JP7280798B2 - plate mixer - Google Patents
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Description
本発明は、プレート式混合器に関する。
The present invention relates to plate mixers .
従来から、第一流体と第二流体とを熱交換させるプレート式熱交換器が提供されている。プレート式熱交換器は、第一方向の両面に伝熱領域を含む伝熱プレートであって、それぞれの伝熱領域が第一方向に重ね合わされた複数の伝熱プレートを備える（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, there has been provided a plate heat exchanger for exchanging heat between a first fluid and a second fluid. A plate heat exchanger is a heat transfer plate including heat transfer regions on both sides in a first direction, and includes a plurality of heat transfer plates in which the respective heat transfer regions are superimposed in the first direction (see, for example, Patent Document 1).
複数の伝熱プレートのそれぞれの伝熱領域は、第一方向と直交する第二方向に延びる自身の中心線（以下、縦中心線という）に対して傾斜する方向に連続的に延びる複数の凸条及び凹条を含む。伝熱領域内において、凸条及び凹条は、自身の延びる方向と直交する方向に交互に配置される。なお、伝熱プレートは、一般的に、金属プレートをプレス成型して作製される。そのため、一方の面の伝熱領域の凸条と他方の面の伝熱領域の凹条とは、表裏の関係にあり、一方の面の伝熱領域の凹条と他方の面の伝熱領域の凸条とは、表裏の関係にある。 Each heat transfer region of the plurality of heat transfer plates has a plurality of protrusions extending continuously in a direction inclined with respect to its center line (hereinafter referred to as a longitudinal center line) extending in a second direction orthogonal to the first direction. Includes ridges and grooves. In the heat transfer area, the ridges and grooves are alternately arranged in a direction perpendicular to the direction in which they extend. Incidentally, the heat transfer plate is generally produced by press-molding a metal plate. Therefore, the convex streaks in the heat transfer area on one side and the recessed streaks in the heat transfer area on the other side are in a front-to-back relationship. There is a relationship between the front and back of the ridge.
この種のプレート式熱交換器において、複数の伝熱プレートは、互いの伝熱領域を第一方向に重ね合わせた状態にされ、隣り合う伝熱プレート（伝熱領域）の凸条同士が格子状に配置される。すなわち、複数の伝熱プレートは、隣り合う伝熱プレート（伝熱領域）の凸条同士が交差衝合した状態になるように配置される。 In this type of plate heat exchanger, the heat transfer regions of the plurality of heat transfer plates are overlapped in the first direction, and the ridges of the adjacent heat transfer plates (heat transfer regions) are latticed. arranged in a shape. That is, the plurality of heat transfer plates are arranged so that the ridges of adjacent heat transfer plates (heat transfer regions) are in cross-collision.
これにより、この種のプレート式熱交換器では、第一流体を第二方向に流通させる第一流路と、第二流体を第二方向に流通させる第二流路とが、各伝熱プレートを境にして第一方向で交互に形成され、第一流路を流通する第一流体と第二流路を流通する第二流体とを伝熱プレートを介して熱交換させる。 As a result, in this type of plate heat exchanger, the first flow path for circulating the first fluid in the second direction and the second flow path for circulating the second fluid in the second direction are arranged between the heat transfer plates. The first fluid flowing through the first flow path and the second fluid flowing through the second flow path are alternately formed in the first direction with respect to each other, and heat exchange is performed via the heat transfer plates.
ところで、この種のプレート式熱交換器では、伝熱プレートの伝熱領域内にある凸条及び凹条は、縦中心線に対して傾斜する方向に連続的に延びているため、凸条及び凹条の延びる方向（縦中心線に対する傾斜角度）によって、第一流体及び第二流体の流通抵抗や、第一流体と第二流体との熱交換性能（伝熱性能）が異なる。 By the way, in this type of plate heat exchanger, the ridges and grooves in the heat transfer region of the heat transfer plate continuously extend in a direction inclined with respect to the longitudinal center line. The flow resistance of the first fluid and the second fluid and the heat exchange performance (heat transfer performance) between the first fluid and the second fluid differ depending on the direction in which the grooves extend (the angle of inclination with respect to the vertical center line).
具体的に説明すると、縦中心線に対する凸条及び凹条の傾斜角度が大きい場合（第一方向及び第二方向と直交する第三方向に延びる伝熱領域の中心線（以下、横中心線という）に対する凸条及び凹条の傾斜角度が小さい場合）、複数の凸条のそれぞれが流体（第一流体、第二流体）の流れ方向の成分の少ない方向に延びる（凸条が流体の流れ方向を横切るような配置になる）。そのため、第一流体及び第二流体のそれぞれは、複数の凸条を繰り返し乗り越えつつ流路（第一流路又は第二流路）内を第二方向に流通しようとする。その結果、第一流体及び第二流体のそれぞれの流れに乱れが生じ、高い伝熱性能が得られるが、第一流路及び第二流路のそれぞれでの圧力損失（流通抵抗）が非常に大きくなってしまう。 Specifically, when the inclination angle of the ridges and grooves with respect to the vertical center line is large (the center line of the heat transfer area extending in the third direction orthogonal to the first direction and the second direction (hereinafter referred to as the horizontal center line) ), each of the plurality of ridges extends in a direction with few components in the flow direction of the fluid (first fluid, second fluid) (the ridge is in the flow direction of the fluid ). Therefore, each of the first fluid and the second fluid tries to flow in the second direction through the channel (the first channel or the second channel) while repeatedly getting over the plurality of ridges. As a result, turbulence occurs in the flows of the first fluid and the second fluid, and high heat transfer performance is obtained, but the pressure loss (flow resistance) in each of the first flow path and the second flow path is extremely large. turn into.
これに対し、縦中心線に対する凸条及び凹条の傾斜角度が小さい場合（横中心線に対する凸条及び凹条の傾斜角度が大きい場合）、複数の凸条のそれぞれが流体（第一流体、第二流体）の流れる方向の成分の多い方向に延びる（凸条が流体の流れ方向に従うような配置になる）。そのため、第一流体及び第二流体のそれぞれは、凸条を大きく乗り越えることなく第二方向に流通しようとする。その結果、第一流路及び第二流路のそれぞれでの圧力損失（流通抵抗）が小さくなるが、第一流体及び第二流体のそれぞれの流れに乱れが生じ難くなり、高い伝熱性能が得られなくなる。 On the other hand, when the angles of inclination of the ridges and grooves with respect to the longitudinal center line are small (when the angles of inclination of the ridges and grooves with respect to the horizontal center line are large), each of the plurality of ridges is fluid (first fluid, Second fluid) extends in the direction in which there are many components in the flow direction (the ridges are arranged so as to follow the flow direction of the fluid). Therefore, each of the first fluid and the second fluid tries to flow in the second direction without largely overcoming the ridges. As a result, the pressure loss (flow resistance) in each of the first flow path and the second flow path is reduced, but turbulence in the flow of the first fluid and the second fluid is less likely to occur, resulting in high heat transfer performance. will not be
本発明は、第一流体又は第二流体を構成する二種以上の流体、或いは一種類以上の液体と粉体とを混合させるプレート式混合器を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to provide a plate mixer for mixing two or more types of fluids constituting a first fluid or a second fluid, or one or more types of liquids and powder.
本発明に係るプレート式混合器は、第一方向の両面に伝熱領域を含む伝熱プレートであって、それぞれの伝熱領域が第一方向に重ね合わされた複数の伝熱プレートを備え、該複数の伝熱プレートのそれぞれを境にして、第一流体を第一方向と直交する第二方向に流通させる第一流路と、第二流体を第二方向に流通させる第二流路とが第一方向で交互に形成され、伝熱領域は、第二方向に延びる自身の中心線に対して傾斜する方向に長手を有する凸部及び凹部を含み且つ該凸部及び凹部が前記傾斜する方向に延びる仮想線に沿って交互に並ぶ凹凸群であって、前記傾斜する方向と直交する方向に並ぶ複数の凹凸群を有し、該複数の凹凸群のそれぞれの凸部は、前記傾斜する方向と直交する方向で隣り合う凹凸群の凹部に対して横並びに配置されるとともに、前記複数の凹凸群のそれぞれの凹部は、前記傾斜する方向と直交する方向で隣り合う凹凸群の凸部に対して横並びに配置され、伝熱領域を対向させて隣り合う伝熱プレートは、互いの凹凸群の凸部同士を交差衝合させていることを特徴とする。
A plate-type mixer according to the present invention comprises a plurality of heat transfer plates that include heat transfer areas on both sides in a first direction, the heat transfer areas being superimposed in the first direction, and A first flow path through which the first fluid flows in a second direction perpendicular to the first direction, and a second flow path through which the second fluid flows in the second direction, with each of the plurality of heat transfer plates as a boundary. The heat transfer regions are alternately formed in one direction and include projections and depressions having lengths in a direction that is inclined with respect to its centerline that extends in the second direction, and the projections and depressions are in the inclined direction. A group of unevenness arranged alternately along an extending imaginary line, having a plurality of groups of unevenness arranged in a direction orthogonal to the direction of inclination, wherein each convex portion of the group of unevenness is aligned with the direction of inclination. The recesses of the groups of unevenness are arranged side by side with respect to the recesses of the groups of unevenness that are adjacent in the direction orthogonal to each other, and each of the recesses of the plurality of groups of unevenness is arranged with respect to the protrusions of the groups of unevenness that are adjacent in the direction orthogonal to the direction of inclination. The heat transfer plates arranged side by side and adjacent to each other with the heat transfer regions facing each other are characterized in that the protrusions of the groups of protrusions and recesses are cross-matched with each other.
本発明の一態様として、伝熱プレートの伝熱領域にある複数の凹凸群の凸部のそれぞれは、第一方向で隣り合う相手方の伝熱プレートの伝熱領域にある複数の凹凸群のうちの少なくとも二つの凹凸群の凸部と交差衝合してもよい。 As one aspect of the present invention, each of the protrusions of the plurality of uneven groups in the heat transfer region of the heat transfer plate is one of the plurality of uneven groups in the heat transfer region of the other heat transfer plate adjacent in the first direction. may cross-match with the protrusions of at least two groups of protrusions.
