| 【発明の名称】 |
プレート式熱交換器 |
| 【発明者】 |
【氏名】阿部 忠夫
【氏名】伊豆 正弥
【氏名】鎌田 泰司
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| 【要約】 |
【課題】加工が容易で、製造にあたって、設備費を低く抑えることのできるプレート式熱交換器を提供する。
【解決手段】底部が平坦な複数の皿状のプレート３を重ね合わせ、各プレート３間には当該プレート間の寸法を略均一に保持し、かつ乱流を発生させる別部材からなる遮蔽材５を介装し、これらを一体に接合して交互のプレート間に２系統の流体流路を構成したものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 底部が平坦な複数の皿状のプレートを重ね合わせ、各プレート間には当該プレート間の寸法を略均一に保持し、かつ乱流を発生させる別部材からなる遮蔽材を介装し、これらを一体に接合して交互のプレート間に２系統の流体流路を構成したことを特徴とするプレート式熱交換器。
【請求項２】 前記遮蔽材は丸棒材を直交させて配置し、それぞれの丸棒材のプレートとの接触面を平坦に形成したことを特徴とする請求項１記載のプレート式熱交換器。
【請求項３】 前記遮蔽材をプレートに溶接したことを特徴とする請求項１又は２記載のプレート式熱交換器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の皿状のプレートを積層して各プレート間に２系統の流体流路を交互に形成したプレート式熱交換器の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、複数の皿状プレートを上下に積層し、各プレート間に２系統の流体流路を交互に形成したプレート式熱交換器が知られている。
【０００３】この種のものでは、各プレートの底部にプレス成形によって波形状（ヘリンボーン）の凹凸を形成し、この凹凸をプレート間に位置させ、凹凸を流路内に突出させて乱流を発生させ、熱交換効率を高めている。
【０００４】この波形状は、特殊なプレート材料を精密金型に挟み込んで、プレス機によって絞り加工することにより形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このプレート式熱交換器を、例えば、吸収式冷凍機のように大型設備に使用する場合、プレートが大型化し、上記精密金型が大型化し、従って、設備費が高くなると共に、上記の波形状加工はプレートが大型化すればするほど、加工が困難になるという問題がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、加工が容易で、製造にあたって、設備費を低く抑えることのできるプレート式熱交換器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、底部が平坦な複数の皿状のプレートを重ね合わせ、各プレート間には当該プレート間の寸法を略均一に保持し、かつ乱流を発生させる別部材からなる遮蔽材を介装し、これらを一体に接合して交互のプレート間に２系統の流体流路を構成したことを特徴とするものである。
【０００８】この発明では、各プレート間に乱流を発生させる別部材からなる遮蔽材を介装しているので、各プレートの底部にプレス成形によって波形状（ヘリンボーン）の凹凸を形成する必要がなく、波形状加工用の精密金型は不要になり、設備費を低く抑えることができ、低コストでプレート式熱交換器を製造できる。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記遮蔽材は丸棒材を直交させて配置し、それぞれの丸棒材のプレートとの接触面を平坦に形成したことを特徴とするものである。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のものにおいて、前記遮蔽材を前記プレートに溶接したことを特徴とするものである。
【００１１】この発明では、遮蔽材が丸棒材を直交配置して形成されているので、構造が簡単であり、それぞれの丸棒材のプレートとの接触面を平坦に形成したので、接触面積が増大し、伝熱効率が高められる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】図１において、符号１は、例えば吸収式冷凍機に用いられて好適な比較的大型のプレート式熱交換器を示している。
