(57)【要約】【課題】プレートの強度を保持しつつ圧力損失を低減することが可能なプレート積層型熱交換器を提供する。【解決手段】コアプレート５３，５４は、いずれも略平板状のプレートを成形したものであり、各プレートの片面側には、それぞれＵ字状の凸部５３ａ，５４ａが形成され、各プレートの他面側には、それぞれＵターンが形成された領域に、円弧状の接合用凸部１５３ａ，１５３ｂ、１５４ａ，１５４ｂが形成されている。コア５５は、二枚のコアプレート５３，５４を他面側同士が相互に向き合い、且つそれぞれに形成された凸部５３ａ，５４ａ同士が逆向きに対をなして高温流体室が構成されるように組み付けられてなる。この高温流体室内の領域のうちＵターンが形成された領域には、接合用凸部１５３ａと接合用凸部１５４ａ、接合用凸部１５３ｂと接合用凸部１５４ｂが相互に接合して複数の管状の高温流体用流路が形成されている。一方、高温流体室内の領域のうち前記Ｕターンが形成された領域を除く領域には、フィン１００が介層されている。【選択図】図１
2009103360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドプレート間に複数のコアプレートの組を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート及びコアプレートで囲われた内部を高温流体が流れる高温流体室と低温流体が流れる低温流体室とに画成し、各流体室をそれぞれエンドプレートに設けた一対の循環孔に連通させてなるプレート積層型熱交換器であって、
前記コアプレートは、略平板状のプレートを成形したものであり、当該プレートの長手方向一端側には、前記一対の循環孔に連通する一対の高温流体用の入口ポート及び高温流体用の出口ポートが設けられ、当該プレートの長手方向他端側の領域、並びに当該プレートの長手方向一端側の領域のうち前記高温流体用の入口ポート及び前記高温流体用の出口ポートが設けられた領域の外側の領域には、それぞれもう一対の循環孔に連通する一対の低温流体用の入口ポート及び低温流体用の出口ポートが設けられており、当該プレートの片面側には、凸部が形成され、この凸部が前記高温流体用の入口ポートから当該プレートの長手方向他端側に伸びて当該プレートの長手方向他端側の領域のうち前記低温流体用の入口ポート若しくは前記低温流体用の出口ポートが設けられた領域の内側の領域においてＵターンを形成しつつ前記高温流体用の出口ポートに戻るように構成される一方で、当該プレートの他面側には、それぞれ前記Ｕターンが形成された領域に円弧状の接合用凸部が形成されており、一対のコアプレートの組は、二枚のコアプレートを前記片面側と反対側の他面側同士が相互に向き合い、且つそれぞれに形成された前記凸部同士が逆向きに対をなして前記高温流体室が構成されるとともに、当該高温流体室内の領域のうち前記Ｕターンが形成された領域には、前記接合用凸部同士が相互に接合して管状の高温流体用流路が形成される一方で、前記Ｕターンが形成された領域を除く領域には、フィンが介層されるように組み付けられてなり、これら一対のコアプレートの組の間及び前記エンドプレートとこれに隣接するコアプレートとの間に、前記低温流体室が構成されていることを特徴とするプレート積層型熱交換器。
【請求項２】
エンドプレート間に複数のコアプレートの組を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート及びコアプレートで囲われた内部を高温流体が流れる高温流体室と低温流体が流れる低温流体室とに画成し、各流体室をそれぞれエンドプレートに設けた一対の循環孔に連通させてなるプレート積層型熱交換器であって、
前記コアプレートは、略平板状のプレートを成形したものであり、当該プレートの長手方向一端側には、前記一対の循環孔に連通する一対の高温流体用の入口ポート及び高温流体用の出口ポートが設けられ、当該プレートの長手方向他端側の領域、並びに当該プレートの長手方向一端側の領域のうち前記高温流体用の入口ポート及び前記高温流体用の出口ポートが設けられた領域の外側の領域には、それぞれもう一対の循環孔に連通する一対の低温流体用の入口ポート及び低温流体用の出口ポートが設けられており、当該プレートの片面側には、凸部が形成され、この凸部が前記高温流体用の入口ポートから当該プレートの長手方向他端側に伸びて当該プレートの長手方向他端側の領域のうち前記低温流体用の入口ポート若しくは前記低温流体用の出口ポートが設けられた領域の内側の領域においてＵターンを形成しつつ前記高温流体用の出口ポートに戻るように構成されており、一対のコアプレートの組は、二枚のコアプレートを前記片面側と反対側の他面側同士が相互に向き合い、且つそれぞれに形成された前記凸部同士が逆向きに対をなして前記高温流体室が