JP3543993B2 - プレート式熱交換器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数のプレートを積層してなるプレート式熱交換器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、複数のプレートを積層してプレート相互間に複数の流路を形成し、これらの流路に異種の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する構成となっている。
【０００３】
図８はプレート式熱交換器に使用するヘリンボーンタイプのプレート（１）を示す。このプレート（１）は、矩形の金属板の四隅部に流体の出入口となる開口（２）を形成し、中間部にプレート縦方向中心線から両側方に向って斜降せるヘリンボーン状のビード（３）を並列に装設して波形状の伝熱面（４）を形成したもので、一側上下の開口（２）を伝熱面（４）と連通し、かつ、他側上下の開口（２）を伝熱面（４）と連通しないように合成ゴム等の耐熱性を有する弾性材から製作されたガスケット（５）を装着し、これを交互に平面上で１８０°回転させて、即ち、上下反転させて順次積層することによってプレート式熱交換器を形成している。
【０００４】
上記プレート（１）は、上述したように、伝熱面（４）をヘリンボーン状のビード（３）を並列に装設して波形状に形成することにより、熱交換時の伝熱性能の向上を図るとともに、交互に上下反転させて順次積層したときに隣接するプレート（１）の伝熱面（４）に形成したビード（３）同士を交差した状態でお互いに当接させて耐圧強度の向上を図るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プレート式熱交換器に使用するプレート（１）の伝熱面（４）は、ヘリンボーン状のビード（３）を並列に装設して波形状に形成されているため、伝熱面（４）への圧力（Ｐ）は、図９に示すように、ビード（３）の直交方向に影響を及ぼす。そのため、大きな圧力で使用すると、ビード（３）の直交方向に微小な伸び変形が生じ、プレート（１）全体では数多くのビード（３）が装設されているため、１つのビード（３）の微小な伸び変形は累積されて大きな伸び変形となる。従って、プレート（１）の伝熱面（４）にはビード（３）と直交する方向で大きな伸び変形が生じる。そのため、プレート（１）を交互に上下反転させて順次積層した場合、伸び変形部分が異なってプレート相互間の当り点（支持点）を確保できなかったり、ガスケットシール面のズレ等による耐圧性能の低下を避けられない。これに対処するため、プレート式熱交換器をプレート（１）のビード（３）に伸び変形が生じない範囲内の小さな圧力で使用しなければならない問題がある。
【０００６】
そこで、プレート（１）の伝熱面（４）に、ビード（３）と直交する方向に連続して当該ビード（３）を横断する補強溝を１列または２、３列装設し、この補強溝により伝熱面（４）のビード（３）と直交する方向への大きな伸び変形を防止させることも考えられるが、これでは流体が補強溝を流れてショートパスするために伝熱性能が低下するとともに、補強溝を装設した箇所と装設しない箇所では変形量に差ができ、しかも、補強溝が数多くのビード（３）に跨がって連続しているためにプレート相互間の当り点が確保できない箇所が生じて耐圧性能が低下する場所が発生する。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みて提案されたもので、ビードの直交方向への伸び変形を防止し、しかも、耐圧性能および伝熱性能等の低下を避けて大きな圧力で使用できるプレート式熱交換器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、四隅部に流体の出入り口となる開口が形成され、中間部にヘリンボーン状のビードを並列に装設して波形状に形成した伝熱面が形成され、一側上下の開口を伝熱面と連通し、かつ他側上下の開口を伝熱面と連通しないようにガスケットを装着したプレートを交互に上下反転させて積層し、隣接するプレートの伝熱面に装設したビード同士を交差した状態で互いに当接させてなり、プレート相互間に異種の流体を交互に流通させる流路を備え、両流体間でプレートを介して熱交換をするプレート式熱交換器において、上記プレートの伝熱面に数多く装設された全てまたは任意のビードに対して、隣接するビードに跨らずに、かつ、積層したときに隣接するプレート相互間の当り点を避けてビードと概ね直交する方向にビードを横断する変形防止溝又は変形防止リブを装設したものである。
【０００９】
