(57)【要約】【課題】プレート式熱交換器において通路孔部の強度及び熱交換性能を向上させること。【解決手段】  プレート２Ａの開口縁部に沿って円周形状の高さＨの突起９を形成し、この突起９の頂点とプレート２Ｂを接触させるように組み合わせ、荷重をかけロウ付けを行う。このように開口縁部の接触点を減らした構成にすることでエアが抜けやすくなり、エア噛みをなくすことが出来る。このことから圧力差のある２種の流体間の熱交換においても破壊することなく熱交換をすることが出来る。【選択図】図２
2016176618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路孔を備えるプレートを複数枚積層し、プレート間に２種類の流体通路が交互に形成して構成される熱交換器において、
前記流体通路は、プレート自体が波形形状をなす、或いは、複数のフィンが配置される構成であり、かつ、プレート同士または前記複数のフィンをろう付けにより接合されてなり、  プレートの少なくとも一方の前記流体通路孔の縁部に突起を設けること、
を特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記突起は、対向するプレートのうち一方から他方のプレートに延出する形状である、
請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記突起は、プレートの前記流体通路孔を挟んで前記流体通路孔の外側と内側のそれぞれに形成されてなる、
請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記突起により生じる対向するプレート間の隙間にロウ材が流れ込むことでろう付けされてなる、
請求項１〜３の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
プレートを組付けする際、及び、ろう付け際、複数枚のプレートの積層方向に荷重を加え、プレートを変形させることにより、前記フィンが全面に渡りロウ付けされてなる、
請求項１〜４の何れか一項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体間にて熱交換を行う熱交換器に関し、特に複数のプレートとフィンを積層し、ロウ付けにより接合したプレート式熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプレート式熱交換器は、伝熱プレート同士は面接触で構成されており、互いにロウ付けされている（例えば、特許文献１参照）。図４は、特許文献１に記載の従来の熱交換器の断面図である。
【０００３】
図４において、２種類の伝熱プレート１１Ａ，１１Ｂ、或いは、１種類の伝熱プレートを交互に所定枚数積層して、各伝熱プレート間に２種類の流体流路（イ、ロ）を交互に形成し、上下に隣接する伝熱プレート１１Ａ，１１Ｂ同士を、その外周部斜め壁部１２Ａ，１２Ｂと、通路孔１３Ａ，１３Ｂの開口縁部１４Ａ，１４Ｂの面接触部をロウ付けによって接合している。更に、交差した支持点を構成する波形部１５Ａ，１５Ｂをロウ付けしている。
【０００４】
図５は、図４の波形の伝熱プレートの代わりに、伝熱プレート２１Ａ，２１Ｂの間に伝熱を促進するためのフィン２２Ａ，２２Ｂを挟んでロウ付けしている。このとき、通路孔部２３Ａ，２３Ｂを確実にロウ付けするために、伝熱プレート２１Ａ，２１Ｂの間の間隔２４よりも、フィンの高さ２５を低く構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２１７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来の熱交換器の構成では、以下の２つの課題が生じることになる。
【０００７】
１つ目は、図４の通路孔１３Ａ，１３Ｂにおいて、伝熱プレート１１Ａ，１１Ｂの面同士を接触状態させた状態で組み付け、その後、ロウ付けしているため、ロウ付け時にエアが抜けずエア噛みが発生することである。このことにより、部分的な強度低下が起こり、特に圧力差のある２種の流体間での熱交換時に、このエア噛み部より破壊が進行し、２種の流体が混ざると言った課題を有する。
【０００８】
