JPS6015875B2 - 板型熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、板の両側を流れる２つの流体の流量または
圧力低下を有利に調節できる要素を備えた熱交換器に関
するものである。

従来の公知の板型熱交換器の大部分のうちの代表的なも
のには、積重ねて組合わされた多数の板の間にできる中
間室を交互に連続するため、板を通過した分配開□部の
周囲に密封リングが取付けられている。

例えば矩形の板でもつてそれぞれの室に通ずる分配関口
部が対向する隅に位置されて流体が室から対角線方向に
流れるようになっている。熱交換を増すため、または板
が流体圧力を受ける必然性から板を互に支え合うため、
板の表面は通常波形またはこれに似た形をしている。そ
れぞれの流体の流量が同じでないときに流体の一部分を
分岐させる平行になっている分岐装置が用いられている
が、この分岐装置は効率を低下させる形をなしていて不
利である。この発明の目的は、２つの流体の流れの有効
通路を違わせ、その流れを互に対向流となるようにした
熱交換器において、熱交換を最良にすることである。

通常、流体の有効圧力は予め定められているので、圧力
低下を或る程度うまく利用し、通路内の内部抵抗を適当
に決めることによって、流体の有効圧力で熱交換を最良
にすることができる。この発明によれば、これは、それ
ぞれの流体の流れの有効通路を適当に分配することによ
って達成され、多数の溢流閉口部の形で内部回路を短絡
させることによって実施される。実際にはこの原理は、
流体をらせん形通路にそって板の中央から外周へまたは
その逆に外周から中央へなるべく互に対向するように流
して導び〈ようにして行われる。流量対圧力低下比の調
節は、流通路の有効全長を増減させ、実際にはらせん形
流通路のピッチを増減させて行われる。これは、真のら
せん形通路の論を、・隣接する２つの論の間に溢流を起
させて或る程度局部的に回路を短絡させることによって
、実際に可能である。板の両面にある溢流閉口部の数お
よびその面積が逢うような形を板に与えると前述の最良
の効果が得られる。この発明の目的を果す熱交換器の特
徴は、板を、プレスにかけ型打ちして、板の一方の凹部
が板の他方の面の対応する突出部となるようになってい
る凹部および突出部を有するらせん形変形部（ｄｅｆｏ
皿ａｔｉｏｎ）を含む形状にし、流通路を該変形部の間
に配置し、該変形部の数個の論を互に連結し、流通路の
端を、板のそれぞれの平面と直角をなす連結通路に蓮通
させ、板を互に接して積重ねるとき、２つの面にある突
出部を互に対をなして向き合せて流通路の壁を形成し、
突出部によって分離された２つの流通路の間に溢流通路
を設け、該溢流通路は、互いに接する第一と第二の板の
それぞれの突出部に設けられた対応する凹み又は切欠き
の形で形成され、これらの凹み又は切欠きが板を積重ね
たとき互に一部分又は完全に一致するように構成したこ
とにある。

この発明による熱交換器の一実施例は添付図面について
つぎに説明される。

つぎに説明される実施例は、主要部分として第１図によ
る板を有し、この板は伝熱材料、例えばステンレス鋼板
で造られる。

この板はプレスおよび型打ちして図面に示されている形
にされ、即ち同心の多数の変形部１は、鋼板面に突出部
２および凹部３を有し、鋼板面は、同じ状の変形部と変
形部との間が平状をなし、またこれらの各変形部の間に
は同Ｄ‘こ位置された多数の流通路を形成している。こ
れらの通路は断続するピッチで、即ち通路が外側の流路
から内側の流路へまたはその逆に変化するように、関口
部４を介してらせん形に連結され、転向突起（隆起部）
５がこの閉口部のところに同０状通路を横切るように斜
めに配置され、隣接する同じの２つの変形部１，１を連
結している。各板は中央に２つの穴６，７と、周囲に他
の２つの穴８，９とを有する。２つの穴６，８は、板の
一方の面にあるらせん形通路の始と終りであり、他の２
つの穴７，９は板の他方の面にある通路の始と終りであ
る。

第１図において上面にある通路は連続する矢印で示され
、下面にある通路は破線矢印で示される。閉口部４のほ
かに、変形部には他の切欠きまたは凹み１０がある。

この切欠きの目的は、隣接する通路間に溢流通路１１を
設けるためのものであり、この溢流通路によって同一の
板におけるらせん形の多数の変化が得られる。板を互に
積重ねると、隣接する２枚の板の切欠きが互に一致して
このような溢流通路１１が生ずる。溢流通路の面積は一
方の板を他方の板に対して回転してずらすことによって
調節できる。従って一方の板の切欠きを他方の板の変形
部１でもつて覆うことによって、溢流は完全に停止でき
る。第４ａ図は２つの溢流通路の接線方向の第３図Ｂ−
Ｂ断面図であり、２つの溢流通路の全面積を示す。第４
ｂ図は第４ａ図と同じ断面図であるが、図示された板の
下方の板は、２つの切欠き１０ａ，１０ｂ（第４図）間
の距離に等しい角度だけ円周方向に回転して示されてい
る。故に各板に１つづつある２つの切欠きは覆われ、他
の２つの切欠きは１つの溢流通路１１を生ずる。第４ｃ
図において、下方にある板は、切欠き間の１／２の距離
に等しい角度だけ回転させられ、これによりすべての切
欠きが覆われる。多数の設計変更が可能である。例えば
、板の一方の面および他方の面には同数の切欠きおよび
面積の異なる切欠きが設けられてもよい。１つの流体に
ついて、第４ａ図による溢流通路が選ばれ、他の流体に
対しては結局第４ｃ図に示されるように溢流通路は１つ
もなくてもよい。

