(57)【要約】  簡易な構成で冷媒に含まれるスラッジを捕捉し、且つ冷媒回路が詰まるおそれを抑制する。  プレート型熱交換器2 は、熱媒体流入孔243 と、熱媒体流出孔244 と、冷媒流入孔241 と、冷媒流入孔よりも下方に設けられ冷媒を流出させる冷媒流出部242 と、が形成された伝熱プレート220,230 が複数枚積層され、隣接する伝熱プレートの間に、熱媒体流入孔から流入した熱媒体が流れる熱媒体流路209 と、冷媒流入孔から流入した冷媒が下向きに流れる冷媒流路206 と、が交互に形成されたプレート積層体20 と、複数枚の伝熱プレートの積層方向に突出した状態でプレート積層体に取り付けられ、冷媒流出部から流出した冷媒をプレート積層体の外部に流出させる冷媒流出ノズル205 と、を備え、冷媒流出ノズルの内周面に、上向きに突出する突出部215 が形成されている。
2017098668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を流入させる熱媒体流入孔と、前記熱媒体を流出させる熱媒体流出孔と、冷媒を流入させる冷媒流入孔と、前記冷媒流入孔よりも下方に設けられ前記冷媒を流出させる冷媒流出部と、が形成された伝熱プレートが複数枚積層され、隣接する前記伝熱プレートの間に、前記熱媒体流入孔から流入した前記熱媒体が流れる熱媒体流路と、前記冷媒流入孔から流入した前記冷媒が下向きに流れる冷媒流路と、が交互に形成されたプレート積層体と、  複数枚の前記伝熱プレートの積層方向に突出した状態で前記プレート積層体に取り付けられ、前記冷媒流出部から流出した前記冷媒を前記プレート積層体の外部に流出させる冷媒流出ノズルと、を備え、  前記冷媒流出ノズルの内周面に、上向きに突出する突出部が形成された、  プレート型熱交換器。
【請求項２】
前記冷媒流出部は、複数枚の前記伝熱プレートのうちの少なくとも１枚の伝熱プレートの前記冷媒流路の底部よりも上方に設けられた冷媒流出孔によって形成されており、当該冷媒流出部の下部が、前記冷媒流出ノズルの前記内周面の下部よりも上方に位置している、  請求項１に記載のプレート型熱交換器。
【請求項３】
前記少なくとも１枚の伝熱プレートは、前記冷媒流出部の下方に形成され、隣接する伝熱プレートに向かって突出する返し部を有する、  請求項２に記載のプレート型熱交換器。
【請求項４】
前記返し部は、前記少なくとも１枚の伝熱プレートと隣接する伝熱プレートのうちの、前記冷媒流出ノズルから遠い側の伝熱プレートに向かって突出している、  請求項３に記載のプレート型熱交換器。
【請求項５】
前記冷媒流出部は、複数枚の前記伝熱プレートのうちの少なくとも１枚の伝熱プレートの少なくとも下部が切り欠かれた切り欠き形状部と、前記プレート積層体に取り付けられ前記切り欠き形状部を覆うカバー部材と、を含んで形成されており、  前記カバー部材が、前記冷媒流路の底部の少なくとも一部分を形成し、  前記冷媒流路の底部が、前記冷媒流出ノズルの前記内周面の下部から窪んでいる、  請求項１に記載のプレート型熱交換器。
【請求項６】
前記冷媒流出ノズルに近い側の冷媒流路の幅と比較して、前記冷媒流出ノズルから遠い側の冷媒流路の幅が、大きく形成されている、  請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のプレート型熱交換器。
【請求項７】
熱媒体を流入させる熱媒体流入孔と、前記熱媒体を流出させる熱媒体流出孔と、冷媒を流入させる冷媒流入孔と、前記冷媒流入孔よりも下方に設けられ前記冷媒を流出させる冷媒流出部と、が形成された伝熱プレートが複数枚積層され、隣接する前記伝熱プレートの間に、前記熱媒体流入孔から流入した前記熱媒体が流れる熱媒体流路と、前記冷媒流入孔から流入した前記冷媒が下向きに流れる冷媒流路と、が交互に形成されたプレート積層体と、  複数枚の前記伝熱プレートの積層方向に突出した状態で前記プレート積層体に取り付けられ、前記冷媒流出部から流出した前記冷媒を前記プレート積層体の外部に流出させる冷媒流出ノズルと、を備え、  前記冷媒流出部は、複数枚の前記伝熱プレートのうちの少なくとも１枚の伝熱プレートの前記冷媒流路の底部よりも上方に設けられた冷媒流出孔によって形成されており、当該冷媒流出部の下部が、前記冷媒流出ノズルの内周面の下部よりも上方に位置している、  プレート型熱交換器。
【請求項８】
熱媒体を流入させる熱媒体流入孔と、前記熱媒体を流出させる熱媒体流出孔と、冷媒を流入させる冷媒流入孔と、前記冷媒流入孔よりも下方に設けられ前記冷媒を流出させる冷媒流出部と、が形成された伝熱プレートが複数枚積層され、隣接する前記伝熱プレートの間に、前記熱媒体流入孔から流入した前記熱媒体が流れる熱媒体流路と、前記冷媒流入孔から流入した前記冷媒が下向きに流れる冷媒流路と、が交互に形成されたプレート積層体と、  複数枚の前記伝熱プレートの積層方向に突出した状態で前記プレート積層体に取り付けられ、前記冷媒流出部から流出した前記冷媒を前記プレート積層体の外部に流出させる冷媒流出ノズルと、を備え、  前記冷媒流出部は、複数枚の前記伝熱プレートのうちの少なくとも１枚の伝熱プレートの少なくとも下部が切り欠かれた切り欠き形状部と、前記プレート積層体に取り付けられ前記切り欠き形状部を覆うカバー部材と、を含んで形成されており、  前記カバー部材が、前記冷媒流路の底部の少なくとも一部分を形成し、  前記冷媒流路の底部が、前記冷媒流出ノズルの内周面の下部から窪んでいる、  プレート型熱交換器。
