JPH053913Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は熱交換器のうちのプレート式熱交換器
に関するものである。

（従来の技術） プレートを二流体の隔壁とし、この隔壁を伝熱
壁面として熱交換を行う熱交換器は、一般にプレ
ート式熱交換器と呼ばれている。

第７図ないし第９図は、このようなプレート式
熱交換器の従来例を示すものである。

すなわち、従来のプレート式熱交換器は、第７
図に示すように複数のプレート１が間隔をおいて
積層され、各プレート１の周囲間にガスケツト２
が介装されて、積層されたプレート１群をタイボ
ルト（図示せず）によつて締付けた構造になつて
おり、各プレート１の間を流れる二流体を各プレ
ートと前記ガスケツトでシールしている。

前記プレート１には、例えば第８図に示すよう
な形状にプレスされた板が使用されている。ま
た、プレート式熱交換器の他の例として、第９図
に示すような形状のプレート３を積層し、プレー
ト３の相対する二辺を交互に溶接して流路を形成
するようにした形式のものもある。

さらに、これら従来のプレート式熱交換器にお
いては内圧によるプレートの変形防止方法とし
て、第７図のプレート１ではその凸部４を一定角
で斜め配置させ、第９図のプレート３ではその凹
部５相互を溶接して固定する方法がとられ適当な
スペーサ（図示せず）が設けられたりしている。

前者は、主として液−液熱交換器に使用されて
いるが、プレート１間をガスケツト２でシールす
る構造を採用していることにより、20Kg／cm²Ｇ以
下程度の低圧、200℃以下程度の低温の用途に限
定される。後者の場合は、１Kg／cm²Ｇ以下の使用
限界のものが大部分で、その用途としては低圧の
ガス用熱交換器に使用されるのが限界である。

（考案が解決しようとする問題点） 従来の前記プレート式熱交換器においては、プ
レートの凸部、凹部の形成が一方向に限られてい
るため、各プレートの高温、高圧に対する耐強度
は一方向では得られるが他方向では期待できず、
各プレートを隔壁とする二流体の直交フローでは
熱伝達率を高めるのに自ら限度があつて、前記の
ように用途が限定され、コンパクト化、軽量化で
きないなどの問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は前記のような問題点に対処するための
プレート式熱交換器を提供するものであつて、列
設された複数の長突起からなるジグザグ状の複数
の突起列を備えたプレートを交互に裏返して二枚
ずつ重ね合わせて各プレートを二枚一組とし、突
起相互を当接、固定して縦方向流路を形成し、前
記二枚一組のプレートの突起配列を半ピツチだけ
横方向にずらしてプレート間隔をおき重ね合わせ
て配置して横方向流路を形成し、前記各プレート
を隔壁にした斜交状のウエービー・フロー路を設
けて、プレートの耐熱、耐圧強度とともに熱伝達
率を向上させている。

（作用） 列設された複数の長突起からなるジグザグ状の
複数の突起列を備えたプレートを交互に裏返して
二枚ずつ重ね合わせて各プレートを二枚一組と
し、突起相互を当接、固定して縦方向流路を形成
し、前記二枚一組のプレートの突起配列を半ピツ
チだけ横方向にずらしてプレート間隔をおき重ね
合わせて横方向流路を形成することにより、前記
各プレートを隔壁とした斜交状のウエービー・フ
ロー路を設けてプレートの耐熱、耐圧強度ととも
に熱伝達率を向上させている。

とくに前記横方向に流れる他方の流体は三次元
的に拡大、収縮を繰り返すため熱交換効率は一層
高められる。

（実施例） 以下図面を参照して本考案の好適な実施例につ
いて詳述する。

第１図は本考案によるプレート式熱交換器の斜
視図を示し、複数のプレート６が相互に間隔を置
いて積み重ねられている。隣接する二つのプレー
ト６は両端部７およびこれら両端部７と直交する
両端部８において段ごとに交互に溶接されて、直
交する流路９および１０を形成し、それらの流路
９，１０にそれぞれ別の流体が流されてそれらの
間で熱交換が行われる。積み重ねられたプレート
６は、内圧に応じた強さでバツクアツププレート
１１およびタイロツド１２によつて締付けられ
る。そして、流路９及び１０を流れる流体の出入
口となるマニホールド（図示せず）が取付けられ
て、プレート式熱交換器が完成する。

本考案は前記プレート６に特徴を有し、第２図
に示すように、プレート６の一面（図示上面）に
長円形状の多数の長突起が１３設けられ、図示の
ように逆傾斜で列設された複数の長突起からなる
突起列１３，……を、互いに密接して平行に、プ
レートの縦方向に指向させた構造となつている。
隣接する４個の長突起１３の端部間には糸巻状平
坦部１７が残されている。

さらに、第３図および第４図に示すように前記
プレートを６は交互に裏返して二枚ずつ重ね合わ
せて二枚一組とし、突起列１３，……相互を当
接、固定して、二枚一組として一方の流体ａの縦
方向流路１４を形成する。

