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公開番号2024178946
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-25
出願番号2024096290
出願日2024-06-13
発明の名称プレート式熱交換器
出願人ハンオンシステムズ
代理人弁理士法人共生国際特許事務所
主分類F28F 3/08 20060101AFI20241218BHJP(熱交換一般)
要約【課題】高い作動圧力に耐えるコンパクトで安定したプレート式熱交換器を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の冷媒回路用のプレート式熱交換器は、チャネル形成用用切り込みを有するチャネルプレートを有し、そのうちの少なくとも2つのチャネルプレートが、それぞれの場合、チャネルプレートスタックに配置され、少なくとも1つのチャネルを形成し、第1の流体用の第1のチャネルプレートスタックと第2の流体用の第2のチャネルプレートスタックが、2つのカバープレートは、対向するチャネルを分離するためにその間に配置された分離プレートを有し、そのカバープレートの少なくとも1つは、第1の流体および/または第2の流体用の流体接続部を有し、各場合において少なくとも1つのチャネルプレートのチャネル形成用切り欠きは、チャネルに対して横方向に配向された少なくとも1つの安定ブリッジを有する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒回路用のプレート式熱交換器（７）、車両の冷媒回路用のプレート式熱交換器（７）であって、チャネル形成用用切り込み（３）を有するチャネルプレート（１．１、１．２、２．１、２．２）を有し、そのうちの少なくとも２つのチャネルプレート（１．１、１．２、２．１、２．２）が、それぞれの場合、チャネルプレートスタック（１、２）に配置され、少なくとも１つのチャネル（３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７）を形成し、第１の流体用の第１のチャネルプレートスタック（１）と第２の流体用の第２のチャネルプレートスタック（２）が、２つのカバープレート（９．１、９．２）は、対向するチャネル（３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７）を分離するためにその間に配置された分離プレート（８）を有し、そのカバープレート（９．１、９．２）の少なくとも１つは、第１の流体および／または第２の流体用の流体接続部を有し、各場合において少なくとも１つのチャネルプレート（１．１、２、２、２．１、２．２）のチャネル形成用切り欠き（３）は、チャネル（３．１、３．２、３．３、４、３．５、３．６、３．７）に対して横方向に配向された少なくとも１つの安定ブリッジ（５）を有することを特徴とするプレート式熱交換器（７）。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記チャネルプレート（１．１、１．２、２．１、２．２）がアルミニウムから形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器（７）。
【請求項３】
前記分離プレート（８）及び／又はカバープレート（９．１、９．２）が、第１及び第２のチャネルプレートスタック（１、２）のチャネルプレート（１．１、１．２、２．１、２．２）よりも大きな材料厚さを有することを特徴とする請求項１又は２の１つに記載のプレート式熱交換器（７）。
【請求項４】
前記第１および第２のチャネルプレートスタック（１、２）がそれぞれ、積層された複数のチャネルプレート（１．１、１．２、２．１、２．２）で形成され、各各の第２のチャネルプレート（１．２、２．２）が、チャネル（３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７）に対して横方向に配向された少なくとも１つの安定化ブリッジ（５）を有することを特徴とする請求項１から３の１つに記載のプレート式熱交換器（７）。
【請求項５】
前記第１のチャネルプレートスタック（１）および第２のチャネルプレートスタック（２）の各各のチャネルプレート（１．１、１．２、２．１、２．２）が、少なくとも１つのチャネル（３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７）に対して横向きに配向された安定化ブリッジ（５）を有し、互いに積層されたチャネルプレート（１．１、１．２、２．１、２．２）の安定化ブリッジ（５）は、少なくとも１つのチャネル（３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７）のコースに沿ってオフセットされていることを特徴とする請求項１から４の１つに記載のプレート式熱交換器（７）。
【請求項６】
前記チャネルプレート（１．１、１．２、２．１、２．２）のチャネル形成用切り込み（３）の少なくとも１つの安定化ブリッジ（５）が形成されるチャネル（３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７）の幅に少なくとも対応する幅を有することを特徴とする請求項１から５の１つに記載のプレート式熱交換器（７）。
【請求項７】
前記チャネルプレート（１．１、１．２、２．１、２．２）がそれぞれ複数のチャネル形成用切り込み（３）を有し、前記チャネルプレート（１．１、１．２、２．１、２．２）がそれぞれ複数の個別チャネル（３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７）を有し、各個別チャネル（３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７）は、個別チャネル（３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７）に対して横方向に向けられた少なくとも１つの安定化ブリッジ（５）を有することを特徴とする請求項１から６の１つに記載のプレート式熱交換器（７）。
【請求項８】
前記チャネル構造の個々のチャネル（３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７）は、平行に間隔を置いて配置されていることを特徴とする請求項７に記載のプレート式熱交換器（７）。
【請求項９】
前記複数のチャネル形成用切欠き（３）がリング状に同心状に配置され、隣接するリング状のチャネル形成用切欠き（３）の安定化ブリッジ（５）が放射状にオフセットされていることを特徴とする請求項７または８の１つに記載のプレート式熱交換器（７）。
