(57)【要約】【課題】プレート型熱交換器において、各エレメントどうしの連通孔の孔縁部における流通抵抗の低減と、組立て及びろう付け時における孔縁部どうしの安定した位置決めとを同時に行うこと。【解決手段】第１プレート３の出入口の孔縁と第２プレート４の出入口の孔縁とが互いに接合されるものであって、第１プレート３の出入口１の孔縁部の全周に僅かなリング状の第１立ち上げ部６を形成すると共に、その第１立ち上げ部６の一部のみにそれから段付状に立ち上がる第２立ち上げ部７を一体に形成する。そして第２立ち上げ部７の高さが第２プレート４の厚みを充分越えるようにすると共に、その第１立ち上げ部６および第２立ち上げ部７を第２プレート４の出入口１に嵌入させる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々互いに離間した一対づつの出入口(1) (2) が開口され、少なくとも一方の周縁が立ち上げられて皿状に形成された一対の第１プレート(3) と第２プレート(4) とを有し、
その第１プレート(3) と第２プレート(4) とが交互に積層されて、その周縁が互いに接触すると共に、夫々の出入口(1) (2) が積層方向に整合し且つ、その孔縁が互いに接触し、それらの接触部がろう付けされるプレート型熱交換器において、
第１プレート(3) の出入口(1) の孔縁部の全周に僅かなリング状の第１立ち上げ部(6) が形成されると共に、その第１立ち上げ部(6) の一部のみに、それから段付き状に立ち上がる第２立ち上げ部(7) が一体に形成され、
その第２立ち上げ部(7) の高さが、第２プレート(4) の厚みを充分越え、その第１立ち上げ部(6) および第２立ち上げ部(7) が第２プレート(4) の出入口(1) に嵌入したプレート型熱交換器。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１プレート(3) および第２プレート(4) の平面外周が矩形に形成され、前記出入口(1) (2) が夫々の隅部に配置され、
前記第２立ち上げ部(7) が、その隣接する隅に対向するように形成されたプレート型熱交換器。
【請求項３】
夫々互いに離間した一対づつの出入口(1) (2) が開口され、少なくとも一方の周縁が立ち上げられて皿状に形成された一対の第１プレート(3) と第２プレート(4) とを有し、
その第１プレート(3) と第２プレート(4) とが交互に積層されて、その周縁が互いに接触すると共に、夫々の出入口(1) (2) が積層方向に整合し且つ、その孔縁が互いに接触し、それらの接触部がろう付けされるプレート型熱交換器において、
第１プレート(3) の出入口(1) の孔縁部の全周に僅かなリング状の第１立ち上げ部(6) が形成されると共に、その第１立ち上げ部(6) に互いに離間して複数の係止爪(5) が一体に立ち上げられ、
その係止爪(5) の先端までの高さが、第２プレート(4) の厚みを充分越え、その第１の立ち上げげ部(6) および係止爪(5) が第２プレート(4) の出入口(1) に嵌入した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、
第１プレート(3) と第２プレート(4) の何れか一方のプレートの周縁に複数の爪部(8) を一体に形成し、その爪部(8) を折り曲げて他方側のプレートの縁を係止することを特徴とする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、一対の皿状プレートを互いに逆向きに重ね合わせて周縁部を接合してエレメントを形成し、各エレメントどうしを夫々の連通孔において接合した積層型のプレート型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層型のプレート型熱交換器は細長い皿状に形成され、その四隅部に夫々連通孔を有する第１プレートと第２プレートとを有し、第１プレートおよび第２プレートの周縁部を液密に接合してエレメントを形成し、各エレメントどうしを厚み方向に積層すると共に、各連通孔どうしを一体に接合したものが知られている。そして一方のプレート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である。
【０００３】
このようなプレートを積層したプレート型熱交換器において、各プレート間の隙間が極めて狭いものが存在する。そして各連通孔は一方側から僅かにバーリング加工され、その部分が整合する他のエレメントの開口に嵌着し、各エレメントどうしが整合されて熱交換器が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような積層タイプのプレート型熱交換器において、連通孔の孔縁部の立ち上がり部をより高くすると、そこから各プレート間に流出入する流体の孔縁部における流通抵抗が増大する欠点がある。
また、そのバーリング加工部を小さくし過ぎると、各プレートを積層した際に一方の孔縁部に他方の孔縁部か載り上げ、組立て不良を起こすおそれがある。
【０００５】
さらに各エレメントを構成する第１プレートと第２プレートとは、その周縁部において互いに整合するように、一方側の全縁部を環状に立ち上げ形成する必要がある。その場合、より精密な金型を必要とし嵌着の精度を高める必要がある。
