(57)【要約】【課題】耐食性および伝熱性がそれぞれ高く、生産性が良好なプレート式熱交換器を得ること。【解決手段】第１流体と第２流体との間で伝熱プレートを介して熱交換を行うプレート式熱交換器６０を構成するにあたり、ステンレス鋼からなるベース材の片面側に銅層が設けられた２層クラッド材とステンレス鋼とのいずれかにより熱交換部５０で最も下の底部伝熱プレート１０を形成し、ステンレス鋼からなるベース材の下面側に銅層が設けられた２層クラッド材により熱交換部で最も上の上部伝熱プレート２０を形成し、ステンレス鋼からなるベース材の下面側に第１銅層、ステンレス鋼層、および第２銅層がこの順番で設けられた４層クラッド材により中間部伝熱プレート３０，４０を形成する。【選択図】        図２
2010249399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う２枚の伝熱プレート間に流体の流路が形成されるようにして少なくとも３枚の伝熱プレートが積層配置された熱交換部を備え、１枚の伝熱プレートを介して互いに隣接する２つの流路の一方には第１流体を流し、他方の流路には前記第１流体とは異なる温度の第２流体を流して前記第１流体と前記第２流体との間で伝熱プレートを介して熱交換を行うプレート式熱交換器において、
ステンレス鋼からなるベース材の片面側に銅層が設けられた２層クラッド材とステンレス鋼とのいずれかにより前記熱交換部での底部伝熱プレートを形成し、
ステンレス鋼からなるベース材の下面側に銅層が設けられた２層クラッド材により前記熱交換部での上部伝熱プレートを形成し、
ステンレス鋼からなるベース材の下面側に第１銅層、ステンレス鋼層、および第２銅層がこの順番で設けられた４層クラッド材により、前記熱交換部での前記底部伝熱プレートと前記上部伝熱プレートとの間に配置される中間部伝熱プレートを形成した、
ことを特徴とするプレート式熱交換器。
【請求項２】
前記中間部伝熱プレートでの前記ベース材および前記ステンレス鋼層の各々は、前記第１銅層および前記第２銅層のいずれよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器。
【請求項３】
前記第１銅層は前記第２銅層よりも厚いことを特徴とする請求項１または２に記載のプレート式熱交換器。
【請求項４】
前記中間部伝熱プレートでの前記ベース材および前記ステンレス鋼層の各々は互いに同じ厚さを有し、
前記第１銅層および前記第２銅層の各々も互いに同じ厚さを有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のプレート式熱交換器。
【請求項５】
前記底部伝熱プレート、前記上部伝熱プレート、および前記中間部伝熱プレートの各々は、波板状の伝熱部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のプレート式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣り合う２枚の伝熱プレート間に流体の流路が形成されるようにして少なくとも３枚の伝熱プレートが積層配置されたプレート式熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
互いに異なる温度を有する第１流体と第２流体との間で熱交換を行う熱交換器の１つに、プレート式熱交換器がある。このプレート式熱交換器では、隣り合う２枚の伝熱プレート間に流体の流路が形成されるようにして少なくとも３枚の伝熱プレートが積層配置される。そして、１枚の伝熱プレートを介して互いに隣接する２つの流路の一方に第１流体を流し、他方の流路に第１流体とは異なる温度の第２流体を流すことで第１流体と第２流体との間で伝熱プレートを介して熱交換を行って、第１流体および第２流体のいずれか低温の方の流体を加温する。
【０００３】
