JP5263122B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器に係わり、より詳細には、伝熱性能の向上を図れるようにした構造に関する。

従来の熱交換器として、図１４に示すように、二種類の流体の間で熱交換を行う熱交換器ａにおいて、伝熱面積の増大により熱効率の向上を図り、小型化による設置の省スペース化を図るものが知られている。

すなわち、絞り成形した二種類のプレートｂを、周縁ｃを接合して薄型矩形の箱体を形成し、波形成形したコルゲート板ｄの壁面ｅに、左右交互の側端位置に開孔ｆを形成し、このコルゲート板ｄを、上下折り返し面をプレートｂに接合して箱体内に収納している。

箱体内には、その周縁に開口した入口ｇから図示しない出口に到る一方の流体（水）の流路ｈを形成している。

箱体の外面には、図示しない細管を螺旋状に巻装し、箱体の両平坦面に接合して図示しない他方の流体（冷媒）の流路を形成している（例えば、特許文献１）。

しかしながら、上述した熱交換器における一方の流体の流路ｈは、箱体内の対向する両側部同士の間を結ぶ複数の直進部と、隣り合う直進部同士を結ぶ折返し部とを組み合わせた構成になっており、この直進部においては一方の流体の流れが攪拌されにくく、流路ｈ内の一方の流体に温度ムラが生じるため伝熱性能が充分に得られないという問題点を有していた。

特開２００３−３１４９７５号公報

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、伝熱性能の向上を図れるようにした熱交換器を提供することにある。

上述した目的を達成できるように構成するため、本発明は以下に示す特徴を備えている。

凹状に成形した対向する二枚のプレートの周縁を接合して薄型矩形の箱体を形成し、前記箱体の周縁に一方の流体の入口と出口とを形成し、前記箱体内に、前記入口と前記出口とに連通する一方の流体の流路を形成し、前記箱体外の両平坦面に細管を接合して他方の流体の流路を形成してなる熱交換器において、
前記一方の流体の流路は、前記箱体の対向する一方の側部から蛇行を繰り返し他方の側部に延びる蛇行流路が前記一方の側部及び前記他方の側部に沿う方向に複数配され、かつ、それらが順次連通するように形成された流路であることを特徴とする熱交換器。

また、前記流路を構成する流路部材がコルゲート板からなり、同形状のコルゲート板を複数組み合わせて前記一方の流体の流路を形成したことを特徴としている。

また、前記コルゲート板が、前記プレートの対向する上下の内面側に形成した位置決め部で位置決めされたことを特徴としている。

また、前記コルゲート板が、同コルゲート板の少なくとも一端に対応するスリットを備えたスペーサで位置決めされたことを特徴としている。

また、前記流路を構成する流路部材が折曲形成された断面コ字状の仕切板からなり、同仕切板の折曲部同士を組み合わせてなることを特徴としている。

本発明によれば、複数の蛇行流路を連通することにより熱交換器内を流れる一方の流体を攪拌し温度ムラをなくして、伝熱性能の向上を図れるようにした熱交換器を提供できる。

本発明による熱交換器の平面図である。 本発明による熱交換器の第一の実施例を示す要部説明図で、（Ａ）は流路部材の分解斜視図であり、（Ｂ）は一方の流体（水）の流路を示す模式図である。 本発明による熱交換器の第一の実施例を示す要部説明図で、（Ａ）は流路部材の分解斜視図であり、（Ｂ）は流路部材の組立斜視図であり、（Ｃ）は流路部材の展開図である。 本発明による熱交換器の第一の実施例を示す要部説明図で、（Ａ）は流路部材の分解斜視図であり、（Ｂ）は流路部材の組立斜視図である。 本発明による熱交換器の要部説明図で、（Ａ）は図３（Ｂ）のＡ部に示す接合部の第一例を示す斜視図であり、（Ｂ）は図３（Ｂ）のＡ部に示す接合部の第二例を示す斜視図であり、（Ｃ）は図４（Ｂ）のＣ部に示す接合部の第三例を示す斜視図である。 本発明による熱交換器の要部説明図で、（Ａ）は図３（Ｂ）のＢ部および図４（Ｂ）のＤ部に示す突合せ部の第一例の斜視図であり、（Ｂ）は図３（Ｂ）のＢ部および図４（Ｂ）のＤ部に示す突合せ部の第二例の斜視図である。 本発明による熱交換器の第二の実施例を示す要部分解斜視図である。 本発明による熱交換器の第二の実施例を示す要部説明図で、（Ａ）は図１に示すＡ−Ａ断面図（但し細管を省略した図）であり、（Ｂ）は分解斜視図である。 本発明による熱交換器の第三の実施例を示す要部説明図で、（Ａ）は流路部材の斜視図であり、（Ｂ）は分解斜視図であり、（Ｃ）は第三の実施例の他の事例を示す斜視図である。 本発明による熱交換器の第四の実施例を示す要部説明図で、（Ａ）は流路部材の分解斜視図であり、（Ｂ）は分解斜視図である。 本発明による熱交換器の第四の実施例を示す要部拡大斜視図である。 本発明による熱交換器の第五の実施例を示す説明図で、（Ａ）は要部分解斜視図であり、（Ｂ）は図１１（Ａ）に示すＥ矢視図であり、（Ｃ）は図１１（Ａ）に示すＦ矢視図である。 第五の実施例による一方の流体（水）の流路を示す平面図である。 従来例による熱交換器の要部分解斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

