JP4448377B2 - Plate heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、流体からなる熱媒体を流通させると共に、流体からなる被熱交換体を流通させて該被熱交換体に対して熱交換を行う熱交換器に関し、より詳しくは、複数枚の伝熱プレートが積層されて熱媒体を流通させる第一空間と、被熱交換体を流通させる第二空間とが交互に形成されたプレート式熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger that circulates a heat medium made of fluid and also circulates a heat exchanger made of fluid to exchange heat with the heat exchanger. The present invention relates to a plate heat exchanger in which a first space in which heat plates are stacked and a heat medium is circulated and a second space in which a heat exchanger is circulated are alternately formed.
従来から、被熱交換体に対して熱交換を行う熱交換器として種々のものが提供されている。その一つとして、プレート式熱交換器がある。かかるプレート式熱交換器は、小型で且つ熱交換効率が高いとして種々の分野に採用されており、図10に示す如く、複数枚の伝熱プレート100a,100bが積層されることで、熱湯や蒸気等の流体からなる熱媒体Mを流出入させる一対の第一流路P1,P1’が形成されると共に、水等の流体からなる被熱交換体Wを流出入させる一対の第二流路P2,P2’が形成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, various types of heat exchangers that exchange heat with respect to a heat exchanger are provided. One of them is a plate heat exchanger. Such a plate heat exchanger is adopted in various fields because of its small size and high heat exchange efficiency. As shown in FIG. 10, a plurality of heat transfer plates 100a and 100b are laminated to A pair of first flow paths P1 and P1 'are formed to allow the heat medium M made of fluid such as steam to flow in and out, and a pair of second flow paths P2 from which the heat exchanger W made of fluid such as water flows in and out. , P2 ′.
前記伝熱プレート100a,100bには、例えば、図11(イ)及び(ロ)に示す二種類のものが採用されている。具体的に説明すると、伝熱プレート100a,100bは、何れも略長方形状をなす一枚の板材をプレス成形したものであり、両面に複数の凹部101a(凹条)及び凸部101b(凸条)が連続して形成され、波板状をなしている。図11(イ)及び(ロ)に示した二種類の伝熱プレート100a,100bは、凹条101a及び凸条101bの形態が鏡像関係にあり、互いに重ね合わせることで、凸部101b,101b同士が干渉して凹部101a,101a間に熱媒体Mを流通させる第一空間X,X…、又は被熱交換体Wを流通させる第二空間Y,Y…を形成するように構成されている(図12参照)。なお、図11(イ)及び(ロ)に示した凹条101a及び凸条101bの形状、態様、及び組み合わせは一例である。
As the heat transfer plates 100a and 100b, for example, two types shown in FIGS. 11A and 11B are adopted. Specifically, each of the heat transfer plates 100a and 100b is formed by press-molding a single plate material having a substantially rectangular shape, and has a plurality of
各伝熱プレート100a,100bの四隅部分には、四つの開口102a,102b,103a,103cが穿設されている。この四つの開口102a,102b,103a,103bのうち、対角に配置された一対の開口102a,102b(第一開口)は、熱媒体Mを流出入させる前記第一流路P1,P1’を形成するためのものであり、残りの対角に配置された一対の開口103a,103b(第二開口)は、被熱交換体Wを流出入させる前記第二流路P2,P2’を形成するためのものである。
Four
前記プレート式熱交換器は、前記二種類の伝熱プレート100a,100bが交互に積層され、図12に示す如く、伝熱プレート100a,100bの外周縁部同士が面接触させた状態でロー付により封着されており、各伝熱プレート100a,100bを境にして熱媒体Mを流通させる第一空間X,X…と、被熱交換体Wを流通させる第二空間Y,Y…とが液密状態或い気密状態で交互に形成されている。 The plate type heat exchanger has the two kinds of heat transfer plates 100a and 100b alternately stacked, and as shown in FIG. 12, the outer peripheral edges of the heat transfer plates 100a and 100b are in surface contact with each other. The first spaces X, X,... Through which the heat medium M flows through the heat transfer plates 100a, 100b, and the second spaces Y, Y, through which the heat exchanger W flows, are sealed. They are alternately formed in a liquid-tight state or an air-tight state.
また、隣接する伝熱プレート100a,100bの第一開口102a,102bの開口周縁部であって、一方の伝熱プレート100aの一方面と他方の伝熱プレート100bの他方の面とを重ね合わせ方向に面接触させた状態にしてロー付けすることで、第一開口102a,102bの開口周縁部同士が封着されており、これによって、各伝熱プレート100a,100bの第一開口102a,102bが連なり、第一空間X,X…を介して連通する一対の前記第一流路P1,P1’が形成されている。また、隣接する伝熱プレート100a,100bの第二開口103a,103bの開口周縁部であって、一方の伝熱プレート100aの他方の面と他方の伝熱プレート100bの一方の面とを重ね合わせ方向に面接触させた状態にしてロー付けすることで、第二開口103a,103bの開口周縁部同士が封着されており、これによって、各伝熱プレート100a,100bの第二開口103a,103bが連なり、第二空間Y,Y…を介して連通する一対の第二流路P2,P2’が形成されている。
Moreover, it is an opening peripheral part of 1st opening 102a, 102b of adjacent heat-transfer plate 100a, 100b, Comprising: One surface of one heat-transfer plate 100a and the other surface of the other heat-transfer plate 100b are piled up direction The peripheral edge portions of the first openings 102a and 102b are sealed together by being brought into surface contact with each other, thereby sealing the first openings 102a and 102b of the heat transfer plates 100a and 100b. A pair of the first flow paths P1 and P1 ′ are formed which communicate with each other via the first spaces X, X. Moreover, it is an opening peripheral part of 2nd opening 103a, 103b of adjacent heat-transfer plate 100a, 100b, Comprising: The other surface of one heat-transfer plate 100a and one surface of the other heat-transfer plate 100b are piled up. The peripheral edges of the
上記構成のプレート式熱交換器は、熱媒体Mを供給する一次側の配管に接続された一方の第一流路P1から熱媒体Mを流入させて該熱媒体Mを第一空間Xを介して他方の第一流路P1’から流出させると同時に、被熱交換体Wを供給する一次側の配管に接続された一方の第二流路P2から被熱交換体Wを流入させて第二空間Yを介して他方の第二流路P2’から流出させることで、伝熱プレート100a,100bの存在で熱媒体Mと被熱交換体Wとが混ざるのを防止した上で、伝熱プレート100a,100bからの熱伝導によって被熱交換体Wに対する熱交換を行えるようになっている。(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記構成のプレート式熱交換器は、各伝熱プレート100a,100bの第一開口102a,102bの開口周縁部同士を面接触させた状態で封着したり、伝熱プレート100a,100bの外周縁部同士を面接触させた状態で封着したりすることで、熱媒体Mを流通させる第一流路P1,P1’や第一空間X,X…、第二空間Y,Y…等を液密状態或いは気密状態にして画定するように構成されているため、熱媒体Mの熱の影響を受ける領域(面積)が大きくなってしまう。そのため、これらの部分に熱応力が集中的に作用して局部的な割れが生じてしまうことがあった。特に、熱媒体Mの流通と停止とを頻繁に切り換えると、温度変化による熱応力の作用が大きくなり、割れの発生が顕著になってしまう。 By the way, the plate-type heat exchanger having the above-described configuration is sealed in a state in which the opening peripheral portions of the first openings 102a and 102b of the heat transfer plates 100a and 100b are in surface contact with each other, or the heat transfer plates 100a and 100b. The first flow paths P1, P1 ′ through which the heat medium M is circulated, the first spaces X, X..., The second spaces Y, Y. Since it is configured to be defined in a liquid-tight state or an air-tight state, a region (area) affected by the heat of the heat medium M becomes large. Therefore, the thermal stress concentratedly acts on these parts, and local cracks may occur. In particular, if the flow and stop of the heat medium M are frequently switched, the effect of thermal stress due to temperature change increases, and cracking becomes prominent.
そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、熱媒体の熱が作用しても局部的な熱応力が発生するのを抑制することができ、局部的な割れが生じるのを防止することができるプレート式熱交換器を提供することを課題とする。 Therefore, in view of such circumstances, the present invention can suppress the occurrence of local thermal stress even when the heat of the heat medium acts, and can prevent the occurrence of local cracking. It is an object of the present invention to provide a plate heat exchanger.
本発明に係るプレート式熱交換器は、所定の間隔を有して一対の第一開口及び一対の第二開口が形成され、且つ両面に凹部及び凸部が形成された伝熱プレートが各凸部同士を干渉させて複数枚積層され、伝熱プレートの外周端縁間が封止されることで、流体からなる熱媒体を流通させる第一空間、及び流体からなる被熱交換体を流通させる第二空間が各伝熱プレートを境にして交互に形成され、且つ隣接する伝熱プレートの第一開口の開口端縁間が封止されることで、各第一開口が連なって第一空間を介して連通する一対の第一流路が形成されると共に、隣接する伝熱プレートの第二開口の開口端縁間が封止されることで、各第二開口が連なって第二空間を介して連通する一対の第二流路が形成されたプレート式熱交換器において、隣接する伝熱プレートにおける第一開口の開口端縁間が封止手段を介して封止され、該伝熱プレートにおける第一開口の開口周縁部間に第二空間と連続する間隙を形成してなることを特徴とする。 The plate heat exchanger according to the present invention has a heat transfer plate in which a pair of first openings and a pair of second openings are formed with a predetermined interval, and concave and convex portions are formed on both surfaces. A plurality of sheets are laminated by interfering with each other, and a space between the outer peripheral edges of the heat transfer plate is sealed, whereby a first space through which a heat medium made of fluid flows and a heat exchanger made of fluid flow. The second spaces are alternately formed with each heat transfer plate as a boundary, and the gap between the opening edges of the first openings of the adjacent heat transfer plates is sealed, so that the first spaces are connected to each other. A pair of first flow paths communicating with each other are formed, and the gap between the opening edges of the second openings of the adjacent heat transfer plates is sealed, so that the second openings are connected to each other via the second space. In a plate heat exchanger in which a pair of second flow paths communicating with each other is formed, adjacent to each other The gap between the opening edges of the first opening in the heat plate is sealed through a sealing means, and a gap continuous with the second space is formed between the opening peripheral edges of the first opening in the heat transfer plate. Features.
上記プレート式熱交換器によれば、隣接する伝熱プレートにおける第一開口の開口端縁間が封止手段を介して封止され、該伝熱プレートにおける第一開口の開口周縁部間に第二空間と連続する間隙を形成しているので、一方の第二流路を介して第二空間に流入した被熱交換体が伝熱プレートにおける第一開口の開口周縁部間の間隙内にまで至ることになる。即ち、対向する伝熱プレートの第一開口の開口周縁部と該開口端縁間を封止する封止手段によって包囲されて第二空間に連通する間隙(空間)がポケットの如く形成されることになり、当該間隙内に第二空間内の被熱交換体が入り込むことになる。その一方で、該空間を画定する伝熱プレート及び封止手段の裏面側には、第一流路内の熱媒体が存在することになるが、熱媒体の熱は、封止手段及び伝熱プレートを介して第一開口の開口周縁部間に存在する被熱交換体へ連続的に移行することになる(被熱交換体に熱が奪われる)ため、伝熱プレート及び封止手段に熱媒体の熱が集中的に作用するのを防止することができる。これにより、当該部分に熱応力が発生するのを抑制することができ、伝熱プレートに局部的な割れが発生するのを防止することができる。 According to the plate heat exchanger, the opening edge of the first opening in the adjacent heat transfer plate is sealed via the sealing means, and the first opening in the heat transfer plate is Since a gap that is continuous with the two spaces is formed, the heat exchanger that has flowed into the second space via one of the second flow paths reaches the gap between the peripheral edges of the first opening in the heat transfer plate. Will come. That is, a gap (space) that is surrounded by a sealing means that seals between the opening peripheral edge of the first opening of the opposing heat transfer plate and the opening edge and communicates with the second space is formed like a pocket. Thus, the heat exchanger in the second space enters the gap. On the other hand, the heat medium in the first flow path exists on the back surface side of the heat transfer plate and the sealing means that define the space. The heat of the heat medium is generated by the sealing means and the heat transfer plate. To the heat exchanger that exists between the peripheral edges of the first opening through the heat exchanger (heat is taken away by the heat exchanger), so that the heat transfer plate and the sealing means have a heat medium. It is possible to prevent the heat from acting intensively. Thereby, it can suppress that a thermal stress generate | occur | produces in the said part, and can prevent that a local crack generate | occur | produces in a heat exchanger plate.
本発明の一態様として、封止手段は、隣接する伝熱プレートの少なくとも何れか一方の第一開口の開口端縁から他方の伝熱プレートに向けて延設された環状片で構成され、該環状片は、隣接する他方の伝熱プレートに封着するようにしてもよい。このようにすれば、封止手段を伝熱プレートと別体として構成することがなく、環状片を他方の伝熱プレートに封着することで、被熱交換体が流れ込む間隙を形成することができると共に、伝熱プレートの第一開口の開口端縁間を封止することができる。 As one aspect of the present invention, the sealing means is composed of an annular piece extending from the opening edge of the first opening of at least one of the adjacent heat transfer plates toward the other heat transfer plate, The annular piece may be sealed to the other adjacent heat transfer plate. In this way, the sealing means is not configured separately from the heat transfer plate, and the annular piece is sealed to the other heat transfer plate, thereby forming a gap into which the heat exchange body flows. In addition, the gap between the opening edges of the first opening of the heat transfer plate can be sealed.
この場合、各伝熱プレートの第一開口の開口端縁に前記環状片が延設されてなり、各伝熱プレートの環状片同士が略同心で嵌合され、環状片同士が封着されれば、伝熱プレート同士の位置決めや組み付けが容易な上に、伝熱プレートの第一開口の開口周縁部間に、第二空間から被熱交換体が流れ込む間隙を確実に形成することができる。 In this case, the annular piece extends from the opening edge of the first opening of each heat transfer plate, the annular pieces of each heat transfer plate are fitted substantially concentrically, and the annular pieces are sealed together. In this case, the heat transfer plates can be easily positioned and assembled, and a gap through which the heat exchange body flows from the second space can be surely formed between the opening peripheral portions of the first openings of the heat transfer plates.
また、一対の第一流路の一端開口を形成した伝熱プレートと、該伝熱プレートに対して間隔を有して対向配置される第一エンドプレートと、該第一エンドプレートに対して間隔を有して対向配置される第二エンドプレートとが重ね合わされ、互いの外周縁部同士が封止されてなり、第一エンドプレートは、伝熱プレートの第二開口の配置に対応して一対の開口が形成されており、第一エンドプレート及び第二エンドプレート間の空間を介して一対の第二流路が連通した構成にしてもよい。 Further, a heat transfer plate in which one end opening of the pair of first flow paths is formed, a first end plate disposed to face the heat transfer plate with a space therebetween, and a space from the first end plate. And the second end plates that are arranged opposite to each other are overlapped with each other and their outer peripheral edge portions are sealed with each other, and the first end plate corresponds to the arrangement of the second opening of the heat transfer plate. An opening may be formed, and a pair of second flow paths may communicate with each other through a space between the first end plate and the second end plate.
