(57)【要約】【課題】一対の溝形プレートを互いに逆向きに重ね合わせて、その周縁部を液密に固定すると共に内部にインナーフィンを設け、そのインナーフィンの表面側と裏面側とに異なった流体を流通させるものにおいて、インナーフィンの伝熱面積を可能な限り大きくすること。【解決手段】インナーフィンは波形に曲折されたものからなり、その波の各凸条と第１プレート１の内面との間および第２プレート２の内面との間に夫々隙間ｔが空くように形成する。【選択図】        図１
2004205058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々一対の平行な両縁部が曲折されて溝状に形成されると共に、その両側壁の端縁に小フランジ部(15)が形成された一対の互いに整合する第１プレート(1) と第２プレート(2) とを有し、
両プレート(1) (2) の小フランジ部(15)が互いに対向して接合されると共に、溝方向の両端が閉塞され且つ、内部に波形のインナーフィン(3) が介装された熱交換器において、
そのインナーフィン(3) の周縁が前記両プレート(1) (2) の周縁に接合され且つ、インナーフィン(3) の両面に形成された多数の波の凸条部先端と、両プレート(1) (2) の内面との間に隙間ｔが形成され、
第１プレート(1) とインナーフィン(3) との間に第１の流体(8) が流通する偏平な第１流路(4) が形成されると共に、
第２プレート(2) とインナーフィン(3) との間に第２の流体(9) が流通する偏平な第２流路(5) が形成され、
第１流路(4) および第２流路(5) に夫々連通する一対の出入口(6)(7)が形成されたプレート型熱交換器。
【請求項２】
請求項１において、
前記両プレートのうち少なくとも一方のプレートの内面に補強凸条(16)が突設され、その補強凸条(16)の先端面が前記インナーフィン(3) の凸条先端と交差して接触し、その接触部が接合固定されたプレート型熱交換器。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１プレート(1) の内面のみに、前記補強凸条(16)が突設され、その第１流路(4) に流通する第１の流体(8) の流体圧が、第２の流体(9) の流体圧よりも高圧にされるプレート型熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記両プレート(1) (2) の全周が立ち上げられると共に、その周縁に前記小フランジ部(15)が形成されたプレート型熱交換器。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記両プレート(1) (2) が溝状に曲折されると共に、その溝方向両端が開口し、その開口と前記インナーフィン(3) との間に整合する一対の波形端蓋(21)が厚み方向に夫々嵌着固定されたプレート型熱交換器。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
互いに離間して前記第２プレート(2) に一対の出入口(6) が設けられ、その出入口(6) に整合するように前記インナーフィン(3) の波形の一部に一対の連通孔(10)が設けられ、
波形端面を有するスペーサ(20)が、前記出入口(6) と連通孔(10)の孔縁部間を環状に閉塞するように介装固定され、
前記第２プレート(2) のみに互いに離間して一対の出入口(6)(7)が設けられたプレート型熱交換器。
【請求項７】
請求項６において、
前記出入口(6)(7)の位置で、前記インナーフィン(3) の波の振幅を、インナーフィン(3) の波の凸条に直交する方向に帯状に、他の部分のそれより小さくした振幅圧縮部(19)が形成されたプレート型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周縁が立ち上げられた皿状金属板（ドロンカップ型）を互いに逆向きに重ね合わせると共に、内部にインナーフィンを介装したプレート型熱交換器であって、特に、インナーフィンの表面側と裏面側とに異なった流体が流通するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドロンカップ型と言われるプレート型熱交換器は、プレス成形により周縁を立ち上げて皿状に形成した一対のプレートを互いに逆向きに重ね合わせてその周縁部を接合し、内部に波形に曲折したインナーフィンを介装するものが知られている。このようなインナーフィン付き熱交換器において、インナーフィンの表面側と裏面側とに夫々異なった流体を流通させ、両流体間に熱交換を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１６２１７９号公報
