JP2005188888A - 積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】、積層型熱交換器において、耐圧性の向上を図る。
【解決手段】高圧流体流通プレート２と、低圧流体流通プレート３と、仕切プレート４とを備え、前記高圧流体流通プレート２、前記低圧流体流通プレート３、及び前記仕切プレート４を所定の順序にて積層させて構成される積層型熱交換器１であって、高圧流体流路１５、低圧流体流路２０、第１の高圧側ヘッダ部１６ａ，２３ａ，２５ａ、第２の高圧側ヘッダ部１６ｂ，２３ｂ，２５ｂ、第１の低圧側ヘッダ部１８ａ，２１ａ，２６ａ、第２の低圧側ヘッダ部１８ｂ，２１ｂ，２６ｂを、複数のスリットにより構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の形状の流路が形成されたプレートを複数積層させることにより、少なくとも２つの流体が独立して流通可能な流路を有し、これらの流体間での熱交換を可能にする積層型熱交換器に関する。

上記のような熱交換器において、次のような従来技術が開示されている。少なくとも２つの熱交換流体Ａ，Ｂのおのおのの流路となるスリットを形成した平板上プレートＡ，Ｂと積層時に前記熱交換流体の隔壁をなすプレートＣをＡ，Ｃ，Ｂ，Ｃの順に複数組積層して一体構造をなす積層式熱交換器において、前記熱交換流体Ａ，Ｂの動作圧力の小さい流体のスリットの幅を動作圧力の大きい流体のスリットの幅に比較して小さくしたものである（特許文献１参照）。これにより、動作圧力の小さい流体が流れるスリットが、両流体の差圧により上下面より圧縮される時の圧力に耐えやすくなるため、プレートの厚みを小さくしても耐圧性を確保することができるとされている。
特開平６−３３１２９５号公報（請求項１、段落番号００１０、図１）

上記のような積層型熱交換器は、装置全体としての耐圧性が低かったため、一般的には使用圧力が小さい流体に対して使用されていた。上記特許文献１に開示される熱交換器によれば、プレート厚の縮小による装置全体の軽量化等を実現できるとされているが、全体としての耐圧性の向上は期待できない。特に、同文献図１に示されているように、ヘッダー２３，２９，３２，３５を形成する部分が、プレート（特に２５及び２６）に形成された一つの矩形状の開口となっているため、このヘッダー部の耐圧性が低くなるという不具合がある。

そこで、本発明は、高い耐圧性を有する積層型熱交換器を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、流体流路とヘッダ部とを有するプレートを複数枚積層させて構成される積層型熱交換器において、前記流体流路及び前記ヘッダ部が、複数のスリットにより構成されるものである（請求項１）。

また、本発明は、高圧流体が流入する高圧流体入口と連通する第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、高圧流体が流出する高圧流体出口と連通する第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、低圧流体が流入する低圧流体入口と連通する第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、低圧流体が流出する低圧流体出口と連通する第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部、該第１及び第２の高圧側ヘッダ部を連通させる高圧流体流路を有する高圧流体流通プレートと、前記第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部、該第１及び第２の低圧側ヘッダ部を連通させる低圧流体流路を有する低圧流体流通プレートと、前記第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部を有する仕切プレートとを備え、前記高圧流体流通プレート、前記低圧流体流通プレート、及び前記仕切プレートを所定の順序にて積層させて構成される積層型熱交換器であって、前記高圧流体流路、前記低圧流体流路、前記第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダ部が、複数のスリットにより構成されるものである（請求項２）。

また、上記請求項２記載の構成においては、前記低圧流体流通プレートを、前記高圧流体流通プレートよりも多い割合で積層させることが好ましい（請求項３）。

また、上記請求項３記載の構成においては、前記高圧流体流通プレートをＡ、前記低圧流体流通プレートをＢ、前記仕切プレートをＣとする時、Ａ−Ｃ−Ｂ−Ｃ−Ｂ−Ｃ−の順序にて積層させることが好ましい（請求項４）。

