(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝を有するプレートを複数枚積層し、重なり合うプレートと前記溝とにより形成された流路を備えるプレート積層体の製造方法であって、
複数枚の前記プレートを積層する積層工程と、
該積層された積層済みプレートの端部を複数枚のプレートに亘って積層方向に沿うように側壁を配置する配置工程と、
前記積層済みプレートを前記積層方向に押圧して、重なり合うプレートを接合する押圧接合工程とを備え、
前記側壁は、前記積層済みプレートと対面する側の面を凹状に湾曲した湾曲面とした上で、該湾曲面を、前記積層済みプレートにおけるプレート積層方向の中央領域ほど凹の程度を大きくしている
ことを特徴とするプレート積層体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプレート積層体の製造方法であって、
前記側壁の前記凹状の湾曲面の前記凹の程度は、前記積層済みプレートに含まれるそれぞれのプレートが前記積層方向に沿った押圧力を受けて前記凹状の湾曲面の側に延びるよう変形する際に前記凹状の湾曲面に向けて派生させる反力の大きさに対応して定められている
プレート積層体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプレート積層体の製造方法であって、
前記凹状の湾曲面は、前記積層済みプレートにおける積層方向の一端側プレートと他端側プレートに対面する所定の範囲において平面とされている
プレート積層体の製造方法。
【請求項４】
複数枚のプレートを積層したプレート積層体であって、
溝を有する前記プレートを複数枚積層して重なり合うプレートを接合固定し、該接合したプレートの間で前記溝を閉鎖して流路を形成すると共に、
前記積層済みプレートをプレート積層方向に沿って取り囲んで前記積層済みプレートの側面と対面する側壁を備え、
前記積層済みのプレートの側面は、前記積層済みプレートにおけるプレート積層方向の中央領域ほど凸の程度が大きくなるよう外側に凸状に湾曲している外側に湾曲し、
前記側壁は、前記外側に湾曲した前記積層済みプレートの前記側面の前記湾曲に合致した凹状の湾曲面を備え、該凹状の湾曲面を、前記積層済みプレートの前記側面に密着させている
プレート積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝を有するプレートを複数枚積層して溝を閉鎖した流路を備えるプレート積層体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
こうしたプレート積層体は、熱交換する熱交換器として多用され、こうした熱交換器は、重なり合ったプレート、例えば上下のプレートで閉鎖された溝を流路としてそれぞれのプレートにおいて多列の流路を形成する。そして、熱交換器は、ある層の流路に高温流体を流し、当該ある層の上下の層の流路に低温流体を流すことで、上下の層の流路を通過する流体との間で熱交換を行う（例えば、特許文献１等）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６２４８９号公報
【特許文献２】特開２００７−１５８７３号公報
【０００４】
これら特許文献で提案された熱交換器はもとより、一般的な熱交換器にあっては、流路のシール性に積層済みプレート同士の接合固定が大きな影響を与える。その上、流路は多列であることから、プレート同士の接合固定は、プレート端部のみならず、プレートの中央領域においても必要とされる。その一方、複数のプレートを一枚ずつ接合固定しながら積層するのでは、生産性に欠ける。こうした理由から、熱交換器の製造に際しては、予めプレートを積層し、その積層した状態でプレートの接合固定、具体的には、接合箇所に銀ロウを付けた上でプレートを積層し、その積層方向に押圧した上で、銀ロウを溶融させたり、積層済みのプレートを押圧した上でプレート相互の接合箇所を拡散接合させるといった接合処理が取られている。
【０００５】
