(57)【要約】【課題】  所定形状に形成した金属板で流体の流通路を形成する熱交換器において、接合部材を削減し、組立作業性、生産性に優れるとともに、熱交換する流体の圧力損失を低減し、熱効率に優れた熱交換器を提案する。【解決手段】  断面が矩形波形状のコルゲート板１０を形成し、このコルゲート板１０を２枚の側板２０、３０で挟持してコルゲート板１０の折り返し面１２、１４を側板２０、３０に当接させ、コルゲート板１０の側壁１５で区画された流体の流通路を形成し、熱交換する一方の流体と他方の流体が、その流通方向が逆方向で流体の流通路を交互に流通する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が矩形波形状のコルゲート板１０を形成し、このコルゲート板１０を２枚の側板２０、３０で挟持してコルゲート板１０の折り返し面１２、１４を側板２０、３０に当接させ、コルゲート板１０の側壁１５で区画された流体の流通路を形成し、
熱交換する一方の流体と他方の流体が、その流通方向が逆方向で流体の流通路を交互に流通することを特徴とした熱交換器。
【請求項２】
折り返し面１２、１４を波状に畝るように形成した請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
折り返し面１２、１４に、内側に突出する突起１７を配置した請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
流体の流通路にコイルバネ１８を挿入した請求項１、２又は３に記載の熱交換器。
【請求項５】
熱交換する一方の流体の流通路の幅Ａと他方の流体の流通路の幅Ｂとが相違するようにコルゲート板１０を形成した請求項１、２、３又は４に記載の熱交換器。、
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加熱装置や冷却装置等の各種熱関連装置に用いられる熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２種類の流体で熱交換を行う熱交換器として、所定形状に形成した金属板で流体の流通路を形成するものがあり、その代表的なものはプレート式熱交換器である。プレート式熱交換器は、金属板のプレス加工で波形や半球殻形等の連続する凹凸面を形成したプレート（伝熱板）を多層に重ね、伝熱板と伝熱板との間に狭い間隔の流体の流通層を形成し、液−液、液−ガスの２種類の流体を流通層に交互に流通させて熱交換を行うものである。
【０００３】
このプレート式熱交換器の製造方法は、伝熱板の間にろう材を設置して所定治具で組み立て、これを加熱炉に投入し、重ねた伝熱板の凹凸面の頂部をろう付けする手段が用いられている。しかし、当接する頂部の接合面積の不足から接合不良が生じやすく、強度、気密性の確保に課題があり、ろう材の設置、治具による組み立て等の作業が煩雑で、生産性に劣り、製作コストが高価であり、これらの課題を解消するための様々な提案（特許文献１、特許文献２）がされている。また、流体の流通路が複雑となるため、熱交換する流体の圧力損失が比較的大きいことも欠点である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１０３８８３号公報
【特許文献２】特開２００６−７８１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、所定形状に形成した金属板で流体の流通路を形成する熱交換器において、接合部材を削減し、組立作業性、生産性に優れるとともに、熱交換する流体の圧力損失を低減し、熱効率に優れた新規構成の熱交換器を提案することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
こうした目的を達成するため、この発明の熱交換器は、断面が矩形波形状のコルゲート板１０を形成し、このコルゲート板１０を２枚の側板２０、３０で挟持してコルゲート板１０の折り返し面１２、１４を側板２０、３０に当接させ、コルゲート板１０の側壁１５で区画された流体の流通路を形成し、熱交換する一方の流体と他方の流体が、その流通方向が逆方向で流体の流通路を交互に流通することを特徴とするものである。
【０００７】
また、このように形成した熱交換器において、折り返し面１２、１４を波状に畝るように形成するものである。
【０００８】
また、熱効率の向上を図るため、折り返し面１２、１４に、内側に突出する突起１７を配置するものであり、流体の流通路にコイルバネ１８を挿入するものである。
【０００９】
また、この発明の熱交換器は、熱交換する一方の流体の流通路の幅Ａと他方の流体の流通路の幅Ｂとが相違するようにコルゲート板１０を形成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の熱交換器は、コルゲート板１０の側壁１５で区画された流体の流通路を、熱交換する一方の流体と他方の流体が、その流通方向が逆方向で交互に流通し、コルゲート板１０の側壁１５を介して両流体が熱交換する。このように、両流体は極めて狭間隔の流通路を交互に流通し、伝熱面積の増大により熱効率に優れるとともに、流体の流通路が単純であるから、従来のプレート式熱交換器に比べて流体の圧力損失が大幅に低減される。
【００１１】
また、この発明の熱交換器は、コルゲート板１０を２枚の側板２０、３０で挟持して簡単に組み立てられ、折り返し面１２、１４が側板２０、３０に当接するので接合性に優れ、接合部材が削減され、組立作業性、生産性に優れるので製作コストが安価である。
【００１２】
また、折り返し面１２、１４を波状に畝るように形成することで、流体の流通路が長尺化され、伝熱面積のさらなる増大による熱効率の向上を図ることができる。
【００１３】
また、コルゲート板１０の折り返し面１２、１４に、内側に突出する突起１７を配置することで、流通路を流通する流体に乱流を生じさせ、さらなる熱効率の向上を図ることができる。また、流体の流通路にコイルバネ１８を挿入すれば、流通路を流通する流体に同じく乱流を生じさせ、熱交換の促進を図ることができ、このコイルバネ１８は流通路に容易に挿入可能である。