本発明の他態様として、伝熱プレートの伝熱領域にある複数の凹凸群の凸部のそれぞれは、第一方向で隣り合う相手方の伝熱プレートの伝熱領域にある複数の凹凸群のうちの一つの凹凸群の一つの凸部と交差衝合してもよい。 As another aspect of the present invention, each of the protrusions of the plurality of uneven groups in the heat transfer region of the heat transfer plate is the one of the plurality of uneven groups in the heat transfer region of the heat transfer plate that is adjacent in the first direction. may be cross-matched with one protrusion of one protrusion group of .
これらの場合、凹凸群の配置の基準となる仮想線は、第二方向に延びる中心線に対して４５°未満の角度で傾斜していることが好ましい。
In these cases, it is preferable that the imaginary line that serves as a reference for the placement of the uneven group is inclined at an angle of less than 45° with respect to the center line extending in the second direction .
本発明に係るプレート式混合器によれば、第一流体又は第二流体を構成する二種以上の流体、或いは一種類以上の液体と粉体とを混合させるという優れた効果を奏し得る。 Advantageous Effects of Invention According to the plate mixer of the present invention, it is possible to obtain an excellent effect of mixing powder with two or more types of fluids, or one or more types of liquids that constitute the first fluid or the second fluid.
以下、本発明の第一実施形態に係るプレート式熱交換器について、添付図面を参照しつつ説明する。 A plate heat exchanger according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
プレート式熱交換器は、図１に示す如く、第一流体Ａと第二流体Ｂとを熱交換させるもので、第一方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート２，３を備える。
As shown in FIG. 1, the plate heat exchanger exchanges heat between a first fluid A and a second fluid B, and includes a plurality of
なお、以下の説明において、第一方向をＸ軸方向とし、第一方向と直交する第二方向をＺ軸方向とし、第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する第三方向をＹ軸方向とする。これに伴い、各図には、各方向に対応した直交三軸（Ｘ軸方向と対応するＸ軸、Ｙ軸方向と対応するＹ軸、及びＺ軸方向と対応するＺ軸）を補助的に図示している。 In the following description, the first direction is the X-axis direction, the second direction orthogonal to the first direction is the Z-axis direction, and the third direction orthogonal to the first direction and the second direction is the Y-axis direction. and Along with this, in each figure, orthogonal three axes corresponding to each direction (X-axis corresponding to X-axis direction, Y-axis corresponding to Y-axis direction, and Z-axis corresponding to Z-axis direction) are shown as auxiliary Illustrated.
本実施形態に係るプレート式熱交換器１において、図２に示す如く、複数の伝熱プレート２，３のそれぞれを境にして、第一流体ＡをＺ軸方向に流通させる第一流路Ｒａと、第二流体ＢをＺ軸方向に流通させる第二流路Ｒｂとが、Ｘ軸方向で交互に形成されている。
In the
複数の伝熱プレート２，３のそれぞれは、図３乃至図６に示す如く、Ｘ軸方向の両面Ｓ１，Ｓ２に伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂを含む。より具体的に説明すると、複数の伝熱プレート２，３のそれぞれは、Ｘ軸方向に第一面Ｓ１と該第一面Ｓ１の反対側の第二面Ｓ２を有する伝熱部２０，３０と、伝熱部２０，３０の外周全周から延出した環状部２１，３１とを備える。
Each of the plurality of
伝熱部２０，３０の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２は、第一流体Ａと第二流体Ｂとの熱交換に寄与する伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂを含む。具体的に説明すると、伝熱部２０，３０は、Ｘ軸方向から見て四角形状に形成される。本実施形態において、伝熱部２０，３０は、Ｘ軸方向から見てＺ軸方向に長手をなした長方形状に形成される。そして、伝熱部２０，３０は、Ｚ軸方向に延びる中心線（以下、縦中心線という）ＣＬ１と、Ｙ軸方向に延びる中心線（以下、横中心線という）ＣＬ２との交点を含む主伝熱部２０ａ，３０ａと、Ｚ軸方向の主伝熱部２０ａ，３０ａの両側にある一対の端部２０ｂ，３０ｂとを含む。
The first surface S1 and the second surface S2 of the
主伝熱部２０ａ，３０ａは、Ｘ軸方向から見て四角形状に形成される。本実施形態において、主伝熱部２０ａ，３０ａは、Ｚ軸方向に長手をなした長方形状に形成される。一対の端部２０ｂ，３０ｂは、主伝熱部２０ａ，３０ａと連続し、伝熱部２０，３０全体をＸ軸方向から見て四角形状（長方形状）に形成している。
The main
伝熱部２０，３０のうちの主伝熱部２０ａ，３０ａの第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２は、伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂとされる。第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂのそれぞれは、縦中心線ＣＬ１に対して傾斜する方向（以下、傾斜方向という）に長手を有する凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂを含み且つ該凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂが傾斜方向に延びる仮想線ＶＬに沿って交互に並ぶ凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２であって、傾斜方向と直交する方向に並ぶ複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２を有する。
The first surface S1 and the second surface S2 of the main
複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、傾斜方向と直交する方向で隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂと横並びに配置される。これに対し、複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂは、傾斜方向と直交する方向で隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと横並びに配置される。
The
これにより、複数列の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内で千鳥状に配置され、複数列の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂは、伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内で凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの間に配置され、該伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内で千鳥状に配置されている。
As a result, the
より正確に説明すると、本実施形態において、複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとＹ軸方向で横並びに配置される。これに対し、複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂは、隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａとＹ軸方向で横並びに配置される。
More precisely, in the present embodiment, the
これにより、異なる凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとがＹ軸方向に交互に配置された複数の群（行）が、Ｚ軸方向に複数並んで形成されている。
Thereby, a plurality of groups (rows) in which the
傾斜方向は、縦中心線ＣＬ１に対して４５°未満の角度で傾斜する方向に設定される。これに伴い、縦中心線ＣＬ１に対する仮想線ＶＬの傾斜角度θ１は、４５°未満に設定される。すなわち、横中心線ＣＬ２に対する仮想線ＶＬの傾斜角度θ２は、４５°よりも大きく設定される。本実施形態において、縦中心線ＣＬ１に対する仮想線ＶＬの傾斜角度θ１は、３０°乃至４０°に設定される。本実施形態において、横中心線ＣＬ２に対する仮想線ＶＬの傾斜角度θ２は、６０°乃至７０°に設定される。 The direction of inclination is set at an angle of less than 45° with respect to the longitudinal center line CL1. Accordingly, the inclination angle θ1 of the virtual line VL with respect to the vertical center line CL1 is set to less than 45°. That is, the inclination angle θ2 of the virtual line VL with respect to the horizontal center line CL2 is set to be larger than 45°. In this embodiment, the inclination angle θ1 of the virtual line VL with respect to the vertical center line CL1 is set to 30° to 40°. In this embodiment, the inclination angle θ2 of the virtual line VL with respect to the horizontal center line CL2 is set to 60° to 70°.
これにより、複数の伝熱プレート２，３は、伝熱部２０，３０（伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ）を対向させた状態で重ね合わされることで、隣り合う伝熱プレート２，３の互いの凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ同士を交差衝合させるようになっている。
As a result, the plurality of
ここで、各凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２に含まれる凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの長手方向の長さ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの長手方向の長さ（仮想線ＶＬの延びる方向に並ぶ凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ同士の間隔）は、一つの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａが隣り合う（相手方の）伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂに含まれる二つ（二列）以上の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２に跨る（二つ以上の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａに対して交差衝合する）ように設定される。
Here, the longitudinal lengths of the
凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ（凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上）と凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂ（凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底）とは、Ｘ軸方向における位置を異にする。そのため、凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとの間には、凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上から凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底(或いは、凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底から凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上）に繋がる中間領域（採番しない）が形成されている。
この中間領域は、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２にある凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとの間や、隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとの間に配置される。
This intermediate area is between the
中間領域は、凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上と凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底との途中位置にＺ軸方向及びＹ軸方向に広がる中段部位が含まれてもよいが、本実施形態においては、凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上から凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底に向けて（或いは、凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底から凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上に向けて）連続的に傾斜している。
The intermediate region may include a middle stage portion extending in the Z-axis direction and the Y-axis direction at a position halfway between the tops of the