本発明による熱交換器は、例えば、冷媒を熱源とするヒートポンプ式の給湯機に組み込まれるタイプのものであって、一方の流路を流通する一方の流体（水）と、他方の流路を熱源として流通する他方の流体（冷媒）との間で、伝熱性能の向上を図って効率よく熱交換できるように構成することで、効果的に昇温させた温水を供給できるようにするものである。

本発明による熱交換器は、図１乃至図５に示すように、銅板またはアルミ板などを浅底容器形（凹状）に絞り成形して対向させた一方のプレート２および他方のプレート２を、その周縁３および３を接合して薄型矩形の箱体１に形成し、接合した箱体１の対向する周縁３および３には一方の流体の入口４と、一方の流体の出口５とを形成している。

箱体１内には、一方の流体の入口４と、一方の流体の出口５との間を結ぶ一方の流体の流路６が形成されており、一方の流体の流路６は、箱体１と、箱体１内に収納された複数の部材からなる流路部材７とによって形成されている。

一方の流体の流路６は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、箱体１内の一方向に対向する一方の側部２ａから他方の側部２ａにわたって蛇行する複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが形成され、かつ、この蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが順次連通することで、箱体１内５の他方向に対向する一方の側部２ｂから他方の側部２ｂに向けて蛇行するように形成されることにより、一方の流体（水）を、温度ムラが生じないように攪拌させながら流通させることになる。

なお、図２（Ｂ）に示す複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈは、図２（Ａ）に示す一方向に対向する一方の側部２ａから他方の側部２ａにわたって蛇行していることを模式的に示し、かつ、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが、他方向に対向する一方の側部２ｂから他方の側部２ｂにわたって連通していることを模式的に示している。

箱体１内には、一方の流体の流路６を形成する複数の部材からなる流路部材７が、開口からなる連通部９ａおよび９ｂによって互いに連通するように組み合わされて枠状に形成され、この枠形状の端部となる上下端７ａおよび７ｂが一方のプレート２および他方のプレート２に接合して収納されている。

複数の部材からなる流路部材７は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）と、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）と、図４（Ａ）および図４（Ｂ）と、図５（Ａ）乃至図５（Ｃ）と、図６（Ａ）および図６（Ｂ）と、図７と、図８（Ａ）および図８（Ｂ）と、図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）と、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）と、図１１とに示す、銅板またはアルミ板などを波形状に成形した複数のコルゲート板７１乃至７６からなる。

次に、複数のコルゲート板７１乃至７６を組み合わせて枠状に形成した状態で、その端部となる上下端７ａおよび７ｂをプレート２および２に接合して箱体１内に収納されることにより、箱体１内の対向する一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間において一方の流体の流路６を構成する複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを形成し、かつ、この複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを、対向する他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間において連通していることについて、以下に説明する。

先ず、複数の部材からなる流路部材７が、図２（Ａ）と、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）と、図４（Ａ）および図４（Ｂ）とに示すように、開口からなる連通部９ａおよび９ｂを備えたコルゲート板７１および７２からなる構成について説明する。

