JP2000097590A - プレート式熱交換器 - Google Patents
プレート式熱交換器Info
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- JP2000097590A JP2000097590A JP26997498A JP26997498A JP2000097590A JP 2000097590 A JP2000097590 A JP 2000097590A JP 26997498 A JP26997498 A JP 26997498A JP 26997498 A JP26997498 A JP 26997498A JP 2000097590 A JP2000097590 A JP 2000097590A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝熱面の断面形状を改善して伝熱性能の向上
とスケールの付着・堆積の抑制を図る。 【解決手段】 伝熱プレート１の伝熱面２に形成した畝
４の上壁４ａの角度θ1と下壁４ｂの角度θ2 を異なる
角度で形成して伝熱面２を非対称な波形断面形状に形成
させた。また、伝熱プレート１の伝熱面２に形成した畝
４の凸頂部４ｃの下流で液の流れに対して傾きを緩やか
にするとともに、凸頂部４ｃの下流へ液の流れをより多
くもたらすため、畝４の下壁４ｂの角度θ2 を上壁４ａ
の角度θ1より大きく形成させた。
とスケールの付着・堆積の抑制を図る。 【解決手段】 伝熱プレート１の伝熱面２に形成した畝
４の上壁４ａの角度θ1と下壁４ｂの角度θ2 を異なる
角度で形成して伝熱面２を非対称な波形断面形状に形成
させた。また、伝熱プレート１の伝熱面２に形成した畝
４の凸頂部４ｃの下流で液の流れに対して傾きを緩やか
にするとともに、凸頂部４ｃの下流へ液の流れをより多
くもたらすため、畝４の下壁４ｂの角度θ2 を上壁４ａ
の角度θ1より大きく形成させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波形断面形状の伝
熱面を有する伝熱プレートを用いたプレート式熱交換器
に関するものであり、詳しくは、伝熱面の断面形状に関
するものである。
熱面を有する伝熱プレートを用いたプレート式熱交換器
に関するものであり、詳しくは、伝熱面の断面形状に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、プレート式熱交換器は、複数枚
の伝熱プレートをガスケットを介して交互に上下反転し
て積層することによって伝熱プレート相互間に複数の流
体通路を形成し、この複数の流体通路に熱交換されるべ
き異なる流体を交互に流通して両流体間でプレートを介
して熱交換を行なわせる。
の伝熱プレートをガスケットを介して交互に上下反転し
て積層することによって伝熱プレート相互間に複数の流
体通路を形成し、この複数の流体通路に熱交換されるべ
き異なる流体を交互に流通して両流体間でプレートを介
して熱交換を行なわせる。
【０００３】このようなプレート式熱交換器において、
例えば、図４に示す如き、伝熱プレート１１が使用され
ている。この伝熱プレート１１は、熱伝導率の良い材料
で長方形状に形成され、中央部に伝熱面１２を有し、か
つ、四隅に流体の出入口となる通路孔１３がそれぞれ穿
設されている。伝熱面１２は、プレート縦方向中心線か
ら両側方に向って傾斜したヘリンボン状の畝１４を等間
隔でＶ字状ないし山形状に連続形成した波形断面形状に
形成されている。畝１４は、上壁１４ａと下壁１４ｂと
で構成され、上壁１４ａの角度θ1 と下壁１４ｂの角度
θ2 とを同じ角度で形成して伝熱面１２を対称な波形断
面形状に形成している（図５および図６参照）。そし
て、この伝熱プレート１１を交互に上下反転して積層す
ることにより、図５および図６に示すように、伝熱プレ
ート１１相互間に熱交換されるべき異なる流体用の流体
通路Ａ，Ｂを交互に形成するようにしている。
例えば、図４に示す如き、伝熱プレート１１が使用され
ている。この伝熱プレート１１は、熱伝導率の良い材料
で長方形状に形成され、中央部に伝熱面１２を有し、か
つ、四隅に流体の出入口となる通路孔１３がそれぞれ穿
設されている。伝熱面１２は、プレート縦方向中心線か
ら両側方に向って傾斜したヘリンボン状の畝１４を等間
隔でＶ字状ないし山形状に連続形成した波形断面形状に
形成されている。畝１４は、上壁１４ａと下壁１４ｂと
で構成され、上壁１４ａの角度θ1 と下壁１４ｂの角度
θ2 とを同じ角度で形成して伝熱面１２を対称な波形断
面形状に形成している（図５および図６参照）。そし
て、この伝熱プレート１１を交互に上下反転して積層す
ることにより、図５および図６に示すように、伝熱プレ
ート１１相互間に熱交換されるべき異なる流体用の流体
通路Ａ，Ｂを交互に形成するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプレー
