JP3212350B2 - 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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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
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Description
関するものであり、詳細には、熱交換媒体の種類や流動
特性に応じて伝熱面間の対向間隔を広狭自在に設定し得
るように構成したプレート式熱交換器に関するものであ
る。
介在下に重ね合わせたプレート式熱交換器が市販されて
いる。例えば、特公平2− 33959号公報には熱交換媒体
の流量が異なる場合、媒体流路の間隙を減少させるた
め、伝熱面の波形の当接部を凹状にしたプレート式熱交
換器が提案されている。
形されており、図6、図7に示すように、プレート
(1)には突条(2)と溝(3)から成る波形状が形成
されている。
が当接する面域を形成するため凹部(5)が設けられて
いる。
(1)と、凹部を有していないプレート(4)を交互に
積層すると、プレート(4)の波形溝(6)はプレート
(1)の凹部(5)と当接する。従ってこの2枚のプレ
ート(1)と(4)間の通路間隙(7)は減少するが他
方の通路間隙(8)は部分的には減少するが、その量
は、比較的小さい。
いて、流量の多い媒体は広い間隙(8)へ流し、流量の
少ない媒体は狭い間隙(7)に流している。
従来方式では、突条(2)に隣接プレート(4)の当接
する面域に凹部(5)を有したプレート(1)と、凹部
(5)を有していないプレート(4)を交互に積層して
プレート式熱交換器を構成しているため、プレート
(1)、(4)のプレス加工に際しては2種類のプレス
用金型が必要となる。このため、プレス用金型の製作費
が高くなり、プレス加工時には金型交換のため、生産性
が低下する。
器の使用に際しては、熱交換を行なう2種類の媒体の間
で、流動条件や温度などに大きな差がある場合には、各
々の流体の特性に合せて、流路間隙を異にするプレート
の積層構造が得られるように伝熱プレートの積層条件を
調節することが望ましい。
式熱交換器では、媒体通路間隙は通常のものと少し狭い
ものの2種類の組合せしかないので、媒体流量差の大き
い場合には、十分な性能を発揮させることが困難であ
る。
て本発明は、伝熱面に乱流発生用の波形部を形成してな
る伝熱プレートを、ガスケットを介して複数枚重ね合わ
せることによって構成されたプレート式熱交換器におい
て、上記伝熱面の周縁部に設けられたガスケットの支持
面を、当該伝熱プレートの成形深さの略中央に位置させ
ると共に、上記伝熱面上で当該伝熱プレートの幅方向か
ら見て非対称の位置に、上記乱流発生用の波形部よりも
大きな高さを有するビードを配設し、かつ、上記複数枚
の伝熱プレートの内、特定のものをこの伝熱プレートと
同一の平面上で上下反転させるか、あるいは上記伝熱面
上で互いに直交する横軸または縦軸を回転中心として表
裏反転させ、この上下反転あるいは表裏反転された伝熱
プレートと、上下反転あるいは表裏反転されておらない
残余の伝熱プレートとを所定の積層順序で重ね合わせる
ことによって、隣接する伝熱プレートの間で熱交換媒体
の流路の高さを広狭自在に調節し得るように構成したこ
とを特徴とするプレート式熱交換器を提供するものであ
る。
レートの内、特定のものを、この伝熱プレートと同一の
平面上で180゜上下反転させるか、あるいは伝熱面上で互
いに直交する横軸または縦軸を回転中心として180゜表裏
反転させ、この上下反転あるいは表裏反転された伝熱プ
レートを、上下反転あるいは表裏反転されておらない残
余の伝熱プレートとを所定の積層順序で重ね合わせるこ
とによって、隣接する伝熱プレートの間で熱交換媒体の
流路の高さを広狭自在に多段階に変化させる。
プレート式熱交換器の積層構造を説明する。
1)に乱流発生用の斜めに走る波形部(12)を形成し、
コーナー部分に通液口(3A)(3B)(3C)(3
D)を開口させた伝熱プレート(20)を、ガスケット
(16)を介して複数枚、所定の順序に従って重ね合わせ
ることによって構成されている。
伝熱面(11)の周縁部にはガスケット(16)の支持面
(15)が設けられている。この支持面(15)は何れの伝
熱プレート(20)においても図2の最上部に代表して図
示するように、成形深さ(H)の略中央、即ちH/2の
高さの位置にガスケット(16)の支持部位が位置するよ
うにプレス加工されている。そして、上記伝熱面(11)
上で当該伝熱プレート(20)のY軸から見て非対称の位
置に、上記乱流発生用の波形部(12)よりも大きな高さ
を有するビード(14A)(14B)を平行に配設してい
る。図示する具体例では1枚の伝熱プレート(20)の表
面側に互いに平行に整列した2本のビード(14A)(14
B)が設けられているが、これに限定されるものではな
く、伝熱プレート(20)の幅方向から眺めて非対称の位
置に設けられている限り、熱交換条件、あるいは、熱交
換媒体の流動特性の変化に応じてビードの配設本数は3
本以上に増加させることが可能である。
2の(A)(B)(C)(D)に示すように、熱交換媒
体の流量や温度あるいは流動特性の変化に応じて隣接す
る伝熱プレート間で流路の高さを変化させる。
よびガスケット(16)の支持面(15)を上向きにした伝
熱プレート(20)の縦断面図である。この状態では、乱