このようなプレート式熱交換器は、たとえ腐食等により伝熱プレートに孔食等が生じたときでも、第１流体と第２流体とがすぐには混合してしまわないように構成することが望まれる。このため、例えば特許文献１に記載されたプレート式熱交換器では、個々の伝熱プレートの構造を層間に微小な間隙を設けた２層積層構造にすると共に、該伝熱プレートでの流体の通路口の周辺部に流体の逃げ穴を設け、上記の２層積層構造を形成する２つの層のうちの１つに腐食や材料欠陥等により割れが生じて流体が漏洩したときでも該漏洩した流体が上記の間隙を流れて通路口周辺の逃げ穴から外部に排出されるようにすることで、第１流体と第２流体との混合を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０７０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたプレート式熱交換器では、個々の伝熱プレートが同一素材の２層積層構造とされ、かつ層間に微小な間隙が設けられるため、伝熱プレートでの伝熱性が比較的低い。また、腐食形態が同じ同一素材の２層積層構造であるため、伝熱プレート自体の耐食性を向上させ難い。さらには、層間に微小な間隙が設けられた２層積構造の伝熱プレートはその生産性を高め難い。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、耐食性および伝熱性がそれぞれ高く、生産性が良好なプレート式熱交換器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、隣り合う２枚の伝熱プレート間に流体の流路が形成されるようにして少なくとも３枚の伝熱プレートが積層配置された熱交換部を備え、１枚の伝熱プレートを介して互いに隣接する２つの流路の一方には第１流体を流し、他方の流路には第１流体とは異なる温度の第２流体を流して第１流体と第２流体との間で伝熱プレートを介して熱交換を行うプレート式熱交換器において、ステンレス鋼からなるベース材の片面側に銅層が設けられた２層クラッド材とステンレス鋼とのいずれかにより熱交換部での底部伝熱プレートを形成し、ステンレス鋼からなるベース材の下面側に銅層が設けられた２層クラッド材により熱交換部での上部伝熱プレートを形成し、ステンレス鋼からなるベース材の下面側に第１銅層、ステンレス鋼層、および第２銅層がこの順番で設けられた４層クラッド材により、熱交換部での底部伝熱プレートと上部伝熱プレートとの間に配置される中間部伝熱プレートを形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のプレート式熱交換器では、互いに異なる腐食形態を有するステンレス鋼と銅とのクラッド材により少なくとも上部伝熱プレートと中間部伝熱プレートの各々を形成するので、層間に微小な間隙を設けた同一素材の２層積層構造の伝熱プレートとする場合に比べて当該伝熱プレートの耐食性および生産性それぞれが高まる。また、クラッド材中の銅により高い伝熱性を得ることができると共に、当該銅がろう材として機能することから別途ろう材を用いることなくプレート式熱交換器を作製することが可能になる。したがって、本発明によれば、耐食性および伝熱性がそれぞれ高く、生産性が良好なプレート式熱交換器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明のプレート式熱交換器の一例を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示したプレート式熱交換器を概略的に示す分解斜視図である。
【図３】図３は、図１に示すプレート式熱交換器でのIII−III線断面の模式図である。
【図４】図４は、図３中の楕円IVで囲まれた領域を拡大して概略的に示す断面図である。