【０００４】
この熱交換器は、インナーフィンの周縁を上下一対のプレートの周縁と一体に接合すると共に、インナーフィンの波形の頂部および谷部となる各凸条が上下一対のプレートの内面に接触し、その接触部が一体にろう付け固定されたものである。そして第１プレートとインナーフィンの表面側との間に第１の流体が流通し、第２プレートとインナーフィンの裏面側との間に第２の流体が流通するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインナーフィンの各凸条は、一対のプレートの内面に夫々接触している。そのためその接触部には流体が流通できず、伝熱面として機能しない構造となっていた。
そこで本発明は、可能な限り伝熱面を確保し熱交換を促進させることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、夫々一対の平行な両縁部が曲折されて溝状に形成されると共に、その両側壁の端縁に小フランジ部(15)が形成された一対の互いに整合する第１プレート(1) と第２プレート(2) とを有し、
両プレート(1) (2) の小フランジ部(15)が互いに対向して接合されると共に、溝方向の両端が閉塞され且つ、内部に波形のインナーフィン(3) が介装された熱交換器において、
そのインナーフィン(3) の周縁が前記両プレート(1) (2) の周縁に接合され且つ、インナーフィン(3) の両面に形成された多数の波の凸条部先端と、両プレート(1) (2) の内面との間に隙間ｔが形成され、
第１プレート(1) とインナーフィン(3) との間に第１の流体(8) が流通する偏平な第１流路(4) が形成されると共に、
第２プレート(2) とインナーフィン(3) との間に第２の流体(9) が流通する偏平な第２流路(5) が形成され、
第１流路(4) および第２流路(5) に夫々連通する一対の出入口(6)(7)が形成されたプレート型熱交換器である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記両プレートのうち少なくとも一方のプレートの内面に補強凸条(16)が突設され、その補強凸条(16)の先端面が前記インナーフィン(3) の凸条先端と交差して接触し、その接触部が接合固定されたプレート型熱交換器である。
請求項３に記載の本発明は、請求項２において、
前記第１プレート(1) の内面のみに、前記補強凸条(16)が突設され、その第１流路(4) に流通する第１の流体(8) の流体圧が、第２の流体(9) の流体圧よりも高圧にされるプレート型熱交換器である。
【０００８】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記両プレート(1) (2) の全周が立ち上げられると共に、その周縁に前記小フランジ部(15)が形成されたプレート型熱交換器である。
請求項５に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記両プレート(1) (2) が溝状に曲折されると共に、その溝方向両端が開口し、その開口と前記インナーフィン(3) との間に整合する一対の波形端蓋(21)が厚み方向に夫々嵌着固定されたプレート型熱交換器である。
【０００９】
請求項６に記載の本発明は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
互いに離間して前記第２プレート(2) に一対の出入口(6) が設けられ、その出入口(6) に整合するように前記インナーフィン(3) の波形の一部に一対の連通孔(10)が設けられ、
波形端面を有するスペーサ(20)が、前記出入口(6) と連通孔(10)の孔縁部間を環状に閉塞するように介装固定され、
前記第２プレート(2) のみに互いに離間して一対の出入口(6)(7)が設けられたプレート型熱交換器である。
【００１０】
請求項７に記載の本発明は、請求項６において、
前記出入口(6)(7)の位置で、前記インナーフィン(3) の波の振幅を、インナーフィン(3) の波の凸条に直交する方向に帯状に、他の部分のそれより小さくした振幅圧縮部(19)が形成されたプレート型熱交換器である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明のプレート型熱交換器の第１の実施の形態を示す要部破断斜視図であり、図２はその全体的斜視図、図３はその出入口６にパイプ接続用のボス部11を取付けた要部縦断面図である。