ト式熱交換器では、伝熱プレート１１の伝熱面１２に形
成された畝１４の向かい合う上下の壁１４ａ，１４ｂの
角度θ1 ，θ2 が同じ角度を有して伝熱面１２が対称な
波形断面形状に形成されているため、伝熱プレート１１
相互間には同じ断面形状を有する流体通路Ａ，Ｂが形成
されている。このことにより、従来のプレート式熱交換
器を凝縮器として用いた場合、即ち、流体通路Ａに凝縮
流体（例えば、蒸気）、流体通路Ｂに冷媒（例えば、冷
却水）をそれぞれ流通して熱交換した場合、図５に示す
ように、流体通路Ａの凝縮した液ａは、重力方向に滴下
して伝熱プレート１１の伝熱面１２に形成された畝１４
の下壁１４ｂの表面に液滴として滞留し、その後は大き
な液滴となって下方へ流れ落ちたり、あるいは下壁１４
ｂの表面を畝１４の傾斜方向に沿って流れるため、下壁
１４ｂの表面には凝縮液膜が形成されて凝縮性能を低下
させる。そのため、凝縮器としては大きな伝熱面積が必
要となり、多くの伝熱プレート１１を要することからコ
ストアップと凝縮器の寸法増大をもたらすという問題が
ある。
ト式熱交換器では、伝熱プレート１１の伝熱面１２に形
成された畝１４の向かい合う上下の壁１４ａ，１４ｂの
角度θ1 ，θ2 が同じ角度を有して伝熱面１２が対称な
波形断面形状に形成されているため、伝熱プレート１１
相互間には同じ断面形状を有する流体通路Ａ，Ｂが形成
されている。このことにより、従来のプレート式熱交換
器を凝縮器として用いた場合、即ち、流体通路Ａに凝縮
流体（例えば、蒸気）、流体通路Ｂに冷媒（例えば、冷
却水）をそれぞれ流通して熱交換した場合、図５に示す
ように、流体通路Ａの凝縮した液ａは、重力方向に滴下
して伝熱プレート１１の伝熱面１２に形成された畝１４
の下壁１４ｂの表面に液滴として滞留し、その後は大き
な液滴となって下方へ流れ落ちたり、あるいは下壁１４
ｂの表面を畝１４の傾斜方向に沿って流れるため、下壁
１４ｂの表面には凝縮液膜が形成されて凝縮性能を低下
させる。そのため、凝縮器としては大きな伝熱面積が必
要となり、多くの伝熱プレート１１を要することからコ
ストアップと凝縮器の寸法増大をもたらすという問題が
ある。
【０００５】また、従来のプレート式熱交換器を相変化
の伴わないスケール成分を多く含む２液体の熱交換に用
いた場合、図６に示すように、伝熱プレート１１の伝熱
面１２に形成された畝１４の凸頂部１４ｃの下流で流れ
の淀み域ｂが生じて伝熱性能を低下させる。また、この
淀み域ｂではスケールの付着・堆積の問題が顕著であ
り、伝熱性能の低下を招くとともに頻繁に洗浄が欠かせ
ない。
の伴わないスケール成分を多く含む２液体の熱交換に用
いた場合、図６に示すように、伝熱プレート１１の伝熱
面１２に形成された畝１４の凸頂部１４ｃの下流で流れ
の淀み域ｂが生じて伝熱性能を低下させる。また、この
淀み域ｂではスケールの付着・堆積の問題が顕著であ
り、伝熱性能の低下を招くとともに頻繁に洗浄が欠かせ
ない。
【０００６】本発明は、前記課題を解決すべく提案され
たもので、伝熱性能の向上とスケールの付着・堆積の抑
制を図ることを目的とする。
たもので、伝熱性能の向上とスケールの付着・堆積の抑
制を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、伝熱プレートの伝熱面に形成した畝の向
かい合う上下の壁が異なる角度を有して前記伝熱面が非
対称な波形断面形状であるプレート式熱交換器を提供す
る。
め、本発明は、伝熱プレートの伝熱面に形成した畝の向
かい合う上下の壁が異なる角度を有して前記伝熱面が非
対称な波形断面形状であるプレート式熱交換器を提供す
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３に基いて説明する。
〜図３に基いて説明する。
【０００９】図１は、本発明のプレート式熱交換器にお
ける伝熱プレート１を示す。この伝熱プレート１は、従
来と同様に、熱伝導率の良い材料で長方形状に形成さ
れ、中央部に伝熱面２を有し、かつ、四隅に流体の出入
口となる通路孔３がそれぞれ穿設されている。伝熱面２
は、プレート縦方向中心線から両側方に向って傾斜した
ヘリンボン状の畝４を形成した波形断面形状に形成され
ている（図２および図３参照）。畝４は、上壁４ａと下
壁４ｂとで構成され、上壁４ａの角度θ1 と下壁４ｂの
角度θ2 を従来の波形断面形状より一方を大きく他方を
小さくなるように異なる角度（例えば凝縮器として用い
る場合、図２に示すように、θ1 ＜θ2 ）で形成して伝
熱面２を非対称な波形断面形状に形成している。そし
て、このような伝熱プレート１を交互に上下反転して積
層することにより、伝熱プレート１相互間に熱交換され
るべき異なる流体用の流体通路Ａ，Ｂを交互に形成する
ようにしている。
ける伝熱プレート１を示す。この伝熱プレート１は、従