一対の端部２０ｂ，３０ｂのそれぞれには、Ｘ軸方向に貫通した一対の貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４が設けられている。一対の端部２０ｂ，３０ｂのそれぞれにおいて、一対の貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４は、Ｙ軸方向に間隔をあけて配置されている。本実施形態において、一対の貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４は、縦中心線ＣＬ１を挟んで配置されている。
A pair of through
本実施形態において、複数の伝熱プレート２，３のそれぞれは、金属プレートをプレス成型したものである。これに伴い、各伝熱プレート２，３において、第一面Ｓ１の伝熱領域２００ａ，３００ａの凸部２０１ａ，３０１ａと第二面Ｓ２の伝熱領域２００ｂ，３００ｂの凹部２０２ｂ，３０２ｂとが表裏の関係にあり、第一面Ｓ１の伝熱領域２００ａ，３００ａの凹部２０１ｂ，３０１ｂと第二面Ｓ２の伝熱領域２００ｂ，３００ｂの凸部２０２ａ，３０２ａとが表裏の関係にある。すなわち、伝熱プレート２，３の第一面Ｓ１の伝熱領域２００ａ，３００ａにある凹凸群２０１，３０１と、伝熱プレート２，３の第二面Ｓ２の伝熱領域２００ｂ，３００ｂにある凹凸群２０２，３０２とは、対応する位置で凹凸関係が反対で形成されている。
In this embodiment, each of the plurality of
本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、二種類の伝熱プレート２，３を含む。この二種類の伝熱プレート２，３は、環状部２１，３１の伝熱部２０，３０からの延出方向及び凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹凸の位置を異にする以外は、同一構成である。
A
具体的に説明すると、二種類の伝熱プレート２，３は、主伝熱部２０ａ，３０ａ及び一対の端部２０ｂ，３０ｂを含む伝熱部２０，３０と、環状部２１，３１とを備え、主伝熱部２０ａ，３０ａの第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂが複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２を有する点で共通している。
Specifically, the two types of
二種類の伝熱プレート２，３のうちの一方の伝熱プレート（以下、第一伝熱プレートという）２において、環状部２１は、伝熱部２０の第二面Ｓ２側に延出し、二種類の伝熱プレート２，３のうちの他方の伝熱プレート（以下、第二伝熱プレートという）３において、環状部３１は、伝熱部３０の第一面Ｓ１側に延出している。
In one heat transfer plate (hereinafter referred to as the first heat transfer plate) 2 of the two types of
第一伝熱プレート２の伝熱部２０（主伝熱部２０ａ）の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のそれぞれの伝熱領域２００ａ，２００ｂにおいて、複数の凹凸群２０１，２０２は、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向における伝熱部２０の一端側から他端側に向けて先下りに傾斜している。これに対し、第二伝熱プレート３の伝熱部３０（主伝熱部３０ａ）の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のそれぞれの伝熱領域３００ａ，３００ｂにおいて、複数の凹凸群３０１，３０２は、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向における伝熱部３０の他端側から一端側に向けて先下りに傾斜している。
In the
本実施形態において、第二伝熱プレート３の複数の凹凸群３０１，３０２は、Ｘ軸方向における同一側から見て、第一伝熱プレート２の複数の凹凸群２０１，２０２を縦中心線ＣＬ１で反転させた上でＹ軸方向に所定ピッチ（本実施形態においては１ピッチ）位置ずれさせた配置になっている。
In this embodiment, the plurality of
そして、第一伝熱プレート２及び第二伝熱プレート３は、図２に示す如く、Ｘ軸方向で交互に配置され、隣り合う第一伝熱プレート２及び第二伝熱プレート３の環状部２１，３１同士が嵌合される（図１参照）。この状態で、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第一面Ｓ１は、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第一面Ｓ１と対向し、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第二面Ｓ２は、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第二面Ｓ２と対向する。
As shown in FIG. 2, the first
この状態において、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第一面Ｓ１（伝熱領域２００ａ）にある複数の凹凸群２０１のそれぞれの凸部２０１ａに対し、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第一面Ｓ１（伝熱領域３００ａ）に含まれる二つ（二列）の凹凸群３０１が交差し、その凹凸群３０１の凸部３０１ａが交差衝合する。すなわち、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第一面Ｓ１（伝熱領域２００ａ）にある複数の凹凸群２０１のそれぞれの凸部２０１ａに対し、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第一面Ｓ１（伝熱領域３００ａ）にある二つの凸部３０１ａが交差衝合する（図７参照）。
In this state, the
また、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第二面Ｓ２（伝熱領域２００ｂ）にある複数の凹凸群２０２のそれぞれの凸部２０２ａに対し、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第二面Ｓ２（伝熱領域３００ｂ）に含まれる二つ（二列）の凹凸群３０２が交差し、その凹凸群３０２の凸部３０２ａが交差衝合する。すなわち、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第二面Ｓ２（伝熱領域２００ｂ）にある複数の凹凸群２０２のそれぞれの凸部２０２ａに対し、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第二面Ｓ２（伝熱領域３００ｂ）にある二つの凸部３０２ａが交差衝合する。
Further, the heat transfer portion of the second
そして、Ｘ軸方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート２，３(第一伝熱プレート２、第二伝熱プレート３）の環状部２１，３１間や、貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４の周囲等が適宜液密にシールされる。本実施形態において、Ｘ軸方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート２，３は、ロウ付けにより一体にされ、該ロウ付けによって環状部２１，３１間や貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４の周囲等がシールされる。
Between the
これにより、複数の伝熱プレート２，３の伝熱部２０，３０（第一伝熱プレート２の伝熱部２０、第二伝熱プレート３の伝熱部３０）を境にして、第一流体ＡをＺ軸方向に流通させる第一流路Ｒａと、第二流体ＢをＺ軸方向に流通させる第二流路ＲｂとがＸ軸方向で交互に形成される。すなわち、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第一面Ｓ１に含まれる伝熱領域２００ａの凹部２０１ｂ及び第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第一面Ｓ１に含まれる伝熱領域３００ａの凹部３０１ｂによって形成される空間が、第一流路Ｒａを構成するとともに、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第二面Ｓ２に含まれる伝熱領域２００ｂの凹部２０２ｂ及び第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第二面Ｓ２に含まれる伝熱領域３００ｂの凹部３０２ｂによって形成される空間が、第二流路Ｒｂを構成する。
Thereby, the first A first flow path Ra through which the fluid A flows in the Z-axis direction and a second flow path Rb through which the second fluid B flows in the Z-axis direction are alternately formed in the X-axis direction. That is, the
また、複数の伝熱プレート２，３（第一伝熱プレート２、第二伝熱プレート３）の対応する貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４同士がＸ軸方向に連なり、第一流路Ｒａのみに連通した一対の第一連通路Ｒａ１，Ｒａ２であって、第一流路Ｒａに対して第一流体Ａを流出入させる一対の第一連通路Ｒａ１，Ｒａ２が形成されるとともに、第二流路Ｒｂのみに連通した一対の第二連通路Ｒｂ１，Ｒｂ２であって、第二流路Ｒｂに対して第二流体Ｂを流出入させる一対の第二連通路Ｒｂ１，Ｒｂ２が形成される。
Further, the corresponding through
本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、以上の通りであり、一方の第一連通路Ｒａ１に第一流体Ａを供給するとともに、一方の第二連通路Ｒｂ２に第二流体Ｂを供給すると、第一流体Ａは、一方の第一連通路Ｒａ１から複数の第一流路Ｒａのそれぞれに流入し、第二流体Ｂは、一方の第二連通路Ｒｂ１から複数の第二流路Ｒｂのそれぞれに流入する。
The
そうすると、図７及び図８に示す如く、第一流体Ａは、第一流路Ｒａ内でＺ軸方向に流通し、第二流体Ｂは、第二流路Ｒｂ内でＺ軸方向に流通する。すなわち、第一流体Ａは、第一流路Ｒａ内において、Ｚ軸方向における伝熱領域２００ａ，３００ａの一端側から他端側に向けて流通し、第二流体Ｂは、第二流路Ｒｂ内において、Ｚ軸方向における伝熱領域２００ｂ，３００ｂの他端側から一端側に向けて流通する。
Then, as shown in FIGS. 7 and 8, the first fluid A flows in the first flow path Ra in the Z-axis direction, and the second fluid B flows in the second flow path Rb in the Z-axis direction. That is, the first fluid A flows in the first flow path Ra from one end side to the other end side of the
より具体的に説明すると、図９に示す如く、第一流路Ｒａ内で流通する第一流体Ａは、伝熱領域２００ａ，３００ａにある凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れ、その凹部２０１ｂ，３０１ｂの含まれる凹凸群２０１，３０１の凸部２０１ａ，３０１ａ（凹部２０１ｂ，３０１ｂと隣り合う凸部２０１ａ，３０１ａ）に衝突する。その結果、第一流体Ａは、衝突した凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの両側に分岐する。
More specifically, as shown in FIG. 9, the first fluid A flowing in the first flow path Ra flows along the
そうすると、分岐した第一流体Ａは、衝突した凸部２０１ａ，３０１ａを含む凹凸群２０１，３０１の両側にある凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って下流側に流れる。そして、凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れる第一流体Ａは、その凹部２０１ｂ，３０１ｂの含まれる凹凸群２０１，３０１の凸部２０１ａ，３０１ａ（凹部２０１ｂ，３０１ｂと隣り合う凸部２０１ａ，３０１ａ）に衝突する。その結果、凸部２０１ａ，３０１ａに衝突した第一流体Ａは，該凸部２０１ａ，３０１ａの両側に分岐する。
Then, the branched first fluid A flows downstream along the
これにより、第一流体Ａは、元の凹凸群２０１，３０１に含まれる凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流通する。すなわち、上流側の凸部２０１ａ，３０１ａによって分岐した第一流体Ａは、異なる列（隣の列）の凸部２０１ａ，３０１ａとの衝突によって元の列（凹凸群２０１，３０１）に合流する。このように、第一流体Ａは、分岐と合流とを繰り返しつつ下流側に流れる。これにより、第一流路Ｒａ内において、第一流体Ａの流れに乱れが生じる。
Thereby, the first fluid A flows along the
特に、本実施形態において、凹凸群２０１，３０１（凹凸群２０１，３０１の沿う仮想線ＶＬ）は、縦中心線ＣＬ１に対して４５°未満で傾斜しているため、第一流体Ａが流れる方向の成分を多く含んだ角度で配置される。これにより、第一流体Ａが下流側に向けて流通するに当たり、凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流通し易くなるため、流通抵抗の増加が抑えられる。
In particular, in the present embodiment, the
本実施形態において、第二流路Ｒｂを画定する主伝熱部２０ａ，３０ａ（第二面Ｓ２にある伝熱領域２００ｂ，３００ｂ）の複数の凹凸群２０２，３０２は、第一流路Ｒａを画定する主伝熱部２０ａ，３０ａ（第一面Ｓ１にある伝熱領域２００ａ，３００ａ）の複数の凹凸群２０１，３０１に対して凹凸関係を逆にした態様であり、単一の凸部２０２ａ，３０２ａに対して二つの凸部２０２ａ，３０２ａが交差衝合しているため、図１０に示す如く、第二流路Ｒｂ内で流通する第二流体Ｂについても、第一流路Ｒａ内で流通する第一流体Ａと同様に、分岐及び合流を繰り返しつつ、下流側に流通する。
In the present embodiment, the plurality of
このように、第一流体Ａが第一流路Ｒａ内を流通し、第二流体Ｂが第二流路Ｒｂ内を流通することで、第一流体Ａと第二流体Ｂとは、第一流路Ｒａと第二流路Ｒｂとを区画する主伝熱部２０ａ，３０ａ（伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ）を介して熱交換する。そして、図２に示す如く、熱交換を終えた第一流体Ａは、第一流路Ｒａから他方の第一連通路Ｒａ２を経て外部に排出され、熱交換を終えた第二流体Ｂは、第二流路Ｒｂから他方の第二連通路Ｒｂ２を経て外部に排出される。
In this manner, the first fluid A flows through the first flow path Ra and the second fluid B flows through the second flow path Rb, so that the first fluid A and the second fluid B flow through the first flow path Heat is exchanged via the main