コルゲート板７１および７２は、銅板またはアルミ板などで展開図として図３（Ｃ）に示すような形状に形成されたものが、同図に二点鎖線ｋで示す箇所を夫々折り曲げることによって折曲形成されており、図３（Ａ）に示すコルゲート板７１と、これと同形状であって、同図に示す二点鎖線ｉを中心に長手方向（水平）に反転させたコルゲート板７２とを対向させ、かつ、図３（Ｂ）に示すように枠状に組み合わせて、その端部となる上下端７ａおよび７ｂを図２に示す一方のプレート２および他方のプレート２に接合して箱体１内に収納し、箱体１をなす一方のプレート２および他方のプレート２の周縁３および３が接合されることで、一方の流体の流路６を構成している。

枠状に組み合わせたコルゲート板７１および７２は、一方のプレート２および他方のプレート２で挟むことによって箱体１内に固定されているが、ロウ付けまたは拡散溶接などによって固定されるようにしてもよい。また、一方のプレート２および他方のプレート２の周縁３および３の接合についても、同様に、ロウ付けまたは拡散溶接などで固定されるようにしてもよい。

その際、図３（Ｂ）に示すように組み合わせたコルゲート板７１および７２は、図２（Ａ）に示す一方の流体の入口４寄りにコルゲート板７１が配置されている。なお、図２（Ａ）に示す流体の入口４寄りに配置されたコルゲート板７１および７２に隣接したコルゲート板７２は、図３（Ｂ）に示す二点鎖線ｊを中心にコルゲート板７１および７２を短手方向（垂直）に反転させたものである。

なお、組み合わせたコルゲート板７１および７２の端部となる上下端７ａおよび７ｂは、図３（Ｂ）に示す二点鎖線ｊを中心に、組み合わせたコルゲート板７１および７２を短手方向（垂直）に反転させることで、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）に示す上端７ａが下端７ｂとなり、下端７ｂが上端７ａとなるように上下位置が反転することになる。

これにより、同一形状でなるコルゲート板７１を長手方向（水平）に反転させてコルゲート板７２とし、コルゲート板７１と枠状に組み合わせ、組み合わせたコルゲート板７１および７２を短手方向（垂直）に反転させて複数の流路部材７を構成し箱体１内に収納することで、一方の流体の流路６を構成できることになり、コルゲート板７１および７２を製作するための金型が一種類で済むためコスト的に有利になる。

なお、このような構成としては、図４（Ａ）および図４（Ｂ）と、図６と、図７（Ａ）および図７（Ｂ）と、図８（Ａ）乃至図８（Ｃ）と、図９（Ａ）および図９（Ｂ）と、図１０とに示すコルゲート板７３と７４および７５と７６においても同様であるが、これらについては展開図および展開図に基づいた説明を省略する。

また、組み合わせたコルゲート板７１および７２には、その壁面８に、箱体１の対向する一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間において、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを形成するように開口からなる連通部９ｂが設けられ、かつ、対向する他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間において、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを連通させるように開口からなる連通部９ａが設けられている。

すなわち、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、入口４から流入する一方の流体が、コルゲート板７１に設けた開口からなる一方の連通部９ａから一方の流体の流路６をなす蛇行流路２ｃに流入して、箱体１の一方の側部２ａから他方の側部２ａに向けて蛇行するように設けられた連通部９ｂを流通することになり、かつ、コルゲート板７１に組み合わせたコルゲート板７２に設けられた連通部９ａから、このコルゲート板７２に隣接するように配置されたコルゲート板７２に連通するように設けた開口からなる連通部９ａを流通して、順次、蛇行しながら複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを流通して出口５に向かうことになる。

つまり、一方の流体の流路６は、一方のプレート２および他方のプレート２からなる箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間における複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈと、これらを開口からなる連通部９ａにより連通することで形成され、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間における蛇行流路とで形成されている。

これにより、入口４から流入する一方の流体（水）は、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間と、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間とで蛇行形成された一方の流体の流路６を流通する間に、一方の流体の流路６内で攪拌されて温度ムラがなくなるため、攪拌されていない場合に較べて、後述する他方の流体（冷媒）との間における伝熱性能を向上させることができるようになる。

一方のプレート２および他方のプレート２を接合してなる箱体１には、図１に示すように、螺旋状に巻装された銅管またはアルミ管からなる冷媒用の細管１０が両平坦面に接合され、他方の流体（冷媒）の流路１１を形成している。ここで冷媒は、細管１０の入口１１ａから出口１１ｂへ向けて流れている。

箱体１に巻装された他方の流体（冷媒）の流路１１をなす細管１０は、ロウ付けまたは拡散溶接などによって箱体１に隙間なく固定されるように構成してもよく、これによって、箱体１内に形成された一方の流体（水）との間における伝熱性能を向上できるようになる。