【請求項９】
圧縮機と、請求項１〜請求項８の何れか１項に記載のプレート型熱交換器の前記冷媒流路と、膨張装置と、蒸発器とが、冷媒配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、  ポンプと、前記プレート型熱交換器の前記熱媒体流路と、負荷側熱交換器とが、熱媒体配管で環状に接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備え、  前記プレート型熱交換器が、冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する、  冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記冷媒回路を循環する冷媒は、二重結合を有する物質を含んでいる、  請求項９に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、スラッジを捕捉するプレート型熱交換器および冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  冷凍サイクル装置を循環する冷媒に含まれるスラッジは、配管の摩耗、膨張装置の詰まり、圧縮機の故障等を引き起こすおそれがある。例えば、従来の冷凍サイクル装置では、冷媒が循環する冷媒循環経路に、繊維状フィルターを有するストレーナを設置して、スラッジを捕捉している（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２０１１−２２６７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、特許文献１に記載されているような従来の冷凍サイクル装置では、冷媒循環経路にストレーナを追加する構成であるため、コストが増加してしまう。さらに、特許文献１の構成では、スラッジを捕捉した繊維状フィルターが目詰まりして、冷媒の循環が妨げられるおそれがある。【０００５】  この発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、簡易な構成で冷媒に含まれるスラッジを捕捉し、且つ冷媒回路が詰まるおそれを抑制することができるプレート型熱交換器および冷凍サイクル装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  この発明に係るプレート型熱交換器は、熱媒体を流入させる熱媒体流入孔と、熱媒体を流出させる熱媒体流出孔と、冷媒を流入させる冷媒流入孔と、冷媒流入孔よりも下方に設けられ冷媒を流出させる冷媒流出部と、が形成された伝熱プレートが複数枚積層され、隣接する伝熱プレートの間に、熱媒体流入孔から流入した熱媒体が流れる熱媒体流路と、冷媒流入孔から流入した冷媒が下向きに流れる冷媒流路と、が交互に形成されたプレート積層体と、複数枚の伝熱プレートの積層方向に突出した状態でプレート積層体に取り付けられ、冷媒流出部から流出した冷媒をプレート積層体の外部に流出させる冷媒流出ノズルと、を備え、冷媒流出ノズルの内周面に、上向きに突出する突出部が形成されたものである。【０００７】  また、この発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、上記のプレート型熱交換器の冷媒流路と、膨張装置と、蒸発器とが、冷媒配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプと、プレート型熱交換器の熱媒体流路と、負荷側熱交換器とが、熱媒体配管で環状に接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備え、プレート型熱交換器が、冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するものである。
【発明の効果】
【０００８】  この発明によれば、冷媒流出ノズルの内周面に形成された突出部によって、プレート型熱交換器からのスラッジの流出が抑制される。したがって、この発明によれば、簡易な構成で冷媒に含まれるスラッジを捕捉し、且つ冷媒回路が詰まるおそれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成の一例を模式的に記載した図である。
【図２】図１に記載のプレート型熱交換器を正面側から見た状態を模式的に記載した図である。
【図３】図２に記載のプレート型熱交換器を側方から見た状態を模式的に記載した図である。
【図４】図２および図３に記載のプレート型熱交換器を分解して斜めから見た状態を模式的に記載した図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ断面を模式的に記載した図である。
【図６】図５に記載の伝熱プレートを模式的に記載した図である。
【図７】図５の変形例である変形例１を模式的に記載した図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係るプレート型熱交換器を正面側から見た状態を模式的に記載した図である。
