(57)【要約】【課題】部分負荷運転時における熱交換効率の低下を抑えることができるプレート式熱交換器を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、複数の伝熱プレート２が積層されることにより、該伝熱プレート２を境にして第一流路３０及び第二流路３１が交互に並ぶように複数の第一流路３０及び第二流路３１を形成するプレート式熱交換器１であって、本体部３は、少なくとも一つの第一流路３０及び第二流路３１を含む複数の流路ブロックＢ１，Ｂ２に分けられ、異なる流路ブロックＢ１，Ｂ２に含まれる第二流路３１同士を連通する連通路３９Ａ，３９Ｂを有し、第一流入路３２は、流路ブロックＢ１，Ｂ２毎に独立して熱交換媒体Ａを供給できるよう、流路ブロックＢ１，Ｂ２の数に対応して複数設けられ、第二流入路３４は、全ての流路ブロックＢ１，Ｂ２に被熱交換媒体Ｂをそれぞれ供給することを特徴とする。【選択図】図５
2015169349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の伝熱プレートを有する本体部を備え、前記本体部が、熱交換媒体を流通させる第一流路と、被熱交換媒体を流通させる第二流路と、前記第一流路に熱交換媒体を流入させる第一流入路と、前記第一流路から熱交換媒体を流出させる第一流出路と、前記第二流路に被熱交換媒体を流入させる第二流入路と、前記第二流路から被熱交換媒体を流出させる第二流出路と、を有し、前記複数の伝熱プレートが、該伝熱プレートを境にして該伝熱プレートの積層方向に前記第一流路及び前記第二流路が交互に並ぶように複数の第一流路及び複数の第二流路を形成するプレート式熱交換器であって、
前記本体部は、少なくとも一つの第一流路及び少なくとも一つの第二流路を含む複数の流路ブロックに分けられ、異なる流路ブロックに含まれる第二流路同士を連通する連通路を有し、
前記第一流入路は、前記流路ブロック毎に独立して熱交換媒体を供給できるよう、前記流路ブロックの数に対応して複数設けられ、
前記第二流入路は、全ての流路ブロックに被熱交換媒体をそれぞれ供給する、プレート式熱交換器。
【請求項２】
前記本体部は、第一流路ブロック及び第二流路ブロックに分けられ、
前記連通路は、
前記第一流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流入路と連通する第二流路、及び前記第二流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流出路と連通する第二流路、を連通する第一連通路と、
前記第二流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流入路と連通する第二流路、及び前記第一流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流出路と連通する第二流路、を連通する第二連通路と、を有する、請求項１に記載のプレート式熱交換器。
【請求項３】
前記本体部は、第一流路ブロック、第二流路ブロック、及び第三流路ブロックに分けられ、
前記連通路は、
前記第一流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流入路と連通する第二流路、及び前記第二流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流出路と連通する第二流路、を連通する第一連通路と、
前記第二流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流入路と連通する第二流路、及び前記第三流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流出路と連通する第二流路、を連通する第二連通路と、
前記第三流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流入路と連通する第二流路、及び前記第一流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流出路と連通する第二流路、を連通する第三連通路と、を有する、請求項１に記載のプレート式熱交換器。
【請求項４】
各流路ブロックに含まれる前記第一流路及び前記第二流路の数は、それぞれ同じである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項５】
前記複数の伝熱プレートそれぞれは、矩形状であり、
各流路ブロックにおいて、前記第二流入路と連通する前記第二流路では、前記第二流体が前記伝熱プレートの長手方向における一方の端部から他方の端部に向けて流通し、前記第二流出路と連通する前記第二流路では、前記第二流体が前記長手方向における他方の端部から一方の端部に向けて流通する、請求項１〜４のいずれか１項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、蒸発器や凝縮器として用いられるプレート式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレート式熱交換器は、積層された複数の伝熱プレートを備える。複数の伝熱プレートは、該伝熱プレートを境にして第一流路及び第二流路を交互に形成する。第一流路は、冷媒などの熱交換媒体を流通させ、第二流路は、水などの被熱交換媒体を流通させる。この種のプレート式熱交換器は、第一流路に熱交換媒体を流通させつつ第二流路に被熱交換媒体を流通させることで、伝熱プレートを介して熱交換媒体と被熱交換媒体との間で熱交換（熱移動）させる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７８０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のプレート式熱交換器だけの熱交換性能（即ち、一つのプレート式熱交換器の熱交換性能）では要求される熱交換性能が得られない場合、複数のプレート式熱交換器を接続した熱交換系統が構築される。