(57)【要約】【課題】  熱交換用流体の各プレート間における流れ方向を適切に設定し、異なる流体流路間の隔離状態を確実に維持しつつ、プレートを介した熱伝達を促して熱交換性能を確保できる熱交換器を提供する。【解決手段】  シェル２０における他の熱交換用流体の流入口部と流出口部を対向する二つの面にそれぞれ対向状態で二つずつ配設し、並列する熱交換用プレート１０間の隙間のうち、他の熱交換用流体の通る第二隙間部５２を対角配置の流入口部と流出口部の組の一方にのみ連通させ、且つ第二隙間部一つおきに流入口部と流出口部との連通状態を入替えた配置状態とすることから、第二隙間部５２の一部によどみが生じても、その位置が一つおきに入れ替り、第一隙間部５１と隣合う第二隙間部のうちいずれかの側における流動状態の他の熱交換用流体が熱交換することとなり、よどみの影響を必要最小限とすることができる。【選択図】  図８
2007278637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略矩形又は略方形状金属薄板からなる複数の熱交換用プレートを、表面同士及び裏面同士それぞれ向い合わせにして重ね合せた状態で一体化して形成され、各プレート間の隙間が一つおきにプレート表面間の第一隙間部とプレート裏面間の第二隙間部となる熱交換ユニット、並びに、当該熱交換ユニットの外周を覆いつつ、前記第一隙間部に流通する一の熱交換用流体及び第二隙間部に流通する他の熱交換用流体の、各隙間部への各々独立した流通状態を確保すると共に外部への漏れを防ぐシェルを備える熱交換器において、
前記熱交換ユニットが、前記第一隙間部の周囲に対する開口部分を、前記各熱交換用プレートの所定の対向する二辺に沿ってそれぞれ配置される一方、前記第二隙間部の周囲に対する開口部分を、各熱交換用プレートの前記二辺と異なる他の二辺に沿ってそれぞれ配置され、前記第一隙間部と第二隙間部の各開口部分が互いに直角をなす配置関係とされてなり、
前記シェルが、前記熱交換ユニットにおける各第一隙間部の開口部分の各外方となる対向状態の二面に、前記一の熱交換用流体用の流入出口部をそれぞれ配置され、また、熱交換ユニットにおける各第二隙間部の開口部分の各外方となる対向状態の他の二面に、前記他の熱交換用流体用の流入出口部をそれぞれ配置され、
前記シェルにおける前記他の熱交換用流体用の流入出口部のうち、流入口部として、前記対向状態の二面における前記一の熱交換用流体用の流出口部寄り端部に、対向状態で第一流入口部と第二流入口部の二つを配設されると共に、流出口部として、前記対向状態の二面における前記流入口部配設側と逆側の端部に対向状態で第一流出口部と第二流出口部の二つを配設され、
前記第一流入口部、並びに第一流入口部と異なる面側に設けられる前記第二流出口部が、各第二隙間部に対し一つおきに連通し、残りに連通しない状態とされ、
前記第一流入口部と対向する前記第二流入口部、並びに第一流入口部と同じ面側に設けられる前記第一流出口部が、第一流入口部が連通しない一つおきの各第二隙間部に連通し、残りに連通しない状態とされることを
特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記請求項１に記載の熱交換器において、
前記熱交換ユニットにおける各第二隙間部の開口部分のうち、少なくとも前記各流入出口部に面する範囲で、且つ各流入出口に連通させない隙間部に該当する開放部分に、所定の閉塞部材を固定配設することを
特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属薄板を成形して得られる熱交換用プレートを複数並列状態で一体化した熱交換ユニットを要部とする熱交換器に関し、特に、各熱交換用プレート間での各熱交換用流体の流れ関係を適切に設定して熱交換効率の向上が図れる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温流体と低温流体との間で熱の授受（熱交換）を行わせる熱交換器の使用にあたり、熱伝達率を大きくして熱交換性能を高めたい場合には、従来からプレート式の熱交換器が多く用いられていた。このプレート式の熱交換器は、複数の略板状のプレートを平行に所定間隔で重ね合せ、各プレート間をそれぞれ流路とし、各流路にはプレート一枚おきに高温流体と低温流体を交互に流して、各プレートを介して熱交換させる構造である。
【０００３】