積層済みプレートにこうした接合処理を施す場合、重なり合うプレート同士の接合箇所のシール性を確保するため、無負荷の積層済みプレートの積層寸法が縮む沈み込みが起きるよう押圧されている。こうした積層寸法の縮みを起こすほどの押圧力がプレートに掛かることから、この押圧力を受けたプレートは、プレート積層方向と交差する方向、より具体的には積層済みプレートである熱交換器の幅方向に延びるよう変形する。この変形を起こしたままプレート押圧を続けると、その押圧力の程度によっては、溝を多列に有するプレートにおいて溝間の凸条の座屈や変形を招きかねない。このため、幅方向の延びを拘束するため、押圧時において、積層済みプレートはその側面に側壁を対面させていた。図９は従来のプレート押圧の様子を示す説明図である。この図９に示すように、複数のプレートが積層済みのプレートユニットＳＰは、プレート押圧時において、その両側面が側壁ＳＫで拘束されている。
【０００６】
ところで、プレートユニットＳＰに含まれる各プレートは、その側面が側壁ＳＫで拘束されているものの、上記の押圧力を受けて幅方向に延びるよう変形しようとするので、側壁ＳＫの壁面に向けう反力を派生させる。この反力は、図９において矢印にて示されるように、プレートユニットＳＰに含まれる各プレートで一律ではない。つまり、プレートユニットＳＰのプレート積層方向の中央側のプレートではその上下から押圧力が作用することから、押圧力を受けて幅方向に延びようとする変形の度合いが増すので反力は大きくなり、積層方向の端部側に行くほどこの反力は小さくなる。両側面の側壁ＳＫは、こうした各プレートの反力に抗してプレートユニットＳＰを幅方向において均等に拘束することから、各プレートでは、それぞれが異なる大きさで派生させた反力を側壁ＳＫから受けることになる。このため、上下に重なったプレート間での接合箇所、具体的には溝間の凸条の頂上面とプレートとの接合箇所での接合状態、もしくは銀ロウによる接合固定状態がプレートユニットＳＰに含まれるプレートにおいて相違する事態を招きかねない。こうした事態が起きると、上記した接合箇所での接合不良、接合固定不良が起きる可能性があるので、流路のシール性確保の信頼性が低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、流路を層状に備える熱交換器に適用されるプレート積層体についての上記した問題点を解決するためになされ、流路のシール性確保の信頼性を高めることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。
【０００９】
[適用１：プレート積層体の製造方法]
溝を有するプレートを複数枚積層し、重なり合うプレートと前記溝とにより形成された流路を備えるプレート積層体の製造方法であって、
複数枚の前記プレートを積層する積層工程と、
該積層された積層済みプレートの端部を複数枚のプレートに亘って積層方向に沿うように側壁を配置する配置工程と、
前記積層済みプレートを前記積層方向に押圧して、重なり合うプレートを接合する押圧接合工程とを備え、
前記側壁は、前記積層済みプレートと対面する側の面が凹状に湾曲している
ことを要旨とする。
【００１０】
この場合、前記側壁の前記凹状の湾曲面を、前記積層済みプレートにおけるプレート積層方向の中央領域ほど凹の程度が大きくされていることが望ましい。
【００１１】
[適用２：プレート積層体]
複数枚のプレートを積層したプレート積層体であって、
溝を有する前記プレートを複数枚積層して重なり合うプレートを接合固定し、該接合したプレートの間で前記溝を閉鎖して流路を形成すると共に、
前記積層済みのプレートの側面は、外側に凸状に湾曲している
ことを要旨とする。
【００１２】
この場合、前記積層済みプレートの側面は、前記積層済みプレートにおけるプレート積層方向の中央領域ほど凸の程度が大きくなるよう外側に湾曲したものとできる。
【００１３】