また、上記請求項２〜４記載の構成においては、前記高圧流体流通プレートの高圧流体流路を構成する高圧側スリットの幅が、前記低圧流体流通プレートの低圧流体流路を構成する低圧側スリットの幅よりも小さく、且つ（（該高圧側スリットの幅）／（該高圧側スリットの間隔））＜（（該低圧側スリットの幅）／（該低圧側スリットの間隔））の関係が成り立つことが好ましい（請求項５）。

また、上記請求項２〜５記載の構成においては、前記高圧流体流通プレートにおいて、前記高圧流体流路を構成するスリットの間隔が、該高圧流体プレートの前記第１及び第２のヘッダ部を構成するスリットの間隔よりも大きいことが好ましい（請求項６）。

更に、本発明は、高圧流体が流入する高圧流体入口と連通する第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、高圧流体が流出する高圧流体出口と連通する第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、低圧流体が流入する低圧流体入口と連通する第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、低圧流体が流出する低圧流体出口と連通する第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部、該第１の高圧側ヘッダ部と連通する第１の高圧流体流路、該第２の高圧側ヘッダ部と連通する第２の高圧流体流路を有する高圧流体流通プレートと、前記第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部、該第１の低圧側ヘッダ部と連通する第１の低圧流体流路、該第２の低圧側ヘッダ部と連通する第２の低圧流体流路を有する低圧流体流通プレートと、前記第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部、高圧流体及び低圧流体が近接して流通し両流体間での熱交換を行う両流体熱交換部を有して構成される両流体流通プレートとを備え、前記高圧流体流通プレートをＡ、前記低圧流体流通プレートをＢ、前記両流体流通プレートをＣとする時、Ａ−Ｃ−Ｂ−Ｃ−の順序にて積層させて構成される積層型熱交換器であって、前記高圧流体流路、前記低圧流体流路、前記両流体熱交換部、前記第１の高圧側ヘッダ部、第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダ部、第２の低圧側ヘッダ部の全てが、複数のスリットにより構成されるものである（請求項７）。

また、上記請求項７記載の構成においては、前記両流体熱交換部は、積層時に、前記高圧流体流通プレートに形成された前記第１及び第２の高圧流体流路と連通する高圧流体流通スリットと、積層時に、前記低圧流体流通プレートに形成された前記第１及び第２の低圧流体流路と連通する低圧流体流通スリットとから構成されることが好ましい（請求項８）。

また、上記請求項８記載の構成においては、前記低圧流体流通スリットが、前記高圧流体流通スリットよりも多い割合で形成されていることが好ましい（請求項９）。

また、上記請求項８又は９記載の構成においては、前記低圧流体流通スリットの幅が、前記高圧流体流通スリットの幅よりも大きいことが好ましい（請求項１０）。

上記構成の積層型熱交換器によれば、プレートに形成される流路全てが複数のスリットにより構成され、特にヘッダタンクを構成するヘッダ部も複数のスリットによって構成されることにより、従来製品よりも耐圧性が大きく向上する。これにより、ＣＯ₂サイクル等の高圧状態となる冷凍サイクルにおいても十分な信頼性をもって使用可能な積層型熱交換器を提供することができる。また、各プレートにはスリットのみを形成すればよいので、プレス打ち抜き、レーザーカットといった工程が適用しやすくなる。更に、ヘッダタンクと流体の流路とがスリットにより直接且つ一体的に連結する構造となるので、流体の分配性がよい。更にまた、上記のような機能性の向上から、ヘッダタンクのサイズを縮小することが可能となる。また、低圧流体が流れる低圧流体流通プレートを、高圧流体流通プレートよりも多く積層させることにより、装置全体としての熱交換バランスがよくなる。