【図９】図８のＤ−Ｄ断面を模式的に記載した図である。
【図１０】図９に記載の断面を形成する伝熱プレートを模式的に記載した図である。
【図１１】図１０の変形例である変形例２を模式的に記載した図である。
【図１２】図９の変形例である変形例３を模式的に記載した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさおよび配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。
【００１１】  実施の形態１．［冷凍サイクル装置］  図１は、この発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成の一例を模式的に記載した図である。なお、図１において、実線の矢印Ａは冷媒の流れの向きを示しており、点線の矢印Ｂは熱媒体の流れの向きを示している。この実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００は、冷媒回路１０および熱媒体回路１１を備えている。
【００１２】［冷媒回路］  冷媒回路１０は、圧縮機１と、プレート型熱交換器２の冷媒流路２０６と、膨張装置３と、熱源側熱交換器４と、が冷媒配管で環状に接続されることによって形成され、内部に冷媒を循環させるものである。この実施の形態で使用される冷媒は、例えば、ＨＦＯ−１１２３、ＨＦＯ−１２３４ｙｆまたはＨＦＯ−１２３４ｚｅ等の分子中に二重結合を有する物質を少なくとも一成分として含むものであるが、二重結合を有する物質を含まないものであってもよい。
【００１３】  圧縮機１は、冷媒を圧縮するものであり、例えば、運転周波数を任意に変化させて、単位時間あたりに冷媒を送り出す量を変化させることができるインバータ圧縮機で構成されている。プレート型熱交換器２は、冷媒が流れる冷媒流路２０６と熱媒体が流れる熱媒体流路２０９とを有し、冷媒流路２０６を流れる冷媒と、熱媒体流路２０９を流れる熱媒体と、を熱交換させるものである。膨張装置３は、膨張装置３を通過する冷媒を膨張させるものである。膨張装置３は、例えば、開度を調整することができる膨張弁、または開度を調整することができない簡易な構成の毛細管等で構成されている。熱源側熱交換器４は、例えば、熱源側熱交換器４を流れる冷媒を空気と熱交換させるものである。例えば、熱源側熱交換器４の近傍には、熱源側熱交換器４への送風を行う送風機（図示を省略）が設置されている。
【００１４】［冷媒回路の動作］  次に、冷媒回路１０の動作の一例について説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、プレート型熱交換器２の冷媒流路２０６に流入する。冷媒流路２０６に流入した冷媒は、熱媒体流路２０９を流れる熱媒体と熱交換して凝縮する。つまり、この実施の形態のプレート型熱交換器２は、冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。冷媒流路２０６を流れて凝縮した冷媒は、膨張装置３で膨張される。膨張装置３で膨張された冷媒は、熱源側熱交換器４で熱交換されて蒸発する。熱源側熱交換器４で蒸発された冷媒は、圧縮機１に吸入され、再び圧縮される。
【００１５】［熱媒体回路］  熱媒体回路１１は、ポンプ１２と、プレート型熱交換器２の熱媒体流路２０９と、負荷側熱交換器１３と、が熱媒体配管で環状に接続されることによって形成され、内部に水またはブライン等の熱媒体を循環させるものである。ポンプ１２は、熱媒体回路１１に熱媒体を循環させるものである。負荷側熱交換器１３は、例えば、負荷側熱交換器１３を流れる熱媒体を空気と熱交換させるものである。例えば、負荷側熱交換器１３の近傍には、負荷側熱交換器１３への送風を行う送風機（図示を省略）が設置されている。
【００１６】［熱媒体回路の動作］  次に、熱媒体回路１１の動作の一例について説明する。ポンプ１２が動作することによって、熱媒体回路１１に熱媒体が循環する。プレート型熱交換器２の熱媒体流路２０９を流れる熱媒体は、冷媒流路２０６を流れる冷媒と熱交換して加熱される。熱媒体流路２０９を流れて加熱された熱媒体は、負荷側熱交換器１３に流れる。負荷側熱交換器１３を流れて空気に放熱した熱媒体は、プレート型熱交換器２の熱媒体流路２０９を流れて再び加熱される。
【００１７】［プレート型熱交換器］  図２は、図１に記載のプレート型熱交換器を正面側から見た状態を模式的に記載した図であり、図３は、図２に記載のプレート型熱交換器を側方から見た状態を模式的に記載した図であり、図４は、図２および図３に記載のプレート型熱交換器を分解して斜めから見た状態を模式的に記載した図であり、図５は、図２のＣ−Ｃ断面を模式的に記載した図であり、図６は、図５に記載の伝熱プレートを模式的に記載した図である。図２〜図４に示すように、プレート型熱交換器２は、プレート積層体２０と冷媒流入ノズル２０４と冷媒流出ノズル２０５と熱媒体流入ノズル２０７と熱媒体流出ノズル２０８とを備えている。
