(57)【要約】【課題】製造が簡単で、多様な熱交換が可能であり、しかも漏出による流体間での混合の問題が生じない熱交換器を提供する。【解決手段】一方の側面４から他方の側面４に貫通する複数の貫通孔５が所定間隔で並設された少なくとも２枚の熱交換プレート２，６，７，８を備える。熱交換プレート２，６，７，８は、積層状態でその主面部同士が接合される。熱交換プレート２，６，７，８の各側面に形成された複数の貫通孔開口部は、その任意の２つの開口部を一組として各組の開口部が連結管により連結され、熱交換プレート２，６，７，８に形成された貫通孔５及び連結管によって少なくとも２つの流体流路が形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏の主面部及びその外周の側面部を有する平面視矩形の金属製プレートであって、一方の側面から他方の側面に貫通する複数の貫通孔が所定間隔で並設された少なくとも２枚の熱交換プレートを備え、
前記少なくとも２枚の熱交換プレートは、積層状態でその主面部同士が接合されてなり、
更に、前記少なくとも２枚の熱交換プレートの各側面に形成された複数の貫通孔開口部は、その任意の２つの開口部を一組として各組の開口部が連結管により連結されて、前記少なくとも２枚の熱交換プレートに形成された貫通孔及び前記連結管により、少なくとも２つの流体流路が形成されてなることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換プレートは、その接合される主面部が、貫通孔に対応する部分が外方に突出する凸面となり、貫通孔間に対応する部分が内方に湾曲する凹面となった波形に形成され、相互に接合される一方の熱交換プレートの凸面が他方の熱交換プレートの凹面に嵌り込むように接合されてなることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記熱交換プレートは、アルミ製である請求項１又は２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記熱交換プレートは、引き抜き成形によって、その外形形状及び前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項３記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の流体を個別に流通させる流路を備え、該流体間で熱交換を行うように構成された熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記熱交換器として、特開平１１−３２５７６３号公報に開示されるものが知られている。この熱交換器は、それぞれ矩形状をした同じ大きさの上エンドプレート，第１の流路プレート，第２の流路プレート，隔壁プレート及び下エンドプレートから構成され、第１の流路プレートと第２の流路プレートとを、隔壁プレートを挟んで交互に積層，接合して積層体を形成するとともに、この積層体の上端に上エンドプレートを接合し、下端に下エンドプレートを接合した構成を備える。
【０００３】
前記第１の流路プレートは、その両端部、即ち、一対の対辺の近傍にこれと平行にそれぞれ設けられたスリット状の貫通孔であって、第２の流体の流路として機能する第２ヘッダーと、この両第２ヘッダー間にこれと平行に設けられた同じくスリット状の貫通孔であって、第１の流体の流路として機能する複数の第１流体流路とを備える。
【０００４】
同様に、前記第２の流路プレートは、前記対辺と直交する対辺の近傍にこれと平行にそれぞれ設けられたスリット状の貫通孔であって、第１の流体の流路として機能する第１ヘッダーと、この両第１ヘッダー間にこれと平行に設けられた同じくスリット状の貫通孔であって、第２の流体の流路として機能する複数の第２流体流路とを備える。
【０００５】
また、隔壁プレートは、第１の流路プレートの第２ヘッダー及び第２の流路プレートの第１ヘッダーと合致する位置に、それぞれこれらと同形状の貫通孔たる第１ヘッダー及び第２ヘッダーを備えている。尚、前記第１流体流路の両端部はそれぞれ第１ヘッダーに接続し、第２流体流路の両端部はそれぞれ第２ヘッダーに接続している。
【０００６】
また、上エンドプレートには、前記第１流体流路の一方端部に接続する第１流体入口管と、他方端部に接続する第１流体出口管が設けられ、更に、前記２つの第２ヘッダーの内、その一方に接続する第２流体入口管と、他方に接続する第２流体出口管が設けられている。
【０００７】