【００１４】
また、この発明の熱交換器は、熱交換する一方の流体の流通路の幅Ａと他方の流体の流通路の幅Ｂとが相違するようにコルゲート板１０を形成することで、熱交換を行う流体の種類・流速・流量・温度等の特性に適するように流通路の幅寸法を設定し、効率的な熱交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の最初の実施例の正面図。
【図２】平面図。
【図３】図２中Ａ−Ａ線で切断した断面端面図。
【図４】コルゲート板の平面図。
【図５】コルゲート板の拡大断面図。
【図６】別の実施例のコルゲート板の平面図。
【図７】コルゲート板の拡大断面図。
【図８】さらに別の実施例のコルゲート板の平面図。
【図９】さらに別の実施例のコルゲート板の平面図。
【図１０】コルゲート板の拡大断面端面図。
【図１１】さらに別の実施例のコルゲート板の平面図。
【図１２】さらに別の実施例のコルゲート板の平面図。
【図１３】さらに別の実施例のコルゲート板の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、この発明を実施するための最良の形態について、実施例に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１から５は、この発明の最初の実施例で、液−ガスの２種類の流体が熱交換する熱交換器である。図において、金属板（例えばアルミの薄板）を波形成形したコルゲート板１０が形成され、コルゲート板１０は、折り返し面１２、１４が平坦状で断面が矩形波形状に形成されている。コルゲート板１０は２枚の側板２０、３０で挟持され、折り返し面１２、１４に側板２０、３０が当接し、コルゲート板１０の側壁１５で区画された流体の流通路が形成されている。図５に示すように、一方の流体の流通路の幅Ａと他方の流体の流通路の幅Ｂは同一寸法となるように、コルゲート板１０が形成されている。
【００１８】
側板２０、３０の両端部に膨出部２２，３２が形成され、膨出部２２，３２は流体の流通路の両端位置に位置している。この膨出部２２，３２によって形成される膨出空間に流体の流通路が交互に開孔し、熱交換する流体の入口、出口のヘッダーを形成している。図１に示すように、側板２０の一方の膨出部２２ａは水の入口ヘッダーを形成して入口管２５が設けられ、他方の膨出部２２ｂは出口ヘッダーを形成して出口管２６が設けられ、側板３０の一方の膨出部３２ａはガスの入口ヘッダーを形成して入口管３５が設けられ、他方の膨出部３２ｂは出口ヘッダーを形成して出口管３６が設けられている。コルゲート板１０の前後端面は端板１１で閉塞され、図３に示すように、水の流通路Ｗとガスの流通路Ｇが交互に形成されている。
【００１９】
この熱交換器において、入口管２５から膨出部２２ａ内へ流入した水は、水の流通路Ｗを流通して膨出部２２ｂへ流入し、出口管２６から流出し、入口管３５から膨出部３２ａ内へ流入したガスは、ガスの流通路Ｇを流通して膨出部３２ｂへ流入し、出口管３６から流出する。水とガスは逆方向（クロス方向）へ流通し、極めて狭間隔の流通路Ｗ、Ｇを交互に流通し、コルゲート板１０の側壁１５を介して両流体が熱交換するように、構成されている。
【実施例２】
【００２０】
図６、７は、この発明の別の実施例である。この実施例のコルゲート板１０は、熱交換する一方の流体の流通路の幅Ａと他方の流体の流通路の幅Ｂとが相違するように、折り返し面１２、１４の幅寸法が設定されている。流体の流通路の幅寸法は、熱交換を行う流体の種類・流速・流量・温度等の特性に適するように設定されている。
【実施例３】
【００２１】
図８は、この発明のさらに別の実施例である。この実施例のコルゲート板１０は、折り返し面１２、１４が波状に畝るように波形成形したものである。折り返し面１２、１４が波状に畝るので流通路も波状に形成され、流体の流通路が長尺化され、伝熱面積のさらなる増大による熱効率の向上を図ったものである。
【実施例４】
【００２２】
図９、１０は、この発明のさらに別の実施例である。この実施例のコルゲート板１０は、前例と同様に折り返し面１２、１４が波状に畝るように波形成形し、折り返し面１２、１４に内側に突出する突起１７を配置したものである。突起１７は、隣接する流通路に同位置になるように配置されている。突起１７により流通路を流通する流体に乱流を生じさせることで、熱効率の向上が図られている。突起１７は、図に示すように、内側に膨出して形成する他、切り欠いた小片を内側に起こした切り起こし片で形成してもよい。
【実施例５】
【００２３】
図１１は、この発明のさらに別の実施例である。この実施例のコルゲート板１０は、折り返し面１２、１４に内側に突出する突起１７を千鳥の位置に配置したものである。前例と同様に流体に乱流を生じさせる効果を奏するものである。
【実施例６】
【００２４】
図１２、１３は、コルゲート板のさらに別の実施例である。この実施例は、折り返し面１２、１４が波状に畝るように波形成形し、流体の流通路にコイルバネ１８を挿入してコルゲート板１０を構成したものである。コイルバネ１８により流通路を流通する流体に同じく乱流を生じさせ、熱交換の促進を図ったものである。コイルバネ１８は、図に示すように一方の流体の流通路のみに挿入する他、両方の流通路に挿入することもでき、折り返し面１２、１４に突起１７を配置する手段と併用してもよい。流通路が波状に畝るので、コイルバネ１８は、側壁１５に保持されて移動したり脱抜することがない。
【符号の説明】
【００２５】
１０  コルゲート板
１２、１４  折り返し面
１５  側壁
１７  突起
１８  コイルバネ
２０、３０  側板
２２，３２  膨出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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