このような従来のプレート式熱交換器においては、プレート間を一定間隔に保つと共に流体の通路部として区画する弾性素材製のガスケットを、各プレート間に配設するのが一般的であったが、ガスケットの耐えうる圧力範囲でしか熱交換用流体を用いることができないという問題があるため、近年、こうしたガスケット等を用いず、所定間隔で配置された金属薄板製の各プレート端部や開口孔周囲を互いに溶接等で直接接合して、各プレートの表裏両側に流体流路となる隙間部を形成しつつプレートを一体化する構成の熱交換器が提案されている。特に本発明者の発明した例が、特開２００３−１９４４９０号公報に開示されている。この開示された従来例では、流体の流入出口が矩形の熱交換用プレートを積層した外周面に配置されることとなる。
【特許文献１】特開２００３−１９４４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来からプレート式熱交換器では、熱交換性能効率を最大限に高めるために、熱交換用流体同士の流れがプレートを隔てて向流となる設計を求められる場合が多い。前記特許文献等に示されるような溶接でプレートを一体化するタイプの熱交換器で向流を実現する場合、外周面の一つに一方の流体の流入口と他方の流体の流出口、これと対向する面に一方の流体の流出口と他方の流体の流入口をそれぞれ設けるようにするのが、プレートのほぼ全体で確実に向流の流れ関係が得られる点で優れるものの、流入口と流出口が同一面上に混在する中で各流体流路間の水密状態を維持する構成が複雑となってしまうために、通常はこれに代えて、他方の流体の流入出口を一方の流体の流入出口が設けられる面とは異なる面にそれぞれ配置し、且つ流入口と流出口を互いに異なる端部側、すなわちプレートの対角に位置するようにそれぞれ設けて、プレートの少なくとも中央部分で向流の流れ関係が得られる構造としている。
【０００５】
しかしながら、このような流入出口配置の場合、流入出口がプレートの対角位置にそれぞれ配置される他方の熱交換用流体において、流入口から流出口へ向う流体が、実際には通過抵抗の少ない最短経路を流れようとするため、流体の大部分は流入口と流出口を結ぶ最短経路であるプレートの対角線に沿って流れ、流体にはこの対角線から離れるほど流速が遅くなるという速度分布が生じる状態となる。そして、この対角線位置から離れたプレート隅部では流体がよどんだ状態となり、この他方の流体のよどみ部分にプレートを介して隣合う流路部位とそうでない部位とで一方の流体に温度の偏りが生じ、各流体で所望の出口温度が得られないなど、伝熱面を介した一方の流体と他方の流体との熱交換が適切に行えない状況に至るという課題を有していた。
【０００６】
これに対し、他方の流体がよどんだ状態となりがちな隅部にも流体が流れるようにするため、この隅部近くに流入出口を設けた構造、例えば、一方の流体の流入口がある面にはこの流入口から離して新たな流出口を、一方の流体の流出口がある面にはこの流出口から離して新たな流入口をそれぞれ増設して一方の流体の流入出口を二つずつ備えた構造の熱交換器とすることも考えられるが、この場合も、各流入口から流出口へ向う一方の流体がより通過抵抗の少ない経路を進もうとする傾向は変らず、各流入口からそれぞれ隙間に入った一方の流体が、流入した流入口に最も近い同じ面側の流出口へ向けてそれぞれプレート端縁部に沿って進む状態となり、隅部の代りにプレート中央など大部分の領域で流れ状態が悪化してしまい、他方の流体との熱交換が適切に行えない状況の改善にはつながらないという課題を有していた。
【０００７】
この場合、特に熱交換器をなす矩形又は方形のプレートにおけるアスペクト比が大きく、熱交換器における他方の流体の流入出口のある周面が一方の流体の流入出口のある周面に比べて極端に長い形状となっている場合、熱交換器の短辺側に設けられる一方の流体の流入口同士及び流出口同士が長辺方向に互いに大きく離れた構造となることから、流入口から流出口へ向う流体がより通過抵抗の少ない経路を進もうとする傾向がさらに強く現れることとなり、各流入口から隙間に入った一方の流体がそれぞれ流入口と同じ側の流出口へ向けて熱交換器の短辺に沿って大部分が進む状態となり、プレート中央などの領域で一方の流体の流れ状態が著しく悪化し、他方の流体との熱交換が適切に行えず十分な熱交換効率を確保できないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、熱交換用流体の各プレート間における流れ方向を適切に設定し、異なる流体流路間の隔離状態を確実に維持しつつ、プレートを介した熱伝達を促して熱交換性能を確保できる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