁部に沿って前記Ｂ面側へ張り出した張り出し部
分８が形成されている。本実施例においては、該張り出
し部分８は、図３に示すように、上縁部７において板状
体１の基準面部分１ａから屈曲してＢ面側へ突出する底
板部８ａと、該底板部８ａの外端縁において屈曲し上記
基準面部分１ａに平行に上方へ立上がる側板部８ｂとに
よって形成されている。

【００１８】さらに、張り出し部分８の上記側板部８ｂ
には、該側板部を貫いてその両面を直接連通させる連通
口９が、該側板部に沿って等間隔に多数配設されてい
る。この連通口９は、本実施例においては、側板部８ｂ
をその上縁から底板部８ａに達するまで逆三角形状に切
欠いて形成されている（図６参照）。

【００１９】本発明の多板式熱交換器は、上述したよう
な形状の板状体１を多数組み合わせて構成されている。

【００２０】先ず、２枚の板状体１を前記Ａ面どうしが
互いに向い合うようにし重ね合わせることにより、上記
多板式熱交換器の素子10（図４〜５）が形成される。上
記２枚の板状体１、１は周縁の前記基準面部１ａどうし
を互いに当接させてろう付け等により密封される。この
ようにして周縁を密封された素子の内側には、両端部に
おいて各板状体１の前記凹入平坦面５が向い合うことに
より、それぞれ空所11が形成されている。そしてこれら
両端の空所11、11間に各板状体１の凹溝２により、両空
所11、11に連通する素子内側媒体通路12が形成され、一
方の空所11から他方の空所11へ該素子内側媒体通路12を
通じて熱伝達媒体の一方が流れる。

【００２１】さらに、このようにして形成された素子10
の上縁部には、図５、６に示すように、両板状体１、１
の前記張り出し部分８、８が互いに向い合って、該上縁
部に沿って延びる上方へ向って開放された溝状の媒体通
路13を形成している。両側の張り出し部分８、８は、前
記基準面部分のろう付けにより、底板部８ａどうしが互
いに液密に接続されているので、媒体通路13は内部の前
記素子内側媒体通路12とは連通せず、該通路12とは独立
した通路を形成している。この媒体通路13には、後述す
るように、各素子間を貫流する他の媒体が供給される。

【００２２】上述したような素子10を多数重ね合わせて
組み付けることにより、多板式熱交換器が形成される
が、図４、５は互いに組付けられた隣接する２つの素子
10を、それぞれ図２、３と同じ断面で示したものであ
る。各素子10は外側に突出した前記平坦面６どうしを当
接させてろう付けすることにより固結されており、かく
して各素子10の空所11が開口４を通じて液密に連通さ
れ、前記素子内側媒体通路12を流れる第１の媒体の導入
通路および導出通路を形成している。

【００２３】上記のように隣接する素子10の突出した平
坦面６どうしを当接させることにより両素子10間に素子
間媒体通路14が形成され、該素子間媒体通路14の上方に
おいて前記媒体通路13が連通口９を通じて連通してい
る。本実施形態においては、張り出し部分８の張り出し
量を平坦面６の突出量より小さくすることにより、張り
出し部分８、８間に間隙15を形成してある。

【００２４】素子間媒体通路14を流れる第２の媒体は前
記媒体通路13に上方の開放部から供給されるが、この媒
体は媒体通路13に沿って流れその全体に行き渡るととも
に、該媒体通路13に沿って配列形成された多数の連通口
９を経て素子10の外側すなわち素子間媒体通路14内に流
入し、素子間媒体通路14の壁面を構成する該素子10の外
側面に沿って均等に分散した状態で流下するので、前記
素子内側媒体通路12内を上記壁面の反対側に沿って流れ
る第１の媒体との間に効率良い熱伝達が行われる。