以上のように、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、Ｘ軸方向の両面に伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂを含む伝熱プレート２，３であって、それぞれの伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂがＸ軸方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート２，３を備え、該複数の伝熱プレート２，３のそれぞれを境にして、第一流体ＡをＸ軸方向と直交するＺ軸方向に流通させる第一流路Ｒａと、第二流体ＢをＺ軸方向に流通させる第二流路ＲｂとがＸ軸方向で交互に形成され、伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂは、Ｚ軸方向に延びる自身の縦中心線ＣＬ１に対して傾斜する方向に長手を有する凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂを含み且つ該凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂが前記傾斜する方向に延びる仮想線ＶＬに沿って交互に並ぶ凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２であって、前記傾斜する方向と直交する方向に並ぶ複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２を有し、該複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、前記傾斜する方向と直交する方向で隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂに対して横並びに配置されるとともに、前記複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂは、前記傾斜する方向と直交する方向で隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａに対して横並びに配置され、伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂを対向させて隣り合う伝熱プレート２，３は、互いの凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ同士を交差衝合させている。
As described above, the
上記構成によれば、伝熱プレート２，３（伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ）にある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂのそれぞれが千鳥状に配置される。すなわち、複数の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａが伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内に千鳥状に配置され、複数の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂが伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内に複数の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａを躱して千鳥状に配置される。
According to the above configuration, the
これにより、第一流体Ａは、第一流路ＲａでＺ軸方向に流通するに当たり、第一流路Ｒａを画定する伝熱プレート２，３（伝熱領域２００ａ，３００ａ）にある凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れ、該凹部２０１ｂ，３０１ｂの下流側で隣り合う凸部２０１ａ，３０１ａ（共通の凹凸群２０１，３０１の凸部２０１ａ，３０１ａ）と衝突する。
As a result, when the first fluid A circulates in the Z-axis direction in the first flow path Ra, the first fluid A flows into the
そうすると、第一流体Ａの流れが変わり、第一流体Ａは、周辺の凹部２０１ｂ，３０１ｂ（例えば、両側の凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂ、相手方の伝熱プレート２，３の凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂ）に乗り移って該凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れる。このように、第一流体Ａは、凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿った流れと、凸部２０１ａ，３０１ａに対する衝突を繰り返しつつ、下流側に流れる。
Then, the flow of the first fluid A changes, and the first fluid A flows into the
また、第二流体Ｂは、第二流路ＲｂでＺ軸方向に流通するに当たり、第二流路Ｒｂを画定する伝熱プレート２，３（伝熱領域２００ｂ，３００ｂ）にある凹部２０２ｂ，３０２ｂに沿って流れ、該凹部２０２ｂ，３０２ｂの下流側で隣り合う凸部２０２ａ，３０２ａ（共通の凹凸群２０２，３０２の凸部２０２ａ，３０２ａ）と衝突する。
In addition, when the second fluid B flows in the Z-axis direction in the second flow path Rb, the
そうすると、第二流体Ｂの流れが変わり、第二流体Ｂは、周辺の凹部２０２ｂ，３０２ｂ（例えば、両側の凹凸群２０２，３０２の凹部２０２ｂ，３０２ｂ、相手方の伝熱プレート２，３の凹凸群２０２，３０２の凹部２０２ｂ，３０２ｂ）に乗り移って該凹部２０２ｂ，３０２ｂに沿って流れる。このように、第二流体Ｂは、凹部２０２ｂ，３０２ｂに沿った流れと、凸部２０２ａ，３０２ａに対する衝突を繰り返しつつ、下流側に流れる。
Then, the flow of the second fluid B changes, and the second fluid B flows into the
以上のように、第一流体Ａ及び第二流体Ｂのそれぞれが流路（第一流路Ｒａ又は第二流路Ｒｂ）を画定する伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂに沿って流れるため、上記構成のプレート式熱交換器１では、流通抵抗の増大が抑えられる。また、第一流体Ａ及び第二流体Ｂのそれぞれが、凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂを含む凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと衝突するため、上記構成のプレート式熱交換器１では、第一流体Ａ及び第二流体Ｂのそれぞれの流れに乱れが生じることになり、高い伝熱性能が得られる。
As described above, the
特に、本実施形態において、伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａのそれぞれは、Ｘ軸方向で隣り合う相手方の伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のうちの少なくとも二つの凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと交差衝合している。
In particular, in the present embodiment, each of the
このようにすれば、凸部２０１ａ，３０１ａに衝突した第一流体Ａが該凸部２０１ａ，３０１ａを含む凹凸群２０１，３０１の両側にある凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂに誘導され、凸部２０２ａ，３０２ａに衝突した第二流体Ｂが該凸部２０２ａ，３０２ａを含む凹凸群２０２，３０２の両側にある凹凸群２０２，３０２の凹部２０２ｂ，３０２ｂに誘導される。
In this way, the first fluid A that has collided with the
具体的に説明すると、共通の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内にある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２は、縦中心線ＣＬ１に対する傾斜方向（仮想線ＶＬの延びる方向）に対して直交方向に並ぶため、異なる凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の延びる方向（仮想線ＶＬの延びる方向）に対して直交する方向の異なる位置に配置される。すなわち、異なる凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、縦中心線ＣＬ１に対する傾斜方向（仮想線ＶＬの延びる方向）と直交する方向に間隔をあけて配置される。
Specifically, the plurality of
従って、伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａのそれぞれに対し、該凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの長手方向に間隔をあけて相手方の伝熱プレート２，３の少なくとも二つの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ（異なる凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ）が交差衝合する。
Therefore, for each of the
すなわち、伝熱プレート２，３の伝熱領域にある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａのそれぞれの端部又はその近傍に対し、相手方の伝熱プレート２，３の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ（異なる凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ）が交差衝合する。
That is, each end of each of the
これにより、凸部２０１ａ，３０１ａに衝突した第一流体Ａが、相手方の伝熱プレート２，３側に流れようとしても該相手方の伝熱プレート２，３の凸部２０１ａ，３０１ａによって阻止され、結果的に衝突した凸部２０１ａ，３０１ａを含む凹凸群２０１，３０１の両側にある凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂに誘導（分岐）され、該凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れる。そして、凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れた第一流体Ａは、該凹部２０１ｂ，３０１ｂと隣り合う凸部２０１ａ，３０１ａと衝突する。
As a result, even if the first fluid A that has collided with the
そうすると、ここでも第一流体Ａは、相手方の伝熱プレート２，３側に流れようとするが、該相手方の伝熱プレート２，３の凸部２０１ａ，３０１ａによって阻止され、結果的に衝突した凸部２０１ａ，３０１ａを含む凹凸群２０１，３０１の両側にある凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂに誘導（分岐）される。すなわち、元の凹凸群２０１，３０１に含まれる凹部２０１ｂ，３０１ｂに誘導（合流）される。これにより、第一流体Ａは、凸部２０１ａ，３０１ａとの衝突で分岐と合流とを繰り返して、下流側に流れる。この流れ（凸部２０１ａ，３０１ａとの衝突で分岐と合流とを繰り返す流れ）は、第二流体Ｂも同様である。
As a result, the first fluid A tries to flow toward the
このように、第一流路Ｒａに第一流体Ａが凹部２０１ｂ，３０１ｂを流れる機会があり、第二流路Ｒｂに第二流体Ｂが凹部２０２ｂ，３０２ｂを流れる機会があるため、それぞれの流路で流通抵抗が高くなることが抑制される。また、第一流路Ｒａ内で第一流体Ａが分岐と合流を繰り返し、第二流路Ｒｂ内で第二流体Ｂが分岐と合流を繰り返すことで、第一流体Ａ及び第二流体Ｂのそれぞれの流れに乱れが生じる結果、第一流体Ａと第二流体Ｂとの熱交換性能（伝熱性能）が高くなる。
In this way, the first fluid A has an opportunity to flow through the
さらに、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、第一流路Ｒａ内で第一流体Ａが分岐と合流を繰り返し、第二流路Ｒｂ内で第二流体Ｂが分岐と合流を繰り返すことで、第一流体Ａ及び第二流体Ｂのそれぞれの流れに乱れが生じるため、この流れの乱れによって混合機能を発揮する。
Furthermore, in the
これにより、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、第一流体Ａ又は第二流体Ｂの少なくとも何れか一方に含まれる成分が流通過程で分離することを防止できる。
Thereby, the
また、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、第一流路Ｒａ又は第二流路Ｒｂの何れか一方に対し、二種類以上の液体を合わせた流体、或いは一種類以上の液体と粉体とを合わせた流体を第一流体Ａ又は第二流体Ｂとして流通させることで、第一流体Ａ又は第二流体Ｂを構成する二種類以上の液体、或いは一種類以上の液体と粉体とを混合させる（ミキシングする）ことができる。
In addition, the
従って、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、第一流体Ａ又は第二流体Ｂの何れか一方に含まれる複数の成分を混合させる混合器（ミキサー）として機能することもできる。すなわち、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、第一流体Ａ又は第二流体Ｂの何れか一方に含まれる複数の成分を混合させつつ、第一流体Ａと第二流体Ｂとを熱交換させる（第一流体Ａ又は第二流体Ｂの何れか一方を加熱又は冷却させる）ことで、第一流体Ａ又は第二流体Ｂの何れか一方に含まれる成分同士を反応させる反応器として機能する。
Therefore, the
また、本実施形態において、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の配置の基準となる仮想線ＶＬは、Ｚ軸方向に延びる縦中心線ＣＬ１に対して４５°未満の角度で傾斜しているため、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２に含まれる凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの長手に延びる方向の成分に、第一流体Ａ及び第二流体Ｂの流れ方向の成分の方が該流れ方向と直交する方向の成分よりも多く含まれる。
In addition, in the present embodiment, the imaginary line VL, which serves as a reference for the arrangement of the
これにより、第一流路Ｒａで第一流体Ａが流れ易く、第二流路Ｒｂで第二流体Ｂが流れ易くなる。すなわち、第一流路Ｒａ及び第二流路Ｒｂのそれぞれにおいて、流通抵抗が高くなることが抑制される。 As a result, the first fluid A easily flows through the first flow path Ra, and the second fluid B easily flows through the second flow path Rb. That is, an increase in flow resistance is suppressed in each of the first flow path Ra and the second flow path Rb.
このように、本実施形態に係るプレート式熱交換器１によれば、流体の流通抵抗の増加を抑えつつ、高い伝熱性能を得ることができるという優れた効果を奏し得る。
As described above, according to the
次に、本発明の第二実施形態に係るプレート式熱交換器について、添付図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係るプレート式熱交換器は、第一実施形態と同一の構成又は相当する構成を有する。これに伴い、本実施形態に係るプレート式熱交換器の説明に当たり、第一実施形態と同一の構成又は相当する構成については、同一名称及び同一符号を付すこととする。 Next, a plate heat exchanger according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The plate heat exchanger according to this embodiment has the same or corresponding configuration as that of the first embodiment. Along with this, in describing the plate heat exchanger according to the present embodiment, the same names and the same reference numerals are given to the same or corresponding structures as those of the first embodiment.
