(57)【要約】【課題】  所定の形状に成形した伝熱板１０を多層に積層して形成するプレート式熱交換器において、積層した伝熱板１０がろう付けにより堅固に接合され、ろう付け品質の向上を図り、作業性、生産性の向上を図る。【解決手段】  周縁に所定深さの筒状突縁１２を形成した開孔１１を、所定の間隔で伝熱板１０の全面に配置し、筒状突縁１２の先端から一定の筒長で次段の伝熱板１０の開孔１１内に嵌入される縮径部１２ａを形成し、伝熱板１０を多層に積層し、次段の伝熱板１０の開孔１１内に縮径部１２ａを嵌入してその当接面をろう付けし、筒状突縁１２が連接した管状通路を形成し、積層した伝熱板１０を上下に貫通した管状通路を所定の間隔で配置し、管状通路内を一方の流体が流通し、伝熱板１０の間の層状空間を他方の流体が流通して熱交換を行うように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の形状に成形した伝熱板１０を多層に積層して形成するプレート式熱交換器であって、
周縁に所定深さの筒状突縁１２を形成した開孔１１を、所定の間隔で伝熱板１０の全面に配置し、筒状突縁１２の先端から一定の筒長で次段の伝熱板１０の開孔１１内に嵌入される縮径部１２ａを形成し、
伝熱板１０を多層に積層し、次段の伝熱板１０の開孔１１内に縮径部１２ａを嵌入してその当接面をろう付けし、筒状突縁１２が連接した管状通路１６を形成し、積層した伝熱板１０を上下に貫通した管状通路１６を所定の間隔で配置し、
管状通路１６内を一方の流体が流通し、伝熱板１０の間の層状空間を他方の流体が流通して熱交換を行うように構成したプレート式熱交換器。
【請求項２】
筒状突縁１２の先端に底面１３を設け、底面１３に所定形状の通孔１４を形成した請求項１に記載のプレート式熱交換器。
【請求項３】
底面１３に左右対称に一対の切り込みを形成して中央に向かって起こし、Ｖ字状に一対の切り起こし片１５を設けるとともに、左右対称に通孔１４ａを形成した請求項２に記載のプレート式熱交換器。
【請求項４】
一対の切り起こし片１５の一方を下半分の切り起こし片１５ａとし、他方を上半分の切り起こし片１５ｂとした請求項３に記載のプレート式熱交換器。
【請求項５】
伝熱板１０に、ろう棒１９を設置する挿通孔１８を開孔１１に近接して配置した請求項１、２、３又は４に記載のプレート式熱交換器。
【請求項６】
請求項５に記載の伝熱板１０を用い、挿通孔１８が開孔１１の上方位置となるように、組み立てた伝熱板１０を立てた状態とし、ろう棒１９を挿通孔１８に設置し、これを加熱炉内に投入してろう付けするプレート式熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、所定の形状に成形した伝熱板を多層に積層して形成するプレート式熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、プレート式熱交換器は、金属板のプレス加工で波型や半球殻型等の連続する凹凸面を形成した伝熱板を多層に積層して形成され、伝熱板と伝熱板との間に狭い間隔の流体のチャンネルを形成し、このチャンネルに交互に液−液、液−ガスなどの２種類の流体を流通させて熱交換を行うように構成されている。伝熱面積の飛躍的な増大で高い熱効率を実現するとともに小型化に適し、冷凍装置や温水装置等の熱交換器として広く用いられている。【０００３】  このプレート式熱交換器の製造方法としては、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った。また、ろう材の設置、治具による組み立て等の作業が煩雑で、その作業性、生産性に劣り、組み立て不備による不良品の発生も避けられないものであった。これらを改良する提案（特開平１０−１０３８８３号公報、特許文献１）もされているが、構造上の抜本的な改良案ではない。