上記したプレート積層体では、溝を有するプレートを複数枚積層した積層済みプレートにおける重なり合ったプレートと溝とにより流路を形成するに当たり、積層済みプレートを積層方向に押圧して、重なり合うプレートを接合し、溝を閉鎖された流路とする。そして、こうしたプレートの押圧に際しては、側壁を積層済みプレートの端部に配置して、この側壁を複数枚のプレートに亘って積層済みプレート端部に積層方向に沿わせるので、側壁は積層済みプレートの端部（側面）に対面する。よって、前記側壁により前記積層済みプレートは、前記プレート積層方向と交差する方向に拘束された状態となる。
【００１４】
積層済みプレートのそれぞれのプレートは、積層方向に沿ったプレート押圧に伴う押圧力を受けて側壁の側に延びるよう変形するので、この延びにより側壁に接触して側壁に向けた反力を派生させる。積層済みプレートのそれぞれのプレートにおけるこの延びの程度とこの延びに伴い派生する反力とは、図９を用いて既述したように一律ではなく、プレート積層方向の中央側のプレートほど、押圧力を受けて幅方向に延びようとする変形の度合いが増すので反力は大きくなり、積層方向の端部側に行くほど延びと反力は小さくなる。
【００１５】
ところが、上記した積層済みプレートの拘束用の側壁は、積層済みプレートの側面と対面する側の面を前記積層済みプレートの側面に対して凹の凹状の湾曲面とするので、この側壁の凹状の湾曲面に積層済みプレートの各プレートが接触するまでのプレートの延びは、凹状の湾曲面における凹の程度に応じたものとなる。特に、この凹状の湾曲面が、前記積層済みプレートにおけるプレート積層方向の中央領域ほど凹の程度が大きくなる湾曲面である場合には、この側壁の凹状の湾曲面に積層済みプレートの各プレートが接触するまでのプレートの延びは、プレート積層方向の中央側のプレートほど大きく、積層方向の端部側に行くほど小さくなる。このため、側壁に接触して拘束されるまでの延びが上記したように相違することから、積層済みプレートの各プレートが側壁に向けて派生させる反力は均等化される。この結果、積層して重なり合ったプレート間における接合箇所での接合状態や銀ロウ等による接合固定状態を、積層済みプレートに含まれる各層のプレートにおいて均等化できるので、接合箇所での接合不良や接合固定不良の抑制の実効性が高まり、流路のシール性確保の信頼性を高めることができる。
【００１６】
上記したプレート積層体を熱交換器として適用する際には、熱交換器では多列の流路を層状に有することがあることから、多列の溝を有するプレートを積層して、前記多列の溝を形成する凸条の頂上面を対向するプレートに接合させ、この積層済みプレートを押圧して凸条頂上面をプレートに接合固定することになる。これにより、多列の溝がそれぞれ閉鎖されて流路となり、流路が層状に形成される。そして、こうした熱交換器においては、上記したプレート間における接合箇所は、積層して重なり合ったプレート間における溝間の凸条の頂上面とプレートとの接合箇所となり、こうした接合箇所での接合不良や接合固定不良の抑制の実効性が高まり、流路のシール性確保の信頼性を高めることができる。
【００１７】
そして、上記のように湾曲した凹状の湾曲面を有する側壁で拘束された積層済みプレートでは、その側面は、前記積層済みプレートにおけるプレート積層方向の中央領域ほど凸の程度が大きくなるよう外側に湾曲することになる。また、側壁と積層済みプレートとを有するプレート積層体であれば、このプレート積層体では、側壁は、外側に湾曲した前記積層済みプレートの前記側面の前記湾曲に合致して前記側面に対して凹状にされた凹状の湾曲壁面を備え、該凹状の湾曲壁面を、前記積層済みプレートの前記側面に密着させていることになる。
【００１８】
上記したプレート積層体は、次のような態様とすることができる。例えば、側壁の凹状の湾曲面の凹の程度を、前記積層済みプレートに含まれるそれぞれのプレートが前記積層方向に沿った押圧力を受けて前記凹状の湾曲曲面の側に延びるよう変形する際に前記凹状の湾曲曲面に向けて派生させる反力の大きさに対応させて前記凹の程度を定める。こうすれば、前記積層済みプレートのそれぞれのプレートの派生する反力をより均等化できるので、上記した接合箇所での接合状態や接合固定状態をより一層均等化でき、流路のシール性確保の信頼性もより高まる。このように反力の大きさに対応させるに際しては、図９に示した各プレートの反力の大きさを予め測定できるので、その測定反力に対応させて凹状の湾曲面を容易にその凹の程度を定めて湾曲形成できる。
