JPH0539326Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は三つの流体間において熱交換を行う
ように改良したプレート式の熱交換に関する。

（従来の技術） 例えば、産業車両や船舶用のエンジンでは潤滑
油をエンジン冷却水または海水で冷却して一定温
度に保つようにしているが、その際、用いられて
プレート式の熱交換器を示せば第６図イ，ロのと
おりであり、周縁に立上り片１ａを備え、左右両
側にそれぞれ一対の円形通孔１ｂを設けた横長な
皿形プレート１の内部両側に、上記通孔１ｂに重
なり合う通孔２ａと内向きｕ字状の開放通路２ｂ
を形成した短冊状の間隔片２を、その通孔２ａと
開放通路２ｂの位置が左右のもので異なり、かつ
上下のもので交互に異なるように取付け、両側間
隔片２の間には波形フイン５を配設し、このよう
な皿形プレート１を所要数段積み重ねその最上段
と最下段に入口パイプ３ａまたは４ａ、出口パイ
プ３ｂまたは４ｂを取付けた上蓋プレート３およ
び下蓋プレート４を重ねて、各プレート同志を気
密にろう付けしてあり、被冷却流体である潤滑油
を上部入口パイプ３ａから流入させ、実線矢印の
ように所要プレート１内を斜めに通過させて下部
出口パイプ４ｂから流出させるようにし、また、
冷却水を下部入口パイプ４ａから流入させ、潤滑
油のプレートとは異なるプレート１内を斜めに通
過させて上部の出口パイプ３ｂから流出させるよ
うにし、その過程で流体相互の熱交換を行うよう
にしている。

（考案が解決しようとする問題点） 最近、ホテルやオフイスビルまたは病院など
で、発電を行うばかりでなく、排気やエンジン冷
却水の熱を回収して給湯や暖房に利用するいわゆ
るコ・ジエネレーシヨンシステム（熱併給発電方
式）が試みられているが、上記従来の熱交換器で
は二種の流体しか流せないため、一つの冷却媒体
で排気の熱とエンジン冷却水の熱を同時に回収す
ることができず、少なくとも二つの熱交換器が必
要で、配管が複雑になるばかりでなく、熱損失を
伴い回収熱量が低下する恐れがある。

そこで、この考案は一つの冷却媒体で二つの流
体の熱を同時に回収することができ、熱損失を伴
わずに効率よく回収できる熱交換器を得ることを
目的とする。

（問題点を解決するための手段ならびに作用） 上記目的達成のために、この考案は両端部に通
孔を有する横長なみぞ形プレートの両端部内に
は、プレートの通孔に揃う通孔と内向きの開放通
路を有する間隔片を、その通孔と開放通路の位置
が両端のものでくい違いかつ上下のもので異なる
ように取付けて、所要段数積層するプレート式の
熱交換器として、上記各みぞ形プレートの中央部
には下向き先細りの通気筒を所要数並列させて設
け、上方の各通気筒の先端部を下方の通気筒の基
端部にそれぞれ嵌め合せてみぞ形プレートを積層
し、その上段または下段には第１、第２の出口パ
イプを有する上エンドプレートまたは第１、第２
の入口パイプを備えた下エンドプレートをそれぞ
れ取付け、第１、第２の入口パイプにはそれぞれ
温度の異なる冷却流体を流入させる一方、上記み
ぞ形プレートの通気筒には被冷却流体を流入させ
るようにしたことを特徴としている。

そして、上下に連なる積層みぞ形プレートの各
通気筒にエンジンの排気のように高温の流体を流
し、第１入口パイプにはエンジン冷却水のように
比較的に温度の高い一次冷却流体を流入させ、ま
た、第２入口パイプには水道水のような低温の二
次冷却流体を流入させれば、一次、二次の冷却流
体はそれぞれ間隔片の開放通路を通つて所定のみ
ぞ形プレート内に入り、そのみぞ形プレート内の
通気筒の周りを巡回しつつ横流れして反対側に至
り、反対側の間隔片の開放通路を介し上方に流れ
て、それぞれ第１、第２の出口パイプから外方に
流出していく。その流動過程において、高温流体
と一次二次の冷却流体の間および一次、二次流体
の間に熱交換が行われる。