このようにすれば、伝熱プレートと第一エンドプレートとの間に形成された空間内に、第一流路から熱媒体が流れ込み、該第一エンドプレートに対して常に熱媒体の熱が作用することになるが、該第一エンドプレートに第二開口の配置に対応して開口が形成されると共に、第一エンドプレートに対して間隔を有して第二エンドプレートが配置されているので、被熱交換体が第一エンドプレートの開口を介して第一エンドプレートと第二エンドプレートとの間に流れ込むことになる。これにより、熱媒体の熱が第一エンドプレートを介して該第一エンドプレートと第二エンドプレートとの間の空間に存在する被熱交換体に移行することになる(被熱媒体に熱が吸収される)ので、第一エンドプレートに熱媒体の熱が集中的に作用するのを防止することができる。これにより、第一エンドプレートに対して集中的な熱応力が発生するのを抑制することができ、第一エンドプレートに局部的な割れが発生するのを防止することができる。 By doing so, the heat medium flows from the first flow path into the space formed between the heat transfer plate and the first end plate, and the heat of the heat medium always acts on the first end plate. However, since an opening is formed in the first end plate corresponding to the arrangement of the second opening, and the second end plate is arranged at a distance from the first end plate, The heat exchange member flows between the first end plate and the second end plate through the opening of the first end plate. Thereby, the heat of the heat medium is transferred to the heat exchanger existing in the space between the first end plate and the second end plate via the first end plate (the heat is applied to the heat medium). Therefore, it is possible to prevent the heat of the heat medium from acting on the first end plate intensively. Thereby, it can suppress that the concentrated thermal stress generate | occur | produces with respect to a 1st end plate, and can prevent that a local crack generate | occur | produces in a 1st end plate.
各伝熱プレートの外周縁部は、積層状態で第一空間を形成する対向面同士が密接状態で封着される一方で、第二空間を形成する対向面間に第二空間と連通した間隙を形成するように形状設定され、隣接する伝熱プレートの外周端縁間が封止されてなるように構成してもよい。このようにすれば、第二空間内を流通する被熱交換体が伝熱プレートの外周端縁部にまで到達することになる。そうすると、熱媒体の熱が伝熱プレートを介して被熱交換体に移行する(被熱交換体に熱が奪われる)ので、伝熱プレートの外周端縁に熱媒体の熱が集中的に作用するのを防止することができる。これにより、伝熱プレートの外周端部に熱応力が発生するのを抑制することができ、伝熱プレートの外周端部(プレート式熱交換器の外周に)局部的な割れが発生するのを防止することができる。 The outer peripheral edge of each heat transfer plate is sealed with the opposing surfaces forming the first space in a stacked state in close contact with each other, and the gap communicating with the second space between the opposing surfaces forming the second space The shape may be set so as to form a gap between the outer peripheral edges of adjacent heat transfer plates. If it does in this way, the to-be-heated body which distribute | circulates the inside of 2nd space will reach | attain to the outer periphery edge part of a heat exchanger plate. Then, the heat of the heat transfer medium is transferred to the heat exchanger via the heat transfer plate (heat is lost to the heat exchanger), so that the heat of the heat transfer medium acts on the outer edge of the heat transfer plate. Can be prevented. Thereby, it can suppress that a thermal stress generate | occur | produces in the outer peripheral edge part of a heat exchanger plate, and it can prevent that a local crack generate | occur | produces in the outer peripheral edge part (in the outer periphery of a plate type heat exchanger) of a heat exchanger plate. Can be prevented.
また、本発明に係るプレート式熱交換器は、所定の間隔を有して一対の第一開口及び一対の第二開口が形成され、且つ両面に凹部及び凸部が形成された伝熱プレートが各凸部同士を干渉させて複数枚積層され、伝熱プレートの外周端縁間が封止されることで、流体からなる熱媒体を流通させる第一空間、及び流体からなる被熱交換体を流通させる第二空間が各伝熱プレートを境にして交互に形成され、且つ隣接する伝熱プレートの第一開口の開口端縁間が封止されることで、各第一開口が連なって第一空間を介して連通する一対の第一流路が形成されると共に、隣接する伝熱プレートの第二開口の開口端縁間が封止されることで、各第二開口が連なって第二空間を介して連通する一対の第二流路が形成されたプレート式熱交換器において、一対の第一流路の一端開口を形成した伝熱プレートと、該伝熱プレートに対して間隔を有して対向配置される第一エンドプレートと、該第一エンドプレートに対して間隔を有して対向配置される第二エンドプレートとが重ね合わされ、互いの外周縁部同士が封止されてなり、第一エンドプレートは、伝熱プレートの第二開口の配置に対応して一対の開口が形成されており、第一エンドプレート及び第二エンドプレート間の空間を介して一対の第二流路が連通してなることを特徴とする。 In addition, the plate heat exchanger according to the present invention includes a heat transfer plate having a pair of first openings and a pair of second openings with a predetermined interval, and a recess and a protrusion formed on both sides. A plurality of layers are laminated with each convex portion interfering with each other, and a space between the outer peripheral edges of the heat transfer plate is sealed, whereby a first space through which a heat medium made of fluid flows and a heat exchanger made of fluid The second space to be circulated is alternately formed with each heat transfer plate as a boundary, and the gap between the opening edges of the first openings of the adjacent heat transfer plates is sealed, so that the first openings are connected to each other. A pair of first flow paths communicating with each other through one space is formed, and between the opening edges of the second openings of the adjacent heat transfer plates is sealed, so that each second opening is connected to the second space. In a plate heat exchanger in which a pair of second flow paths communicating with each other are formed, A heat transfer plate having an opening at one end of the first flow path, a first end plate disposed opposite to the heat transfer plate with a gap, and a gap with respect to the first end plate. The second end plates arranged opposite to each other are overlapped, and the outer peripheral edges of each other are sealed, and the first end plate has a pair of openings corresponding to the arrangement of the second openings of the heat transfer plate. A pair of second flow paths communicate with each other through a space between the first end plate and the second end plate.
上記プレート式熱交換器によれば、伝熱プレートと第一エンドプレートとの間に形成された空間内に、第一流路から熱媒体が流れ込み、該第一エンドプレートに対して常に熱媒体の熱が作用することになるが、該第一エンドプレートに第二開口の配置に対応して開口が形成されると共に、第一エンドプレートに対して間隔を有して第二エンドプレートが配置されているので、被熱交換体が第一エンドプレートの開口を介して第一エンドプレートと第二エンドプレートとの間に流れ込むことになる。これにより、熱媒体の熱が第一エンドプレートを介して該第一エンドプレートと第二エンドプレートとの間の空間に存在する被熱交換体が移行することになる(被熱媒体に熱が吸収される)ので、第一エンドプレートに熱媒体の熱が集中的に作用するのを防止することができる。これにより、第一エンドプレートに対して集中的な熱応力が発生するのを抑制することができ、第一エンドプレートに局部的な割れが発生するのを防止することができる。 According to the plate type heat exchanger, the heat medium flows from the first flow path into the space formed between the heat transfer plate and the first end plate, and the heat medium is always in the first end plate. Although heat acts, an opening is formed in the first end plate corresponding to the arrangement of the second opening, and the second end plate is arranged at a distance from the first end plate. Therefore, the heat exchange body flows between the first end plate and the second end plate through the opening of the first end plate. As a result, heat from the heat transfer medium is transferred through the first end plate to the heat exchanger that exists in the space between the first end plate and the second end plate (heat is transferred to the heat transfer medium). Therefore, it is possible to prevent the heat of the heat medium from acting on the first end plate intensively. Thereby, it can suppress that the concentrated thermal stress generate | occur | produces with respect to a 1st end plate, and can prevent that a local crack generate | occur | produces in a 1st end plate.
