(57)【要約】  四隅に開口部を有し、端部に外壁部を有する伝熱プレートが複数積層され、各伝熱プレート同士の一部がろう付け接合され、第一流体が流れる第一流路と第二流体が流れる第二流路とが、各伝熱プレートを境にして交互に形成されるとともに、四隅の開口部のそれぞれが連なって、第一流体を流出入させる第一ヘッダー、及び、第二流体を流出入させる第二ヘッダーが形成されたプレート式熱交換器において、第一流路または第二流路を挟む伝熱プレートのうち、少なくともいずれか一方の伝熱プレートは、２枚の金属プレートを重ね合わせて構成され、２枚の金属プレートの間には、第一流体と第二流体とが熱交換する熱交換領域に形成された微流路と、微流路の外側に形成され外部と連通した、微流路よりも水力直径の大きい周囲漏れ通路と、を有するものである。
2019176565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四隅に開口部を有し、端部に外壁部を有する伝熱プレートが複数積層され、
各前記伝熱プレート同士の一部がろう付け接合され、第一流体が流れる第一流路と第二流体が流れる第二流路とが、各前記伝熱プレートを境にして交互に形成されるとともに、四隅の前記開口部のそれぞれが連なって、前記第一流体を流出入させる第一ヘッダー、及び、前記第二流体を流出入させる第二ヘッダーが形成されたプレート式熱交換器において、
前記第一流路または前記第二流路を挟む前記伝熱プレートのうち、少なくともいずれか一方の前記伝熱プレートは、２枚の金属プレートを重ね合わせて構成され、
２枚の前記金属プレートの間には、
前記第一流体と前記第二流体とが熱交換する熱交換領域に形成された微流路と、
前記微流路の外側に形成され外部と連通した、前記微流路よりも水力直径の大きい周囲漏れ通路と、を有する
プレート式熱交換器。
【請求項２】
前記第一流路または前記第二流路を挟む前記伝熱プレートのうち、一方の前記伝熱プレートは、１枚の金属プレートで構成されている
請求項１に記載のプレート式熱交換器。
【請求項３】
２枚の前記金属プレートのうち、少なくとも一方に、凸形状または凹形状の加工が施されて前記周囲漏れ通路が形成されている
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】
前記第二流路を挟む前記金属プレートは、前記第一流路を挟む前記金属プレートよりも薄い
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項５】
薄い方である前記金属プレートには凸形状の加工が施されて前記周囲漏れ通路が形成されている
請求項４に記載のプレート式熱交換器。
【請求項６】
２枚の前記金属プレートの間には、熱交換領域に複数の前記微流路が形成されるようにろう付け部で部分的にろう付け接合された
請求項１〜４のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項７】
前記周囲漏れ通路の外側に、外部流路が複数設けられており、
少なくとも１つ以上が外部に繋がっている
請求項１〜６のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項８】
複数の前記外部流路のうち一部のみが外部に繋がっている
請求項７に記載のプレート式熱交換器。
【請求項９】
複数の前記外部流路のうち１つのみが外部に繋がっている
請求項７に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１０】
前記外壁部の間はろう付け接合されていない
請求項１〜６のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１１】
前記外部流路は、前記外壁部に対して積層方向に貫通孔を設けることにより形成されている
請求項７に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１２】
前記周囲漏れ通路は、前記外壁部の内側かつ前記微流路の外側に形成されている
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１３】
前記周囲漏れ通路は、前記外壁部に形成されている
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１４】
２枚の前記金属プレートのうち、少なくとも一方に、凸形状または凹形状の加工が施されて仕切り通路が形成されている
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１５】
前記仕切り通路は前記周囲漏れ通路と繋がっている
請求項１４に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１６】
前記仕切り通路の外壁はろう付け接合されており、前記第一流路または前記第二流路の仕切りになっている
請求項１４または１５に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１７】
前記第一流路または前記第二流路において、面内流れはＵ型流れである
請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１８】
圧縮機、熱交換器、減圧装置、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器が接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記冷媒と前記プレート式熱交換器で熱交換される熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備えた
ヒートポンプ装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載のヒートポンプ装置と、前記熱媒体の温熱を用いて冷暖房及び給湯を行う冷暖房給湯装置と、前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体を循環させるポンプと、を備えた
ヒートポンプ式冷暖房給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダブルウォール構造を備えたプレート式熱交換器、プレート式熱交換器を備えたヒートポンプ装置、及び、ヒートポンプ装置を備えたヒートポンプ式冷暖房給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、四隅に開口部を有し、表面が波形に成形された伝熱プレートを複数積層し、隣接する各伝熱プレート間に熱交換させるべき２種類の流体が流通する流路が交互に形成されたプレート式熱交換器がある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１のプレート式熱交換器は、隣接する２種類の流体の流路を仕切る伝熱プレートを、同一形状の３枚の伝熱プレートを間に部分的な接合防止層を介して１枚のプレート状に接合一体化した３層プレートユニットで構成されている。このように、３枚の伝熱プレート間に部分的な接合防止層を形成することで、隣接する２種類の流体の流路を仕切る伝熱プレートに欠陥が発生して流路内に流体が漏洩しても、漏洩流体を外部に確実に排出して両流路間での２種類の流体の混合を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９９５８７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のプレート式熱交換器では、流体の漏れが発生しても流出流量が少ないと漏洩の検知に時間がかかってしまうという課題があった。また、外部への流出経路が特定しづらいため、流体の漏れを検知する検知センサーを外部に複数設置する必要が生じ、コストが増えてしまうという課題があった。