【図５】図５は、図３中の楕円Ｖで囲まれた領域を拡大して概略的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明のプレート式熱交換器のうちで底部伝熱プレートがステンレス鋼と銅との２層クラッド材により形成されたものでの底部伝熱プレートを拡大して概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のプレート式熱交換器の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明のプレート式熱交換器の一例を概略的に示す斜視図である。同図に示すプレート式熱交換器６０は、第１流体と第２流体との間で伝熱プレートを介して熱交換を行う熱交換部５０と、該熱交換部５０に装着された第１〜第４ニップル５３ａ，５３ｂ，５５ａ，５５ｂとを備えている。
【００１２】
上記の熱交換部５０は、平面視上、矩形の四隅を丸めた形状を呈する。この熱交換部５０は、隣り合う２枚の伝熱プレート間に流体の流路が形成されるようにして６枚の伝熱プレートが積層配置された積層構造を有しており、積層方向に隣り合う伝熱プレートは互いにろう付けされている。最も下の底部伝熱プレート１０と最も上の上部伝熱プレート２０との間に２種類の中間部伝熱プレート３０，４０が底部伝熱プレート１０側からこの順番で交互に積層配置されて、熱交換部５０の長手方向に沿って延在する計５つの流路（図示せず）を熱交換部５０内に形成している。
【００１３】
一方、第１ニップル５３ａおよび第２ニップル５３ｂは、熱交換部５０内に第１流体を流すために当該熱交換部５０に第１流体の供給管と第１流体の排出管とを接続するためのものであり、第１ニップル５３ａに第１流体の供給管が接続され、第２ニップル５３ｂに第１流体の排出管が接続される。同様に、第３ニップル５５ａおよび第４ニップル５５ｂは、熱交換部５０内に上記の第１流体とは異なる温度の第２流体を流すために当該熱交換部５０に第２流体の供給管と第２流体の排出管とを接続するためのものであり、第３ニップル５５ａに第２流体の供給管が接続され、第４ニップル５５ｂに第２流体の排出管が接続される。これら第１〜第４ニップル５３ａ，５３ｂ，５５ａ，５５ｂは、上部伝熱プレート２０の平面形状を矩形とみなしたときの１つの対角線上に第１ニップル５３ａと第２ニップル５２ｂとが位置し、他の１つの対角線上に第３ニップル５５ａと第４ニップル５５ｂとが位置するようにして上部伝熱プレート２０に装着されている。
【００１４】
プレート式熱交換器６０では、第１ニップル５３ａから熱交換部５０に第１流体を供給し、第３ニップル５５ａから熱交換部５０に第２流体を供給すると、熱交換部５０内を流れる第１流体と第２流体との間で伝熱プレートを介して熱交換が行われ、第１流体と第２流体のうちの一方の流体（相対的に低温である方の流体）が加温される。熱交換後の第１流体は第２ニップル５３ｂからプレート式熱交換器６０外に流出し、熱交換後の第２流体は第４ニップル５５ｂからプレート式熱交換器６０外に流出する。図１においては、プレート式熱交換器６０での第１流体の流入方向および流出方向を実線の矢印Ａで示し、第２流体の流入方向および流出方向を破線の矢印Ｂで示している。
【００１５】
熱交換部５０内に第１流体および第２流体それぞれの流路を形成するために、底部伝熱プレート１０、上部伝熱プレート２０、および各中間部伝熱プレート３０，４０には、通孔やシール部が形成されている。また、伝熱効率を高めるために伝熱部が形成されている。以下、各伝熱プレートの形状について図２を参照して説明する。
【００１６】
図２は、図１に示したプレート式熱交換器を概略的に示す分解斜視図である。同図に示すように、個々の伝熱プレート１０，２０，３０，４０は、平面視したときに矩形の四隅を丸めた形状を呈する皿形に成形されており、皿の開口端に相当する端が下になる向きで積層されている。
【００１７】
底部伝熱プレート１０は、周縁部に形成されて側方に突出したリム部１を有しており、当該底部伝熱プレート１０で第３ニップル５５ａの下方に位置する領域およびその周辺は台状に高く成形されて第２流体流入シール部６ａに、また第４ニップル５５ｂの下方に位置する領域およびその周辺は台状に高く成形されて第２流体流出シール部６ｂになっている。この底部伝熱プレート１０での上面側の略全面には、全体として谷形に凹陥した波板状の伝熱部９が形成されている。
【００１８】