さらに、本発明に係るプレート式熱交換器は、所定の間隔を有して一対の第一開口及び一対の第二開口が形成され、且つ両面に凹部及び凸部が形成された伝熱プレートが各凸部同士を干渉させて複数枚積層され、伝熱プレートの外周縁部同士が封止されることで、流体からなる熱媒体を流通させる第一空間、及び流体からなる被熱交換体を流通させる第二空間が各伝熱プレートを境にして交互に形成され、且つ隣接する伝熱プレートの第一開口の開口端縁同士が封止されることで、各第一開口が連なって第一空間を介して連通する一対の第一流路が形成されると共に、隣接する伝熱プレートの第二開口の開口端縁同士が封止されることで、各第二開口が連なって第二空間を介して連通する一対の第二流路が形成されたプレート式熱交換器において、各伝熱プレートの外周縁部は、積層状態で第一空間を形成する対向面同士が密接状態で封着される一方で、第二空間を形成する対向面間に第二空間と連続した間隙を形成するように形状設定され、隣接する伝熱プレートの外周端縁間が封止されてなることを特徴とする。 Furthermore, the plate-type heat exchanger according to the present invention includes a heat transfer plate in which a pair of first openings and a pair of second openings are formed with a predetermined interval, and concave and convex portions are formed on both sides. A plurality of layers are laminated with each convex portion interfering, and the outer peripheral edge portions of the heat transfer plate are sealed, whereby a first space through which a heat medium made of fluid flows, and a heat exchanger made of fluid The second spaces to be circulated are alternately formed with each heat transfer plate as a boundary, and the opening edges of the first openings of the adjacent heat transfer plates are sealed, so that the first openings are connected to each other. A pair of first flow paths communicating with each other through one space are formed, and the opening edges of the second openings of the adjacent heat transfer plates are sealed together, so that each second opening is connected to the second space. A plate heat exchanger in which a pair of second flow paths communicating with each other is formed. The outer peripheral edge of each heat transfer plate is sealed with the opposing surfaces forming the first space in a stacked state in close contact with each other, and is continuous with the second space between the opposing surfaces forming the second space. The shape is set so as to form a gap, and the space between the outer peripheral edges of adjacent heat transfer plates is sealed.
上記プレート式熱交換器によれば、第二空間内を流通する被熱交換体が伝熱プレートの外周端縁部にまで到達することになる。そうすると、熱媒体の熱が伝熱プレートを介して被熱交換体に移行する(被熱交換体に熱が奪われる)ので、伝熱プレートの外周端縁に熱媒体の熱が集中的に作用するのを防止することができる。これにより、伝熱プレートの外周端部に熱応力が発生するのを抑制することができ、伝熱プレートの外周端部(プレート式熱交換器の外周に)局部的な割れが発生するのを防止することができる。 According to the plate heat exchanger, the heat exchanger that circulates in the second space reaches the outer peripheral edge of the heat transfer plate. Then, the heat of the heat transfer medium is transferred to the heat exchanger via the heat transfer plate (heat is lost to the heat exchanger), so that the heat of the heat transfer medium acts on the outer edge of the heat transfer plate. Can be prevented. Thereby, it can suppress that a thermal stress generate | occur | produces in the outer peripheral edge part of a heat exchanger plate, and it can prevent that a local crack generate | occur | produces in the outer peripheral edge part (in the outer periphery of a plate type heat exchanger) of a heat exchanger plate. Can be prevented.
以上のように、本発明に係るプレート式熱交換器によれば、熱媒体の熱が作用しても局部的な熱応力が発生するのを抑制することができ、局部的な割れが生じるのを防止することができるという優れた効果を奏し得る。 As described above, according to the plate heat exchanger according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of local thermal stress even when the heat of the heat medium acts, and local cracking occurs. It is possible to achieve an excellent effect that can be prevented.
以下、本発明の一実施形態に係るプレート式熱交換器について、添付図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態に係るプレート式熱交換器の全体斜視図を示し、図2は、図1のA−A断面であって、本実施形態に係るプレート式熱交換器の縦断面図を示している。また、図3は、図2の要部拡大図であって、後述する一方(上流側)の第一流路及びその周辺を示し、図4は、図2の要部拡大図であって、後述する一方(上流側)の第二流路及びその周辺を示している。 FIG. 1 is an overall perspective view of a plate heat exchanger according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the plate heat exchanger according to the present embodiment, taken along the line AA of FIG. Is shown. 3 is an enlarged view of the main part of FIG. 2 and shows one (upstream side) first flow path and its periphery, which will be described later, and FIG. 4 is an enlarged view of the main part of FIG. The second flow path on the one side (upstream side) and its periphery are shown.
本実施形態に係るプレート式熱交換器は、図1及び図2に示す如く、二枚のフレーム板1a,1b間に複数枚の伝熱プレート2a,2b,2a,2b…が積層されることにより、蒸気や熱湯等の流体からなる熱媒体Mを流出入させる一対の第一流路P1,P1’が形成されると共に、水等の流体からなる被熱交換体Wを流出入させる一対の第二流路P2,P2’が形成されている。
In the plate heat exchanger according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
各フレーム板1a,1bは、平面視略長方形の板状に形成された本体部10と、該本体部10の外周端縁から伝熱プレート2a,2b,2a,2b…を積層する方向(重ね合わせる方向)に向け延出した折曲片部11とで構成されている。一方のフレーム板1aの本体部10には、熱媒体Mを流通させる前記第一流路P1,P1’及び被熱交換体Wを流通させる前記第二流路P2,P2’の形成位置、即ち伝熱プレート2a,2b,2a,2b…の後述する第一開口26a,26b,28a,28b及び第二開口27a,27b,29a,29bの形成位置に対応して貫通穴12,13が穿設されている。該貫通穴12,13の開口端縁部には、筒状の接続部14,15が気密、或いは液密に凸設されている。
