JPH11513785A - プレート熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明による２種以上の流体媒体のプレート熱交換器は、熱交換器の正面カバープレートおよび背面カバープレート（１、８）が流体熱交換媒体の溝形成壁として機能するよう設けられ、入口ポートおよび出口ポート（10〜13）における管連結部が同一の平面上に位置させるように構成される。これは、正面、背面カバープレート（１、８）および第１（２）〜最終段（５）の溝形成プレートにより入口ポートおよび出口ポート間の方向に対し横断する分配溝（18）を区画することにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】 プレート熱交換器 （技術分野） 本発明はプレート熱交換器に関する。 更に詳述するに、本発明は正面カバープレート、複数の溝形成プレートおよび 背面カバープレートを備え、各プレートは全てプレート熱交換器の長手方向に延 びる軸線に対し基本的には対称の構成を有し、正面カバープレートには熱交換媒 体用の入口ポートおよび出口ポートに連通される取付具が具備され、溝形成プレ ートにはプレス加工パターンが形成されてなるプレート熱交換器に関する。 （背景技術） 熱交換器はその製造コストおよび容積に関し大きな熱交換容量を有することが 要求される。製造コストは、構成部品数を低減し溝形成プレート当たりの熱交換 容量を増加することにより、減少し得る。通常熱交換媒体用の入口ポートおよび 出口ポートでは等しい連通高さを持つよう構成され、Ｏリングが使用される場合 には密封面を熱交換器の端面で同一平面上に位置させることが望まれる。 ある用途において例えば媒体の一が微妙な特性を有する場合、熱交換器は熱交 換媒体の一部を捕捉する盲溝を具備させずに、且つ残余の媒体の流速が極端に遅 くなることを抑制する必要がある。媒体が停止あるいはその流量が極めて少なく なると、裂け目、腐食若しくは疲労の危惧が生じる。 （発明の開示） 本発明の目的はこれらの要求を満足させるプレート熱交換器を提供することで ある。本発明によればこの目的は、正面カバープレートにプレス加工パターンを 形成し、入口ポートおよび出口ポートの周囲の正面カバープレートの領域を同一 の平面上に配設され、正面カバープレートおよびこれに隣接する溝形成プレート に隣る入口ポートおよび出口ポート間の方向に対し横断する分配溝を具備させ、 出口ポートおよび入口ポート周囲の境界領域にカバープレートおよび隣接する溝 形成プレートの平面部を互いに当接させる構成をとることにより達成される。 本発明を更に図面に沿って以下に詳述する。 （図面の簡単な説明） 図１は２回路プレート熱交換器の基本構成の分解斜視図、図２は図１の基本構 成による周知の熱交換器の矢印II−IIに沿った断面図、図３は別の周知なプレー ト熱交換器の、図２と同様の断面図、図４は本発明の一実施例によるプレート熱 交換器の、図２と同様の断面図、図５は本発明による溝形成プレートの平面図、 図６は図５の線VI−VIに沿った拡大断面図、図７は図５の線VII−VIIに沿った拡 大断面図、図８は図４の熱交換器の正面カバープレートの拡大平面図、図９は図 ８の線IX−IXに沿った拡大断面図、図10は図８の線Ｘ−Ｘに沿った拡大平面図、 図11は正面カバープレートと隣接する溝形成プレートの平面図、図12、図13およ び図14は別の態様の背面カバープレートの、図５、図６および図７と同様の図、 図15、図16および図17は別の態様の正面カバープレートの、図 ５、図６および図７と同様の図、図18は図15〜図17に示す正面カバープレートの 、図４と同様の断面図である。 （発明を実施するための最良の形態） 図１は主に矩形の多数のプレートが配列された状態を示している。各プレート は実質的に長手方向に対し対称の形状、即ち各プレートの中心線を通る平面に対 し垂直に位置する平面に対しほぼ対称に構成される。番号１で示される正面カバ ープレートの後段には多くの溝プレート２〜７が連続的に配列され、且つ最終プ レート８が背面カバープレートとして配列される。溝プレート２〜７は同一形状 を有しているが、後続の溝形成プレートは先行のプレートに対し180度旋回させ て配置されている。全ての溝形成プレートは畝９からなるプレス加工パターンを 有しており、従ってプレートは相互に接触させつゝ積層され得、溝が畝間に形成 される。溝形成プレート数は図１の６個に対し適宜に増減され得る。 各プレートは穴10、11、12、13を有している。穴10は第１の熱交換媒体用の入 口ポートを構成し、穴11は同一の第１の熱交換媒体用の出口ポートを構成する。 穴12は第２の熱交換媒体用の入口ポートを構成し、穴13は同一の第２の熱交換媒 体用の出口ポートを構成する。