JP6390292B2 - プレート式熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、プレート式熱交換器に関するものである。

下記特許文献１に開示されるプレート式熱交換器では、まず、熱伝達プレート（２）が二枚ずつレーザ溶接により接合されて、プレート対（１６）が形成される（図３）。各熱伝達プレート（２）は、外縁部分（１０）と、内縁部分（１１）と、四つのポート部分（１４’，１４”，１５’，１５”）とを備え、各ポート部分にはポートホール（１２’，１２”，１３’，１３”）が形成されている（図２）。プレート対（１６）を形成する際、一対の熱伝達プレート（２）は、内縁部分（１１）とポート部分（１４’，１４”）とに沿って互いに接するように、裏返しに重ね合わされ、内縁部分（１１）に沿って溶接（１９）されると共に、ポート部分（１４’，１４”）に沿って溶接（１８）される（図３）。その後、プレート対（１６）同士を重ね合わせて、外縁部分（１０）に沿って溶接（２１）されると共に、ポート部分（１５’，１５”）に沿って溶接（２２）される。

特表２００２−５１８１８５号公報（図２−図４）

しかしながら、従来のプレート式熱交換器は、伝熱プレート（熱伝達プレート）の四隅に、平板状のノズルフランジ（ポート部分）を形成し、そのノズルフランジにノズル穴（ポートホール）を形成しただけであった。このような構成の場合、ノズルフランジ同士の重ね合わせ部が、ノズル穴の軸方向に離隔して配置され、ノズルフランジ間に隙間をあけて配置される箇所が生じる。従って、ノズルフランジ同士を重ね合わせて溶接しようとする際、伝熱プレートを積層方向に押え付けると、伝熱プレート（特にノズルフランジ）が撓み、レーザビームの狙い位置がずれ、適正に溶接できないおそれがあった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、伝熱プレートの積層方向への変形を防止して、レーザ溶接が容易に確実に行えるプレート式熱交換器を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、伝熱プレートが複数枚重ね合わされ、隣接する伝熱プレート間を流体流路とし、隣接する流体流路に熱交換すべき二流体が流れるように組み立てられるプレート式熱交換器であって、前記各伝熱プレートには、前記流体流路への流体の出入口としてのノズル穴を形成されたノズルフランジが四箇所以上に設けられており、前記重ね合わされた各伝熱プレートは、積層方向両端部の伝熱プレートを除き、隣接する片方の伝熱プレートと、前記四箇所以上の内の二箇所以上の第一対応位置において前記ノズルフランジ同士が重ね合わされる一方、隣接するもう片方の伝熱プレートと、前記四箇所以上の内の前記第一対応位置を除いた二箇所以上の第二対応位置において前記ノズルフランジ同士が重ね合わされ、前記ノズル穴の軸方向に離隔して配置される前記ノズルフランジ間の隙間には、その隙間を形成する前記伝熱プレート間の流体流路と、前記離隔した各ノズルフランジのノズル穴との連通を確保しつつ、両ノズルフランジに当接するスペーサが設けられるか、両ノズルフランジから互いに接触する突部が形成されており、前記各伝熱プレートは、外周部に沿って設けられる外側フランジと、この外側フランジの内側に段差をもって設けられる内側フランジとを備え、前記各伝熱プレートには、前記内側フランジよりも内側に、略円形状の前記ノズルフランジが設けられると共に、そのノズルフランジに、前記流体流路への流体の出入口としての円形状の前記ノズル穴が形成され、前記第一対応位置において、前記ノズルフランジは、前記外側フランジと同じ高さに形成される一方、前記第二対応位置において、前記ノズルフランジは、前記内側フランジと同じ高さに形成され、前記各伝熱プレートは、隣接する片方の伝熱プレートと、前記外側フランジ同士が重ね合わされると共に前記第一対応位置のノズルフランジ同士が重ね合わされる一方、隣接するもう片方の伝熱プレートと、前記内側フランジ同士が重ね合わされると共に前記第二対応位置のノズルフランジ同士が重ね合わされ、前記ノズル穴の軸方向に離隔して配置される前記ノズルフランジ間の隙間には、その隙間を形成する前記伝熱プレート間の流体流路と、前記離隔した各ノズルフランジのノズル穴との連通を確保しつつ、両ノズルフランジに当接する円環状のスペーサが設けられるか、両ノズルフランジから互いに接触する前記突部が前記ノズル穴の周方向複数箇所に形成されたことを特徴とするプレート式熱交換器である。

請求項１に記載の発明によれば、ノズル穴の軸方向に離隔して配置されるノズルフランジ間の隙間には、両ノズルフランジに当接するスペーサが設けられるか、両ノズルフランジから互いに接触する突部が形成されるので、ノズルフランジの剛性を向上できる。これにより、たとえば、伝熱プレート同士の溶接時に積層方向に治具で押え付けても、伝熱プレートが撓みにくく、レーザ溶接を容易に確実に行える。しかも、スペーサや突部は、それが設けられる伝熱プレート間の流体流路と、ノズルフランジのノズル穴との連通を妨げることがない。

請求項１に記載の発明によれば、四箇所以上のノズルフランジの内、二箇所以上の第一対応位置において、ノズルフランジが外側フランジと同じ高さに形成される一方、他の二箇所以上の第二対応位置において、ノズルフランジが内側フランジと同じ高さに形成される。そのため、外側フランジ同士を重ね合わせつつ、それと同一高さの第一対応位置のノズルフランジ同士も重ね合わせる一方、内側フランジ同士を重ね合わせつつ、それと同一高さの第二対応位置のノズルフランジ同士も重ね合わることができる。また、ノズルフランジ間のスペーサは、円環状に形成されるか、ノズルフランジに形成される突部が、ノズル穴の周方向複数箇所に設けられる。このようにして、容易に剛性の高いプレート式熱交換器を構成することができる。

請求項２に記載の発明は、前記スペーサは、周方向に波形に形成された円環状の部材から形成され、その外径は前記ノズル穴よりも大径とされ、波高は前記ノズルフランジ間の離隔寸法と対応していることを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器である。

請求項２に記載の発明によれば、スペーサは、周方向に波形に形成された円環状の部材から形成されるので、製作が容易である。

請求項３に記載の発明は、前記スペーサは、周方向複数箇所に径方向に沿って切欠きを形成された円環状の部材から形成され、その外径は前記ノズル穴よりも大径とされ、厚さは前記ノズルフランジ間の離隔寸法と対応していることを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器である。

請求項３に記載の発明によれば、スペーサは、周方向複数箇所に径方向に沿って切欠きを形成された円環状の部材から形成されるので、製作が容易である。

さらに、請求項４に記載の発明は、前記突部は、前記ノズルフランジから略半球状に膨出するようにプレス成形され、前記突部は、前記ノズル穴を取り囲む位置に、且つ対面する両ノズルフランジで対応した位置に、周方向等間隔に設けられることを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器である。