この種の熱交換系統は、熱交換性能を通常運転と部分負荷運転とに切り替え可能である。通常運転の熱交換系統は、各プレート式熱交換器で熱交換媒体と被熱交換媒体とを熱交換させ、全てのプレート式熱交換器に熱交換性能を発揮させる。部分負荷運転の熱交換系統は、通常運転のときよりも少ない台数のプレート式熱交換器で熱交換媒体と被熱交換媒体とを熱交換させ、通常運転のときよりも少ない台数のプレート式熱交換器に熱交換性能を発揮させる。具体的に、部分負荷運転の熱交換系統は、少なくとも一つのプレート式熱交換器に熱交換性能を発揮させないようにすることで、通常運転のときより少ない数のプレート式熱交換器に熱交換性能を発揮させる。すなわち、少なくとも一つのプレート式熱交換器に対し、第一流路への熱交換媒体の供給を停止する一方、第二流路へ被熱交換媒体を供給し続けることで、当該プレート式熱交換器において熱交換媒体と被熱交換媒体とを熱交換させない。
【０００５】
前記熱交換系統は、複数台のプレート式熱交換器が並列に接続されている。この熱交換系統は、複数のプレート式熱交換器のそれぞれの第二流路の上流側及び下流側を連通させた連通流路を有する。そのため、部分負荷運転の熱交換系統において、熱交換に寄与しないプレート式熱交換器の第二流路を流通した被熱交換媒体と、熱交換性能を発揮したプレート式熱交換器の第二流路を流通してきた被熱交換媒体とは、下流側の連通流路において合流する。
【０００６】
このため、前記熱交換系統では、部分負荷運転時において、熱交換に寄与しないプレート式熱交換器の第二流路を流通してきた被熱交換媒体の熱影響を下流側で受けることを考慮し、熱交換性能を発揮するプレート式熱交換器で必要以上の熱交換性能を発揮（必要以上の冷却性能又は加熱性能を発揮）させる必要がある。その結果、前記熱交換系統では、全体の熱交換効率が悪くなる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、部分負荷運転時における熱交換効率の低下を抑えることができるプレート式熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るプレート式熱交換器は、積層された複数の伝熱プレートを有する本体部を備え、前記本体部が、熱交換媒体を流通させる第一流路と、被熱交換媒体を流通させる第二流路と、前記第一流路に熱交換媒体を流入させる第一流入路と、前記第一流路から熱交換媒体を流出させる第一流出路と、前記第二流路に被熱交換媒体を流入させる第二流入路と、前記第二流路から被熱交換媒体を流出させる第二流出路と、を有し、前記複数の伝熱プレートが、該伝熱プレートを境にして該伝熱プレートの積層方向に前記第一流路及び前記第二流路が交互に並ぶように複数の第一流路及び複数の第二流路を形成するプレート式熱交換器であって、前記本体部は、少なくとも一つの第一流路及び少なくとも一つの第二流路を含む複数の流路ブロックに分けられ、異なる流路ブロックに含まれる第二流路同士を連通する連通路を有し、前記第一流入路は、前記流路ブロック毎に独立して熱交換媒体を供給できるよう、前記流路ブロックの数に対応して複数設けられ、前記第二流入路は、全ての流路ブロックに被熱交換媒体をそれぞれ供給する。
【０００９】
かかる構成によれば、何れかの流路ブロックに熱交換媒体を供給しない部分負荷運転が行われても、第二流出路には、何れかの流路ブロックにおいて熱交換媒体と熱交換された被熱交換媒体が流入するため（即ち、熱交換に寄与した流路ブロックの第二流路を流通してきた被熱交換媒体が、熱交換に寄与しない流路ブロックの第二流路を流通してきた被熱交換媒体と第二流出路で合流してその熱影響を受けることがないため）、当該プレート式熱交換器における熱交換効率の低下を抑えることができる。
【００１０】
具体的には、所定の流路ブロックに熱交換媒体が供給されない部分負荷運転の場合、該流路ブロックの第二流路を流通する被熱交換媒体は、該流路ブロックの第二流路と連通路を介して連通する第二流路を含む流路ブロック（前記異なる流路ブロック）において、熱交換媒体と熱交換される。このため、各流路ブロックから第二流出路に流出する被熱交換媒体は、何れかの流路ブロックにおいて熱交換媒体と熱交換されている。
【００１１】
この場合、前記本体部は、第一流路ブロック及び第二流路ブロックに分けられ、前記連通路は、前記第一流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流入路と連通する第二流路、及び前記第二流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流出路と連通する第二流路、を連通する第一連通路と、前記第二流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流入路と連通する第二流路、及び前記第一流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流出路と連通する第二流路、を連通する第二連通路と、を有することが好ましい。
【００１２】
かかる構成によれば、第一及び第二流路ブロックの一方の流路ブロックに熱交換媒体が供給されない部分負荷運転が行われても、各流路ブロックに供給された被熱交換媒体は、第一及び第二流路ブロックの他方の流路ブロックを流通する際に、熱交換媒体とそれぞれ熱交換される。このため、各流路ブロックから流出して第二流出流路において合流する被熱交換媒体間の温度差が抑えられ、これにより、部分負荷運転が行われても当該プレート式熱交換器から排出される被熱交換媒体の温度が安定する。
【００１３】