尚、請求項２〜６、及び７〜１０記載の構成は、請求項１の具体的な構成にあたるものである。請求項２〜６記載の積層型熱交換器においては、低圧側のスリット幅を高圧側より大きくすることにより、圧力損失の特性をバランス良く構成することができ、高圧側のスリット間隔に対してスリット幅を小さくすることにより、耐圧性を向上させることができる。また、（ヘッダ部のスリット間隔）＜（流体流路（熱交換部）のスリット間隔）とすることにより、矩形のプレートにおいて効率よく各機能をレイアウトすることができ、且つ冷媒の分配性を向上させることができる。また、請求項７〜１０記載の積層型熱交換器においては、高圧流体及び低圧流体の熱交換が１枚の両流体流通プレート中で行われるため、熱交換効率が優れている。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１〜図４は、本実施例に係る積層型熱交換器１及びその構成要素の構造を示すものであり、この積層型熱交換器１は、その内部に２種類の流体を流通させる独立した流路を有し、これらの流体間で熱交換させるものであり、冷凍サイクルにおいて高圧ラインと低圧ラインの冷媒を熱交換させる内部熱交換器として好適に用いられるものである。本実施例に係る積層型熱交換器１は、高圧流体流通プレート２、低圧流体流通プレート３、仕切プレート４、エンドプレート５、高圧流体入口６、高圧流体出口７、低圧流体入口８、低圧流体出口９を有して構成されている。高圧流体流通プレート２、低圧流体流通プレート３、及び仕切プレート４には、それぞれスリットによって構成される流体の流路が形成されており、これらのプレート２，３，４が所定のパターンで積層されることにより、熱交換器１内に独立した２本の流路が立体的に構成される。エンドプレート５は、前記プレート２，３，４の積層方向の両端部（図中上端部のみ記載）を閉鎖するものであり、高圧流体入口６、高圧流体出口７、低圧流体入口８、及び低圧流体出口９が、このエンドプレート５を介して前記熱交換器１内に形成される流路と連通している。

前記高圧流体流通プレート２は、図２（ａ）に示すように、アルミ等の金属製材料からなる矩形状の部材であり、高圧流体流路１５、第１の低圧側ヘッダ部１８ａ、第２の低圧側ヘッダ部１８ｂを有して構成されている。高圧流体流路１５は、プレート面の対角線上の２隅（図中右上隅から左下隅）を結ぶ複数（本実施例では１７本）のスリット１７により構成され、これらスリット１７群の一端側の領域（右上隅）が第１の高圧側ヘッダ部１６ａ、他端側の領域（左下隅）が第２の高圧側ヘッダ部１６ｂ、そして両高圧側ヘッダ部１６ａ，１６ｂ間の領域が高圧流体熱交換部１６ｃとなっている。また、プレート面の前記第１の高圧側ヘッダ部１６ａと隣接する隅部（右下隅）には、第２の低圧側ヘッダ部１８ｂが形成されていると共に、前記第２の高圧側ヘッダ部１６ｂと隣接する隅部（左上隅）には、第１の低圧側ヘッダ部１８ａが形成されている。これらの低圧側ヘッダ部１８ａ，１８ｂは、前記高圧側ヘッダ部１６ａ，１６ｂに対応する長さを有する複数（本実施例では１４本）のスリット１９により構成されている。また、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、前記高圧流体熱交換部１６ｃを構成するスリット１７の幅をｄ1、スリット１７間の間隔をｄ2とすると、ｄ1＜ｄ2の関係が成り立つと共に、高圧側ヘッダ部１６ａ，１６ｂを構成するスリット１７’の間隔をｄ3とすると、ｄ2＞ｄ3の関係が成り立つようになされている。