請求項４に記載の発明によれば、対面するノズルフランジを支持する突部は、ノズル穴を取り囲む位置に且つ両ノズルフランジで対応した位置に形成され、しかも周方向等間隔に略半球状に膨出するようにプレス成形されるので、製作が容易である。

本発明のプレート式熱交換器によれば、伝熱プレートの積層方向への変形を防止して、レーザ溶接を容易に且つ確実に行うことができる。

本発明の一実施例のプレート式熱交換器を構成する二種類の伝熱プレートの一例を示す概略図である。 図１の左上部の積層状態を示す概略斜視図であり、第一伝熱プレートの上に第二伝熱プレートを重ね合わせて溶接後、さらにその上に第一伝熱プレートを重ね合わせようとする状態を示している。 図１の右上部の積層状態を示す概略斜視図であり、第一伝熱プレートの上に第二伝熱プレートを重ね合わせて溶接後、さらにその上に第一伝熱プレートを重ね合わせようとする状態を示している。 図１の各伝熱プレートを交互に重ね合わせてレーザ溶接しつつプレート式熱交換器を製造する際の概略断面図であり、図２の第一対応位置を示している。 図４の左下部の拡大図である。 図４の変形例を示す図である。 図１の伝熱プレートのノズルフランジに突部を設けた例を示す概略図であり、伝熱プレートの一部のみを示している。 図７の伝熱プレートの積層状態を示す概略断面図（VIII−VIII断面図）である。 図１の伝熱プレートのノズルフランジの隙間に設けられるスペーサの一例を示す概略斜視図である。 図９のスペーサを介した伝熱プレートの積層状態を示す概略断面図である。 図９のスペーサの変形例を示す概略斜視図である。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、複数枚の伝熱プレートを上下に重ね合わせてプレート式熱交換器を製造する場合について説明するが、これは説明の便宜上であって、プレート式熱交換器の姿勢（特に使用時の姿勢）を限定する趣旨ではない。

図１は、本発明の一実施例のプレート式熱交換器を構成する二種類の伝熱プレート１，２の一例を示す概略図である。

本実施例のプレート式熱交換器は、第一伝熱プレート１と第二伝熱プレート２とが交互に複数枚（典型的には四枚以上）重ね合わされて構成される。各伝熱プレート１，２は、上下に重ね合わされて、所要箇所をレーザ溶接されつつ組み立てられる。各伝熱プレート１，２は、略矩形の金属板から構成され、板面には適宜の凹凸や穴がプレス加工され、互いに対応した外寸および板厚とされている。

各伝熱プレート１，２を構成する金属板として、従来の一般的なプレート熱交換器のものよりも薄いものを好適に用いることができる。具体的には、従来のプレート式熱交換器では、一般的に０．５〜１ｍｍの厚さの伝熱プレートが用いられるが、本発明のプレート式熱交換器では、０．２〜０．５ｍｍ（本実施例では０．３ｍｍ）の厚さの伝熱プレート１，２を用いることもできる。

図２は、図１の左上部の積層状態を示す概略斜視図であり、第一伝熱プレート１の上に第二伝熱プレート２を重ね合わせて溶接後、さらにその上に第一伝熱プレート１を重ね合わせようとする状態を示している。また、図３は、図１の右上部の積層状態を示す概略斜視図であり、第一伝熱プレート１の上に第二伝熱プレート２を重ね合わせて溶接後、さらにその上に第一伝熱プレート１を重ね合わせようとする状態を示している。なお、各図において、符号３，４は、重ね溶接継手による溶接部（溶け込み部）を示している。

以下、図１から図３に基づき、各伝熱プレート１，２について、具体的に説明する。
まず、第一伝熱プレート１について説明する。第一伝熱プレート１は、外周部に沿って設けられる外側フランジ５と、この外側フランジ５の内側に段差をもって設けられる内側フランジ６と、両フランジ５，６を連接する連接壁７とを備える。外側フランジ５と内側フランジ６とは、平板状で平行に配置され、これらフランジ５，６に対し好ましくは垂直に、連接壁７が設けられる。

第一伝熱プレート１は略矩形状であるため、外側フランジ５は略矩形枠状とされる。外側フランジ５は、第一伝熱プレート１の外周部に沿って、所定の幅寸法で形成される。外側フランジ５の内周縁には、外側フランジ５の板面に対し略垂直に屈曲されて、連接壁７が設けられる。そして、外側フランジ５から所定寸法だけ延出した連接壁７の端部には、連接壁７に対し略垂直に屈曲されて、内側フランジ６が設けられる。内側フランジ６は、連接壁７に沿って、外周部が少なくとも略矩形枠状に形成される。つまり、内側フランジ６は、それより内側の領域と連続的に同一平面に形成される箇所があるにしても、外周部には連接壁７に沿って連続的に、少なくとも所定の幅寸法を確保した帯状の部分を有する。

図面上、第一伝熱プレート１は、水平な外側フランジ５に対し、連接壁７が垂直下方へ延出して形成され、連接壁７の下端部に、内側フランジ６が水平に形成される。このようにして、内側フランジ６は、外側フランジ５より下方において、外側フランジ５と平行に配置される。

内側フランジ６の内側には、四つのノズルフランジ８（８Ａ，８Ｂ）と熱交換部９とが設けられる。本実施例では、略矩形枠状の内側フランジ６の内側領域の内、四隅にノズルフランジ８が設けられ、それ以外の箇所が熱交換部９とされる。図１において、第一伝熱プレート１は、左上部と右下部の各ノズルフランジ８Ａが互いに同一の構成とされ、右上部と左下部の各ノズルフランジ８Ｂが互いに同一の構成とされる。各伝熱プレート１，２の左上部と右下部を、それぞれ第一対応位置Ａといい、右上部と左下部を、それぞれ第二対応位置Ｂということがある。

ノズルフランジ８は、典型的には略円形状に形成され、中央部に円形状のノズル穴１０が形成されている。第一伝熱プレート１は、プレス成形により、ノズル穴１０が貫通形成されると共に、これ以外の箇所に凹凸が屈曲形成されて、外側フランジ５、連接壁７、内側フランジ６、ノズルフランジ８および熱交換部９が一体形成される。

第一伝熱プレート１は、第一対応位置Ａにおいて、ノズルフランジ８Ａが、外側フランジ５と同じ高さに形成される。つまり、第一伝熱プレート１は、第一対応位置Ａのノズルフランジ８Ａが、内側フランジ６よりも、上方へ突出して形成され、外側フランジ５と同一平面に配置される。

第一伝熱プレート１は、第二対応位置Ｂにおいて、ノズルフランジ８Ｂが、内側フランジ６と同じ高さに形成される。つまり、第一伝熱プレート１は、第二対応位置Ｂのノズルフランジ８Ｂが、内側フランジ６と同一平面に配置され、内側フランジ６と連続的に形成される。なお、第一対応位置Ａと第二対応位置Ｂの各ノズルフランジ８やノズル穴１０の大きさは、同一に形成される。