Each of the frame plates 1a and 1b has a
本実施形態において、伝熱プレート2a,2b,2a,2b…には、二種類のものが採用されており、何れも板材をプレス加工することで形成されたものである。各伝熱プレート2a,2bは、図5(イ)及び(ロ)に示す如く、平面視略長方形状の領域からなる伝熱部22a,22bと、該伝熱部22a,22bの外周端縁から当該伝熱プレート2a,2b(前記伝熱部22a,22b)の略重ね合わせ方向に延出した折曲片部23a,23bとで構成されている。なお、図5(イ)は、一方の伝熱プレート2aの平面図を示し、図5(ロ)は、他方の伝熱プレート2bの平面図を示している。
In the present embodiment, two types of
各伝熱プレート2a,2bの伝熱部22a,22bには、熱媒体Mを流出入させる一対の第一流路P1,P1’を形成するための第一開口26a,26b,28a,28bが長手方向の両端部に一対(二つ)穿設されると共に、被熱交換体Wを流出入させる一対の第二流路P2,P2’を形成するための第二開口27a,27b,29a,29bが、各第一開口26a,26b、28a,28bに並んで長手方向の両端部に一対(二つ)穿設されている。
In the
具体的に説明すると、前記一対の第一開口26a,26b,28a,28bのうち、一方の第一開口26a,28aは、熱媒体Mを流入させる上流側(一方)の第一流路P1を形成するためのものであり、伝熱部22a,22bの長手方向の一端部であって、伝熱部22a,22bの短手方向の一端側に穿設されている。他方の第一開口26b,28bは、熱媒体Mを流出させる下流側(他方)の第一流路P1’を形成するためのものであり、伝熱部22a,22bの長手方向の他端部であって、伝熱部22a,22bの短手方向の他端側に穿設されている。
Specifically, of the pair of first openings 26a, 26b, 28a, 28b, one first opening 26a, 28a forms an upstream (one) first flow path P1 through which the heat medium M flows. For this purpose, it is provided at one end in the longitudinal direction of the
一対の第二開口27a,27b,29a,29bのうち、一方の第二開口27a,29aは、被熱交換体Wを流出させる下流側(他方)の第二流路P2’を形成するためのものであり、伝熱部22a,22bの長手方向の一端部であって、伝熱部22a,22bの短手方向の他端側に穿設されている。他方の第二開口27b,29bは、被熱交換体Wを流入させる上流側(一方)の第二流路P2を形成するためのものであり、伝熱部22a,22bの長手方向の他端部であって、伝熱部22a,22bの短手方向の一端側に穿設されている。即ち、一対の第一開口26a,26b,28a,28b及び一対の第二開口27a,27b,29a,29bは、所定の間隔を有して伝熱部22a,22bの四隅部分にそれぞれ対角に位置して穿設されている。
Of the pair of second openings 27a, 27b, 29a, 29b, one second opening 27a, 29a is for forming a downstream (the other) second flow path P2 ′ through which the heat exchanger W flows out. This is one end portion in the longitudinal direction of the
該プレート式熱交換器は、長手方向の一端が上方側するように伝熱プレート2a,2bを起立させた態様で使用されるものであり、第二空間Y、Y…の上部内で気体が滞留するのを防止すべく、一方の第二開口27a,29aが、一方の第一開口26a,28aよりも伝熱部22a,22bの長手方向の一端側に位置するように設けられている。具体的には、一方の第二開口27a,29aの上部に対する水平方向の接線が、一方の第一開口26a,28aの上部に対する水平方向の接線よりも上方(伝熱部22a,22bの長手方向の一端側)に位置するように、第一開口26a、28a及び第二開口27a,29aの穴径及び配置が設定されている。なお、本実施形態においては、第二開口27a,29aの開口径が第一開口26a,28aの開口径よりも小径に設定されており、第二開口27a,29aの穴中心が第一開口26a,28aの開口中心よりも伝熱部22a,22bの一端寄りに位置させる(上方側に変位させる)ことで、第二開口27a,29aの上部が第一開口27aよりも伝熱部22a,22bの長手方向の一端側に位置するように形成されている。
The plate heat exchanger is used in a mode in which the
また、この二種類の伝熱プレート2a,2bのうち、一方の伝熱プレート2aは、各第一開口26a,26bの開口端縁部に、積層状態で隣接する他方の伝熱プレート2bの第一開口26a,26bの開口端縁との間を封止する封止手段としての環状片260a,260b(以下、この環状片を第一環状片という)が延設されている。この伝熱プレート2aの第一環状片260a,260bは、他方のフレーム板1b側となる伝熱部22aの他方の面から当該伝熱プレート2a,2bの積層方向に延出している。さらに、該一方の伝熱プレート2aは、第二開口27a,27bの開口端にも積層状態にある他方の伝熱プレート2bの第二開口27a,27bの開口端縁との間を封止する封止手段としての環状片270a,270b(以下、この環状片を第二環状片という)が延設されている。該第二環状片270a,270bは、一方のフレーム板1a側となる伝熱部22aの一方の面から第一環状片260a,260bとは反対方向に延出している。
Of these two types of
他方の伝熱プレート2bは、第一開口28a,28bの開口端縁に、積層状態で隣接する一方の伝熱プレート2aの第一開口26a,26bの開口端縁との間を封止する封止手段としての環状片280a,280b(以下、この環状片を第一環状片という)が延設されている。この伝熱プレート2bの第一環状片280a,280bは、一方のフレーム板1a側となる伝熱部22bの一方面から当該伝熱プレート2a,2bの積層方向に延出しており、一方の伝熱プレート2aの第一環状片260a,260bに略同心で嵌合できるようになっている。
The other
さらに、該他方の伝熱プレート2bは、第二開口29a,29bの開口端にも積層状態にある一方の伝熱プレート2aの第二開口27a,27bの開口端縁との間を封止する封止手段として環状片290a,290b(以下、この環状片を第二環状片という)が延設されている。該第二環状片290a,290bは、他方のフレーム板1b側となる伝熱部22bの他方の面から第一環状片280a,280bとは反対方向に延びて形成されており、一方の伝熱プレート2aの第二環状片270a,270bと略同心で嵌合できるようになっている。なお、本実施形態において、この二種類の伝熱プレート2a,2bは、第一環状片260a,260b,280a,280b同士、及び第二環状片270a,270b,290a,290b同士を確実に嵌合できるように、伝熱部22a,22bにおける第一環状片260a,260b,280a,280b及び第二環状片270a,270b,290a,290bの周辺部分が平坦に形成されている。
Further, the other
これにより、各伝熱プレート2a,2bは、隣接する伝熱プレート2a,2bの第一環状片260a,260b,280a,280b同士、及び第二環状片270a,270b,290a,290b同士を嵌合することで、積層された複数枚の伝熱プレート2a,2b,2a,2b…の第一開口26a,26b…、28a,28b…が連なって一対の第一流路P1,P1’が形成されると共に、第二開口27a,27b…、29a,29b…が連なって一対の第二流路P2,P2’が形成されるようになっている。
Thereby, each
また、各伝熱プレート2a,2bは、図2及び図3に示す如く、隣接する伝熱プレート2a,2bにおける第一開口26a,26b…、28a,28b…の開口周縁間に第一環状片260a,260b,280a,280bを介在させることで、隣接する伝熱プレート2a,2bにおける第一開口26a,26b…、28a,28b…の開口周縁部間に、後述する第二空間Y,Y…に連続(連通)して該第二空間Y,Y内の被熱交換体Wが流れ込む間隙S1が形成されるようになっている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, each
さらに、本実施形態において、各伝熱プレート2a,2bは、図2及び図4に示す如く、隣接する伝熱プレート2a,2bにおける第二開口27a,27b…、29a,29b…の開口周縁間に第二環状片270a,270b,290a,290bを介在させることで、隣接する伝熱プレート2a,2bにおける第二開口27a,27b…、29a,29b…の開口周縁部間に、後述する第一空間X,X…に連続(連通)して該第一空間X,X内の熱媒体Mが流れ込む間隙S2が形成されるようにもなっている。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG.2 and FIG.4, each heat-
図5(イ)及び(ロ)に戻り、各伝熱プレート2a,2bの伝熱部22a,22bは、両面に複数の線条をなす凹部20a(凹条)及び凸部20b(凸条)が形成されており、波板形状になっている。具体的には、一方の伝熱プレート2aは、伝熱部22aの短手方向の他端側ほど当該伝熱部22aの長手方向の他端側に先下りに傾斜するように、凹条24a及び凸条24bが略短手方向に延びるように形成される一方で、他方の伝熱プレート2bは、伝熱部22bの短手方向の一端側ほど当該伝熱部22bの長手方向の他端側に先下りに傾斜するように、線条の凹部(凹条)20a及び凸部(凸条)20bが略短手方向に延びるように形成されている。即ち、この二種類の伝熱プレート2a,2bは、第一開口26a,26b,28a,28b及び第二開口27a,27b,29a,29bの配置を同一にして、凹条20a及び凸条20bのみが鏡像関係を有するように形成されている。