このプレート型熱交換器は、夫々全周縁が立上げられて皿状に形成された一対の第１プレート１と第２プレート２とを有し、夫々のプレートの全周縁部には小フランジ部15が僅かに突設されている。この例では、第１プレート１，第２プレート２の外周は互いに整合し、平面が矩形に形成されている。
【００１２】
第２プレート２には図２に示す如く、その長手方向の両端位置であって夫々対角線上に一対のづつの出入口６，出入口７とが形成されている。一対の出入口６の孔縁部は、内面側に凹陥している。
次に、平面外周が夫々第１プレート１，第２プレート２に整合するインナーフィン３は、その周縁および長手方向の両端部を除き、その長手方向に各波の凸条が形成されるようにプレス成形により波形に形成されている。そのインナーフィン３の周縁は、一対の第１プレート１，第２プレート２の周縁の小フランジ部に挟持される。
【００１３】
また、インナーフィン３の長手方向両端に存在する平坦部３ｂには夫々第１の出入口６に整合する一対の連通孔10が対角線上に穿設されている。
このように一対の第１プレート１，第２プレート２間に介装されたインナーフィン３は、その各波の凸条と第１プレート１，第２プレート２との間に隙間ｔが図１および図３の如く形成されている。またこの例では、第１プレート１に複数の補強凸条16が互いに長手方向に離間し、その内面側に突出し、その補強凸条16の頂部とインナーフィン３の各凸条とが直交し、その接触部が互いにろう付け固定されている。
【００１４】
なお、この例では第１プレート１のみに補強凸条16を形成したが、第２プレート２の内面側にそれを設けてもよい。
そしてその先端とインナーフィン３の凸条の各部との間を、一体にろう付け固定することができる。そしてインナーフィン３の図において、下面側に偏平な第１流路４が形成され、上面側に同様の第２流路５が形成される。
なお、この例では図３の如く、第２プレート２の出入口６にはボルト14を植設したリング状のボス部11がろう付け固定され、それに図示しないシール用のＯリングおよびナット13を介してパイプ12のフランジ部が固定される。
【００１５】
そして第１の出入口６の一方から第１の流体８が第１流路４内に流入し、それが偏平な第１流路４内を流通し、他方の出入口６から流出する。また、第２の一方の出入口７から他方の出入口７に第２の流体９が第２流路５を介して流通し、第１の流体８と第２の流体９との間に熱交換が行われる。
図１〜図３の例では第１プレート１のみに補強凸条16が形成され、第１流路４側の耐圧性が第２流路５のそれに比べて高いものとなっている。そこで、第１流路４に流通する第１の流体８の流体圧は、第２流路５に流通する第２の流体９の流体圧よりも高いものが使用される。
【００１６】
次に、図４〜図６は本発明の第２の実施の形態を示し、図４はその一部破断分解斜視図、図５は図４のＶ−Ｖ矢視断面略図、図６は図５のVI−VI矢視断面略図である。
この例は、夫々互いに平行な両縁部が曲折されて溝状に形成された一対の第１プレート１，第２プレート２を有し、夫々の両縁部に小フランジ部15が形成されている。そして第１プレート１，第２プレート２の小フランジ部15の間にインナーフィン３の縁部が挟持され、それらの間が一体にろう付け固定される。
【００１７】
第２プレート２には、その両端部であって対角線上の各隅部に一対の第１の出入口７と第２の出入口６とが配置されている。第１の出入口６には、それに整合する連通孔10がインナーフィン３に図５および図６の如く穿設されている。そして、連通孔10の孔縁部と第１の出入口６の孔縁部との間に下面側が波形に形成されたスペーサ20が、図４，図５，図６の如く、両孔縁部間を連通するように介装されている。
次に、第１プレート１，第２プレート２の長手方向両端とインナーフィン３との間の各開口部には一対の波形端蓋21が嵌着し、第１プレート１と波形端蓋21とインナーフィン３と第２プレート２との間が一体にろう付け固定される。
【００１８】
次に、第１プレート１および第２プレート２には夫々長手方向に離間し複数の補強凸条16が形成され、その補強凸条16の頂部とインナーフィン３の各波の凸条とが交差すると共に、両者間が接触しその接触部が一体にろう付け固定されている。インナーフィン３は、出入口６，７の位置で波の振幅を圧縮した振幅圧縮部(19)が帯状に設けられ、その出入口６，７で各流体が幅方向に移動できるようにしている。そして一対の第１の出入口６うち一方側から第１の流体８が流入し、それがスペーサ20を介し第１流路４内に流入し、第１流路４内を図４の左から右へ流通して他方の出入口６からそれが流出する。また、第２の一対の出入口７のうち一方側から第２の流体９が流入し、それが第２流路５を右から左方向に流通して他方の出入口７より流出する。そして両流体８，９間に熱交換が行われるものである。