【００１９】
また、前記凹状の湾曲面を、前記積層済みプレートにおける積層方向の一端側プレートと他端側プレートに対面する所定の範囲において平面とすることもできる。こうすれば、積層方向に沿って押圧する際に、この両端側プレートは側壁の平面範囲で拘束されていることから、積層方向に沿った押圧による積層済みプレートの沈み込みをより確実に起こすことができる。よって、不用意なプレートの変形を抑制できるので、上記した接合状態の均等化にも寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は本発明の実施例としての熱交換器１００の概略構成を示す斜視図、図２はこの熱交換器１００を分解して説明するための説明図である。
【００２１】
図示するように、熱交換器１００は、プレートユニット１１０の両側にサイドプレート１３０、１４０を備える。プレートユニット１１０は、プレートの積層体であり、最上層プレート１１２と最下層プレート１１５との間に、中間プレート１１６を複数枚積層して備える。そして、この熱交換器１００は、プレートユニット１１０において重なり合った上下のプレートの間に流路１５０を多列に形成し、この多列の流路１５０を層状に有する。
【００２２】
図２に示すように、最上層プレート１１２は、多列の溝１１３を備え、これら溝を形成するため、両サイドと溝間とに凸条１１４を備える。中間プレート１１６のそれぞれにあっても同様、多列の溝１１７を備え、これら溝を形成するため、両サイドと溝間にほぼ凸条１１８を備える。そして、最下層プレート１１５とその上の中間プレート１１６の上下のプレートで、上下の中間プレート１１６同士で、最上層プレート１１２とその下の中間プレート１１６の上下のプレートで、中間プレート１１６が有する溝１１７と最上層プレート１１２が有する溝１１３を閉鎖して既述した流路１５０とする。こうした流路形成に際しては、それぞれのプレートにおける上記の凸条の頂上面は、対向するプレートに後述するように接合固定される。
【００２３】
このプレートユニット１１０の一方のサイドプレート１３０は、他方側のサイドプレート１４０と共に、プレートユニット１１０をプレート積層方向に沿って取り囲み、このプレートユニット１１０の側面と対面する。この両サイドプレートは、このようにプレートユニット側面と対面することから、プレートユニット１１０をプレート積層方向と交差する方向（本実施例では横方向）に拘束した状態とする。サイドプレート１３０とサイドプレート１４０は、左右の違いはあるものの同一の構成であるので、以下、サイドプレート１３０について説明する。
【００２４】
サイドプレート１３０は、プレートユニット１１０の側面と対面する側の壁面を、プレートユニット１１０の側面に対して凹の凹状壁面１３２とし、この凹状壁面１３２を、プレートユニット１１０におけるプレート積層方向の中央領域ほど凹の程度が大きくなるような湾曲面として備える。凹状壁面１３２の湾曲形成の様子については後述する。
【００２５】
本実施例では、図１および図２に示すように、サイドプレート１３０およびサイドプレート１４０は、その高さがプレートユニット１１０と同程度となるようにされている。しかしながら、両サイドプレートの高さは、最上層プレート１１２と所定枚数の中間プレート１１６と最下層プレート１１５とを積層しただけで無負荷の状態のプレートユニット１１０の高さより低くされている。そして、後述するようにプレートユニット１１０がその製造過程でプレート積層方向に押圧を受けることでプレートユニット１１０の積層寸法縮みを起こすので、この積層寸法縮みにより両サイドプレートとプレートユニット１１０の高さがほぼ同一となる。
【００２６】