（実施例） 第１図ないし第３図はこの考案の一実施例を示
すが、第１図は構成を分り易くするために上下を
逆にして主要部品を分離して示すものであり、１
１は下方がやや開いた下向きみぞ形（１図では上
向きみぞ形になつている）にプレス成形された横
長なプレートであつて、長手方向両側に張出しつ
ば１１ａを備えると共に左右両端部にはそれぞれ
一対の通孔１１ｂが設けられ、プレート１１の左
右両端部内には、上記一対の通孔１１ｂに重なり
合う通孔１２ａと内向きｕ字状の開放通路１２ｂ
を設けた短冊状の間隔片１２が、通孔１２ａと開
放通路１２ｂの位置が左右のもので互い違いにな
り、かつ上下のもので交互に異なるようにして取
付けられ、両側間隔片１２の間の中央部には、高
さがプレート１１のみぞ深さとほぼ同じで先細り
の円錐台状をなした通気筒１３が所要数所定の間
隔で数列にわたつて下向きに突設されており、プ
レート１１を重ねたとき上のプレートの通気筒１
３の先端部が下側プレートの通気筒１３の基端部
に嵌合するようになされている。

上記のようなみぞ形プレート１１を所要枚数、
第２図、第３図のように下側プレートの両側片が
上側プレートの両側片に嵌合すると共に上側プレ
ートの各通気筒１３の先端部が下側プレートの通
気筒の基端部にそれぞれ嵌合しかつ左右の間隔片
の通孔１２ａと開放通路１２ｂが整列するように
して積み重ね、その上段には、中央部にプレート
の通気筒１３の配列部分を囲む窓孔１４ｃを備
え、両側に間隔片１２の前側または後側（第２図
ロでは後側、１図ではその逆）の開放通路１２ｂ
または通孔１２ａに一致する第１の出口パイプ１
４ａと第２の出口パイプ１４ｂを設けた上エンド
プレート１４を重ね、また、下段には、中央部に
上側プレートの各通気筒１３の先端部に嵌合する
差込み口１５ｃが立設され、両側に間隔片１２の
後側または前側の通孔１２ａまたは開放通路１２
ｂに一致する第１の入口パイプ１５ａと第２の入
口パイプ１５ｂを出口パイプ１４ａ，１４ｂとは
位置を異ならせて設けた下エンドプレート１５を
重ね、上下のプレート１１の嵌合部、通気筒１３
同志の嵌合部、差込み口１５ｃの挿入部ならびに
エンドプレート１４，１５の当接部をろう付けし
て一体的に組付ける。

更に、上下のエンドプレート１４，１５の上に
は第３の入口パイプ１６ａを設けたフード部材１
６または第３の出口パイプ１７ａを設けたフード
部材１７がそれぞれ気密にねじ止めされる。

上記構成のもとに、下エンドプレート１５の第
１入口パイプ１５ａからエンジン冷却水W₁を流
入させると共に第２入口パイプ１５ｂから水道
水、地下水などの二次冷却水W₂を流入させ、こ
れに対向するように上部フード部材１６の第３入
口パイプ１６ａからエンジンの排気ｇを流入させ
る。すると、排気ｇは白線矢印のように積層する
プレート１１の各通気筒１３を通り抜け、下エン
ドプレート１５の差込み口１５ｃを介し下部フー
ド部材１７の第３出口パイプ１７ａから外部に流
出していき、エンジン冷却水W₁は第１図の実線
矢印のように積層みぞ形プレートの間隔片１２の
通孔１２ａは通り抜け、所定段（第３図では偶数
段目）の一側の間隔片１２の内向きの開放通路１
２ｂから当該プレート１１のみぞ内に入り、多数
の通気筒１３の周りを巡回しつつ横流れして他側
に至り、他側の間隔片１２の内向きの開放通路１
２ｂおよびプレートの通孔１１ｂを通つて上方に
流れ、上エンドプレート１４の第１出口パイプ１
４ａからエンジン側に流出していき、また、二次
冷却水W₂は二重点線のようにエンジン冷却水W₁
とは別の段（第３図では奇数段目）のみぞ形プレ
ート１１の他側の間隔片１２の開放通路１２ｂか
ら当該プレート１１のみぞ内に入り、そこに並列
している通気筒１３の周りを巡回しつつ横流れし
て一側に向い、一側の間隔片１２の開放通路１２
ｂとプレートの通孔１１ｂを通つて上方に流れ、
上エンドプレート１４の第２出口パイプ１４ｂか
ら給湯設備または暖房設備の方へ流出していく。

このような三つの流体の流れの過程において、
排気ｇは各みぞ形プレート１１上の多くの通気筒
１３を介し、エンジン冷却水W₁と二次冷却水W₂
とによつて冷却され、また、エンジン冷却水W₁
（二次冷却水W₂よりかなり温度が高い）は取り込
んだ排気ｇの熱を含めてみぞ形プレート１１の壁
板を通じ二次冷却水W₂によつて冷却されること
になる。換言すれば、二次冷却水W₂によつて排
気の熱とエンジン冷却水の熱が同時に回収される
ことになる。