プレート式熱交換器は、図１１に示す如く、第一流体Ａと第二流体Ｂとを熱交換させるもので、第一方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート２，３を備える。
As shown in FIG. 11, the plate heat exchanger exchanges heat between a first fluid A and a second fluid B, and includes a plurality of
なお、以下の説明においても、第一方向をＸ軸方向とし、第一方向と直交する第二方向をＺ軸方向とし、第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する第三方向をＹ軸方向とする。これに伴い、各図には、各方向に対応した直交三軸（Ｘ軸方向と対応するＸ軸、Ｙ軸方向と対応するＹ軸、及びＺ軸方向と対応するＺ軸）を補助的に図示している。 In the following description, the first direction is the X-axis direction, the second direction orthogonal to the first direction is the Z-axis direction, and the third direction orthogonal to the first direction and the second direction is the Y-axis direction. direction. Along with this, in each figure, orthogonal three axes corresponding to each direction (X-axis corresponding to X-axis direction, Y-axis corresponding to Y-axis direction, and Z-axis corresponding to Z-axis direction) are shown as auxiliary Illustrated.
本実施形態に係るプレート式熱交換器１において、図１２に示す如く、複数の伝熱プレート２，３のそれぞれを境にして、第一流体ＡをＺ軸方向に流通させる第一流路Ｒａと、第二流体ＢをＺ軸方向に流通させる第二流路Ｒｂとが、Ｘ軸方向で交互に形成されている。
In the
複数の伝熱プレート２，３のそれぞれは、図１３乃至図１６に示す如く、Ｘ軸方向の両面Ｓ１，Ｓ２に伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂを含む。より具体的に説明すると、複数の伝熱プレート２，３のそれぞれは、Ｘ軸方向に第一面Ｓ１と該第一面Ｓ１の反対側の第二面Ｓ２を有する伝熱部２０，３０と、伝熱部２０，３０の外周全周から延出した環状部２１，３１とを備える。
Each of the plurality of
伝熱部２０，３０の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２は、第一流体Ａと第二流体Ｂとの熱交換に寄与する伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂを含む。
The first surface S1 and the second surface S2 of the
具体的に説明すると、伝熱部２０，３０は、Ｘ軸方向から見て四角形状に形成される。本実施形態において、伝熱部２０，３０は、Ｘ軸方向から見てＺ軸方向に長手をなした長方形状に形成される。そして、伝熱部２０，３０は、Ｚ軸方向に延びる中心線（以下、縦中心線という）ＣＬ１と、Ｙ軸方向に延びる中心線（以下、横中心線という）ＣＬ２との交点を含む主伝熱部２０ａ，３０ａと、Ｚ軸方向の主伝熱部２０ａ，３０ａの両側にある一対の端部２０ｂ，３０ｂとを含む。
Specifically, the
主伝熱部２０ａ，３０ａは、Ｘ軸方向から見て四角形状に形成される。本実施形態において、主伝熱部２０ａ，３０ａは、Ｚ軸方向に長手をなした長方形状に形成される。一対の端部２０ｂ，３０ｂは、主伝熱部２０ａ，３０ａと連続し、伝熱部２０，３０全体をＸ軸方向から見て四角形状（長方形状）に形成している。
The main
伝熱部２０，３０のうちの主伝熱部２０ａ，３０ａの第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２は、伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂとされる。第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂのそれぞれは、縦中心線ＣＬ１に対して傾斜する方向（以下、傾斜方向という）に長手を有する凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂを含み且つ該凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂが傾斜方向に延びる仮想線ＶＬに沿って交互に並ぶ凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２であって、傾斜方向と直交する方向に並ぶ複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２を有する。
The first surface S1 and the second surface S2 of the main
複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、傾斜方向と直交する方向で隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂと横並びに配置される。これに対し、複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂは、傾斜方向と直交する方向で隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと横並びに配置される。
The
すなわち、複数列の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内で千鳥状に配置され、複数列の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂは、伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内で凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの間に配置され、該伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内で千鳥状に配置されている。
That is, the
より正確に説明すると、本実施形態において、複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとＹ軸方向で横並びに配置される。これに対し、複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂは、隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａとＹ軸方向で横並びに配置される。
More precisely, in the present embodiment, the
これにより、異なる凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとがＹ軸方向に交互に配置された複数の群（行）が、Ｚ軸方向に複数並んで形成されている。
Thereby, a plurality of groups (rows) in which the
傾斜方向は、縦中心線ＣＬ１に対して４５°未満の角度で傾斜する方向に設定される。これに伴い、縦中心線ＣＬ１に対する仮想線ＶＬの傾斜角度θ１は、４５°未満に設定される。すなわち、横中心線ＣＬ２に対する仮想線ＶＬの傾斜角度θ２は、４５°よりも大きく設定される。本実施形態において、縦中心線ＣＬ１に対する仮想線ＶＬの傾斜角度θ１は、３０°乃至４０°に設定される。本実施形態において、横中心線ＣＬ２に対する仮想線ＶＬの傾斜角度θ２は、６０°乃至７０°に設定される。 The direction of inclination is set at an angle of less than 45° with respect to the longitudinal center line CL1. Accordingly, the inclination angle θ1 of the virtual line VL with respect to the vertical center line CL1 is set to less than 45°. That is, the inclination angle θ2 of the virtual line VL with respect to the horizontal center line CL2 is set to be larger than 45°. In this embodiment, the inclination angle θ1 of the virtual line VL with respect to the vertical center line CL1 is set to 30° to 40°. In this embodiment, the inclination angle θ2 of the virtual line VL with respect to the horizontal center line CL2 is set to 60° to 70°.
これにより、複数の伝熱プレート２，３は、伝熱部２０，３０（伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ）を対向させた状態で重ね合わされることで、隣り合う伝熱プレート２，３の互いの凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ同士を交差衝合させるようになっている。
As a result, the plurality of
ここで、各凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２に含まれる凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの長手方向の長さ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの長手方向の長さ（仮想線ＶＬの延びる方向に並ぶ凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ同士の間隔）は、一つの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａが隣り合う（相手方の）伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂに含まれる一つ（一列）の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２と交差（一つの凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａに対して交差衝合）するように設定される。
Here, the longitudinal lengths of the
凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ（凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上）と凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂ（凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底）とは、Ｘ軸方向における位置を異にする。そのため、凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとの間には、凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上から凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底(或いは、凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底から凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上）に繋がる中間領域（採番しない）が形成されている。
この中間領域は、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２にある凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとの間や、隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとの間に配置される。
This intermediate area is between the
中間領域は、凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上と凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底との途中位置にＺ軸方向及びＹ軸方向に広がる中段部位が含まれてもよいが、本実施形態においては、凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上から凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底に向けて（或いは、凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの底から凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａの頂上に向けて）連続的に傾斜している。
The intermediate region may include a middle stage portion extending in the Z-axis direction and the Y-axis direction at a position halfway between the tops of the
一対の端部２０ｂ，３０ｂのそれぞれには、Ｘ軸方向に貫通した一対の貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４が設けられている。一対の端部２０ｂ，３０ｂのそれぞれにおいて、一対の貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４は、Ｙ軸方向に間隔をあけて配置されている。本実施形態において、一対の貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４は、縦中心線ＣＬ１を挟んで配置されている。
A pair of through
本実施形態において、複数の伝熱プレート２，３のそれぞれは、金属プレートをプレス成型したものである。これに伴い、各伝熱プレート２，３において、第一面Ｓ１の伝熱領域２００ａ，３００ａの凸部２０１ａ，３０１ａと第二面Ｓ２の伝熱領域２００ｂ，３００ｂの凹部２０２ｂ，３０２ｂとが表裏の関係にあり、第一面Ｓ１の伝熱領域２００ａ，３００ａの凹部２０１ｂ，３０１ｂと第二面Ｓ２の伝熱領域２００ｂ，３００ｂの凸部２０２ａ，３０２ａとが表裏の関係にある。すなわち、伝熱プレート２，３の第一面Ｓ１の伝熱領域２００ａ，３００ａにある凹凸群２０１，３０１と、伝熱プレート２，３の第二面Ｓ２の伝熱領域２００ｂ，３００ｂにある凹凸群２０２，３０２とは、対応する位置で凹凸関係が反対で形成されている。
In this embodiment, each of the plurality of
本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、二種類の伝熱プレート２，３を含む。この二種類の伝熱プレート２，３は、環状部２１，３１の伝熱部２０，３０からの延出方向及び凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹凸の位置を異にする以外は、同一構成である。