複数のコルゲート板７１および７２は、第一の実施例として図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）と、図４（Ａ）および図４（Ｂ）とに示すように、コルゲート板７１に備えた凸部１７ａおよび凹部１７ｂと、コルゲート板７２に備えた凹部１７ｂおよび凸部１７ａとからなる複数の接合部１７を互いに接合することにより、また同時に、コルゲート板７１に備えた係止爪１８ａおよび係止溝１８ｂと、コルゲート板７２備えた係止溝１８ｂおよび係止爪１８ａとからなる複数の突合せ部１８を互いに突き合わせることによって組み合わせるようにしている。

複数の接合部１７は、図５（Ａ）に示すように、凸部１７ａおよび凹部１７ｂが何れも略矩形状に形成されて、コルゲート板７１および７２が係合するようになっており、これによって、複数のコルゲート板７１および７２は、接合部１７を容易に接合し組み合わせて一方のプレート２および他方のプレート２からなる箱体１内に収納できるようになる。

または、複数の接合部１７は、コルゲート板７１および７２が、図２に示す入口４から流入する一方の流体の流入方向に離脱できないように、コルゲート板７１および７２に備えた凸部１７ａと、コルゲート板７２および７１に備えた凹部１７ｂの両方とも、図５（Ｂ）に示すように略台形状に形成してもよいし、もしくは、図５（Ｃ）に示すように、コルゲート板７１および７２に備えた凸部１７ａと、コルゲート板７２および７１に備えた凹部１７ｂの両方とも略円形状に形成した構成にしてもよい。

これにより、複数のコルゲート板７１および７２は、接合部１７を接合して組み合わせた状態で、その端部となる上下端７ａおよび７ｂが一方のプレート２および他方のプレート２に接合された際、接合部１７が離脱しないため組み合わせた状態での取り扱いがしやすくなり、箱体１内に収納する時の作業性が良好になる。

複数の突合せ部１８は、図６（Ａ）に示すように、コルゲート板７１および７２の先端上下部に形成された係止爪１８ａを、この係止爪１８ａに対応してコルゲート板７２および７１の上下部に形成された係止溝１８ｂに係止させるように構成している。

その際、コルゲート板７１および７２の先端上下部に備えた係止爪１８ａは、この上下の係止爪１８ａ同士の間に、係止溝１８ｂに対し所定の深さまで挿入した位置で、対向するコルゲート板７２および７１の当接面に当接して位置決めされる位置決め部１８ｃを備えている。

これにより、複数のコルゲート板７１および７２が突合せ部１８により突合せた状態で接合された構成になり、この突合せ部１８と接合部１７とで接合され組み合わせされたコルゲート板７１および７２は、強固に組み合わせたことで取り扱いやすくなって、上下端７ａおよび７ｂを一方のプレート２および他方のプレート２からなる箱体１内に収納できるようになる。

なお、本発明を実施するための一方の流体の流路６の形態においては、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間における複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈと、これらを開口からなる連通部９ａにより連通することで形成され、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間における蛇行流路とで形成されているので、一方の流体の流路６内で攪拌されて温度ムラがなくなるため、攪拌されていない場合に較べて、他方の流体の流路１１を流通する他方の流体（冷媒）との間における伝熱性能を向上させることができる。

また、図６（Ｂ）に示すように、コルゲート板７１および７２の先端下部に形成された係止爪１８ａを、この係止爪１８ａに対応して形成された係止溝１８ｂに係止させるように構成してもよい。

その際、コルゲート板７１および７２の先端に備えた係止爪１８ａは、第二例として図６（Ｂ）に示すように、係止溝１８ｂに対し所定の深さまで挿入した位置で、対向するコルゲート板７１および７２の当接面に当接して位置決めされる位置決め部１８ｃが設けられている。

これにより、コルゲート板７１および７２の先端上部に係止爪１８ａを形成しないことで構成を簡素化できるようになるとともに、接合時に一方（上部）の係止爪１８ａを係止溝１８ｂに位置合わせして係止する時の作業性が良好になる。

次に、第二の実施例として示す図７と、図８（Ａ）および図８（Ｂ）とに基づいて、コルゲート板７１および７２に較べて形状を簡素化（低コスト化）したコルゲート板７３および７４を、一方のプレート２および他方のプレート２に正確に位置決めして接合できるようにした構成について説明する。