【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、漏洩の検知時間の短縮、及び、コストを抑制することができるプレート式熱交換器、プレート式熱交換器を備えたヒートポンプ装置、及び、ヒートポンプ装置を備えたヒートポンプ式冷暖房給湯システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るプレート式熱交換器は、四隅に開口部を有し、端部に外壁部を有する伝熱プレートが複数積層され、各前記伝熱プレート同士の一部がろう付け接合され、第一流体が流れる第一流路と第二流体が流れる第二流路とが、各前記伝熱プレートを境にして交互に形成されるとともに、四隅の前記開口部のそれぞれが連なって、前記第一流体を流出入させる第一ヘッダー、及び、前記第二流体を流出入させる第二ヘッダーが形成されたプレート式熱交換器において、前記第一流路または前記第二流路を挟む前記伝熱プレートのうち、少なくともいずれか一方の前記伝熱プレートは、２枚の金属プレートを重ね合わせて構成され、２枚の前記金属プレートの間には、前記第一流体と前記第二流体とが熱交換する熱交換領域に形成された微流路と、前記微流路の外側に形成され外部と連通した、前記微流路よりも水力直径の大きい周囲漏れ通路と、を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るプレート式熱交換器によれば、２枚の金属プレートの間には、第一流体と第二流体とが熱交換する熱交換領域に形成された微流路と、微流路の外側に形成され外部と連通した、微流路よりも水力直径の大きい漏れ通路と、を有する。そして、流体の漏れが発生した場合、微流路を流れた後、微流路よりも水力直径の大きい周囲漏れ通路で合流した後、外部へ流出するため、流路抵抗を小さくでき、漏洩の検知が可能な流出流量を確保できるため、漏洩の検知時間を短縮できる。また、外部流路の数を少なくでき、外部への流出経路が特定しやすくなるため、流体の漏れを検知する検知センサーの設置数を減らすことができ、コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器の分解側面斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの正面斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器の伝熱プレートを構成する２枚の金属プレートの間を示す部分模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器の伝熱プレートを構成する２枚の金属プレートの間の第１の変形例を示す部分模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器の伝熱プレートを構成する２枚の金属プレートの間の第２の変形例を示す部分模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの正面斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図９におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図９におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの正面斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図１２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図１２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器の変形例の伝熱セットの正面斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器の変形例の伝熱セットの図１５におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器の変形例の伝熱セットの図１５におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態６に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの正面斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態６に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図１８におけるＡ−Ａ断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態７に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの正面斜視図である。
【図２１】本発明の実施の形態７に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図２０におけるＡ−Ａ断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態７に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図２０におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの正面斜視図である。
【図２４】本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図２３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図２３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器の変形例の伝熱セットの断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態９に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの正面斜視図である。
【図２８】本発明の実施の形態９に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図２７におけるＡ−Ａ断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態９に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図２７におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図３０】本発明の実施の形態１０に係るプレート式熱交換器の分解側面斜視図である。
【図３１】本発明の実施の形態１０に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの正面斜視図である。
【図３２】本発明の実施の形態１０に係るプレート式熱交換器の伝熱プレートの正面斜視図である。
【図３３】本発明の実施の形態１０に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図３１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３４】本発明の実施の形態１１に係るプレート式熱交換器の分解側面斜視図である。
【図３５】本発明の実施の形態１１に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの正面斜視図である。
【図３６】本発明の実施の形態１１に係るプレート式熱交換器の伝熱プレートの正面斜視図である。
【図３７】本発明の実施の形態１１に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図３５におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３８】本発明の実施の形態１２に係るヒートポンプ式冷暖房給湯システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１１】