【００１８】  プレート積層体２０は、最前面のサイドプレート２０２と最背面のサイドプレート２０３との間に、伝熱プレート２２０と伝熱プレート２３０とが交互に積層されて形成されたものである。サイドプレート２０２とサイドプレート２０３と伝熱プレート２２０と伝熱プレート２３０とは、金属製の板状部材であり、例えば矩形形状を有している。サイドプレート２０２とサイドプレート２０３と伝熱プレート２２０と伝熱プレート２３０とは、それぞれの接触部が例えばロウ付けによって接合されている。サイドプレート２０２、サイドプレート２０３、伝熱プレート２２０、および伝熱プレート２３０は、例えば、図５に示すように、外周の縁が重なるように積層された状態で位置決めされてロウ付けされる。
【００１９】  図４に示すように、接合された隣接するプレートの間には、冷媒が流れる冷媒流路２０６と熱媒体が流れる熱媒体流路２０９とが交互に形成される。なお、この実施の形態では、冷媒が冷媒流路２０６を下向きに下降流となって流れ、且つ熱媒体が熱媒体流路２０９を上向きに上昇流となって流れる例について説明するが、冷媒が冷媒流路２０６を下向きに下降流となって流れ、且つ熱媒体が熱媒体流路２０９を下向きに下降流となって流れるように構成されていてもよい。なお、冷媒流路２０６および熱媒体流路２０９の数量は、図４に記載された例に限定されず、プレート型熱交換器２の仕様等に合わせて適宜変更することができる。
【００２０】  伝熱プレート２２０と伝熱プレート２３０とは、例えば異なる金型を用いて製造されており、異なる表面形状を有している。伝熱プレート２２０および伝熱プレート２３０の表面形状は、例えば、伝熱プレート２２０，２３０の積層方向Ｈに変位する波形状となっており、冷媒流路２０６に流れる冷媒および熱媒体流路２０９に流れる熱媒体に複雑な流れを引き起こし、冷媒と熱媒体との熱交換が促進されるようになっている。
【００２１】  図２および図４に示すように、プレート積層体２０のサイドプレート２０２には、冷媒流入ノズル２０４と冷媒流出ノズル２０５と熱媒体流入ノズル２０７と熱媒体流出ノズル２０８とが取り付けられている。冷媒流入ノズル２０４と冷媒流出ノズル２０５と熱媒体流入ノズル２０７と熱媒体流出ノズル２０８とは、伝熱プレート２２０，２３０の積層方向Ｈに突出した状態でプレート積層体２０に取り付けられている。冷媒流入ノズル２０４は、プレート積層体２０に冷媒を流入させるものであり、例えばサイドプレート２０２の左上の領域に取り付けられている。冷媒流出ノズル２０５は、プレート積層体２０から冷媒を流出させるものであり、サイドプレート２０２の左下の領域に取り付けられている。熱媒体流入ノズル２０７は、プレート積層体２０に熱媒体を流入させるものであり、サイドプレート２０２の右上の領域に取り付けられている。熱媒体流出ノズル２０８は、プレート積層体２０から熱媒体を流出させるものであり、サイドプレート２０２の右下の領域に取り付けられている。なお、この実施の形態の例では、冷媒流出ノズル２０５が、冷媒流入ノズル２０４の下方に設けられていればよい。例えば、冷媒流入ノズル２０４、冷媒流出ノズル２０５、熱媒体流入ノズル２０７、および熱媒体流出ノズル２０８のうちの１つ以上は、プレート積層体２０の最背面のサイドプレート２０３に取り付けられていてもよい。
【００２２】  図４に示すように、伝熱プレート２２０および伝熱プレート２３０のそれぞれには、冷媒流入孔２４１と冷媒流出部２４２と熱媒体流入孔２４３と熱媒体流出孔２４４とが形成されている。冷媒流入孔２４１は、冷媒流入孔２４１同士が重なり合うことによって冷媒を流入させる通路を形成するものであり、冷媒流入ノズル２０４と重なるように設けられている。冷媒流入ノズル２０４から流入した冷媒は、冷媒流入孔２４１が重なり合って形成された通路を通って、冷媒流路２０６に流入する。熱媒体流入孔２４３は、熱媒体流入孔２４３同士が重なり合うことによって熱媒体を流入させる通路を形成するものであり、熱媒体流入ノズル２０７と重なるように設けられている。熱媒体流入ノズル２０７から流入した熱媒体は、熱媒体流入孔２４３が重なり合って形成された通路を通って、熱媒体流路２０９に流入する。熱媒体流出孔２４４は、熱媒体流出孔２４４同士が重なり合うことによって熱媒体を流出させる通路を形成するものであり、熱媒体流出ノズル２０８と重なるように設けられている。熱媒体流路２０９から流出した熱媒体は、熱媒体流出孔２４４が重なり合って形成された通路を通って、冷媒流入ノズル２０４から流出する。
【００２３】  冷媒流出部２４２は、冷媒流出部２４２同士が重なり合うことによって冷媒を流出させる通路を形成するものであり、冷媒流出ノズル２０５と重なるように設けられている。図６に示すように、この実施の形態では、冷媒流出部２４２は、上方の円弧形状部と下方の直線状の弦形状部とを含む冷媒流出孔２４２Ａによって形成されている。そして、図５および図６に示すように、冷媒流出孔２４２Ａの下部が、冷媒流出ノズル２０５の内周面の下部よりも上方に位置している。図５に示すように、冷媒流出孔２４２Ａ同士が重なり合うことで、冷媒を流出させる冷媒流出路２１０が形成される。冷媒流路２０６から流出した冷媒は、冷媒流出孔２４２Ａが重なり合って形成された冷媒流出路２１０を通って、冷媒流出ノズル２０５から流出する。
【００２４】  図５に示すように、この実施の形態の例では、伝熱プレート２２０および伝熱プレート２３０に絞り加工等が施されており、伝熱プレート２２０と伝熱プレート２３０とサイドプレート２０２とサイドプレート２０３とが接触して接合されることで、冷媒流路２０６の底を形成する底部２６０と、底部２６０から上方に突出する隔壁部２１２と、が形成される。なお、底部２６０および隔壁部２１２は、伝熱プレート２２０および伝熱プレート２３０のうちの少なくとも一方に絞り加工等を施すことで形成することもできる。