一方のプレート２および他方のプレート２は、複数のコルゲート板７３および７４の端部をなす上下端７ａおよび７ｂに対応して、上下に対向する内面側に断面凹状の位置決め溝１２を設けた構成にしている。

他方のプレート２の位置決め溝１２により、図７に示すようにコルゲート板７３および７４の下端７ｂを位置決めし、一方のプレート２の位置決め溝１２に、コルゲート板７３および７４の上端７ａを位置決めすることで、図８（Ｂ）に示す複数のコルゲート板７３および７４の端部をなす上下端７ａおよび７ｂが、図１に示すＡ−Ａ断面図（但し細管１０を省略した図）として図８（Ａ）に示すように、一方のプレート２および他方のプレート２に形成された位置決め溝１２により位置決めされて正確に保持される構成にしている。

なお、図７に示すように、コルゲート板７４は、コルゲート板７３を長手方向（水平）に反転したものであり、コルゲート板７３’は、コルゲート板７３を短手方向（垂直）に反転したものであり、また、コルゲート板７４’は、コルゲート板７４を短手方向（垂直）に反転したものであって、コルゲート板７３およびコルゲート板７３’と、コルゲート板７４およびコルゲート板７４’とは、何れも同じ部材（コルゲート板）が共通して使用されている。また、一方のプレート２および他方のプレート２の対向する内面側に設けた位置決め溝１２によって位置決めされている。

その際、コルゲート板７３およびコルゲート板７４と、コルゲート板７３’およびコルゲート板７４’とは、図７に示すように、互いに離間した位置に位置決めされることで、複数の隙間からなる連通部９ｃにより、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間において、図２（Ｂ）に示す複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが形成されることになる。また、複数の隙間からなる連通部９ｄにより、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間において、図２（Ｂ）に示すように、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが入口４の側から出口５の側に向けて連通されることになる。

この場合、図８（Ｂ）に示す接合部１７を有する流路部材７を、図７に示すコルゲート板７３およびコルゲート板７３’のように接合し、一方のプレート２および他方のプレート２からなる箱体１内に収納することにより、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間に、一方の流体の流路６を構成する複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを形成するための複数の隙間からなる連通部９ｃを確保できるようになるとともに、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを連通するための複数の隙間からなる連通部９ｄを確保できるようになる。

これによって、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間において、一方の流体の流路６を構成する複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが形成され、かつ、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間において、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが連通されるので、一方の流体（水）が流路６内で攪拌されて温度ムラがなくなるため、攪拌されていない場合に較べて、他方の流体の流路１１内の他方の流体（冷媒）との間における伝熱性能を向上させることができる。

次に、第三の実施例として示す図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）に基づいて、コルゲート板７３および７４に較べて形状を簡素化（低コスト化）したコルゲート板７５および７６を、一方のプレート２および他方のプレート２に接合できるようにした構成について説明する。

図７および図８（Ｂ）に示すコルゲート板７３および７４は接合部１７を有しているのに対し、図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）に示すコルゲート板７５および７６は接合部１７を有していない点が簡素化（低コスト化）した構成であり、この構成の違いによって、複数のコルゲート板７５および７６と、箱体１をなす一方のプレート２および他方のプレート２の左右に対向する一方の両側部２ａおよび２ａの一部とが、一方の流体の流路６を構成することになる。

また、上述した第二の実施例と同様に、一方のプレート２および他方のプレート２は、コルゲート板７５および７６の端部をなす上下端７ａおよび７ｂに対応して、上下に対向する内面側に断面凹状の位置決め溝１２を設けた構成にしている。

また、他方のプレート２に、図９（Ｂ）に示すように複数のコルゲート板７５および７６を載置し、図９（Ａ）に示す複数のコルゲート板７５および７６の端部をなす上下端７ａおよび７ｂが、図８（Ａ）に示すように、一方のプレート２および他方のプレート２の対向する内面側に設けた位置決め溝１２によって正確に位置決めされるように構成にしている。

または、複数のコルゲート板７５および７６の端部をなす上下端７ａおよび７ｂが、位置決め溝１２によって位置決めされるのに加えて、図９（Ｃ）に示すように、コルゲート板７５および７６の先端部に対応して突設された複数の突出部１３により位置決めされることで、更に強固に位置決めされるように構成してもよい。