前記低圧流体流通プレート３は、図３（ａ）に示すように、アルミ等の金属材料からなる矩形状の部材であり、低圧流体流路２０、第１の高圧側ヘッダ部２３ａ、第２の高圧側ヘッダ部２３ｂを有して構成されている。低圧流体流路２０は、プレート面の対角線上の２隅（図中左上隅から右下隅）を結ぶ複数の（本実施例では１４本）のスリット２２により構成され、これらスリット２２群の一端側の領域（左上隅）が第１の低圧側ヘッダ部２１ａ、他端側の領域（右下隅）が第２の低圧側ヘッダ部２１ｂ、そして両低圧側ヘッダ部２１ａ，２１ｂ間の領域が低圧流体熱交換部２１ｃとなっている。また、プレート面の前記第１の低圧側ヘッダ部２１ａと隣接する隅部（左下隅）には、第２の高圧側ヘッダ部２３ｂが形成されていると共に、前記第２の低圧側ヘッダ部２１ｂと隣接する隅部（右上隅）には、第１の高圧側ヘッダ部２３ａが形成されている。これらの高圧側ヘッダ部２３ａ，２３ｂは、前記低圧側ヘッダ部２１ａ，２１ｂに対応する長さを有する複数（本実施例では１７本）のスリット２４により構成されている。また、図３（ｂ）に示すように、前記低圧流体熱交換部２１ｃを構成するスリット２２の幅をｄ4、スリット間の間隔をｄ5とすると、図２及び図３に示すように、ｄ1＜ｄ4の関係が成り立つと共に、（ｄ1／ｄ2）＜（ｄ4／ｄ5）の関係が成り立つようになされている。

前記仕切プレート４は、図４に示すように、アルミ等の金属材料からなる矩形状の部材であり、第１の高圧側ヘッダ部２５ａ、第２の高圧側ヘッダ部２５ｂ、第１の低圧側ヘッダ部２６ａ、第２の低圧側ヘッダ部２６ｂを有して構成されている。第１及び第２の高圧側ヘッダ部２５ａ，２５ｂは、前記低圧流体流通プレート３の第１及び第２の高圧側ヘッダ部２３ａ，２３ｂと対峙する位置（右上及び左下隅）に、前記スリット２４に対して直行するように形成された複数（本実施例においては９本）のスリット２７によって構成される。第１及び第２の低圧側ヘッダ部２６ａ，２６ｂは、前記低圧側流体流通プレート３の第１及び第２の低圧側ヘッダ部２１ａ，２１ｂと対峙する位置（左上及び右下隅）に、前記スリット２２に対して直行するように形成された複数（本実施例においては９本）のスリット２８によって構成される。

本実施例に係る積層型熱交換器１の積層パターンは、前記高圧流体流通プレート２をＡ、低圧流体流通プレート３をＢ、仕切プレート４をＣとする時、Ａ−Ｃ−Ｂ−Ｃ−Ｂ−Ｃ−の繰り返しとなっている（図１参照）。この構成により、高圧流体流通プレート２、低圧流体流通プレート３、及び仕切プレート４にそれぞれ形成された第１の高圧側ヘッダ部１６ａ，２３ａ，２５ａにより、第１の高圧側ヘッダタンクが形成され、高圧流体入口６から流入した高圧流体は、この第１の高圧側ヘッダタンクから前記高圧流体流通プレート２に形成されたスリット１７に分配される。また、各プレート２，３，４に形成された第２の高圧側ヘッダ部１６ｂ，２５ｂ，２３ｂにより、第２の高圧側ヘッダタンクが形成され、前記スリット１７を通った高圧流体は、この第２の高圧側ヘッダタンクを経て前記高圧流体出口７へと導かれる。また、各プレートに形成された２，３，４に第１の低圧側ヘッダ部１８ａ，２６ａ，２１ａにより、第１の低圧側ヘッダタンクが形成され、低圧流体入口８から流入した低圧流体は、この第１の低圧側ヘッダタンクから前記低圧流体流通プレート３に形成されたスリット２２に分配される。また、各プレートに形成された第２の低圧側ヘッダ部１８ｂ，２６ｂ，２１ｂにより、第２の低圧側ヘッダタンクが形成され、前記スリット２２を通った低圧流体は、この第２の低圧側ヘッダタンクを経て前記低圧流体出口９へと導かれる。

