JP6091601B2 - プレート式熱交換器及びそれを備えた冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態における一般的なインナーフィン型プレート式熱交換器を示す図である。図2は、図1のインナーフィン2の一例を示す図である。図3は、図1の要部拡大斜視図である。図1〜図3及び後述の図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。更に、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
整流板30には、整流板30の仕切方向(整流板30の長手方向)に複数の開口部31が間隔を空けて形成されている。整流板30は、整流板30において上流側通路孔20aとの距離が近い側から遠い側に向かうにつれて整流板30の流路抵抗が小さくなるように、複数の開口部31の開口面積が調整されている。具体的には、整流板30において上流側通路孔20aとの距離が近い側から遠い側に位置する順に、複数の開口部31の開口面積が大きく形成されている。
図5は、図3の整流板30の変形例1の説明図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A断面図、(c)は側面図である。
図4では、領域A1と領域A2とのそれぞれにおいて複数の開口部31を設けていたが、領域A1と領域A2とのそれぞれに1つずつの開口部31(31a、31b)としてもよい。そして図5では開口部31の形状を長方形とした例を示している。そして、この構成においても、図4と同様、上流側通路孔20aから遠い領域A1側の開口部31aを、上流側通路孔20aから近い領域A2側の開口部31bに比べて開口面積を大きくしている。
図6は、図3の整流板30の変形例2の説明図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A断面図、(c)は側面図である。
図4では、領域A1と領域A2とのそれぞれで開口部31の直径を異ならせていたが、図6では全て同じ直径とし、開口部31の配置個数を、上流側通路孔20aから遠くなるにつれて増やすようにしている。また、上記では上流側通路孔20aとの距離が近い側から遠い側に2段階で開口部31の開口面積が大きくなるようにしていたが、段階数は2段階に限るものではなく、図6には3段階の例を示している。
図7は、図3の整流板30の変形例3の説明図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A断面図、(c)は側面図である。
図7では、開口部31を1個とし、整流板30において上流側通路孔20aとの距離が近い側から遠い側に行くにつれて開口面積が大きくなるようにしたものである。
変形例4は、整流板30の外型形状により、整流板30部分を通過する際の流路抵抗が、上流側通路孔20aから近い側に比べて遠い側が小さくなるようにしたものである。
図8の整流板30は、整流板30において上流側通路孔20aとの距離が近い側から遠い側に行くにつれて、積層方向(図1の左右方向)の整流板30の高さが低くなるように形成されている。
図9は、図3の整流板30の変形例5の説明図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A切断部端面図、(c)は側面図である。
この整流板30は、整流板30の短手方向(仕切方向と直交する方向)の両端から整流板30に直交する方向に互いに並行に延びる一対の脚部32を設けた構成を有している。
この一対の脚部32のそれぞれを伝熱プレート1との接合面とすることで、整流板30が支柱となる。そして、一対の脚部32の長さを調整することで、一対の脚部32と伝熱プレート1と接合面の面積を、必要強度に応じて調整できることになる。このため、剥離強度の弱い通路孔周辺に求められる強度に応じて一対の脚部32の長さを調整し、調整した一対の脚部32を接合面として用いることで、上流側通路孔20a周辺の強度を必要強度まで向上することができる。
実施の形態2は、整流板30の配置に関して実施の形態1と異なっている。それ以外の点については、実施の形態1と同様である。なお、実施の形態1と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施の形態2についても同様に適用される。
実施の形態2では、整流板30とインナーフィン2との間隔が、上流側通路孔20aの近い側から遠い側に向かうにつれて短くなるように整流板30を傾けて伝熱プレート1に設けている。
上記実施の形態1、2では、整流板30を第1流路A及び第2流路Bのそれぞれにおいて上流側通路孔20aとインナーフィン2との間に整流板30を配置していた。実施の形態3は、下流側通路孔20bとインナーフィン2との間にも整流板30を配置したものである。それ以外の点については、実施の形態1、2と同様である。なお、実施の形態1と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施の形態3についても同様に適用される。
図11に示すように、下流側通路孔20bとインナーフィン2との間にも整流板30を配置している。
実施の形態4は、実施の形態1〜実施の形態3の何れかのプレート式熱交換器が適用された冷凍サイクル装置に関するものである。
冷凍サイクル装置40は、圧縮機41、凝縮器(ガスクーラー含む)42、絞り装置43及び蒸発器44を備えた一般的な冷凍サイクル装置である。そして、冷凍サイクル装置40の凝縮器42及び蒸発器44の一方又は両方として、実施の形態1〜実施の形態3の何れかのプレート式熱交換器を適用している。
Claims (13)
- 所定の間隔で設けられた複数の伝熱プレートの間に第1流路と第2流路とが交互に形成され、前記第1流路及び前記第2流路にそれぞれインナーフィンが設けられたプレート式熱交換器であって、
