JP2002107088A - プレート式熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層されてろう付けされた２枚の伝熱プレー
トの通路口回りのろう付け部に割れ目が発生して流体の
漏洩が発生しても、漏洩流体を伝熱プレート外に排出し
て熱交換器内で２種の流体の混合を回避させる。 【解決手段】 ２枚の伝熱プレート１の通路口周辺部同
士をろう材７でシールして形成されたろう付け部５を、
通液溝２０を境として外側の第２ろう付け部５ａと内側
の第３ろう付け部５ｂの二重シール構造とする。通液溝
２０の両端を伝熱プレート周縁部１ｂの切欠き２３まで
延ばして、両ろう付け部５ａ、５ｂのいずれか一方の割
れ目から漏洩した１種の流体を通液溝２０から周縁部１
ｂの切欠き２３まで流出させて外部に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼板等
の複数枚の伝熱プレートを積層してろう付けしたブレー
ジング式のプレート式熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブレージング式のプレート式熱交換器の
従来例を図６に示すと、同図の熱交換器は複数枚の同一
外形寸法の伝熱プレート１と耐圧フレーム１１をろう材
を介して積層して、高温・真空下でろう付けして製造さ
れる。耐圧フレーム１１は、複数の伝熱プレート１を積
層した積層体の表裏両面にろう付けされ、図６では表面
側の耐圧フレームだけが示される。複数の各伝熱プレー
ト１は板厚０．５ｍｍ程度の略矩形のステンレス鋼板等
で、中央部に波板状の伝熱部１ａと、伝熱部１ａの４隅
部の平坦部に貫通形成された２種類の流体の出入口であ
る円形の通路口２，３と、伝熱部１ａと通路口２，３を
囲う外周に沿って伝熱プレート裏面側に屈曲させた周縁
部１ｂを有する。上下に積層された複数の伝熱プレート
１の最上層の伝熱プレート上に直接に、或いは、図６に
示すようなカバープレート１’を介して耐圧フレーム１
１がろう付けされ、耐圧フレーム１１に金属製のノズル
１２，１３がろう付けされる。一方のノズル１２は伝熱
プレート１の通路口２に連通し、他方のノズル１３は別
の通路口３に連通する。

【０００３】積層された複数枚の伝熱プレート１の各伝
熱部１ａの間に２種類の流体Ａ，Ｂが流通する流体流路
Ｐ，Ｑが交互に形成される。例えば耐圧フレーム１１の
両ノズル１２，１３が流体入口用ノズルとすると、一方
のノズル１２から１種の流体Ａが複数の伝熱プレート１
の通路口２を流れ、通路口２から流体流路Ｐを流通して
図示しない流体出口用ノズルから外部に流出する。他方
のノズル１３から別の１種の流体Ｂが複数の伝熱プレー
ト１の通路口３を流れ、通路口３から流体流路Ｑを流通
して図示しない流体出口用ノズルから外部に流出する。
隣接する流体流路Ｐ、Ｑを２種の流体Ａ，Ｂが流通する
間に、伝熱プレート１の伝熱部１ａを介して熱交換が行
われる。

【０００４】上記プレート式熱交換器の場合、伝熱プレ
ート１の通路口２，３の近辺で２種の流体Ａ，Ｂが混合
しないように隣接する２枚の伝熱プレート１の通路口周
辺部に、この通路口周辺部同士を気液密にシールするろ
う材によるろう付け部５，６が形成される。一方の通路
口２のろう付け部５は、図７に示すように２枚の伝熱プ
レート１の平坦な通路口周辺部の内面同士をろう付けす
るろう材７で形成される。このろう付け部５は、図８の
破線斜線で示すように通路口２を略中央部に有する面状
パターンで形成され、伝熱プレート周縁部１ｂのろう材
で形成されたろう付け部７に部分的に連結される。ろう
付け部５は、伝熱プレート１の通路口２の近辺で異種の
流体流路Ｐ，Ｑを流れる２種の流体Ａ，Ｂが伝熱プレー
ト１の通路口周辺部の間を漏洩して混合しないように両
流体流路Ｐ，Ｑの間を気液密にシールする。他方のろう
付け部６は上記のろう付け部５と同様にして形成され
て、通路口３の近辺での２種の流体Ａ，Ｂの混合を防止
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】２枚の伝熱プレート１
のろう付け部５を形成するろう材７に局部的に腐食や材
料欠陥等で微小な割れ目が生じると、この割れ目から１
種の流体Ａが通路口２側から流体流路Ｑ側に漏洩した
り、逆に流体流路Ｑの流体Ｂが流体流路Ｑ側から通路口
２側に漏洩して、２種の流体Ａ，Ｂが混合することがあ
る。別のろう付け部６においても、上記同様な流体漏洩
による２種流体の混合が起こる。また、各ろう付け部
５、６での流体漏洩が熱交換器の外部から目視等で検知
することができないことから、流体漏洩に対する対処作
業等のメンテナンス作業を的確に行うことが難しい。