る熱交換器は、略矩形又は略方形状金属薄板からなる複数の熱交換用プレートを、表面同士及び裏面同士それぞれ向い合わせにして重ね合せた状態で一体化して形成され、各プレート間の隙間が一つおきにプレート表面間の第一隙間部とプレート裏面間の第二隙間部となる熱交換ユニット、並びに、当該熱交換ユニットの外周を覆いつつ、前記第一隙間部に流通する一の熱交換用流体及び第二隙間部に流通する他の熱交換用流体の、各隙間部への各々独立した流通状態を確保すると共に外部への漏れを防ぐシェルを備える熱交換器において、前記熱交換ユニットが、前記第一隙間部の周囲に対する開口部分を、前記各熱交換用プレートの所定の対向する二辺に沿ってそれぞれ配置される一方、前記第二隙間部の周囲に対する開口部分を、各熱交換用プレートの前記二辺と異なる他の二辺に沿ってそれぞれ配置され、前記第一隙間部と第二隙間部の各開口部分が互いに直角をなす配置関係とされてなり、前記シェルが、前記熱交換ユニットにおける各第一隙間部の開口部分の各外方となる対向状態の二面に、前記一の熱交換用流体用の流入出口部をそれぞれ配置され、また、熱交換ユニットにおける各第二隙間部の開口部分の各外方となる対向状態の他の二面に、前記他の熱交換用流体用の流入出口部をそれぞれ配置され、前記シェルにおける前記他の熱交換用流体用の流入出口部のうち、流入口部として、前記対向状態の二面における前記一の熱交換用流体用の流出口部寄り端部に、対向状態で第一流入口部と第二流入口部の二つを配設されると共に、流出口部として、前記対向状態の二面における前記流入口部配設側と逆側の端部に対向状態で第一流出口部と第二流出口部の二つを配設され、前記第一流入口部、並びに第一流入口部と異なる面側に設けられる前記第二流出口部が、各第二隙間部に対し一つおきに連通し、残りに連通しない状態とされ、前記第一流入口部と対向する前記第二流入口部、並びに第一流入口部と同じ面側に設けられる前記第一流出口部が、第一流入口部が連通しない一つおきの各第二隙間部に連通し、残りに連通しない状態とされるものである。
【００１０】
このように本発明によれば、熱交換用プレートを複数並列状態で一体化して二つの熱交換用流体が一つおきに流れる隙間を生じさせつつ、シェルにおける一の熱交換用流体の流入出口部と他の熱交換用流体の流入出口部をそれぞれ異なる面に配設し、且つ他の熱交換用流体の流入口部と流出口部を対向する二つの面にそれぞれ対向状態で二つずつ配設し、流入口部から流出口部へ向けてそのまま直線状に流れる一の熱交換用流体に対し、他の熱交換用流体の通る第二隙間部を対角配置の流入口部と流出口部の組の一方にのみ連通させ、且つ第二隙間部一つおきに流入口部と流出口部との連通状態を入替えた配置状態として、第二隙間部一つおきに他の熱交換用流体の最短距離で進もうとする流れ方向を異ならせることにより、他の熱交換用流体側の隙間の隅部によどみが生じた場合にも、その位置が一つおきに入れ替ることとなり、プレートを隔てた第一隙間部に、第二隙間部のよどみ部分に両側から挟まれた部位が一切生じず、第一隙間部における一の熱交換用流体と隣合う第二隙間部のうちいずれかの側における流動状態の他の熱交換用流体との間で熱交換を行わせて、一の熱交換用流体の隙間部内各位置ごとの温度の偏りを小さくすることができ、プレートのアスペクト比が大で流体の流入口と流出口のある各面が互いに離れている場合でも、熱交換用流体同士の熱交換を行える状態が確保され、よどみの影響を必要最小限とすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る熱交換器は必要に応じて、前記熱交換ユニットにおける各第二隙間部の開口部分のうち、少なくとも前記各流入出口部に面する範囲で、且つ各流入出口に連通させない隙間部に該当する開放部分に、所定の閉塞部材を固定配設するものである。
【００１２】
このように本発明によれば、他の熱交換用流体の流入出口に面するもののちょうど流体を通さない位置にあたる第二隙間部の開口部分に閉塞部材を配置し、外部に通じる開口位置における開口の一部を閉塞部材で塞いで流体の流出入を制限することにより、簡略な構成で容易に各第二隙間部を区分して第二隙間部が一つおきに流れ状態を異ならせた状態を設定でき、熱交換用流体同士の適切な熱交換を確実に実現させられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図１ないし図１０に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