積層され、例えばろう付けにより接合された後に 溝が溝プレート２、３間に形成されことは図２に沿った以下の説明から理解され よう。第２の熱交換媒体のみが溝プレート２、３間を下方に通過可能である。第 ２の熱交換媒体用の同様の溝が溝形成プレート４、５および６、７間に形成され る。同様に溝が溝形成プレート３、４お よび５、６間にも形成され、この溝を介し第１の熱交換媒体のみが上方に通過さ れ得る。全ての溝形成プレートが伝熱性の材料シート、例えば金属シートで作成 される。 ２種の熱交換媒体は夫々の溝構成体を互いに対向して流動する。 図２は図１の矢印II−IIに沿った拡大断面図であるが、この構成では、正面カ バープレート１が第１の溝プレート２に対し直接ろう付けされ、溝プレート２が 残余の溝形成プレート３〜７と同様に、円周方向下方および僅かに外側へ延びる カラー部材14を有している。プレートを積層することにより、カラー部材14は互 いに当接され、ろう付けによる密封連結が可能になる。正面カバープレート１に おける第１の熱交換媒体用の入口ポート10には、ろう付けされた管状の取付具15 が具備され、第２の熱交換媒体用の出口ポート13には管状の取付具16が具備され る。２個の取付具15、16が同一高さを有することが望ましいが、正面カバープレ ート１の、ポート10、13の周囲の領域は同一平面上に位置させる必要がある。こ れはまた取付具が正面カバープレート１に対し直接に当接されるＯリングと交換 する構成をとる場合に必要である。従って正面カバープレート１と溝形成プレー ト２の一部との間に熱交換媒体用の溝は具備されない。正面カバープレート１と 溝プレート２との間への熱交換媒体の流入を抑止すべく密封するため、ろう付け によりこれらプレート間にスペーサリング17が配置され固定される。この周知の 構成の欠点は、正面カバープレート１が溝形成機能を有さずスペーサリング17が 装 置において余分の部材である点にある。また背面カバープレート８は熱交換媒体 用の溝内の壁として利用されていない点も欠点と言える。 図３はスペーサリングを不要とする正面カバープレート１が示されている。図 ３に示されるように、正面カバープレート１の、ポート10、13の周囲の領域を異 なる平面上に配置することにより達成されるが、熱交換器の管連結部の利用が困 難になっている。また管連結部はより複雑になっている。且つ図３の構成では熱 交換媒体用の溝を区画する壁部として正面カバープレート１を使用することを不 可能にしている。 図４は本発明による一実施例が示されており、正面カバープレート１は溝プレ ート２〜７と同一の畝とくぼみ部とからなる矢印パターン９と、第１の溝形成プ レート２に対しろう付けして連結する、同一の円周方向に延びるカラー部材14と を有している。入口ポート10の周囲において第１の溝プレート２は正面カバープ レート１と溝プレート２との間に分配溝としてのくぼみ部18とを有している。こ れらの分配溝としてのくぼみ部18については、本発明による溝形成プレートを上 方から示す図５を参照して詳述する。図４にはまたプレス加工パターン９および カラー部材14を有した背面カバープレート８も示されている。 図５に示す溝プレートは上述した４個のポート、即ち入口ポート10、12および 出口ポート11、13を有している。ポート10の周囲の領域からポート13方向へ図５ の線VI−VIに沿った図６の断面図を参照するに、短いくぼみ部として設けられ分 配溝としてのくぼみ部18が具備され、この後部は入口ポート10の周囲の部位と同 一の部位になるよう設けられる。出口ポート13への距離の半分より僅かに大にさ れ、プレートの部位は分配溝としてのくぼみ部18の深さの約２倍分低下した位置 に置かれるように形成される。２個の穴10、13周囲のプレート領域の部位間の差 は図７に示されるようなプレス加工パターン９の深さに相応する。断面VI−VIに は分配溝としてのくぼみ部18からの畝の頂部は更にポート穴13の周囲の平面領域 31へ続いている。溝形成プレート３は溝プレート２と同一の外形を有しているが 180度旋回され配列され、従って溝プレート３の分配溝としてのくぼみ部18はポ ート12、13の周囲に配置される。 図８は正面カバープレート１の上方から見た平面図である。図８の矢印IX−IX 方向から見た図９の断面図から、全てのポート10〜13の周囲のプレート領域が同 一の平面上に配置されることが理解されよう。またプレス加工された矢印パター ン９およびカラー部材14が示されている。 プレート熱交換器の、正面カバープレート１と隣接する溝形成プレート２との 間の溝構成については、図11および図４を参照して説明する。正面カバープレー ト１と溝プレート２との間を流れるのは第２の熱交換媒体であり、ポート12から 導入されポート13から導出される。