また、以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」等）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本願発明を限定するものではない。また、以下に説明する実施の形態では、プレート式熱交換器１００を正面視、つまりプレート式熱交換器１００を伝熱プレート１、２の積層方向に見た状態において、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」を使用する。また、「凹」と「凸」は、前方側に「凸」とし、後方側に凸の部分を「凹」とする。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００の分解側面斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の正面斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００の伝熱プレート１、２を構成する２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間を示す部分模式図である。図４は、本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００の伝熱プレート１、２を構成する２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間の第１の変形例を示す部分模式図である。図５は、本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００の伝熱プレート１、２を構成する２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間の第２の変形例を示す部分模式図である。図６は、本発明の実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１３】
なお、図１において、点線矢印は第一流体の流れを、実線矢印は第二流体の流れをそれぞれ示している。また、図６において、黒塗りの部分はろう付け部５２を示している。
【００１４】
本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００は、図１に示すように複数の伝熱プレート１、２を備えており、それらは交互に積層されている。伝熱プレート１、２は、図１及び図２に示すようにフラットな重ね合わせ面を有する角丸の矩形状であり、四隅に開口部２７〜３０が形成されている。なお、伝熱プレート１、２の総称を伝熱セット２００とも称する。また、本実施の形態１では、伝熱プレート１、２は角丸の長方形状であるものとする。
【００１５】
各伝熱プレート１、２は、図６に示すように、後述する外壁部１７及び開口部２７〜３０周辺でろう付け接合されている。そして、第一流体と第二流体とが熱交換できるように、第一流体が流れる第一流路６と第二流体が流れる第二流路７とが、各伝熱プレート１、２を境にして交互に形成されている。
【００１６】
また、図１及び図２に示すように四隅の開口部２７〜３０のそれぞれが連なって、第一流路６に対して第一流体を流出入させる第一ヘッダー４０、及び、第二流路７に対して第二流体を流出入させる第二ヘッダー４１がそれぞれ形成されている。伝熱プレート１、２は、流体の流速を確保して性能向上を図るため、流体の流れる方向が長手方向、それに直交する方向が短手方向となっている。
【００１７】
第一流路６及び第二流路７には、インナーフィン４、５がそれぞれ設けられている。また、伝熱プレート１、２は、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）を重ね合わせてダブルウォールに構成されている。ここで、インナーフィン４、５とは、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間に挟み込まれるフィンのことである。
【００１８】
なお、図６に示すようにインナーフィン４が設けられている第一流路６側が金属プレート１ａ、２ａ（以下、伝熱プレートＡとも称する）、インナーフィン５が設けられている第二流路７側が金属プレート１ｂ、２ｂ（以下、伝熱プレートＢとも称する）である。
【００１９】
金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂは、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミ、銅及びそれら合金等の材質が用いられるが、以下では、ステンレス鋼を用いる場合で説明する。
【００２０】
図１に示すように、伝熱プレート１、２の積層方向の最外面には、四隅に開口部が形成された第一補強用サイドプレート１３、及び、第二補強用サイドプレート８が配置されている。第一補強用サイドプレート１３及び第二補強用サイドプレート８は、フラットな重ね合わせ面を有する角丸の矩形状である。また、図１において最前面に積層されている方が第一補強用サイドプレート１３であり、最後面に積層されている方が第二補強用サイドプレート８である。なお、本実施の形態１では、第一補強用サイドプレート１３及び第二補強用サイドプレート８は角丸の長方形状であるものとする。
【００２１】
第一補強用サイドプレート１３の開口部には、第一流体が流入する第一流入管１２、及び流出する第一流出管９、第二流体が流入する第二流入管１０、及び流出する第二流出管１１が設けられている。
【００２２】
伝熱プレート１、２は、図６に示すように、端部に積層方向に折り曲げられた外壁部１７が設けられている。
【００２３】
上記の第一流体は、例えばＲ４１０Ａ、Ｒ３２、Ｒ２９０、ＨＦＯＭＩＸ、ＣＯ２等の冷媒であり、上記の第二流体は、水、エチレングリコール、プロピレングリコール等の不凍液、あるいはこれらの混合物である。
【００２４】
また、上記の第一流体側の運転圧力は、略が第一流体の飽和圧力であり、常々に高圧で運転されている。上記の第二流体側の運転圧力は、略が第二流体を流れるようにポンプの圧力であり、常々に低圧で運転されている。
【００２５】
伝熱プレート１、２は、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の、第一流体と第二流体とが熱交換する熱交換領域に接合防止材（例えば、金属酸化物が主成分のろうの流れを防止する材料）を塗布し、銅等のブレージングシート（ろう材）を間に挟みこんで構成されている。図６に示すように、金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂは、それぞれろう付け部５２で部分的にろう付け接合されて一体化されており、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間の熱交換領域には、微流路１６が形成されている。
【００２６】
また、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間には、外壁部１７の内側に沿って、微流路１６と連通した周囲漏れ通路１４が形成されている。この周囲漏れ通路１４は、外壁部１７の内側かつ微流路１６の外側に位置し、金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂの外壁部１７の内側かつ微流路１６の外側に凸形状または凹形状の加工を施すことにより形成されている。なお、周囲漏れ通路１４は、全周に渡って形成されていてもよいし、断続的に形成されていてもよい。
【００２７】
また、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の外壁部１７の間には、外部に繋がる外部流路１５が形成されており、外部流路１５は周囲漏れ通路１４と連通している。
【００２８】
周囲漏れ通路１４は、微流路１６よりも高く（積層方向の幅が広く）なっており、周囲漏れ通路１４の水力直径は０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであり、微流路１６の水力直径は１０μｍ〜１００μｍである。なお、漏れ通路１４は必ずしも円形の断面を有さないので、等価な円管に置き換えたときの直径である水力直径でサイズを説明した。