る熱交換器の正面図、図２は本実施形態に係る熱交換器の一部切欠拡大右側面図、図３は本実施形態に係る熱交換器の一部切欠拡大平面図、図４は本実施形態に係る熱交換器の一部切欠拡大底面図、図５は本実施形態に係る熱交換器における熱交換ユニットの概略構成説明図、図６は本実施形態に係る熱交換器における熱交換ユニット右側開口部への閉塞部材配置状態説明図、図７は本実施形態に係る熱交換器における熱交換ユニット左側開口部への閉塞部材配置状態説明図、図８は本実施形態に係る熱交換器における第二隙間部の一方での熱交換用流体流れ状態説明図、図９は本実施形態に係る熱交換器における第二隙間部の他方での熱交換用流体流れ状態説明図、図１０は本実施形態に係る熱交換器の熱交換ユニットにおける熱交換用流体流出口部分の要部拡大断面図である。
【００１４】
前記各図において本実施の形態に係る熱交換器１は、金属薄板製の熱交換用プレート１０を複数並列させ一体化した熱交換ユニット５０と、この熱交換ユニットの周囲を覆う状態で配設される略箱状のシェル２０とを備える構成である。
【００１５】
前記熱交換用プレート１０は、矩形状の金属薄板を素材とし、所定のプレス工程を経て凹凸のある伝熱面１１を略中央部分に成型されると共に、伝熱面１１を囲む外周各辺のうち、プレートの平行な二つの短辺に沿う所定範囲に壇状部１２として他部分より高い平坦隆起部分を成型される一方、平行な二つの長辺に沿う部位を隆起させない平面部１３とされてなる構成である。
【００１６】
前記伝熱面１１は、一方の面に高温の熱交換用流体、他方の面に低温の熱交換用流体がそれぞれ接触して熱伝達を行うのに最適化された凹凸形状を有する領域であり、熱伝達特性に優れた波形断面形状や、凝縮水を速やかに排出可能な溝状部分などを有する公知の凹凸形状となっており、詳細な説明を省略する。
【００１７】
この熱交換用プレート１０からなる熱交換ユニット５０は、熱交換用プレート１０における壇状部１２の隆起する側とは反対面を表面、壇状部１２の隆起する側を裏面とすると、複数の熱交換用プレート１０を、表面同士は長辺をなす端部、すなわち平面部１３でこの長辺全長にわたり溶接等により接合すると共に、裏面同士は短辺をなす端部で前記表面側での接合対象に含まれる両端の平面部１３を残して接合する、すなわち壇状部１２で接合するようにして、複数並列状態で接合一体化して形成される。
【００１８】
この熱交換ユニット５０では、各熱交換用プレート１０間の隙間が一つおきに、プレート表面間の第一隙間部５１と、プレート裏面間の第二隙間部５２、５３とをなし、第一隙間部５１が一の熱交換用流体を流通させる一方、第二隙間部５２、５３が他の熱交換用流体を流通させることとなる。第一隙間部５１は、各熱交換用プレート１０の短辺に沿ってそれぞれ開口する隙間であり、各壇状部１２に挟まれた各第一開口部５１ａを通じて一の熱交換用流体を流入出させる。また、第二隙間部５２、５３は、前記短辺と直角をなす二つの長辺に沿ってそれぞれ開口する隙間であり、各平面部１３に挟まれた各第二開口部５２ａ、５３ａを通じて他の熱交換用流体を流入出させる。この第二隙間部５２、５３の各第二開口部５２ａ、５３ａのうち、一部には閉塞部材５４が挿入配設されて第二開口部５２ａ、５３ａを塞いだ状態となっている。
【００１９】
前記シェル２０は、一部を熱交換ユニット５０隅部における各熱交換用プレート１０間の空隙に挿入させた状態で溶接一体化される基礎隔壁部２１と、互いに連結されて熱交換ユニット５０における各面をそれぞれ覆う状態で配設される隔壁体２２、２３と、熱交換ユニット５０の開口部分外方に取付けられ、流体を集合状態で適切に流入出させるヘッダ２４、２５とを備える構成であり、ヘッダ２４、２５における流体流入出用の開口以外で、熱交換ユニット５０の各隙間部５１、５２、５３を外部に対し確実に隔離状態とするものである。
【００２０】
前記基礎隔壁部２１は、熱交換用プレート１０と同素材の略板状体で形成され、熱交換ユニット５０をなす熱交換用プレート１０間の空隙形状に対応させた凹凸形状部分を備え、熱交換ユニット５０の各隅部で各第一開口部５１ａにおける側端部に一部を挿入すると共に、これら各第一開口部５１ａの側方に位置するプレート１０の平面部１３間の空隙５５に別の部分を挿入し、これら挿入部分に挟まれる各熱交換用プレート１０と溶接して、熱交換ユニット５０と一体化される構成である。各基礎隔壁部２１が熱交換ユニット５０の各隅部に熱交換用プレート１０と一体化して配置されることで、第一開口部５１ａと第二開口部５２ａ、５３ａとが互いに連通することなく確実に隔離された状態となる。