Returning to FIGS. 5 (a) and 5 (b), the
これにより、図2乃至図4に示す如く、この二種類の伝熱プレート2a,2bを交互に重ね合わせる(積層する)と、凸条20b,21…の頂部同士が略点接触(干渉)した態様となって隣接する伝熱プレート2a,2bの凸条20b,21…同士が交差し、各伝熱プレート2a,2bの凹条20a,20…によって、熱媒体Mを流通させる第一空間X、及び被熱交換体Wを流通させる第二空間Yが伝熱プレート2a,2b(伝熱部22a,22b)を境にして交互に形成されるようになっている。
As a result, as shown in FIGS. 2 to 4, when these two types of
また、各伝熱プレート2a,2b…は、積層状態で伝熱部22a,22bの外周縁部間(伝熱プレート2a,2bの外周縁部の対向面間)に第二空間Yに連続(連通)した間隙S3を形成できるように構成されている。即ち、各伝熱プレート2a,2bの伝熱部22a,22bは、伝熱プレート2a,2b…を積層した状態で、隣接する伝熱プレート2a,2bの伝熱部22a,22bの外周縁部間(第一環状片260a,260b,280a,280bが延出した側の面間)に第二空間Y,Y…と連通する間隙S3を形成する一方で、第二環状片270a,270b,290a,290bが延出した側の面同士が略密接するように、外周縁部が形状設定されている。本実施形態においては、伝熱部22a,22bの外周端縁に折曲片部23a,23bが延設されているので、前記間隙S3は、伝熱プレート2a,2bを重ね合わせた状態で、伝熱部22a,22bの外周縁部と折曲片部23aとで包囲された空間により構成されるようになっている。
Moreover, each heat-
本実施形態に係るプレート式熱交換器は、前記二種類の伝熱プレート2a,2bに加え、積層状態にされて第一流路の一端開口を形成する伝熱プレート2bに対して間隔を有して対向して配置される第一エンドプレート2cと、該第一エンドプレート2cに間隔を有して対向して配置される第二エンドプレート2dとが更に積層されている。
The plate-type heat exchanger according to the present embodiment has an interval with respect to the
図6(イ)及び(ロ)に示す如く、第一エンドプレート2c及び第二エンドプレート2dの何れも、伝熱プレート2a,2bと同様に板材をプレス加工したものであり、前記伝熱プレート2a,2bの伝熱部22a,22bと対応して平面視略長方形の板材からなる閉塞部22c,22dと、該閉塞部22c,22dの外周端縁から延出した折曲片部23c,23dとで構成されている。なお、図6(イ)は、第一エンドプレート2cの平面図を示し、図6(ロ)は、第二エンドプレート2dの平面図を示している。
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), both the first end plate 2c and the second end plate 2d are obtained by pressing a plate material in the same manner as the
第一エンドプレート2cの閉塞部22cは、隣接する伝熱プレート2bの第一開口28a,28bに対応した領域26cが平坦に形成され、該平坦な領域26cを除いて両面に凹条24a及び凸条24bが連続して形成されて波板状に構成されている。該第一エンドプレート2cは、伝熱プレート2bに積層された状態で、凸条24bが伝熱プレート2bの凸条20bに干渉して、それぞれの凹部20a,24aによって空間が形成されるようになっている。また、該第一エンドプレート2cに形成された平坦な領域26cは、隣接する伝熱プレート2bとの間に間隙を形成するように形成されており、一方の第一流路P1の一端開口から流出する熱媒体Mが前記空間を介して他方の第一流路P1’に向けて誘導できるように構成されている(図2及び図3参照)。
In the closing portion 22c of the first end plate 2c, a region 26c corresponding to the first openings 28a, 28b of the adjacent
該第一エンドプレート2cの閉塞部22cは、隣接する伝熱プレート2bの第二開口29a,29bに対応した位置に、開口29c(便宜上当該開口も第二開口という)が穿設されており、該第二開口29cの開口端縁には、隣接する伝熱プレート2bの第二環状片270a,270bに嵌合される環状片30が延設されている。
The closing portion 22c of the first end plate 2c is provided with an opening 29c (for convenience, the opening is also referred to as the second opening) at a position corresponding to the second openings 29a and 29b of the adjacent
第二エンドプレート2dの閉塞部22dは、隣接する第一エンドプレート2cの平坦な領域26c,26cに対応した領域、及び開口29c,29cに対応した領域31,31が平坦に形成され、該平坦な領域31,31を除いて両面に凹条25a及び凸条25bが連続して形成され、波板状に形成されている。これにより、第二エンドプレート2dを第一エンドプレート2cに重ね合わせた状態で、該第二エンドプレート2dの凸条25bが第一エンドプレート2cの凸条24bに干渉して、互いの凹条24a,25aにより、第一エンドプレート2cの第二開口29cを介して流入する被熱交換体Wを流通させる前記空間Zが形成されるようになっている。即ち、第一エンドプレート2c及び第二エンドプレート2dの閉塞部22c、22dは、上述の如く、平坦な領域26c、31を除いて波板状に形成されているので、複数枚の伝熱プレート2a,2b,2a,2b…を積層したのと同様に、第一エンドプレート2cと第二エンドプレート2dとの間に被熱交換体Wが流通する空間Z(第二空間)を形成するようになっている(図2参照)。
The closing portion 22d of the second end plate 2d is formed by flatly forming areas corresponding to the flat areas 26c and 26c of the adjacent first end plate 2c and
伝熱プレート2a,2b、第一エンドプレート2c及び第二エンドプレート2dは、以上の構成からなり、本実施形態に係るプレート式熱交換器は、図7に示す如く、一方のフレーム板1a、複数枚の伝熱プレート2a,2b…、第一エンドプレート2c、第二エンドプレート2d、他方のフレーム板1bの順に重ね合わせ、それぞれの外周端縁同士を封着することで、内部に第一空間X,X…、及び第二空間Y,Y…が形成されている。即ち、二種類の伝熱プレート2a,2bを交互に積層すると共に、これに対して第一エンドプレート2c及び第二エンドプレート2dを積層し、この積層状態にあるものを二枚のフレーム板1a,1bで挟み込み、フレーム板1a,1bの折曲片部11、伝熱プレート2a,2b、第一エンドプレート2c、及び第二エンドプレート2dの外周端部(折曲片部11,23a,23b,23c)同士をロー付けにより封着することで、図2乃至図4に示す如く、伝熱プレート2a,2bを境界にした複数の前記第一空間X,X…及び第二空間Y,Y…が液密状態或いは気密状態で交互に形成されている。
The
また、隣接した一方の伝熱プレート2a又は他方の伝熱プレート2bの第一環状片260a,260b,280a,280b同士、第二環状片270a,270b,290a,290b同士、及び第二環状片290bと環状片とが嵌合状態でロー付けして封着されている。これにより、各伝熱プレート2a,2bの第一開口26a,26b,28a,28bが連なって第一空間Xを介して連通する一対の第一流路P1,P1’が形成されると共に、各伝熱プレート2a,2bの第二開口27a,27b,29a,29bが連なって第二空間Y及び空間Zと連通した一対の第二流路P2,P2’が形成されている。
Further, the first annular pieces 260a, 260b, 280a, 280b of the adjacent one
このように、第一環状片260a,260b,280a,280b同士、第二環状片270a,270b,290a,290b同士、及び第二環状片290bと環状片30とを嵌合させることで、隣接する伝熱プレート2a,2bの第一開口26a,26b,28a,28b及び第二開口27a,27b,29a,29bの開口周縁部間に前記間隙S1,S2が形成された状態で、第一開口26a,26b,28a,28bの開口端縁間が第一環状片260a,260b,280a,280bで封止され、第二開口27a,27b,29a,29bの開口端縁間が第二環状片270a,270b,290a,290b(環状片30を含む)で封止された状態となっている。
Thus, the first annular pieces 260a, 260b, 280a, 280b, the second annular pieces 270a, 270b, 290a, 290b, and the second annular pieces 290b and the
上記構成のプレート式熱交換器により、被熱交換体Wに対する熱交換を行うには、一方の第一流路P1に熱媒体Mを流入させ、一方の第二流路P2に被熱交換体Wを流入させる。 In order to perform heat exchange with respect to the heat exchanger W by the plate heat exchanger having the above-described configuration, the heat medium M is caused to flow into one first flow path P1 and the heat exchanger W to one second flow path P2. Inflow.