内側フランジ６より内側領域には、ノズルフランジ８を除いた箇所に、適宜の凹凸が形成されて熱交換部９とされる。この凹凸の形状は、特に問わないが、図示例の場合、ヘリンボーン１１とされている。具体的には、図１の平面視で略逆Ｖ字形状に、凹凸が等間隔に形成されており、その各凹凸は断面略半円形状（各凹部または各凸部の延出方向と直交した断面で見た場合に略半円形状）とされている。よって、図２および図３に示すように、熱交換部９の断面は波形となる。ヘリンボーン１１の下方への凹部の最下部は、内側フランジ６と同じ高さに配置され、上方への凸部の最上部は、外側フランジ５と同じ高さに配置されている。

なお、ヘリンボーン１１の端部を内側フランジ６に接触するように構成し、内側フランジ６内の流路をなくすことで、ノズル穴１０間の流体のショートパスを防止することができる。つまり、内側フランジ６とヘリンボーン１１の端部との間に、圧力損失の少ない流路が形成されると、熱交換すべき流体の一部が、熱交換部９の外周部をショートパスするおそれがあるので、そのような不都合を防止するためである。

次に、第二伝熱プレート２について説明する。第二伝熱プレート２も、第一伝熱プレート１と同様に、外周部に沿って設けられる外側フランジ１２と、この外側フランジ１２の内側に段差をもって設けられる内側フランジ１３と、両フランジ１２，１３を連接する連接壁１４とを備える。外側フランジ１２と内側フランジ１３とは、平板状で平行に配置され、これらフランジ１２，１３に対し好ましくは垂直に、連接壁１４が設けられる。

第二伝熱プレート２は略矩形状であるため、外側フランジ１２は略矩形枠状とされる。外側フランジ１２は、第二伝熱プレート２の外周部に沿って、所定の幅寸法（ここでは第一伝熱プレート１の外側フランジ５と同一の幅寸法）で形成される。外側フランジ１２の内周縁には、外側フランジ１２の板面に対し略垂直に屈曲されて、連接壁１４が設けられる。そして、外側フランジ１２から所定寸法（ここでは第一伝熱プレート１の連接壁７と同一の高さ）だけ延出した連接壁１４の端部には、連接壁１４に対し略垂直に屈曲されて、内側フランジ１３が設けられる。内側フランジ１３は、連接壁１４に沿って、外周部が少なくとも略矩形枠状に形成される。つまり、内側フランジ１３は、それより内側の領域と連続的に同一平面に形成される箇所があるにしても、外周部には連接壁１４に沿って連続的に、少なくとも所定の幅寸法（ここでは第一伝熱プレート１の内側フランジ６と同一の幅寸法）を確保した帯状の部分を有する。

図面上、第二伝熱プレート２は、水平な外側フランジ１２に対し、連接壁１４が垂直上方へ延出して形成され、連接壁１４の上端部に、内側フランジ１３が水平に形成される。このようにして、内側フランジ１３は、外側フランジ１２より上方において、外側フランジ１２と平行に配置される。

内側フランジ１３の内側には、四つのノズルフランジ１５（１５Ａ，１５Ｂ）と熱交換部１６とが設けられる。本実施例では、略矩形枠状の内側フランジ１３の内側領域の内、四隅にノズルフランジ１５が設けられ、それ以外の箇所が熱交換部１６とされる。図１において、第二伝熱プレート２は、左上部と右下部の第一対応位置Ａの各ノズルフランジ１５Ａが互いに同一の構成とされ、右上部と左下部の第二対応位置Ｂの各ノズルフランジ１５Ｂが互いに同一の構成とされる。また、第一伝熱プレート１と第二伝熱プレート２とを揃えて重ね合わせた際、各伝熱プレート１，２のノズルフランジ８，１５およびノズル穴１０，１７は、それぞれ互いに対面して配置され、しかも互いに同一の大きさで形成されている。

ノズルフランジ１５は、典型的には略円形状に形成され、中央部に円形状のノズル穴１７が形成されている。第二伝熱プレート２は、プレス成形により、ノズル穴１７が貫通形成されると共に、これ以外の箇所に凹凸が屈曲形成されて、外側フランジ１２、連接壁１４、内側フランジ１３、ノズルフランジ１５および熱交換部１６が一体形成される。

第二伝熱プレート２は、第一対応位置Ａにおいて、ノズルフランジ１５Ａが、外側フランジ１２と同じ高さに形成される。つまり、第二伝熱プレート２は、第一対応位置Ａのノズルフランジ１５Ａが、内側フランジ１３よりも、下方へ突出して形成され、外側フランジ１２と同一平面に配置される。

第二伝熱プレート２は、第二対応位置Ｂにおいて、ノズルフランジ１５Ｂが、内側フランジ１３と同じ高さに形成される。つまり、第二伝熱プレート２は、第二対応位置Ｂのノズルフランジ１５Ｂが、内側フランジ１３と同一平面に配置され、内側フランジ１３と連続的に形成される。なお、第一対応位置Ａと第二対応位置Ｂの各ノズルフランジ１５やノズル穴１７の大きさは、同一に形成される。

内側フランジ１３より内側領域には、ノズルフランジ１５を除いた箇所に、適宜の凹凸が形成されて熱交換部１６とされる。この凹凸の形状は、特に問わないが、図示例の場合、ヘリンボーン１８とされている。具体的には、図１の平面視で略Ｖ字形状に、凹凸が等間隔に形成されており、その各凹凸は断面略半円形状（各凹部または各凸部の延出方向と直交した断面で見た場合に略半円形状）とされている。よって、図２および図３に示すように、熱交換部１６の断面は波形となる。ヘリンボーン１８の下方への凹部の最下部は、外側フランジ１２と同じ高さに配置され、上方への凸部の最上部は、内側フランジ１３と同じ高さに配置されている。

図４は、両伝熱プレート１，２を交互に重ね合わせてレーザ溶接しつつプレート式熱交換器を製造する際の概略断面図であり、図２の第一対応位置Ａを示している。また、図５は、図４の左下部の拡大図である。

図４の下方二枚の伝熱プレート１，２と図５に示すように、図示例では、まず、第一伝熱プレート１の上面に第二伝熱プレート２を重ね合わせて、所要箇所を上方からレーザ溶接して接合している。この際、両伝熱プレート１，２は、揃えて、つまり互いの外周縁を一致させて重ね合わされる。これにより、両伝熱プレート１，２は、外側フランジ５，１２同士が当接されると共に、第一対応位置Ａのノズルフランジ８Ａ，１５Ａ同士も当接される。なお、第一伝熱プレート１の上面に第二伝熱プレート２を重ね合わせた場合、第二対応位置Ｂのノズルフランジ８Ｂ，１５Ｂ同士は、ノズル穴１０，１７の軸方向（プレート面と直交方向）に離隔して配置される（図３）。また、両伝熱プレート１，２は、熱交換部９，１６のヘリンボーン１１，１８が、交差した状態に配置される（図１）。