また、図９（Ｃ）に示す複数の突出部１３は、他方のプレート２に突設されることによってコルゲート板７５および７６の先端部の下端位置を保持する構成になっているが、この構成に限定されることなく、一方のプレート２および他方のプレート２に突設して、コルゲート板７５および７６の先端部の上端位置および下端位置を夫々正確に位置決めできる構成にしてもよい。

なお、図９（Ｂ）に示すコルゲート板７６はコルゲート板７５を長手方向（水平）に反転したものであり、コルゲート板７５’はコルゲート板７５を短手方向（垂直）に反転したものであり、また、コルゲート板７６’はコルゲート板７６を短手方向（垂直）に反転したものであって、コルゲート板７５およびコルゲート板７５’と、コルゲート板７６およびコルゲート板７６’とは、何れも同じ部材（コルゲート板）が共通して使用されている。また、共通して使用される構成により、一方のプレート２および他方のプレート２の対向する内面側に設けた位置決め溝１２によって位置決めされている。更に、複数の突出部１３によって位置決めされる構成であってもよい。

その際、コルゲート板７５およびコルゲート板７６と、コルゲート板７５’およびコルゲート板７６’とは、図９（Ｂ）に示すように、互いに離間した位置に位置決めされることで、複数の隙間からなる連通部９ｃにより、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間において、図２（Ｂ）に示す複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが形成されることになる。また、複数の隙間からなる連通部９ｄにより、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間において、図２（Ｂ）に示すように、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが入口４の側から出口５の側に向けて連通されることになる。

この場合、図９（Ａ）に示す流路部材７を、図９（Ｂ）において、コルゲート板７５およびコルゲート板７５’と、コルゲート板７６およびコルゲート板７６’とに示すように接合し、一方のプレート２および他方のプレート２からなる箱体１内に収納することにより、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間に、一方の流体の流路６を構成する複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを形成するための複数の隙間からなる連通部９ｃを確保できるようになるとともに、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間で連通するための複数の隙間からなる連通部９ｄを確保できるようになる。

これによって、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間において、一方の流体の流路６を構成する複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが形成され、かつ、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間において、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが連通されるので、一方の流体（水）が流路６内で攪拌されて温度ムラがなくなるため、攪拌されていない場合に較べて、他方の流体の流路１１内の他方の流体（冷媒）との間における伝熱性能を向上させることができる。

次に、第四の実施例として示す図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）と、図１１とに基づいて、コルゲート板７５および７６を、スリット１４を備えたスペーサ１５で位置決めして一方のプレート２および他方のプレート２に接合できるようにした構成について説明する。

他方のプレート２の上面に、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すように、複数のコルゲート板７５および７６の下端７ｂに対応して、同形状でなる複数のコルゲート板７５および７６を対向させて組み合わせた状態になるようにその下端７ｂを収納して保持するスリット１４を備え、コルゲート板７５および７６と同じ高さの側壁１６を備えたスペーサ１５を設ける。

他方のプレート２の上面に、複数のコルゲート板７５および７６を保持した複数のスペーサ１５が設けられ、保持された複数のコルゲート板７５および７６の上端７ａに一方のプレート２が接合され、かつ、上下の周縁３が接合されることで、絞り成形された一方のプレート２および他方のプレート２からなる薄型矩形の箱体１内に、複数のコルゲート板７５および７６が収納された構成になる。

なお、図１０（Ｂ）および図１１に示すコルゲート板７６は、コルゲート板７５を長手方向（水平）に反転したものであり、コルゲート板７５’は、コルゲート板７５を短手方向（垂直）に反転したものであり、また、コルゲート板７６’は、コルゲート板７６を短手方向（垂直）に反転したものであって、コルゲート板７５およびコルゲート板７５’と、コルゲート板７６およびコルゲート板７６’とは、何れも同じ部材（コルゲート板）が共通して使用されている。

また、同じ部材（コルゲート板）が複数のスペーサ１５に備えたスリット１４によって位置決めされており、位置決めされることで、複数のコルゲート板７５，７５’，７６，および７６’の下端７ｂが、スリット１４を挿通して他方のプレート２の上面に当接する。

その際、コルゲート板７５およびコルゲート板７６と、コルゲート板７５’およびコルゲート板７６’とは、図１０（Ｂ）に示すように、互いに離間した位置に位置決めされることで、複数の隙間からなる連通部９ｃにより、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間において、図２（Ｂ）に示す複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが形成されることになる。また、複数の隙間からなる連通部９ｄにより、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間において、図２（Ｂ）に示すように、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが入口４の側から出口５の側に向けて連通されることになる。