そうすると、第一流路P1に流れ込んだ熱媒体Mは、複数形成された第一空間X,X…のそれぞれに流れ込んで、他方の第一流路P1’から排出されることになる。その一方で、第二流路P2に流れ込んだ被熱交換体Wは、複数形成された第二空間Y,Y…,Zのそれぞれに流れ込み、該第二空間Y,Y…で被熱交換体Wが流通する最中に、第一空間X,X…内を流れる熱媒体Mの熱が伝熱プレート2a,2bを介して第二空間Y,Y…内に移動する。そうすると、第二空間Y,Y…を流通する被熱交換体Wは、熱交換されて他方の第二流路P2’から流出することになる。 Then, the heat medium M that has flowed into the first flow path P1 flows into each of the plurality of formed first spaces X, X... And is discharged from the other first flow path P1 '. On the other hand, the heat exchanger W flowing into the second flow path P2 flows into each of the plurality of second spaces Y, Y,..., Z, and the heat exchanger in the second spaces Y, Y. During the circulation of W, the heat of the heat medium M flowing in the first spaces X, X... Moves into the second spaces Y, Y. If it does so, the to-be-heat-exchanged body W which distribute | circulates 2nd space Y, Y ... will be heat-exchanged, and will flow out out of the other 2nd flow path P2 '.
この際、プレート式熱交換器の第一流路P1及び第一空間X,X…内には、熱媒体Mが常時流通しているので、各伝熱プレート2a,2bの伝熱部22a,22bの第一開口26a,26b,28a,28bの開口周縁部に熱媒体Mの熱が作用することになるが、本実施形態に係るプレート式熱交換器は、隣接する伝熱プレート2a,2bの伝熱部22a,22bにおける第一開口26a,26b,28a,28bの開口周縁部間に、第二空間Y,Y…内の被熱交換体Wが流れ込む間隙S1が形成された状態で、第一開口26a,26b,28a,28bの開口端間が封止されているため、封止手段(第一環状片260a,260b,280a,280b)及び第一開口26a,26b,28a,28bの開口端縁部に作用した熱媒体の熱は、第一開口26a,26b,28a,28bの開口周縁部間の間隙S1内の被熱交換体Wに移行することになり、伝熱プレート2a,2b及び封止手段(第一環状片260a,260b,280a,280b)に熱応力が局部的に発生するのを抑制することができ、伝熱プレート2a,2bに局部的な割れが発生するのを防止することができる。
At this time, since the heat medium M always circulates in the first flow path P1 and the first spaces X, X... Of the plate heat exchanger, the
また、本実施形態に係るプレート式熱交換器は、上述の如く、第二開口27a,27b,29a,29bの開口周縁部間に第一空間W,W…内の熱媒体Mが流れ込む間隙S2が形成された状態で、第二開口27a,27b,29a,29bの開口端縁間が封止手段(第二環状片270a,270b,290a,290b)で封止されているが、封止手段及び第二開口27a,27b,29a,29bの開口周縁部の裏面側(第二流路P2、P2’内)で被熱交換体Wが流通しているため、第二環状片270a,270b,290a,290及びその周辺に作用した熱が被熱交換体Wに移行することになり、この部分に熱応力が発生するのを抑制することができ、局部的な割れが発生するのを確実に防止することができる。
Further, as described above, in the plate heat exchanger according to the present embodiment, the gap S2 through which the heat medium M in the first spaces W, W... Flows between the opening peripheral portions of the second openings 27a, 27b, 29a, 29b. Is formed between the opening edges of the second openings 27a, 27b, 29a, 29b with sealing means (second annular pieces 270a, 270b, 290a, 290b). And since the heat exchanger W is circulating on the back surface side (in the second flow path P2, P2 ′) of the opening peripheral edge of the second openings 27a, 27b, 29a, 29b, the second
さらに、本実施形態に係るプレート式熱交換器は、伝熱プレート2a,2b(伝熱部22a,22b)の外周縁部の対向面間に第二空間Y,Y…内の被熱交換体Wが流れ込む間隙S3が形成された状態で、折曲片部23a,23bによって伝熱部22a,22bの外周端縁間が封止されているため、折曲片部11,23a,23b及び伝熱部22a,22b(伝熱プレート2a,2b)の外周縁部に作用した熱を、被熱交換体Wに移行させることができ、この部分に熱応力が発生するのを抑制することができる。これにより、プレート式熱交換器の外周に局部的な割れが発生するのを確実に防止することができる。
Furthermore, the plate-type heat exchanger according to the present embodiment is a heat exchanger in the second space Y, Y... Between the opposing surfaces of the outer peripheral edges of the
さらに、第一流路P1,P1’の一端開口を形成する伝熱プレート2bに第一エンドプレート2cを対向配置させると共に、該第一エンドプレート2cに対して間隔を有して第二エンドプレート2dを対向配置し、第一エンドプレート2cと第二エンドプレート2dとの間に被熱媒体Mを流通させる空間Zを形成するようにしているので、第一流路P1,P1’を流通する熱媒体Mの熱が第一エンドプレート2cに作用しても、該熱は、第一エンドプレート2cを介して被熱媒体Mに移行することになり、第一エンドプレート2cに熱応力が発生するのを抑制することができ、当該第一エンドプレート2cに局部的な割れを防止することができる。
Further, the first end plate 2c is disposed opposite to the
また、該プレート式熱交換器は、熱交換された被熱交換体Wを流出させる一方の第二流路P2’が、熱媒体Mを流入させる一方の第一流路P1よりも、伝熱部22a,22bの一端側、即ち上方側に位置するように形成されているので、仮に第二流路P2から流入した被熱交換体Wに気体が含まれていても、該気体を下流側の第二流路P2’に導きやすくなり、第二空間Yの上部で被熱交換体W以外のものが存在するのを防止して、第二空間Y内での温度を均一化することができ、効率のよい熱交換を達成することができる。 Further, in the plate heat exchanger, the one second flow path P2 ′ through which the heat exchange target body W that has undergone heat exchange flows out is more heat conductive than the first first flow path P1 through which the heat medium M flows. 22a and 22b are formed so as to be located on one end side, that is, on the upper side, even if the heat exchanger W flowing in from the second flow path P2 contains a gas, It becomes easy to guide to the second flow path P2 ′, and it is possible to prevent the presence of anything other than the heat exchanger W in the upper part of the second space Y, and to uniformize the temperature in the second space Y. Efficient heat exchange can be achieved.
