JPS60216184A - プレ−ト式熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通路用孔及び伝熱面を有するプレートを積層
してなるプレート式熱交換器に関するものである。

イ、従来技術 プレート式熱交換器は、第１図の分解斜視図に示す如く
、通路用孔（２）及び伝熱面（３）を有するプレート（
１）を複数枚積層し、各プレート（１）間に第１の流体
（ａ）が流れる第１の流路（Ａ）と、第２の流体（ｂ）
が流れる第２の流路（Ｂ）とを交互に形成したものであ
る。従って、プレート（１）を積層する時、各プレート
（１）は一定の間隔を保って積層する必要が生じる。こ
のため、通常プレー１−　（１）の外周部及び通路用孔
（２）の外周部にはガスケット（４）を介在させである
。ところが、ガスケット（４）の素材には一般に合成ガ
ス等が用いられており、ガスケット（４）の耐熱性及び
耐圧性に限界があるため、このガスケット（４）を使用
したプレート式熱交換器に供給する流体の温度及び圧力
に一定の限界があるといった欠点があった。

父上記ガスケット（４）の限界を解消すべく、各プレー
ト（１）の外周部及び通路用孔（２）の外周部同士をロ
ー付けによって溶着する方法がある。尚、このロー付け
に使用するロー材には、Ｃｕ　ｓ　Ｎｔ　ＳＡｇ　ｓ等
の基本金属に、ＡＱ、Ｍｎ　％　Ｐ％　Ｚｎ等の金属を
添加し、合金を作り、ロー材の基本金属の融点を、プレ
ー）　（１）に用いる母材の融点以下にすることにより
、口−付は時にプレート（１）の母材が溶融するのを防
止している。このように、各プレート（１）の外周部及
び道路用孔（２）の外周部同士をロー付けによって溶着
すれば、上述した耐熱性及び耐圧性の問題は解決される
が、ロー付けには次のような欠点があった。即ち、ロー
付けに使用するロー材は、プレート（１）に用いる母材
とは異なる金属を用いるため、プレート式熱交換器に供
給される流体によっては、ロー材の耐食性に限界がふり
、ロー付はタイプのプレート式熱交換器を使用できない
こともあった。又ロー付けは、ｉ−材を塗布した部分し
か接合されないと共に、ロー材の厚さによって接合強度
が異なり、厚く塗りすぎると接合強度が低下するため、
ロー材のプレートへの塗り具合のコントロールが難しい
といった欠点があった。

又、上述したガスケットを用いる方法及びロー付けを行
う方法以外に、プレート（１）を一枚ずつ積層し、各プ
レート（１）の外周部及び通路用孔（２）の外周部同士
を順次溶接していく方法がある。この溶接タイプのプレ
ート式熱交換器は、プレート（１）同士を直接溶接する
ため、耐熱性及び耐圧性の問題は解決されるが、溶接時
、プレート（１）の溶接個所を高温にて溶融するため、
溶接条件によっては、溶接部の延性、靭性を劣化せしめ
、プレートの強度と耐久性を劣化するといった欠点があ
った。又溶接時の高温によって各プレートに熱による歪
が生じるといった欠点もあった。又、この溶接タイプの
プレート式熱交換器は、その製造工程に於いて、プレー
ト（１）を一枚ずつ順次溶接せねばならず、製造コスト
が高くなるといった欠点があった。又各プレート（１）
の通路用孔（２）の外周部同士を溶接する時、通路用孔
（２）の孔径が小さいため、この部分の溶接作業が困難
であるといった欠点があった。

口０発明の目的 各プレートの外周部及び通路用孔の外周部同士を拡散場
合によって接合さすことにより、耐熱性、耐圧性及び耐
食性に優れ、且つその製造が容品に行えるプレート式熱
交換器を提供するものである。

ハ８発明の構成 通路用孔及び伝熱面を有するプレートを複数枚積層し、
各プレートの外周部ならびに通路用孔の外周部同士を拡
散接合によって接合さすことにより、各ブド−１間に第
１の流路と第２の流路とを交互に形成してなるプレート
式熱交換器を形成するものである。