【００２９】
また、微流路１６及び周囲漏れ通路１４は、外部に繋がる外部流路１５と連通しており、漏洩流体が微流路１６及び周囲漏れ通路１４を流れた後、外部流路１５から外部に流出されるようになっている。
【００３０】
図３に示すように、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間の熱交換領域を接合せずに、微流路１６が熱交換領域全体に形成されるようにしてもよい。また、図４に示すように、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間の熱交換領域に接合防止材を縞状に塗布し、銅等のブレージングシートを間に挟みこんで、微流路１６が縞状に複数形成されるようにしてもよい。また、図５に示すように、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間の熱交換領域に接合防止材を格子状に塗布し、銅等のブレージングシートを間に挟みこんで、微流路１６が格子状に複数形成されるようにしてもよい。
【００３１】
また、外部流路１５も、上記で説明したいずれかの方法で外壁部１７に形成されている。なお、微流路１６及び外部流路１５は、縞状及び格子状以外のパターンに形成されるようにしてもよい。
【００３２】
本実施の形態１に係る金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、またはインナーフィン４、５は、同じ材質金属材料であるが、それに限定されず、それぞれの金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ及びインナーフィン４、５を異金属、または、クラッド材としてもよい。
【００３３】
次に、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００における流体の流れ、及び、微流路１６と周囲漏れ通路１４との作用について説明する。
図１に示すように、第一流入管１２から流入した第一流体は、第一ヘッダー４０を介して第一流路６へ流入する。第一流路６に流入した第一流体は、インナーフィン４の内部及び第一出口ヘッダー（図示せず）を通って第一流出管９から流出する。同様に第二流路７には第二流体が流れ、伝熱プレート１、２のダブルウォールを介して、第一流体と第二流体とが熱交換される。
【００３４】
ここで、第一流路６内にはフィン高さ及びピッチが小さいインナーフィン４が設けられているため、流路の細径化による伝熱促進と前縁効果とによって、第一流路６の伝熱性を高めることができる。このため、第一流路６には、第二流体よりも伝熱性の低い第一流体を流すとよい。これにより、第一流体の伝熱性の低さをカバーすることができ、プレート式熱交換器１００の性能を向上させることができる。
【００３５】
また、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間に微流路１６を形成することで、万が一、高圧かつ腐食しやすい第一流路６側の伝熱プレートＡが壊れて第一流路６を流れる第一流体の漏れ現象が発生しても、漏れた第一流体が微流路１６及び周囲漏れ通路１４を流れた後、周囲漏れ通路１４の外側に形成された外部流路１５を通ってプレート式熱交換器１００の外部に流出する。そして、外部に設置された検知センサーによって第一流体の漏れを検知することができる。また、伝熱プレート１、２は、ダブルウォールに構成されているため、漏れた第一流体が第二流体側に流れず、異種流体が混合するのを抑制することができる。
【００３６】
また、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間に周囲漏れ通路１４を形成することで、第一流体の漏れが発生した場合、微流路１６から周囲漏れ通路１４に流れる。そして、周囲漏れ通路１４で漏れた第一流体が速やかに合流し、周囲漏れ通路１４の外側に形成された外部流路１５を通って、プレート式熱交換器１００の外部に流出する。
【００３７】
以上、四隅に開口部２７〜３０を有し、端部に外壁部１７を有する伝熱プレート１、２が複数積層され、各伝熱プレート１、２同士の一部がろう付け接合され、第一流体が流れる第一流路６と第二流体が流れる第二流路７とが、各伝熱プレート１、２を境にして交互に形成されるとともに、四隅の開口部２７〜３０のそれぞれが連なって、第一流体を流出入させる第一ヘッダー４０、及び、第二流体を流出入させる第二ヘッダー４１が形成されたプレート式熱交換器１００において、第一流路６または第二流路７を挟む伝熱プレート１、２のうち、少なくともいずれか一方の伝熱プレート１、２は、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）を重ね合わせて構成され、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間には、第一流体と第二流体とが熱交換する熱交換領域に形成された微流路１６と、微流路１６の外側に形成され外部と連通した、微流路１６よりも水力直径の大きい周囲漏れ通路１４と、を有するものである。
【００３８】
本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００によれば、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間には、第一流体と第二流体とが熱交換する熱交換領域に形成された微流路１６と、微流路１６の外側に形成され外部と連通した、微流路１６よりも水力直径の大きい周囲漏れ通路１４と、を有する。そして、流体の漏れが発生した場合、微流路１６を流れた後、微流路１６よりも水力直径の大きい周囲漏れ通路１４で合流した後、外部へ流出するため、流路抵抗を小さくできる。そのため、漏洩の検知が可能な流出流量を確保でき、漏洩の検知時間を短縮できる。また、外部流路１５の数を少なくでき、外部への流出経路が特定しやすくなるため、流体の漏れを検知する検知センサーの設置数を減らすことができ、コストを抑制することができる。
【００３９】
さらに、金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、またはインナーフィン４、５をクラッド材とすることで、プレート式熱交換器１００の全体組立プロセスを減らすことができ、製造コストを削減することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態１では、第一流体及び第二流体の流れ方式は向流形を示しているが、それに限定されず、並流形であってもよい。
【００４１】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００４２】
図７は、本発明の実施の形態２に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の断面図である。なお、図７は、実施の形態１の図６に相当する図である。
本実施の形態２に係るプレート式熱交換器１００では、図７に示すように、金属プレート１ｂ、２ｂの外壁部１７の内側かつ微流路１６の外側には凸形状または凹形状の加工が施されている。一方、金属プレート１ａ、２ａの外壁部１７の内側かつ微流路１６の外側には凸形状または凹形状の加工が施されていない。
【００４３】
つまり、本実施の形態２では、金属プレート１ａ、１ｂの一方、及び、金属プレート２ａ、２ｂの一方にのみ、凸形状または凹形状の加工を施すことにより、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間に周囲漏れ通路１４が形成されている。
【００４４】
このように、金属プレート１ａ、１ｂの一方、及び、金属プレート２ａ、２ｂの一方にのみ凸形状または凹形状の加工を施して、それらの間に周囲漏れ通路１４を形成する。そうすることにより、金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂの加工を減らすことができ、製造コストを抑制することができる。