【００１４】このプレート式熱交換器１は、図２に示すように、複数の皿状のＳＰＣＣ製プレート（例えば、厚さｔ＝０．５ｍｍ）３を重ね合わせ、各プレート３間に乱流を発生させる別部材からなる遮蔽材５を介装し、最下部にＳＰＣＣ製の底板４を配置し、これらを溶接によって一体に接合し、各プレート３の上下に２系統の流体流路を交互に形成して構成されている。
【００１５】第１系統の流体は、入口管１１から入って、交互に設けた一方の流体流路を通じて熱交換器１内を流れ、出口管１２から排出される。また、第２系統の流体は、入口管１３から入って、交互に設けた他方の流体流路を通じて熱交換器１内を流れ、出口管１４から排出される。この間に、第１系統の流体と第２系統の流体との間で熱交換が行われる。
【００１６】このプレート式熱交換器１を吸収式冷凍機に用いる場合、一方が濃液で、他方が稀液である。両者の圧力差は小さい。
【００１７】つぎに、このプレート式熱交換器１の製造手順を説明する。図３は、図１のIII−III断面図である。このプレート式熱交換器１は、図３に示すように、出口管１４及び入口管１１を下にして、その上に各プレート３を重ね合わせて溶接することにより製造される。入口管１１は連通孔６に連通し、出口管１４は連通孔８に連通している。
【００１８】この実施形態では、４枚のプレート３Ａ〜３Ｄと１枚の底板４とを重ね合わせて溶接される。各プレート３Ａ〜３Ｄはそれぞれ長手方向の両側縁部に立上がり壁３ａ、３ｂを有し、底部には一様に連続する平坦面３ｃを有し、更に図２に示すように、４隅に連通孔６〜９を有している。
【００１９】１枚目のプレート３Ａの一方の連通孔６周辺部にはバーリング加工によって環状凹部６ａが形成され、その底部には連通孔６が開口し、他方の連通孔８はバーリング加工せずに平坦面３ｃに直接開口している。
【００２０】このプレート３Ａの上には別のプレート３Ｂが重ね合わされる。このプレート３Ｂの他方の連通孔８周辺部にはバーリング加工によって環状凹部８ａが形成され、その底部には連通孔８が開口し、一方の連通孔６はバーリング加工せずに平坦面３ｃに直接開口している。
【００２１】このプレート３Ａ、３Ｂ間を接合する場合、両者の間に遮蔽材５（図３では図示を省略する。）を介装した後、プレート３Ａの立上がり壁３ａ、３ｂと、これに重なり合うプレート３Ｂの立上がり壁３ａ、３ｂとをシーム溶接２１により接合すると共に、プレート３Ａの連通孔６の周縁部とプレート３Ｂの連通孔６の周縁部とをティグ溶接２２等により溶接する。
【００２２】この場合、図４に示すように、上に重ねたプレート３Ｂの立上がり壁３ａ、３ｂが、その下に位置するプレート３Ａの立上がり壁３ａ、３ｂよりも所定長さＬだけ上に延出するように構成する。
【００２３】つぎに、このプレート３Ｂの上には別のプレート３Ｃが重ね合わされる。このプレート３Ｃの一方の連通孔６周辺部にはバーリング加工によって環状凹部６ａが形成され、その底部には連通孔６が開口し、他方の連通孔８はバーリング加工せずに平坦面３ｃに直接開口している。
【００２４】このプレート３Ｂ、３Ｃ間を接合する場合、両者の間に遮蔽材５（図３では図示を省略する。）を介装した後、プレート３Ｂの立上がり壁３ａ、３ｂと、これに重なり合うプレート３Ｃの立上がり壁３ａ、３ｂとをシーム溶接２１により接合する。すなわち、図４に示すように、プレート３Ｂの立上がり壁３ａ、３ｂが所定長さＬだけ上に延出しているので、この延出した部分とプレート３Ｃの立上がり壁３ａ、３ｂとをシーム溶接２３により接合する。それと共に、プレート３Ｂの連通孔８の周縁部と、プレート３Ｃの連通孔８の周縁部とをティグ溶接２４等により溶接する。
【００２５】更に、このプレート３Ｃの上には別のプレート３Ｄが重ね合わされる。このプレート３Ｄの他方の連通孔８周辺部にはバーリング加工によって環状凹部８ａが形成され、その底部には連通孔８が開口し、他方の連通孔６はバーリング加工せずに平坦面３ｃに直接開口している。
【００２６】このプレート３Ｃ、３Ｄ間を接合する場合、両者の間に遮蔽材５（図３では図示を省略する。）を介装した後、プレート３Ｃの立上がり壁３ａ、３ｂと、これに重なり合うプレート３Ｄの立上がり壁３ａ、３ｂとをシーム溶接２１により接合する。この場合、プレート３Ｃの立上がり壁３ａ、３ｂが所定長さＬだけ上に延出しているので、この延出した部分とプレート３Ｄの立上がり壁３ａ、３ｂとをシーム溶接２５により接合する。