二、実施例 第２図及び第３図は、本発明に係るプレート式熱交換器
（１０）を示す図面であり、このプレート式熱交換器（
１０）に用いるプレー）　（１１）は、従来と同様表裏
両面に波状凹凸面からなる伝熱面（１２）が設けてあり
、又四隅には４つの通路用孔（１３）が設けである。又
ごのプレート（１１）は、通常ＷＪ＠をプレス成形する
ことによ−り形成され、その材質には、金属Ｔｉ　、Ｔ
ｉ合金等が用いられる。尚、材質の選定は、プレート式
熱交換ｍ　（１０）に供給される流体の１！頻によって
行なわれる。上記のように形成されたプレート（１１）
によってプレート式熱交換器（１０）を形成するには、
先ず、第３図に示すように所定枚数（図面では６枚）の
プレート（１１）を積層し、各プレー）　（１１）の外
周部（ｌｌａ　）及び通路用孔（１３）の外周部（１３
ａ　）同士を接触させると共に、図中最上段に位置する
プレート（１１’　）に設けた４つの通路用孔（１３”
）の外周部に、流入筒或いは排出筒となる筒体（１４）
を載置する０次にこの積層されたプレート（１１）を真
空炉或いは不活性ガス雰囲気炉内に挿入する。次にこの
炉内を所定の温度に保つと共に、積層されたプレー）　
（１１）及び筒体（１４）に所定の圧力を加え、各プレ
ー）　（１１）の外周部（ｌｌａ　）及び通路用孔（１
３）の外周部（１３ａ　）同士を圧接させると共に、通
路用孔（１３“）の外周部（１３ａ’　）に筒体（１４
）の下端面を圧接させ、この状態を一定時間保持する。

そして各プレー）　（１１）の上記圧接部及び筒体（１
４）とプレート（１１’　）との圧接部に位置する金属
の構成層子を互いに拡散させ、境界面を強固に接合させ
る。即ち、拡散接合によって、各プレート（１１）の外
周部（ｌｌａ　）及び通路用孔（１３）の外周部（１３
ａ　）同士を接合させると同時に、最上段に位置するプ
レート（１１°）の各通路用孔（１３’　）の外周部（
１３ａ’）と各筒体（１４）とをそれぞれ接合させる。

そして各プレー）　（１１）間に、４個の道路用孔（１
３）の内、２個の通路用孔（１３）と連通した第１の流
路（Ａ）と、他の２個の通路用孔（１３）と連通した第
２の流路（Ｂ）とを交互に形成してなるプレート式熱交
換器（ｌＯ）を形成する。

尚、上記拡散接合を行う時、プレー１−　（１１）に用
いる金属の酸化を防止するため、加熱炉はＩ　Ｔｏｒｒ
以下或以下下活性ガス雰囲気にし、プレー）（１１）に
は、０．５ｋｇ／ａ前後の圧力を加え、炉内の温度は７
００℃以上で且つプレー）　（１１）の母材の融点以下
に設定し、又保持時間は１０分以上にする。

第４図及び第５図は、上記拡散接合によって積層したプ
レート（１１）を接合させる時の接合時間及び接合温度
の変化による接合状況を比較した時のグラフであり、第
４図は１．５　Ｘ　１０４Ｔｏｒｒの真空中で０．５Ｋ
ｇ／ｃ＋Ｊの圧力を加え接合温度を９５０℃に保ち、接
合時間を変化させた時の状況を示し、又第５図は、接合
時間を３０分に設定し、接合温度を変化させた時の状況
を示すものである。この両グラフから判るように、各プ
レート（１１）を確実に接合させるためには、接合時間
を１０分以上にし、また接合温度を７００℃以上にする
必要がある。

ホ０発明の効果 上記した如く、複数枚のプレートを積層してプレート式
熱交換器を形成する時、各プレートの外周部及び通路用
孔の外周部同士を拡散接合によって接合すれば、耐熱性
及び耐圧性に勝れたプレート式熱交換器を形成できると
共に、接合面に他の部材を介在させていないため、プレ
ートと同じ耐食性を有するプレート式熱交換器を形成で
きる。又、拡散接合を用いれば、プレートの母材の融点
以下で接合が行え、且つ接合時、プレート全面を均一に
加熱するから高温によって歪を生じることも防止できる
。又拡散接合を用いれば、積層したプレートを一度に接
合できるためプレート式熱交換器の製造が容易になり、
更にガスケットやロー材等の補助材料を用いる必要がな
いため、プレート式熱交換器のコストダウンを計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスゲットを用いたプレート式熱交換器の分解
斜視図、第２図は本発明に係るプレート式熱交換器の平
面図、第３図は第２図■−１１１［断面図、第４図は拡
散接合の接合時間と接合状況の関係を示すグラフ、第５
図は拡散接合の接合温度と接合状況の関係を示すグラフ
である。 （１０）　−プレート式熱交換器、（１１）・・−プレ
ート、（ｌｌａ　）　−・・プレートの外周部、（１２
）・−・・伝熱面、（１３）・−・通路用孔、（１３ａ
　）　−通路用孔の外周部、（Ａ）−第１の流路、（Ｂ
）−・−第２の流路。 〃　江　原　秀　・。 ・・□°１ ｉｌ、、、、、、、／１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１）　通路用孔及び伝熱面を有するプレートを複数枚
   積層し、各プレートの外周部ならびに通路用孔の外周部
   同士を拡散接合によって接合させ、各プレート間に第１
   の流路と第２の流路とを交互に形成したことを特徴とす
   るプレート式