また、周縁部をカシメにより位置決め固定する場合には、そのカシメ型が高価になる欠点があった。
そこで本発明は、これらの各種欠点を取り除き、各流体の出入口における流通抵抗を減少すると共に、組立てが容易で金型の製作が容易なプレート型熱交換器を提供することを目的とする。
【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、夫々互いに離間した一対づつの出入口(1) (2) が開口され、少なくとも一方の周縁が立ち上げられて皿状に形成された一対の第１プレート(3) と第２プレート(4) とを有し、
その第１プレート(3) と第２プレート(4) とが交互に積層されて、その周縁が互いに接触すると共に、夫々の出入口(1) (2) が積層方向に整合し且つ、その孔縁が互いに接触し、それらの接触部がろう付けされるプレート型熱交換器において、
第１プレート(3) の出入口(1) の孔縁部の全周に僅かなリング状の第１立ち上げ部(6) が形成されると共に、その第１立ち上げ部(6) の一部のみに、それから段付き状立ち上がる第２立ち上げ部(7) が一体に形成され、
その第２立ち上げ部(7) の高さが、第２プレート(4) の厚みを充分越え、その第１立ち上げ部(6) および第２立ち上げ部(7) が第２プレート(4) の出入口(1) に嵌入し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、
前記第１プレート(3) および第２プレート(4) の平面外周が矩形に形成され、前記出入口(1) (2) が夫々の隅部に配置され、
前記第２立ち上げ部(7) が、その隣接する隅に対向するように形成されたプレート型熱交換器である。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、夫々互いに離間した一対づつの出入口(1) (2) が開口され、少なくとも一方の周縁が立ち上げられて皿状に形成された一対の第１プレート(3) と第２プレート(4) とを有し、
その第１プレート(3) と第２プレート(4) とが交互に積層されて、その周縁が互いに接触すると共に、夫々の出入口(1) (2) が積層方向に整合し且つ、その孔縁が互いに接触し、それらの接触部がろう付けされるプレート型熱交換器において、
第１プレート(3) の出入口(1) の孔縁部の全周に僅かなリング状の第１立ち上げ部(6) が形成されると共に、その第１立ち上げ部(6) に互いに離間して複数の係止爪(5) が一体に立ち上げられ、
その係止爪(5) の先端までの高さが、第２プレート(4) の厚みを充分越え、その第１の立ち上げげ部(6) および係止爪(5) が第２プレート(4) の出入口(1) に嵌入したプレート型熱交換器である。
【０００９】
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、
第１プレート(3) と第２プレート(4) の何れか一方のプレートの周縁に複数の爪部(8) を一体に形成し、その爪部(8) を折り曲げて他方側のプレートの縁を係止することを特徴とするプレート型熱交換器である。
【００１０】
【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構成部品であるエレメント20を示す平面図、図２は図１のＩ−Ｉ矢視断面図、図３は図１の III− III矢視断面図、図４は図１のIV−IV矢視断面図である。また、図５はそのエレメント20の第１プレート３と第２プレート４との要部分解斜視図、図６は複数のエレメント20を積層した熱交換器の要部断面図である。さらに図７は第１プレート３の出入口１における孔縁部の斜視略図である。
【００１１】
この熱交換器は多数のエレメント20の積層体からなり、夫々のエレメント20は図１〜図５示す如く、外周が互いに整合する一対の第１プレート３と第２プレート４とを有する。第１プレート３および第２プレート４は、互いに整合する小フランジ部12，13を周縁に有し、それらが互いに面接触する。第１プレート３の小フランジ部12の内側には、図５に示す如く、環状凹部14が形成され、その環状凹部14の内側に平坦面18が設けられている。この平坦面18の高さは、小フランジ部12と同一である。この平坦面18には、長手方向の隅部であって対角線上に一対の出入口２が形成され、その孔縁部が内面側に立ち上げられてバーリング部２ａを形成する。
【００１２】
また、他の対角線上の隅部は凹部21が形成され、その凹部21の高さが環状凹部14と同一である。そしてその凹部21に出入口１が穿設されると共に、その孔縁部が外面側に僅かに突出する。そしてその孔縁部は図７に示す如く、低い環状第１立ち上げ部６と、そこから段付状により高く第２立ち上げ部７が突出され、その高さが第２プレート４の厚みより充分高い形成されている。この第２立ち上げ部７は、矩形の第１プレート３のプレートの隅部に対向するように形成されている。
【００１３】
次に、第２プレート４は前記第１プレート３の環状凹部14の深さに比べて浅い皿状に形成され、その平面に多数のディンプル11が内面側に突設形成されている。そして第１プレート３の出入口１における第１立ち上げ部６および第２立ち上げ部７が嵌入する一対の出入口１が穿設されると共に、第１プレート３の出入口２のバーリング部２ａが嵌入する一対の出入口２を有する。