回転してずらすことのできる前記の型が用いられている
積重ねられた１群は第５図に示され、この第５図におけ
るＢ−Ｂ断面は積重ねられた多数の板の方へひろがって
いる。例えば温水熱交換器の場合には、１つまたは１つ
以上の余分の連結通路１２（第１図）を設けて、これを
ラジェータ熱交換器等から主戻り水の入口および出口に
それぞれ配置することは想像できる。板は通常の方法で
流通路内に隆起部（リブ）１３を有し、この隆起部で板
を互に補強するので、板のそれぞれの面に不均等な圧力
が加えられてもよい。

周囲および連結通路のまわりでは、板は密封リング１４
（第２図）によって互いに密封される。図示説明された
熱交換器はこの発明を理解させるための一例である。

前述の組合せの外に、もちろん他の組合せもある。この
場合一方の流体が各Ｂ−Ｂ断面でゼロ、１つまたは２つ
の溢流通路を有し他方の流体が２つ、１つまたはゼロの
溢流通路を有する。余分の通路１２に流体を追加する代
りに、このような通路を用いて流体を取出すことができ
る。以上説明したように、本発明によれば、プレス加工
により板の一方の面を凹部に他方の面を対応する突出部
となしたらせん形変形部の間に流通路を形成し、板を積
重ねたとき、２つの面にある突出部を互いに向き合せて
流通路の壁を形成し、かつ、突出部によって分離された
２つの流通路の間に溢流通路を設け、該溢流通路を、互
いに接する第一と第二の板のそれぞれの突出部に設けら
れた対応する凹み又は切欠きを互いに一部分又は完全に
一致させるようにして形成しているので、これらの溢流
通路によって、同一の板におけるらせん形通路に多数の
変化が得られるばかりでなく、対応（対向）する２枚の
板の突出部に設けられた凹み又は切欠きを、互いに積み
重ねられた状態で周万向にずらすことによって、溢流通
路の開□面積を容易に適宜の大きさに調節、設定するこ
とができる。

従って、熱交換器の伝熱板をすべてプレス加工により成
形でき製作組立てが容易であるばかりでなく、この種熱
交換器において通常、予め定められている流体の有効圧
力で、前記流通路間に設けられ開口面積を任意に設定で
きる溢流通路によって、通路内の内部抵抗を適当な値に
することができ、内部流体を適正な流れとして熱交換を
最良にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱交換器に含まれている板を水平に突出させた
状態で示し、第２図は積重ねられた多数の板の分解配列
図であり、第３図は、第１図のＡ一Ａ線で切断された互
に接近して位贋する２枚の板の断面図であり、第４図は
Ａ−Ａ断面に直角に位置する板の断面図であり、第４ａ
図は第３図のＢ−Ｂ線で切断されかつＡ−Ａ線に直角に
位置する断面図であり、第４ｂ図は第４ａ図と同じ断面
図であるが、板は他の角度で配置されており、第４ｃ図
は第４ａ図と同じ断面図であるが板は更に他の角度で配
置されており、第５図は、互に接近して位置され互にい
ろいろな角度で配置されている多数の板のＢ−Ｂ断面図
である。 図中、１はらせん形の変形部を、２は突出部を、３は凹
部を、６，８，７，９は連結通路を示す。 第１図 第２図 第３図 第４図 第４図ａ 第４図ｂ 第４図ｃ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互に積重ねられた一群の伝熱板を含む板型熱交換器
   の上記伝熱板を、プレスにかけ型打ちして、板の一方の
   面の凹部３が板の他方の面の対応する突出部２となるよ
   うになつている凹部および突出部を有するらせん形変形
   部１を含む形状にし、流通路を該変形部１の間に配置し
   、該変形部の数個の輪を互に連結し、流通路の端を、板
   のそれぞれの平面と直角をなす連結通路６，８，７，９
   に連通させ、板を互に接して積重ねるとき、２つの面に
   ある突出部２を互に対してなして向き合せて流通路の壁
   を形成するようにした板型熱交換器において、突出部２
   によつて分離された２つの流通路の間に少くとも一つの
   溢流通路１１を設け、該溢流通路１１は、第一の板の突
   出部２に設けられた凹み又は切欠き１０及び第二の板の
   突出部２に設けられた対応する切欠き又は凹みの形で形
   成され、それぞれの板の前記の切欠き又は凹みが、板を
   積重ねたとき前記の第一、第二の板の間で一部分又は完
   全に一致させるようにしたことを特徴とする板型熱交換
   器。 ２ 各面にある変形部が同心の円形突起状に形成され、
   変形部の数個の輪が、転向突起５およびこれに接近して
   位置し、突起の道筋にある開口部４でもつて互に連結さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   板型熱交換器。 ３ 第一の板を他の板に対して回転移動させることによ
   つて溢流通路の面積を調節できるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の板型熱交換器。 ４ １つの熱交換流体を、前記の第一の板の一方の側に
   ある流通路に導びき、他方の流体を、前記の第一の板の
   他方の側の流通路に、前記の流体と対向流の形で導びく
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第３項の
   何れか１項記載の板型熱交換器。 ５ 板の同一面にある突出部と同様に凹部は凹みまたは
   切欠きを有していることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の板型熱交換器。 ６ 前記の板の面にある凹部が他方の面の突出部を形成
   し、この突出部が隣接する板の対応する突出部に接し、
   この２つの突出部が流通路を構成し、この流通路の間に
   一致する凹みまたは切欠きでもつて多くの溢流通路をつ
   くり出すことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   板型熱交換器。