【請求項１０】
前記リング状のチャネル形成用切欠き（３）の幅が外側から内側に向かって小さくなっていることを特徴とする請求項９に記載のプレート式熱交換器（７）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの流体間、特に冷却剤と冷媒との間で熱を伝達するためのプレート式熱交換器に関する。プレート式熱交換器は、冷媒回路、特に車両の冷媒回路に使用するために提供される。さらに、本発明は、プレート式熱交換器を冷媒圧縮機の統合ガス冷却器として使用することに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
プレート式熱交換器は、様々な技術分野で熱交換に使用されている。プレート式熱交換器は、冷媒回路を持つ空調システム、特に車両用空調システムにおいて、比較的小さなスペースで済むことから重要な役割を果たしている。プレート式熱交換器は、そのコンパクトな設計により、プレート式熱交換器内を物質的に分離して流れる２つの流体間の効率的な熱伝達を可能にする。流体のチャネルが形成される個々のプレートは、異なる材料で構成することができる。個々のプレートの接続とシーリングは、例えば溶接、ろう付け、接着剤による接着などの接合方法によって行われる。プレートおよび接続材料の選択は、使用される流体、温度範囲、使用圧力、および空調システム内の主な材料に依存する。プレート式熱交換器の材料を使用する場合、長寿命を確保するために、空調システムの流体回路の主材料と使用するろう材に関して、腐食が重要な接続は避けるべきである。
【０００３】
深絞り加工またはプレス加工されたアルミニウムまたは鋼板からなるプレート式熱交換器が知られており、個々のプレートの材料厚は０．６ｍｍ未満である。チャネルプレートの板厚が小さいと、チャネルのチャネル構造をプレス加工で簡単に形成できるので有利である。しかし、材料厚さが小さすぎると内圧抵抗が低くなるため、プレート厚さが小さいプレート式熱交換器の運転は、特定の冷媒にのみ適している。このようなプレート式熱交換器の安定性および耐外圧性は、外力の影響によっても制限される。なぜなら、プレス加工または深絞り加工されたチャネルは、より強い負荷がかかると圧縮され、チャネルを通る体積流量が確保されなくなるからである。そのため、例えばコンプレッサーへのねじ止めによる固定は、制限されるか、あるいは追加的な安定化プレートによってのみ確保される。
【０００４】
今後、冷媒Ｒ７４４が従来の冷媒に取って代わることが予想されるため、それに対応した自動車分野向けの耐圧プレート式熱交換器の需要が増加すると考えられる。そのため、軽量化の利点と耐圧性向上の利点を兼ね備え、自動車の冷媒回路に組み込むことができるプレート式熱交換器が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－６３８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、軽量で高い作動圧力に耐えるコンパクトで安定したプレート式熱交換器を提案することを目的とする。このプレート式熱交換器は、特に冷媒Ｒ７４４を使用し、車両用空調システムに組み込むために設計される。さらに、このプレート式熱交換器は、冷媒コンプレッサーの１体型ガス冷却器としても使用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有するプレート式熱交換器によって達成される。開発内容は従属請求項に明記されている。
【０００８】
本発明の第１の態様は、プレート式熱交換器に関し、このプレート式熱交換器は、チャネルを形成する切り込みを有するチャネルプレートを有し、そのうちの少なくとも２つのチャネルプレートは、それぞれの場合、チャネルプレートスタックに配置され、少なくとも１つのチャネルを形成する。これらのチャネルプレートスタックは、第１流体用の第１チャネルプレートスタックと、第２流体用の第２チャネルプレートスタックに分けられる。第１の流体用の第１のチャネルプレートスタックと第２の流体用の第２のチャネルプレートスタックは、対向するチャネルを分離するためにその間に配置された分離プレートを有する２つのカバープレートの間に交互に積層される。カバープレートの少なくとも１つは、第１の流体および／または第２の流体用の流体接続部を有する。本発明によれば、第１および第２のチャネルプレートスタックの少なくとも１つのチャネルプレートのそれぞれの場合のチャネル形成用切り込みは、チャネルに対して横方向に配向された少なくとも１つの安定化ブリッジを有する。
【０００９】
本発明によるプレート式熱交換器では、第１のチャネルプレートスタックと第２のチャネルプレートスタックが、２枚のカバープレートの間に分離プレートを挟んで、互いに流体的に分離された状態で交互に積層されている。各チャネル板スタックは少なくとも１つのチャネルを有し、このチャネルは分離板または２つのカバー板のうちの１つによって覆われている。さらに、第１および第２のチャネルプレートスタックの各々は、第１および第２の貫通孔を有する。第２チャネルプレートスタックの第１の貫通穴は、第１チャネルプレートスタックの第１の貫通穴と対応し、したがって第１チャネルプレートスタックのチャネルと対応し、その結果、第１チャネルプレートスタックは互いに接続される。このようにして、第１の貫通孔は、第１の流体が第１のチャネルプレートスタックの平面に通過できるように、第１の流体のための分配チャネルまたは収集チャネルを形成する。
【００１０】
第１のチャネル板スタックの第２の貫通孔は、第２のチャネル板スタックの第２の貫通孔と対応し、従って、第２のチャネル板スタックが互いに流体的に接続されるように、第２のチャネル板スタックのチャネルを接続する。このようにして、第２の貫通穴は、第２の流体が第２のチャネルプレートスタックの平面に通過できるように、第２の流体の分配チャネルまたは収集チャネルを形成する。このようにして、第１のチャネルプレートスタックは、第１の流体のための第１のチャネルを形成し、第２のチャネルプレートスタックは、第２の流体のための、第１のチャネルとは別の第２のチャネルを形成する。いずれの場合も、流体入口としての少なくとも１つの流体接続部と、流体出口としてのさらなる流体接続部が、各チャネルに設けられている。流体接続部は、ねじ山を有するか、ろう付けまたは溶接によって取り付けることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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