構成されるとともに、当該高温流体室内の領域のうち前記Ｕターンが形成された領域には、凹凸により円弧状の高温流体用流路が形成されたガイドプレートが介層される一方で、前記Ｕターンが形成された領域を除く領域には、フィンが介層されるように組み付けられてなり、これら一対のコアプレートの組の間及び前記エンドプレートとこれに隣接するコアプレートとの間に、前記低温流体室が構成されていることを特徴とするプレート積層型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、オイルクーラやＥＧＲクーラ等のプレート積層型熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレート積層型熱交換器は、積層したプレートを介して高温流体（例えば、オイルやＥＧＲガス等）と低温流体（例えば、水等）との間で熱交換させる装置である。この装置は、エンドプレート間に複数のコアプレートの組を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート及びコアプレートで囲われた内部を高温流体が流れる高温流体室と低温流体が流れる低温流体室とに画成し、各流体室をそれぞれエンドプレートに突設した一対の循環孔に連通させてなるものである。従来、かかるプレート積層型熱交換器として、下記特許文献１等に示すようなものが知られている。
【０００３】
このような従来のプレート積層型熱交換器において、コアプレートは、略平板状のプレートを成形したものであり、当該プレートの長手方向一端側の幅方向両端には、一対の循環孔に連通する一対の高温流体用の入口ポート及び高温流体用の出口ポートが設けられている。また、当該プレートの片面側には、凸部が形成され、この凸部が高温流体用の入口ポートから当該プレートの長手方向他端側に伸びて当該プレートの長手方向他端側の領域においてＵターンを形成しつつ高温流体用の出口ポートに戻るように構成されている。さらに、当該プレートの長手方向両端には、それぞれもう一対の循環孔に連通する一対の低温流体用の入口ポート及び低温流体用の出口ポートが設けられている。
【０００４】
すなわち、従来のプレート積層型熱交換器において、低温流体用の入口ポートは、当該プレートの長手方向他端側の領域のうち前記Ｕターンが形成された領域の外側に設けられ、他方、低温流体用の出口ポートは、当該プレートの長手方向一端側の領域のうち前記一対の高温流体用の入口ポート及び高温流体用の出口ポートが設けられた領域の外側に設けられている。そして、一対のコアプレートの組は、二枚のコアプレートを前記凸部が形成された片面側と反対側の他面側同士が相互に向き合い、且つそれぞれに形成された凸部同士が逆向きに対をなして高温流体室が構成されるように組み付けられてなり、これら一対のコアプレートの組の間及びエンドプレートとこれに隣接するコアプレートとの間には、低温流体室が構成されている。
【０００５】
また、従来のプレート積層型熱交換器にあっては、高温流体と低温流体との熱交換効率を向上させるために、高温流体室内、すなわちコアプレート５３とコアプレート５４との間に、Ｕターン状に成形されたフィンが介層されている。
【特許文献１】特表２００４−５３００９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のプレート積層型熱交換器にあっては、前述した如く、高温流体室内にＵターン状に成形されたフィンが介層されているため、このフィンのＵターン部に高温流体の抵抗が集中的に発生して、圧力損失が著しく上昇してしまうという問題があった。
【０００７】
なお、かかる問題を解決するための対策として、フィンのＵターン部を除去することが考えられる。すなわち、フィンのＵターン部を除去した場合には、高温流体室内の領域のうち前記Ｕターンが形成された領域が空洞となるので、当該領域における高温流体の抵抗が低減して、圧力損失の上昇を抑制することが可能となる。しかし、単に、フィンのＵターン部を除去してしまうと、今度は、前記Ｕターンが形成された領域におけるプレートの強度が著しく低下してしまうという問題が新たに生じることとなる。そのため、従来のプレート積層型熱交換器にあっては、フィンのＵターン部を除去するという対策を採用することができず、前述した問題、すなわち、圧力損失が著しく上昇してしまうという問題を解決することができなかったのである。
【０００８】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、プレートの強度を保持しつつ圧力損失を低減することが可能なプレート積層型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】