【特許文献１】特開平１０−１０３８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  この発明は、新規構成のプレート式熱交換器及びその製造方法を提案し、積層した伝熱板がろう付けにより堅固に接合され、接合不良が生じることがなく、ろう付け品質の著しい向上を図るとともに、組み立て不備による不良品の発生を低減し、作業性、生産性の大幅な向上を図ることができるプレート式熱交換器及びその製造方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  こうした課題を解決するため、請求項１に記載のプレート式熱交換器は、所定の形状に成形した伝熱板１０を多層に積層して形成するプレート式熱交換器であって、周縁に所定深さの筒状突縁１２を形成した開孔１１を、所定の間隔で伝熱板１０の全面に配置し、筒状突縁１２の先端から一定の筒長で次段の伝熱板１０の開孔１１内に嵌入される縮径部１２ａを形成し、伝熱板１０を多層に積層し、次段の伝熱板１０の開孔１１内に縮径部１２ａを嵌入してその当接面をろう付けし、筒状突縁１２が連接した管状通路１６を形成し、積層した伝熱板１０を上下に貫通した管状通路１６を所定の間隔で配置する。そして、管状通路１６内を一方の流体が流通し、伝熱板１０の間の層状空間を他方の流体が流通して熱交換を行うように構成するものである。【０００６】  請求項２に記載のプレート式熱交換器は、筒状突縁１２の先端に底面１３を設け、底面１３に所定形状の通孔１４を形成するものである。【０００７】  請求項３に記載のプレート式熱交換器は、請求項２に記載のプレート式熱交換器において、底面１３に左右対称に一対の切り込みを形成して中央に向かって起こし、Ｖ字状に一対の切り起こし片１５を設けるとともに、左右対称に通孔１４ａを形成するものである。【０００８】  請求項４に記載のプレート式熱交換器は、請求項３に記載のプレート式熱交換器において、一対の切り起こし片１５の一方を下半分の切り起こし片１５ａとし、他方を上半分の切り起こし片１５ｂとするものである。【０００９】  請求項５に記載のプレート式熱交換器は、上記プレート式熱交換器において、伝熱板１０に、ろう棒１９を設置する挿通孔１８を開孔１１に近接して配置するものである。【００１０】  請求項６に記載のプレート式熱交換器の製造方法は、請求項５に記載の伝熱板１０を用い、挿通孔１８が開孔１１の上方位置となるように、組み立てた伝熱板１０を立てた状態とし、ろう棒１９を挿通孔１８に設置し、これを加熱炉内に投入してろう付けするものである。
【発明の効果】
【００１１】  この発明のプレート式熱交換器は、筒状突縁１２の先端から一定の筒長の縮径部１２ａを形成し、次段の伝熱板１０の開孔１１内に縮径部１２ａを嵌入してその当接面をろう付けするので、十分な接合面積と合理的な継手形状により接合不良が生じることがなく、伝熱板１０がろう付けにより堅固に接合され、ろう付け品質の著しい向上を図ることができる。また、伝熱板１０の組み立てを簡単且つ確実に行うことができ、組み立て不備による不良品の発生を低減することができる。【００１２】  また、請求項２から４に記載のプレート式熱交換器では、管状通路１６内を流通する流体との接触面積が増大され、熱効率の向上を図ることができる。【００１３】  また、この発明のプレート式熱交換器の製造方法によれば、ろう棒１９を挿通孔１８に挿通して簡単に設置することができ、加熱炉内でろう棒１９が溶融して縮径部１２ａの外周面と開孔１１の内周面との間隙内に侵入し、その当接面が確実に気液密にろう付けされ、作業性、生産性の大幅な向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に示した実施例に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【００１５】  図１から７は、この発明のプレート式熱交換器の最初の実施例である。図１に示す伝熱板１０は、銅又は銅合金製の矩形板をプレス成形して形成され、円形の開孔１１が所定の間隔で全面に配置され、開孔１１の周縁には、所定深さの筒状突縁１２が形成されている。筒状突縁１２の先端から一定の筒長で縮径部１２ａが形成され、この縮径部１２ａは板厚の分だけ縮径されていて、図２に示すように、伝熱板１０を重ねて次段の伝熱板１０の開孔１１内に嵌入される。伝熱板１０の左右の縁辺には折り曲げられたリム部１７が形成され、伝熱板１０を重ねてリム部１７がオーバーラッピングし、熱交換器の側壁を形成する。【００１６】  図３は、このプレート式熱交換器のろう付け方法を説明するものである。縮径部１２ａを次段の伝熱板１０の開孔１１内に順次嵌入し、伝熱板１０を所定の枚数重ね合わせて組み立てる。次に、図に示すように、挿通孔１８が開孔１１の上方位置となるように、組み立てた伝熱板１０を立てた状態とし、ろう棒１９（りん銅ろう）を挿通孔１８に挿通して設置し、これを加熱炉内に投入してろう付けする。ろう棒１９が加熱されて溶融し、縮径部１２ａの外周面と開孔１１の内周面との間隙内に侵入し、その当接面が気液密にろう付けされ、同時にリム部１７をろう付けする。