【００４５】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３について説明するが、実施の形態１及び２と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１及び２と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００４６】
図８は、本発明の実施の形態３に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の断面図である。なお、図８は、実施の形態１の図６に相当する図である。
本実施の形態３に係るプレート式熱交換器１００では、図８に示すように、伝熱プレートＢと伝熱プレートＡとの厚さが異なっており、伝熱プレートＢの方が伝熱プレートＡよりも薄くなっている。
【００４７】
このように、伝熱プレートＢを伝熱プレートＡよりも薄くすることで、第二流路７を流れる、例えば水等の第二流体に凍結現象が発生しても、伝熱プレートＡよりも薄い伝熱プレートＢの方から先に第二流体の漏れが発生する。そのため、外部に設置された検知センサーによって第二流体の漏れを検知することで、例えばＲ４１０Ａ、Ｒ３２、Ｒ２９０、ＨＦＯＭＩＸ、ＣＯ２等の冷媒である第一流体の漏れの発生を防ぐことができる。
【００４８】
また、伝熱プレートＢの厚さを薄くすることで、第一流体と第二流体との間での熱交換効率がよくなるため、プレート式熱交換器１００の熱交換性能を向上させることができるとともに、製造コストを抑制することができる。
【００４９】
実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４について説明するが、実施の形態１〜３と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１〜３と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００５０】
図９は、本発明の実施の形態４に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の正面斜視図である。図１０は、本発明の実施の形態４に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図９におけるＡ−Ａ断面図である。図１１は、本発明の実施の形態４に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図９におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００５１】
本実施の形態４に係るプレート式熱交換器１００では、図９〜図１１に示すように、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の外壁部１７の間には、外部流路１５ａ、１５ｂが形成されている。そして、外部流路１５ａは外部に繋がっておらず、外部流路１５ｂは外部に繋がっている。つまり、外部流路１５ａ、１５ｂの一部のみが外部に繋がっている。なお、外部に繋がっていない外部流路１５ａは、外部に繋がっている外部流路１５ｂと連通している。
【００５２】
このように、一部の外部流路１５ｂのみが外部と繋がっている構成とすることで、流体の漏れが発生した場合、微流路１６を流れた後、微流路１６よりも水力直径の大きい周囲漏れ通路１４で合流した後、一部の外部流路１５ｂから外部へ流出する。そのため、漏洩の検知が可能な流出流量を確保でき、漏洩の検知時間を短縮できる。また、外部への流出経路が特定しやすくなるため、流体の漏れを検知する検知センサーの設置数を減らすことができ、コストを抑制することができる。また、外部に繋がっている外部流路１５ｂが複数設けられているため、外部流路１５ｂの一部が詰まってしまった場合でも、他の外部流路１５ｂから外部に流出させることができる。
【００５３】
実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５について説明するが、実施の形態１〜４と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１〜４と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００５４】
図１２は、本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の正面斜視図である。図１３は、本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図１２におけるＡ−Ａ断面図である。図１４は、本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図１２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００５５】
本実施の形態５に係るプレート式熱交換器１００では、図１２〜図１４に示すように、伝熱プレート１は、２枚の金属プレート１ａ、１ｂで構成されているが、伝熱プレート２は、１枚の金属プレート２ａで構成されている。また、金属プレート１ａ、２ａと金属プレート１ｂとの厚さが異なっており、金属プレート１ｂの方が金属プレート１ａ、２ａよりも薄くなっている。
【００５６】
また、薄い方である金属プレート１ｂの外壁部１７の内側かつ微流路１６の外側には第二流路７側に突出した凸形状の加工が施されている。一方、他の金属プレート１ａの外壁部１７の内側かつ微流路１６の外側には、凸形状の加工が施されていない。つまり、金属プレート１ａ、１ｂの間には、金属プレート１ｂにのみ凸形状の加工を施すことにより、周囲漏れ通路１４が形成されている。また、２枚の金属プレート１ａ、１ｂの外壁部１７の間には、外部流路１５ａ、１５ｂが形成されている。そして、外部流路１５ａは外部に繋がっておらず、外部流路１５ｂは外部に繋がっている。つまり、外部流路１５ａ、１５ｂの一部のみが外部に繋がっている。
【００５７】
図１５は、本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器１００の変形例の伝熱セット２００の正面斜視図である。図１６は、本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器１００の変形例の伝熱セット２００の図１５におけるＡ−Ａ断面図である。図１７は、本発明の実施の形態５に係るプレート式熱交換器１００の変形例の伝熱セット２００の図１５におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００５８】
本実施の形態５に係るプレート式熱交換器１００の変形例では、図１５〜図１７に示すように、伝熱プレート２は、２枚の金属プレート２ａ、２ｂで構成されているが、伝熱プレート１は、１枚の金属プレート１ａで構成されている。また、金属プレート１ａ、２ａと金属プレート２ｂとの厚さが異なっており、金属プレート２ｂの方が金属プレート１ａ、２ａよりも薄くなっている。
【００５９】
また、金属プレート２ｂの外壁部１７の内側かつ微流路１６の外側には第二流路７側に突出した凸形状の加工が施されている。一方、他の金属プレート２ａの外壁部１７の内側かつ微流路１６の外側には、凸形状の加工が施されていない。つまり、金属プレート２ａ、２ｂの間には、金属プレート２ｂにのみ凸形状の加工を施すことにより、周囲漏れ通路１４が形成されている。また、２枚の金属プレート２ａ、２ｂの外壁部１７の間には、外部流路１５ａ、１５ｂが形成されている。そして、外部流路１５ａは外部に繋がっておらず、外部流路１５ｂは外部に繋がっている。つまり、外部流路１５ａ、１５ｂの一部のみが外部に繋がっている。
【００６０】