上記課題を解決するために、本発明者は、単に、フィンのＵターン部を除去するという手段だけではなく、かかる手段とともに、プレートの強度を保持するための手段をも併せて採用することとし、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、エンドプレート間に複数のコアプレートの組を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート及びコアプレートで囲われた内部を高温流体が流れる高温流体室と低温流体が流れる低温流体室とに画成し、各流体室をそれぞれエンドプレートに設けた一対の循環孔に連通させてなるプレート積層型熱交換器であって、前記コアプレートは、略平板状のプレートを成形したものであり、当該プレートの長手方向一端側には、前記一対の循環孔に連通する一対の高温流体用の入口ポート及び高温流体用の出口ポートが設けられ、当該プレートの長手方向他端側の領域、並びに当該プレートの長手方向一端側の領域のうち前記高温流体用の入口ポート及び前記高温流体用の出口ポートが設けられた領域の外側の領域には、それぞれもう一対の循環孔に連通する一対の低温流体用の入口ポート及び低温流体用の出口ポートが設けられており、当該プレートの片面側には、凸部が形成され、この凸部が前記高温流体用の入口ポートから当該プレートの長手方向他端側に伸びて当該プレートの長手方向他端側の領域のうち前記低温流体用の入口ポート若しくは前記低温流体用の出口ポートが設けられた領域の内側の領域においてＵターンを形成しつつ前記高温流体用の出口ポートに戻るように構成される一方で、当該プレートの他面側には、それぞれ前記Ｕターンが形成された領域に円弧状の接合用凸部が形成されており、一対のコアプレートの組は、二枚のコアプレートを前記片面側と反対側の他面側同士が相互に向き合い、且つそれぞれに形成された前記凸部同士が逆向きに対をなして前記高温流体室が構成されるとともに、当該高温流体室内の領域のうち前記Ｕターンが形成された領域には、前記接合用凸部同士が相互に接合して管状の高温流体用流路が形成される一方で、前記Ｕターンが形成された領域を除く領域には、フィンが介層されるように組み付けられてなり、これら一対のコアプレートの組の間及び前記エンドプレートとこれに隣接するコアプレートとの間に、前記低温流体室が構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、エンドプレート間に複数のコアプレートの組を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート及びコアプレートで囲われた内部を高温流体が流れる高温流体室と低温流体が流れる低温流体室とに画成し、各流体室をそれぞれエンドプレートに設けた一対の循環孔に連通させてなるプレート積層型熱交換器であって、前記コアプレートは、略平板状のプレートを成形したものであり、当該プレートの長手方向一端側には、前記一対の循環孔に連通する一対の高温流体用の入口ポート及び高温流体用の出口ポートが設けられ、当該プレートの長手方向他端側の領域、並びに当該プレートの長手方向一端側の領域のうち前記高温流体用の入口ポート及び前記高温流体用の出口ポートが設けられた領域の外側の領域には、それぞれもう一対の循環孔に連通する一対の低温流体用の入口ポート及び低温流体用の出口ポートが設けられており、当該プレートの片面側には、凸部が形成され、この凸部が前記高温流体用の入口ポートから当該プレートの長手方向他端側に伸びて当該プレートの長手方向他端側の領域のうち前記低温流体用の入口ポート若しくは前記低温流体用の出口ポートが設けられた領域の内側の領域においてＵターンを形成しつつ前記高温流体用の出口ポートに戻るように構成されており、一対のコアプレートの組は、二枚のコアプレートを前記片面側と反対側の他面側同士が相互に向き合い、且つそれぞれに形成された前記凸部同士が逆向きに対をなして前記高温流体室が構成されるとともに、当該高温流体室内の領域のうち前記Ｕターンが形成された領域には、凹凸により円弧状の高温流体用流路が形成されたガイドプレートが介層される一方で、前記Ｕターンが形成された領域を除く領域には、フィンが介層されるように組み付けられてなり、これら一対のコアプレートの組の間及び前記エンドプレートとこれに隣接するコアプレートとの間に、前記低温流体室が構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプレート積層型熱交換器によれば、プレートの強度を保持しつつ圧力損失を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施形態について説明する。
【００１４】
＝＝＝第一実施形態＝＝＝