上部伝熱プレート２０は、周縁部に形成されて側方に突出したリム部１１を有しており、当該上部伝熱プレート２０での四隅には、第１ニップル５３ａを装着するための第１通孔１３ａ、第２ニップル５３ｂを装着するための第２通孔１３ｂ、第３ニップル５５ａを装着するための第３通孔１５ａ、および第４ニップル５５ｂを装着するための第４通孔１５ｂが形成されている。第１通孔１３ａの周辺は台状に高く成形されて第１台状部１４ａになっており、第２通孔１３ｂの周辺は台状に高く成形されて第２台状部１４ｂになっている。この上部伝熱プレート２０での上面側の略全面には、全体として山形に突起した波板状の伝熱部１９が形成されている。
【００１９】
各中間部伝熱プレート３０は、周縁部に形成されて側方に突出したリム部２１を有している。当該中間部伝熱プレート３０で第１ニップル５３ａの下方に位置する領域には第１流体流入通孔２３ａが形成されており、第２ニップル５３ｂの下方に位置する領域には第１流体流出通孔２３ｂが形成されている。また、第３ニップル５５ａの下方に位置する領域には第２流体流入通孔２５ａが形成されており、第４ニップル５５ｂの下方に位置する領域には第２流体流出通孔２５ｂが形成されている。第１流体流入通孔２３ａの周辺は台状に高く成形されて第１流体流入シール部２４ａになっており、第１流体流出通孔２３ｂの周辺は台状に高く成形されて第１流体流出シール部２４ｂになっている。各中間部伝熱プレート３０での上面側の略全面には、全体として谷形に凹陥した波板状の伝熱部２９が形成されている。
【００２０】
各中間部伝熱プレート４０は、周縁部に形成されて側方に突出したリム部３１を有している。当該中間部伝熱プレート４０で第１ニップル５３ａの下方に位置する領域には第１流体流入通孔３３ａが形成されており、第２ニップル５３ｂの下方に位置する領域には第１流体流出通孔３３ｂが形成されている。また、第３ニップル５５ａの下方に位置する領域には第２流体流入通孔３５ａが形成されており、第４ニップル５５ｂの下方に位置する領域には第２流体流出通孔３５ｂが形成されている。第２流体流入通孔３５ａの周辺は台状に高く成形されて第２流体流入シール部３６ａになっており、第２流体流出通孔３５ｂの周辺は台状に高く成形されて第２流体流出シール部３６ｂになっている。各中間部伝熱プレート４０での上面側の略全面には、全体として山形に突起した波板状の伝熱部３９が形成されている。
【００２１】
上述した形状および構造を有する各伝熱プレートを積層配置して熱交換部５０を作製するときには、底部伝熱プレート１０、中間部伝熱プレート３０、および中間部伝熱プレート４０の各々に形成されているシール部の各々がその上の伝熱プレートの下面に密着して、熱交換部５０内に第１流体の流路と第２流体の流路とが規定される。
【００２２】
具体的には、底部伝熱プレート１０の第２流体流入シール部６ａおよび第２流体流出シール部６ｂの各々がその上の中間部伝熱プレート３０の下面に密着して、当該底部伝熱プレート１０とその上の中間部伝熱プレート３０との間に第１流体の流路を規定する。中間部伝熱プレート３０の下面に密着した第２流体流入シール部６ａにより中間部伝熱プレート３０の第２流体流入通孔２５ａが閉塞され、第２流体流出シール部６ｂにより中間部伝熱プレート３０の第２流体流出通孔２５ｂが閉塞されるので、底部伝熱プレート１０とその上の中間部伝熱プレート３０との間の空隙には第２流体が流れずに当該空隙が第１流体の流路となる。
【００２３】
また、中間部伝熱プレート３０の第１流体流入シール部２４ａおよび第１流体流出シール部２４ｂの各々がその上の中間部伝熱プレート４０の下面に密着して、当該中間部伝熱プレート３０とその上の中間部伝熱プレート４０との間に第２流体の流路を規定する。中間部伝熱プレート３０の第１流体流入通孔２３ａがその上の中間部伝熱プレート４０の第１流体流入通孔３３ａと一続きの通孔になり、中間部伝熱プレート３０の第１流体流出通孔２３ｂがその上の中間部伝熱プレート４０の第１流体流出通孔３３ｂと一続きの通孔になるので、中間部伝熱プレート３０とその上の中間部伝熱プレート４０との間の空隙には第１流体が流れずに当該空隙が第２流体の流路となる。