なお、第１プレート３の小フランジ部12縁部には適宜位置に爪部８が突設形成されている。そして一対の第１プレート３，第２プレート４が図１〜図４の如く嵌着され、第１プレート３の周縁に突設された爪部８が折り曲げられエレメント20が構成される。
【００１４】
このようなエレメント20が図６の如く積層されて組立てられる。各プレートの互いに接触する少なくとも一方の表面にはろう材が被覆され、全体が組立てられた状態で高温の炉内に挿入されてろう材を溶融し、次いでそれを冷却固化することにより、各部品間を一体にろう付け固定して熱交換器を完成するものである。このとき、一対の出入口１の孔縁部には環状の第１立ち上げ部６の存在により、その縁に沿ってろう材の環状フィレット24が形成される。
そして図６において、第１プレート３の上面側に浅い第１流路22が形成され、下面側に第１流路22よりも断面積の大きな深い第２流路23が形成される。そして一方の出入口１から流入した第１の流体９が第１流路22内を流通し、他方の出入口１に流出する。また、一方の出入口２から流入した第２の流体10が第２流路23内を流通し、他方の出入口２に流出する。
【００１５】
ここにおいて、図７および図６の如く、第１プレート３の出入口１の孔縁は、隅部に高さの高い第２立ち上げ部７が形成され、低い第１立ち上げ部６から第１の流体９が図６矢印の如く浅い第１流路22に出入りするため、その孔縁部における流通抵抗が小さくなる。
なお、出入口２のバーリング部２ａにおいても、第１プレート３の出入口１同様の段付状縁部を形成してもよい。
【００１６】
次に、図８は本発明の図７における第２立ち上げ部７の変形例であり、この例では、第１立ち上げ部６の縁部に複数の係止爪５が突設形成されたものである。この係止爪５により、組立ての際の夫々のエレメントどうしの嵌着状態を確実に保持することができる。それと共に、係止爪５以外の第１立ち上げ部６は高さが低いため、出入口１の孔縁部における流体の出入りの流通抵抗を減少できる。しかも第１立ち上げ部６の存在により、互いに接触する第１プレート３の出入口１と第２プレート４の出入口１との孔縁には、ろう付けの際に前記同様の環状フィレット24が形成される。
【００１７】
【発明の作用・効果】
本発明のプレート型熱交換器は、第１プレート３の出入口１の孔縁部の全周に僅かなリング状の第１立ち上げ部６が形成されると共に、その第１立ち上げ部６の一部のみにそれから段付状に立ち上がる第２立ち上げ部７が一体に形成され、その第２立ち上げ部７の高さが第２プレート４の厚みを充分越え、第１立ち上げ部６および第２立ち上げ部７が第２プレート４の出入口１に嵌入するものであるから、一対の第１プレート３，第２プレート４の出入口１どうしを確実に整合させて両者間を接合できると共に、第２立ち上げ部７に比べて高さの低い第１立ち上げ部６を有するため、そこから出入りする流体の流通を円滑に行い、流体抵抗を低下させることができる。しかも第１プレート３の第１立ち上げ部６が第２プレート４の出入口１に嵌入して接合されるから、両者の孔縁部には環状のろう材のフィレットが形成され、ろう付けの信頼性が高いものとなる。
【００１８】
上記構成において、出入口１，２が平面矩形の隅部に夫々設けられ、第２立ち上げ部７をその隅に対向するように配置することができる。それにより、各出入口１から流出入する流体をより円滑に流通させることができる。
【００１９】
また、第１プレート３と第２プレート４とが交互に積層されたプレート型熱交換器において、第１プレート３の出入口１の孔縁部に第１立ち上げ部６を形成すると共に、その第１立ち上げ部６の一部のみに第２プレート４の厚みを充分越える高さの複数の係止爪５を一体に形成し、その係止爪５を第２プレート４の出入口１に嵌入したものにおいても、その出入口１から流出入する流体の孔縁部における流通抵抗を減少することができる。
【００２０】
上記いずれかの構成において、第１プレート３と第２プレート４の何れか一方のプレートの周縁に複数の爪部８を一体に形成し、その爪部を折り曲げて他方のプレートの縁を係止することができる。このようにすることにより、カシメ部分を単純化し、工程を簡素化すると共に、プレス成形用の金型構造を単純化し、製造コストを低下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エレメント20の平面図。
【図２】図１のＩ−Ｉ矢視断面図。
【図３】図１の III− III矢視断面図。
【図４】図１のIV−IV矢視断面図。
【図５】同エレメント20の要部分解斜視図。
【図６】複数のエレメント20が積層してなる本熱交換器の要部断面図。
【図７】第１プレート３の出入口１における孔縁部の斜視略図。
【図８】同他の実施の形態を示す孔縁部の斜視略図。
【符号の説明】
１，２  出入口
２ａ  バーリング部
２ｂ  開口
３  第１プレート
４  第２プレート
５  係止爪
６  第１立ち上げ部
７  第２立ち上げ部
８  爪部
９  第１の流体
10  第２の流体
11  ディンプル
12，13  小フランジ部
14  環状凹部
18  平坦面
20  エレメント
21  凹部
22  第１流路
23  第２流路
24  環状フィレット
【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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