まず、図１及び図２を参照しながら、本発明の第一実施形態に係るプレート積層型熱交換器の主要部（図１のＶ部参照）について説明する。図１はプレート積層型熱交換器におけるコア５５の積層状態を示す斜視図、図２はコア５５の分解斜視図である。
【００１５】
本発明の第一実施形態に係るプレート積層型熱交換器は、エンドプレート間に複数のコアプレート５３，５４の組（以下「コア５５」という。）を積層し、その外周フランジ部同士をロウ付けすることで、エンドプレート及びコアプレート５３，５４で囲われた内部を高温流体が流れる高温流体室と低温流体が流れる低温流体室とに画成し、各流体室をそれぞれエンドプレートに突設した一対の循環パイプに連通させてなるものである（図１参照）。但し、図１には、エンドプレート及び循環パイプを図示していない。
【００１６】
また、図２に示すように、コア５５を構成するコアプレート５３，５４は、いずれも略平板状のプレートを成形したものであり、当該プレートの長手方向一端側（同図の場合には右端側）には、前記一対の循環パイプに連通する一対の高温流体用の入口ポート５８ａ及び高温流体用の出口ポート５８ｂが設けられている。また、当該プレートの長手方向他端側（同図の場合には左端側）の領域、並びに当該プレートの長手方向一端側の領域のうち高温流体用の入口ポート５８ａ及び高温流体用の出口ポート５８ｂが設けられた領域の外側の領域（同図の場合には右端の領域）には、それぞれもう一対の循環パイプに連通する一対の低温流体用の入口ポート５９ａ及び低温流体用の出口ポート５９ｂが設けられている。
【００１７】
さらに、各プレートの片面側、すなわちコアプレート５３の上方側及びコアプレート５４の下方側には、それぞれ凸部５３ａ，５４ａが形成されている。そして、これらの凸部５３ａ，５４ａが高温流体用の入口ポート５８ａから当該プレートの長手方向他端側に伸びて当該プレートの長手方向他端側の領域のうち低温流体用の入口ポート５９ａが設けられた領域の内側の領域においてＵターンを形成しつつ高温流体用の出口ポート５８ｂに戻るように構成されている。他方、各プレートの他面側（コアプレート５３の場合には下方側に対応し、コアプレート５４の場合には上方側に対応する。）には、それぞれ前記Ｕターンが形成された領域に、円弧状の接合用凸部１５３ａ，１５３ｂ、１５４ａ，１５４ｂが形成されている。
【００１８】
一対のコアプレート５３，５４の組（コア５５）は、二枚のコアプレート５３，５４を前記片面側と反対側の他面側同士が相互に向き合い、且つそれぞれに形成された凸部５３ａ，５４ａ同士が逆向きに対をなして高温流体室が構成されるように組み付けられてなるものである。
【００１９】
高温流体室内の領域のうち前記Ｕターンが形成された領域には、接合用凸部同士、すなわち、接合用凸部１５３ａと接合用凸部１５４ａ、及び接合用凸部１５３ｂと接合用凸部１５４ｂが相互に接合して複数の管状の高温流体用流路が形成されている。具体的には、前記Ｕターンが形成された領域の外側から内側に向けて順に、凸部２５３ａと凸部２５４ａとで構成される管、凸部２５３ｂと凸部２５４ｂとで構成される管が形成されており、さらに当該領域の最内側には、凸部２５３ｃと凸部２５４ｃとで構成される流路が形成されている。これらの高温流体用流路は、当該領域の外側に形成された流路の断面の方が内側に形成された流路の断面よりも大きくなるように構成されており、具体的には、凸部２５３ａと凸部２５４ａとで構成される管の断面積＞凸部２５３ｂと凸部２５４ｂとで構成される管の断面積＞凸部２５３ｃと凸部２５４ｃとで構成される流路の断面積、という関係にあり、当該流路を流れる高温流体の流量もこの関係に従うこととなる。
【００２０】
一方、高温流体室内の領域のうち前記Ｕターンが形成された領域を除く領域には、フィン１００が介層されている。このフィン１００は、高温流体室の形状に対応するように二枚のフィン１００ａ，１００ｂを平行に配置して、これらを一体化したものである。なお、これら一対のコアプレート５３，５４の組の間、及びエンドプレートとこれに隣接するコアプレート５３，５４との間には、低温流体室（図示せず）が構成されている。
【００２１】
このような構成のプレート積層型熱交換器にあっては、前記Ｕターンが形成された領域には、圧力損失が増大する原因となっていたフィンが設けられていないので、当然に、圧力損失を低減することが可能となる。また、前記Ｕターンが形成された領域には、接合用凸部同士、すなわち、接合用凸部１５３ａと接合用凸部１５４ａ、及び接合用凸部１５３ｂと接合用凸部１５４ｂが相互に接合して管状の高温流体用流路が形成されており、これら接合用凸部同士の接合によって、当該領域におけるコアプレート５３，５４が補強されることとなる。従って、かかるプレート積層型熱交換器にあっては、プレートの強度を保持することが可能となる。以上より、本実施形態に係るプレート積層型熱交換器にあっては、プレートの強度を保持しつつ圧力損失を低減することが可能となる。