尚、本発明のプレート式熱交換器は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The plate heat exchanger of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
上記実施形態において、第二開口27a,27b,29a,29bの開口端縁に第二環状片270a,270b,290a,290bを延設し、この第二環状部270a,270b,290a,290bと隣接する伝熱プレート2a,2bの第二環状部270a,270b,290a,290bとを嵌合状態で封着するようにしたが、これに限定されるものではなく、上記実施形態と同様に、第一開口26a,26b,28a,28bの開口端間に封止手段を設けて開口周縁部間に間隙S1を形成する一方、第二開口27a,27b,29a,29bの開口端縁部同士を面接触状態で封着するようにしてもよい。すなわち、第二開口27a,27b,29a,29bは、被熱交換体Wを流通させる第二流路P2、P2’を形成するためのものであるので、第二開口27a,27b,29a,29bの開口端縁部間に間隙を形成しなくても、熱媒体Mの熱を被熱交換体Mに移行させることができる(常に冷却作用を生じさせることができる)ので、熱応力によって割れが生じる等といった事態になりにくいからである。
In the above embodiment, the second annular pieces 270a, 270b, 290a, and 290b are extended to the opening edges of the second openings 27a, 27b, 29a, and 29b, and are adjacent to the second annular portions 270a, 270b, 290a, and 290b. The second annular portions 270a, 270b, 290a, and 290b of the
上記実施形態において、伝熱部22a,22bの第一開口26a,26b,28a,28bの開口端縁から延出するように第一環状片260a,260b,280a,280bを設け、隣接する伝熱プレート2a,2bの第一環状片260a,260b,280a,280b同士を嵌合状態にしてロー付けすることで封着するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、図8に示す如く、第一開口26a,26b,28a,28bの開口端部を平坦な状態にしておき、封止手段としてのリング体40を伝熱プレート2a,2b間に介装し、このリング体40の両端と各伝熱プレート2a,2bとをロー付けして封着するようにしてもよい。このようにしても、リング体40の存在により、第一開口26a,26b,28a,28bの開口周縁部間に第二空間Y,Y…内の被熱交換体Wが流入する間隙S1を形成することができるので、リング体40及びその周辺に作用した熱媒体Mからの熱を被熱交換体Wに移行させることができ、局部的な熱応力の発生を抑制して割れが生じるのを防止することができる。
In the said embodiment, 1st cyclic | annular piece 260a, 260b, 280a, 280b is provided so that it may extend from the opening edge of 1st opening 26a, 26b, 28a, 28b of heat-
また、図9に示す如く、隣接する一方の伝熱プレート2aの第一開口26a,26bの開口端縁部を平坦に構成する一方で、先端に鍔50が形成された筒状の環状部51を他方の伝熱プレート2bの第一開口26a,26bの開口端に突設し、前記鍔50と隣接する伝熱プレート2aの平坦な領域とをロー付けして封着するようにしてもよい。このようにしても、環状部51の存在により、隣接する伝熱プレート2a,2bの第一開口26a,26b,28a,28bの開口周縁部間に第二空間Y,Y…内の被熱交換体Wが流入する間隙S1を形成することができるので、環状部51及びその周辺に作用した熱媒体Mからの熱を被熱交換体Wに移行させることができ、局部的な熱応力の発生を抑制して割れの発生を防止することができる。
Moreover, as shown in FIG. 9, while forming the opening edge part of 1st opening 26a, 26b of one adjacent heat-
上記実施形態において、一方の伝熱プレート2aと他方の伝熱プレート2bとの適宜箇所が重なった状態、例えば、折曲片部23a,23b…同士が重なりあった状態で、折曲片部23a,23b同士(伝熱プレート2a,2bの外周端縁同士)をロー付けにより封着したり、第一環状片260a同士が嵌合して重なりあった状態でロー付けにより封着するようにしたりしたが、必ずしも伝熱プレート2a,2bの適宜箇所が重なり合った状態で封着させる必要はない。すなわち、伝熱プレート2a,2bの適宜箇所において端面同士を当接状態にしてロー付け等によって封着するようにしてもよい。但し、第一空間X,X…や第二空間Y,Y…内での圧力上昇を考慮すれば、上記実施形態のように、伝熱プレート2a,2bの適宜箇所(第一環状片260a,280a、260b,280b同士、第二環状片270a,290a、270b,290b同士等)を重ね合わせた状態で封着するようにすることが好ましい。
In the above embodiment, the bent piece portion 23a is in a state where appropriate portions of one
さらに、上記実施形態において、伝熱プレート2a,2bは、積層状態にした際に、第一空間Xを形成する対向面が密接する一方で、第二空間Yを形成する対向面間に間隙を形成し、該伝熱プレート2a,2bの外周端縁間を折曲片部23aで封止するようにし、第二空間Yに連通して被熱交換体Wが流れ込む間隙S3を伝熱プレート2a,2b間に形成するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、第一空間Xを形成する対向面が密接する一方で、第二空間Yを形成する対向面間に間隔があくように伝熱プレート2a,2bの外周端部を形成し、伝熱プレート2a,2bの外周形状に対応するように形成した環状のスペーサーを伝熱プレート2a,2bの外周端縁部間に介装して該スペーサーを各伝熱プレート2a,2bに封着するようにしてもよい。このようにしても、スペーサーの存在によって、伝熱プレート2a,2bの外周縁部間に第二空間Y,Y…に連通して被熱交換体Wが流れ込む間隙S3を形成することができる。
Furthermore, in the said embodiment, when the heat-
上記実施形態において、第一エンドプレート2c及び第二エンドプレート2dの閉塞部22c,22dを波板状に形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、閉塞部22c,22d全体を平坦な板状に形成するようにしても勿論よい。このようにしても、第一エンドプレート22cと第二エンドプレート22dとの間の空間に被熱交換体Wが流れ込んで第一エンドプレート22cを冷却することができるので、第一エンドプレート22cに局部的な熱応力が作用することがなく、部分的に割れが発生するといった事態になるのを防止することができる。 In the above embodiment, the closed portions 22c and 22d of the first end plate 2c and the second end plate 2d are formed in a corrugated plate shape, but the present invention is not limited to this. For example, the entire closed portions 22c and 22d are flat. Of course, it may be formed in a plate shape. Even in this case, since the heat exchanger W flows into the space between the first end plate 22c and the second end plate 22d and the first end plate 22c can be cooled, the first end plate 22c A local thermal stress does not act, and it is possible to prevent the occurrence of a partial crack.
上記実施形態において、伝熱プレート2a,2bの伝熱部22a,22bの両面に凹条20a及び凸条20bを形成したがこれに限定されるものではなく、例えば、伝熱部22a,22bの両面に部分的な凹部及び凸部を形成し、伝熱プレート2a,2bを重ね合わせた際に、凸部同士が干渉して伝熱プレート2a,2b間に第一空間Xと第二空間Yとを交互に形成するようにしてもよい。つまり、第一空間X及び第二空間Yに流通させる熱媒体M及び被熱交換体Wに対する熱交換効率や流動性等を適宜考慮し、伝熱部22a,22bの両面に凹部及び凸部を形成するようにすればよい。
In the said embodiment, although the concave strip 20a and the
1a,1b…フレーム板、2a,2b…伝熱プレート、2c…第一エンドプレート、2d…第二エンドプレート、10…本体部、11,23a,23b,23c,23d…折曲片部、12,13…貫通穴、14,15…接続部、22a,22b…伝熱部、22c,22d…閉塞部、20a,24a,25a…凹条(凹部)、20b,24b,25b…凸条(凹部)、26a,26b,28a,28b…第一開口、26c…平坦な領域、27a,27b,29a,29b…第二開口、29c…第二開口(開口)、260a,260b,280a,280b…第一環状片(環状片)、270a,270b,290a,290b…第二環状片(環状片)、30…環状片、31…平坦な領域、40…リング体、50…鍔、51…環状部、P1,P1’…第一流路、P2,P2’…第二流路、S1,S2,S3…間隙(空間)、X…第一空間、Y…第二空間、Z…空間、M…熱媒体、W…被熱交換体 1a, 1b ... frame plate, 2a, 2b ... heat transfer plate, 2c ... first end plate, 2d ... second end plate, 10 ... main body, 11, 23a, 23b, 23c, 23d ... bent piece, 12 , 13 ... Through hole, 14, 15 ... Connection part, 22a, 22b ... Heat transfer part, 22c, 22d ... Blocking part, 20a, 24a, 25a ... Recess (recess), 20b, 24b, 25b ... Relief (recess) ), 26a, 26b, 28a, 28b ... first opening, 26c ... flat region, 27a, 27b, 29a, 29b ... second opening, 29c ... second opening (opening), 260a, 260b, 280a, 280b ... first One annular piece (annular piece), 270a, 270b, 290a, 290b ... second annular piece (annular piece), 30 ... annular piece, 31 ... flat region, 40 ... ring body, 50 ... collar, 51 ... annular part, P1, P1 ' 1st flow path, P2, P2 '... 2nd flow path, S1, S2, S3 ... Gap (space), X ... 1st space, Y ... 2nd space, Z ... space, M ... Heating medium, W ... Heated Exchanger
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