その結果、伝熱板１０が多層に積層され、筒状突縁１２が連接した管状通路１６が形成され、この管状通路１６が上下に貫通して所定の間隔で配置される。【００１７】  図４から６に、このようにして製作したプレート式熱交換器を示す。図に示すように、積層した伝熱板１０の底面に流体の入口空間を形成する入口側ヘッダー２０が同じくろう付けされ、伝熱板１０の上面に出口空間を形成する出口側ヘッダー２２がろう付けして接合され、入口側ヘッダー２０に流体の入口開口２１、出口側ヘッダー２２に出口開口２３が形成されている。入口側ヘッダー２０、出口側ヘッダー２２のそれぞれの空間は各管状通路１６に連通している。【００１８】  このプレート式熱交換器は、一次側高圧気体と二次側低圧気体との間で熱交換を行う熱交換器である。図６に示すように、一次側高圧気体を、入口開口２１−入口側ヘッダー２０−各管状通路１６−出口側ヘッダー２２−出口開口２３へ流通させ（図中矢印）、二次側低圧気体をプレート式熱交換器の正面から背面に送風（図中白抜き矢印）し、伝熱板１０の間の層状空間に給気する。伝熱板１０が伝熱フィンとして機能し、一次側高圧気体と二次側低圧気体との間で熱交換が行われる。
【実施例２】
【００１９】  図７、８は、この発明のプレート式熱交換器の第２実施例で、この実施例で用いる伝熱板１０を示す。図に示すように、開孔１１の筒状突縁１２に底面１３を設け、底面１３に所定形状に切り抜いた通孔１４を形成している。筒状突縁１２に底面１３を設けることで、管状通路１６内を流通する一次側高圧気体との接触面積を増大させ、伝熱面積の増大を図ったものである。
【実施例３】
【００２０】  図９、１０は、この発明のプレート式熱交換器の第３実施例で、この実施例で用いる伝熱板１０を示す。この伝熱板１０は、前例と同様に筒状突縁１２に底面１３を設け、底面１３に左右対称に一対の半円状に切り込みを形成して中央に向かって起こし、Ｖ字状に一対の切り起こし片１５を設けるとともに、左右対称に半円形の通孔１４ａを形成している。図１０に示すように、Ｖ字状の切り起こし片１５は、伝熱板１０を重ねて次段の切り起こし片１５の開口間隔内に嵌入される。切り起こし片１５を形成することで、一次側高圧気体との接触面積のさらなる増大を図ったものである。
【実施例４】
【００２１】  図１１、１２は、この発明のプレート式熱交換器の第４実施例で、この実施例で用いる伝熱板１０を示す。この伝熱板１０は、前例と同様にＶ字状に一対の切り起こし片１５を設け、この切り起こし片１５の一方を下半分の切り起こし片１５ａとし、他方を上半分の切り起こし片１５ｂとしたものである。このように切り起こし片１５を形成することで、一次側高圧気体は、図１２の破線矢印に示す上昇流を生じ、管状通路１６内を渦流を生じて流通させ、さらなる熱効率の向上を図ったものである。なお、実施例１に示した管状通路１６内に捻れ板やコイルを挿入することで、本実施例と同様に一次側高圧気体に渦流を生じさせるように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】  この発明の第１実施例で、伝熱板の平面図。
【図２】  図１中Ａ−Ａ線の拡大断面図。
【図３】  ろう付け方法の説明図で、要部の拡大断面図。
【図４】  プレート式熱交換器の正面図。
【図５】  プレート式熱交換器の側面図。
【図６】  プレート式熱交換器の斜視図。
【図７】  この発明の第２実施例で、伝熱板の一部の拡大平面図。
【図８】  図１中Ｂ−Ｂ線の拡大断面図。
【図９】  この発明の第３実施例で、伝熱板の一部の拡大平面図。
【図１０】  図１中Ｃ−Ｃ線の拡大断面図。
【図１１】  この発明の第４実施例で、伝熱板の一部の拡大平面図。
【図１２】  開孔の拡大図。
【符号の説明】
【００２３】  １０  伝熱板
１１  開孔
１２  筒状突縁
１２ａ  縮径部
１３  底面
１４  通孔
１５  切り起こし片
１６  管状通路
【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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【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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