溝プレート２のパターン畝および同一の部位 にあるプレート領域は番号20で示している。溝プレート２の頂部に配置される正 面カバープレート１は、接触される矢印パターンが互いに対向する方向になるよ う図８の位置に対し180度旋回させられる。従って図11のポート10、13周囲の領 域のカバーするのは図８の頂部にある平面領域30になる。ポート10の周囲の図11 に示す領域20は正面カバープレート１と完全に接合される（プレート１に対しろ う付けされる）。分配溝18としてのくぼみ部により、これがなければ盲溝となり 静止熱交換媒体を止める領域31（図５参照）の流出部が形成される。 図12、13、14は背面カバープレートを示す。図12は平面図であり、図13、図14 は線ＸIII−ＸIIIに沿った断面図であるが、図13から明らかなように、ポート10 〜13周囲の領域は同一の平面上に位置するよう構成され、プレートの短辺にある 領域40、41が低い平面上に配置される。上述の領域および隣接する溝形成プレー トによって、分配溝が区画され、上述の溝18と同一の流出機能を有する。 図15は正面カバープレート１の別の態様を示しており、図16および図17は線Ｘ VI−ＸVIに沿った断面図である。ここに隆起部50はカバープレートの短辺にある ポート間でプレス加工される。図４に相応する図18に示される如く、隆起部50が 図４の実施態様での分配溝としてのくぼみ部18と同一の流出機能を有することに なる。 図２および図３に示される周知構成に比べ、２つの溝プレート（および、ある 場合には２個のスペーサリングも）に相当するコストが低減され、取付費および 維持費が削減される。一方このコスト削減は、カバープレートの大きな材料費お よびカバープレートの製造費により達成される。 背面カバープレート８には管連結部を具備させ得、例えば全ての管連結部が正 面カバープレート１に設けられる２〜３の回路熱交換器の場合、背面カバープレ ートでのこのような穴部は盲穴にする必要がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピハラヤニイミ，ベイツコ スウエーデン国 エス−224 72 ルント ボルゲスリンガン 28 (72)発明者 ダヘルベルグ，トーマス スウエーデン国 エス−254 38 ヘルシ ングボルグ ブロムマガータン 18

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．正面カバープレートプレート（１）、複数の溝形成プレート（２〜５）およ び背面カバープレート（８）を備え、各プレートは全てプレート熱交換器の長手 方向に延びる軸に対し基本的に対称の形状を有し、正面カバープレート（１）に は熱交換媒体用の入口ポートおよび出口ポート（10、12；11、13）と連通される 取付具が具備され、溝形成プレート（２〜５）にはプレス加工パターンが具備さ れ、正面カバープレート（１）にはプレス加工パターン（９）が具備され、入口 ポートおよび出口ポート（10−13）周囲の正面カバープレート（１）領域（30） は同一の平面上に配置され、正面カバープレート（１）およびこれに隣接する溝 形成プレート（２）により、入口ポートおよび出口ポート（10−13、11−12）間 方向を横断する分配溝（18）が具備され、出口ポートおよび入口ポート周囲の境 界領域にはカバープレート（１）およびこれと隣接する溝形成プレート（２）の 平面部分が互いに接触されることを特徴とするプレート熱交換器。 ２．２個の入口ポートおよび出口ポート（10、11）の周囲の領域で正面カバープ レート（１）とこれに隣接する溝形成プレート（２）には下方にくぼみ付けされ たくぼみ部（18）が設けられ、正面カバープレート（１）と溝形成プレート（２ ）とを接触させるとき、正面カバープレート（１）とこれに隣接する溝形成プレ ート（２）との間のプレス加工パターン（９）により、入口ポートおよび出口ポ ート（10−13、11−12）間に熱交換媒体を流出させる分配溝が具備されることを 特徴とする請求項１のプレート熱交換器。 ３．正面カバープレート（１）に入口ポートおよび出口ポート（10−13、11−12 ）間で上方に突出する部分（50）が形成され、溝形成プレート（２）と共に分配 溝（18）を形成することを特徴とする請求項１のプレート熱交換器。 ４．分配溝（18）が正面カバープレート（１）と隣接する溝形成プレート（２） との間の最大距離の半分近くに相当する深さを有することを特徴とする請求項２ のプレート熱交換器。 ５．背面カバープレート（８）にプレス加工パターン（９）および分配溝として のくぼみ部（18）が設けられ、プレス隆起部（50）を区画することを特徴とする 請求項１のプレート熱交換器。