第４図はエンジン冷却水W₁と二次冷却水W₂と
の伝熱面積すなわちプレート１１のみぞ底の面積
を変えることなく、二次冷却水W₂が流入するみ
ぞ形プレートに設けられる通気筒１３の高さ（す
なわちプレートのみぞ深さ）をエンジン冷却水
W₁が流入するみぞ形プレート１１の通気筒１３
より高くして、排気ｇに対する伝熱面積を二次冷
却水W₂の方を大きくなし、排気ｇの熱を二次冷
却水W₂により、より多く回収するようにした変
更例を示すものである。

第３図の例のように二つの冷却水W₁，W₂で排
気熱を等量ずつ受けるようにしたものでは、温
度、流速などの関係で場合によつて、エンジン冷
却水に冷却不良を生じる恐れがあるが、上述の例
ではその心配がない。

また、間隔片１２の通孔１２ａと内向き開放通
路１２ｂの位置は上下のもので必ずしも交互でな
くてもよい。すなわち、エンジン冷却水W₁と二
次冷却水W₂とは必ずしも交互の層をなしていな
くてもよい。さらに、間隔片１２は第５図のよう
にＰの字状のものとして、プレート１１の通孔１
１ｂにそれぞれ重なる通孔１２ａおよび内向き開
放通路１２ｂを形成するようにしてもよい。

なお、図示の例では第１の入口パイプにエンジ
ン冷却水を流入させ、第２の入口パイプに二次冷
却水を流入させるようにしたものを示したが、こ
れを逆でもよく、また、流体としてはエンジンの
排気やエンジン冷却水に限らず、一つの冷却媒体
によつて二つの流体の熱を回収する必要のあるも
のならば、扱う流体は他のものでも差支えない。

（考案の効果） 以上のようにこの考案では、みぞ形プレートの
両端部内に、通孔と内向きの開放通路を設けた間
隔片を、その通孔と開放通路の位置が両端のもの
でくい違い上下のもので異なるように取付けて所
要段数積層するプレート式の熱交換器として、各
みぞ形プレートの中央部には下向き先細りの通気
筒を所要数設け、上方の各通気筒の先端部を下方
の通気筒の基端部にそれぞれ嵌合させてみぞ形プ
レートを積層し、その上段または下段に第１、第
２の出口パイプを有する上エンドプレートまたは
第１、第２の入口パイプを有する下エンドプレー
トをそれぞれ取付け、第１、第２の入口パイプに
はそれぞれ温度の異なる冷却流体を流入させる一
方、みぞ形プレートの通気筒には被冷却流体を流
入させるようにしたので、器体中を流れる三つの
流体の熱交換を同時に行うことができ、一つの二
次冷却流体によつて他の二つの流体の熱を効率よ
く確実に回収することができ、また、余分な配管
を必要とせず、熱損失が少なく、オフイスビルや
ホテル、病院などの給湯または暖房などに有効に
役立たせることができ、実用的価値の高いもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の上、下を逆にし
て分離した状態の斜視図、第２図イはその組立状
態の正面図、同図ロはその平面図、第３図は第２
図イのＸ−Ｘ線に沿つた断面図、第４図は変更例
の第３図と同じ部分の断面図、第５図は別例の間
隔片を用いたプレートの斜視図、第６図イは従来
品の分解斜視図、同図ロはその組立て正面図。 図中、１１……みぞ形プレート、１１ｂ……通
孔、１２……間隔片、１２ａ……通孔、１２ｂ…
…開放通路、１３……通気筒、１４……上エンド
プレート、１４ａ，１４ｂ……第１、第２の出口
パイプ、１５……下エンドプレート、１５ａ，１
５ｂ……第１、第２の入口パイプ、１５ｃ……差
込み口、１６，１７……フード部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 両端部に通孔１１ｂを有する横長なみぞ形プレ
   ート１１の両端部内には、プレートの通孔１１ｂ
   に揃う通孔１２ａと内向きの開放通路１２ｂを有
   する間隔片１２を、その通孔１２ａと開放通路１
   ２ｂの位置が両端のものでくい違いかつ上下のも
   ので異なるように取付けて、所要段数積層するプ
   レート式の熱交換器において、上記各みぞ形プレ
   ート１１の中央部には下向き先細りの通気筒１３
   を所要数並列させて設け、上方の各通気筒１３の
   先端部を下方の通気筒１３の基端部にそれぞれ嵌
   め合せてみぞ形プレート１１を積層し、その上段
   または下段には第１、第２の出口パイプ１４ａ，
   １４ｂを有する上エンドプレート１４または第
   １、第２の入口パイプを備えた下エンドプレート
   １５をそれぞれ取付け、第１、第２の入口パイプ
   １５ａ，１５ｂにはそれぞれ温度の異なる冷却流
   体を流入させる一方、上記みぞ形プレートの通気
   筒には被冷却流体を流入させるようにしたことを
   特徴とするプレート式熱交換器。