また、前記本体部は、第一流路ブロック、第二流路ブロック、及び第三流路ブロックに分けられ、前記連通路は、前記第一流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流入路と連通する第二流路、及び前記第二流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流出路と連通する第二流路、を連通する第一連通路と、前記第二流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流入路と連通する第二流路、及び前記第三流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流出路と連通する第二流路、を連通する第二連通路と、前記第三流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流入路と連通する第二流路、及び前記第一流路ブロックに含まれる第二流路であって前記第二流出路と連通する第二流路、を連通する第三連通路と、を有してもよい。
【００１４】
かかる構成によれば、各流路ブロックに供給された被熱交換媒体は、第二流入路から該被熱交換媒体を供給される流路ブロックを含めた二つの流路ブロックを通過して第二流出路に流出するため、部分負荷運転（一つの流路ブロックに熱交換媒体を供給しない運転）が行われても、各流路ブロックから第二流出路に流出する被熱交換媒体は、それぞれ熱交換媒体と熱交換されている。これにより、熱交換に寄与した流路ブロックの第二流路を流通してきた被熱交換媒体が、熱交換に寄与しない流路ブロックの第二流路を流通してきた被熱交換媒体と第二流出路で合流してその熱影響を受けることがないため、当該プレート式熱交換器における熱交換効率の低下が抑えられる。
【００１５】
尚、各流路ブロックに含まれる前記第一流路及び前記第二流路の数は、それぞれ同じであることがより好ましい。かかる構成によれば、部分負荷運転したときに、各流路ブロックから流出して第二流出路において合流する被熱交換媒体間の温度差をより小さくすることができる。
【００１６】
また、前記プレート式熱交換器では、前記複数の伝熱プレートそれぞれが、矩形状であり、各流路ブロックにおいて、前記第二流入路と連通する前記第二流路では、前記第二流体が前記伝熱プレートの長手方向における一方の端部から他方の端部に向けて流通し、前記第二流出路と連通する前記第二流路では、前記第二流体が前記長手方向における他方の端部から一方の端部に向けて流通することが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、第二流入路から各流路ブロックに供給された被熱交換媒体は、本体部において、伝熱プレートの長手方向に一往復して第２流出路に流出する。このため、第二流入路から第二流路に供給された被熱交換媒体が本体部において前記長手方向に二往復以上してから第二流出路に流出するプレート式熱交換器に比べ、被熱交換媒体の流路長（第二流入路から第二流出路に至る被熱交換媒体の流路の長さ）を抑えることができ、当該流路における圧力損失を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上より、本発明によれば、部分負荷運転時における熱交換効率の低下を抑えることができる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】
【００１９】
【図１】図１は、本実施形態に係るプレート式熱交換器の概略斜視図である。
【図２】図２は、前記プレート式熱交換器の一部を省略した分解斜視図である。
【図３】図３は、前記プレート式熱交換器における第一流体の流路を説明するための模式図である。
【図４】図４は、前記プレート式熱交換器における第二流体の流路を説明するための模式図である。
【図５】図５は、第二流体が第二方向に二往復するプレート式熱交換器の模式図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るプレート式熱交換器における各流路ブロックと連通路と第二流体の流路とを説明するための模式図である。
【図７】図７は、他実施形態に係るプレート式熱交換器における各流路ブロックと連通路と第二流体の流路とを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
プレート式熱交換器は、図１に示すように、積層された複数の伝熱プレート２を含む本体部３を備える。また、プレート式熱交換器１は、伝熱プレート２の積層方向（以下、「第一方向」と称する。）において本体部３を挟む一対のエンドプレート４，５を備える。このプレート式熱交換器１は、第一流体（熱交換媒体）Ａと第二流体（被熱交換媒体）Ｂとを熱交換させる。具体的には、本実施形態の第一流体Ａは、フロン、アンモニア等の冷媒であり、第二流体Ｂは、水、ブライン等である。そして、プレート式熱交換器１は、第一流体Ａによって第二流体Ｂを冷却する。
【００２２】
本体部３は、図２〜図４に示すように、第一流体Ａを流通させる第一流路３０と、第二流体Ｂを流通させる第二流路３１と、第一流路３０に第一流体Ａを流入させる（供給する）第一流入路３２と、第一流路３０から第一流体Ａを流出させる第一流出路３３と、第二流路３１に第二流体Ｂを流入させる（供給する）第二流入路３４と、第二流路３１から第二流体Ｂを流出させる第二流出路３５と、を有する。本実施形態の本体部３には、二つの第一流入路３２と二つの第一流出路３３とが設けられている。
【００２３】
本体部３では、第一流路３０及び第二流路３１は、伝熱プレート２を境にして交互に形成されている。即ち、本体部３では、複数の伝熱プレート２が積層されることで、該伝熱プレート２を境にして第一流路３０及び第二流路３１が第一方向に交互に並ぶように、複数の第一流路３０及び複数の第二流路３１が形成される。そして、複数の第一流路３０は、本体部３において、互いに連通することによって第一流入路３２から第一流出路３３に至る第一流体Ａの流路を形成する。また、複数の第二流路３１は、本体部３において、互いに連通することによって第二流入路３４から第二流出路３５に至る第二流体Ｂの流路を形成する。
【００２４】
また、本体部３では、第一流入路３２、第一流出路３３、第二流入路３４、及び第二流出路３５のそれぞれは、伝熱プレート２を貫通して第一方向に延びている。