２つ目は、図５の伝熱プレート２１Ａ，２１Ｂの間にフィン２２Ａ，２２Ｂを挟む構成において、通路孔２３Ａ，２３Ｂを確実にロウ付けするために、伝熱プレート２１Ａ，２１Ｂの間隔２４よりも、フィンの高さ２５は低くなっている。このため、通路孔２３Ａ，２３Ｂ付近において、フィン２２Ａ，２２Ｂと伝熱プレート２１Ａ，２１Ｂのロウ付けの接続不良が発生しやすくなり、強度低下および性能低下が起こると言った課題を有する。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、プレート式熱交換器において、通路孔部のエア噛みをなくし、かつ伝熱プレートとフィンを確実にロウ付けすることによる通路孔部の強度及び熱交換性能を向上させることが可能な、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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の熱交換器は、４隅に流体通路孔を有し、複数枚の伝熱プレートを積層して２種類の流体通路を交互に形成し、流体通路には伝熱を促進するための伝熱プレート自体の波形形状またはフィンが配置され、隣接する伝熱プレート同士またはフィンをロウ付けにより接合したプレート式熱交換器において、伝熱プレートの流体通路孔の接合される開口縁部の伝熱プレート同士の接触面に突起形状を設ける。
また、伝熱プレート同士の接触面に設けた突起による隙間に、ロウ付け時にロウ材が流れ込むことを特徴とする。
【００１１】
加えて、伝熱プレート組付け時及びろう付け時に、伝熱プレートの積層方向に荷重を加え、伝熱プレートを変形させることにより、フィンが全面に渡りロウ付けされていることを特徴とする。
【００１２】
本構成によって、ロウ付け時に突起の接触点を基点にロウ材が流れ込み、エア噛みをなくすことが出来、圧力差のある２種の流体間の熱交換においても破壊することがなくなる。また突起の接触点を基点に伝熱プレートが変形し、伝熱プレートとフィンが確実にロウ付けされるため、通路孔部の強度及び性能が向上する。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明のプレート式熱交換器によれば、圧力差のある２種類の流体間の熱交換器における通路孔部の強度向上及び、性能向上の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における通路孔部の上部断面図
【図３】本発明の実施の形態１における突起高さの最適値を表す図
【図４】特許文献１に記載された従来のプレート式熱交換器の通路孔部の断面図
【図５】従来のプレート＆フィン熱交換器の通路孔部の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成を、図１の分解斜視図に示す。
【００１７】
なお、図１に示す熱交換器１は、熱交換器１の主要な構成について示しており、一部構成については省略している。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態１の熱交換器１は、プレート式熱交換器である。熱交換器１は、積層された複数のプレートの間に流体が流れる流路を形成し、積層方向に隣接する流路間において、第１流体と第２流体との間の熱交換を行うものである。なお、第１流体、第２流体は、液体およびガスのいずれの流体であってもよい。
【００１９】
熱交換器１は、交互に積層された２種類のプレート２Ａ、２Ｂと、プレート２Ａの下面側とプレート２Ｂの上面側との間に配置された第１流体用オフセットフィン３と、プレート２Ｂの下面側とプレート２Ａの上面側との間に配置された第２流体用オフセットフィン４とを備える。
【００２０】
そして、プレート２Ａ、プレート２Ｂの間において、第１流体用オフセットフィン３、第２流体用オフセットフィン４を囲む外縁部分は、互いにロウ付けにより接合されている。これによりプレート２Ａの下面側、プレート２Ｂの上面側、第１流体用オフセットフィン３により第１流体流路５が規定される。また、プレート２Ｂの下面側、プレート２Ａの上面側、第２流体用オフセットフィン４により第２流体流路６が規定される。
【００２１】