【００２４】
中間部伝熱プレート４０のうちでその上に中間部伝熱プレート３０が積層される中間部伝熱プレート４０では、第２流体流入シール部３６ａおよび第２流体流出シール部３６ｂの各々がその上の中間部伝熱プレート３０の下面に密着して、当該中間部伝熱プレート４０とその上の中間部伝熱プレート３０との間に第１流体の流路を規定する。中間部伝熱プレート４０の第２流体流入通孔３５ａがその上の中間部伝熱プレート３０の第２流体流入通孔２５ａと一続きの通孔になり、中間部伝熱プレート４０の第２流体流出通孔３５ｂがその上の中間部伝熱プレート３０の第２流体流出通孔２５ｂと一続きの通孔になるので、中間部伝熱プレート４０とその上の中間部伝熱プレート３０との間の空隙には第２流体が流れずに当該空隙が第１流体の流路となる。
【００２５】
また、中間部伝熱プレート４０のうちでその上に上部伝熱プレート２０が積層される中間部伝熱プレート４０では、第１シール部３６ａおよび第２シール部３６ｂの各々が上部伝熱プレート２０の下面に密着して、当該中間部伝熱プレート４０とその上の上部伝熱プレート２０との間に第１流体の流路を規定する。当該中間部伝熱プレート４０の第２流体流入通孔３５ａと上部伝熱プレート２０の第３通孔１５ａとが一続きの通孔になり、中間部伝熱プレート４０の第２流体流出通孔３５ｂと上部伝熱プレート２０の第４通孔１５ｂとが一続きの通孔になるので、中間部伝熱プレート４０と上部伝熱プレート２０との間の空隙には第２流体が流れずに当該空隙が第１流体の流路となる。
【００２６】
図３に示すように、上述のようにして第１流体の流路と第２流体の流路とが熱交換部５０内に規定されるプレート式熱交換器６０では、熱交換部５０内に計５つの流路が形成される。１枚の伝熱プレート（中間部伝熱プレート３０または中間部伝熱プレート４０）を介して互いに隣接する２つの流路の一方は第１流体の流路Ｐ1になり、他方の流路は第２流体の流路Ｐ2になる。底部伝熱プレート１０側から上部伝熱プレート２０側に向かって、第１流体の流路Ｐ1と第２流体の流路Ｐ2とがこの順番で交互に形成されている。なお、図３は、図１に示すプレート式熱交換器でのIII−III線断面の模式図である。
【００２７】
これらの流路Ｐ1，Ｐ2が熱交換部５０内に形成されたプレート式熱交換器６０では、第１ニップル５３ａから熱交換部５０に第１流体を供給し、第３ニップル５５ａ（図１または図２参照）から熱交換部５０に第２流体を供給すると、第１流体の流路Ｐ1を流れる第１流体と第２流体の流路Ｐ2を流れる第２流体との間で中間部伝熱プレート３０または中間部伝熱プレート４０を介して熱交換が行われる。その結果として、第１流体と第２流体のうちの一方の流体（相対的に低温である方の流体）が加温される。熱交換後の第１流体は第２ニップル５３ｂからプレート式熱交換器６０外に流出し、熱交換後の第２流体は第４ニップル５５ｂ（図１または図２参照）からプレート式熱交換器６０外に流出する。このプレート式熱交換器６０は、各伝熱プレートの材料に特徴を有しているので、以下、図４または図５を参照して各伝熱プレートの材料について説明する。
【００２８】
図４は、図３中の楕円IVで囲まれた領域を拡大して概略的に示す断面図であり、図５は、図３中の楕円Ｖで囲まれた領域を拡大して概略的に示す断面図である。図４に示すように、底部伝熱プレート１０は単層構造を有している。また、図５に示すように、上部伝熱プレート２０は２層積層構造を有している。そして、図４および図５に示すように、各中間部伝熱プレート３０，４０は４層積層構造を有している。
【００２９】
底部伝熱プレート１０はステンレス鋼、例えば高耐食性のＳＵＳ３１６により形成されており、上部伝熱プレート２０は、ステンレス鋼からなるベース材２０ａの下面側に銅層２０ｂ（図５参照）が設けられた２層クラッド材により形成されている。上部伝熱プレート２０でのベース材２０ａも、底部伝熱プレート１０と同様に、高耐食性のステンレス鋼、例えばＳＵＳ３１６により形成することが好ましい。銅層２０ｂは、例えば無酸素銅や銅箔を用いて形成される。図５においては、便宜上、銅層２０ｂにスマッジングを付してある。
