[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2014061105A1 - プレート式熱交換器及びこのプレート式熱交換器を備えた冷凍サイクル装置 - Google Patents

プレート式熱交換器及びこのプレート式熱交換器を備えた冷凍サイクル装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014061105A1
WO2014061105A1 PCT/JP2012/076726 JP2012076726W WO2014061105A1 WO 2014061105 A1 WO2014061105 A1 WO 2014061105A1 JP 2012076726 W JP2012076726 W JP 2012076726W WO 2014061105 A1 WO2014061105 A1 WO 2014061105A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
plate
heat exchanger
heat transfer
groove
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/076726
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伊東　大輔
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to US14/435,237 priority Critical patent/US10168102B2/en
Priority to PCT/JP2012/076726 priority patent/WO2014061105A1/ja
Priority to CN201280076435.3A priority patent/CN104718423B/zh
Priority to JP2014541853A priority patent/JP6016935B2/ja
Priority to EP12886566.4A priority patent/EP2918958B1/en
Priority to CN201320782658.3U priority patent/CN203615791U/zh
Publication of WO2014061105A1 publication Critical patent/WO2014061105A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0093—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/06—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being attachable to the element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0265—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/007—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F28F3/027—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements with openings, e.g. louvered corrugated fins; Assemblies of corrugated strips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/048—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of ribs integral with the element or local variations in thickness of the element, e.g. grooves, microchannels