更に、積層されたプレート２Ａ、２Ｂの長手方向の一方側端縁には、積層方向に貫通するように第１流体供給流路７Ａ、及び、第２流体排出流路８Ｂが設けられており、他方側端縁には、第１流体排出流路７Ｂ、及び、第２流体供給流路８Ａが設けられる。第１流体供給流路７Ａと第１流体排出流路７Ｂは、第１流体流路５に連通され、第２流体供給流路８Ａと第２流体排出流路８Ｂは、第２流体流路６に連通される。
【００２２】
このような構成の熱交換器１において、それぞれの流体流路を通過するように第１流体および第２流体を流すことにより、第１流体流路５において流れ方向Ｄ１（一方側端縁から他方側端縁へと向かう方向）に沿って第１流体が流れる。また、第２流体流路６において流れ方向Ｄ２（他方側端縁から一方側端縁へと向かう方向）に沿って第２流体が流れる。
【００２３】
このような第１流体および第２流体の流れが形成されることにより、プレート２Ａ，２Ｂおよび第１流体用オフセットフィン３，第２流体用オフセットフィン４を介して、第１流体と第２流体との間の熱交換が行われる。
【００２４】
図２は、上述した第２流体供給流路８Ａの通路孔部の断面拡大図を示すものである。
【００２５】
作り方としては、プレート２Ａの開口縁部に沿って円周形状の高さＨの突起９をプレス加工により形成し、この突起９の頂点とプレート２Ｂを接触させるように組み合わせる。このとき、第１流体用オフセットフィン３とプレート２Ａの隙間Ｏは、突起高さＨより小さく設定する。第２流体供給流路８Ａのその他の層、また第１流体供給流路７Ａ、第１流体排出流路７Ｂ、第２流体排出流路８Ｂの各層においても同様の構成とする。
【００２６】
このような構成で所定の枚数積層し、組付け時およびロウ付け時に上面側より一定の荷重を加える。
【００２７】
図３は、突起の高さとはく離強度の関係を表したものである。プレート板厚１ｍｍ、ロウ材片側１０％においてロウ付けを行った場合、突起高さ：０．１ｍｍでは、従来の突起なしよりもはく離強度は向上している。
【００２８】
このように４隅の通路孔部のプレートに突起を設けることにより、ロウ付け時にプレート２Ａの突起９の頂点とプレート２Ｂとの接触点を基点にロウ材が流れ込み、また、接触点を減らしたことによりエアが抜けやすくなり、エア噛みをなくすことができる。このことから、圧力差のある２種の流体間の熱交換においても破壊することがなく熱交換をすることができる。
【００２９】
また、組付け時及びロウ付け時の荷重により、突起９とプレート２Ｂ接触点を基点にプレート２Ａが変形し、プレート２Ａと第１流体用オフセットフィン３が確実にロウ付けされるため、未接続箇所がなくなり通路孔部の強度及び性能が向上する効果もある。
【００３０】
なお、本実施の形態１においては、通路孔部に沿うように円周状にＲ形状の突起９を形成する形態を示したが、この形状は一実施形態に過ぎず、ロウ付け前の組合せ時においてプレート２Ａ、２Ｂの通路孔部の接触面積を減らす構造であれば、他の形態においても同様な効果を得ることができる。例えば、必ずしも全周でなくてもよく、点の突起を円周状に配列しても良い。また突起形状は角形状でも効果は得られる。
【００３１】
なお、本実施の形態１においては、プレート２Ａ，２Ｂの組合せの上側に配置されるプレートのみに突起を形成したが、下側もしくは上下両方のプレートに突起を形成しても同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係る熱交換器は、ロウ付けにより製作されているプレート式熱交換器やフィンやプレート式熱交換器などに適用できる。具体的には、自動車用の排気ガスの熱交換器、給湯器、空調用の熱交換器、さらにその他産業用の様々な用途の熱交換器への適用が有用である。
【符号の説明】
【００３３】
１  熱交換器
２Ａ，２Ｂ  プレート
３  第１流体用オフセットフィン
４  第２流体用オフセットフィン
５  第１流体流路
６  第２流体流路
８Ａ  第２流体供給流路
８Ｂ  第２流体排出流路
９  突起
Ｈ  突起高さ
Ｏ  隙間
【図１】
2016176618.tif 000003
【図２】
2016176618.tif 000004
【図３】
2016176618.tif 000005
【図４】
2016176618.tif 000006
【図５】
2016176618.tif 000007