プレートの伝熱面に数多く装設された全てまたは任意のビードに対して、隣接するビードに跨らずに、ビードと概ね直交する方向にビードを横断する変形防止溝又は変形防止リブを装設したから、変形防止溝がステーとして働いてビードの直交方向への伸び変化量を少なく抑えることができるとともに、変形防止溝での流体のショートパスが防止されて伝熱性能の低下を避けることができ、しかも、変形防止溝をプレート相互間の当り点を避けて伝熱面全体に亘り均等に装設することができる。
【００１０】
以下、本発明に係るプレート式熱交換器の実施例を図１〜図７に基づいて説明する。尚、図８に示したものと同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００１１】
図１および図２は本発明に係るプレート式熱交換器の一実施例を示すもので、図１は本発明のプレート式熱交換器に使用するプレート（６）の平面図を示すものであり、図２はそのプレート（６）の図１におけるＡ−Ａ線の拡大断面図を示すものである。但し、図１の一部拡大部分において、実線はビード（３）の山部を表し、点線はビード（３）の谷部を表す。
【００１２】
本発明は、図１に示すように、プレート（６）の伝熱面（４）に数多く装設されたビード（３）の任意のビード（３）に対して、これと直交する方向に当該ビート（３）を横断する変形防止溝（７）を隣接するビード（３）に跨がらずに装設したもので、この変形防止溝（７）はプレート相互間の当り点を避けて伝熱面（４）全体に亘り均等に配置することもできる。
【００１３】
本発明のプレート式熱交換器においては、プレート（６）の伝熱面（４）に装設されたビード（３）の任意のビード（３）に対してこれと直交する方向に変形防止溝（７）を装設したので、ビード（３）の直交方向に圧力により伸び変形が生じようとした場合、変形防止溝（７）がビード（３）の幅を一定に保つステーの働きをするため、ビード（３）の直交方向への伸び変形が変形防止溝（７）により防止されてビード（３）は直交方向に容易に伸び変形が生じることがない。そのため、大きな圧力で使用しても、プレート（６）全体としてビード（３）と直交する方向への伸び変形量が微小であり、プレート相互間の当り点を確保できるとともに、ガスケットシール面のズレも防止できて耐圧性能の低下を避けることができる。従って、プレート式熱交換器を大きな圧力で使用することが可能である。
【００１４】
また、本発明のプレート式熱交換器においては、任意のビード（３）に変形防止溝（７）を隣接するビード（３）に跨がらないように装設しているので、この流変形防止溝（７）での流体のショートパスが防止されて伝熱性能の低下を避けることができる。
【００１５】
また、本発明のプレート式熱交換器においては、変形防止溝（７）をプレート相互間の当り点を避けて伝熱面（４）全体に亘り均等に装設することができるので、耐圧性能の低下を避けることができるとともに、伝熱面（４）全体に対して均等な変形防止を行うことができる。
【００１６】
尚、上記実施例においては、伝熱面（４）に数多く装設されたビード（３）の任意のビード（３）に対して変形防止溝（７）を装設しているが、全てのビード（３）に対して変形防止溝（７）を装設してもよい。また、図２に示すように、変形防止溝（７）の深さをビード（３）の高さと同一に設定しているが、これに限られることなく、変形防止溝（７）の深さをビード（３）の高さの範囲で任意に設定することができる。例えば、図３および図４は変形防止溝（７）の深さをビード（３）の高さの約２分の１に設定した場合である。
【００１７】
図５〜図７は本発明の他の実施例を示すものであり、これはプレート（６）の伝熱面（４）の任意位置に、隣接するビード（３）（３）同士を連結する変形防止リブ（８）を装設し、変形防止溝（７）と変形防止リブ（８）とを組み合わせたもので、図１および図２に示す実施例と同じ作用効果が得られる。但し、図５において、実線はビード（３）の山部を表し、点線はビード（３）の谷部を表す。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、プレートの伝熱面に数多く装設された全てまたは任意のビードに対して、隣接するビードに跨らずに、かつ、積層したときに隣接するプレート相互間の当り点を避けてビードと概ね直交する方向にビードを横断する変形防止溝又は変形防止リブを装設したから、変形防止溝がステーとして働いてビードの直交方向への伸び変化を防止するため、大きな圧力で使用しても、プレート全体としてビードと直交する方向への伸び変化量は微小であり、これによってプレート相互間の当り点を確保できるとともに、ガスケットシール面のズレも防止できて耐圧性能の低下を避けることができ、熱交換を何等支障なく行うことができる。しかも、変形防止溝での流体のショートパスを防止して伝熱性能の低下を避けられるとともに、変形防止溝をプレート相互間の当り点を避けて伝熱面全体に亘り均等に装設すれば、伝熱面全体に対して均等な変形防止が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレート式熱交換器に使用するプレートの平面図を示す。