【００２１】
前記隔壁体２２、２３は、熱交換ユニット５０に導入される各熱交換用流体から加わる圧力では変形しない程度の強度を有する厚い板状体で形成され、熱交換ユニット５０の各側面を覆う状態で配設され、隔壁体各端部相互をそれぞれ溶接あるいはボルト２６等による締結で一体に且つ水密維持状態で連結一体化される他、必要に応じて各基礎隔壁部２１にも水密維持状態で連結され、シェル２０として一体化される構成である。この隔壁体２２、２３は、一枚の厚板で構成する他、複数の板状体の組合わせ構造とすることもできる。この隔壁体２２、２３の素材は、適切な強度及び熱交換用流体との接触で変化しない性質を備えるものであればよい。
【００２２】
前記隔壁体２２は、熱交換ユニット５０における熱交換用プレート１０表面及び／又は裏面全体のあらわれる二つの端面に重なる状態で配設されて前記各端面を覆う構成であり、基礎隔壁部２１端部にボルト２６や溶接等により連結一体化される構成である。
【００２３】
また、隔壁体２３は、熱交換ユニット５０における各第二隙間部５２、５３の第二開口部５２ａ、５３ａのある二つの端面の外方にそれぞれ配設されるものであり、幅が熱交換ユニット５０のプレート並列方向寸法に略一致すると共に、縦寸法が熱交換ユニット５０より短い矩形状の略板状体とされ、その両端部を第二開口部５２ａ、５３ａの長手方向端部からそれぞれ離隔させて配置され、第二開口部５２ａ、５３ａの中央部分を外側から覆って外部から隔離した状態で、側端部を隔壁体２２と連結固定される構成である。
【００２４】
この隔壁体２３の両端より外側の開放部分が、他の熱交換用流体の流入出口として第二開口部５２ａ（５３ａ）を通じ第二隙間部５２（５３）と連通する開口孔２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄをなす。これら各開口孔２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの周囲には、基礎隔壁部２１や隔壁体２３と水密維持状態で一体化されるリテーナ２７、２８が配設され、これらリテーナ２７、２８及び隔壁体２２が互いに水密維持状態で連結一体化されて熱交換用流体を漏れ無く導く流路部分をなし、さらにその外側には、熱交換用流体の供給、送出管等を接続可能な略箱状のヘッダ部２９が水密維持状態で一体に取付けられる仕組みである。
【００２５】
各開口孔２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、対角配置となる開口孔２３ａ、２３ｄと開口孔２３ｂ、２３ｃの各組ごとに連通する第二隙間部５２、５３を異ならせており、前記第一流入口部としての開口孔２３ａと前記第二流出口部としての開口孔２３ｄのみ連通する第二隙間部５２と、前記第二流入口部としての開口孔２３ｂと前記第一流出口部としての開口孔２３ｃのみ連通する第二隙間部５３とが、一つおきに位置するよう、開口孔２３ａ、２３ｄと各第二隙間部５２、５３との連通関係、並びに開口孔２３ｂ、２３ｃと各第二隙間部５２、５３との連通関係を、所定の開口孔に連通させない第二開口部５２ａ、５３ａを閉塞部材５４で塞ぐことにより設定される。
【００２６】
詳細には、開口孔２３ａ、２３ｄに連通する第二隙間部５２における、連通させない開口孔２３ｂ、２３ｃに面する第二開口部５２ａには、閉塞部材５４が挿入配設されてこれを塞ぎ、開口孔２３ｂ、２３ｃ位置では第二開口部５３ａのみ開口した状態として、前記第二隙間部５２に対し開口孔２３ｂ、２３ｃを介した他の熱交換用流体の流出入を阻止している。同様に、開口孔２３ｂ、２３ｃに連通する第二隙間部５３における、連通させない開口孔２３ａ、２３ｄに面する開口５３ａにも閉塞部材５４が挿入配設されてこれを塞ぎ、開口孔２３ａ、２３ｄ位置では第二開口部５２ａのみ開口した状態として、前記第二隙間部５３に対し開口孔２３ａ、２３ｄを介した他の熱交換用流体の流出入を阻止している（図６、７参照）。
【００２７】
こうして、他の熱交換用流体は縦方向一端側の開口孔２３ａから対角位置の開口孔２３ｄへ向けて第二隙間部５２を進み、また開口孔２３ｂから対角位置の開口孔２３ｃへ向けて第二隙間部５３を進むこととなり（図８、９参照）、第二開口部５２ａ、５３ａに対し他の熱交換用流体を横から出し入れしつつ第二隙間部５２、５３で前記流体を縦方向に向わせ、第一隙間部５１における流れに対し擬似的に向流を実現できる。開口孔２３ａ、２３ｄの連通する第二隙間部５２と、開口孔２３ｂ、２３ｃに連通する第二隙間部５３では、それぞれの流れ状態がちょうどプレート中心線を軸として左右に反転した関係となっている。