この場合、図１０（Ａ）に示す流路部材７を、図１０（Ｂ）において、コルゲート板７５およびコルゲート板７５’と、コルゲート板７６およびコルゲート板７６’とに示すように接合し、一方のプレート２および他方のプレート２からなる箱体１内に収納することにより、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間に、一方の流体の流路６を構成する複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを形成するための複数の隙間からなる連通部９ｃを確保できるようになるとともに、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを連通するための複数の隙間からなる連通部９ｄを確保できるようになる。

この一方の流体の流路６は、一方のプレート２および他方のプレート２と、コルゲート板７５およびコルゲート板７６と、コルゲート板７５’およびコルゲート板７６’と、これらのコルゲート板７５，７６，７５’および７６’と同じ高さでなる側壁１６を備えた複数のスペーサ１５とからなり、スペーサ１５の側壁１６は、一方の流体の流路６の一部をなす構成になっている。

スペーサ１５の側壁１６は、一方の流体の流路６の一部をなす構成になっており、また、複数のスペーサ１５を他方のプレート２の上面（内面）に並置する際、この側壁１６に手指を掛けることで、並置する時の作業性を良好にできる役割を有している。

なお、図示はしないが、側壁１６を削除することでスペーサ１５の形状をシンプル化し、コストの低減と軽量化を図るように構成してもよく、この場合、図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）に基づいて上述したのと同様に、一方の流体の流路６の一部が、スペーサ１５の側壁１６に代えて、箱体１をなす一方のプレート２および他方のプレート２の左右に対向する一方の両側部２ａおよび２ａの一部と、前後に対向する他方の両側部２ｂおよび２ｂの一部とで構成されるようにしてもよい。

これによって、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間において、一方の流体の流路６を構成する複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが形成され、かつ、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間において、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが連通されるので、一方の流体（水）が流路６内で攪拌されて温度ムラがなくなるため、攪拌されていない場合に較べて、他方の流体の流路１１内の他方の流体（冷媒）との間における伝熱性能を向上させることができる。

次に、第五の実施例として、流路部材７が、底面（一面）を解放して樋状に折曲形成された板金製の第一の仕切板１９および第二の仕切板２０からなり、これら第一の仕切板１９および第二の仕切板２０の折曲部同士を組み合わせた状態で箱体１内に収納されることで、一方の流体の流路６が、水の入口４から流入した一方の流体の流入方向に対し前後および左右方向に蛇行形成された構成について、以下に説明する。

図１２（Ａ）乃至図１２（Ｃ）と、図１３とに示すように、第一の仕切板１９および第二の仕切板２０が、その長手方向の略中央部に形成された凸部１９１および凹部２０１からなる折曲部同士を、凹部２０１に凸部１９１を嵌入することによって組み合わせ、その上下端を一方のプレート２および他方のプレート２に接合するとともに、一方のプレート２および他方のプレート２からなる箱体１内に収納されることで、一方の流体の流路６を形成する構成にしている。

底面（一面）を解放して樋状に形成された板金製の第一の仕切板１９および第二の仕切板２０は、上部の折り返し面（山面）を平坦状とした断面コ字状に形成され、図１２（Ａ）および図１３に示すように交互に組み合わせた外形（縦×横×高さ）が、一方のプレート２および他方のプレート２の周縁３および３が接合されてなる箱体１の内寸に適合している。

第一の仕切板１９および第二の仕切板２０は、図１２（Ａ）乃至図１２（Ｃ）と、図１３とに示すように、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間において、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを形成するための凹部２０１および凸部１９１からなる折曲部を有し、かつ、側壁面に、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈを他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間において連通するための開口からなる連通部１９ａおよび２０ａを形成している。

また、第一の仕切板１９および第二の仕切板２０は、凹部２０１および凸部１９１からなる折曲部同士を嵌入させるように組み合わせたのち、その上下端を一方のプレート２および他方のプレート２に夫々接合するとともに、この一方のプレート２および他方のプレート２の周縁３および３を接合してなる箱体１内に収納され、箱体１には図１に示すように冷媒用の細管１０が螺旋状に巻装されている。

一方のプレート２および他方のプレート２からなる箱体１には、図１に示すように、銅管またはアルミ管からなる冷媒用の細管１０が螺旋状に巻装され両平坦面に接合されて、細管１０の入口１１ａと出口１１ｂとの間を螺旋状に結ぶように他方の流体の流路１１を形成している。