【００２２】
＝＝＝第二実施形態＝＝＝
まず、図３及び図４を参照しながら、本発明の第二実施形態に係るプレート積層型熱交換器の主要部について説明する。図３はプレート積層型熱交換器におけるコア５５の分解斜視図、図４は図３のガイドプレート３００を示す斜視図である。
【００２３】
図３に示すように、コアプレート５３０，５４０は、略平板状のプレートを成形したものであり、当該プレートの長手方向一端側（同図の場合には右端側）には、前記一対の循環パイプに連通する一対の高温流体用の入口ポート５８ａ及び高温流体用の出口ポート５８ｂが設けられている。また、当該プレートの長手方向他端側の領域（同図の場合には左端側）、並びに当該プレートの長手方向一端側の領域のうち前記高温流体用の入口ポート５８ａ及び前記高温流体用の出口ポート５８ｂが設けられた領域の外側の領域（同図の場合には右端の領域）には、それぞれもう一対の循環パイプに連通する一対の低温流体用の入口ポート５９ａ及び低温流体用の出口ポート５９ｂが設けられている。さらに、各プレートの片面側（コアプレート５３０の場合には上方側に対応し、コアプレート５４０の場合には下方側に対応する。）には、凸部５３ａ，５４ａが形成されている。そして、これらの凸部５３ａ，５４ａが高温流体用の入口ポート５８ａから当該プレートの長手方向他端側に伸びて当該プレートの長手方向他端側の領域のうち低温流体用の入口ポート５９ａが設けられた領域の内側の領域においてＵターンを形成しつつ高温流体用の出口ポート５８ｂに戻るように構成されている。
【００２４】
一対のコアプレート５３０，５４０の組（コア５５０）は、二枚のコアプレート５３０，５４０を前記片面側と反対側の他面側同士が相互に向き合い、且つそれぞれに形成された凸部５３ａ，５４ａ同士が逆向きに対をなして高温流体室が構成されるとともに、当該高温流体室内の領域のうち前記Ｕターンが形成された領域には、凹凸３０ａ〜３０ｆにより半円弧状の高温流体用流路が形成されたガイドプレート３００（図４参照）が介層される一方で、前記Ｕターンが形成された領域を除く領域には、前記フィン１００が介層されるように組み付けられてなるものである。なお、これら一対のコアプレート５３０，５４０の組の間及びエンドプレートとこれに隣接するコアプレート５３０，５４０との間には、低温流体室（図示せず）が構成されている。
【００２５】
このような構成のプレート積層型熱交換器にあっては、前記Ｕターンが形成された領域には、圧力損失が増大する原因となっていたフィンの代わりに、ガイドプレート３００が設けられており、このガイドプレート３００には、凹凸３０ａ〜３０ｆにより半円弧状の高温流体用流路が形成されているので、当該高温流体用流路によって高温流体の抵抗が分散されることとなる。従って、かかるプレート積層型熱交換器にあっては、圧力損失を低減することが可能となる。また、前記Ｕターンが形成された領域には、コアプレート５３０，５４０との間にガイドプレート３００が介層されており、このガイドプレート３００によって、当該領域におけるコアプレート５３０，５４０が補強されることとなる。従って、かかるプレート積層型熱交換器にあっては、プレートの強度を保持することが可能となる。以上より、本実施形態に係るプレート積層型熱交換器にあっても、プレートの強度を保持しつつ圧力損失を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一実施形態に係るプレート積層型熱交換器におけるコアの積層状態を示す斜視図である。
【図２】図１のコアの分解斜視図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係るプレート積層型熱交換器コアの分解斜視図である。
【図４】図３のガイドプレートを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
５３、５４、５３０、５４０  コアプレート
５５、５５０  コア
５３ａ、５４ａ  凸部（Ｕ字状）
１００  フィン
１５３ａ、１５３ｂ、１５４ａ，１５４ｂ  接合用凸部
２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ  （Ｕターンが形成された領域の）凸部
２５４ａ、２５４ｂ、２５４ｃ  （Ｕターンが形成された領域の）凸部
３００  ガイドプレート
３００ａ〜３００ｆ  凹凸
【図１】
2009103360.tif 000003
【図２】
2009103360.tif 000004
【図３】
2009103360.tif 000005
【図４】
2009103360.tif 000006