【図２】図１のＡ−Ａ線における拡大断面図を示す。
【図３】変形防止溝の深さを変形した場合のプレートの要部平面図を示す。
【図４】図３のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。
【図５】本発明の他の実施例のプレート式熱交換器に使用するプレートの要部平面図を示す。
【図６】図５のＣ−Ｃ線における拡大断面図である。
【図７】図５のＤ−Ｄ線における拡大断面図である。
【図８】従来のプレート式熱交換器に使用するプレートの平面図を示す。
【図９】図９のＥ−Ｅ線における拡大断面図を示す。
【符号の説明】
２ 開口
３ ビート
４ 伝熱面
５ ガスケット
６ プレート
７ 変形防止溝
８ 変形防止リブ
【産業上の利用分野】
本発明は、複数のプレートを積層してなるプレート式熱交換器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、複数のプレートを積層してプレート相互間に複数の流路を形成し、これらの流路に異種の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する構成となっている。
【０００３】
図８はプレート式熱交換器に使用するヘリンボーンタイプのプレート（１）を示す。このプレート（１）は、矩形の金属板の四隅部に流体の出入口となる開口（２）を形成し、中間部にプレート縦方向中心線から両側方に向って斜降せるヘリンボーン状のビード（３）を並列に装設して波形状の伝熱面（４）を形成したもので、一側上下の開口（２）を伝熱面（４）と連通し、かつ、他側上下の開口（２）を伝熱面（４）と連通しないように合成ゴム等の耐熱性を有する弾性材から製作されたガスケット（５）を装着し、これを交互に平面上で１８０°回転させて、即ち、上下反転させて順次積層することによってプレート式熱交換器を形成している。
【０００４】
上記プレート（１）は、上述したように、伝熱面（４）をヘリンボーン状のビード（３）を並列に装設して波形状に形成することにより、熱交換時の伝熱性能の向上を図るとともに、交互に上下反転させて順次積層したときに隣接するプレート（１）の伝熱面（４）に形成したビード（３）同士を交差した状態でお互いに当接させて耐圧強度の向上を図るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プレート式熱交換器に使用するプレート（１）の伝熱面（４）は、ヘリンボーン状のビード（３）を並列に装設して波形状に形成されているため、伝熱面（４）への圧力（Ｐ）は、図９に示すように、ビード（３）の直交方向に影響を及ぼす。そのため、大きな圧力で使用すると、ビード（３）の直交方向に微小な伸び変形が生じ、プレート（１）全体では数多くのビード（３）が装設されているため、１つのビード（３）の微小な伸び変形は累積されて大きな伸び変形となる。従って、プレート（１）の伝熱面（４）にはビード（３）と直交する方向で大きな伸び変形が生じる。そのため、プレート（１）を交互に上下反転させて順次積層した場合、伸び変形部分が異なってプレート相互間の当り点（支持点）を確保できなかったり、ガスケットシール面のズレ等による耐圧性能の低下を避けられない。これに対処するため、プレート式熱交換器をプレート（１）のビード（３）に伸び変形が生じない範囲内の小さな圧力で使用しなければならない問題がある。
【０００６】
そこで、プレート（１）の伝熱面（４）に、ビード（３）と直交する方向に連続して当該ビード（３）を横断する補強溝を１列または２、３列装設し、この補強溝により伝熱面（４）のビード（３）と直交する方向への大きな伸び変形を防止させることも考えられるが、これでは流体が補強溝を流れてショートパスするために伝熱性能が低下するとともに、補強溝を装設した箇所と装設しない箇所では変形量に差ができ、しかも、補強溝が数多くのビード（３）に跨がって連続しているためにプレート相互間の当り点が確保できない箇所が生じて耐圧性能が低下する場所が発生する。