【００２８】
前記ヘッダ２４、２５は、基礎隔壁部２１及び隔壁体２２に一体に連結されて熱交換ユニット５０における各第一隙間部５１の第一開口部５１ａのある二つの端面の外方にそれぞれ配設されるものであり、略中央位置に開口孔２４ａ、２５ａを穿設され、熱交換ユニット５０と一体化した状態では各第一隙間部５１の各第一開口部５１ａを開口孔２４ａ、２５ａ部分のみ残して外側から覆い、外部から隔離する構成である。この開口孔２４ａ、２５ａが、第一開口部５１ａを通じて各第一隙間部５１と連通する前記一の熱交換用流体の流入出口部位となる。
【００２９】
前記ヘッダ２４は、略箱状体として形成され、開口孔２４ａのある中央の突出部分先端のフランジ状部分に熱交換用流体の供給、送出管等を接続される構成である。一方、下側のヘッダ２５は、略板状体として形成され、前記ヘッダ２４同様、開口孔２５ａのある中央の突出部分先端におけるフランジ状部分に熱交換用流体の供給、送出管等を接続される構成である。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る熱交換器における熱交換状態について説明する。前提として、熱交換器１はあらかじめ適切な設置箇所に据付けられると共に、上下のヘッダ２４、２５や側部のヘッダ部２９を用いて熱交換用流体の供給、送出用の管路等と接続されているものとする。この熱交換器１では、開口孔２４ａ、２５ａ及び各第一開口部５１ａを通じて第一隙間部５１に一の熱交換用流体を流通させる一方、開口孔２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ及び各第二開口部５２ａ、５３ａを通じて熱交換ユニット５０の第二隙間部５２、５３に他の熱交換用流体を流通させることで、二つの熱交換用流体間での熱交換が行えることとなる。
【００３１】
開口孔２３ｂ、２３ｃの位置で第二隙間部５２、５３における一つおきの第二開口部５２ａを閉塞部材５４で塞ぎ、開口孔２３ａ、２３ｄのみを一つおきの第二隙間部５２に対し連通させる一方、開口孔２３ａ、２３ｄの位置では逆に開口５３ａを閉塞部材５４で塞いで、第二隙間部５３には開口孔２３ｂ、２３ｃのみを連通させていることから、第二隙間部５２、５３を通る他の熱交換用流体の流れが対角位置にある開口孔間でそれぞれ生じることとなる。
【００３２】
こうして、第二隙間部５２で他の熱交換用流体を縦方向一端側の開口孔２３ａから対角に配置された開口孔２３ｄへ向わせる状態と、第二隙間部５３で他の熱交換用流体を縦方向一端側の開口孔２３ｂから対角に配置された開口孔２３ｃへ向わせる状態を一つおきに設定していることで、第二開口部５２ａ、５３ａに対し他の熱交換用流体を横から出し入れする位置は互いに異なるものの、第二隙間部５２、５３で流体を縦方向一端側から他端側へ流すことができ、熱交換用プレート１０を挟んだ反対側で第一隙間部５１を縦方向に流れる一の熱交換用流体と、この第二隙間部５２、５３を流れる他の熱交換用流体との流れ関係は擬似的に向流となる。一の熱交換用流体と他の熱交換用流体との間では向流の場合と同様に最大限熱交換が行える。
【００３３】
第二隙間部５２、５３で一つおきに流体の流れ方向を変化させることで、第二隙間部５２、５３におけるプレート隅部位置等によどみＳが生じた場合でも、そのよどみ位置が一つおきに左右に反転した状態で入れ替ることとなり、第二隙間部５２、５３における同じ箇所のよどみＳが一つおきとなるため、プレートを隔てた第一隙間部５１にプレートを介して両側からよどみ部分に挟まれた部位が生じず、第一隙間部５１を流れる一の熱交換用流体は少なくともいずれか一方のプレート側でプレートを隔てた第二隙間部５２、５３を流動する他の熱交換用流体と熱交換可能となる（図１０参照）。こうして、第一隙間部５１を挟む第二隙間部５２、５３のうちいずれかの側における流動状態の他の熱交換用流体と一の熱交換用流体との間で熱交換を行わせて、熱交換した一の熱交換用流体におけるプレート各位置ごとの温度の偏りを小さくすることができ、流体間の熱交換を確実に行わせることができる。
【００３４】