【０００６】本発明の目的は、伝熱プレートのろう付け
部に欠陥等で流体漏洩が生じても、２種の流体が混合す
るのを回避させるようにしたブレージング式のプレート
式熱交換器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
する技術的手段は、流体の通路口を隅部に有する伝熱プ
レートの複数枚を積層して伝熱プレート周縁部を第１ろ
う付部によりろう付けし、積層された２枚の伝熱プレー
トの通路口周辺部間に第２ろう付部を形成すると共に、
前記通路口と伝熱プレートの主伝面部との間を前記第２
ろう付部と離隔した第３ろう付部により区画したことを
特徴とする。

【０００８】ここで、積層される２枚の伝熱プレートの
通路口周辺部は平坦面で、この平坦面同士をろう付けす
る第２ろう付け部と第３ろう付け部で二重のシール構造
を形成する。第２ろう付け部に発生した微小割れ目から
万一流体（液体、気体、気液混合体）が漏洩することが
あっても、この漏洩流体は第３ろう付け部によってせき
止められ、プレート式熱交換器内の主伝面部における２
種流体の混合が回避される。

【０００９】また、本発明は、第２ろう付部と第３ろう
付部との間の空間を、第１ろう付部に形成した排液用切
欠きにより外部に連通させたことを特徴とする。

【００１０】この場合、第２ろう付け部と第３ろう付け
部との間の空間に漏洩した流体は、排液用切欠きから速
やかに外部に排出される。また、伝熱プレート周縁部の
定位置に切欠きが在って、この決まった位置の切欠きか
ら漏洩流体が集中的に排出されることになるから、漏洩
流体の排出の目視確認が容易にできて、漏洩流体に対す
る対処作業等のメンテナンス作業が的確、迅速に行え
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を図１乃至図４
を参照して詳述する。なお、図１に示されるプレート式
熱交換器は図６の熱交換器と同タイプのもので、図１乃
至図４の図６乃至図８と同一部分、又は、相当部分には
同一符号が付してある。

【００１２】図１の熱交換器の図６熱交換器と相違する
ところは、隣接する２枚の伝熱プレート１の通路口周辺
部に形成した各ろう付け部５、６を、通液溝２０，２１
で二分したことである。詳しくは、一方のろう付け部５
は、図２及び図３に示すように１条の通液溝２０で外側
の第２ろう付け部５ａと内側の第３ろう付け部５ｂに分
断され、外側の第１ろう付け部５ａの中に通路口２が在
り、両ろう付け部５ａ，５ｂ間の通液溝２０の両端が伝
熱プレート周縁部１ｂまで延びて、第３ろう付け部５ｂ
と第１ろう付け部７で第１ろう付け部５ａを囲うように
してある。

【００１３】そして、通路口２における第２ろう付け部
５ａに欠陥等で生じた割れ目から１種の流体が漏洩する
と、この漏洩流体が伝熱プレートの主伝面部方向へ漏洩
する途中で必ず通液溝２０に流入して通液溝２０を流
れ、最終的に伝熱プレート周縁部１ｂまで流れて外部に
排出されるようにしてある。例えば、図２において外側
の第２ろう付け部５ａに通路口２側から１種の流体Ａが
漏洩すると、この漏洩流体Ａが第２ろう付け部５ａを流
れて通液溝２０に流入して外部に排出され、そのため、
漏洩流体Ａは第３ろう付け部５ｂから主伝面部において
異種の流体流路Ｑへと漏洩せず、流体流路Ｑの流体Ｂと
混合しない。逆に、流体流路Ｑの流体Ｂが第３ろう付け
部５ｂの割れ目から漏洩する場合は、この漏洩流体Ｂが
通液溝２０から外部に排出されて第２ろう付け部５ａの
内側に達せず、通路口２の別種の流体Ａと混合しない。

【００１４】また、図１の熱交換器は、図３と図４に示
すように伝熱プレート周縁部１ｂの通液溝２０の両端が
位置する部分に切欠き２３を形成したことを特徴とす
る。切欠き２３は、伝熱プレート周縁部１ｂを幅方向に
横切る長さで形成されて、切欠き２３の先端開口が通液
溝２０の先端開口となるようにしてある。そして、第２
ろう付け部５ａと第３ろう付け部５ｂから通液溝２０に
流入して通液溝２０を流れる漏洩流体が通液溝２０の端
に達すると、切欠き２３から積極的に外部へと排出され
るようにしてある。このように伝熱プレート周縁部１ｂ
の定箇所に切欠き２３を形成して、この定箇所の切欠き
２３から、第２ろう付け部５ａ又は第３ろう付け部のい
ずれか一方の割れ目から漏洩した流体を集中的に排出す
るようにすれば、排出される漏洩流体の目視確認が容易
となり、漏洩流体に対する対処作業等のメンテナンス作
業が的確に、時期早々に行うことができる。なお、伝熱
プレート１の周縁形状によっては、周縁部１ｂに上記の
切欠き２３を形成せずに通液溝２０の端から漏洩流体を
外部に排出することも可能である。