A
具体的に説明すると、二種類の伝熱プレート２，３は、主伝熱部２０ａ，３０ａ及び一対の端部２０ｂ，３０ｂを含む伝熱部２０，３０と、環状部２１，３１とを備え、主伝熱部２０ａ，３０ａの第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂが複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２を有する点で共通している。
Specifically, the two types of
二種類の伝熱プレート２，３のうちの一方の伝熱プレート（以下、第一伝熱プレートという）２において、環状部２１は、伝熱部２０の第二面Ｓ２側に延出し、二種類の伝熱プレート２，３のうちの他方の伝熱プレート（以下、第二伝熱プレートという）３において、環状部３１は、伝熱部３０の第一面Ｓ１側に延出している。
In one heat transfer plate (hereinafter referred to as the first heat transfer plate) 2 of the two types of
第一伝熱プレート２の伝熱部２０（主伝熱部２０ａ）の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のそれぞれの伝熱領域２００ａ，２００ｂにおいて、複数の凹凸群２０１，２０２は、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向における伝熱部２０の一端側から他端側に向けて先下りに傾斜している。これに対し、第二伝熱プレート３の伝熱部３０（主伝熱部３０ａ）の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のそれぞれの伝熱領域３００ａ，３００ｂにおいて、複数の凹凸群３０１，３０２は、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向における伝熱部３０の他端側から一端側に向けて先下りに傾斜している。本実施形態において、第二伝熱プレート３の複数の凹凸群３０１，３０２は、Ｘ軸方向における同一側から見て、第一伝熱プレート２の複数の凹凸群２０１，２０２を縦中心線ＣＬ１で反転させた配置になっている。
In the
そして、第一伝熱プレート２及び第二伝熱プレート３は、図１２に示す如く、Ｘ軸方向で交互に配置され、隣り合う第一伝熱プレート２及び第二伝熱プレート３の環状部２１，３１同士が嵌合される（図１３参照）。この状態で、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第一面Ｓ１は、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第一面Ｓ１と対向し、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第二面Ｓ２は、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第二面Ｓ２と対向する。
As shown in FIG. 12, the first
この状態において、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第一面Ｓ１（伝熱領域２００ａ）にある複数の凹凸群２０１のそれぞれの凸部２０１ａに対し、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第一面Ｓ１（伝熱領域３００ａ）に含まれる一列の凹凸群３０１が交差し、その凹凸群３０１の凸部３０１ａが交差衝合する。すなわち、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第一面Ｓ１（伝熱領域２００ａ）にある複数の凹凸群２０１のそれぞれの凸部２０１ａに対し、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第一面Ｓ１（伝熱領域３００ａ）にある一つの凸部３０１ａが交差衝合する。
In this state, the
また、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第二面Ｓ２（伝熱領域２００ｂ）にある複数の凹凸群２０２のそれぞれの凸部２０２ａに対し、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第二面Ｓ２（伝熱領域３００ｂ）に含まれる一列の凹凸群３０２が交差し、その凹凸群３０２の凸部３０２ａが交差衝合する。すなわち、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第二面Ｓ２（伝熱領域２００ｂ）にある複数の凹凸群２０２のそれぞれの凸部２０２ａに対し、第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第二面Ｓ２（伝熱領域３００ｂ）にある一つの凸部３０２ａが交差衝合する。
Further, the heat transfer portion of the second
そして、Ｘ軸方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート２，３(第一伝熱プレート２、第二伝熱プレート３）の環状部２１，３１間や、貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４の周囲等が適宜液密にシールされる。本実施形態において、Ｘ軸方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート２，３は、ロウ付けにより一体にされ、該ロウ付けによって環状部２１，３１間や貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４の周囲等がシールされる。
Between the
これにより、複数の伝熱プレート２，３の伝熱部２０，３０（第一伝熱プレート２の伝熱部２０、第二伝熱プレート３の伝熱部３０）を境にして、第一流体ＡをＺ軸方向に流通させる第一流路Ｒａと、第二流体ＢをＺ軸方向に流通させる第二流路ＲｂとがＸ軸方向で交互に形成される。すなわち、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第一面Ｓ１に含まれる伝熱領域２００ａの凹部２０１ｂ及び第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第一面Ｓ１に含まれる伝熱領域３００ａの凹部３０１ｂによって形成される空間が、第一流路Ｒａを構成するとともに、第一伝熱プレート２の伝熱部２０の第二面Ｓ２に含まれる伝熱領域２００ｂの凹部２０２ｂ及び第二伝熱プレート３の伝熱部３０の第二面Ｓ２に含まれる伝熱領域３００ｂの凹部３０２ｂによって形成される空間が、第二流路Ｒｂを構成する。
Thereby, the first A first flow path Ra through which the fluid A flows in the Z-axis direction and a second flow path Rb through which the second fluid B flows in the Z-axis direction are alternately formed in the X-axis direction. That is, the
また、複数の伝熱プレート２，３（第一伝熱プレート２、第二伝熱プレート３）の対応する貫通孔２０３，２０４，３０３，３０４同士がＸ軸方向に連なり、第一流路Ｒａのみに連通した一対の第一連通路Ｒａ１，Ｒａ２であって、第一流路Ｒａに対して第一流体Ａを流出入させる一対の第一連通路Ｒａ１，Ｒａ２が形成されるとともに、第二流路Ｒｂのみに連通した一対の第二連通路Ｒｂ１，Ｒｂ２であって、第二流路Ｒｂに対して第二流体Ｂを流出入させる一対の第二連通路Ｒｂ１，Ｒｂ２が形成される。
Further, the corresponding through
本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、以上の通りであり、一方の第一連通路Ｒａ１に第一流体Ａを供給するとともに、一方の第二連通路Ｒｂ１に第二流体Ｂを供給すると、第一流体Ａは、一方の第一連通路Ｒａ１から複数の第一流路Ｒａのそれぞれに流入し、第二流体Ｂは、一方の第二連通路Ｒｂ１から複数の第二流路Ｒｂのそれぞれに流入する。
The
そうすると、図１７及び図１８に示す如く、第一流体Ａは、第一流路Ｒａ内でＺ軸方向に流通し、第二流体Ｂは、第二流路Ｒｂ内でＺ軸方向に流通する。すなわち、第一流体Ａは、第一流路Ｒａ内において、Ｚ軸方向における伝熱領域２００ａ，３００ａの一端側から他端側に向けて流通し、第二流体Ｂは、第二流路Ｒｂ内において、Ｚ軸方向における伝熱領域２００ｂ，３００ｂの他端側から一端側に向けて流通する。
Then, as shown in FIGS. 17 and 18, the first fluid A flows in the first flow path Ra in the Z-axis direction, and the second fluid B flows in the second flow path Rb in the Z-axis direction. That is, the first fluid A flows in the first flow path Ra from one end side to the other end side of the
より具体的に説明すると、図１９に示す如く、第一流路Ｒａ内で流通する第一流体Ａは、伝熱領域２００ａ，３００ａにある凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れ、その凹部２０１ｂ，３０１ｂの含まれる凹凸群２０１，３０１の凸部２０１ａ，３０１ａ（凹部２０１ｂ，３０１ｂと隣り合う凸部２０１ａ，３０１ａ）に衝突する。その結果、第一流体Ａは、凸部２０１ａ，３０１ａを乗り超えようとする。
More specifically, as shown in FIG. 19, the first fluid A flowing in the first flow path Ra flows along the
そうすると、第一流体Ａは、流通していた凹部２０１ｂ，３０１ｂのある伝熱プレート２，３に対する相手方の伝熱プレート２，３側に流れようとする。
Then, the first fluid A tries to flow toward the
本実施形態において、隣り合う伝熱プレート２，３の単一の凸部２０１ａ，３０１ａ同士が交差衝合し、相手方の伝熱プレート２，３の凸部２０１ａ，３０１ａに対して、該凸部２０１ａ，３０１ａを含む凹凸群２０１，３０１と横並びにある別の凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂが横並びで存在する。
In this embodiment, the
そのため、凸部２０１ａ，３０１ａに衝突して流通方向を変更した第一流体Ａは、相手方の伝熱プレート２，３の凹部２０１ｂ，３０１ｂに乗り移り、該凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流通する。そして、その凹部２０１ｂ，３０１ｂの含まれる凹凸群２０１，３０１の凸部２０１ａ，３０１ａ（凹部２０１ｂ，３０１ｂと隣り合う凸部２０１ａ，３０１ａ）に衝突する。これに伴い、第一流体Ａは、凸部２０１ａ，３０１ａを乗り超えようとし、流通していた凹部２０１ｂ，３０１ｂのある伝熱プレート２，３に対する相手方の伝熱プレート２，３側に流れようとする。
Therefore, the first fluid A, which collides with the
本実施形態において、隣り合う伝熱プレート２，３の単一の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ同士が中央で交差衝合し、相手方の伝熱プレート２，３の凸部２０１ａ，３０１ａに対し、該凸部２０１ａ，３０１ａを含む凹凸群２０１，３０１と横並びにある別の凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂが横並びで存在するため、凸部２０１ａ，３０１ａに衝突して流通方向を変更した第一流体Ａは、相手方の伝熱プレート２，３の凹部２０１ｂ，３０１ｂに乗り移り、該凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流通する。
In this embodiment, the
このように、第一流体Ａは、隣り合う伝熱プレート２，３の複数の凹部２０１ｂ，３０１ｂ（隣り合う伝熱プレート２，３の傾斜方向を異にした凹部２０１ｂ，３０１ｂ）を順々に乗り移りながら下流側に向けて移動する。すなわち、第一流体Ａは、螺旋流を作りながら下流側に向けて流通する。これにより、第一流路Ｒａ内において、第一流体Ａの流れに乱れが生じる。
In this way, the first fluid A sequentially flows through the plurality of
特に、本実施形態において、凹凸群２０１，３０１（凹凸群２０１，３０１の沿う仮想線ＶＬ）が縦中心線ＣＬ１に対して４５°未満で傾斜しているため、第一流体Ａが流れる方向の成分を多く含んだ角度で配置される。これにより、第一流体Ａが下流側に向けて流通するに当たり、凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流通し易くなるため、流通抵抗の増加が抑えられる。
In particular, in the present embodiment, since the
本実施形態において、第二流路Ｒｂを画定する主伝熱部２０ａ，３０ａ（第二面Ｓ２にある伝熱領域２００ｂ，３００ｂ）の複数の凹凸群２０２，３０２は、第一流路Ｒａを画定する主伝熱部２０ａ，３０ａ（第一面Ｓ１にある伝熱領域２００ａ，３００ａ）の複数の凹凸群２０１，３０１に対して凹凸関係を逆にした態様であり、単一の凸部２０１ａ，３０１ａに対して単一の凸部２０１ａ，３０１ａが交差衝合しているため、図２０に示す如く、第二流路Ｒｂ内で流通する第二流体Ｂについても、第一流路Ｒａ内で流通する第一流体Ａと同様に、螺旋流を作りつつ、下流側に流通する。
In the present embodiment, the plurality of
このように、第一流体Ａが第一流路Ｒａ内を流通し、第二流体Ｂが第二流路Ｒｂ内を流通することで、第一流体Ａと第二流体Ｂとは、第一流路Ｒａと第二流路Ｒｂとを区画する主伝熱部２０ａ，３０ａ（伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ）を介して熱交換する。そして、図１２に示す如く、熱交換を終えた第一流体Ａは、第一流路Ｒａから他方の第一連通路Ｒａ２を経て外部に排出され、熱交換を終えた第二流体Ｂは、第二流路Ｒｂから他方の第二連通路Ｒｂ２を経て外部に排出される。
In this manner, the first fluid A flows through the first flow path Ra and the second fluid B flows through the second flow path Rb, so that the first fluid A and the second fluid B flow through the first flow path Heat is exchanged via the main