【００２７】それと共に、プレート３Ｃの連通孔６の周縁部と、プレート３Ｄの連通孔６の周縁部とをティグ溶接２６等により溶接する。
【００２８】最後に、プレート３Ｄの上に底板４を重ね合わせて、この底板４の立上がり壁４ａ、４ｂと、プレート３Ｄの立上がり壁３ａ、３ｂとをシーム溶接２７により接合する。それと共に、プレート３Ｄの連通孔８の周縁部と底板４とをティグ溶接２８等により溶接する。
【００２９】このティグ溶接２８は出口管１４側から行ってもよい。或いはプレート３Ｄの連通孔８の周縁部に相当する、底板４の部分に開口をあけ、この開口を通じてティグ溶接２８を行った後、その開口を別のプレート（図示せず）によって塞ぐ構成としてもよい。なお、プレート３Ｄに連通孔８を設けない構造とすれば、ティグ溶接２８は不要となる。
【００３０】以上の構成によれば、各プレート３及び底板４の側縁部同士をシーム溶接２７することができるので、溶接作業が容易であり、しかも漏れのない溶接を短時間の内に実行できる。
【００３１】このプレート式熱交換器１において、第１系統の流体は、入口管１１から入って、図３の領域Ａ（プレートの上下に交互に設けた一方の流体流路）を通じて熱交換器１内を長手方向に流れ、図２の出口管１２から排出される。また、第２系統の流体は、図２の入口管１３から入って、図３の領域Ｂ（プレートの上下に交互に設けた他方の流体流路）を通じて熱交換器１内を長手方向に流れ、図３の出口管１４から排出される。この間に、第１系統の流体と第２系統の流体との間で熱交換が行われる。
【００３２】上述した遮蔽材５は、各流体流路（領域Ａ、Ｂ）中に延在し、当該プレート３間の寸法を略均一に保持し、かつ乱流を発生させる。この遮蔽材５は、図２に示すように、複数本の丸棒材３１を直交させて配置し、各丸棒材３１の交点を溶接して構成される。
【００３３】この遮蔽材５は、各プレート間に配置されるが、好ましくは、プレート３の平坦面３ｃに例えばスポット溶接する。
【００３４】また、それぞれの丸棒材３１のプレート３との接触面は平坦に形成することが望ましい。これらの構成によれば、遮蔽材５が、丸棒材３１を直交配置して形成されるので、構造がきわめて簡単である。
【００３５】また、それぞれの丸棒材３１のプレート３との接触面が平坦に形成されるので、接触面積が増大し、伝熱効率が高められる。
【００３６】この実施形態では、プレート３は皿状の加工と、バーリング加工と、連通孔加工を行うことにより製造され、しかもこれら加工は一度にプレスによって加工でき、さらに底部にヘリンボーンを形成する必要がないので、波形状加工用の精密金型が不要になり、加工精度が要求されることもなく、プレート式熱交換器１が大型化しても、金型を大きくするだけでよいので、設備費の増加は抑えられ、製造コストを低減できる。
【００３７】以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、遮蔽体５は上記のものに限定されず、その形態は任意に変更可能である。また溶接はいかなる溶接形式であってもよく、上記形式に限定されるものではない。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、各プレート間に乱流を発生させる別部材からなる遮蔽材を介装しているので、各プレートの底部にプレス成形によってヘリンボーンを形成する必要がなく、波形状加工用の精密金型は不要になり、設備費を低く抑えることができ、低コストなものとなる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月２７日（１９９９．９．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１８２３
【弁理士】
【氏名又は名称】櫛渕 昌之 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−９１１６９（Ｐ２００１−９１１６９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月６日（２００１．４．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２７１６９６ |
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