こうした図１と図２に示す完成品としての熱交換器１００は、最上層プレート１１２と最下層プレート１１５の間に所定枚数の中間プレート１１６を積層したプレートユニット１１０の側面を、当該プレートユニットにおけるプレート積層方向の中央領域ほど凸の程度が大きくなるよう外側に湾曲したいわゆる樽状の側面としている。こうしたプレートユニット側面の湾曲、即ち、当該ユニットを構成する上記各プレートの外側への湾曲は、後述する製造過程において各プレートがその接合相手である凸条の頂上面との接合固定のためにプレート積層方向に沿って受ける押圧力により側方側に延びるよう変形することで起きる。そして、熱交換器１００は、サイドプレート１３０の凹状壁面１３２とサイドプレート１４０の凹状壁面１４２とをプレートユニット１１０の上記の両樽状側面に密着させた状態で、上記両サイドプレートでプレートユニット１１０をプレート積層方向に沿って取り囲む。
【００２７】
上記した熱交換器１００は、多列の流路１５０が層状に上下に重なったその上下の層の一方の層の多列の流路１５０に高温流体を流し、他方の層の多列の流路１５０に低温流体を流すことで、上下の層の流路を通過する流体の熱交換を行う。つまり、溝１１３を有する最上層プレート１１２や、溝１１７を有する中間プレート１１６を、熱交換の伝熱プレートとする。本実施例では、伝熱性および耐久性を考慮して、上記の各伝熱プレートを金属製プレート、詳しくはステンレス製のプレートとした。
【００２８】
次に、上記した熱交換器１００の製造工程について説明する。図３は熱交換器１００の製造工程を示す工程図、図４は熱交換器製造工程におけるプレート積層の様子を示す説明図、図５は熱交換器製造工程におけるプレート押圧の様子を示す説明図、図６は熱交換器製造工程を経た熱交換器１００を端面視して示す説明図である。
【００２９】
図３に示すように、まず、伝熱プレートを準備する（ステップＳ１００）。具体的には、溝１１３を有する最上層プレート１１２と、溝１１７を有する所定枚数の中間プレート１１６と、最下層プレート１１５とを準備する。次に、準備した上記の各伝熱プレートを、図４に示すように、離間するよう退避位置にあるサイドプレート１３０とサイドプレート１４０との間において、最下層プレート１１５、中間プレート１１６および最上層プレート１１２の順に順次積層する（ステップＳ１１０）。このプレート積層に際しては、上下のプレートにおいて接合し合う箇所、具体的には、最上層プレート１１２における凸条１１４の頂上面、中間プレート１１６における凸条１１８の頂上面に銀ロウが予め塗布される。或いは、ステップＳ１００において、凸条頂上面に銀ロウ塗布済みの上記各伝熱プレートを準備して、これを積層する。この図３に示すように、準備された上記各プレート、具体的には最上層プレート１１２と最下層プレート１１５とその間の中間プレート１１６は、全て同一幅のプレートであり、積層後のプレートユニット１１０、即ち無負荷のプレートユニット１１０は、両サイドプレートよりも高い積層寸法となっている。
【００３０】
このステップＳ１１０のプレート積層を経ると、積層された上下のプレートにおいて、上側のプレート（最上層プレート１１２または中間プレート１１６）の凸条、具体的には凸条１１４と凸条１１８の頂上面は、これに対向する下側のプレート（中間プレート１１６または最下層プレート１１５）に接合する。この場合、各凸条は、塗布済みの銀ロウを介在させた状態で、プレートに接合する。
【００３１】
次いで、サイドプレート１３０とサイドプレート１４０とをプレート積層済みのプレートユニット１１０の側に図示しないプレート保持ジグにより前進させる（ステップＳ１２０）。これにより、上記の両サイドプレートは、プレート積層済みのプレートユニット１１０を取り囲んで、凹状壁面１３２および凹状壁面１４２の湾曲面をプレートユニット１１０の側面と対面させる。本実施例では、凹状壁面１３２および凹状壁面１４２の図における上下端がプレートユニット１１０の側面に接触するまで、上記の両サイドプレートを前進させた。
【００３２】
次に、図５に示すように、両サイドプレートで上記のように取り囲んだ状態のプレートユニット１１０を、その上下面から押圧しつつ塗布済みの銀ロウが溶融する温度環境下に置く接合処理に処する（ステップＳ１３０）。この接合処理におけるプレート押圧によって、プレートユニット１１０を構成する各プレート、即ち、溝を有する最上層プレート１１２と中間プレート１１６は、それぞれの凸条にて支えられていることから、この凸条の高さが縮むよう寸法縮みを起こすので、プレートユニット１１０としてもその積層寸法の縮みを起こす。このプレートユニット１１０としての積層寸法縮みは、凸条で支えられた最上層プレート１１２と中間プレート１１６の各プレートでの凸条の高さ寸法の縮の総和となる。