この熱交換器によれば、前記第１流体入口管から第１の流体が供給され、第２流体入口管から第２の流体が供給される。第１流体入口管から供給された第１の流体は、第１ヘッダーを介して、各第１の流路プレートの第１流体流路に流入し、この第１流体流路内を流通して他方の第１ヘッダーに流入し、前記第１流体出口管から流出する。
【０００８】
他方、第２流体入口管から供給された第２の流体は、第２ヘッダーを介して、各第２の流路プレートの第２流体流路に流入し、この第２流体流路内を流通して他方の第２ヘッダーに流入し、前記第２流体出口管から流出する。
【０００９】
斯くして、このようにして第１の流体及び第２の流体が流通することで、第１の流体及び第２の流体との間で熱交換が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−３２５７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上述した従来の熱交換器には以下のような問題があった。
【００１２】
即ち、まず、前記熱交換器では、その上エンドプレート，第１の流路プレート，第２の流路プレート，隔壁プレート及び下エンドプレートがロウ付けによって接合され、かかる接合によって前記第１ヘッダー、第２ヘッダー、第１流体流路及び第２流体流路の各流路が形成されているため、ロウ付けの接合に不具合があると、各流路から流体が漏れ出て、流体間で混合が生じるという問題がある。
【００１３】
また、上エンドプレート，第１の流路プレート，第２の流路プレート，隔壁プレート及び下エンドプレートと、その部品点数が多く、更に、プレス加工工程、ロウ材の塗布工程、積層工程、及び加圧，加熱工程と、その製造工程が多いため、製造コストが高くつくという問題もある。
【００１４】
更に、熱交換ができる流体は２種類が限度であり、熱交換の多様性に関する面で更なる改善も求められる。
【００１５】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、製造が簡単で、多様な熱交換の態様が可能であり、しかも漏出による流体間の混合問題が生じない熱交換器の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明は、
表裏の主面部及びその外周の側面部を有する平面視矩形の金属製プレートであって、一方の側面から他方の側面に貫通する複数の貫通孔が所定間隔で並設された少なくとも２枚の熱交換プレートを備え、
前記少なくとも２枚の熱交換プレートは、積層状態でその主面部同士が接合されてなり、
更に、前記少なくとも２枚の熱交換プレートの各側面に形成された複数の貫通孔開口部は、その任意の２つの開口部を一組として各組の開口部が連結管により連結され、前記少なくとも２枚の熱交換プレートに形成された貫通孔及び前記連結管によって少なくとも２つの流体流路が形成された熱交換器に係る。
【００１７】
この熱交換器によれば、前記少なくとも２つの流体流路にそれぞれ異なる流体を流通させることにより、熱交換プレートを介して、当該流体間で熱交換が行われる。
【００１８】
尚、前記熱交換プレートは、その接合される主面部が、貫通孔に対応する部分が外方に突出する凸面となり、貫通孔間に対応する部分が内方に湾曲する凹面となった波形に形成され、相互に接合される一方の熱交換プレートの凸面が他方の熱交換プレートの凹面に嵌り込むように接合されていることが好ましい。
【００１９】
また、前記熱交換プレートはアルミ製であるのが好ましく、この場合、熱交換プレートの外形形状及び貫通孔を引き抜き成形によって形成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、熱交換プレートの一方の側面から他方の側面に貫通する貫通孔を設け、言い換えれば、熱交換プレートの肉厚部分に貫通孔を設け、この貫通孔を流体の流路としているので、当該流路から流体が漏れ出る恐れはなく、また、流通させる流体同士が混合するといった不具合も生じない。
【００２１】
また、熱交換プレートの接合主面部を波形に形成すると、相互に接合される熱交換プレートの接触面積を大きくすることができ、流体間の熱交換効率を高めることができる。
【００２２】
更に、熱交換プレートをアルミ製とし、その外形形状及び貫通孔を引き抜き成形によって形成すれば、熱交換器の製造コストを低く押さえることができ、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換器を示した正面図である。
【図２】図１における矢視Ａ方向の側面図である。
【図３】図１における矢視Ｂ方向の平面図である。
【図４】図１における矢視Ｃ方向の底面図である。