【００２５】
本体部３を構成する複数の伝熱プレート２のそれぞれは、金属プレートをプレス成形したものである。各伝熱プレート２は、図２に示すように、第一流路３０及び第二流路３１を画定する伝熱部２０と、伝熱部２０と面交差する方向に該伝熱部２０の外周から延びる環状の嵌合部２１とを有する。
【００２６】
各伝熱プレート２の伝熱部２０の表裏には、複数の凹条及び凸条が交互に形成されている。また、各伝熱プレート２の伝熱部２０には、第一流入路３２、第一流出路３３、第二流入路３４、及び第二流出路３５等を形成するための複数の開口（採番しない）が形成されている（図２〜図４参照）。即ち、伝熱プレート２の伝熱部２０には、第一方向に延びる流路を形成するために、伝熱部２０を貫通する複数の開口が設けられている。伝熱プレート２には、上述のような、第一流入路３２、第一流出路３３、第二流入路３４、及び第二流出路３５を形成するための開口以外に、図３及び図４に示すような、一次分岐路３６、接続路３７、二次分岐路３８、及び連通路３９Ａ，３９Ｂ等を形成するための複数の開口も適宜形成されている。
【００２７】
本実施形態では、連通路３９Ａ，３９Ｂの断面積（流路断面積）は、第二流入路３４の断面積、及び第二流出路３５の断面積より小さい。即ち、連通路３９Ａ，３９Ｂを形成するための開口は、第二流入路３４を形成するための開口、及び第二流出路３５を形成するための開口より小さい。また、一次分岐路３６の断面積、接続路３７の断面積、及び二次分岐路３８の断面積は、第一流入路３２の断面積、第一流出路３３の断面積より小さい。かかる構成によれば、連通路３９Ａ、３９Ｂの断面積と第二流入路３４、第二流出路３５の断面積、もしくは一次分岐路３６の断面積、接続路３７の断面積、及び二次分岐路３８の断面積と第一流入路３２の断面積、第一流出路３３の断面積とが、同じプレート式熱交換器に比べ、伝熱プレート２における伝熱面（第一流体Ａと第二流体Ｂとの熱交換が行われる部位）の面積をより大きくすることが可能となる。
【００２８】
尚、以下では、第一流入路３２、第一流出路３３、第二流入路３４、第二流出路３５、一次分岐路３６、接続路３７、二次分岐路３８、及び連通路３９Ａ，３９Ｂ等の流路の配置について詳述するが、これら各流路３２〜３９Ｂを形成するための開口の数、及び配置等に関する説明は割愛する。
【００２９】
複数の伝熱プレート２は、図１〜図４に示されるように、互いに重ね合わされる。このとき、隣り合う伝熱プレート２の伝熱部２０の凸条同士が交差衝合すると共に、隣り合う伝熱プレート２の嵌合部２１同士が嵌合する。この状態で、隣り合う伝熱プレート２同士の密接部分がロウ付けによって封止されることで、本体部３が形成される。
【００３０】
一対のエンドプレート４，５のそれぞれは、金属プレートをプレス成形したもので、伝熱プレート２と略同形である。即ち、エンドプレート４，５は、伝熱部２０と略同形の封止部４０，５０と、封止部４０，５０と面交差する方向に該封止部４０，５０の外周全周から延びる環状の嵌合部４１，５１とを備える。
【００３１】
一方のエンドプレート（以下、「第一エンドプレート」と称する。）４は、隣り合う伝熱プレート２に形成された開口であって、二つの第一流入路３２、二つの第一流出路３３、第二流入路３４、及び第二流出路３５を形成するための開口と対応する複数の開口を有する。本実施形態では、第一エンドプレート４の封止部４０の六箇所に開口が設けられている。そして、第一エンドプレート４の封止部４０の外面には、配管を接続するための筒状のノズル（採番しない）が各開口に対応した位置にそれぞれ接続されている。
【００３２】
他方のエンドプレート（以下、「第二エンドプレート」と称する。）５の封止部５０には、開口が設けられていない。即ち、第二エンドプレート５は、重ね合わされた伝熱プレート２の開口によって形成される第一方向に延びる流路の端部を封止可能な封止部５０を備える。
【００３３】
第一エンドプレート４及び第二エンドプレート５は、第一方向において本体部３を挟み込むように、積層された複数の伝熱プレート２に重ね合わされる。この状態のとき、第一エンドプレート４及び第二エンドプレート５のそれぞれの嵌合部４１，５１は、隣り合う伝熱プレート２の嵌合部２１と嵌合する。そして、第一エンドプレート４及び第二エンドプレート５のそれぞれと、隣り合う伝熱プレート２（本体部３）と、の密接部分がロウ付けによって封止される。
【００３４】
以上のように構成されることで、本体部３には、図２〜図４に示すように、伝熱プレート２を境にして、第二流体Ｂを冷却するための流体である第一流体（熱交換媒体）Ａを流通させる第一流路３０と、冷却対象の流体である第二流体（被熱交換媒体）Ｂを流通させる第二流路３１とが交互に形成される。
【００３５】
また、本体部３において、複数の伝熱プレート２，…の対応する開口同士が第一方向に連なることで、第一流入路３２、第一流出路３３、第二流入路３４、第二流出路３５、一次分岐路３６、接続路３７、二次分岐路３８、及び連通路３９Ａ，３９Ｂ等が形成される。これらの各流路３２〜３９Ｂは、本体部３において、それぞれ第一方向に延びる。
【００３６】
より具体的に説明する。各伝熱プレート２は、伝熱部２０の法線方向から見て、矩形状（長方形状）である。この伝熱プレート２が複数積層された本体部３において、各流路３２〜３９Ｂは、伝熱部２０の長手方向（第一方向と直交する方向：以下、「第二方向」と称する。）における伝熱プレート２の一端側の部位又は他端側の部位に設けられる。このため、本体部３において、第一流体Ａが第一流路３０内を第二方向に流通し、第二流体Ｂが第二流路３１内を第二方向に流通する。即ち、本体部３では、第一流路３０において第一流体Ａが伝熱部２０の長手方向に流通し、第二流路３１においても第二流体Ｂが伝熱部２０の長手方向に流通する。
【００３７】