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みて提案されたもので、ビードの直交方向への伸び変形を防止し、しかも、耐圧性能および伝熱性能等の低下を避けて大きな圧力で使用できるプレート式熱交換器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、四隅部に流体の出入り口となる開口が形成され、中間部にヘリンボーン状のビードを並列に装設して波形状に形成した伝熱面が形成され、一側上下の開口を伝熱面と連通し、かつ他側上下の開口を伝熱面と連通しないようにガスケットを装着したプレートを交互に上下反転させて積層し、隣接するプレートの伝熱面に装設したビード同士を交差した状態で互いに当接させてなり、プレート相互間に異種の流体を交互に流通させる流路を備え、両流体間でプレートを介して熱交換をするプレート式熱交換器において、上記プレートの伝熱面に数多く装設された全てまたは任意のビードに対して、隣接するビードに跨らずに、かつ、積層したときに隣接するプレート相互間の当り点を避けてビードと概ね直交する方向にビードを横断する変形防止溝又は変形防止リブを装設したものである。
【０００９】
プレートの伝熱面に数多く装設された全てまたは任意のビードに対して、隣接するビードに跨らずに、ビードと概ね直交する方向にビードを横断する変形防止溝又は変形防止リブを装設したから、変形防止溝がステーとして働いてビードの直交方向への伸び変化量を少なく抑えることができるとともに、変形防止溝での流体のショートパスが防止されて伝熱性能の低下を避けることができ、しかも、変形防止溝をプレート相互間の当り点を避けて伝熱面全体に亘り均等に装設することができる。
【００１０】
以下、本発明に係るプレート式熱交換器の実施例を図１〜図７に基づいて説明する。尚、図８に示したものと同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００１１】
図１および図２は本発明に係るプレート式熱交換器の一実施例を示すもので、図１は本発明のプレート式熱交換器に使用するプレート（６）の平面図を示すものであり、図２はそのプレート（６）の図１におけるＡ−Ａ線の拡大断面図を示すものである。但し、図１の一部拡大部分において、実線はビード（３）の山部を表し、点線はビード（３）の谷部を表す。
【００１２】
本発明は、図１に示すように、プレート（６）の伝熱面（４）に数多く装設されたビード（３）の任意のビード（３）に対して、これと直交する方向に当該ビート（３）を横断する変形防止溝（７）を隣接するビード（３）に跨がらずに装設したもので、この変形防止溝（７）はプレート相互間の当り点を避けて伝熱面（４）全体に亘り均等に配置することもできる。
【００１３】
本発明のプレート式熱交換器においては、プレート（６）の伝熱面（４）に装設されたビード（３）の任意のビード（３）に対してこれと直交する方向に変形防止溝（７）を装設したので、ビード（３）の直交方向に圧力により伸び変形が生じようとした場合、変形防止溝（７）がビード（３）の幅を一定に保つステーの働きをするため、ビード（３）の直交方向への伸び変形が変形防止溝（７）により防止されてビード（３）は直交方向に容易に伸び変形が生じることがない。そのため、大きな圧力で使用しても、プレート（６）全体としてビード（３）と直交する方向への伸び変形量が微小であり、プレート相互間の当り点を確保できるとともに、ガスケットシール面のズレも防止できて耐圧性能の低下を避けることができる。従って、プレート式熱交換器を大きな圧力で使用することが可能である。
【００１４】
また、本発明のプレート式熱交換器においては、任意のビード（３）に変形防止溝（７）を隣接するビード（３）に跨がらないように装設しているので、この流変形防止溝（７）での流体のショートパスが防止されて伝熱性能の低下を避けることができる。
【００１５】
また、本発明のプレート式熱交換器においては、変形防止溝（７）をプレート相互間の当り点を避けて伝熱面（４）全体に亘り均等に装設することができるので、耐圧性能の低下を避けることができるとともに、伝熱面（４）全体に対して均等な変形防止を行うことができる。
【００１６】
尚、上記実施例においては、伝熱面（４）に数多く装設されたビード（３）の任意のビード（３）に対して変形防止溝（７）を装設しているが、全てのビード（３）に対して変形防止溝（７）を装設してもよい。また、図２に示すように、変形防止溝（７）の深さをビード（３）の高さと同一に設定しているが、これに限られることなく、変形防止溝（７）の深さをビード（３）の高さの範囲で任意に設定することができる。例えば、図３および図４は変形防止溝（７）の深さをビード（３）の高さの約２分の１に設定した場合である。
【００１７】