【図５】本実施形態に係る交換プレートを示した斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る熱交換器を示した正面図である。
【図７】図６における矢視Ｄ方向の側面図である。
【図８】図６における矢視Ｅ方向の平面図である。
【図９】図６における矢視Ｆ方向の底面図である。
【図１０】本発明の更に他の実施形態を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１乃至図５に示すように、本例の熱交換器１は、４枚のアルミ製の熱交換プレート２，６，７，８を積層状に接合して構成される。
【００２６】
図５に示すように、各熱交換プレート２，６，７，８には、その長手方向に沿って、一方の側面（端面）３から他方の側面（端面）４に貫通する複数（本例では６個）の貫通孔５が所定間隔で形成されている。また、その表裏面（主面）は、貫通孔５に対応する部分が外方に突出する凸面となり、貫通孔５間に対応する部分が内方に湾曲する凹面となった波形に形成されており、各熱交換プレート２，６，７，８は、一方の凸面が他方の凹面に嵌り込むように相互に接合される。
【００２７】
尚、かかるアルミ製の熱交換プレート２，６，７，８は、引き抜き成形によってその外形形状及び貫通孔５を形成することができる。
【００２８】
また、図３に示すように、熱交換プレート２の上端面３に開口する貫通孔開口部の内、右端の開口部には、第１の熱交換流体を導入するための導入管９が接合され、左端の開口部には、第１の熱交換流体を導出するための導出管１１が接合されている。
【００２９】
同様に、熱交換プレート６の上端面３に開口する貫通孔開口部の内、右端の開口部には、第２の熱交換流体を導入するための導入管１０が接合され、左端の開口部には、第２の熱交換流体を導出するための導出管１２が接合されている。
【００３０】
また、熱交換プレート２の導入管９と導出管１１との間に開口する開口部は、隣接する２つの開口部同士が順次Ｕ字状の連結管１３によって連結され、熱交換プレート６の導入管１０と導出管１２との間に開口する開口部も、隣接する２つの開口部同士が順次Ｕ字状の連結管１３によって連結されている。
【００３１】
同様に、熱交換プレート７，８についても、その上端面３に開口した貫通孔開口部の隣接するもの同士がそれぞれ順次Ｕ字状の連結管１３によって連結されている。
【００３２】
一方、図４に示すように、熱交換プレート２，６，７，８の下端面４に形成された貫通孔開口部は、熱交換プレート２と熱交換プレート７の厚み方向に一致する開口部同士がＵ字状の連結管１４によって連結され、同様に、熱交換プレート６と熱交換プレート８の厚み方向に一致する開口部同士がＵ字状の連結管１４によって連結されている。
【００３３】
斯くして、本例の熱交換器１では、図３及び図４に示すように、前記熱交換プレート２，６，７，８に形成された貫通孔５及びその開口部に接続する連結管１３，１４によって、平面視ジグザグ状の、一つは、導入管９から導出管１１に向う流路、他の一つは、導入管１０から導出管１２に向う流路の２つの独立した流路が形成される。尚、図３及び図４において、実線で示した矢印は、図示された連結管１３，１４内の流れを示し、破線で示した矢印は、図示されない反対側に設けられた連結管１３，１４内の流れを示している。
【００３４】
以上の構成を備えた本例の熱交換器１によれば、第１の熱交換流体が導入管９から導入されてその流路内を流通して導出管１１から導出され、一方、第２の熱交換流体が導入管１０から導入され、その流路内を流通して導出管１２から導出される。
【００３５】
そして、このようにして、第１の熱交換流体及び第２の熱交換流体をそれぞれ異なる流路に流通させることで、各熱交換プレート２，６，７，８を介して、第１の熱交換流体と第２の熱交換流体流体との間で熱交換が行われる。
【００３６】
尚、本例では、各熱交換プレート２，６，７，８を熱伝導性に優れたアルミ製としているので、軽量で、しかも熱交換効率が高く、更に、各熱交換プレート２，６，７，８の接合面を波形にしていることからその接合表面積が大きく、この面からしても熱交換効率が高いものとなっている。
【００３７】
また、本例の熱交換器１では、熱交換プレート２，６，７，８の肉厚部分に形成した貫通孔５を熱交換流体の流路としているので、この流路から熱交換流体が漏れ出る恐れはなく、また、各熱交換流体の流路を独立したものとしているので、かかる熱交換流体同士が混合するといった不具合も生じない。
【００３８】
更に、熱交換プレート２，６，７，８をアルミ製とし、その外形形状及び貫通孔を引き抜き成形によって形成するようにしているので、熱交換器１の製造コストを低く押さえることができ、経済的である。