箱体１と、箱体１内に収納された第一の仕切板１９および第二の仕切板２０とで一方の流体の流路６が形成されることにより、図１２（Ａ）乃至図１２（Ｃ）と、図１３とに示すように、水の入口４から流入した一方の流体である水は、入口４に近接する第二の仕切板２０の一方の開口２０ａから流入して第二の仕切板２０内を流通し、他方の開口２０ａから、これに連通する第一の仕切板１９の一方の開口１９ａに流入し、第一の仕切板１９内を流通したのち、他方の開口１９ａから、これに連通する第二の仕切板２０の一方の開口２０ａから流入して第二の仕切板２０内を流通し、他方の開口２０ａから、これに連通する第一の仕切板１９の一方の開口１９ａに流入し、第一の仕切板１９内を流通しながら、順次、水の出口５に向けて流通することになる。

これによって、箱体１の一方の両側部２ａおよび２ａ同士の間において、一方の流体の流路６を構成する複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが形成され、かつ、他方の両側部２ｂおよび２ｂ同士の間において、複数の蛇行流路２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇおよび２ｈが連通されるので、一方の流体（水）が流路６内で攪拌されて温度ムラがなくなるため、攪拌されていない場合に較べて、他方の流体の流路１１内の他方の流体（冷媒）との間における伝熱性能を向上させることができる。

また、この場合、第一の仕切板１９と第二の仕切板２０との組み合わせが容易であって、一方のプレート２および他方のプレート２からなる箱体１への接合や、箱体１内への収納を容易に、かつ正確に行えるようになる。

以上説明したように、本発明の構成によれば、水の入口４から流入し、一方の流体の流路６を流通して水の出口５に向かう一方の流体である水と、冷媒の入口１１ａから流入し、他方の流体の流路１１を流通して冷媒の出口１１ｂに向かう熱源としての冷媒との間で、効率よく熱交換されて伝熱性能の向上を図れる熱交換器となり、また、熱交換の高性能化に伴って熱交換器の小型化に寄与できるようになる。

１ 箱体
２ プレート（一方のプレート，他方のプレート）
２ａ 一方の両側部
２ｂ 他方の両側部
２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ 蛇行する複数の流路
３ 周縁
４ 水の入口
５ 水の出口
６ 一方の流体の流路
７ 流路部材
７１，７２，７３，７４，７３’，７４’，７５，７６，７５’，７６’ コルゲート板
７ａ 流路部材の上端
７ｂ 流路部材の下端
８ 流路部材の壁面
９ａ 開口からなる連通部
９ｂ 開口からなる連通部
９ｃ 隙間からなる連通部
９ｄ 隙間からなる連通部
１０ 細管
１１ 他方の流体の流路
１１ａ 冷媒の入口
１１ｂ 冷媒の出口
１２ 位置決め溝
１３ 突出部
１４ スリット
１５ スペーサ
１６ 側壁
１７ 接合部
１７ａ 凸部
１７ｂ 凹部
１８ 突合せ部
１８ａ 係止爪
１８ｂ 係止溝
１８ｃ 位置決め部
１９ 第一の仕切板
１９１ 凸部
１９ａ 開口からなる連通部
２０ 第二の仕切板
２０ａ 開口からなる連通部
２０１ 凹部

Claims (5)

1. 凹状に成形した対向する二枚のプレートの周縁を接合して薄型矩形の箱体を形成し、前記箱体の周縁に一方の流体の入口と出口とを形成し、前記箱体内に、前記入口と前記出口とに連通する一方の流体の流路を形成し、前記箱体外の両平坦面に細管を接合して他方の流体の流路を形成してなる熱交換器において、
   前記一方の流体の流路は、前記箱体の対向する一方の側部から蛇行を繰り返し他方の側部に延びる蛇行流路が前記一方の側部及び前記他方の側部に沿う方向に複数配され、かつ、それらが順次連通するように形成された流路であることを特徴とする熱交換器。
   
2. 前記流路を構成する流路部材がコルゲート板からなり、同形状のコルゲート板を複数組み合わせて前記一方の流体の流路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記コルゲート板が、前記プレートの対向する上下の内面側に形成した位置決め部で位置決めされたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記コルゲート板が、同コルゲート板の少なくとも一端に対応するスリットを備えたスペーサで位置決めされたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
5. 前記流路を構成する流路部材が折曲形成された断面コ字状の仕切板からなり、同仕切板の折曲部同士を組み合わせてなることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

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