【００３０】
中間部伝熱プレート３０は、ベース材３０ａの下面側に第１銅層３０ｂ、ステンレス鋼層３０ｃ、および第２銅層３０ｄ（図４および図５参照）がこの順番で設けられた４層クラッド材により形成されている。また、中間部伝熱プレート４０も、ベース材４０ａの下面側に第１銅層４０ｂ、ステンレス鋼層４０ｃ、および第２銅層４０ｄ（図４および図５参照）がこの順番で設けられた４層クラッド材により形成されている。図４および図５においては、便宜上、第１銅層３０ｂ，４０ｂおよび第２銅層３０ｄ，４０ｄの各々にスマッジングを付してある。
【００３１】
これら中間部伝熱プレート３０と中間部伝熱プレート４０とは、同じ４層クラッド材により形成することができる。各中間部伝熱プレート３０，４０でのベース材３０ａ，４０ａは、高耐食性のステンレス鋼、例えばＳＵＳ３１６により形成することが好ましく、ステンレス鋼層３０ｃ，４０ｃも高耐食性のステンレス鋼、例えばＳＵＳ３１６により形成することが好ましい。また、第１銅層３０ｂ，４０ｂの各々および第２銅層３０ｄ，４０ｄの各々は、例えば無酸素銅や銅箔を用いて形成される。
【００３２】
中間部伝熱プレート３０でのベース材３０ａとステンレス鋼層３０ｃとは互いに同じ厚さを有していてもよいし、一方が他方より厚くてもよい。中間部伝熱プレート３０の機械的強度を考慮すると、ベース材３０ａおよびステンレス鋼層３０ｃの各々を第１銅層３０ｂおよび第２銅層３０ｄのいずれよりも厚くすることが好ましい。ただし、上記４層クラッド材の生産性を高めるという観点からは、ベース材３０ａとステンレス鋼層３０ｃとを互いに同じ材質のステンレス鋼により作製すると共にこれらを互いに同じ厚さにすることが好ましく、第１銅層３０ｂおよび第２銅層３０ｄの各々も互いに同じ材料により作製すると共にこれらを互いに同じ厚さにすることが好ましい。
【００３３】
勿論、第１銅層３０ｂと第２銅層３０ｄとは、一方を他方より厚くすることもできる。中間部伝熱プレート３０での伝熱性を考慮すると、第１銅層３０ｂを第２銅層３０ｄより厚くした方が好ましい。また、後述するように第２銅層３０ｄはろう材として機能するので、第２銅層３０ｄのろう材としての働きを高めるという観点や、４層クラッド材の保管時の耐食性を向上させるという観点からは、第１銅層３０ｂよりも第２銅層３０ｄを厚くした方が好ましい。第１銅層３０ｂと第２銅層３０ｄとを互いに同じの材料で形成することにより、プレート式熱交換器６０（図１または図２参照）を作製する際のろう付けを安定して行うことが容易になる。
【００３４】
なお、中間部伝熱プレート３０でのベース材３０ａ、第１銅層３０ｂ、ステンレス鋼層３０ｃ、第２銅層３０ｄについて説明した上述の各事項は、中間部伝熱プレート４０でのベース材４０ａ、第１銅層４０ｂ、ステンレス鋼層４０ｃ、第２銅層４０ｄについてもあてはまる。
【００３５】
上述の各材料からなる伝熱プレートの作製は、例えばプレス成形により行うことができる。また、プレート式熱交換器６０は、底部伝熱プレート１０、中間部伝熱プレート３０、中間部伝熱プレート４０、および上部伝熱プレート２０（図２参照）を所定の順番で積層した後に加熱し、各中間部伝熱プレート３０での第２銅層３０ｄ、各中間部伝熱プレート４０での第２銅層４０ｄ、および上部伝熱プレート２０での銅層２０ｂ（図４または図５参照）の各々をろう材として機能させて伝熱プレート同士を液密に一体化することにより作製することができる。
【００３６】
底部伝熱プレート１０上に中間部伝熱プレート３０を積層するにあたっては、底部伝熱プレート１０での伝熱部９の上面を中間部伝熱プレート３０の伝熱部２９の下面に当接させ、底部伝熱プレート１０での第２流体流入シール部６ａおよび第２流体流出シール部６ｂの各々を中間部伝熱プレート３０の下面に当接させ、さらには底部伝熱プレート１０での上面からリム部１にかけての傾斜部の外表面を、中間部伝熱プレート３０での上面からリム部２１（図２参照）にかけての傾斜部の内表面に当接させる。
【００３７】