【００３３】
プレートユニット１１０の各プレートは、こうしたプレート押圧に伴って積層寸法縮みを起こすのみならず、その押圧力を受けて両サイドの凹状壁面１３２と凹状壁面１４２の側に延びるよう変形する。そして、各プレートは、この延びにより凹状壁面１３２と凹状壁面１４２に接触して両サイドプレートにより拘束された状態となった上で、押圧力をステップＳ１３０の接合処理の間において受け続ける。このため、プレートユニット１１０の各プレート（最上層プレート１１２と最下層プレート１１５とその間の中間プレート１１６）は、図６に示すように、両サイドの凹状壁面１３２と凹状壁面１４２の曲面に倣って両側面を湾曲させる。これにより、各プレートの積層体であるプレートユニット１１０は、その両側面を既述したように樽状に湾曲させた上で凹状壁面１３２と凹状壁面１４２に密着させる。
【００３４】
そして、ステップＳ１３０の接合処理の間において、プレートユニット１１０は、その積層寸法の縮みと両サイドプレートの凹状壁面１３２と凹状壁面１４２の側への延びを起こして、両サイドプレートの両凹状壁面により拘束された上で、押圧されることになる。よって、プレートユニット１１０の各伝熱プレート、具体的には、最上層プレート１１２とその下方の中間プレート１１６は、最上層プレート１１２が有する凸条１１４の頂上面とで接合し、この頂上面に塗布済みの銀ロウの溶融およびその後の冷却工程（ステップＳ１４０）を経て接合固定される。上下に重なった中間プレート１１６同士と最下層プレート１１５とその上方の中間プレート１１６では、上側の中間プレート１１６が有する凸条１１８の頂上面で接合し、この頂上面に塗布済みの銀ロウの溶融およびその後の冷却工程（ステップＳ１４０）を経て接合固定される。
【００３５】
上記のステップＳ１３０の接合処理後の冷却工程（ステップＳ１４０）では、プレートユニット１１０を、押圧したままの状態で銀ロウが固化するまで冷却する。そして、銀ロウ冷却後には、それまでサイドプレート１３０とサイドプレート１４０を前進させていた図示しないプレート保持ジグを退避させる。これにより熱交換器１００の製造工程を終了する。
【００３６】
以上説明したように、本実施例では、熱交換器１００を製造する上で、プレートユニット１１０の側面に対して凹の凹状壁面１３２を有するサイドプレート１３０と凹状壁面１４２を有するサイドプレート１４０とでプレートユニット１１０を取り囲み、その上で、プレートユニット１１０を積層方向に押圧した（図５参照）。プレートユニット１１０の各プレートは、既述したようにこの押圧に伴う延びによる変形を起こして両サイドプレートの凹状壁面１３２と凹状壁面１４２に接触して当該凹状壁面の曲面に倣って両側面を湾曲させるので、プレートユニット１１０は、その両側面を樽状に湾曲させて当該側面を両サイドプレートの凹状壁面１３２と凹状壁面１４２に密着させて、両サイドプレートにより取り囲まれる。
【００３７】
プレートユニット１１０の各プレートは、上記した延びを起こしてサイドプレートの凹状壁面に接触すると、この延びに伴う反力をサイドプレート１３０とサイドプレート１４０に及ぼす。本実施例では、サイドプレート１３０とサイドプレート１４０は、プレートユニット１１０のプレート積層の中央領域ほど凹の程度が大きい凹状壁面１３２と凹状壁面１４２とを有するので、この凹状壁面にプレートユニット１１０の各プレートが接触するまでのプレートの延びは、プレート積層方向の中央側のプレートほど大きく、積層方向の端部側に行くほど小さくなる。このため、プレート積層方向の中央側のプレートは、上下からの押圧により受ける押圧力は大きくなって延びの程度は大きくなるが、両サイドプレートの凹状壁面に接触して拘束されるまで許容される延びの程度も大きい。その一方、積層中央側のプレートから積層方向の端部側のプレートでは、押圧力を受けることによる延びの程度が小さくなると共に、両サイドプレートの凹状壁面に接触して拘束されるまで許容される延びの程度も小さくなる。