来と同様に、熱伝導率の良い材料で長方形状に形成さ
れ、中央部に伝熱面２を有し、かつ、四隅に流体の出入
口となる通路孔３がそれぞれ穿設されている。伝熱面２
は、プレート縦方向中心線から両側方に向って傾斜した
ヘリンボン状の畝４を形成した波形断面形状に形成され
ている（図２および図３参照）。畝４は、上壁４ａと下
壁４ｂとで構成され、上壁４ａの角度θ1 と下壁４ｂの
角度θ2 を従来の波形断面形状より一方を大きく他方を
小さくなるように異なる角度（例えば凝縮器として用い
る場合、図２に示すように、θ1 ＜θ2 ）で形成して伝
熱面２を非対称な波形断面形状に形成している。そし
て、このような伝熱プレート１を交互に上下反転して積
層することにより、伝熱プレート１相互間に熱交換され
るべき異なる流体用の流体通路Ａ，Ｂを交互に形成する
ようにしている。
【００１０】本発明のプレート式熱交換器においては、
伝熱プレート１の伝熱面２に形成した畝４の上壁４ａの
角度θ1 と下壁４ｂの角度θ2 を異なる角度で形成して
伝熱面２を非対称な波形断面形状に形成したので、流れ
方向に対して異なる特性を有する流体通路Ａ，Ｂが形成
される（図２および図３参照）。
伝熱プレート１の伝熱面２に形成した畝４の上壁４ａの
角度θ1 と下壁４ｂの角度θ2 を異なる角度で形成して
伝熱面２を非対称な波形断面形状に形成したので、流れ
方向に対して異なる特性を有する流体通路Ａ，Ｂが形成
される（図２および図３参照）。
【００１１】従って、本発明のプレート式熱交換器を凝
縮器として用いた場合、図２に示すように、伝熱プレー
ト１の伝熱面２に形成した畝４の上壁４ａの角度θ1 よ
り下壁４ｂの角度θ2 を大きくすることで、凝縮した液
ａは下壁４ａをすぐに流れ落ちるため、下壁４ａの表面
に凝縮液膜が生じなくなって凝縮性能の向上が図れる。
縮器として用いた場合、図２に示すように、伝熱プレー
ト１の伝熱面２に形成した畝４の上壁４ａの角度θ1 よ
り下壁４ｂの角度θ2 を大きくすることで、凝縮した液
ａは下壁４ａをすぐに流れ落ちるため、下壁４ａの表面
に凝縮液膜が生じなくなって凝縮性能の向上が図れる。
【００１２】また、本発明のプレート式熱交換器を相変
化の伴わない２液体の熱交換に用いた場合、図３に示す
ように、伝熱プレート１の伝熱面２に形成された畝４の
凸頂部４ｃの下流では、壁４ｂが液の流れに対して傾き
が緩やかであるために流れの淀みが少なくなり、また、
流れに対向する側の壁４ａの傾きが従来のものよりも立
っていて凸頂部４ｃの下流へ液の流れをより多くもたら
すため、伝熱性能の向上を図るとともに、スケールの付
着・堆積を抑制することができる。
化の伴わない２液体の熱交換に用いた場合、図３に示す
ように、伝熱プレート１の伝熱面２に形成された畝４の
凸頂部４ｃの下流では、壁４ｂが液の流れに対して傾き
が緩やかであるために流れの淀みが少なくなり、また、
流れに対向する側の壁４ａの傾きが従来のものよりも立
っていて凸頂部４ｃの下流へ液の流れをより多くもたら
すため、伝熱性能の向上を図るとともに、スケールの付
着・堆積を抑制することができる。
【００１３】なお、伝熱プレート１の伝熱面２に形成さ
れた畝４の上壁４ａの角度θ1 と下壁４ｂの角度θ2 を
同じ角度で従来の波形断面形状より大きく形成すると、
前述した図２および図３に示す実施の形態と同様な効果
を得ることができるが、これではプレート伸び率が小さ
くなり、同一素材から得られる伝熱面積が少なってコス
トが著しく上昇するといった問題を生じる。また、畝４
のピッチが大きくなるとともに、畝４の開き角度が大き
くなるため、伝熱プレート１の耐圧強度が著しく低下す
るといった問題を生じる。
れた畝４の上壁４ａの角度θ1 と下壁４ｂの角度θ2 を
同じ角度で従来の波形断面形状より大きく形成すると、
前述した図２および図３に示す実施の形態と同様な効果
を得ることができるが、これではプレート伸び率が小さ
くなり、同一素材から得られる伝熱面積が少なってコス
トが著しく上昇するといった問題を生じる。また、畝４
のピッチが大きくなるとともに、畝４の開き角度が大き
くなるため、伝熱プレート１の耐圧強度が著しく低下す
るといった問題を生じる。
【００１４】これに対して、本発明のプレート式熱交換
器のように、伝熱プレート１の伝熱面２に形成した畝４
の上壁４ａの角度θ1 と下壁４ｂの角度θ2 を、従来の
波形断面形状より一方を大きく他方小さくなるように異
なる角度で形成して伝熱面２を非対称な波形断面形状に
形成すると、プレート伸び率の低下および畝４のピッチ
増大を従来の波形断面形状と同等あるいはわずかな変更
で抑えることができる。従って、本発明のプレート式熱
交換器では、伝熱性能の向上を図るとともに、スケール
の付着・堆積を抑制し、かつ、コストアップや耐圧強度
の低下も防止できる。
器のように、伝熱プレート１の伝熱面２に形成した畝４
の上壁４ａの角度θ1 と下壁４ｂの角度θ2 を、従来の