両伝熱プレート１，２は、外周部に沿って連続的に（つまり環状に）、外側フランジ５，１２同士がレーザ溶接にて、重ね溶接継手で接合される（溶接部３）。外側フランジ５，１２の重ね合わせ部の外周端面においてへり溶接継手で接合する場合と比較して、本実施例では重ね溶接継手で接合するため、レーザビームの狙い裕度を広く取れ、安定した品質で溶接可能である。また、フィードバック制御に限らず、ティーチングプレイバック制御（初期のティーチングから位置修正しない方法）での製造も可能となる。

なお、外側フランジ５（１２）と内側フランジ６（１３）とを連接する連接壁７（１４）は、各フランジ５，６（１２，１３）に対し垂直に設けられるので、伝熱プレート１（２）の積層方向の強度を確保し易い。これにより、たとえば、伝熱プレート１，２の溶接時に積層方向に治具で押え付けても、伝熱プレート１，２が撓みにくく、ひいては適正に溶接しやすい。また、プレート式熱交換器の使用時の耐圧性も向上する。

外側フランジ５，１２内における溶接位置は、特に問わないが、好ましくは、外側フランジ５，１２の内周端縁から設定寸法だけ外側の位置よりも内側においてなされる。言い換えれば、外側フランジ５，１２の重ね合わせ部の表面（レーザビーム照射側の面）において、外側フランジ５，１２の内周端縁から溶け込み部３の端部までの距離Ｄ２が、設定寸法以下であるのが好ましい。その設定寸法は、外側フランジ５，１２（重ね合わせ部）の幅寸法Ｄ１の二分の一以下の寸法（すなわち、Ｄ２≦Ｄ１／２）であるのが好ましく、小さいほど好ましい（たとえばＤ１の三分の一以下の寸法（すなわち、Ｄ２≦Ｄ１／３）とする）。よって、溶接位置は、外側フランジ５，１２の重ね合わせ部の内周端部であってもよい。これにより、プレート式熱交換器の使用時に生じる伝熱プレート１，２同士（外側フランジ５，１２同士）が離隔する方向への負荷に耐えやすい構造とできる。なお、外側フランジ５，１２には、内外二箇所以上で溶接してもよく、その場合、少なくとも内側の溶接が、外側フランジ５，１２の内周端縁から設定寸法だけ外側の位置よりも内側においてなされる。

また、外側フランジ５，１２の幅寸法Ｄ１は、後述する板厚ｔに対してＤ１≦１５ｔの関係になるように設定するのが好ましい。連接壁７，１４からの外側フランジ５，１２の突出幅を小さくすることにより、各伝熱プレート１，２が大型ワーク化しても、外側フランジ５，１２の撓みや歪みを最小限に止めることができ、同時に軽量化を図ることもできる。そして、Ｄ２≦Ｄ１／２（或いは、Ｄ２≦Ｄ１／３）およびＤ１≦１５ｔの２つの条件を充足させることにより、Ｄ２の位置を外側フランジ５，１２（重ね合わせ部）の内周端部の近傍に設定できるため、重ね合わせ部に対する内圧の作用を軽減することができる。

また、第一伝熱プレート１の上面に第二伝熱プレート２を重ね合わせた状態で、両伝熱プレート１，２は、第一対応位置Ａにおいてノズルフランジ８Ａ，１５Ａ同士が重ね合わされるが、そのノズルフランジ８Ａ，１５Ａのノズル穴１０，１７を取り囲むように連続的に（つまり環状に）、ノズルフランジ８Ａ，１５Ａ同士がレーザ溶接にて、重ね溶接継手で接合される（溶接部４）。この際、ノズルフランジ８Ａ，１５Ａ内における溶接位置は、特に問わず、ノズルフランジ８Ａ，１５Ａの外周側の設定領域、内周側の設定領域、またはこれらの中間領域のいずれでもよい。いずれにしても、好ましくはノズル穴１０，１７と同心円状に溶接される。なお、ノズルフランジ８Ａ，１５Ａには、内外二箇所以上で溶接してもよく、その場合も、好ましくは同心円状に溶接される。

ところで、本実施例では、外側フランジ５，１２同士を重ね溶接継手で接合する際、レーザビームは上方から下方へ向けて照射される。水平に配置された伝熱プレート１，２に対するレーザビームの入射角度は、鉛直方向（プレート面と直交方向）に対して、±３０°の範囲が好ましい。この際、鉛直線に対し、周方向いずれの方向にレーザビームを傾けてもよい。±３０°の範囲とする理由は、鉛直線に対し３０°以上にレーザビームを傾け過ぎると、レーザビームによる熱が材料内に入りにくくなるためである。

後述するように、外側フランジ５，１２の重ね合わせ部の表面（レーザビーム照射側の面）にレーザビームの焦点を合わせる場合、その焦点を定点にしてレーザビームを鉛直線に対し±３０°の範囲で周方向いずれの方向に傾けてもよい。たとえば、鉛直線に対し、外側フランジ５，１２の幅方向に±３０°の範囲でレーザビームの入射を傾けてもよいし、これに代えてまたはこれに加えて、溶接時の進行方向に対して±３０°の範囲でレーザビームの入射を傾けてもよい。

なお、レーザビームの入射角度をプレート面と直交方向に対して好ましくは±３０°の範囲に設定することは、外側フランジ５，１２同士の溶接に限らず、第一対応位置Ａおよび第二対応位置Ｂにおけるノズルフランジ８，１５同士の溶接など、その他の重ね溶接継手の箇所にも適用可能である。

外側フランジ５，１２同士を重ね溶接継手で接合する際、重ね合わせ部の表面（レーザビーム照射側の面であり、図示例では第二伝熱プレート２の外側フランジ１２の上面）に、レーザビームの焦点を合わせてレーザ溶接するのが好ましい。重ね合わせ部の表面に焦点を合わせてレーザ溶接することで、重ね合わせ部の厚さ方向でビーム幅が変化し難く、比較的細く安定した溶接幅で接合することができる。但し、場合により、焦点位置を、前記重ね合わせ部の表面から、上方へずらすなどしてもよい。