尚、図３の右側の図及び図４の右側の図において、第一流入路３２、第一流出路３３、第二流入路３４、及び第二流出路３５は、便宜上、第二方向に並ぶように記載されている。しかし、実際の配置では、図３の左側の図及び図４の左側の図のように、第二流入路３４及び第二流出路３５が、伝熱プレート２にける第二方向の一端側の部位において伝熱部２０の短手方向（第一方向及び第二方向と直交する方向：以下、「第三方向」と称する。）に並ぶ。また、二つの第一流出路３３が、伝熱プレート２における第二方向の一端側の部位であって、第二流入路３４及び第二流出路３５が設けられた部位と隣接する部位において第三方向に並ぶ。また、二つの第一流入路３２が、伝熱プレート２における第二方向の他端側の部位において第三方向に並ぶ。
【００３８】
また、本体部３は、複数の流路ブロックＢ１，Ｂ２に分けられている（区分けされている）。各流路ブロックＢ１，Ｂ２は、少なくとも一つの第一流路３０及び少なくとも一つの第二流路３１を含んでいる。本実施形態の本体部３は、二つの流路ブロック（第一流路ブロックＢ１及び第二流路ブロックＢ２）に区分けされている。第一流路ブロックＢ１は、十一の第一流路３０と、十一の第二流路３１とを含む。第二流路ブロックＢ２は、十一の第一流路３０と十二の第二流路３１とを含む。尚、各流路ブロックＢ１，Ｂ２に含まれる第一流路３０の数と第二流路３１の数とは、同じでもよい。
【００３９】
本体部３の各流路ブロックＢ１，Ｂ２では、上述のように、第一流路３０同士が連通することにより、第一流入路３２から第一流出路３３に至る第一流体Ａの流路が形成されている。本実施形態の本体部３では、各流路ブロックＢ１，Ｂ２における第一流体Ａの流路の配置が同じである。このため、以下では、第一流路ブロックＢ１における第一流体Ａの流路の配置についてのみ詳細に説明する。
【００４０】
第一流路ブロックＢ１では、第一方向の途中位置にある少なくとも一つの第一流路３０が第一流体Ａの流路の分岐位置である基準流路Ｒａとなる。本実施形態の第一流路ブロックＢ１には、一つの基準流路Ｒａが設けられている。
【００４１】
第一流路ブロックＢ１は、基準流路Ｒａと該基準流路Ｒａよりも第一方向の一端側にある少なくとも一つの第一流路３０とを連通させると共に、基準流路Ｒａと該基準流路Ｒａよりも第一方向の他端側にある少なくとも一つの第一流路３０とを連通させる、一対の一次分岐路３６を有する。即ち、第一流路ブロックＢ１は、基準流路Ｒａと該基準流路Ｒａよりも第一方向の一端側にある少なくとも一つの第一流路３０とを連通させる（接続する）一次分岐路３６と、基準流路Ｒａと該基準流路Ｒａよりも第一方向の他端側にある少なくとも一つの第一流路３０とを連通させる（接続する）一次分岐路３６とを有する。これら一対の一次分岐路３６は、図３に示すように、伝熱部２０における第二方向の他端側の部位に設けられる。
【００４２】
本実施形態の第一流路ブロックＢ１は、基準流路Ｒａよりも第一方向の一端側及び他端側のそれぞれに複数の第一流路３０を有する。
【００４３】
第一流路ブロックＢ１において、基準流路Ｒａよりも第一方向の一端側及び他端側にある複数の第一流路３０が二つ以上のブロックｂ１，ｂ２に区分けされる。本実施形態において、第一流路ブロックＢ１は、基準流路Ｒａを境にして第一方向における一端側全体を単一のブロック（以下、「第一大ブロックｂ１」と称する。）として区分けされると共に、基準流路Ｒａを境にして第一方向における他端側全体を単一のブロック（以下、「第二大ブロックｂ２」と称する。）として区分けされている。
【００４４】
また、第一大ブロックｂ１及び第二大ブロックｂ２（基準流路Ｒａよりも第一方向における一端側及び他端側）のそれぞれにある複数の第一流路３０は、二つ以上の第一流路３０を一組のブロックｂ１１，ｂ１２，ｂ２１，ｂ２２として区分けされている。
【００４５】
具体的には、第一流路ブロックＢ１において、第一大ブロックｂ１及び第二大ブロックｂ２のそれぞれの第一方向の途中位置にある少なくとも一つの第一流路３０が第一流体Ａの流路の分岐位置である中間基準流路Ｒｂとなる。即ち、第一大ブロックｂ１及び第二大ブロックｂ２のそれぞれは、中間基準流路Ｒｂを境にして第一方向における一端側にある全ての第一流路３０（少なくとも一つの第一流路３０）を包含した単一のブロック（以下、「第一小ブロック」と称する。）Ｂ１１，Ｂ２１として区分けされる。また、第一大ブロックｂ１及び第二大ブロックｂ２のそれぞれは、中間基準流路Ｒｂを境にして第一方向における他端側にある全ての第一流路３０（少なくとも一つの第一流路３０）を包含した単一のブロック（以下、「第二小ブロック」と称する。）Ｂ１２，Ｂ２２として区分けされている。
【００４６】
一対の一次分岐路３６は、中間基準流路Ｒｂにそれぞれ連通している。より具体的には、一方の一次分岐路３６は、第一大ブロックｂ１における第二小ブロックｂ１２を貫通し、該第一大ブロックｂ１の中間基準流路Ｒｂに連通している。他方の一次分岐路３６は、第二大ブロックｂ２における第一小ブロックｂ２１を貫通し、該第二大ブロックｂ２の中間基準流路Ｒｂに連通している。
【００４７】
第一流路ブロックＢ１は、上述の如く、第一大ブロックｂ１及び第二大ブロックｂ２のそれぞれにおいて、中間基準流路Ｒｂを境にして分けられている。そして、本体部３は、第一流路ブロックにおいて、中間基準流路Ｒｂと、該中間基準流路Ｒｂよりも第一方向の一端側及び他端側のそれぞれにある少なくとも一つの第一流路３０とを連通させる（接続する）一対の二次分岐路３８を有する。即ち、本実施形態に係る本体部３は、中間基準流路Ｒｂと、第一小ブロックｂ１１，ｂ２１の少なくとも一つの第一流路３０とを連通させる（接続する）二次分岐路３８と、中間基準流路Ｒｂと、第二小ブロックｂ１２，ｂ２２の少なくとも一つの第一流路３０とを連通させる（接続する）二次分岐路３８とを有する。これら一対の二次分岐路３８は、図３に示すように、伝熱部２０における第二方向の一端側の部位に設けられる。
【００４８】
第一小ブロックｂ１１，ｂ２１及び第二小ブロックｂ１２，ｂ２２のそれぞれは、少なくとも一つの第一流路３０を含む。そして、本体部３は、第一小ブロックｂ１１，ｂ２１及び第二小ブロックｂ１２，ｂ２２のそれぞれにおいて、隣り合う第一流路３０同士を連通させる接続路３７を有する。この接続路３７は、図３に示すように、伝熱部２０における第二方向の他端側の部位に設けられる。