波形断面形状より一方を大きく他方小さくなるように異
なる角度で形成して伝熱面２を非対称な波形断面形状に
形成すると、プレート伸び率の低下および畝４のピッチ
増大を従来の波形断面形状と同等あるいはわずかな変更
で抑えることができる。従って、本発明のプレート式熱
交換器では、伝熱性能の向上を図るとともに、スケール
の付着・堆積を抑制し、かつ、コストアップや耐圧強度
の低下も防止できる。
【００１５】以上は本発明の実施に好ましい実施の形態
を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるこ
となく本発明の要旨内において設計変更することができ
る。例えば、本発明の実施の形態として、伝熱面２は、
プレート縦方向中心線から両側方に向って傾斜したヘリ
ンボン形状の畝４を形成した波形断面形状に形成された
もので説明したが、これ以外にプレート縦方向中心線が
ズレても構わないし、また、コルゲート形状のものであ
っても構わない。
を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるこ
となく本発明の要旨内において設計変更することができ
る。例えば、本発明の実施の形態として、伝熱面２は、
プレート縦方向中心線から両側方に向って傾斜したヘリ
ンボン形状の畝４を形成した波形断面形状に形成された
もので説明したが、これ以外にプレート縦方向中心線が
ズレても構わないし、また、コルゲート形状のものであ
っても構わない。
【００１６】また、本発明の実施の形態では、流体の流
体通路Ａ，Ｂを得る方法として、同一の伝熱プレート１
１を交互に上下反転して組み合せているが、これ以外に
伝熱プレート１１の表裏を反転して組み合せたり、２枚
の異なる伝熱プレートを組み合せるなどしても構わな
い。
体通路Ａ，Ｂを得る方法として、同一の伝熱プレート１
１を交互に上下反転して組み合せているが、これ以外に
伝熱プレート１１の表裏を反転して組み合せたり、２枚
の異なる伝熱プレートを組み合せるなどしても構わな
い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプレート
式熱交換器によれば、伝熱プレート１伝熱面に形成した
畝の向かい合う上下の壁の角度を異なる角度で形成して
伝熱面を非対称な波形断面形状に形成したことにより、
液膜や流れの淀み等の発生を防止して伝熱性能の向上を
図るとともに、スケールの付着・堆積を抑制させること
ができる。
式熱交換器によれば、伝熱プレート１伝熱面に形成した
畝の向かい合う上下の壁の角度を異なる角度で形成して
伝熱面を非対称な波形断面形状に形成したことにより、
液膜や流れの淀み等の発生を防止して伝熱性能の向上を
図るとともに、スケールの付着・堆積を抑制させること
ができる。
【図１】本発明のプレート式熱交換器における伝熱プレ
ートの平面図である。
ートの平面図である。
【図２】図１の伝熱プレートを積層した状態でのＡ−Ａ
線における要部断面図で、凝縮器として用いた場合であ
る。
線における要部断面図で、凝縮器として用いた場合であ
る。
【図３】図１の伝熱プレートを積層した状態でのＡ−Ａ
線における要部断面図で、液同士の熱交換器として用い
た場合である。
線における要部断面図で、液同士の熱交換器として用い
た場合である。
【図４】従来のプレート式熱交換器における伝熱プレー
トの平面図である。
トの平面図である。
【図５】図４の伝熱プレートを積層した状態でのＢ−Ｂ
線における要部断面図で、凝縮器として用いた場合であ
る。
線における要部断面図で、凝縮器として用いた場合であ
る。
【図６】図４の伝熱プレートを積層した状態でのＢ−Ｂ
線における要部断面図で、液同士の熱交換器として用い
た場合である。
線における要部断面図で、液同士の熱交換器として用い
た場合である。
１ 伝熱プレート ２ 伝熱面 ３ 通路孔 ４ 畝 ４ａ 畝の上壁 ４ｂ 畝の下壁 ４ｃ 畝の凸頂部 θ1 畝上壁の角度 θ2 畝下壁の角度
Claims (3)
- 【請求項１】 畝を形成した波形断面形状の伝熱面を有
する伝熱プレートを積層してなるプレート式熱交換器に
おいて、 前記伝熱プレートの前記伝熱面に形成した前記畝の向か
い合う上下の壁が異なる角度を有して前記伝熱面が非対
称な波形断面形状であることを特徴とするプレート式熱
交換器。 - 【請求項２】 凝縮流体側の流体通路における前記伝熱
プレートの前記伝熱面に形成した前記畝の下壁角度を上
壁角度より大きく形成して凝縮器として使用したことを
特徴とする請求項１記載のプレート式熱交換器。 - 【請求項３】 相変化の伴わない２流体の熱交換器とし
て使用したことを特徴とする請求項１記載のプレート式
熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26997498A JP4252132B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | プレート式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26997498A JP4252132B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | プレート式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000097590A true JP2000097590A (ja) | 2000-04-04 |
| JP4252132B2 JP4252132B2 (ja) | 2009-04-08 |
Family
ID=17479827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26997498A Expired - Fee Related JP4252132B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | プレート式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4252132B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010125643A1 (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | 三菱電機株式会社 | 熱交換素子 |
| WO2010125644A1 (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | 三菱電機株式会社 | 全熱交換素子 |
| JP2013145068A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-25 | Panasonic Corp | 熱交換素子とそれを用いた熱交換型換気機器 |
| JP2016531269A (ja) * | 2013-09-19 | 2016-10-06 | ホーデン ユーケー リミテッド | 洗浄特徴が向上した熱交換素子プロファイル |
| US9534854B2 (en) | 2010-06-24 | 2017-01-03 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat exchanger plate and a plate heat exchanger |
-
1998
- 1998-09-24 JP JP26997498A patent/JP4252132B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010125643A1 (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | 三菱電機株式会社 | 熱交換素子 |
| WO2010125644A1 (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | 三菱電機株式会社 | 全熱交換素子 |
| JPWO2010125643A1 (ja) * | 2009-04-28 | 2012-10-25 | 三菱電機株式会社 | 熱交換素子 |
| JPWO2010125644A1 (ja) * | 2009-04-28 | 2012-10-25 | 三菱電機株式会社 | 全熱交換素子 |
| TWI421460B (zh) * | 2009-04-28 | 2014-01-01 | Mitsubishi Electric Corp | Heat exchange element |
| US9534854B2 (en) | 2010-06-24 | 2017-01-03 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat exchanger plate and a plate heat exchanger |
| JP2013145068A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-25 | Panasonic Corp | 熱交換素子とそれを用いた熱交換型換気機器 |
| JP2016531269A (ja) * | 2013-09-19 | 2016-10-06 | ホーデン ユーケー リミテッド | 洗浄特徴が向上した熱交換素子プロファイル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4252132B2 (ja) | 2009-04-08 |
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