【００２５】しかして上記媒体通路13は、素子10を形成
する２枚の板状体１の上縁部にそれぞれ張り出し部分８
をプレス加工等によって形成し、かつその際同時に該張
り出し部分８に複数の連通口９を加工しておけば、これ
ら２枚の板状体１を重ね合わせることにより簡単に形成
されるので、その形成が極めて容易であり、従ってまた
製作コストも安くてすむ。

【００２６】図７は、前述のようにして多数の板状体１
を重ね合わせて構成された熱交換器16を示す斜視図であ
る。この熱交換器16は吸収冷凍機の吸収器もしくは蒸発
器用熱交換器として特に優れており、図７にはこれを上
記吸収器に適用した場合における各媒体の流れを矢印で
示してある。

【００２７】周知のように、吸収冷凍機の吸収器におい
ては、蒸発器において蒸発しブラインを冷却して冷凍効
果をあげ低圧ガスとなった冷媒蒸気と、発生器において
冷媒を蒸発させて冷媒濃度が薄くなった吸収液とが導入
され、さらに前者が後者に吸収されることにより発生す
る吸収熱を除去するための冷却水が流される。

【００２８】吸収器内に設置された熱交換器16には、上
方から前記冷媒蒸気Ａが下降して来て、各素子10の媒体
通路13の間に形成されている前記間隙15から素子間媒体
通路14内に入り、該通路内を流下する。

【００２９】熱交換器16の上方には１本の媒体供給管17
が各素子10と交叉する方向に指向して配設されており、
前記発生器からの吸収液Ｂがこの媒体供給管17により吸
収器に導入される。媒体供給管17には各素子10の媒体通
路13に対応する位置にそれぞれノズル18が下向きに設け
られており、吸収液Ｂは媒体供給管17から各ノズル18を
経てそれぞれ各媒体通路13内に落下する。

【００３０】この吸収液は次いで、前述のように、媒体
通路13に沿って流れその全体に行き渡るとともに、多数
の連通口９を経て素子間媒体通路14内に流入し、該通路
内を流下する（媒体通路13の両端は適宜閉じられてい
る）。そしてこの間に前記間隙15から該通路内に流入し
て来る冷媒蒸気Ａと接触してこれを吸収する。吸収液は
素子間媒体通路14の壁面すなわち素子10の外側面に均等
に分散されるとともに、前記板状体１の凹溝２および突
条３を通過することによりかきまぜられながら流下する
ので、冷媒蒸気と良好に接触し、これを効率良く吸収す
る。

【００３１】各素子10の内側に形成されている前記素子
内側媒体通路12には、上記吸収によって発生する吸収熱
を除去するための冷却水Ｃが流される。前述のように、
熱交換器16の両端部には各素子10の空所11を液密に連ね
た導入通路19および導出通路20が形成されており、導入
通路19に流入した冷却水Ｃは次いで各素子10の素子内側
媒体通路12に分配されて該通路内を導出通路20側へ流
れ、該導出通路20から流出する。そしてこの間に素子間
媒体通路14を流れる前記吸収液Ｂとの間に板状体１を介
して熱交換が行われる。

【００３２】前記媒体供給管17から各媒体通路13に滴下
供給される媒体すなわち吸収液Ｂは、該媒体通路13およ
び多数の連通口９により均等に分配されて素子間媒体通
路14に導かれるので、吸収液Ｂを分配させるためのスプ
レー等を必要とせず、また媒体供給管17も媒体通路13に
沿って多数設ける必要はなく、１本もしくは極く少数設
ければよいので、部品点数の削減、装置の小型化を図る
ことができる。

【００３３】熱交換器16を蒸発器に適用する場合には、
各素子内側媒体通路12には導入通路19から導出通路20へ
向けてブラインを流通させ、素子間媒体通路14には、凝
縮器で凝縮し膨張弁で減圧された冷媒液を、媒体供給管
17、ノズル18、媒体通路13を経て供給し、この冷媒液が
前記ブラインから蒸発熱を奪うことにより該ブラインを
冷却する。冷媒液の蒸発により素子間媒体通路14内で発
生し、間隙15を通って上昇して来る冷媒蒸気は吸収器に
導かれる。