このように、金属プレート２ａ、２ｂを金属プレート１ａ、１ｂよりも薄くすることで、第二流路７を流れる例えば水等の第二流体に凍結現象が発生しても、金属プレート１ａ、１ｂよりも薄い金属プレート２ａ、２ｂの方から先に漏れが発生する。そのため、外部に設置された検知センサーによって第二流体の漏れを検知することで、例えばＲ４１０Ａ、Ｒ３２、Ｒ２９０、ＨＦＯＭＩＸ、ＣＯ２等の冷媒である第一流体の漏れの発生を防ぐことができる。
【００６１】
また、金属プレート１ｂ、２ｂの厚さを薄くすることで、第一流体と第二流体との間での熱交換効率がよくなるため、プレート式熱交換器１００の熱交換性能を向上させることができるとともに、製造コストを抑制することができる。
【００６２】
また、一部の外部流路１５ｂのみが外部と繋がっている構成とすることで、流体の漏れが発生した場合、微流路１６を流れた後、微流路１６よりも水力直径の大きい周囲漏れ通路１４で合流した後、一部の外部流路１５ｂから外部へ流出する。そのため、漏洩の検知が可能な流出流量を確保でき、漏洩の検知時間を短縮できる。また、外部への流出経路が特定しやすくなるため、流体の漏れを検知する検知センサーの設置数を減らすことができ、コストを抑制することができる。また、外部に繋がっている外部流路１５ｂが複数設けられているため、外部流路１５ｂの一部が詰まってしまった場合でも、他の外部流路１５ｂから外部に流出させることができる。
【００６３】
また、伝熱プレート１、２の一方を１枚の金属プレート１ａ、２ａで構成するとともに、金属プレート１ａ、１ｂの一方、または、金属プレート２ａ、２ｂの一方にのみ凸形状の加工を施してその間に周囲漏れ通路１４を形成する。そうすることにより、金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂの加工を減らすことができ、製造コストを抑制することができる。
【００６４】
実施の形態６．
以下、本発明の実施の形態６について説明するが、実施の形態１〜５と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１〜５と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００６５】
図１８は、本発明の実施の形態６に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の正面斜視図である。図１９は、本発明の実施の形態６に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図１８におけるＡ−Ａ断面図である。
【００６６】
本実施の形態６に係るプレート式熱交換器１００では、図１８及び図１９に示すように、２枚の金属プレート１ｂ、２ｂの外壁部１７の間はろう付け接合されているが、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の外壁部１７の間はろう付け接合されていない。そのため、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の外壁部１７の間全体に外部に繋がる外部流路１５が形成されている。
【００６７】
このように、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の外壁部１７の間全体に外部に繋がる外部流路１５を形成することで、外壁部１７の間のろう材が外壁部１７の底部に溜まって外部流路１５が詰まってしまうのを抑制することができる。
【００６８】
実施の形態７．
以下、本発明の実施の形態７について説明するが、実施の形態１〜６と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１〜６と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００６９】
図２０は、本発明の実施の形態７に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の正面斜視図である。図２１は、本発明の実施の形態７に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図２０におけるＡ−Ａ断面図である。図２２は、本発明の実施の形態７に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図２０におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００７０】
本実施の形態７に係るプレート式熱交換器１００では、図２０〜図２２に示すように、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の外壁部１７の間には、外部流路１５ａ、１５ｂが形成されている。外部流路１５ａは外部に繋がっておらず、外部流路１５ｂは外部に繋がっている。そして、外部に繋がっている外部流路１５ｂは１つのみ設けられている。なお、外部に繋がっていない外部流路１５ａは、外部に繋がっている外部流路１５ｂと連通している。
【００７１】
このように、一か所の外部流路１５ｂのみが外部と繋がっている構成とすることで、流体の漏れが発生した場合、微流路１６を流れた後、微流路１６よりも水力直径の大きい周囲漏れ通路１４で合流した後、一か所の外部流路１５ｂから外部へ流出する。そのため、漏洩の検知が可能な流出流量を確保でき、漏洩の検知時間を短縮できる。また、外部への流出経路を１つに特定でき、流体の漏れを検知する検知センサーの設置数を１つにすることができるため、コストを抑制することができる。
【００７２】
実施の形態８．
以下、本発明の実施の形態８について説明するが、実施の形態１〜７と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１〜７と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００７３】
図２３は、本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の正面斜視図である。図２４は、本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図２３におけるＡ−Ａ断面図である。図２５は、本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図２３におけるＢ−Ｂ断面図である。図２６は、本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器１００の変形例の伝熱セット２００の断面図である。なお、図２６は、本実施の形態８の図２５に相当する図である。
【００７４】
本実施の形態８に係るプレート式熱交換器１００では、図２３〜図２５に示すように、各金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂの外壁部１７に凸形状または凹形状の加工を施すことにより、周囲漏れ通路１４が形成されている。つまり、周囲漏れ通路１４は、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の外壁部１７の間に形成されている。この外壁部１７に形成された周囲漏れ通路１４は、外壁部１７の内側に沿って形成されたものよりも流路幅（流路断面積）が大きい。
【００７５】
また、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の外壁部１７の間に外部流路１５ａ、１５ｂも形成されている。そして、外部流路１５ａは外部に繋がっておらず、外部流路１５ｂは外部に繋がっている。つまり、外部流路１５ａ、１５ｂの一部のみが外部に繋がっている。なお、外部に繋がっていない外部流路１５ａは、外部に繋がっている外部流路１５ｂと連通している。
【００７６】
ここで、外部流路１５ｂは、図２６に示すように、各金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂの外壁部１７に対して積層方向に貫通孔を設けることにより形成してもよい。
【００７７】