外側フランジ５，１２同士を重ね溶接継手で接合する際、図５に示すように、外側フランジ５，１２の幅方向の断面において、外側フランジ５，１２同士の接合面（第一伝熱プレート１の外側フランジ５上面＝第二伝熱プレート２の外側フランジ１２下面）の溶け込み幅をｄ、外側フランジ５，１２の板厚をｔとしたとき、ｄ≧０．８ｔの関係になるようにレーザ溶接するのが好ましい。つまり、溶接後の溶け込み部３についてｄ≧０．８ｔの関係が得られるように、たとえば、レーザビームのスポット径（材料表面におけるビーム径）、および／または、照射エネルギー（レーザの出力と時間（レーザをパルス発振する場合はパルス幅と周波数））を調整する。なお、貫通溶接する場合、溶接後、重ね合わせ部の表面の溶け込み幅ｄ０と、裏面の溶け込み幅（裏波の幅）ｄ´とは容易に計測できるので、両者の平均値として、つまりｄ＝（ｄ０＋ｄ´）／２により、接合面の溶け込み幅ｄを容易に知ることができる。

ｄ≧０．８ｔの関係を確保する理由は、次のとおりである。前提として、圧力容器の材料について、０．８σ_ａ＝τ_ａの関係式は知られている（圧力容器構造規格（平成元年労働省告示第六十六号）第八条）。ここで、σ_ａは許容引張応力であり、τ_ａは許容せん断応力である。さて、プレート式熱交換器が圧力容器という訳ではないし、前記関係式が溶接に関するものという訳でもないが、最も強度が要求される圧力容器としてプレート式熱交換器を構成できれば安心である。たとえば、プレート式熱交換器を蒸発器として使用する場合には、伝熱プレート間で冷媒の気化・膨張が生じるため、溶接部にも優れた強度が望まれるからである。伝熱プレート１，２間に生じる力をＰとして、外側フランジ５，１２同士の接合面の溶け込み幅ｄにおいて、引張応力（σ＝Ｐ／ｄ）が生じ、各伝熱プレート１，２の板厚方向において、せん断応力（τ＝Ｐ／ｔ）が生じる。これらを前記関係式（０．８σ_ａ＝τ_ａ）に適用すると、０．８ｔ＝ｄの関係となる。従って、板厚ｔの強度と同等以上で溶接するには、ｄ≧０．８ｔを満たせばよいことになる。たとえば、各伝熱プレート１，２の板厚が０．３ｍｍの場合、外側フランジ５，１２同士の接合面の溶け込み幅ｄは０．２４ｍｍ以上を確保するのが好ましい。

また、同様の理由から、外側フランジ５，１２の幅方向の断面において、重ね合わせ部の裏面に生じる裏波の幅をｄ´、外側フランジの板厚をｔとしたとき、ｄ´≧０．８ｔの関係になるようにレーザ溶接にて貫通溶接されるのが好ましい。つまり、溶接後の裏波についてｄ´≧０．８ｔの関係が得られるように、たとえば、レーザビームのスポット径、および／または、照射エネルギーを調整する。なお、前述したとおり、本実施例では、レーザビームの焦点位置を、外側フランジ５，１２の重ね合わせ部の表面またはそれより上方に配置して溶接するので、通常、ｄ≧ｄ´の関係にもある。照射エネルギーが材料の溶融に消費されるのに伴って、重ね合わせ部の表面から裏面に向かって漸次溶融量が減少するからである。

このような構成の場合、外側フランジ５，１２同士の溶接部３の裏波の幅ｄ´を確認して、ｄ´≧０．８ｔの関係にあるか否かにより、溶接不良がないか否かを容易に確認することができる。つまり、溶接後の外観検査において、ｄ´≧０．８ｔであれば良品と判定し、ｄ´＜０．８ｔであれば不良品と判定することができる。

なお、ｄ≧０．８ｔの関係になるように、また好ましくはさらにｄ´≧０．８ｔの関係になるように、重ね溶接継手で接合することは、外側フランジ５，１２同士の溶接に限らず、第一対応位置Ａおよび第二対応位置Ｂにおけるノズルフランジ８，１５同士の溶接など、その他の重ね溶接継手の箇所にも適用可能である。

以上のようにして、第一伝熱プレート１の上面に第二伝熱プレート２を重ね合わせて溶接した後、図４の中央二枚の伝熱プレート２，１に示すように、第二伝熱プレート２の上面に第一伝熱プレート１を重ね合わせて溶接する。この際、両伝熱プレート２，１は、揃えて、つまり互いの外周縁を一致させて重ね合わされる。これにより、両伝熱プレート２，１は、内側フランジ１３，６同士が当接されると共に、図３から分かるように、第二対応位置Ｂのノズルフランジ１５Ｂ，８Ｂ同士も当接される。なお、第二伝熱プレート２の上面に第一伝熱プレート１を重ね合わせた場合、第一対応位置Ａのノズルフランジ１５Ａ，８Ａ同士は、ノズル穴１７，１０の軸方向（プレート面と直交方向）に離隔して配置される（図４）。また、両伝熱プレート２，１は、熱交換部１６，９のヘリンボーン１８，１１が、交差した状態に配置される。

両伝熱プレート２，１は、外周部に沿って連続的に（つまり環状に）、内側フランジ１３，６同士がレーザ溶接にて、フレア溶接継手で接合される（溶接部１９）。つまり、内側フランジ１３，６同士の重ね合わせ部の外周部がレーザ溶接される。また、第二対応位置Ｂのノズルフランジ１５Ｂ，８Ｂ同士は、前述した第一対応位置Ａのノズルフランジ１５Ａ，８Ａ同士の場合と同様に、重ね溶接継手で接合される。なお、内側フランジ１３，６同士を重ね合わせて外周部をフレア溶接する際、レーザビームのビーム照射角度は、プレート面と平行方向（水平）に対して、±５°の範囲に止めるのが好ましい。

その後、前述したのと同様に、第一伝熱プレート１の上面に、第二伝熱プレート２を重ね合わせて溶接し、その第二伝熱プレート２の上面に、第一伝熱プレート１を重ね合わせて溶接することを、所望枚数だけ繰り返せばよい。

以上のようにして、第一伝熱プレート１と第二伝熱プレート２とを交互に重ね合わせて、所要箇所をレーザ溶接しつつプレート式熱交換器を構成する。つまり、各伝熱プレート１，２は、積層方向両端部の伝熱プレートを除き、隣接する片方の伝熱プレートと、外側フランジ５，１２同士が重ね合わされて、その重ね合わせ部がレーザ溶接される一方、隣接するもう片方の伝熱プレートと、内側フランジ６，１３同士が重ね合わされて、その重ね合わせ部がレーザ溶接される。また、その際、第一対応位置Ａで重ね合わされるノズルフランジ８Ａ，１５Ａ同士がレーザ溶接されると共に、第二対応位置Ｂで重ね合わされるノズルフランジ８Ｂ，１５Ｂ同士がレーザ溶接される。

このようにして、各伝熱プレート１，２は互いに重ね合わされ、隣接する伝熱プレート１，２間を流体流路とし、隣接する流体流路に熱交換すべき二流体が流れるように組み立てられる。具体的には、第一伝熱プレート１の上面と第二伝熱プレート２の下面との間の第一流路に、第一流体が通される一方、第二伝熱プレート２の上面と第一伝熱プレート１の下面との間の第二流路に、第二流体が通される。この際、第一流体と第二流体とが対向流になるように通すのが好ましい。なお、各ノズル穴１０，１７が、流体の出入口として機能する。