以上のように、本構成においては、熱交換器１内に形成される流路の全て、即ち高圧流体熱交換部１６ｃ、低圧流体熱交換部２１ｃ、第１及び第２の高圧側ヘッダタンク、第１及び第２の低圧側ヘッダタンクが、スリット１７，１９，２２，２４，２７，２８よって構成されている。このように、ヘッダタンクがスリットにより形成されていることにより、ヘッダタンク部の耐圧性が従来よりも大きく向上するので、ＣＯ₂サイクル等の高圧状態となる冷凍サイクルにおいても十分な信頼性を確保することができる。また、各プレート２，３，４にはスリットのみを形成すればよいので、プレス打ち抜き、レーザーカットといった工程が適用しやすくなる。更に、ヘッダタンクと熱交換部とがスリットにより直接且つ一体的に連結していることにより、流体の分配性がよい。更にまた、上記のような機能性の向上から、ヘッダタンクのサイズを縮小することが可能となる。

また、本構成においては、高圧流体が図１中矢印ａで示す方向へ流通し、低圧流体が矢印ｂの方向へ流通するため、互いに対抗流となり、熱交換性が良い。更に、圧力損失の影響が大きい低圧流体が流れる低圧流体流通プレート３を、高圧流体流通プレート２よりも多く積層させたことにより、装置全体としての熱交換バランスがよくなる。更にまた、低圧側のスリット２２幅ｄ4を高圧側のスリット１７幅ｄ1より大きくすることにより、圧力損失の特性をバランス良く構成することができ、高圧側のスリット１７間隔ｄ2に対してスリット１７幅ｄ1を小さくすることにより、耐圧性を向上させることができる。また、（ヘッダ部のスリット１７’間隔ｄ3）＜（流体流路（熱交換部）のスリット１７間隔ｄ2）とすることにより、矩形のプレートにおいて効率よく各機能をレイアウトすることができ、且つ冷媒の分配性を向上させることができる。

以下、本発明の他の実施例について、図面を参照して説明するが、上記実施例１と同一又は同様の箇所についてはその説明を省略する。図５〜図８は、本実施例に係る積層型熱交換器４０及びその構成要素の構造を示すものであり、この積層型熱交換器４０は、高圧流体流通プレート４１、低圧流体流通プレート４２、両流体流通プレート４３、エンドプレート４４、高圧流体入口４５、高圧流体出口４６、低圧流体入口４７、低圧流体出口４８を有して構成されている。

前記高圧流体流通プレート４１は、図６に示すように、第１の高圧流体流路５０ａ、第２の高圧流体流路５０ｂ、第１の高圧側ヘッダ部５１ａ、第２の高圧側ヘッダ部５１ｂ、第１の低圧側ヘッダ部５３ａ、第２の低圧側ヘッダ部５３ｂを有して構成されている。高圧流体流路５０ａ，５０ｂは、プレート面の対角線上の２隅（図中右上隅及び左下隅）からそれぞれ中央部へ向けて広がりながら延びる複数（本実施例では各１０本ずつ）のスリット５４により構成され、これらスリット５４群の右上隅の領域が第１の高圧側ヘッダ部５１ａ、左下隅の領域が第２の高圧側ヘッダ部５１ｂとなっている。また、前記第１及び第２の高圧側ヘッダ部５１ａ，５１ｂから延びるスリット５４群のプレート中央側の端部付近は、それぞれプレートの長手方向と平行となるように屈曲されたオーバーラップ部５２となっている。前記高圧側ヘッダ部５１ａ，５１ｂと低圧側ヘッダ部５３ａ，５３ｂは、プレートの長手方向の長さｄ5が略同一となるように形成されると共に、高圧側ヘッダ部５１ａ，５１ｂのプレート短手方向の幅ｄ6よりも低圧側ヘッダ部５３ａ，５３ｂのプレート短手方向の幅ｄ7の方が長くなるように、即ちｄ6＜ｄ7となるように形成されている。