【００４９】
本実施形態の第一小ブロックｂ１１，ｂ２１及び第二小ブロックｂ１２，ｂ２２は、二つの第一流路３０をそれぞれ有する。この二つの第一流路３０は、第一方向に並んでいる。そして、中間基準流路Ｒｂと隣り合う第一流路（以下、「内側第一流路」と称する。）３０は、二次分岐路３８を介して中間基準流路Ｒｂと連通すると共に、中間基準流路Ｒｂの反対側で隣り合う第一流路（第一方向で並ぶ二つの第一流路３０のうちの中間基準流路Ｒｂに対して外側にある第一流路（以下、「外側第一流路」と称する。））３０と接続路３７を介して連通する。そして、各外側第一流路３０は、第一流出路３３と連通している。
【００５０】
そして、上述の如く、第一流路３０で第一流体Ａを第二方向に流通させるべく、二次分岐路３８と接続路３７とは、第二方向に間隔をあけて配置され、接続路３７と第一流出路３３とは第二方向に間隔をあけて配置されている。これにより、第一小ブロックｂ１１，ｂ２１及び第二小ブロックｂ１２，ｂ２２のそれぞれにおいて、中間基準流路Ｒｂ、二次分岐路３８、内側第一流路３０、接続路３７、及び外側第一流路３０が連通することによって、第一流体Ａの流路が蛇行する。
【００５１】
本体部３では、二つの第一流入路３２のうちの一方の（第一流路ブロックＢ１に対応する）第一流入路３２は、本体部３における第一方向の一端から、第一流路ブロックＢ１の基準流路Ｒａまで延び、該基準流路Ｒａのみに連通する。
【００５２】
また、二つの第一流出路３３のうちの一方の（第一流路ブロックＢ１に対応する）第一流出路３３は、本体部３における第一方向の一端から第一流路ブロックＢ１における第一方向の他端まで延び、第一小ブロックｂ１１，ｂ２１及び第二小ブロックｂ１２，ｂ２２の各外側第一流路３０のみに連通している。即ち、本実施形態において、第一大ブロックｂ１（及び第二大ブロックｂ２）における第一流体Ａの流路の終端（第一流路３０同士が連通して基準流路Ｒａを始点として形成される第一流体Ａの流路の終端）は、それぞれの第一小ブロックｂ１１，ｂ２１及び第二小ブロックｂ１２，ｂ２２の外側第一流路３０である。このように、第一大ブロックｂ１及び第二大ブロックｂ２のそれぞれの外側第一流路３０は、第一流出路３３と連通している。
【００５３】
上述のように、第一流入路３２は、一つの流路ブロックＢ１，Ｂ２の基準流路Ｒａのみに連通するため、一つの流路ブロックＢ１，Ｂ２のみに第一流体Ａを供給する。そして、本実施形態の本体部３は、流路ブロックＢ１，Ｂ２毎に独立して第一流体Ａを供給できるよう、流路ブロックＢ１，Ｂ２の数に対応した数（複数）の第一流入路３２を有する。具体的には、本体部３は、上述のように、二つの第一流入路３２を有する。また、上述のように、第一流出路３３は、一つの流路ブロックの外側第一流路のみに連通するため、一つの流路ブロックＢ１，Ｂ２のみから第一流体Ａを流出させる。そして、本実施形態の本体部３は、流路ブロックＢ１，Ｂ２毎に独立して第一流体Ａを流出させることができるよう、流路ブロックＢ１，Ｂ２の数に対応した数（複数）の第一流出路３３を有する。具体的には、本体部３は、上述のように、二つの第一流出路３３を有する。
【００５４】
第二流路ブロックＢ２における第一流体Ａの流路も、第一流路ブロックＢ１における第一流体Ａの流と同様に配置（構成）される。
【００５５】
本体部３では、第二流路３１同士が連通して第二流入路３４から第二流出路３５に至る第二流体Ｂの流路が形成されている。具体的には、以下の通りである。
【００５６】
第二流入路３４は、本体部３における第一方向の一端（又は一端近傍）から他端（又は他端近傍）まで、即ち、第一流路ブロックＢ１における第一方向の一端（又は一端近傍）から第二流路ブロックＢ２における第一方向の他端（又は他端近傍）まで延び、各流路ブロックＢ１，Ｂ２の複数の第二流路３１とそれぞれ連通する。このため、第二流入路３４は、全ての流路ブロックＢ１，Ｂ２に第二流体Ｂを供給できる。
【００５７】
また、第二流出路３５も、本体部３における第一方向の一端（又は一端近傍）から他端（又は他端近傍）まで、即ち、第一流路ブロックＢ１における第一方向の一端（又は一端近傍）から第二流路ブロックＢ２における第一方向の他端（又は他端近傍）まで延び、各流路ブロックＢ１，Ｂ２の第二流路３１とそれぞれ連通する。このため、第二流出路３５は、全ての流路ブロックＢ１，Ｂ２から第二流体Ｂを流出させることができる。
【００５８】
本実施形態の本体部３には、第二流入路３４と第二流出路３５とがそれぞれ一つずつ設けられる。以下では、第二流入路３４と接続される（連通する）第二流路３１を流入側第二流路と称することもある。また、第二流出路３５と接続される（連通する）第二流路３１を流出側第二流路と称することもある。
【００５９】
第二流入路３４は、第一流路ブロックＢ１における第一方向の途中位置にある少なくとも一つの第二流路３１と連通すると共に、第一流路ブロックＢ１における第一方向の一端側及び他端側にある少なくとも一つの第二流路３１のそれぞれと連通する。本実施形態の第一流路ブロックＢ１では、第二流入路３４は、第一方向の途中位置にある四つの流入側第二流路３１と連通すると共に、第一方向の一端側にある一つの流入側第二流路３１及び第一方向の他端側にある一つの流入側第二流路３１のそれぞれと連通する。尚、第一流路ブロックＢ１において、第一方向の一端側にある流入側第二流路３１の数と、第一方向の他端側にある流入側第二流路３１の数とは同じでなくてもよい。
【００６０】
ここで、第一流路ブロックＢ１において、第一方向の途中位置にある流入側第二流路３１と第一方向の一端側にある流入側第二流路３１との間、及び、第一方向の途中位置にある流入側第二流路３１と第一方向の他端側にある流入側第二流路３１との間には、少なくとも一つの流出側第二流路３１がそれぞれ配置されている。
【００６１】