このように、熱伝達性の役割が低い外壁部１７に周囲漏れ通路１４を設けることで、流路幅（流路断面積）を大きく設計することができ、漏洩の検知が可能な流出流量を確保できる。そのため、プレート式熱交換器１００の伝熱性能を維持しつつ、漏洩の検知時間を短縮できる。
【００７８】
実施の形態９．
以下、本発明の実施の形態９について説明するが、実施の形態１〜８と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１〜８と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００７９】
図２７は、本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の正面斜視図である。図２８は、本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図２７におけるＡ−Ａ断面図である。図２９は、本発明の実施の形態８に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の図２７におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００８０】
本実施の形態９に係るプレート式熱交換器１００では、図２７〜図２９に示すように、金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間には、外壁部１７の内側に沿って、微流路１６と連通した周囲漏れ通路１４が形成されている。この周囲漏れ通路１４は、微流路１６の外側かつ外壁部１７の内側に位置し、金属プレート１ｂ、２ｂの外壁部１７の内側に凸形状または凹形状の加工を施すことにより形成されている。また、各金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂの短手側には、図２９に示すように各金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂの外壁部１７に対して積層方向に貫通孔を設けることにより、外部に繋がっている外部流路１５ｂが形成されている。
【００８１】
このように、プレート式熱交換器１００を縦向きにする場合、周囲漏れ通路１４に連通する外部流路１５ｂが、プレート式熱交換器１００の上下端に位置する。そして、凍結等により第二流体の漏れが発生する場合、プレート式熱交換器１００の上端に位置する外部流路１５ｂが空気の流入口になり、プレート式熱交換器１００の下端に位置する外部流路１５ｂから速やかに漏れた第二流体が外に出る。そのため、プレート式熱交換器１００の下端付近に検知センサーを設置することで、第二流体の漏れをより素早く検知することができる。
【００８２】
実施の形態１０．
以下、本発明の実施の形態１０について説明するが、実施の形態１〜９と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１〜９と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００８３】
図３０は、本発明の実施の形態１０に係るプレート式熱交換器１００の分解側面斜視図である。図３１は、本発明の実施の形態１０に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の正面斜視図である。図３２は、本発明の実施の形態１０に係るプレート式熱交換器１００の伝熱プレート２の正面斜視図である。図３３は、本発明の実施の形態１０に係るプレート式熱交換器の伝熱セットの図３１におけるＡ−Ａ断面図である。
【００８４】
本実施の形態１０に係るプレート式熱交換器１００では、図３０〜図３３に示すように、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間には、長手方向に沿って仕切り通路３１、３２がそれぞれ形成されている。また、仕切り通路３１、３２はそれぞれ周囲漏れ通路１４と連通しており、外部流路１５を通して外部に繋がっている。
【００８５】
また、図３３に示すように、仕切り通路３１は、金属プレート１ａに凸形状の加工を、金属プレート１ｂに凹形状の加工をそれぞれ施し、それらを接合することにより形成されている。また、仕切り通路３２は、金属プレート２ａに凸形状の加工を、金属プレート２ｂに凹形状の加工をそれぞれ施し、それらを接合することにより形成されている。
【００８６】
ここで、仕切り通路３１、３２は、図３３に示すように、各金属プレート１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂに対して凸形状または凹形状の加工が施されて形成されているが、それに限定されない。例えば、２枚の金属プレート（１ａ、１ｂ）のうち少なくとも一方、及び、２枚の金属プレート（２ａ、２ｂ）のうち少なくとも一方に凸形状または凹形状の加工を施すことによって仕切り通路３１、３２を形成してもよい。
【００８７】
また、第一流路６において、仕切り通路３１の凸外壁（あるいは金属プレート１ａの凸形状）と、仕切り通路３２の凹外壁（あるいは金属プレート２ａの凹形状）とがろう付け接合されており、第一流路６の仕切りになる。また、第二流路７において、仕切り通路３１の凹外壁あるいは金属プレート１ｂの凹形状と、仕切り通路３２の凸外壁あるいは金属プレート２ｂの凸形状とがろう付け接合されており、第二流路７の仕切りになる。
【００８８】
また、図３１に示すように、第一流路６の仕切りでは、第一流路６の流れをＵ型流れに実現することができる。第一流路６のＵ型流れでは、第一流体が開口部２７から第一流路６に流入し、開口部２９に向いて、第一流路６の外壁部１７と第一流路６の仕切りとの間に形成された流路に沿って流れる。そして、開口部２９及び開口部３０の周囲流路に沿ってＵターンをして、開口部２８に向いて、第一流路６の外壁部１７と第一流路６の仕切りとの間に形成された流路に沿って流れて、開口部２８から流出する。
【００８９】
また、図３２に示すように、第二流路７の仕切りでは、第二流路７の流れをＵ型流れに実現することができる。第二流路７のＵ型流れでは、第二流体が開口部２９から第二流路７に流入し、開口部２７に向いて、第二流路７の外壁部１７と第二流路７の仕切りとの間に形成された流路に沿って流れる。そして、開口部２７及び開口部２８の周囲流路に沿ってＵターンをして、開口部３０に向いて、第二流路７の外壁部１７と第二流路７の仕切りとの間に形成された流路に沿って流れて、開口部３０から流出する。
【００９０】
このように、仕切り通路３１、３２を周囲漏れ通路１４と繋がっている構成とする。そうすることで、流体の漏れが発生した場合、微流路１６を流れた後の流動距離、つまり、微流路１６よりも高さの高い周囲漏れ通路１４と、仕切り通路３１、３２との間の流動距離を短くすることができ、外部への流出を早くすることができる。そのため、漏洩の検知が可能な流出流量を確保でき、漏洩の検知時間を短縮することができる。また、仕切り通路３１、３２の導入により、面内流路のＵ型流れを実現することができ、面内流路幅を大幅に小さくすることで面内流路の面内分配性も改善することができる。よって、プレート式熱交換器１００の熱交換性能を向上させることができる。
【００９１】
実施の形態１１．
以下、本発明の実施の形態１１について説明するが、実施の形態１〜１０と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１〜１０と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００９２】
図３４は、本発明の実施の形態１１に係るプレート式熱交換器１００の分解側面斜視図である。図３５は、本発明の実施の形態１１に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セット２００の正面斜視図である。図３６は、本発明の実施の形態１１に係るプレート式熱交換器１００の伝熱プレート２の正面斜視図である。図３７は、本発明の実施の形態１１に係るプレート式熱交換器１００の伝熱セットの図３５におけるＡ−Ａ断面図である。
【００９３】