【００１９】
次に、図７は本発明のさらに他の実施の形態を示す縦断面図であって、第１プレート１の長手方向両端に一対の出入口６（一方を省略）が形成され、第２プレート２の長手方向両端に一対の出入口７が形成されている。その他は、図４のものと基本的に同一である。
このようにすることにより、図４の実施の形態において必要とされたスペーサ20を省略することができる。
【００２０】
【発明の作用・効果】
本発明のプレート型熱交換器は、インナーフィン３を介してその表面側と裏面側とに偏平な第１流路４と第２流路５とが形成されるものにおいて、インナーフィン３の各波の凸条部先端と両第１プレート１，第２プレート２の内面との間に夫々隙間ｔが形成されている。そのため、従来のインナーフィンを有するプレート型熱交換器に比べて放熱面積が大きくなり、熱交換を促進できる効果がある。
即ち、従来のインナーフィンを有するプレート型熱交換器は、そのインナーフィンの波の各凸条が対向する一対のプレートに夫々接触し、接触部がろう付け固定されたものである。そのためそのろう付け部には、第１流路も第２流路も流通し得ず、その分だけ放熱面積が少なくなっていた。
しかしながら、本願のインナーフィンはその各凸条部先端と第１プレート１，第２プレート２との間に隙間ｔが形成されているため、インナーフィン３の全ての凸条部に各流体が流通し熱交換が促進される。
【００２１】
上記構成において、第１プレート１，第２プレート２のうち少なくとも一方の内面に補強凸条16を突設し、その補強凸条16の先端面がインナーフィン３の凸条先端と交差して接触し、その接触部を接合固定することができる。この場合には、比較的耐圧性の高いプレート型熱交換器となり得る。
上記構成において、第１プレート１の内面のみに補強凸条16を突設し、その第１流路４に流通する第１の流体８の流体圧を第２の流体９の流体圧よりも高圧にすることができる。この場合には、より耐圧性の強い第１プレート１とインナーフィン３との間に第１の流体８が流通するため、信頼性の高い熱交換器となり得る。
【００２２】
上記いずれかの構成において、第１プレート１，第２プレート２の全周を立ち上げると共に、その周縁に小フランジ部15を形成することができる。それにより、部品点数が少なく構造が簡単で製造し易いプレート型熱交換器を提供できる。
上記いずれかの構成において、第１プレート１，第２プレート２を溝状に曲折形成すると共に、その溝方向の両端を開口し、その開口とインナーフィン３との間を波形端蓋21で閉塞することができる。このようにすることにより、第１プレート１，第２プレート２を極めて長尺な溝状体に形成し、それを適宜長さに切断することにより製造することができる。それよって、製造コストの低いプレート型熱交換器を提供できる。
【００２３】
上記いずれかの構成において、第２プレート２の一対の出入口６に夫々整合してインナーフィン３に連通孔10を設け、その連通孔10の孔縁部と出入口６の孔縁部との間を波形端面を有するスペーサ20で連結固定することができる。それにより、第２プレート２側から第１の流体８を第１流路４内に流通させることができる。
上記構成において、出入口６，７の位置でインナーフィン３の波の振幅を部分的に小さくすることができる。それにより、出入口６，７から流出入する流体を帯状に拡散させ、各部に均一に各流体を流通させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレート型熱交換器の要部破断斜視図。
【図２】同プレート型熱交換器の斜視略図。
【図３】同プレート型熱交換器の出入口６における要部縦断面図。
【図４】本発明のプレート型熱交換器の他の実施の形態を示す一部破断分解斜視略図。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面略図。
【図６】図５のVI−VI矢視断面略図。
【図７】本発明の他のプレート型熱交換器の要部横断面図。
【符号の説明】
１  第１プレート
２  第２プレート
３  インナーフィン
３ａ  波形部
３ｂ  平坦部
４  第１流路
５  第２流路
６，７  出入口
８  第１の流体
９  第２の流体
10  連通孔
11  ボス部
12  パイプ
13  ナット
14  ボルト
15  小フランジ部
16  補強凸条
19  振幅圧縮部
20  スペーサ
21  波形端蓋
【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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