(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリンボーン形状のビードを並列に装設して波形状に形成した主伝熱面を有する熱交換用のプレートを交互に上下反転させて積層して、あるいは、表裏反対向きに上下反転させて積層して、隣接するプレートのビード同士を交差した状態でお互いに当接させてなるプレート式熱交換器において、
上記プレートの主伝熱面の幅方向の両端部あるいは片端部にプレート縦方向中心線から両側方に向かって傾斜させて装設したビードを、主伝熱面の幅方向の中央部にプレート縦方向中心線から両側方に向かって傾斜させて装設したビードより小さな傾斜角度に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】
ヘリンボーン形状のビードを並列に装設して波形状に形成した主伝熱面を有する熱交換用のプレートを交互に上下反転させて積層してなる、あるいは、表裏反対向きに上下反転させて積層してなるプレート式熱交換器において、
上記プレートの主伝熱面の幅方向の両端部あるいは片端部に装設したビードを、主伝熱面の幅方向の中央部に装設したビードより小さなピッチに形成したことを特徴とするプレート式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、熱交換用のプレートを多数積層してなるプレート式熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プレート式熱交換器は、熱交換用のプレートを多数積層してプレート相互間に複数の流路を形成し、これらの流路に異種の流体を交互に流通して両流体間でプレートを介して熱交換する構成となっている。
【０００３】
図４はプレート式熱交換器の一例として、それに使用する熱交換用のプレート（１）を示す。このプレート（１）は、矩形の金属板の四隅部に流体の出入口となる孔（２）を形成し、中間部にプレート縦方向中心線から両側方に向って斜降せるヘリンボーン形状のビード（３）を並列に装設して波形状の主伝熱面（４）を形成したものであり、一側上下の孔（２）を主伝熱面（４）と連通し、かつ、他側上下の孔（２）を主伝熱面（４）と連通しないように合成ゴム等の耐熱性を有する弾性材から製作されたガスケット（５）を装着し、これを交互に平面上で１８０°回転させて、即ち、上下反転させて順次積層することによってプレート式熱交換器を形成している。
【０００４】
プレート（１）は、上述したように、主伝熱面（４）をヘリンボーン形状のビード（３）を並列に装設して波形状に形成することにより、熱交換時の伝熱性能の向上を図るとともに、交互に上下反転させて順次積層したときに隣接するプレート（１）の主伝熱面（４）に形成したビード（３）同士を交差した状態でお互いに当接させて耐圧強度の向上を図るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
プレート（１）における主伝熱面（４）の幅方向の端部は、ガスケット（５）の圧縮による反力と流体圧力がかかる箇所であるため、ガスケット（５）のシール性能を確保するためには、プレート相互間の当り部強度が特に必要である。ところが、主伝熱面（４）は、図５に示すように、ビード（３）の傾斜角度（θ）が大きくなるに従い、隣接するプレート（１）のビード（３）との当り点ピッチ（Ｐ）が大きくなってプレート強度が低下し、シール性能の低下をもたらす。なお、図５は主伝熱面（４）の幅方向の端部での当り点ピッチ（Ｐ）の説明図であり、実線は手前のプレート（１）のビード（３）を示し、点線は後方のプレート（１）のビード（３）を示す。
【０００６】
従って、通常、プレート（１）の主伝熱面（４）に装設されるビード（３）の傾斜角度（θ）は約６０°程度まで採用されるが、それより大きな傾斜角度では当り点ピッチ（Ｐ）が著しく大きくなり、強度面の低下をきたすために採用されていない。しかし、伝熱、流動性能面からは６０°以上の傾斜角度を採用すると、伝熱、流動性能の適応範囲を拡大するため、色々な引き合いに対してより伝熱面積の少ない最適な設計が可能となる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、主伝熱面の端部のプレート強度を確保してシール性能の安定を図るとともに、伝熱面積の少ない最適な設計が可能なプレート式熱交換器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、ヘリンボーン形状のビードを並列に装設して波形状に形成した主伝熱面を有する熱交換用のプレートを交互に上下反転させて積層して、あるいは、表裏反対向きに上下反転させて積層して、隣接するプレートのビード同士を交差した状態でお互いに当接させてなるプレート式熱交換器において、上記プレートの主伝熱面の幅方向の両端部あるいは片端部にプレート縦方向中心線から両側方に向かって傾斜させて装設したビードを、主伝熱面の幅方向の中央部にプレート縦方向中心線から両側方に向かって傾斜させて装設したビードより小さな傾斜角度に形成、あるいは小さなピッチに形成したものである。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、プレートの主伝熱面の幅方向の両端部あるいは片端部に装設したビードを、主伝熱面の幅方向の中央部に装設したビードより小さな傾斜角度に形成、あるいは小さなピッチに形成したことにより、主伝熱面の幅方向の端部の当り点ピッチを小さくしてプレート強度を確保することでシール性能の安定を図れるとともに、幅方向の中央部に大きな傾斜角度のビードを装設した主伝熱面により圧力損失が抑えられて伝熱、流動性能の向上が図れ伝熱、流動性能の適用範囲を拡大することができるため、伝熱面積の少ない最適な設計が可能となる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明のプレート式熱交換器を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施例を示すもので、この実施例のプレート式熱交換器に使用する熱交換用のプレート（６）の平面図を示す。
【００１２】