【００３４】上記実施形態における媒体通路13は、各板
状体１の上縁に沿って形成された山形状断面の張り出し
部分８により、上方へ向って開放した溝状に形成されて
いるが、この代わりに、図８に示すように、素子10の上
縁部７の上端縁７ａからやや下方へ寄った位置に閉断面
形状の媒体通路21を設けてもよい。

【００３５】この媒体通路21は板状体１の上縁部に上下
に基準面部分１ａを残して半円形状断面の凹溝をプレス
加工し、このような２枚の板状体１を基準面部分１ａど
うしを当接させて重ね合わすことにより形成される。上
記凹溝には円孔から成る連通口22が多数列設されてい
る。

【００３６】図９は図８の素子10を重ね合わせて形成さ
れた熱交換器23の概略を示す斜視図である。同図から分
かるように媒体通路21は素子10の左右両端部までは延び
ておらず、両端において閉じられており、１端に媒体供
給口24が設けられている。そして各素子10の媒体供給口
24が、前記図４における空所11と同様な構成で、互いに
連通している。

【００３７】この熱交換器23を吸収器に適用する場合に
は、冷媒蒸気は前記熱交換器16の場合と同様に各素子間
媒体通路14内に上方の開口部25を通して導かれるが、吸
収液Ｂは媒体供給管24を通じて各媒体通路21に供給さ
れ、連通口22を経て素子間媒体通路14内に分散流入す
る。素子内側媒体通路12には熱交換器16の場合と同様に
冷却水Ｃが流される。

【００３８】本実施形態においても、スプレー等を必要
としないので、部品点数の削減ならびに装置の小型化が
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における板状体の一面を一
部切断して示した平面図である。

【図２】図１のII-II 線に沿う断面図である。

【図３】図１のIII-III 線に沿う断面図である。

【図４】それぞれ図１の板状体を重ね合わせて形成され
た隣接する２個の素子を図２と同様な断面に沿って切断
して示した断面図である。

【図５】図４の素子を図３と同様な断面に沿って切断し
て示した断面図である。

【図６】図１の板状体を重ね合わせて形成した素子の部
分的斜視図である。

【図７】図６の素子を重ね合わせて形成した熱交換器を
示す斜視図である。

【図８】本発明の他の実施形態における素子の部分的斜
視図である。

【図９】図８の素子を重ね合わせて形成した熱交換器を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１…板状体、２…凹溝、３…突条、４…開口、５…平坦
面、６…平坦面、７…上縁部、８…張り出し部分、９…
連通口、10…素子、11…空所、12…素子内側媒体通路、
13…媒体通路、14…素子間媒体通路、15…間隙、16…熱
交換器、17…媒体供給管、18…ノズル、19…導入通路、
20…導出通路、21…媒体通路、22…連通口、23…熱交換
器、24…媒体供給口、25…開口部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二村 信地 東京都渋谷区代々木３丁目25番３号 東洋 ラジエーター株式会社内 (72)発明者 福田 徹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 市川 和馬 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面に凹凸加工を施した２枚の板状体を
   互いに重ね合わせて形成した素子を複数個重ね合わせ、
   各素子の内側の空間を熱伝達媒体の一方を通過させるた
   めの通路とし、各素子間の空間を他方の媒体を通過させ
   るための通路とした多板式熱交換器において、前記素子
   を形成する２枚の板状体の互いに対向する上縁部にそれ
   ぞれ該素子の外側へ向って張り出した部分を設けること
   により、該素子の上縁部に該上縁部に沿って延びる媒体
   通路を形成し、かつ前記各板状体の張り出し部分に該部
   分を貫通する複数の連通口を前記上縁部に沿って配列形
   成したことを特徴とする多板式熱交換器。
2. 【請求項２】 前記媒体通路が上方へ向って開放した溝
   状をなす請求項１の多板式熱交換器。
3. 【請求項３】 前記媒体通路が閉断面形状をなす請求項
   １の多板式熱交換器。