前記複数の伝熱プレートのそれぞれは、前記第1流路への第1流体の入口又は前記第2流路への第2流体の入口となる上流側通路孔と、前記第1流路からの前記第1流体の出口又は前記第2流路からの前記第2流体の出口となる下流側通路孔とを備え、
前記第1流路及び前記第2流路のそれぞれには、各流路を前記上流側通路孔側と前記インナーフィン側とに仕切る上流側整流板が配置され、
前記上流側整流板は、前記第1流体又は前記第2流体の流路となる複数の開口部を有し、前記上流側通路孔との距離が近い側よりも遠い側の方が前記上流側整流板による流路抵抗が小さくなるように前記複数の開口部の開口面積が調整されており、また、前記上流側通路孔との距離が近い側よりも遠い側の方が前記インナーフィン側に近づくように傾斜して配置されている
プレート式熱交換器。 - 前記上流側整流板と同一の下流側整流板を、前記下流側通路孔と前記インナーフィンとの間に更に備えた
請求項1記載のプレート式熱交換器。 - 前記上流側整流板と前記複数の開口部の形状は同じであるが総開口面積が異なる下流側整流板を、前記下流側通路孔と前記インナーフィンとの間に更に備えた
請求項1記載のプレート式熱交換器。 - 前記上流側整流板と前記下流側整流板との2つの整流板のうち、前記整流板を通過するときの流体密度が低い方の前記整流板の総開口面積が、前記流体密度が高い方の前記整流板の総開口面積よりも多くなるように、2つの前記整流板のそれぞれの前記複数の開口部が形成されている
請求項3記載のプレート式熱交換器。 - 所定の間隔で設けられた複数の伝熱プレートの間に第1流路と第2流路とが交互に形成され、前記第1流路及び前記第2流路にそれぞれインナーフィンが設けられたプレート式熱交換器であって、
前記複数の伝熱プレートのそれぞれは、前記第1流路への第1流体の入口又は前記第2流路への第2流体の入口となる上流側通路孔と、前記第1流路からの前記第1流体の出口又は前記第2流路からの前記第2流体の出口となる下流側通路孔とを備え、
前記第1流路及び前記第2流路のそれぞれには、各流路を前記上流側通路孔側と前記インナーフィン側とに仕切る上流側整流板が配置され、
前記上流側整流板は、前記第1流体又は前記第2流体の流路となる複数の開口部を有し、前記上流側通路孔との距離が近い側よりも遠い側の方が前記上流側整流板による流路抵抗が小さくなるように前記複数の開口部の開口面積が調整されており、
前記上流側整流板と前記複数の開口部の形状は同じであるが総開口面積が異なる下流側整流板を、前記下流側通路孔と前記インナーフィンとの間に更に備えた
プレート式熱交換器。 - 前記上流側整流板と前記下流側整流板との2つの整流板のうち、前記整流板を通過するときの流体密度が低い方の前記整流板の総開口面積が、前記流体密度が高い方の前記整流板の総開口面積よりも多くなるように、2つの前記整流板のそれぞれの前記複数の開口部が形成されている
請求項5記載のプレート式熱交換器。 - 前記上流側整流板の前記複数の開口部は、前記上流側整流板の前記複数の開口部と前記上流側通路孔との距離が近い側よりも遠い側の方が開口面積が大きく形成されている
請求項1〜請求項6の何れか一項に記載のプレート式熱交換器。 - 前記上流側整流板の前記複数の開口部は同じ大きさに構成され、
前記上流側整流板の前記複数の開口部の配置個数が、前記上流側整流板と前記上流側通路孔との距離が近い側よりも遠い側の方が多い
請求項1〜請求項6の何れか一項に記載のプレート式熱交換器。 - 前記インナーフィンはオフセットフィンである
請求項1〜請求項8の何れか一項に記載のプレート式熱交換器。 - 前記上流側整流板は、前記上流側整流板の仕切方向と直交する方向の両端から前記上流側整流板に直交する方向に互いに並行に延びる一対の脚部を更に備え、前記一対の脚部が前記伝熱プレートとの接合面となっている
請求項1〜請求項9の何れか一項に記載のプレート式熱交換器。 - 積層された複数の伝熱プレートの間に第1流路及び第2流路が交互に形成され、前記第1流路及び前記第2流路にそれぞれインナーフィンが設けられたプレート式熱交換器であって、
前記複数の伝熱プレートのそれぞれは、前記第1流路への第1流体の入口又は前記第2流路への第2流体の入口となる上流側通路孔と、前記第1流路からの前記第1流体の出口又は前記第2流路からの前記第2流体の出口となる下流側通路孔とを備え、
前記第1流路及び前記第2流路のそれぞれには、各流路を前記上流側通路孔側と前記インナーフィン側とに仕切る整流板が配置され、
前記整流板は、前記整流板の仕切方向に延びる一つの開口部を有し、また、前記上流側通路孔との距離が近い側よりも遠い側の方が前記インナーフィン側に近づくように傾斜して配置されており、
前記開口部は、前記上流側通路孔との距離が近い側よりも遠い側の方が前記整流板による流路抵抗が小さくなるように開口面積が調整されている
プレート式熱交換器。 - 積層された複数の伝熱プレートの間に第1流路及び第2流路が交互に形成され、前記第1流路及び前記第2流路にそれぞれインナーフィンが設けられたプレート式熱交換器であって、
前記複数の伝熱プレートのそれぞれは、前記第1流路への第1流体の入口又は前記第2流路への第2流体の入口となる上流側通路孔と、前記第1流路からの前記第1流体の出口又は前記第2流路からの前記第2流体の出口となる下流側通路孔とを備え、
前記第1流路及び前記第2流路のそれぞれには、各流路を前記上流側通路孔側と前記インナーフィン側とに仕切る整流板が配置され、
前記整流板は、前記整流板において前記上流側通路孔との距離が近い側よりも遠い側の方が高さが低く形成されており、また、前記上流側通路孔との距離が近い側よりも遠い側の方が前記インナーフィン側に近づくように傾斜して配置されている
プレート式熱交換器。 - 請求項1〜請求項12の何れか一項に記載のプレート式熱交換器を備えた
冷凍サイクル装置。
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