本実施の形態１１に係るプレート式熱交換器１００では、図３４〜図３７に示すように、２枚の金属プレート（１ａと１ｂ）、（２ａと２ｂ）の間には、長手方向に沿って仕切り通路３１、３２がそれぞれされている。また、仕切り通路３１、３２はそれぞれ周囲漏れ通路１４と連通しており、外部流路１５を通して外部に繋がっている。
【００９４】
また、図３７に示すように、仕切り通路３１は、金属プレート１ａに凸形状の加工を施し、金属プレート１ｂと接合を施すことにより形成されている。また、仕切り通路３２は、金属プレート２ａに凹形状の加工を施し、金属プレート２ｂと接合を施すことにより形成されている。
【００９５】
また、第一流路６において、仕切り通路３２の凸外壁（あるいは金属プレート１ａの凸形状）と、仕切り通路３１の凹外壁（あるいは金属プレート２ａの凹形状）とがろう付け接合されており、第一流路６の第一仕切りになる。また、第一流路６において、仕切り通路３１の凸外壁（あるいは金属プレート１ａの凸形状）と、仕切り通路３２の凹外壁（あるいは金属プレート２ａの凹形状）とがろう付け接合されており、第一流路６の第二仕切りになる。なお、第二流路７において、仕切りはない。
【００９６】
また、図３５に示すように、第一流路６の仕切りでは、第一流路６の流れを二つのＵ型流れに実現することができる。第一流路６の二つのＵ型流れでは、第一流体が開口部２７から第一流路６に流入し、開口部２９に向いて、第一流路６の外壁部１７と第一流路６の第一仕切りとの間に形成された流路に沿って流れる。そして、開口部２９の周囲流路及び第二仕切りに沿って一回目のＵターンをして、開口部３０に向いて、第一仕切りと第二仕切りとの間に形成された流路に沿って流れる。そして、開口部３０の周囲流路及び第一仕切りに沿って二回目のＵターンをして、第一流路６の外壁部１７と第一流路６の第二仕切りとの間に形成された流路に沿って流れて、開口部２８から流出する。
【００９７】
また、図３６に示すように、第二流路７の仕切りがないため、第二流体が開口部２９から第二流路７に流入し、開口部３０に向いて、クロスに流れて、第二流路７の外壁部１７の間に形成された流路に沿って、開口部３０から流出する。
【００９８】
このように、仕切り通路３１、３２は周囲漏れ通路１４と繋がっている構成とする。そうすることで、流体の漏れが発生した場合、微流路１６を流れた後の流動距離、つまり、微流路１６よりも高さの高い周囲漏れ通路１４と、仕切り通路３１、３２との間の流動距離をさらに短くすることができ、外部への流出を早くすることができる。そのため、漏洩の検知が可能な流出流量を確保でき、漏洩の検知時間を短縮することができる。また、仕切り通路３１、３２の導入により、面内流路の二つのＵ型流れを実現することができ、面内流路幅をより大幅に小さくすることで面内流路の面内分配性も改善することができる。よって、プレート式熱交換器１００の熱交換性能を向上させることができる。
【００９９】
実施の形態１２．
以下、本発明の実施の形態１２について説明するが、実施の形態１〜１１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１〜１１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【０１００】
図３８は、本発明の実施の形態１２に係るヒートポンプ式冷暖房給湯システム３００の構成を示す概略図である。
本実施の形態１２に係るヒートポンプ式冷暖房給湯システム３００は、筐体内に収納されたヒートポンプ装置２６を備える。ヒートポンプ装置２６は、冷媒回路２４と、熱媒体回路２５とを有する。冷媒回路２４は、圧縮機１８、第二熱交換器１９、膨張弁またはキャピラリーチューブ等で構成された減圧装置２０、及び、第一熱交換器２１が順次配管で接続されて構成されている。熱媒体回路２５は、第一熱交換器２１、冷暖房給湯装置２３、及び、熱媒体を循環させるポンプ２２が順次配管で接続されて構成されている。
【０１０１】
ここで、第一熱交換器２１は、実施の形態１〜１１で説明したプレート式熱交換器１００であり、冷媒回路２４を循環する冷媒と熱媒体回路２５を循環する熱媒体との熱交換を行う。なお、熱媒体回路２５に用いられる熱媒体は、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、あるいはこれらの混合物等、冷媒回路２４の冷媒と熱交換可能な流体であればよい。
【０１０２】
また、プレート式熱交換器１００において、第二流路７よりも伝熱性の高い第一流路６に冷媒が流れ、第二流路７に熱媒体が流れるように、プレート式熱交換器１００が冷媒回路２４に組み込まれている。
【０１０３】
また、プレート式熱交換器１００において、第一流路６と第二流路７との間を介した伝熱プレート１、２は、外部に繋がる外部流路１５を有するため、第一流路６に腐食現象、あるいは第二流路７に凍結現象等が発生しても、第一流路６に流れる冷媒が第二流路７に漏れないプレート式熱交換器１００が冷媒回路２４に組み込まれている。
【０１０４】
冷暖房給湯装置２３は、貯湯タンク（図示せず）と、室内を空調する室内機（図示せず）等を備えている。熱媒体を水とした場合は、水を、冷媒回路２４の冷媒とプレート式熱交換器１００で熱交換して加熱し、加熱した水を貯湯タンク（図示せず）に貯留する。また、室内機（図示せず）は、熱媒体回路２５の熱媒体を室内機内部の熱交換器に導いて室内空気と熱交換することで、室内を冷暖房する。なお、冷暖房給湯装置２３の構成は上記の構成に特に限定するものではなく、熱媒体回路２５の熱媒体の温熱を用いて冷暖房及び給湯を行える構成とされていればよい。
【０１０５】
実施の形態１〜１１で説明したように、プレート式熱交換器１００は、熱交換効率がよく、可燃性冷媒（例えば、Ｒ３２、Ｒ２９０、ＨＦＯＭＩＸ等）に対応することが可能、また、強度向上が図られて信頼性が高い。したがって、本実施の形態１２で説明したヒートポンプ式冷暖房給湯システム３００にプレート式熱交換器１００を搭載すると、効率がよく、消費電力量が抑えられ、安全性が向上され、ＣＯ２排出量を低減できるヒートポンプ式冷暖房給湯システム３００を実現することができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態１２では、実施の形態１〜１１で説明したプレート式熱交換器１００の適用例として、冷媒と水とを熱交換させるヒートポンプ式冷暖房給湯システム３００について説明した。しかし、実施の形態１〜１１で説明したプレート式熱交換器１００は、ヒートポンプ式冷暖房給湯システム３００に限らず、冷房用途チラー、発電装置、食品の加熱殺菌処理機器等、多くの産業機器及び家庭用機器に利用可能である。
【０１０７】
本発明の活用例として、実施の形態１〜１１で説明したプレート式熱交換器１００は、製造が容易で熱交換性能が向上し、省エネルギー性能を向上することが必要なヒートポンプ装置に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  伝熱プレート、１ａ  金属プレート、１ｂ  金属プレート、２  伝熱プレート、２ａ  金属プレート、２ｂ  金属プレート、４  インナーフィン、５  インナーフィン、６  第一流路、７  第二流路、８  第二補強用サイドプレート、９  第一流出管、１０  第二流入管、１１  第二流出管、１２  第一流入管、１３  第一補強用サイドプレート、１４  周囲漏れ通路、１５  外部流路、１５ａ  外部流路、１５ｂ  外部流路、１６  微流路、１７  外壁部、１８  圧縮機、１９  第二熱交換器、２０  減圧装置、２１  第一熱交換器、２２  ポンプ、２３  冷暖房給湯装置、２４  冷媒回路、２５  熱媒体回路、２６  ヒートポンプ装置、２７  開口部、２８  開口部、２９  開口部、３０  開口部、３１  仕切り通路、３２  仕切り通路、４０  第一ヘッダー、４１  第二ヘッダー、５２  ろう付け部、１００  プレート式熱交換器、２００  伝熱セット、３００  ヒートポンプ式冷暖房給湯システム。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【国際調査報告】
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