以上のように、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、Ｘ軸方向の両面に伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂを含む伝熱プレート２，３であって、それぞれの伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂがＸ軸方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート２，３を備え、該複数の伝熱プレート２，３のそれぞれを境にして、第一流体ＡをＸ軸方向と直交するＺ軸方向に流通させる第一流路Ｒａと、第二流体ＢをＺ軸方向に流通させる第二流路ＲｂとがＸ軸方向で交互に形成され、伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂは、Ｚ軸方向に延びる自身の縦中心線ＣＬ１に対して傾斜する方向に長手を有する凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂを含み且つ該凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂが前記傾斜する方向に延びる仮想線ＶＬに沿って交互に並ぶ凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２であって、前記傾斜する方向と直交する方向に並ぶ複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２を有し、該複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、前記傾斜する方向と直交する方向で隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂに対して横並びに配置されるとともに、前記複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂは、前記傾斜する方向と直交する方向で隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａに対して横並びに配置され、伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂを対向させて隣り合う伝熱プレート２，３は、互いの凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ同士を交差衝合させていることを特徴とする。
As described above, the
上記構成によれば、伝熱プレート２，３（伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ）にある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂのそれぞれが千鳥状に配置される。すなわち、複数の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａが伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内に千鳥状に配置され、複数の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂが伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内に複数の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａを躱して千鳥状に配置される。
According to the above configuration, the
これにより、第一流体Ａは、第一流路ＲａでＺ軸方向に流通するに当たり、第一流路Ｒａを画定する伝熱プレート２，３（伝熱領域２００ａ，３００ａ）にある凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れ、該凹部２０１ｂ，３０１ｂの下流側で隣り合う凸部２０１ａ，３０１ａ（共通の凹凸群２０１，３０１の凸部２０１ａ，３０１ａ）と衝突する。
As a result, when the first fluid A circulates in the Z-axis direction in the first flow path Ra, the first fluid A flows into the
そうすると、第一流体Ａの流れが変わり、第一流体Ａは、周辺の凹部２０１ｂ，３０１ｂ（例えば、両側の凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂ、相手方の伝熱プレート２，３の凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂ）に乗り移って該凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れる。このように、第一流体Ａは、凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿った流れと、凸部２０１ａ，３０１ａに対する衝突を繰り返しつつ、下流側に流れる。
Then, the flow of the first fluid A changes, and the first fluid A flows into the
また、第二流体Ｂは、第二流路ＲｂでＺ軸方向に流通するに当たり、第二流路Ｒｂを画定する伝熱プレート２，３（伝熱領域２００ｂ，３００ｂ）にある凹部２０２ｂ，３０２ｂに沿って流れ、該凹部２０２ｂ，３０２ｂの下流側で隣り合う凸部２０２ａ，３０２ａ（共通の凹凸群２０２，３０２の凸部２０２ａ，３０２ａ）と衝突する。
In addition, when the second fluid B flows in the Z-axis direction in the second flow path Rb, the
そうすると、第二流体Ｂの流れが変わり、第二流体Ｂは、周辺の凹部２０２ｂ，３０２ｂ（例えば、両側の凹凸群２０２，３０２の凹部２０２ｂ，３０２ｂ、相手方の伝熱プレート２，３の凹凸群２０２，３０２の凹部２０２ｂ，３０２ｂ）に乗り移って該凹部２０２ｂ，３０２ｂに沿って流れる。このように、第二流体Ｂは、凹部２０２ｂ，３０２ｂに沿った流れと、凸部２０２ａ，３０２ａに対する衝突を繰り返しつつ、下流側に流れる。
Then, the flow of the second fluid B changes, and the second fluid B flows into the
以上のように、第一流体Ａ及び第二流体Ｂのそれぞれが流路（第一流路Ｒａ又は第二流路Ｒｂ）を画定する伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂに沿って流れるため、上記構成のプレート式熱交換器１では、流通抵抗の増大が抑えられる。
As described above, the
また、第一流体Ａ及び第二流体Ｂのそれぞれが、凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂを含む凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと衝突するため、上記構成のプレート式熱交換器１では、第一流体Ａ及び第二流体Ｂのそれぞれの流れに乱れが生じることになり、高い伝熱性能が得られる。
In addition, since the first fluid A and the second fluid B respectively collide with the
特に、本実施形態において、伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａのそれぞれは、Ｘ軸方向で隣り合う相手方の伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のうちの一つの凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の一つの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと交差衝合している。
In particular, in the present embodiment, each of the
上記構成によれば、凸部２０１ａ，３０１ａに衝突した第一流体Ａが該凸部２０１ａ，３０１ａを含む凹凸群２０１，３０１のある伝熱プレート２，３に対して相手方の伝熱プレート２，３の凹凸群２０１，３０１の凹部２０１ｂ，３０１ｂに誘導され、凸部２０２ａ，３０２ａに衝突した第二流体Ｂが該凸部２０２ａ，３０２ａを含む凹凸群２０２，３０２のある伝熱プレート２，３に対して相手方の伝熱プレート２，３の凹凸群２０２，３０２の凹部２０２ｂ，３０２ｂに誘導される。
According to the above configuration, the first fluid A that has collided with the
具体的に説明すると、共通の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ内にある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２は、縦中心線ＣＬ１に対して傾斜する方向（仮想線ＶＬの延びる方向）に対して直交方向に並ぶため、異なる凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の延びる方向（仮想線ＶＬの延びる方向）に対して直交する方向の異なる位置に配置される。すなわち、異なる凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａは、仮想線ＶＬの延びる方向と直交する方向に間隔をあけて配置される。
More specifically, the plurality of
これに伴い、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２に含まれる凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａのそれぞれには、相手方の伝熱プレート２，３の異なる凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の一つの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａが交差する。これに伴い、隣り合う伝熱プレート２，３の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ同士は交差衝合し、隣り合う伝熱プレート２，３の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂ同士は間隔をあけた状態で交差する。
Along with this, each of the
これにより、凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れる第一流体Ａが凸部２０１ａ，３０１ａに衝突することで流れを変えようとすると、相手方の伝熱プレート２，３の凹部２０１ｂ，３０１ｂ（第一流体Ａが衝突する凸部２０１ａ，３０１ａと横並びの凹部２０１ｂ，３０１ｂと交差する凹部２０１ｂ，３０１ｂ）に入り込み、該相手方の伝熱プレート２，３の凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れる。
As a result, when the first fluid A flowing along the
そして、相手方の伝熱プレート２，３の凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れる第一流体Ａが該相手方の伝熱プレート２，３の凸部２０１ａ，３０１ａに衝突することで流れを変えようとすると、元の伝熱プレート２，３の凹部２０１ｂ，３０１ｂ（第一流体Ａが衝突する凸部２０１ａ，３０１ａと横並びの凹部２０１ｂ，３０１ｂと交差する凹部２０１ｂ，３０１ｂ）に入り込み、該元の伝熱プレート２，３の凹部２０１ｂ，３０１ｂに沿って流れる。このように、第一流体Ａは、隣り合う伝熱プレート２，３の凹部２０１ｂ，３０１ｂを順々に乗り移りつつ下流側に流れる。
Then, when the first fluid A flowing along the
そして、本実施形態に係るプレート式熱交換器１において、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２（凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ、凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂ）は、Ｚ軸方向に延びる（第一流体Ａの流れ方向に延びる）縦中心線ＣＬ１に対して傾斜した仮想線ＶＬに沿っている（凹部２０１ｂ，３０１ｂが傾斜方向に長手をなす）ため、上述の如く、第一流体Ａが隣り合う伝熱プレート２，３の凹部２０１ｂ，３０１ｂを順々に乗り移りつつ下流側に流れることで、第一流体Ａの流れが螺旋流になる。この流れ（螺旋流）は、第二流体Ｂも同様である。
In the
このように、第一流路Ｒａに第一流体Ａが凹部２０１ｂ，３０１ｂを流れる機会があり、第二流路Ｒｂに第二流体Ｂが凹部２０２ｂ，３０２ｂを流れる機会があるため、それぞれの流路で流通抵抗が高くなることが抑制される。また、第一流路Ｒａ内で第一流体Ａが螺旋流を作り、第二流路Ｒｂ内で第二流体Ｂが螺旋流を作ることで、第一流体Ａ及び第二流体Ｂのそれぞれの流れにさらなる乱れが生じる結果、伝熱プレート２，３（伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ）を介しての第一流体Ａと第二流体Ｂとの熱交換性能（伝熱性能）が高くなる。
In this way, the first fluid A has an opportunity to flow through the
さらに、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、第一流路Ｒａ内で第一流体Ａが螺旋流を作り、第二流路Ｒｂ内で第二流体Ｂが螺旋流を作ることで、第一流体Ａ及び第二流体Ｂのそれぞれの流れにさらなる乱れが生じるため、この流れの乱れによって混合機能を発揮する。
Furthermore, in the
これにより、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、第一流体Ａ又は第二流体Ｂの少なくとも何れか一方に含まれる成分が流通過程で分離することを防止できる。
Thereby, the
また、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、第一流路Ｒａ又は第二流路Ｒｂの何れか一方に対し、二種類以上の液体を合わせた流体、或いは一種類以上の液体と粉体とを合わせた流体を第一流体Ａ又は第二流体Ｂとして流通させることで、第一流体Ａ又は第二流体Ｂを構成する二種類以上の液体、或いは一種類以上の液体と粉体とを混合させる（ミキシングする）ことができる。
In addition, the
従って、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、第一流体Ａ又は第二流体Ｂの何れか一方に含まれる複数の成分を混合させる混合器（ミキサー）として機能することもできる。すなわち、本実施形態に係るプレート式熱交換器１は、第一流体Ａ又は第二流体Ｂの何れか一方に含まれる複数の成分を混合させつつ、第一流体Ａと第二流体Ｂとを熱交換させる（第一流体Ａ又は第二流体Ｂの何れか一方を加熱又は冷却させる）ことで、第一流体Ａ又は第二流体Ｂの何れか一方に含まれる成分同士を反応させる反応器として機能する。
Therefore, the
また、本実施形態において、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の配置の基準となる仮想線ＶＬは、Ｚ軸方向に延びる縦中心線ＣＬ１に対して４５°未満の角度で傾斜しているため、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２に含まれる凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂの長手に延びる方向の成分に、第一流体Ａ及び第二流体Ｂの流れ方向の成分の方が該流れ方向と直交する方向の成分よりも多く含まれる。
In addition, in the present embodiment, the imaginary line VL, which serves as a reference for the arrangement of the
これにより、第一流路Ｒａで第一流体Ａが流れ易く、第二流路Ｒｂで第二流体Ｂが流れ易くなる。すなわち、第一流路Ｒａ及び第二流路Ｒｂのそれぞれにおいて、流通抵抗が高くなることが抑制される。 As a result, the first fluid A easily flows through the first flow path Ra, and the second fluid B easily flows through the second flow path Rb. That is, an increase in flow resistance is suppressed in each of the first flow path Ra and the second flow path Rb.