【００２５】  底部２６０は、冷媒流入ノズル２０４の内周面の下部から窪んでおり、隔壁部２１２は、冷媒流入ノズル２０４の下部よりも上方に突出している。なお、隔壁部２１２の上方の端部は、冷媒流出孔２４２Ａの一部分を形成しており、冷媒流出孔２４２Ａは、底部２６０よりも上方に設けられている。そして、隣り合う隔壁部２１２の間、隔壁部２１２とサイドプレート２０２との間、隔壁部２１２とサイドプレート２０３との間、には、それらのプレートと底部２６０とで区画されたスペース２１１が形成される。
【００２６】  冷媒流出ノズル２０５の内周面には、上向きに突出する突出部２１５が形成されている。突出部２１５は、例えば、冷媒流出ノズル２０５と別体で形成されており、冷媒流出ノズル２０５の内周面にロウ付け等で固定されている。なお、突出部２１５は、例えば冷媒流出ノズル２０５の内周面に削り加工等を施すことによって、冷媒流出ノズル２０５と一体的に形成することもできる。
【００２７】  上記のように、この実施の形態の例のプレート型熱交換器２は、伝熱プレート２２０，２３０が積層されたプレート積層体２０を有し、隣接する伝熱プレート２２０，２３０の間に、冷媒流路２０６と熱媒体流路２０９とが交互に形成されている。冷媒流路２０６を重力方向Ｇに沿って下向きに流れる冷媒は、熱媒体流路２０９を流れる熱媒体と熱交換されて凝縮する。伝熱プレート２２０，２３０には、冷媒流路２０６から冷媒を流出させる冷媒流出孔２４２Ａが形成されており、冷媒流路２０６を重力方向Ｇに沿って下向きに流れて凝縮した冷媒は、積層方向Ｈに向きを変えて、略水平方向に流れる。積層方向Ｈに沿って流れる冷媒は、冷媒流出孔２４２Ａが重なり合って形成された冷媒流出路２１０を略水平方向に流れて、冷媒流出ノズル２０５からプレート積層体２０の外部に流出する。この実施の形態の例のプレート型熱交換器２では、冷媒流路２０６の底を形成する底部２６０が、冷媒流出孔２４２Ａの下部および冷媒流出ノズル２０５の内周面の下部から窪んでおり、冷媒流出孔２４２Ａおよび冷媒流出ノズル２０５の下方に、スペース２１１が形成されている。したがって、この実施の形態の例のプレート型熱交換器２によれば、スペース２１１にスラッジが効率良く捕捉される。なぜなら、スラッジは冷媒と比較して質量が大きいため、スラッジを含む冷媒の流れが、下向きから水平方向に向きを変えたときに、スラッジは冷媒と比較して下方に進みやすい。また、スラッジを含む冷媒が、冷媒流出路２１０を略水平方向に流れることによって、重力の影響を受けたスラッジが下方に沈む。つまり、この実施の形態の例のプレート型熱交換器２によれば、慣性力と重力とを利用して、スペース２１１にスラッジが効率良く捕捉されている。
【００２８】  さらに、この実施の形態の例のプレート型熱交換器２では、冷媒流出ノズル２０５の内周面に、上向きに突出する突出部２１５が形成されているため、プレート型熱交換器２からのスラッジの流出が抑制されている。なお、この実施の形態においては、突出部２１５を省略することもできる。
【００２９】  また、この実施の形態の例のプレート型熱交換器２では、凝縮された液状態の冷媒からスラッジを分離して捕捉しているため、スラッジを効率良く捕捉することができる。なぜなら、液状態の冷媒は気体状態の冷媒と比較して流速が遅い。また、プレート型熱交換器２は、一般的に、クロスフィン型熱交換器等の熱交換器と比較して、冷媒が流れる流速が遅いため、プレート型熱交換器２にスラッジを捕捉する構成を持たせることによって、スラッジを効率良く捕捉することができる。
【００３０】  また、この実施の形態の例では、プレート型熱交換器２の、冷媒流路２０６を流れる冷媒が下降流となり、熱媒体流路２０９を流れる熱媒体が上昇流となるように構成されているため、熱交換の効率が向上されている。さらに、冷媒流路２０６から流出した冷媒の液化が確実化されているため、スラッジの捕捉が確実化されている。
【００３１】  さらに、この実施の形態の例のプレート型熱交換器２では、冷媒流出孔２４２Ａの下部が冷媒流出ノズル２０５の内周面の下部よりも上方に位置するように設けられているため、隔壁部２１２が、冷媒流入ノズル２０４の下部よりも上方に突出する。この実施の形態の例のプレート型熱交換器２では、隔壁部２１２の間にスラッジが捕捉されることで、スペース２１１に捕捉されたスラッジが、冷媒の流れによって巻き上げられるおそれが抑制されている。したがって、この実施の形態のプレート型熱交換器２によれば、プレート型熱交換器２からのスラッジの流出が抑制されている。
【００３２】  さらに、この実施の形態の例では、スラッジを捕捉するスペース２１１が、冷媒流出路２１０および冷媒流出ノズル２０５の下方に形成されているため、スラッジがスペース２１１に溜まった場合であっても、冷媒はスペース２１１の上方の冷媒流出路２１０を流れるため、冷媒の流れが妨げられないようになっている。