前記低圧流体流通プレート４２は、図７に示すように、第１の低圧流体流路５５ａ，第２の低圧流体流路５５ｂ、第１の低圧側ヘッダ部５６ａ、第２の低圧側ヘッダ部５６ｂ、第1の高圧側ヘッダ部５８ａ、第２の高圧側ヘッダ部５８ｂを有して構成されている。低圧流体流路５５ａ，５５ｂは、プレート面の対角線上の２隅（図中左上隅及び右下隅）からそれぞれ中央部へ向けて広がりながら延びる複数（本実施例では各１８本ずつ）のスリット５９により構成され、これらスリット５９は、２本ずつが近接するように設けられている。また、スリット５９群の左上隅の領域が第１の低圧側ヘッダ部５６ａ、右下隅の領域が第２の低圧側ヘッダ部５６ｂとなっている。前記第１及び第２の低圧側ヘッダ部５６ａ，５６ｂから延びるスリット５９群のプレート中央側の端部付近は、それぞれプレートの長手方向と平行となるように屈曲されたオーバーラップ部５７となっている。この低圧流体流通プレート４２に形成された第１及び第２の低圧側ヘッダ部５６ａ，５６ｂと第１及び第２の高圧側ヘッダ部５８ａ，５８ｂは、前記高圧流体流通プレート４１に形成された第１及び第２の低圧側ヘッダ部５３ａ，５３ｂと第１及び第２の高圧側ヘッダ部５１ａ，５１ｂに対峙する位置に、これらと同じ大きさとなるように形成されている。

前記両流体流通プレート４３は、図８に示すように、両流体熱交換部６０、第１の高圧側ヘッダ部６５ａ、第２の高圧側ヘッダ部６５ｂ、第１の低圧側ヘッダ部６６ａ、第２の低圧側ヘッダ部６６ｂを有して構成されている。両流体熱交換部６０は、プレート略中央において該プレートの長手方向３分の１程度の長さを有する高圧流体流通スリット６１及び低圧流体流通スリット６２により構成されている。２本の高圧流体流通スリット６１の間に、低圧流体流通スリット６２が２本ずつ設けられている。また、高圧流体流通スリット６１の幅ｄ8と低圧流体流通スリット６２の幅ｄ9の関係は、ｄ8＜ｄ9が成り立つようになされている。この両流体流通プレート４３に形成された高圧側ヘッダ部６５ａ，６５ｂと低圧側ヘッダ部６６ａ，６６ｂは、前記高圧流体流通プレート４１に形成された高圧側ヘッダ部５１ａ，５１ｂと低圧側ヘッダ部５３ａ，５３ｂ、及び前記低圧流体流通プレート４２に形成された高圧側ヘッダ部５８ａ，５８ｂと低圧側ヘッダ部５６ａ，５６ｂに対峙する位置に、これらと同じ大きさとなるように形成されている。

本実施例に係る積層型熱交換器４０の積層パターンは、前記高圧流体流通プレート４１をＡ、低圧流体流通プレート４２をＢ、両流体流通プレート４３をＣとする時、Ａ−Ｃ−Ｂ−Ｃ−の繰り返しとなっている（図５参照）。これにより、高圧流体流通プレート４１、低圧流体流通プレート４２、及び両流体流通プレート４３にそれぞれ形成された第１の高圧側ヘッダ部５１ａ，５８ａ，６５ａにより第１の高圧側ヘッダタンクが形成され、各プレート４１，４２，４３に形成された第２の高圧側ヘッダ部５１ｂ，５８ｂ，６５ｂにより第２の高圧側ヘッダタンクが形成され、各プレート４１，４２，４３に形成された第１の低圧側ヘッダ部５３ａ，５６ａ，６６ａにより第１の低圧側ヘッダタンクが形成され、各プレート４１，４２，４３に形成された第２の低圧側ヘッダ部５３ｂ，５６ｂ，６６ｂにより第２の低圧側ヘッダタンクが形成される。また、両流体流通プレート４３の両流体熱交換部６０を構成するスリット６１，６２群の両端部に、高圧流体流通プレート４１の高圧流体流路５０ａ，５０ｂのスリット５４のオーバーラップ部５２及び低圧流体流通プレート４２の低圧流体流路５５ａ，５５ｂのスリット５９のオーバーラップ部５７が連結する。