このプレート（６）は、主伝熱面（４）の幅方向の中央部に、プレート縦方向中心線から両側方に向って傾斜せるヘリンボーン形状のビード（７）を６０°以上の傾斜角度（θ1 ）で並列して形成するとともに、主伝熱面（４）の幅方向の両端部に、側方に向って傾斜せるビード（８）を６０°以下の傾斜角度（θ2 ）で並列して形成したものである。
【００１３】
この実施例のプレート式熱交換器においては、主伝熱面（４）の幅方向の中央部に、６０°以上の傾斜角度（θ1 ）でビード（７）を形成したので、主伝熱面（４）の幅方向の中央部では圧力の損失が抑えられて伝熱、流動性能の向上が図れるとともに、主伝熱面（４）の幅方向の両端部に、６０°以下の傾斜角度（θ2 ）でビード（８）を形成したので、主伝熱面（４）の幅方向の両端部では当り点ピッチが小さくなりプレート強度の向上が図れる。この結果、主伝熱面（４）の幅方向の両端部のプレート強度を確保してシール性能の安定を図れるとともに、主伝熱面（４）の幅方向の中央部で伝熱、流動性能を向上して伝熱、流動性能の適用範囲を拡大することができるため、伝熱面積の少ない最適な設計が可能となる。
【００１４】
尚、主伝熱面（４）の幅方向の端部は、主伝熱面（４）全体に対して僅かであるため、伝熱性能には大きく関与しない。従って、プレート（６）全体の伝熱性能は、主伝熱面（４）の中央部の性能が支配的であり、プレート強度だけが向上する。
【００１５】
図２は本発明の第２実施例を示すもので、この実施例のプレート式熱交換器に使用する熱交換用のプレート（９）の平面図を示す。
【００１６】
このプレート（９）は、主伝熱面（４）の幅方向の中央部および一端部に、プレート縦方向中心線から両側方に向って傾斜せるヘリンボーン状のビード（10）を６０°以上の傾斜角度（θ1 ）で並列して形成するとともに、主伝熱面（４）の幅方向の他端部に、側方に向って傾斜せるビード（11）を６０°以下の傾斜角度（θ2 ）で並列して形成したものである。
【００１７】
この実施例のプレート式熱交換器においては、プレート（９）を交互に上下反転して積層することにより、主伝熱面（４）の幅方向の他端部のビード（11）が隣接するプレート（９）の主伝熱面（４）の幅方向の一端部のビード（10）と交差するため、主伝熱面（４）の幅方向の両端部の当り点ピッチを小さくすることができる。この結果、主伝熱面（４）の幅方向の他端部のビード（11）だけ６０°以下の傾斜角度（θ2 ）で形成しても、第１実施例と同様の効果をもたらすことができる。
【００１８】
図３は本発明の第３実施例を示すもので、この実施例のプレート式熱交換器に使用する熱交換用のプレート（12）の平面図を示す。
【００１９】
このプレート（12）は、主伝熱面（４）の幅方向の中央部に、プレート縦方向中心線から両側方に向って傾斜せるヘリンボーン形状のビード（13）を６０°以上の傾斜角度（θ1 ）で並列して形成するとともに、主伝熱面（４）の幅方向の両端部に、側方に向って傾斜せるビード（14）を、上記ビード（13）の傾斜角度（θ1 ）と同じ角度で、かつ、上記ビード（13）のピッチ（Ｐ1 ）より小さなピッチ（Ｐ2 ）で並列して形成したものである。
【００２０】
この実施例のプレート式熱交換器においては、主伝熱面（４）の幅方向の両端部に、中央部のビード（13）の傾斜角度（θ1 ）と同じ角度で、かつ、前記ビード（13）のピッチ（Ｐ1 ）より小さなピッチ（Ｐ2 ）でビード（14）を形成したので、主伝熱面（４）の幅方向の両端部では当り点ピッチを小さくすることができため、第１実施例および第２実施例と同様の効果をもたらすことができる。
【００２１】
また、図示していないが、主伝熱面（４）の幅方向の片端部だけ、中央部のビード（13）の傾斜角度（θ1 ）と同じ角度で、かつ、前記ビード（13）のピッチ（Ｐ1 ）より小さなピッチ（Ｐ2 ）でビード（14）を形成しても、交互に上下反転してプレート（12）を積層することにより、主伝熱面（４）の幅方向の一端部のビード（14）が隣接するプレート（12）の主伝熱面（４）の幅方向の他端部のビード（13）と交差するため、主伝熱面（４）の幅方向の両端部の当り点ピッチを小さくすることができる。
【００２２】
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様々なビードの傾斜角度、ピッチおよび両端部、片端部の組合せで実施することが可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明はプレートの主伝熱面の両端あるいは片端に装設したビードを、主伝熱面の中央部に装設したビードより小さな傾斜角度に形成、あるいは小さなピッチに形成したことにより、主伝熱面の幅方向の端部の当り点ピッチを小さくしてプレート強度を確保することでシール性能の安定を図れるとともに、幅方向の中央部に大きな傾斜角度のビードを装設した主伝熱面により圧力損失が抑えられて伝熱、流動性能の向上が図れ伝熱、流動性能の適用範囲を拡大することができるため、伝熱面積の少ない最適な設計が可能となる。そのため、シール性能が良好で、かつ、小型のプレート式熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のプレート式熱交換器に使用されるプレートの平面図である。
【図２】本発明の第２実施例のプレート式熱交換器に使用されるプレートの平面図である。
【図３】本発明の第３実施例のプレート式熱交換器に使用されるプレートの平面図である。
【図４】従来のプレート式熱交換器に使用されるプレートの平面図である。
【図５】従来のプレート式熱交換器に使用されるプレートの主伝熱面の幅方向の端部での当り点ピッチの説明図である。
【符号の説明】
４    主伝熱面
６    プレート
θ1   傾斜角度
７    ビード
θ2   傾斜角度
８    ビード
９    プレート
10    ビード
11    ビード
12    プレート
13    ビード
Ｐ1   ピッチ
Ｐ2   ピッチ
14    ビード
【図１】
0003654669.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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