このように、本実施形態に係るプレート式熱交換器１によれば、流体の流通抵抗の増加を抑えつつ、高い伝熱性能を得ることができるという優れた効果を奏し得る。
As described above, according to the
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the present invention.
上記各実施形態において、第一方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート２，３同士がロウ付けされ、伝熱プレート２，３間が液密にシールされたが、これに限定されない。例えば、隣り合う伝熱プレート２，３間に流路を画定する環状のガスケットが配置され、該ガスケットによって伝熱プレート２，３間がシールされてもよい。
In each of the above-described embodiments, the plurality of
上記各実施形態において、プレート式熱交換器１が凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹凸の位置を異にする二種類の伝熱プレート２，３を含み、この二種類の伝熱プレート２，３（第一伝熱プレート２、第二伝熱プレート３）が交互に重ね合わされたが、これに限定されない。
In each of the above embodiments, the
例えば、伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａのそれぞれが、第一方向で隣り合う相手方の伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のうちの少なくとも二つの凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと交差衝合する、或いは、伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａのそれぞれが第一方向で隣り合う相手方の伝熱プレート２，３の伝熱領域２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂにある複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のうちの一つの凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の一つの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと交差衝合するように、伝熱プレート２，３の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹凸の位置や、サイズ（長さ、幅）、間隔（ピッチ）等が設定されることを前提に、同一の伝熱プレート２，３（共通の伝熱プレート２，３）がＸ軸方向で重ね合わせられてもよい。 For example, each of the protrusions 201a, 202a, 301a, 302a of the plurality of uneven groups 201, 202, 301, 302 in the heat transfer regions 200a, 200b, 300a, 300b of the heat transfer plates 2, 3 is At least two uneven groups 201, 202, 301, 302 out of the plurality of uneven groups 201, 202, 301, 302 in the heat transfer regions 200a, 200b, 300a, 300b of the adjacent heat transfer plates 2, 3 Protrusions of a plurality of protrusions 201, 202, 301, 302 that intersect with the protrusions 201a, 202a, 301a, 302a or are located in the heat transfer regions 200a, 200b, 300a, 300b of the heat transfer plates 2, 3 201a, 202a, 301a, 302a of the plurality of uneven groups 201, 202, 301, 302 in the heat transfer regions 200a, 200b, 300a, 300b of the heat transfer plates 2, 3 that are adjacent to each other in the first direction Asperities of the uneven groups 201, 202, 301, 302 of the heat transfer plates 2, 3 so as to intersect with one convex part 201a, 202a, 301a, 302a of one uneven group 201, 202, 301, 302 , size (length, width), interval (pitch), etc. are set, the same heat transfer plates 2, 3 (common heat transfer plates 2, 3) are stacked in the X-axis direction. may be combined.
なお、この場合において、上記各実施形態と同様に、複数の伝熱プレート２，３同士がロウ付けされる場合には、各伝熱プレート２，３が環状部２１，３１を含むため、Ｘ軸方向で一つおきに伝熱プレート２，３がＸ軸方向に延びる仮想線を中心にして１８０°回転させて配置される。これに対し、隣り合う伝熱プレート２，３間に流路を画定する環状のガスケットが配置され、該ガスケットによって伝熱プレート２，３間がシールされる場合には、伝熱プレート２，３が環状部２１，３１を含まないため、Ｘ軸方向で一つおきに伝熱プレート２，３がＸ軸方向に延びる仮想線を中心にして１８０°回転、或いは、縦中心線ＣＬ１又は横中心線ＣＬ２を基準（中心）にして１８０°反転させて配置される。
In this case, when the
上記各実施形態において、伝熱プレート２，３の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２に含まれる凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂのそれぞれがＺ軸方向に延びる縦中心線ＣＬ１に対して４５°未満の傾斜角度で傾斜する仮想線ＶＬに沿って延びたが、これに限定されない。
In each of the above embodiments, each of the protrusions 201a, 202a, 301a, 302a and the
例えば、伝熱プレート２，３の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２に含まれる凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ及び凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂのそれぞれがＺ軸方向に延びる縦中心線ＣＬ１に対して４５°以上の傾斜角度で傾斜する仮想線ＶＬに沿って延びてもよい。但し、仮想線ＶＬは、Ｚ軸方向に延びる縦中心線ＣＬ１に対して傾斜していなければならないため、仮想線ＶＬは、Ｚ軸方向に延びる縦中心線ＣＬ１に対して９０°未満で傾斜しなければならないことは言うまでもない。
For example, each of the protrusions 201a, 202a, 301a, 302a and the
上記各実施形態において、複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａが隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂとＹ軸方向で横並びに配置され、複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂが隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａとＹ軸方向で横並びに配置されたが、これに限定されない。
In each of the above-described embodiments, the
例えば、複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａが隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂと傾斜方向に対して直交方向（Ｙ軸方向及びＺ軸方向の合成方向）で横並びに配置され、複数の凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂが隣り合う凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａと傾斜方向に対して直交方向（Ｙ軸方向及びＺ軸方向の合成方向）で横並びに配置されてもよい。
For example, the
上記第二実施形態において、凹凸群２０１，２０２，３０１，３０２の凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂ及び凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａが、仮想線ＶＬに沿って真っ直ぐに延びたが、これに限定されない。例えば、図２１及び図２２に示す如く、第一流体Ａ及び第二流体Ｂの螺旋流の連続性を向上させるべく、凹部２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂ及び凸部２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａのそれぞれがＸ軸方向から見て湾曲形状（Ｓ字状又は逆Ｓ字状）に形成されてもよい。
In the second embodiment, the
上記各実施形態において、特に言及しなかったが、上述の如く、プレート式熱交換器１を混合器（ミキサー）として機能させる場合、一方の第一連通路Ｒａ１又は一方の第二連通路Ｒｂ１に対して、混合の対象となる二種類以上の液体を合わせた流体、或いは一種類以上の液体と粉体とを合わせた流体を第一流体Ａ又は第二流体Ｂとして供給してもよい。また、流体の供給元となる一方の第一連通路Ｒａ１又は一方の第二連通路Ｒｂ１の何れか一方を二つ以上設け、これらのそれぞれに混合の対象となる液体等を供給し、第一流路Ｒａ又は第二流路Ｒｂで合流させ、第一流路Ｒａ又は第二流路Ｒｂの一方で第一流体Ａ又は第二流体Ｂとして流通させるようにしてもよい。
Although not specifically mentioned in each of the above embodiments, when the
１…プレート式熱交換器、２…第一伝熱プレート（伝熱プレート）、３…第二伝熱プレート（伝熱プレート）、２０，３０…伝熱部、２０ａ，３０ａ…主伝熱部、２０ｂ，３０ｂ…端部、２１，３１…環状部、２００ａ，２００ｂ，３００ａ，３００ｂ…伝熱領域、２０１，２０２，３０１，３０２…凹凸群、２０１ａ，２０２ａ，３０１ａ，３０２ａ…凸部、２０１ｂ，２０２ｂ，３０１ｂ，３０２ｂ…凹部、２０３，２０４，３０３，３０４…貫通孔、Ａ…第一流体、Ｂ…第二流体、ＣＬ１…縦中心線(中心線）、ＣＬ２…横中心線（中心線）、Ｒａ…第一流路、Ｒａ１，Ｒａ２…第一連通路、Ｒｂ…第二流路、Ｒｂ１，Ｒｂ２…第二連通路、Ｓ１…第一面、Ｓ２…第二面、ＶＬ…仮想線、θ１…傾斜角度、θ２…傾斜角度
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該複数の伝熱プレートのそれぞれを境にして、第一流体を第一方向と直交する第二方向に流通させる第一流路と、第二流体を第二方向に流通させる第二流路とが第一方向で交互に形成され、
前記第一流体又は前記第二流体は、二種以上の液体を合わせた流体、或いは一種類以上の液体と粉体とを合わせた流体であり、
伝熱領域は、第二方向に延びる自身の中心線に対して傾斜する方向に長手を有する凸部及び第二方向に延びる前記中心線に対して前記傾斜する方向に長手を有する凹部を含み且つ該凸部及び凹部が前記傾斜する方向に延びる仮想線に沿って交互に並ぶ凹凸群であって、前記傾斜する方向と直交する方向に並ぶ複数の凹凸群を有し、
前記複数の凹凸群における各凸部と各凹部との前記傾斜する方向の長さは同じであり、
該複数の凹凸群のそれぞれの凸部は、前記傾斜する方向と直交する方向で隣り合う凹凸群の凹部に対して第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する第三方向に横並びに配置されるとともに、前記複数の凹凸群のそれぞれの凹部は、前記傾斜する方向と直交する方向で隣り合う凹凸群の凸部に対して第三方向に横並びに配置され、
伝熱領域を対向させて隣り合う伝熱プレートは、互いの凹凸群の凸部同士を交差衝合させていることを特徴とするプレート式混合器。 A plurality of heat transfer plates including heat transfer regions on both sides in a first direction, the heat transfer regions being superimposed in the first direction,
A first flow path through which the first fluid flows in a second direction orthogonal to the first direction, and a second flow path through which the second fluid flows in the second direction, with each of the plurality of heat transfer plates as a boundary. alternately formed in the first direction,
The first fluid or the second fluid is a fluid obtained by combining two or more liquids, or a fluid obtained by combining one or more liquids and powder,
the heat transfer region includes a convex portion having a longitudinal direction in a direction inclined with respect to its centerline extending in a second direction and a concave portion having a longitudinal direction in a direction inclined with respect to the centerline extending in the second direction; A group of protrusions and recesses in which the protrusions and recesses are alternately arranged along a virtual line extending in the direction of inclination, wherein a plurality of groups of protrusions and recesses are arranged in a direction perpendicular to the direction of inclination;
each protrusion and each recess in the plurality of groups of protrusions and recesses have the same length in the direction of inclination;
The protrusions of each of the plurality of uneven groups are arranged side by side in a third direction orthogonal to each of the first direction and the second direction with respect to the recesses of the adjacent uneven groups in a direction orthogonal to the direction of inclination. In addition, each concave portion of the plurality of uneven groups is arranged side by side in the third direction with respect to the convex portions of the uneven groups adjacent in the direction orthogonal to the inclined direction,
1. A plate-type mixer characterized in that adjacent heat transfer plates with their heat transfer areas facing each other are cross-matched with each other on the convex portions of the groups of protrusions and recesses.
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