【００３３】  なお、この実施の形態で使用される冷媒が、分子構造中に二重結合を有する物質を含むものである場合には、上記の効果がさらに顕著となる。すなわち、二重結合を有する物質は、固体重合物を生成する場合があり、固体重合物を含む冷媒が冷媒回路１０を循環すると、配管の摩耗を促進するおそれ、膨張装置３の詰まりを引き起こすおそれ、および圧縮機１の摺動部の摩耗を促進するおそれ等がある。この実施の形態によれば、固体重合物が生成された場合であっても、スペース２１１に固体重合物が捕捉されるため、固体重合物の発生による冷媒回路１０の不具合のおそれが抑制されている。
【００３４】  また、この実施の形態の例に係る冷凍サイクル装置１００では、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒を凝縮させるプレート型熱交換器２にて、重合物を捕捉する構成であるため、固体重合物の発生による冷媒回路１０の不具合のおそれがさらに抑制される。なぜなら、二重結合を有する物質は、特に、高温高圧の状態で重合物を生成しやすい傾向にあり、この実施の形態の例では、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒を凝縮させるプレート型熱交換器２にて、重合物を捕捉している。すなわち、この実施の形態では、重合物が発生した後に速やかに重合物を捕捉することができるため、冷凍サイクル装置１００の信頼性が向上されている。
【００３５】  この実施の形態は、上記で説明した例に限定されず、例えば、以下に説明するような変形例を有している。なお、以下の変形例の説明では、上述の説明と重複するものについては、説明を省略する。
【００３６】［変形例１］  図７は、図５の変形例である変形例１を模式的に記載した図である。図７に示すように、変形例１では、隔壁部２１２に、返し部２１３が形成されている。つまり、返し部２１３は、冷媒流出部２４２の下方に形成されており、スペース２１１に捕捉されたスラッジの、スペース２１１からの流出を抑制している。なお、返し部２１３は、積層方向Ｈ、つまり隣接する伝熱プレートの何れかに向かって突出していればよいが、冷媒流出ノズル２０５から遠い側の伝熱プレートに向かって突出する構成とすることで、スラッジのスペース２１１からの流出のおそれがさらに抑制される。なお、図７に示すように、返し部２１３が、下向きに、つまり隔壁部２１２と鋭角を成して形成されることによって、スラッジの流出の抑制が確実化される。なお、返し部２１３は、例えば隔壁部２１２の端部に曲げ加工等を施すことによって形成されるが、隔壁部２１２に別部材を固定することによって形成されることもできる。なお、図７の例では、全ての伝熱プレート２２０，２３０に返し部２１３が形成されているが、返し部２１３は、少なくとも１枚の伝熱プレートに形成されていればよい。
【００３７】  実施の形態２．  図８は、この発明の実施の形態２に係るプレート型熱交換器を正面側から見た状態を模式的に記載した図であり、図９は、図８のＤ−Ｄ断面を模式的に記載した図であり、図１０は、図９に記載の断面を形成する伝熱プレートを模式的に記載した図である。上記の実施の形態１では、図５に示すように、スペース２１１が隔壁部２１２で分割されていたが、実施の形態２では、スペース２１１Ａが、最前面のサイドプレート２０２と最背面のサイドプレート２０３との間で、積層方向Ｈに沿って連続した単一の空間となっている。なお、以下では、実施の形態１のプレート型熱交換器２と同じ構成については、同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化する。
【００３８】  図８〜図１０に示すように、この実施の形態の例のプレート型熱交換器２Ａでは、伝熱プレート２２０，２３０に、下部が切り欠かれた切り欠き形状部２４２Ｂが形成されている。そして、プレート積層体２０に、カバー部材２５０が取り付けられている。カバー部材２５０は、切り欠き形状部２４２Ｂを覆うことで、冷媒流路２０６の底部２６０Ａを形成している。この実施の形態では、冷媒流出部２４２が、切り欠き形状部２４２Ｂとカバー部材２５０とで形成されている。冷媒流路２０６の底部２６０Ａは、冷媒流出ノズル２０５の内周面の下部から窪んでいる。この実施の形態の例のプレート型熱交換器２Ａでは、スラッジが捕捉されるスペース２１１Ａが大型化されている。さらに、この実施の形態のプレート型熱交換器２Ａでは、冷媒流出部２４２の断面積が大型化されているため、冷媒流出部２４２を流れる冷媒の流速が遅くなる。したがって、この実施の形態のプレート型熱交換器２Ａによれば、冷媒が効率良く捕捉される。
【００３９】  この実施の形態は、上記で説明した例に限定されず、例えば、以下に説明するような変形例を有している。なお、以下の変形例の説明では、上述の説明と重複するものについては、説明を省略する。
【００４０】［変形例２］  図１１は、図１０の変形例である変形例２を模式的に記載した図である。図１１に示すように、変形例２では、伝熱プレート２２０，２３０に、下部および側部を含む領域が切り欠かれた切り欠き形状部２４２Ｃが形成されている。変形例２の構成とすることによって、スラッジが捕捉されるスペース２１１Ａをさらに大型化し、且つ冷媒流出部２４２の断面積をさらに大型化することができる。