この結果、図６に示すように、プレートユニット１１０の各プレートが両サイドプレートに向けて派生させる反力はプレート積層方向において均等化される。このため、プレートユニット１１０において積層して重なり合ったプレート間におけるそれぞれの凸条１１４およぶ凸条１１８の頂上面とプレートとの接合箇所では、その接合状態や銀ロウによる接合固定状態を、プレート積層方向に沿ったプレートの位置に拘わらず、プレートユニット１１０の各層のプレートにおいて均等化できる。よって、本実施例によれば、流路１５０の形成のための凸条頂上面とプレートとのそれぞれの接合箇所での接合不良や接合固定不良を高い実効性で抑制できるので、流路１５０のシール性確保の信頼性を高めることができる。
【００３８】
また、本実施例では、サイドプレート１３０とサイドプレート１４０の凹状壁面１３２、凹状壁面１４２を湾曲形成するに当たり、プレートユニット１１０に含まれるそれぞれのプレートがプレート押圧力を受けて凹状壁面の側に延びるよう変形する際にこの凹状壁面に向けて派生させる反力の大きさに対応させて凹の程度を定めて、湾曲形成した。例えば、図９で示したように平面の壁面を有するサイドプレートを用いてプレートユニット１１０をプレート押圧した場合に各プレートが派生させる反力を予め実験的に測定し、その得られた反力に応じて凹の程度を定めた上で、凹状壁面１３２や凹状壁面１４２をサイドプレートに湾曲状に切削形成した。このため、本実施例では、プレートユニット１１０のそれぞれのプレートの派生する反力をより均等化できるので、上記した接合箇所での接合状態や接合固定状態をより一層均等化でき、流路１５０のシール性確保の信頼性をより高めることができる。
【００３９】
この場合、プレートの積層数やプレートの大きさ、厚み、或いは材質等により上記測定した反力の大きさや、測定反力の大きさのプレート積層方向に沿った推移の様子は相違する。しかしながら、プレートユニット１１０の各プレートがそれぞれ派生する反力は、上記したような実験的な手法により、或いはコンピュータによるシュミレーション解析等の種々の手法により予め得ることができる。よって、プレートの積層数やプレートの大きさ、厚み、或いは材質等が相違する熱交換器にあっても、各プレートの反力に対応させた湾曲曲面の凹状壁面を形成できるので、種々の熱交換器において流路シール性の信頼性を向上できる。
【００４０】
各プレートの両サイドの凸条頂上面に塗布した銀ロウは、ステップＳ１３０の接合処理において溶融してプレートユニット１１０の両側面から流れ出し、プレートユニット側面とサイドプレートの凹状壁面との間に行き渡ると予想される。よって、この流れ出した銀ロウの固化により、サイドプレート１３０とサイドプレート１４０とを、プレートユニット１１０に容易に密着固定させることができる。
【００４１】
その一方、各プレートにおける両サイドの凸条の頂上面への銀ロウ塗布に際して、その塗布の程度を調整して、プレートユニット１１０の両側面から流れ出ないようにすることもできる。こうすれば、ステップＳ１４０を経て得られた熱交換器１００において、サイドプレート１３０とサイドプレート１４０とがプレートユニット１１０の側面に固定されていないようにできる。このため、両サイドプレートを、プレートユニット１１０から取り外すことができるので、サイドプレートを有しないプレートユニット１１０そのものを熱交換器とすることもできる。
【００４２】
次に、他の実施例について説明する。図７は他の実施例の熱交換器１００Ａの概略構成を分解して説明するための説明図、図８は図５相当図であり他の実施例における熱交換器製造工程でのプレート押圧の様子を示す説明図である。図示するように、この熱交換器１００Ａは、両サイドプレートの上下端に平面壁部１３３を有する点に特徴がある。
【００４３】
つまり、サイドプレート１３０Ａは、その上端と下端側の所定範囲をプレートユニット１１０の側面に対面する平面状の平面壁部１３３とし、その間の壁面を既述した凹状壁面１３２と同様に湾曲した凹状壁面１３２Ａとする。平面壁部１３３のプレート積層方向の幅は、最上層プレート１１２の高さに相当する幅以上とされ、この最上層プレート１１２と所定枚（例えば、１〜２枚）の中間プレート１１６の積層高さに相当する幅程度とされている。サイドプレート１４０Ａにあっても同様である。