流発生用の波形部(12)の上端と、間隔保持用のビード
(14A)(14B)の上端は、伝熱面(11)から上向きに
突出している。
1)の表面側およびガスケット(16)の支持面(15)を
上向きにしたまま、伝熱面(11)を含む平面上で180゜上
下反転させた伝熱プレート(20)の縦断面図である。こ
の状態では、波形部(12)およびビード(14A)(14
B)の位置が、図2の(A)に示すものと左右反対にな
っている。
面側およびガスケット(16)の支持面(15)を上向きに
した状態から伝熱プレート(20)を縦軸(Y軸)を回転
中心として180゜回転させることによって表裏面を反転さ
せた伝熱プレート(20)の縦断面図である。この状態で
は、波形部(12)およびビード(14A)(14B)の頂点
の位置が図2の(B)に示すものと上下反対になってい
る。
表面側およびガスケット(16)の支持面(15)を上向き
にした状態から伝熱プレート(20)を横軸(X軸)を回
転中心として180゜回転させることによって表裏面を反転
させた伝熱プレート(20)の縦断面図である。この状態
では、波形部(12)およびビード(14A)(14B)の頂
点の位置が図2の(A)に示すものと上下反対になって
いる。
レートを(20A)、図2の(B)に示す伝熱プレートを
(20B)、図2の(C)に示す伝熱プレートを(20
C)、図2の(D)に示す伝熱プレートを(20D)と呼
称し、以下、図3乃至図5に基いてプレート式熱交換器
(10)の積層順序と熱交換媒体の流路の高さの調節要領
を説明する。
にガスケット(16)を介して伝熱プレート(20A)の上
に伝熱プレート(20B)を重ね合わせ、その上に伝熱プ
レート(20A)を重ね合わせる積層動作を繰返す。対向
する伝熱プレート(20A)と(20B)の間でビード(1
4)と波形部(12)が当接することによって、これらの
伝熱プレートの間には、中間的な対向間隔(M)を具え
た熱交換媒体の流路が形成される。
すようにガスケット(16)を介して伝熱プレート(20
D)の上に伝熱プレート(20A)を重ね合わせる積層動
作を繰返す。この積層順序を採用した場合には、ビード
(14A)(14A)およびビード(14B)(14B)を当接
させた伝熱プレート(20A)と(20D)の間で波形部
(12)と(12)との対向間隔が最大(L)となり広い熱
交換媒体の流路が形成される。また隣の間隔、すなわち
伝熱プレート(20D)と(20A)の間では、波形部(1
2)の底面と上面を当接間隔になり最小間隔(S)を具
えた熱交換媒体の流路が形成される。
すようにガスケット(16)を介して伝熱プレート(20
A)の上に伝熱プレート(20D)、(20A)、(20B)
および(20A)を順次重ね合わせる積層動作を繰返す。
対向配置された2枚の伝熱プレート(20A)と(20B)
の間、および伝熱プレート(20B)と(20A)の間でビ
ード(14)と波形部(12)を当接させることによって、
これらの伝熱プレートの間には、中間的な対向間隔
(M)を具えた熱交換媒体の流路が形成される。また、
伝熱プレート(20A)と(20D)の間で波形部(12)の
底面と上面同士を当接させることによって、これらの伝
熱プレートの間には小さな対向間隔(S)を具えた熱交
換媒体の流路が形成される。一方、伝熱プレート(20
D)と(20A)の間でビード(14A)(14A)およびビ
ード(14B)(14B)を当接した間には大きな対向間隔
(L)を具えた熱交換媒体の流路が形成される。このよ
うにプレートの積層順序とそれに対応したガスケットの
取付けにより、媒体流量差に適した流路構成を行うこと
ができる。
(20)の積層順序と上下反転および表裏反転状態を変化
させることによって、熱交換媒体の流路の大きさ、即
ち、対向配置された2枚の伝熱プレートの間の対向間隔
を最大値(L)から最小値(S)迄、多段階的に設定す
ることができる。従って、2種類の熱交換媒体の間に許
容限度を越える流量や粘度等の流動特性の差がある場合
にも、最適の流路寸法を選定することが可能となる。
ット(16)からプレート式熱交換器(10)を形成するこ
ができるから、従来装置のように2種類の伝熱プレート
(1)を使い分ける必要がなくなり、プレート式熱交換
器の組立工程の省力化と製造コストの節減に対して注目
すべき効果が発揮される。
面図
面図
面図
Claims (1)
- 【請求項1】 伝熱面に乱流発生用の波形部を形成して
なる伝熱プレートを、ガスケットを介して複数枚重ね合
わせることによって構成されたプレート式熱交換器にお
いて、 上記伝熱面の周縁部に設けられたガスケットの支持面
を、当該伝熱プレートの成形深さの中央に位置させると
共に、 上記伝熱面上で当該伝熱プレートの幅方向から見て非対
称の位置に、上記乱流発生用の波形部よりも大きな高さ
を有するビードを配設し、かつ、上記複数枚の伝熱プレ
ートの内、特定のものをこの伝熱プレートと同一の平面
上で上下反転させるか、あるいは上記伝熱面上で互いに
直交する横軸または縦軸を回転中心として表裏反転さ
せ、この上下反転あるいは表裏反転された伝熱プレート
と、上下反転あるいは表裏反転されておらない残余の伝
熱プレートとを所定の積層順序で重ね合わせることによ
って、隣接する伝熱プレートの間で熱交換媒体の流路の
高さを広狭自在に調節し得るように構成したことを特徴
とするプレート式熱交換器。
Priority Applications (1)
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