図５〜図７は本発明の他の実施例を示すものであり、これはプレート（６）の伝熱面（４）の任意位置に、隣接するビード（３）（３）同士を連結する変形防止リブ（８）を装設し、変形防止溝（７）と変形防止リブ（８）とを組み合わせたもので、図１および図２に示す実施例と同じ作用効果が得られる。但し、図５において、実線はビード（３）の山部を表し、点線はビード（３）の谷部を表す。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、プレートの伝熱面に数多く装設された全てまたは任意のビードに対して、隣接するビードに跨らずに、かつ、積層したときに隣接するプレート相互間の当り点を避けてビードと概ね直交する方向にビードを横断する変形防止溝又は変形防止リブを装設したから、変形防止溝がステーとして働いてビードの直交方向への伸び変化を防止するため、大きな圧力で使用しても、プレート全体としてビードと直交する方向への伸び変化量は微小であり、これによってプレート相互間の当り点を確保できるとともに、ガスケットシール面のズレも防止できて耐圧性能の低下を避けることができ、熱交換を何等支障なく行うことができる。しかも、変形防止溝での流体のショートパスを防止して伝熱性能の低下を避けられるとともに、変形防止溝をプレート相互間の当り点を避けて伝熱面全体に亘り均等に装設すれば、伝熱面全体に対して均等な変形防止が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレート式熱交換器に使用するプレートの平面図を示す。
【図２】図１のＡ−Ａ線における拡大断面図を示す。
【図３】変形防止溝の深さを変形した場合のプレートの要部平面図を示す。
【図４】図３のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。
【図５】本発明の他の実施例のプレート式熱交換器に使用するプレートの要部平面図を示す。
【図６】図５のＣ−Ｃ線における拡大断面図である。
【図７】図５のＤ−Ｄ線における拡大断面図である。
【図８】従来のプレート式熱交換器に使用するプレートの平面図を示す。
【図９】図９のＥ−Ｅ線における拡大断面図を示す。
【符号の説明】
２ 開口
３ ビート
４ 伝熱面
５ ガスケット
６ プレート
７ 変形防止溝
８ 変形防止リブ
Claims (1)
- 四隅部に流体の出入口となる開口が形成され、中間部にへリンボーン状のビードを並列に装設して波形状に形成した伝熱面が形成され、一側上下の開口を伝熱面と連通し、かつ他側上下の開口を伝熱面と連通しないようにガスケットを装着したプレートを交互に上下反転させて積層し、隣接するプレートの伝熱面に装設したビード同士を交差した状態で互いに当接させてなり、プレート相互間に異種の流体を交互に流通させる流路を備え、両流体間でプレートを介して熱交換をするプレート式熱交換器において、
上記プレートの伝熱面に数多く装設された全てまたは任意のビードに対して、隣接するビードに跨らずに、かつ、積層したときに隣接するプレート相互間の当り点を避けてビードと概ね直交する方向にビードを横断する変形防止溝又は変形防止リブを装設したことを特徴とするプレート式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05696694A JP3543993B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | プレート式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05696694A JP3543993B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | プレート式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH07260387A JPH07260387A (ja) | 1995-10-13 |
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Family
ID=13042277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05696694A Expired - Fee Related JP3543993B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | プレート式熱交換器 |
Country Status (1)
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1994
- 1994-03-28 JP JP05696694A patent/JP3543993B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH07260387A (ja) | 1995-10-13 |
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