【００４１】［変形例３］  図１２は、図９の変形例である変形例３を模式的に記載した図である。図１２に示すように、変形例３では、冷媒流出ノズル２０５に近い側の冷媒流路２０６の幅と比較して、冷媒流出ノズル２０５から遠い側の冷媒流路２０６の幅が、大きく形成されており、冷媒流出ノズル２０５から遠い側の冷媒流路２０６に冷媒が多く流れる。その結果、冷媒流出ノズル２０５から遠い側の冷媒流路２０６Ａに冷媒が多く流れて、冷媒流出路２１０の長い距離を流れるため、重力が作用して下側に移動する重合物を捕捉することができる。この比較例３の構成は、重合物の発生量が多い場合に特に有効である。なお、上記では、積層方向Ｈに沿って、冷媒流路２０６の幅を調整することで圧力損失を調整して、冷媒流路２０６に流す冷媒の量を調整したが、例えば、伝熱プレート２２０，２３０に形成された表面形状を調整することによって、圧力損失を調整することもできる。
【００４２】  この発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々に改変することができる。すなわち、上記の実施の形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施の形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【００４３】  例えば、図５を用いて説明した実施の形態１では、全ての伝熱プレート２２０，２３０に冷媒流出孔２４２Ａが形成されており、図９を用いて説明した実施の形態２では、全ての伝熱プレート２２０，２３０に切り欠き形状部２４２Ｂが形成されていたが、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせた構成とすることもできる。すなわち、少なくとも１枚の伝熱プレートに、冷媒流出孔２４２Ａまたは切り欠き形状部２４２Ｂを形成することで、上述した効果と同様の効果を有するプレート熱交換器が得られる。
【００４４】  また、図５を用いて説明した実施の形態１のプレート型熱交換器２に、変形例３を適用して、実施の形態１のプレート型熱交換器２を、冷媒流出ノズル２０５に近い側の冷媒流路２０６の幅と比較して、冷媒流出ノズル２０５から遠い側の冷媒流路２０６の幅が、大きく形成されたものとすることもできる。
【００４５】  また、例えば、上記では、プレート型熱交換器が凝縮器として機能する例について説明したが、冷媒回路に四方弁等の流路切替手段を設けてある場合には、冷媒が流れる向きを変えて、プレート型熱交換器を蒸発器として機能させることもできる。プレート型熱交換器を蒸発器として機能させる場合には、例えば、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張装置、プレート型熱交換器の冷媒流路の順に冷媒を循環させればよい。
【符号の説明】
【００４６】  １  圧縮機、２  プレート型熱交換器、２Ａ  プレート型熱交換器、３  膨張装置、４  熱源側熱交換器、１０  冷媒回路、１１  熱媒体回路、１２  ポンプ、１３  負荷側熱交換器、２０  プレート積層体、１００  冷凍サイクル装置、２０２  サイドプレート、２０３  サイドプレート、２０４  冷媒流入ノズル、２０５  冷媒流出ノズル、２０６  冷媒流路、２０６Ａ  冷媒流路、２０７  熱媒体流入ノズル、２０８  熱媒体流出ノズル、２０９  熱媒体流路、２１０  冷媒流出路、２１１  スペース、２１１Ａ  スペース、２１２  隔壁部、２１３  返し部、２１５  突出部、２２０  伝熱プレート、２３０  伝熱プレート、２４１  冷媒流入孔、２４２  冷媒流出部、２４２Ａ  冷媒流出孔、２４２Ｂ  切り欠き形状部、２４３  熱媒体流入孔、２４４  熱媒体流出孔、２５０  カバー部材、２６０  底部、２６０Ａ  底部、Ｇ  重力方向、Ｈ  積層方向。
【図１】
2017098668.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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【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月21日(2016.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係るプレート型熱交換器は、熱媒体を流入させる熱媒体流入孔と、熱媒体を流出させる熱媒体流出孔と、冷媒を流入させる冷媒流入孔と、冷媒流入孔よりも下方に設けられ冷媒を流出させる冷媒流出部と、が形成された伝熱プレートが複数枚積層され、隣接する伝熱プレートの間に、熱媒体流入孔から流入した熱媒体が流れる熱媒体流路と、冷媒流入孔から流入した冷媒が下向きに流れる冷媒流路と、が交互に形成されたプレート積層体と、複数枚の伝熱プレートの積層方向に突出した状態でプレート積層体に取り付けられ、冷媒流出部から流出した冷媒をプレート積層体の外部に流出させる冷媒流出ノズルと、を備え、冷媒流出部は、複数枚の伝熱プレートのうちの少なくとも１枚の伝熱プレートの冷媒流路の底部よりも上方に設けられた冷媒流出孔によって形成されており、当該冷媒流出部の下部が、冷媒流出ノズルの内周面の下部よりも上方に位置し、冷媒流出ノズルの内周面には、上向きに突出する突出部が形成されたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を流入させる熱媒体流入孔と、前記熱媒体を流出させる熱媒体流出孔と、冷媒を流入させる冷媒流入孔と、前記冷媒流入孔よりも下方に設けられ前記冷媒を流出させる冷媒流出部と、が形成された伝熱プレートが複数枚積層され、隣接する前記伝熱プレートの間に、前記熱媒体流入孔から流入した前記熱媒体が流れる熱媒体流路と、前記冷媒流入孔から流入した前記冷媒が下向きに流れる冷媒流路と、が交互に形成されたプレート積層体と、