また、第二流入路３４は、第二流路ブロックＢ２における第一方向の途中位置にある少なくとも一つの第二流路３１と連通すると共に、第二流路ブロックＢ２における第一方向の一端側及び他端側にある少なくとも一つの第二流路３１のそれぞれと連通する。本実施形態の第二流路ブロックＢ２では、第二流入路３４は、第一方向の途中位置にある二つの流入側第二流路３１と連通すると共に、第一方向の一端側にある二つの流入側第二流路３１及び第一方向の他端側にある二つの流入側第二流路３１のそれぞれと連通する。尚、第二流路ブロックＢ２において、第一方向の一端側にある流入側第二流路３１の数と、第一方向の他端側にある第二流路３１の数とは同じでなくてもよい。
【００６２】
ここで、第二流路ブロックＢ２において、第一方向の途中位置にある流入側第二流路３１と第一方向の一端側にある流入側第二流路３１との間、及び、第一方向の途中位置にある流入側第二流路３１と第一方向の他端側にある流入側第二流路３１との間には、少なくとも一つの流出側第二流路３１がそれぞれ配置されている。
【００６３】
第二流出路３５は、第一流路ブロックＢ１における第一方向の途中位置の流入側第二流路３１と、第一方向の一端側の流入側第二流路３１と、の間にある少なくとも一つの第二流路（本実施形態の例では三つの第二流路）３１、及び、第一流路ブロックＢ１における第一方向の途中位置の流入側第二流路３１と、第一方向の他端側の流入側第二流路３１と、の間にある少なくとも一つの第二流路（本実施形態の例では二つの第二流路）３１を連通する。尚、第一方向の途中位置にある流入側第二流路３１を挟んで一端側の流出側第二流路３１の数と、他端側の流出側第二流路３１の数とは、同じでもよい。
【００６４】
また、第二流出路３５は、第二流路ブロックＢ２における第一方向の途中位置の流入側第二流路３１と、第一方向の一端側の流入側第二流路３１と、の間にある少なくとも一つの第二流路（本実施形態の例では三つの第二流路）３１、及び、第二流路ブロックＢ２における第一方向の途中位置の流入側第二流路３１と、第一方向の他端側の流入側第二流路３１と、の間にある少なくとも一つの第二流路（本実施形態の例では三つの第二流路）３１を連通する。第一方向の途中位置にある流入側第二流路３１を挟んで一端側の流出側第二流路３１の数と、他端側の流出側第二流路３１の数とは、異なっていてもよい。
【００６５】
本体部３は、異なる流路ブロックＢ１，Ｂ２に含まれる第二流路３１同士を連通する連通路３９を有する。具体的に、連通路３９は、第一方向に延び、異なる流路ブロックＢ１，Ｂ２に含まれる流入側第二流路３１と流出側第二流路３１とを連通する。本実施形態の連通路３９は、二つの連通路（第一連通路３９Ａ及び第二連通路３９Ｂ）を有する。これら第一及び第二連通路３９Ａ，３９Ｂは、本体部３における第二方向の他端側の部位において、第一方向にそれぞれ延びている。第一連通路３９Ａは、第一流路ブロックＢ１に含まれる複数の流入側第二流路３１と、第二流路ブロックＢ２に含まれる複数の流出側第二流路３１とを連通する。第二連通路３９Ｂは、第二流路ブロックＢ２に含まれる複数の流入側第二流路３１と、第一流路ブロックＢ１に含まれる複数の流出側第二流路３１とを連通する。
【００６６】
以上のプレート式熱交換器１によれば、何れかの流路ブロックＢ１，Ｂ２に第一流体（熱交換媒体）Ａを供給しない部分負荷運転が行われても、第二流出路３５には、何れかの流路ブロックＢ２，Ｂ１において第一流体Ａと熱交換された第二流体（被熱交換媒体）Ｂが流入する（即ち、第一流体Ａと熱交換することなく第二流出路３５に流出する第二流体Ｂがない）。これにより、部分負荷運転をしたときに、熱交換に寄与しない流路ブロックＢ１，Ｂ２の第二流路３１を流通してきた第二流体Ｂの熱影響を下流側で受けることを考慮し、熱交換性能を発揮する流路ブロックＢ２，Ｂ１で必要以上の熱交換性能を発揮（必要以上の冷却性能又は加熱性能を発揮）させる必要がない。その結果、当該プレート式熱交換器１における部分負荷運転時の熱交換効率の低下を抑えることができる。
【００６７】
具体的には、所定の流路ブロック（例えば、第一流路ブロックＢ１）に第一流体Ａが供給されない部分負荷運転の場合、一つの流路ブロック（例えば、第一流路ブロックＢ１）の第二流路３１を流通する第二流体Ｂは、該流路ブロックＢ１の第二流路３１と連通路３９Ａを介して連通する第二流路３１を含む流路ブロック（例えば、第二流路ブロックＢ２）において、第一流体Ａと熱交換される。このため、各流路ブロックＢ１，Ｂ２から第二流出路３５に流出する第二流体Ｂは、何れかの流路ブロックＢ１，Ｂ２において第一流体Ａと熱交換されている。
【００６８】
また、本実施形態のプレート式熱交換器１では、各流路ブロックＢ１，Ｂ２に含まれる第一流路３０及び第二流路３１の数が、それぞれ同じ又は略同じであるため、部分負荷運転したときに、各流路ブロックＢ１，Ｂ２から流出して第二流出路３５で合流する第二流体Ｂ間の温度差をより小さくすることができる。このため、部分負荷運転が行われたときに、当該プレート式熱交換器１（第二流出路３５）から排出される第二流体Ｂの温度がより安定する。
【００６９】
また、本実施形態のプレート式熱交換器１では、第二流入路３４から各流路ブロックＢ１，Ｂ２に供給された第二流体Ｂは、本体部３において、第二方向に一往復して第二流出路３５に流出する。このため、例えば図５に示すような、異なる流路ブロックの第二流路同士を任意に連通させる連通路が無く、第二流入路３４から第二流路３１に供給された第二流体Ｂが本体部３において第二方向に二往復以上（図５に示す例では二往復）してから第二流出路３５に流出するプレート式熱交換器に比べ、第二流体Ｂの流路長（第二流入路３４から第二流出路３５に至る第二流体Ｂの流路の長さ）を抑えることができ、当該流路における圧力損失を抑えることができる。
【００７０】
尚、本発明のプレート式熱交換器は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７１】