第５図はプレート６，６′を積重ねたときの接
触部（黒塗部）を示す図である。プレート６とプ
レート６′とを裏返して重ね合わせたとき、長突
起１３はその頂面１６において当接、固定され
る。これにより、二枚一組のプレート６とプレー
ト６′とはジグザグ状に、間隔をおいて接触する
ことになる。

前記二枚一組のプレート６，６′の下には、同
様の二枚一組のプレートが突起配置を半ピツチだ
け流体ａの流れ方向に対して横方向にずらして間
隔をおき重ね合わせて配置され、プレート６とプ
レート６′との間に他方の流体ｂの横方向流路１
５を形成する。

第６図は二枚一組のプレート６，６′とプレー
ト６″とを重ね合わせたときの接触部（黒塗部）
を示す図である。

プレート６，６′とプレート６″とを重ね合わせ
たとき、流体ｂの流れ方向に半ピツチだけずらさ
れるが、前記のように４個の長突起１３，……の
間には糸巻状の平坦面１７が残つているのでそれ
らが横にずらされたとき、流体ｂの流れ方向の平
坦部で多点接触、固定する。

これにより、一方の流体ａの縦方向流路１４と
これに直交する他方の流体ｂの横方向流路１５と
がプレートの両側にウエービー・フロー路として
それぞれ形成されることになる。

本考案の実施例は、前記のような構成になつて
おり、列設された複数の長突起からなるジグザグ
状の複数の突起列を設けたプレートを、交互に裏
返して二枚ずつ重ね合わせて各プレートを二枚一
組とし、突起相互を当接、固定して縦方向流路を
形成し、前記二枚一組のプレートの突起配列を半
ピツチだけ横方向にずらしてプレート間隔をおき
重ね合わせて配置して、前記突起の上流および下
流の端部の平坦部において当接、固定して横方向
流路を形成するため、各プレートは縦、横方向に
高温、高圧に耐える強度を有し、かつ裏返し配置
による突起列相互および平坦部相互の当接、さら
には当接部の溶接固定によつて各プレートの耐強
度がいちじるしく高められている。

また、さらに各プレートの両面を流れる流体
は、それぞれのウエービー・フロー路において、
ジグザグの流れとなり、乱流となるとともに、プ
レートの一面側と他面側との流体ａ，ｂの相対的
流れはウエービー・フローとなつて、熱交換率が
高められる。

なお、各長突起の下流端ではデツドゾーンなし
に合流することを可能にするジグザグの流れとな
り、乱流となるとともに、プレートの両側の流れ
は各部分において斜交流となるウエービー・フロ
ーとなつて熱交換率が高められる。とくに二枚一
組のプレートを半ピツチずらして形成された横方
向流路は三次元的に拡大縮小を反復するので熱交
換を一層高めることができる。

（考案の効果） 本考案によるプレート式熱交換器は、 (1) 多数の長突起からなる縦突起列が密接してジ
グザグ状に平行に配設され、また前記二枚一組
のプレートを横方向に半ピツチずらして重ね合
わせたことにより、各プレートの縦、横にわた
り耐熱、耐圧強度がいちじるしく高められる。

(2) 積層されている各プレートを隔壁とした斜交
状の前記ウエービー・フロー路中の二流体は、
それぞれウエービー・フローする乱流となり、
とくに二枚一組のプレートを半ピツチ横にずら
して形成された流体ｂの流路は上下にウエーブ
しており、三次元的に拡大縮小を繰り返すた
め、乱流促進効果がいちじるしく熱伝達率がい
ちじるしく高められて熱交換性能が向上されて
いる。

(3) したがつて、小型化、コンパクト化とともに
軽量化でき、用途が大幅に拡大できる。

などの効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のプレート式熱交換器の構成
図、第２図は本考案のプレートの部分平面図、第
３図はプレートの重ね合わせた状態を示す平面
図、第４図は第３図の−線に沿う断面図、第
５図は突起の接触部を示す平面図、第６図は二枚
一組のプレートを横にずらして重ね合わせた状態
を示す平面図、第７図は従来のプレートの平面
図、第８図は従来のプレートの断面図、第９図は
プレートの他の従来例を示す部分斜視図。 ６，６′，６″……プレート、９，１０……流
路、１３……長突起、１４，１５……流路、１６
……頂面、１７……平坦面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 積層されたプレート間に同プレートを隔壁とす
   る直交フロー路を形成した直交タイプの熱交換器
   において、列設された複数の長突起からなるジグ
   ザグ状の複数の突起列を備えたプレートを交互に
   裏返して二枚ずつ重ね合わせて各プレートを二枚
   一組とし、突起相互を当接、固定して縦方向流路
   を形成し、前記二枚一組のプレートの突起配列を
   半ピツチだけ横方向にずらしてプレート間隔をお
   き重ね合わせて配置して横方向流路を形成し、前
   記各プレートを隔壁にした斜交状のウエービー・
   フロー路を設けたことを特徴とするプレート式熱
   交換器。