ところで、図示しないが、伝熱プレート１，２の積層方向両端部には、平板状のエンドプレートが重ね合わされて溶接される。一方のエンドプレートには、ノズル穴１０，１７と対応した四隅に貫通穴が形成されると共に、その貫通穴に管（ニップル）の端部がはめ込まれて設けられる。他方のエンドプレートには、ノズル穴１０，１７と対応した四隅が閉塞されている。二つの流体を熱交換しようとする際、一方のエンドプレートの前記管を二流体の出入口として、左上部と右下部の二つの第一対応位置Ａの内、一方から第一流体を供給して他方から排出させ、右上部と左下部の二つの第二対応位置Ｂの内、一方から第二流体を供給して他方から排出させればよい。この際、前述したとおり、第一流体と第二流体とが対向流になるように流すのが好ましい。たとえば、第一流体を第一流路の左上部から右下部へ流す場合、第二流体を第二流路の左下部から右上部へ流すのがよい。

図６は、前記実施例の変形例を示す図であり、図４と対応する。
前記実施例では、第二伝熱プレート２の上面に第一伝熱プレート１を重ね合わせて、内側フランジ１３，６同士の重ね合わせ部の外周部をフレア溶接継手で接合したが、本変形例では、第二伝熱プレート２の上面に第一伝熱プレート１を重ね合わせて、内側フランジ１３，６同士の重ね合わせ部を、外側フランジ５，１２同士と同様に、重ね溶接継手で接合している（溶接部１９´）。その他の構成は、前記実施例と同様のため、説明を省略する。

ところで、第一対応位置Ａおよび第二対応位置Ｂにおいて、ノズルフランジ８，１５同士の重ね合わせ部が、ノズル穴１０，１７の軸方向に離隔して配置される。たとえば、図４に示すように、第一対応位置Ａでは、第一伝熱プレート１のノズルフランジ８Ａの上面と、第二伝熱プレート２のノズルフランジ１５Ａの下面とは、重ね合わされるが、その第二伝熱プレート２のノズルフランジ１５Ａの上面と、その上方に配置される第一伝熱プレート１のノズルフランジ８Ａの下面とは、離隔して配置される。また、図３に示すように、第二対応位置Ｂでは、第一伝熱プレート１のノズルフランジ８Ｂの上面と、第二伝熱プレート２のノズルフランジ１５Ｂの下面とは、離隔して配置されるが、その第二伝熱プレート２のノズルフランジ１５Ｂの上面と、その上方に配置される第一伝熱プレート１のノズルフランジ８Ｂの下面とは、重ね合わされる。

このように、第一対応位置Ａおよび第二対応位置Ｂのいずれにおいても、ノズルフランジ８，１５同士の重ね合わせ部が、ノズル穴１０，１７の軸方向に離隔して配置され、ノズルフランジ８，１５間に隙間をあけて配置される箇所が生じる。従って、ノズルフランジ８，１５同士を重ね合わせて溶接しようとする際、伝熱プレート１，２（特にノズルフランジ８，１５）を治具で積層方向に押え付けると、伝熱プレート１，２（特にノズルフランジ８，１５）が撓み、レーザビームの狙い位置がずれ、適正に溶接できないおそれがある。そこで、ノズル穴１０，１７の軸方向に離隔して配置されるノズルフランジ８，１５間の隙間には、その隙間を形成する伝熱プレート１，２間の流体流路と、離隔した各ノズルフランジ８，１５のノズル穴１０，１７との連通を確保しつつ、両ノズルフランジ８，１５から互いに接触する突部２０が形成されるか（図７，図８）、両ノズルフランジ８，１５に当接するスペーサ２１が設けられるのがよい（図９，図１０）。突部２０およびスペーサ２１のいずれも、剛性を有して形成される。以下、具体例を説明するが、同様の機能を発揮する限り、突部２０やスペーサ２１の大きさや形状は、適宜に変更可能なことは言うまでもない。

図７は、ノズルフランジ８，１５に突部２０が設けられた伝熱プレート１，２の一例を示す概略図であり、伝熱プレート１，２の一部のみを示している。図７では、図２の第二伝熱プレート２の第一対応位置Ａに相当する箇所を示しているが、その他のノズルフランジ８，１５の構成も同様である。また、図８は、そのような伝熱プレート１，２の積層状態を示す概略断面図（図７におけるVIII−VIII断面図）であり、図４と対応する。

伝熱プレート１，２が重ね合わされる際、プレート面と直交方向に隙間をあけて対面して配置されるノズルフランジ８，１５には、それぞれ互いに対応した位置に突部２０が設けられ、互いの突部２０が突き合わされて伝熱プレート１，２が重ね合わされる。この際、外側フランジ５，１２同士を重ね合わせた際、互いの突部２０が丁度当接するように、各突部２０の高さが設定されている。また、突部２０の存在によっても、両伝熱プレート１，２間の流体流路（熱交換部９，１６間の隙間）と、突部２０付きのノズルフランジ８，１５のノズル穴１０，１７との連通は確保される。

本実施例では、突部２０は、ノズル穴１０，１７を取り囲む位置に、且つ対面する両ノズルフランジ８，１５で対応した位置に、周方向等間隔に複数個、設けられる。各突部２０は、その形状を特に問わないが、好ましくは、ノズルフランジ８，１５から略半球状に膨出するようにプレス成形されている。

具体的には、図８の中央二枚の伝熱プレート２，１に示すように、第一対応位置Ａにおいて、第二伝熱プレート２のノズルフランジ１５Ａには、上方へ膨出して突部２０が形成される一方、第一伝熱プレート１のノズルフランジ８Ａには、下方へ膨出して突部２０が形成されている。各突部２０の高さは、内側フランジ１３，６の高さに対応している。つまり、第二伝熱プレート２において、ノズルフランジ１５Ａから上方への突部２０の上端部は、内側フランジ１３と同一の高さに配置され、第一伝熱プレート１において、ノズルフランジ８Ａから下方への突部２０の下端部は、内側フランジ６と同一の高さに配置される。従って、各伝熱プレート２，１を重ね合わせた際、第二伝熱プレート２のノズルフランジ１５Ａに設けられた上方への突部２０の上端部と、第一伝熱プレート１のノズルフランジ８Ａに設けられた下方への突部２０の下端部とが当接（図示例では理想的には点接触）される。