上記実施形態の本体部は、図６に示すように、二つの流路ブロックＢ１，Ｂ２に分けられているが、三つ以上の流路ブロックに分けられ（区分けされ）てもよい。例えば、図７に示すように、本体部３が三つの流路ブロック（第一〜第三流路ブロック）Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に分けられた場合、連通路３９は、流路ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３の数に応じて、第一〜第三連通路３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃを有する。これら第一〜第三連通路３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃは、以下のように配置される。
【００７２】
第一連通路３９Ａは、第一流路ブロックＢ１に含まれる流入側第二流路３１と、第二流路ブロックＢ２に含まれる流出側第二流路３１と、を連通する。また、第二連通路３９Ｂは、第二流路ブロックＢ２に含まれる流入側第二流路３１と、第三流路ブロックＢ３に含まれる流出側第二流路３１と、を連通する。また、第三連通路３９Ｃは、第三流路ブロックＢ３に含まれる流入側第二流路３１と、第一流路ブロックＢ１に含まれる流出側第二流路３１と、を連通する。
【００７３】
かかる構成によっても、各流路ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３に供給された第二流体Ｂは、第二流入路３４から当該第二流体Ｂを供給される流路ブロック（例えば、Ｂ１）を含めた二つの流路ブロック（例えば、Ｂ１及びＢ２，Ｂ３及びＢ１）を通過して第二流出路３５に流出するため、部分負荷運転（一つの流路ブロック（例えば、Ｂ１）に第一流体Ａを供給しない運転）が行われても、各流路ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３から第二流出路３５に流出する第二流体Ｂは、それぞれ第一流体Ａと熱交換されている。これにより、熱交換に寄与した流路ブロックの第二流路３１を流通してきた第二流体Ｂが、熱交換に寄与しない流路ブロックの第二流路３１を流通してきた第二流体Ｂ体と第二流出路３５で合流してその熱影響を受けることがないため、当該プレート式熱交換器１における熱交換効率の低下が抑えられる。
【００７４】
また、上記実施形態のプレート式熱交換器１では、連通路３９Ａ，３９Ｂは、一つの流路ブロック（図６の例では、第一流路ブロックＢ１）の第二流路３１と、該流路ブロック（図６の例では、第一流路ブロックＢ１）と異なる一つの流路ブロック（図６の例では、第二流路ブロックＢ２）の第二流路３１とを連通させているが、この構成に限定されない。連通路は、例えば、一つの流路ブロック（例えば、本体部３が図７のように第一〜第三流路ブロックＢ１〜Ｂ３に分けられた場合の第一流路ブロックＢ１）の第二流路３１と、該流路ブロック（前記第一流路ブロックＢ１）と異なる複数の流路ブロック（例えば、本体部３が図７のように第一〜第三流路ブロックＢ１〜Ｂ３に分けられた場合の第二及び第三流路ブロックＢ２，Ｂ３）のそれぞれの第二流路３１とを連通させてもよい。また、連通路は、複数の流路ブロックそれぞれの第二流路３１と、該複数の流路ブロックと異なる複数の流路ブロックそれぞれの第二流路３１とを連通してもよい。
【００７５】
上記実施形態のプレート式熱交換器１では、第一流入路３２の断面積、第一流出路３３の断面積、第二流入路３４の断面積、及び第二流出路３５の断面積が同じであり、連通路３９Ａ，３９Ｂの断面積（流路断面積）が、第二流入路３４の断面積、第二流出路３５の断面積より小さい。また、一次分岐路３６の断面積、接続路３７の断面積、及び二次分岐路３８の断面積は、第一流入路３２の断面積、第一流出路３３の断面積より小さい。しかし、プレート式熱交換器１において第一方向に延びる各流路３２〜３９Ｂの各断面積の具体的な大きさは、限定されない。例えば、連通路３９Ａ，３９Ｂ、一次分岐路３６、接続路３７、及び二次分岐路３８の各流路の断面積は、第一流入路３２、第一流出路３３、第二流入路３４、及び第二流出路３５の各流路の断面積と同じでもよく、また、大きくてもよい。また、各流路３２〜３９Ｂの断面積がそれぞれ異なっていてもよい。
【００７６】
本体部３における第一流体Ａの流路（詳しくは、第一流入路３２から第一流出路３３に至る第一流体Ａの流路）の具体的な配置は、限定されない。例えば、第一流体Ａの流路は、一次分岐路３６等によって分岐しているが、分岐しなくてもよい。また、第一流体Ａの流路は、各流路ブロックＢ１，…において、基準流路Ｒａを基準に第一方向に対称に配置されているが、非対称に配置されてもよい。
【００７７】
また、図３の左側及び図４の左側に伝熱プレート２の一例を示したが、伝熱プレート２における開口の具体的な構成（例えば、開口の数、大きさ、位置等）は限定されない。
【符号の説明】
【００７８】
１…プレート式熱交換器、２…伝熱プレート、２０…伝熱部、２１…嵌合部、３…本体部、３０…第一流路、外側第一流路、内側第一流路、３１…第二流路、流入側第二流路、流出側第二流路、３２…第一流入路、３３…第一流出路、３４…第二流入路、３５…第二流出路、３６…一次分岐路、３７…接続路、３８…二次分岐路、３９…連通路、３９Ａ…第一連通路，３９Ｂ…第二連通路、４…第一エンドプレート、５…第二エンドプレート、４０，５０…封止部、４１，５１…嵌合部、Ａ…第一流体（熱交換媒体）、Ｂ…第二流体（被熱交換媒体）、Ｂ１…第一流路ブロック、Ｂ２…第二流路ブロック、ｂ１…第一大ブロック、ｂ２…第二大ブロック、ｂ１１，ｂ２１…第一小ブロック、ｂ１２，ｂ２２…第二小ブロック、Ｒａ…基準流路、Ｒｂ…中間基準流路
【図１】
2015169349.tif 000003
【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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