このように、本実施の形態に係る熱交換器においては、熱交換用プレート１０を複数並列状態で一体化して二つの熱交換用流体が一つおきに流れる隙間を生じさせつつ、シェル２０における一の熱交換用流体の流入出口部と他の熱交換用流体の流入出口部をそれぞれ異なる面に配設し、且つ他の熱交換用流体の流入口部と流出口部を対向する二つの面にそれぞれ対向状態で二つずつ配設し、第一隙間部５１を一様に流れる一の熱交換用流体に対し、他の熱交換用流体の通る第二隙間部５２、５３を対角配置の流入口部と流出口部の組の一方にのみ連通させ、且つ第二隙間部一つおきに流入口部と流出口部との連通状態を入替えた配置状態として、第二隙間部一つおきに他の熱交換用流体の最短距離で進もうとする流れ方向を異ならせることにより、他の熱交換用流体側の隙間の隅部によどみが生じた場合にも、その位置が一つおきに入れ替ることとなり、プレートを隔てた第一隙間部５１に、第二隙間部５２、５３のよどみ部分に両側から挟まれた部位が一切生じず、第一隙間部５１における一の熱交換用流体と隣合う第二隙間部５２、５３のうちいずれかの側における流動状態の他の熱交換用流体との間で熱交換を行わせて、一の熱交換用流体の隙間部内各位置ごとの温度の偏りを小さくすることができ、プレートのアスペクト比が大で流体の流入口と流出口のある各面が互いに離れている場合でも、熱交換用流体同士の熱交換を行える状態が確保され、よどみの影響を必要最小限とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換器の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る熱交換器の一部切欠拡大右側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る熱交換器の一部切欠拡大平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る熱交換器の一部切欠拡大底面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る熱交換器における熱交換ユニットの概略構成説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る熱交換器における熱交換ユニット右側開口部への閉塞部材配置状態説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る熱交換器における熱交換ユニット左側開口部への閉塞部材配置状態説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る熱交換器における第二隙間部の一方での熱交換用流体流れ状態説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る熱交換器における第二隙間部の他方での熱交換用流体流れ状態説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る熱交換器の熱交換ユニットにおける熱交換用流体流出口部分の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１                      熱交換器
１０                    熱交換用プレート
１１                    伝熱面
１２                    壇状部
１３                    平面部
２０                    シェル
２１                    基礎隔壁部
２２、２３              隔壁体
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ  開口孔
２３ｄ                  開口孔
２４、２５              ヘッダ
２４ａ、２５ａ          開口孔
２６                    ボルト
２７、２８              リテーナ
２９                    ヘッダ部
５０                    熱交換ユニット
５１                    第一隙間部
５１ａ                  第一開口部
５２、５３              第二隙間部
５２ａ、５３ａ          第二開口部
５４                    閉塞部材
５５                    空隙
Ｓ                      よどみ
【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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