図示しないが同様に、第二対応位置Ｂにおいて、第一伝熱プレート１のノズルフランジ８Ｂには、上方へ膨出して突部２０が形成される一方、第二伝熱プレート２のノズルフランジ１５Ｂには、下方へ膨出して突部２０が形成されている。そして、各伝熱プレート１，２を重ね合わせた際、第一伝熱プレート１のノズルフランジ８Ｂに設けられた上方への突部２０の上端部と、第二伝熱プレート２のノズルフランジ１５Ｂに設けられた下方への突部２０の下端部とが当接される。

このようにして、ノズル穴１０，１７の軸方向に離隔して配置されるノズルフランジ８，１５同士は、各ノズルフランジ８，１５からの突部２０の当接により、ノズルフランジ８，１５に剛性を与えて確実に水平に維持できる。この際、ノズルフランジ８，１５の剛性は、離隔して対面する両ノズルフランジ８，１５からの突部２０の突き合せだけでなく、ノズルフランジ８，１５に突部２０を形成すること自体によっても付与される。これにより、たとえば、伝熱プレート１，２同士の溶接時に積層方向に治具で押え付けても、伝熱プレート１，２（特にノズルフランジ８，１５）が撓みにくく、レーザ溶接を容易に確実に行える。伝熱プレート１，２同士を積層方向に治具で押え付ける際、剛性の高い部分（つまり突部２０が形成された箇所）を押え付けるのが好ましい。

図９は、ノズルフランジ８，１５の隙間に設けられるスペーサ２１の一例を示す概略斜視図である。また、図１０は、そのようなスペーサ２１を介した伝熱プレート１，２の積層状態を示す概略断面図であり、図４と対応する。なお、図１０では、第一対応位置Ａを示しているが、第二対応位置Ｂについても、離隔して対面配置されるノズルフランジ８，１５間にスペーサ２１を介在させることができる。

本実施例のスペーサ２１は、周方向に波形（図示例では三角波状）に形成された円環状の部材から形成される。具体的には、円環状の金属板が、周方向に凹凸に屈曲されている。スペーサ２１は、外径が、ノズル穴１０，１７よりも大径とされると共にノズルフランジ８，１５よりも小径とされる一方、内径が、ノズル穴１０，１７よりも大径とされる。また、スペーサ２１の波高（厚さ）は、ノズルフランジ８，１５間の離隔寸法と対応している。

伝熱プレート１，２を重ね合わせて所要箇所を溶接しつつプレート式熱交換器を構成する際、前述したように、ノズルフランジ８，１５間に隙間が生じる箇所があるが、そのノズルフランジ８，１５間の隙間にスペーサ２１を配置する。その際、略円形のノズルフランジ８，１５に、略円環状のスペーサ２１を、はめ込むよう配置する。好ましくは、ノズルフランジ８，１５とスペーサ２１とを同心に配置する。各伝熱プレート１，２を重ね合わせた際、スペーサ２１は、下端部が下方のノズルフランジ１５（８）に当接する一方、上端部が上方のノズルフランジ８（１５）に当接して配置される。

このようにして、ノズル穴１０，１７の軸方向に離隔して配置されるノズルフランジ８，１５同士は、スペーサ２１により剛性を与えられて、水平に維持される。これにより、たとえば、伝熱プレート１，２同士の溶接時に積層方向に治具で押え付けても、伝熱プレート１，２（特にノズルフランジ８，１５）が撓みにくく、レーザ溶接を容易に確実に行える。伝熱プレート１，２同士を積層方向に治具で押え付ける際、剛性の高い部分（つまりスペーサ２１が配置された箇所）を押え付けるのが好ましい。

なお、ノズルフランジ８，１５同士を溶接する際、スペーサ２１も一緒に溶接してもよい。たとえば、図１０において、第二伝熱プレート２と第一伝熱プレート１との間にスペーサ２１が配置されて、内側フランジ１３，６同士が溶接された後、その上方に第二伝熱プレート２を重ね合わせて、ノズルフランジ８，１５同士を溶接するが、その際、ノズルフランジ８，１５同士の重ね合わせ部の下方に配置されるスペーサ２１も同時に溶接してもよい。それにより、伝熱プレート１，２間におけるスペーサ２１の位置決めを容易に図ることができる。その他、ノズルフランジ８，１５には、スペーサ２１を位置決めするための凹部または凸部を形成してもよい。

図１１は、ノズルフランジ８，１５の隙間に設けられるスペーサ２１の変形例を示す概略斜視図である。

本変形例のスペーサ２１´は、周方向複数箇所に径方向に沿って切欠き２２を形成された円環状の部材から形成される。具体的には、円環状の金属板が、断面山形に屈曲されると共に、周方向等間隔に径方向に沿って切欠き２２が形成されている。各切欠き２２は、図示例では、下方へ開口して、略矩形状に形成されている。スペーサ２１´は、外径が、ノズル穴１０，１７よりも大径とされると共にノズルフランジ８，１５よりも小径とされる一方、内径が、ノズル穴１０，１７よりも大径とされる。また、スペーサ２１´の高さ（厚さ）は、ノズルフランジ８，１５間の離隔寸法と対応している。その他の構成や取付方法などは、図９および図１０のスペーサ２１の場合と同様であるため、説明を省略する。

本発明のプレート式熱交換器は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。特に、次のような構成を備えれば、その他の構成は適宜に変更可能である。すなわち、伝熱プレート１，２が複数枚重ね合わされ、隣接する伝熱プレート１，２間を流体流路とし、隣接する流体流路に熱交換すべき二流体が流れるように組み立てられるプレート式熱交換器であって、各伝熱プレート１，２には、流体流路への流体の出入口としてのノズル穴１０，１７を形成されたノズルフランジ８，１５が四箇所以上に設けられている。そして、重ね合わされた各伝熱プレート１，２は、積層方向両端部の伝熱プレートを除き、隣接する片方の伝熱プレートと、前記四箇所以上の内の二箇所以上の第一対応位置Ａにおいてノズルフランジ８，１５同士が重ね合わされる一方、隣接するもう片方の伝熱プレートと、前記四箇所以上の内の第一対応位置Ａを除いた二箇所以上の第二対応位置Ｂにおいてノズルフランジ８，１５同士が重ね合わされる。そして、ノズル穴１０，１７の軸方向に離隔して配置されるノズルフランジ８，１５間の隙間には、その隙間を形成する伝熱プレート１，２間の流体流路と、離隔した各ノズルフランジ８，１５のノズル穴１０，１７との連通を確保しつつ、両ノズルフランジ８，１５に当接するスペーサ２１（２１´）が設けられるか、両ノズルフランジ８，１５から互いに接触する突部２０が形成されていれば、これ以外の構成は適宜に変更可能である。

たとえば、前記実施例では、外側フランジ５，１２同士は、重ね溶接継手で接合される一方、内側フランジ６，１３同士は、フレア溶接継手または重ね溶接継手で接合されたが、外側フランジ５，１２同士の接合方法や内側フランジ６，１３同士の接合方法は、適宜に変更可能である。