【００３９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００４０】
例えば、熱交換プレート２，６，７，８の表裏面は、上例のような波形ではなく、平坦面であっても良い。波形の場合に比べて熱交換効率は悪くなるが、このようにしても良好な熱交換を行うことができる。
【００４１】
また、熱交換器を構成する熱交換プレートの枚数は、上例の４枚に限られるものではなく、少なくとも２枚以上であれば、その枚数に制限は無い。
【００４２】
図６乃至図９に、２枚の熱交換プレートを用いた例を例示する。この熱交換器１’は、上述した熱交換器１の熱交換プレート２，６，７，８と同形状の２枚の熱交換プレート２’，６’からなり、熱交換プレート２’の上端面３’に開口する貫通孔開口部の内、右端の開口部には、第１の熱交換流体を導入するための導入管９’が接合され、左端の開口部には、第１の熱交換流体を導出するための導出管１１’が接合され、同様に、熱交換プレート６’の上端面３’に開口する貫通孔開口部の内、右端の開口部には、第２の熱交換流体を導入するための導入管１０’が接合され、左端の開口部には、第２の熱交換流体を導出するための導出管１２’が接合されている。
【００４３】
また、熱交換プレート２’の導入管９’と導出管１１’との間に開口する開口部は、隣接する２つの開口部同士が順次Ｕ字状の連結管１３’によって連結され、熱交換プレート６’の導入管１０’と導出管１２’との間に開口する開口部も、隣接する２つの開口部同士が順次Ｕ字状の連結管１３’によって連結されている。
【００４４】
また、熱交換プレート２’，６’の下端面４’に形成された貫通孔開口部は、それぞれ隣接する２つの開口部同士が順次Ｕ字状の連結管１４’によって連結されている。
【００４５】
斯くして、この熱交換器１’では、図８及び図９に示すように、前記熱交換プレート２’，６’に形成された貫通孔５’及びその開口部に接続する連結管１３’，１４’によって、一つは、導入管９’から導出管１１’に向う流路、他の一つは、導入管１０’から導出管１２’に向う流路の２つの独立した流路が形成される。尚、この図８及び図９においても、実線で示した矢印は、図示された連結管１３’，１４’内の流れを示し、破線で示した矢印は、図示されない反対側に設けられた連結管１３’，１４’内の流れを示している。
【００４６】
そして、上記２つの流路に、それぞれ第１の熱交換流体と第２の熱交換流体を流通させることで、各熱交換プレート２’，６’を介して、当該第１の熱交換流体と第２の熱交換流体流体との間で熱交換が行われる。
【００４７】
また、流通させる熱交換流体の流通方向にも制限はなく、複数の熱交換流体間で順方向としても、逆方向としてもいずれでも良い。
【００４８】
また、熱交換流体を流通させるための流路は、これが少なくとも２つ形成されていれば良く、その数に何ら制限はない。
【００４９】
例えば、図１０に図示した熱交換器１”のように、３枚の熱交換プレート２”，６”，７”にそれぞれ独立した流路を形成し、各流路にそれぞれ異なる流体を流通させるようにしても良い。
【００５０】
そして、例えば、熱交換プレート２”に形成された導入管９”から導出管１０”に向う流路に湿気を伴なった気体を流通させ、熱交換プレート６”に形成された導入管１１”から導出管１２”に向う流路に冷却媒体を流通させ、熱交換プレート７”に形成された導入管１５”から導出管１６”に向う流路に高温の液体を流通させると、熱交換プレート２”を流通する気体は、熱交換プレート６”を流通する冷却媒体との熱交換によって冷却されると同時に除湿され、熱交換プレート７”を流通する高温の液体は、熱交換プレート６”を流通する冷却媒体との熱交換によって冷却される。
【００５１】
このように、３つ以上の流体流路を形成し、各流路にそれぞれ異なる熱交換流体を流通させることで、各流体間で異なる態様の熱交換を行わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る熱交換器は、除湿，冷却，加熱といったあらゆる分野の熱交換器として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１    熱交換器
２，６，７，８    熱交換プレート
３，４    側面（端面）
５    貫通孔
９，１１  導入管
１０，１２  導出管
１３，１４  連結管
【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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