【００４４】
この実施例の熱交換器１００Ａでは、次のような利点がある。図８に示すようにプレートユニット１１０をその上下から押圧する際には、プレートユニット１１０では、既述したように各プレートの寸法縮みの総和としての積層寸法の縮みが起き、いわゆるプレートの沈み込みを起こす。熱交換器１００Ａは、サイドプレート１３０Ａおよびサイドプレート１４０Ａの上下端の平面壁部１３３、平面壁部１４３をプレートユニット１１０の上下端側のプレートの側面に対面させてこれら両平面壁部にてプレートユニット１１０の上下端側のプレートを拘束する。よって、プレート押圧に伴う上記したプレート沈み込みは、プレート積層方向に沿ったものとできるので、この沈み込みの際のプレートの不用意なズレを起きにくくでき、沈み込み後のプレート押圧の継続によりプレート接合を既述したように図ることができる。このため、熱交換器１００Ａにあっては、プレートのズレに伴う不用意なプレートの変形を抑制できるので、上記した接合状態の均等化の観点から望ましい。
【００４５】
上記した平面壁部１３３、を有するサイドプレート１３０Ａ、１４０Ａは、その高さがプレート押圧後のプレートユニット１１０の積層寸法とほぼ同じとなるようにできるほか、凹状壁面１３２Ａ、１４２Ａの形成領域の高さ寸法がプレート押圧後のプレートユニット１１０の積層寸法とほぼ同じとなるようにすることもできる。この場合には、完成した熱交換器１００Ａにおいて、サイドプレート１３０Ａ、１４０Ａの上下端が平面壁部１３３、１４３の幅分だけプレートユニット１１０から突出するが、熱交換器の使用上、特段の支障はない。
【００４６】
なお、本発明は上記した実施例や変形例の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。例えば、上記した実施例ではプレートの積層方向を上下方向としたが、プレートを水平方向に積層して用いる熱交換器についても適用できる。この他、プレートの接合固定に用いるロウ材として銀ロウ以外に種々のものが使用できると共に、拡散接合手法にて重なり合うプレート、詳しくは凸条頂上面とプレートとの接合固定を行うようにすることもできる。
【００４７】
また、上記した実施例では、熱交換器としての適用例について説明したが、熱交換器以外の用途に用いられるプレート積層体とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例としての熱交換器１００の概略構成を示す斜視図である。
【図２】この熱交換器１００を分解して説明するための説明図である。
【図３】熱交換器１００の製造工程を示す工程図である。
【図４】熱交換器製造工程におけるプレート積層の様子を示す説明図である。
【図５】熱交換器製造工程におけるプレート押圧の様子を示す説明図である。
【図６】熱交換器製造工程を経た熱交換器１００を端面視して示す説明図である。
【図７】他の実施例の熱交換器１００Ａの概略構成を分解して説明するための説明図である。
【図８】図５相当図であり他の実施例における熱交換器製造工程でのプレート押圧の様子を示す説明図である。
【図９】従来のプレート押圧の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００、１００Ａ…熱交換器
１１０…プレートユニット
１１２…最上層プレート
１１３…溝
１１４…凸条
１１５…最下層プレート
１１６…中間プレート
１１７…溝
１１８…凸条
１３０、１３０Ａ…サイドプレート
１３２、１３２Ａ…凹状壁面
１３３…平面壁部
１４０、１４０Ａ…サイドプレート
１４２、１４２Ａ…凹状壁面
１４３…平面壁部
１５０…流路
【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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