また、伝熱プレート１，２の大きさ、形状、熱交換部９，１６の構成は、適宜に変更可能である。また、ノズルフランジ８，１５（ノズル穴１０，１７）の位置は、伝熱プレート１，２の四隅に限らず、適宜に設定される。さらに、ノズルフランジ８，１５（ノズル穴１０，１７）の個数も、少なくとも四つあればよい。ノズルフランジ８，１５（ノズル穴１０，１７）の個数を増やすことで、二流体の熱交換に限らず、三流体の熱交換を可能としたり、一流体について複数の出入口を設けたりできる。

また、前記実施例において、第一対応位置Ａと第二対応位置Ｂを入れ替えてもよい。つまり、図１における各伝熱プレート１，２について、左上部と右下部のノズルフランジ８Ａ，１５Ａの構成と、右上部と左下部のノズルフランジ８Ｂ，１５Ｂの構成とを入れ替えてもよい。

また、前記実施例において、各伝熱プレート１，２は、外側フランジ５，１２同士を重ね溶接継手で接合できるのであれば、外側フランジ５，１２の大きさ（言い換えれば伝熱プレート１，２の外寸）は必ずしも同一でなくてもよい。内側フランジ６，１３同士を重ね溶接継手で接合する場合も同様である。ノズルフランジ８，１５についても同様に、場合により大きさを変えてもよい。

また、前記実施例では、各流体の入口と出口とが、略矩形状の伝熱プレート１，２の対角線上に配置されたが、これに限らず、たとえば略矩形状の伝熱プレート１，２の長辺に沿った位置に配置されてもよい。つまり、第一対応位置Ａおよび第二対応位置Ｂは、それぞれ伝熱プレート１，２の対角線上に配置される以外に、伝熱プレート１，２の一辺の両端部に第一対応位置Ａが配置され、もう一辺の両端部に第二対応位置Ｂが配置されてもよい。そして、前記実施例では、第一伝熱プレート１と第二伝熱プレート２との二種類の伝熱プレートを交互に用いて構成したが、場合により、一種類の伝熱プレートを用いて、１８０°反転させつつ重ね合わせて組み立ててもよい。

また、前記実施例では、外側フランジ５（１２）と内側フランジ６（１３）とを連接する連接壁７（１４）は、各フランジ５，６（１２，１３）に対し垂直に設けたが、場合により多少傾斜して設けてもよい。

さらに、前記実施例では、重ね溶接継手の箇所は、レーザ溶接による貫通溶接を行ったが、非貫通溶接など、各種のシーム溶接を行ってもよい。

１ 第一伝熱プレート
２ 第二伝熱プレート
３ （外側フランジの）溶接部
４ （ノズルフランジの）溶接部
５ （第一伝熱プレートの）外側フランジ
６ （第一伝熱プレートの）内側フランジ
７ （第一伝熱プレートの）連接壁
８ （第一伝熱プレートの）ノズルフランジ
９ （第一伝熱プレートの）熱交換部
１０ （第一伝熱プレートの）ノズル穴
１１ （第一伝熱プレートの）ヘリンボーン
１２ （第二伝熱プレートの）外側フランジ
１３ （第二伝熱プレートの）内側フランジ
１４ （第二伝熱プレートの）連接壁
１５ （第二伝熱プレートの）ノズルフランジ
１６ （第二伝熱プレートの）熱交換部
１７ （第二伝熱プレートの）ノズル穴
１８ （第二伝熱プレートの）ヘリンボーン
１９，１９´ （内側フランジの）溶接部
２０ 突部
２１，２１´ スペーサ
２２ 切欠き
Ａ 第一対応位置
Ｂ 第二対応位置

Claims (4)

1. 伝熱プレートが複数枚重ね合わされ、隣接する伝熱プレート間を流体流路とし、隣接する流体流路に熱交換すべき二流体が流れるように組み立てられるプレート式熱交換器であって、
   前記各伝熱プレートには、前記流体流路への流体の出入口としてのノズル穴を形成されたノズルフランジが四箇所以上に設けられており、
   前記重ね合わされた各伝熱プレートは、積層方向両端部の伝熱プレートを除き、隣接する片方の伝熱プレートと、前記四箇所以上の内の二箇所以上の第一対応位置において前記ノズルフランジ同士が重ね合わされる一方、隣接するもう片方の伝熱プレートと、前記四箇所以上の内の前記第一対応位置を除いた二箇所以上の第二対応位置において前記ノズルフランジ同士が重ね合わされ、
   前記ノズル穴の軸方向に離隔して配置される前記ノズルフランジ間の隙間には、その隙間を形成する前記伝熱プレート間の流体流路と、前記離隔した各ノズルフランジのノズル穴との連通を確保しつつ、両ノズルフランジに当接するスペーサが設けられるか、両ノズルフランジから互いに接触する突部が形成されており、
   前記各伝熱プレートは、外周部に沿って設けられる外側フランジと、この外側フランジの内側に段差をもって設けられる内側フランジとを備え、
   前記各伝熱プレートには、前記内側フランジよりも内側に、略円形状の前記ノズルフランジが設けられると共に、そのノズルフランジに、前記流体流路への流体の出入口としての円形状の前記ノズル穴が形成され、
   前記第一対応位置において、前記ノズルフランジは、前記外側フランジと同じ高さに形成される一方、前記第二対応位置において、前記ノズルフランジは、前記内側フランジと同じ高さに形成され、
   前記各伝熱プレートは、隣接する片方の伝熱プレートと、前記外側フランジ同士が重ね合わされると共に前記第一対応位置のノズルフランジ同士が重ね合わされる一方、隣接するもう片方の伝熱プレートと、前記内側フランジ同士が重ね合わされると共に前記第二対応位置のノズルフランジ同士が重ね合わされ、
   前記ノズル穴の軸方向に離隔して配置される前記ノズルフランジ間の隙間には、その隙間を形成する前記伝熱プレート間の流体流路と、前記離隔した各ノズルフランジのノズル穴との連通を確保しつつ、両ノズルフランジに当接する円環状のスペーサが設けられるか、両ノズルフランジから互いに接触する前記突部が前記ノズル穴の周方向複数箇所に形成された
   ことを特徴とするプレート式熱交換器。
2. 前記スペーサは、周方向に波形に形成された円環状の部材から形成され、その外径は前記ノズル穴よりも大径とされ、波高は前記ノズルフランジ間の離隔寸法と対応している
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器。
3. 前記スペーサは、周方向複数箇所に径方向に沿って切欠きを形成された円環状の部材から形成され、その外径は前記ノズル穴よりも大径とされ、厚さは前記ノズルフランジ間の離隔寸法と対応している
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器。
4. 前記突部は、前記ノズルフランジから略半球状に膨出するようにプレス成形され、
   前記突部は、前記ノズル穴を取り囲む位置に、且つ対面する両ノズルフランジで対応した位置に、周方向等間隔に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器。

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