この構成により、高圧流体入口４５から流入した高圧流体は、前記第１の高圧側ヘッダタンクから前記第１の高圧流体流路５０ａのスリット５４群に分配され、前記オーバーラップ部５２を介して両流体流通プレート４３の前記高圧流体流通スリット６１（図８参照）群の一端側に流入し、この高圧流体流通スリット６１群の他端側から、前記第２の高圧流体流路５０ｂのスリット５４群にオーバーラップ部５２を介して流入し、前記第２の高圧側ヘッダタンクに流入し、高圧流体出口４６から流出する。また、低圧流体入口４７から流入した低圧流体は、前記第１の低圧ヘッダタンクから前記第１の低圧流体流路５５ａのスリット５９群に分配され、前記オーバーラップ部５７を介して両流体流通プレート４３の前記低圧流体流通スリット６２群の一端側に流入し、この低圧流体流通スリット６２群の他端側から、前記第２の低圧流体流路５５ｂのスリット５９群にオーバーラップ部５７を介して流入し、前記第２の低圧側ヘッダタンクに流入し、低圧流体出口４８から流出する。

以上のように、本実施例に係る積層型熱交換器４０においても、高圧側ヘッダタンク及び低圧側ヘッダタンクがスリットによって構成されているため、これらヘッダタンク部が高い耐圧性を有するものとなり、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例に係る積層型熱交換器４０においては、高圧流体及び低圧流体の熱交換が１枚の両流体流通プレート４３中で行われるため、上記実施例１又は従来製品のように仕切プレートを介して熱交換される場合よりも、熱交換効率を良くすることができる。

以上のように、本発明によれば、各プレートに形成する流路を全てスリットにより構成したことにより、全体としての耐圧性が向上された積層型熱交換器を提供することができる。

図１は、本発明の実施例１に係る積層型熱交換器の構造を示す図である。 図２（ａ）は、実施例１における高圧流体流通プレートの構造を示す図であり、図２（ｂ）は、該プレートにおけるスリットの幅とスリット間の間隔との関係を示す図である。 図３（ａ）は、実施例１における低圧流体流通プレートの構造を示す図であり、図３（ｂ）は、該プレートにおけるスリットの幅とスリット間の間隔との関係を示す図である。 図４は、実施例１における仕切プレートの構造を示す図である。 図５は、本発明の実施例に係る積層型熱交換器の構造を示す図である。 図６は、実施例２における高圧流体流通プレートの構造を示す図である。 図７は、実施例２における低圧流体流通プレートの構造を示す図である。 図８は、実施例２における両流体流通プレートの構造を示す図である。

符号の説明

１，４０ 積層型熱交換器
２，４１ 高圧流体流通プレート
３，４２ 低圧流体流通プレート
４ 仕切プレート
６ 高圧流体入口
７ 高圧流体出口
８ 低圧流体入口
９ 低圧流体出口
１５ 高圧流体流路
１６ａ，２３ａ，２５ａ，５１ａ，５８ａ，６５ａ 第１の高圧側ヘッダ部
１６ｂ，２３ｂ，２５ｂ，５１ｂ，５８ｂ，６５ｂ 第２の高圧側ヘッダ部
１８ａ，２１ａ，２６ａ，５３ａ，５６ａ，６６ａ 第１の高圧側ヘッダ部
１８ｂ，２１ｂ，２６ｂ，５３ｂ，５６ｂ，６６ｂ 第２の高圧側ヘッダ部
１７，２２，２７，２８，５４，５９ スリット
６１ 高圧流体流通スリット
６２ 低圧流体流通スリット

Claims (10)