【００１５】上記通液溝２０は、ろう付け部５を形成す
る２枚の伝熱プレート１の通路口周辺部の両方、或い
は、片方の内面に形成されたプレス溝や切削溝等であれ
ばよい。図１乃至図４には２枚の伝熱プレート１の通路
口周辺部の両方の内面に形成された谷形のプレス溝３１
と山形のプレス溝３２が示される。これらプレス溝３
１，３２は、伝熱プレート１の波板状伝熱部１ａ等のプ
レス成形時に同時にプレス成形されるため、従来のプレ
ス成形型を一部変更するだけで従来のプレス機を使って
伝熱プレートが量産できる。さらに、両プレス溝３１，
３２の凹面が対向するように両プレス溝３１，３２を上
下に重ねて通液溝２０を形成すると、通液溝２０の内部
断面積が大きく設定できて漏洩流体の流動性が良くな
る。

【００１６】図４の２枚の伝熱プレート１に示すよう
に、下層の伝熱プレート１の周縁部１ｂに切欠き２３を
形成し、上層の伝熱プレート１の周縁部１ｂには切欠き
を形成しないようにしてもよい。この場合、上層の伝熱
プレート周縁部１ｂが下層の伝熱プレート周縁部１ｂの
切欠き２３を覆って隠すようになり、熱交換器の外観を
良好なものにする。また、図４の２枚の伝熱プレート１
の一方の谷形プレス溝３１だけで、或いは、一方の山形
プレス溝３２だけで通液溝２０を形成するようにしても
よい。

【００１７】なお、伝熱プレート１の他のろう付け部６
も通液溝２１で外側の第２ろう付け部６ａと内側の第３
ろう付け部６ｂに分断された二重シール構造で、外側の
第２ろう付け部６ａの中に通路口３を配置させている。
このろう付け部６の二重シール構造は、図２と図３に示
した別のろう付け部５の二重シール構造と基本的に同一
であるために、具体的図面とその詳細説明は省略する。
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は
前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能で
あって、例えば図５のように第２ろう付け部５ａを通路
口２の周囲に同心状に形成し、第３ろう付け部５ｂの外
側を空間として残す形にしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明は前述の如く、第２ろう付け部又
は第３ろう付け部のいずれか一方に割れ目が生じても、
漏洩流体が他方のろう付け部によってせき止められるか
ら、２種の流体が混合する可能性が大幅に低下して、長
期に亘り信頼性の良いブレージング式のプレート式熱交
換器が提供できる。

【００１９】また、第２ろう付け部と第３ろう付け部と
の間の漏洩流体を伝熱プレートの周縁部の定箇所に形成
した切欠きから外部に排出するようにすれば、漏洩流体
が熱交換器側面の定箇所から排出されて、この漏洩流体
排出が容易に目視で確認することができるようになり、
伝熱プレートのろう付け部欠陥発生等の検知が容易で漏
洩流体に対する対処作業等のメンテナンス作業が的確・
迅速に行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すプレート式熱交換器
の部分断面図。

【図２】図１熱交換器の要部の拡大断面図。

【図３】図１熱交換器における伝熱プレートの通路口周
辺の拡大平面図。

【図４】図１熱交換器における積層される２枚の伝熱プ
レートの分解斜視図。

【図５】本発明の変形実施形態を示すプレート式熱交換
器の図３と同様の拡大平面図。

【図６】従来のプレート式熱交換器の部分断面図。

【図７】図６熱交換器の部分拡大断面図。

【図８】図６熱交換器における伝熱プレートのろう付け
部の拡大平面図。

【符号の説明】

１ 伝熱プレート １ａ 伝熱部 １ｂ 伝熱プレート周縁部 １ｃ 通路口周辺部 ２ 通路口 ３ 通路口 ５ ろう付け部 ５ａ 第２ろう付け部 ５ｂ 第３ろう付け部 ６ ろう付け部 ６ａ 第２ろう付け部 ６ｂ 第３ろう付け部 ２０ 通液溝 ２１ 通液溝 Ａ 流体 Ｂ 流体 Ｐ 流体流路 Ｑ 流体流路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の通路口を隅部に有する伝熱プレー
   トの複数枚を積層して伝熱プレート周縁部を第１ろう付
   部によりろう付けし、積層された２枚の伝熱プレートの
   通路口周辺部間に第２ろう付部を形成すると共に、前記
   通路口と伝熱プレートの主伝面部との間を前記第２ろう
   付部と離隔した第３ろう付部により区画したことを特徴
   とするプレート式熱交換器。
2. 【請求項２】 上記第２ろう付部と第３ろう付部との間
   の空間を、前記第１ろう付部に形成した排液用切欠きに
   より外部に連通させ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。