中間部伝熱プレート３０上に中間部伝熱プレート４０を積層するにあたっては、中間部伝熱プレート３０での伝熱部２９の上面を中間部伝熱プレート４０での伝熱部３９の下面に当接させ、中間部伝熱プレート３０での第１流体流入シール部２４ａおよび第１流体流出シール部２４ｂの各々を中間部伝熱プレート４０の下面に当接させ、さらには中間部伝熱プレート３０での上面からリム部２１にかけての傾斜部の外表面を、中間部伝熱プレート４０での上面からリム部３１（図２参照）にかけての傾斜部の内表面に当接させる。
【００３８】
中間部伝熱プレート４０上に中間部伝熱プレート３０を積層するにあたっては、中間部伝熱プレート４０での伝熱部３９の上面を中間部伝熱プレート３０での伝熱部２９の下面に当接させ、中間部伝熱プレート４０での第２流体流入シール部３６ａおよび第２流体流出シール部３６ｂの各々を中間部伝熱プレート３０の下面に当接させ、さらには中間部伝熱プレート４０での上面からリム部３１にかけての傾斜部の外表面を、中間部伝熱プレート３０での上面からリム部２１（図２参照）にかけての傾斜部の内表面に当接させる。
【００３９】
そして、中間部伝熱プレート４０上に上部伝熱プレート２０を積層するにあたっては、中間部伝熱プレート４０での伝熱部３９の上面を上部伝熱プレート２０での伝熱部１９の下面に当接させ、中間部伝熱プレート４０での第２流体流入シール部３６ａおよび第２流体流出シール部３６ｂの各々を上部伝熱プレート２０の下面に当接させ、さらには中間部伝熱プレート４０での上面からリム部３１にかけての傾斜部の外表面を、上部伝熱プレート２０での上面からリム部１１（図２参照）にかけての傾斜部の内表面に当接させる。
【００４０】
なお、第１〜第４ニップル５３ａ，５３ｂ，５５ａ，５５ｂ（図２参照）の各々は、上部伝熱プレート２０を中間部伝熱プレート４０上に積層するのに先だって上部伝熱プレート２０に予め装着しておいてもよいし、上部伝熱プレート２０を中間部伝熱プレート４０上に積層した後に上部伝熱プレート２０に装着してもよい。
【００４１】
積層した各伝熱プレートの加熱は、例えば連続電気炉等の電気炉を用いて行うことができる。このとき、必要に応じて、伝熱プレートの積層方向から各伝熱プレートに荷重を印加してもよい。加熱温度は、各中間部伝熱プレート３０の第２銅層３０ｄ、各中間部伝熱プレート４０の第２銅層４０ｄ、および上部伝熱プレート２０の銅層２０ｂの各々がろう材として機能する温度であればよい。隣り合う伝熱プレート同士が上記の加熱により液密にろう付けされて、プレート式熱交換器６０が得られる。
【００４２】
このようにして作製することができるプレート式熱交換器６０では、電気化学的に高電位のステンレス鋼と低電位の銅とが接合されたクラッド材により上部伝熱プレート２０と中間部伝熱プレート３０，４０の各々が形成されているので、これら上部伝熱プレート２０および中間部伝熱プレート３０，４０の耐食性が高い。上記のクラッド材を構成する１つの層に仮に腐食が起きても、ステンレス鋼の腐食形態は孔食による一点集中型であり、銅の腐食形態は全面腐食であるので、直ちに全体の孔開きに至るということがない。したがって、上部伝熱プレート２０および中間部伝熱プレート３０，４０の各々を同一素材の２層積層構造にする場合に比べて腐食に強くなり、腐食寿命が延びる。また、上部伝熱プレート２０および中間部伝熱プレート３０，４０の各々を層間に微小な間隙を設けた同一素材の２層積層構造とする場合に比べて、伝熱プレートの生産性が高まる。
【００４３】
さらには、各中間部伝熱プレート３０，４０での第１銅層３０ｂ，４０ｂおよび第２銅層３０ｄ、４０ｄにより、当該中間部伝熱プレート３０，４０に高い伝熱性を付与することができる。そして、上部伝熱プレート２０と各中間部伝熱プレート３０，４０では、各伝熱プレートを積層して加熱したときに最下層の銅層、すなわち上部伝熱プレート２０での銅層２０ｂ、各中間部伝熱プレート３０での第２銅層３０ｄ、および各中間部伝熱プレート４０での第２銅層４０ｄがろう材として機能するので、これらの銅層２０ｂ，３０ｄ，４０ｄとは別にろう材を用いることなく熱交換部５０を作製することができる。