1. 流体流路とヘッダ部とを有するプレートを複数枚積層させて構成される積層型熱交換器において、
   前記流体流路及び前記ヘッダ部が、複数のスリットにより構成されることを特徴とする積層型熱交換器。
2. 高圧流体が流入する高圧流体入口と連通する第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、高圧流体が流出する高圧流体出口と連通する第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、低圧流体が流入する低圧流体入口と連通する第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、低圧流体が流出する低圧流体出口と連通する第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部、該第１及び第２の高圧側ヘッダ部を連通させる高圧流体流路を有する高圧流体流通プレートと、
   前記第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部、該第１及び第２の低圧側ヘッダ部を連通させる低圧流体流路を有する低圧流体流通プレートと、
   前記第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部を有する仕切プレートとを備え、
   前記高圧流体流通プレート、前記低圧流体流通プレート、及び前記仕切プレートを所定の順序にて積層させて構成される積層型熱交換器であって、
   前記高圧流体流路、前記低圧流体流路、前記第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダ部が、複数のスリットにより構成されることを特徴とする積層型熱交換器。
3. 前記低圧流体流通プレートを、前記高圧流体流通プレートよりも多い割合で積層させることを特徴とする請求項２記載の積層型熱交換器。
4. 前記高圧流体流通プレートをＡ、前記低圧流体流通プレートをＢ、前記仕切プレートをＣとする時、Ａ−Ｃ−Ｂ−Ｃ−Ｂ−Ｃ−の順序にて積層させることを特徴とする請求項３記載の積層型熱交換器。
5. 前記高圧流体流通プレートの高圧流体流路を構成する高圧側スリットの幅が、前記低圧流体流通プレートの低圧流体流路を構成する低圧側スリットの幅よりも小さく、且つ（（該高圧側スリットの幅）／（該高圧側スリットの間隔））＜（（該低圧側スリットの幅）／（該低圧側スリットの間隔））の関係が成り立つことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の積層型熱交換器。
6. 前記高圧流体流通プレートにおいて、前記高圧流体流路を構成するスリットの間隔が、該高圧流体プレートの前記第１及び第２のヘッダ部を構成するスリットの間隔よりも大きいことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の積層型熱交換器。
7. 高圧流体が流入する高圧流体入口と連通する第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、高圧流体が流出する高圧流体出口と連通する第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、低圧流体が流入する低圧流体入口と連通する第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、低圧流体が流出する低圧流体出口と連通する第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部、該第１の高圧側ヘッダ部と連通する第１の高圧流体流路、該第２の高圧側ヘッダ部と連通する第２の高圧流体流路を有する高圧流体流通プレートと、
   前記第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部、該第１の低圧側ヘッダ部と連通する第１の低圧流体流路、該第２の低圧側ヘッダ部と連通する第２の低圧流体流路を有する低圧流体流通プレートと、
   前記第１の高圧側ヘッダタンクを構成する第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダタンクを構成する第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダタンクを構成する第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダタンクを構成する第２の低圧側ヘッダ部、高圧流体及び低圧流体が近接して流通し両流体間での熱交換を行う両流体熱交換部を有して構成される両流体流通プレートとを備え、
   前記高圧流体流通プレートをＡ、前記低圧流体流通プレートをＢ、前記両流体流通プレートをＣとする時、Ａ−Ｃ−Ｂ−Ｃ−の順序にて積層させて構成される積層型熱交換器であって、
   前記高圧流体流路、前記低圧流体流路、前記第１の高圧側ヘッダ部、前記第２の高圧側ヘッダ部、前記第１の低圧側ヘッダ部、前記第２の低圧側ヘッダ部、前記両流体熱交換部が、複数のスリットにより構成されることを特徴とする積層型熱交換器。
8. 前記両流体熱交換部は、積層時に、前記高圧流体流通プレートに形成された前記第１及び第２の高圧流体流路と連通する高圧流体流通スリットと、
   積層時に、前記低圧流体流通プレートに形成された前記第１及び第２の低圧流体流路と連通する低圧流体流通スリットとから構成されることを特徴とする請求項７記載の積層型熱交換器。
9. 前記低圧流体流通スリットが、前記高圧流体流通スリットよりも多い割合で形成されていることを特徴とする請求項８記載の積層型熱交換器。
10. 前記低圧流体流通スリットの幅が、前記高圧流体流通スリットの幅よりも大きいことを特徴とする請求項８又は９記載の積層型熱交換器。

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