複数枚の前記伝熱プレートの積層方向に突出した状態で前記プレート積層体に取り付けられ、前記冷媒流出部から流出した前記冷媒を前記プレート積層体の外部に流出させる冷媒流出ノズルと、を備え、
前記冷媒流出部は、
複数枚の前記伝熱プレートのうちの少なくとも１枚の伝熱プレートの前記冷媒流路の底部よりも上方に設けられた冷媒流出孔によって形成されており、当該冷媒流出部の下部が、前記冷媒流出ノズルの内周面の下部よりも上方に位置し、
前記冷媒流出ノズルの内周面には、
上向きに突出する突出部が形成された、
プレート型熱交換器。
【請求項２】
熱媒体を流入させる熱媒体流入孔と、前記熱媒体を流出させる熱媒体流出孔と、冷媒を流入させる冷媒流入孔と、前記冷媒流入孔よりも下方に設けられ前記冷媒を流出させる冷媒流出部と、が形成された伝熱プレートが複数枚積層され、隣接する前記伝熱プレートの間に、前記熱媒体流入孔から流入した前記熱媒体が流れる熱媒体流路と、前記冷媒流入孔から流入した前記冷媒が下向きに流れる冷媒流路と、が交互に形成されたプレート積層体と、
複数枚の前記伝熱プレートの積層方向に突出した状態で前記プレート積層体に取り付けられ、前記冷媒流出部から流出した前記冷媒を前記プレート積層体の外部に流出させる冷媒流出ノズルと、を備え、
前記冷媒流出ノズルの内周面には、
上向きに突出する突出部が形成され、
前記冷媒流出ノズルに近い側の冷媒流路の幅と比較して、前記冷媒流出ノズルから遠い側の冷媒流路の幅が、大きく形成されている、
プレート型熱交換器。
【請求項３】
前記少なくとも１枚の伝熱プレートは、前記冷媒流出部の下方に形成され、隣接する伝熱プレートに向かって突出する返し部を有する、
請求項１又は２に記載のプレート型熱交換器。
【請求項４】
前記返し部は、前記少なくとも１枚の伝熱プレートと隣接する伝熱プレートのうちの、前記冷媒流出ノズルから遠い側の伝熱プレートに向かって突出している、
請求項３に記載のプレート型熱交換器。
【請求項５】
前記冷媒流出部は、複数枚の前記伝熱プレートのうちの少なくとも１枚の伝熱プレートの少なくとも下部が切り欠かれた切り欠き形状部と、前記プレート積層体に取り付けられ前記切り欠き形状部を覆うカバー部材と、を含んで形成されており、
前記カバー部材が、前記冷媒流路の底部の少なくとも一部分を形成し、
前記冷媒流路の底部が、前記冷媒流出ノズルの前記内周面の下部から窪んでいる、
請求項１に記載のプレート型熱交換器。
【請求項６】
熱媒体を流入させる熱媒体流入孔と、前記熱媒体を流出させる熱媒体流出孔と、冷媒を流入させる冷媒流入孔と、前記冷媒流入孔よりも下方に設けられ前記冷媒を流出させる冷媒流出部と、が形成された伝熱プレートが複数枚積層され、隣接する前記伝熱プレートの間に、前記熱媒体流入孔から流入した前記熱媒体が流れる熱媒体流路と、前記冷媒流入孔から流入した前記冷媒が下向きに流れる冷媒流路と、が交互に形成されたプレート積層体と、
複数枚の前記伝熱プレートの積層方向に突出した状態で前記プレート積層体に取り付けられ、前記冷媒流出部から流出した前記冷媒を前記プレート積層体の外部に流出させる冷媒流出ノズルと、を備え、
前記冷媒流出部は、複数枚の前記伝熱プレートのうちの少なくとも１枚の伝熱プレートの少なくとも下部が切り欠かれた切り欠き形状部と、前記プレート積層体に取り付けられ前記切り欠き形状部を覆うカバー部材と、を含んで形成されており、
前記カバー部材が、前記冷媒流路の底部の少なくとも一部分を形成し、
前記冷媒流路の底部が、前記冷媒流出ノズルの内周面の下部から窪んでいる、
プレート型熱交換器。
【請求項７】
圧縮機と、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のプレート型熱交換器の前記冷媒流路と、膨張装置と、蒸発器とが、冷媒配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
ポンプと、前記プレート型熱交換器の前記熱媒体流路と、負荷側熱交換器とが、熱媒体配管で環状に接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備え、
前記プレート型熱交換器が、冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する、
冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記冷媒回路を循環する冷媒は、二重結合を有する物質を含んでいる、
請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2017098668.tif 000015
2017098668.tif 000016
2017098668.tif 000017
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