【００４４】
したがって、プレート式熱交換器６０では、耐食性および伝熱性がそれぞれ高く、生産性が良好なものを得易い。また、底部伝熱プレート１０、上部伝熱プレート２０、および各中間部伝熱プレート３０，４０を４層クラッド材で形成する場合に比べて、製造コストおよび重量の各々を容易に低減させることができる。
【００４５】
実施の形態２．
本発明のプレート式熱交換器では、熱交換部を構成する底部伝熱プレートをステンレス鋼と銅との２層クラッド材により形成することもできる。この場合、上部伝熱プレート２０は実施の形態１で説明した２層クラッド材により形成することが好ましく、各中間部伝熱プレートは実施の形態１で説明した４層クラッド材により形成することが好ましい。
【００４６】
図６は、底部伝熱プレートがステンレス鋼と銅との２層クラッド材により形成されたプレート式熱交換器での底部伝熱プレートを拡大して概略的に示す断面図である。同図には、底部伝熱プレート１１０に加えてその上の中間部伝熱プレート３０，４０も示されている。図６に示す構成部材のうちで図４に示した構成部材と共通する部材については、図４で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
図６に示すように、底部伝熱プレート１１０は、ステンレス鋼からなるベース材１１０ａの片面側、具体的には下面側に銅層１１０ｂが設けられた２層クラッド材により形成されている。当該２層クラッド材としては、例えば、実施の形態１で説明したプレート式熱交換器６０での上部伝熱プレート２０（図５参照）を形成する２層クラッド材と同じものを用いることができる。底部伝熱プレート１１０の形状および構成は、その材料が異なる以外は実施の形態１で説明した底部伝熱プレート１０の形状および構成と同様である。
【００４８】
このような底部伝熱プレート１１０を有するプレート式熱交換器は、実施の形態１で説明したプレート式熱交換器６０と同様にして作製することができ、当該プレート式熱交換器６０と同様の技術的効果を奏する。また、底部伝熱プレート１１０がステンレス鋼と銅との２層クラッド材により形成されているので、上記のプレート式熱交換器６０に比べても耐食性が向上し、腐食寿命が延びる。
【００４９】
以上、本発明のプレート式熱交換器について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明は上述の形態に限定されるものではない。本発明のプレート式熱交換器は、上部伝熱プレートおよび中間部伝熱プレートそれぞれの材料の選定に特徴を有する。当該材料以外の構成、例えば熱交換部内に形成する第１流体の流路および第２流体の流路それぞれの数や形状等は適宜選定可能であり、本発明については上述した形態以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のプレート式熱交換器は、互いに温度が異なる２つの液体間での熱交換や、互いに温度が異なる２つの気体間での熱交換等を行う種々の用途のプレート式熱交換器として用いることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  底部伝熱プレート
２０  上部伝熱プレート
２０ａ  ベース材
２０ｂ  銅層
３０  中間部伝熱プレート
３０ａ  ベース材
３０ｂ  第１銅層
３０ｃ  ステンレス鋼層
３０ｄ  第２銅層
４０  中間部伝熱プレート
４０ａ  ベース材
４０ｂ  第１銅層
４０ｃ  ステンレス鋼層
４０ｄ  第２銅層
５０  熱交換部
５３ａ  第１ニップル
５３ｂ  第２ニップル
５５ａ  第３ニップル
５５ｂ  第４ニップル
６０  プレート式熱交換器
１１０  底部伝熱プレート
１１０ａ  ベース材
１１０ｂ  銅層
Ｐ1  第１流体の流路
Ｐ2  第２流体の流路
【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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