Definitions

  • the present invention relates to a plate heat exchanger and a refrigeration cycle apparatus including the plate heat exchanger.
  • a plurality of heat transfer plates are stacked between two side plates at a predetermined interval, and a first flow path and a second flow path through which a first fluid flows in a space formed between these heat transfer plates.
  • a plate-type heat exchanger in which second flow paths through which fluid flows are alternately formed has been proposed.
  • such a conventional plate type heat exchanger has been proposed in which an inner fin is provided in the flow path.
  • a plurality of heat transfer plates 1, 1. Are laminated so as to form the first flow paths 2, 2,... And the second flow paths 3, 3,... Adjacent to each other between the heat transfer plates 1, 1,.
  • the core portion 1 of the oil cooler has a plurality of first core plates 5 and second cores having a common basic shape.
  • the oil flow paths 7 and the cooling water flow paths 8 are alternately formed between the core plates 5 and 6.
  • the oil flow paths 7 include fin plates 11 respectively.
  • the first core plate 5 has a first protrusion 31 and the second core plate 6 has a second protrusion 32 so as to swell outward as viewed from the oil flow path 7.
  • JP 2003-185375 A (Summary, FIG. 1) JP 2011-007410 A (summary, FIG. 9) JP 2003-294382 A (summary, FIG. 2)
  • the heat exchangers described in Patent Documents 1 to 3 have the following problems.
  • the plate-type heat exchanger described in Patent Document 1 has a flat (flat) range facing (contacting) the heat transfer surface of the heat transfer plate and the heat transfer surface of the inner fin.
  • the liquid film of the condensate is likely to be formed in the flow path through which the first fluid flows in a range facing (in contact with) the heat transfer surface of the heat transfer plate and the heat transfer surface of the inner fin. For this reason, there is a problem that this liquid film becomes a thermal resistance and the heat transfer rate from the first fluid to the second fluid is lowered.
  • the plate-type heat exchanger described in the cited document 2 has ridges (ridges 31 and 32) formed on the heat transfer surface of the heat transfer plate. Also, an inclined groove (inclined groove 7) is formed on the heat transfer surface of the flat tube. For this reason, these heat exchangers form a liquid film in a range opposite to (in contact with) the heat transfer surface of the heat transfer plate and the heat transfer surface of the inner fin as compared with the plate heat exchanger described in Patent Document 1. It can be suppressed.
  • the plate-type heat exchanger described in the cited document 2 has the ridge portion formed perpendicular to the flow direction of the first fluid, so that the liquid condensate of the condensate held by the ridge portion is low. bad.
  • the plate-type heat exchanger described in the cited document 2 has a problem that the condensate staying in the ridge portion becomes a thermal resistance, and the heat transfer rate from the first fluid to the second fluid decreases. there were.
  • the inclined groove is inclined with respect to the flow direction of the first fluid, and is formed intermittently. For this reason, in the heat exchanger described in the cited document 3, the condensate retained in the inclined groove tends to stay, and the staying condensate becomes thermal resistance. Therefore, similarly to the plate heat exchanger described in Patent Document 2, the heat exchanger described in the cited document 3 has a problem that the heat transfer rate from the first fluid to the second fluid decreases. It was.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress a decrease in heat transfer coefficient due to the formation of a liquid film of the condensate, and a decrease in heat transfer coefficient due to the stay of the condensate. It is an object of the present invention to obtain a plate-type heat exchanger that can also suppress the refrigeration cycle apparatus including the heat exchanger.
  • the plate heat exchanger includes a plurality of heat transfer plates each having a flat heat transfer surface formed between two side plates at a predetermined interval, and the side plates and the heat transfer are stacked.
  • the first fluid inlet and outlet and the second fluid inlet and outlet different from the first fluid alternately
  • the first flow path through which the first fluid flows and the second flow path through which the second fluid flows are alternately formed, and at least the first flow path is in a range facing the heat transfer surface.
  • a plate-type heat exchanger provided with inner fins, wherein an installation range of the inner fins in the first flow path includes a range facing the heat transfer plate in the inner fins, and the heat transfer plate At least one of The small plurality of grooves than the dimension between the fins of the inner fin is one that is formed along the flow direction of the first fluid.
  • the refrigeration cycle apparatus according to the present invention includes the plate heat exchanger according to the present invention.
  • the present invention for example, when the first fluid (for example, refrigerant) condenses from vapor to liquid in the first flow path provided with the inner fin, the condensed liquid film of the first fluid is held in the concave groove, The fluid condensate film can be concentrated in the groove. For this reason, this invention can suppress that a liquid film is formed in the range facing the heat-transfer surface of a heat-transfer plate, and the heat-transfer surface of an inner fin.
  • the present invention can thin the condensate film of the first fluid formed in a range facing (contacting) the heat transfer surface of the heat transfer plate and the heat transfer surface of the inner fin. Therefore, the present invention can improve the heat transfer rate from the first fluid to the second fluid.
  • the concave groove is formed along the flow direction of the first fluid. For this reason, the condensate of the 1st fluid currently hold
  • FIG. 1 It is a disassembled perspective view which shows the conventional plate type heat exchanger. It is a perspective view which shows the inner fin provided in the conventional plate type heat exchanger. It is sectional drawing which shows the conventional plate type heat exchanger. It is the V section enlarged view of FIG. It is a principal part enlarged view of the plate heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention, and is an enlarged view of the position corresponded to the V section of FIG. It is a perspective view which shows the heat-transfer plate and inner fin of the plate heat exchanger which concern on Embodiment 1 of this invention. It is the W section enlarged view of FIG. It is a perspective view which shows the heat-transfer plate of the plate heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • Embodiment 1 FIG.
  • the plate heat exchanger 100 according to the first embodiment is provided with an inner fin 6 in the flow path.
  • the plate heat exchanger 100 according to the first embodiment is characterized in that the groove 8 is formed in the inner fin 6 and the groove 9 is formed in the heat transfer plate 7.
  • the conventional general plate heat exchanger 200 that is, the concave groove 8 according to the first embodiment 8).
  • 9 is not described.
  • the plate heat exchanger 100 according to the first embodiment will be described in comparison with the conventional plate heat exchanger 200.
  • the same reference numerals are given to the configurations that perform the same functions.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a conventional plate heat exchanger.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an inner fin provided in the plate heat exchanger.
  • FIG. 3 is a sectional view showing this plate heat exchanger.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion V in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a cross section perpendicular to the flow direction of the fluid flowing in the flow path formed between the heat transfer plates.
  • A shown in FIGS. 1 and 4 indicates the flow direction of the first fluid
  • “B” shown in FIGS. 1 and 4 indicates the flow direction of the second fluid.
  • the plate heat exchanger 200 includes a heat transfer plate 7 in which a flat (flat) heat transfer surface is formed between two side plates 5 that function to reinforce the plate heat exchanger 200.
  • a plurality of layers are stacked at intervals.
  • the two side plates 5 are formed in a rectangular shape, for example.
  • the one side plate 5 is formed with an inlet 1 for the first fluid, an outlet 2 for the first fluid, an inlet 3 for the second fluid, and an outlet 4 for the second fluid at the four corners.
  • pipes are connected to the first fluid inlet 1, the first fluid outlet 2, the second fluid inlet 3, and the second fluid outlet 4.
  • the end direction of the side plate 5 will be referred to as the x axis
  • the longitudinal direction of the side plate 5 will be described as the y direction.
  • the heat transfer plate 7 is composed of two types of heat transfer plates (a heat transfer plate 7a and a heat transfer plate 7b).
  • the heat transfer plates 7 a and the heat transfer plates 7 b are alternately arranged between the two side plates 5.
  • the heat transfer plate 7a and the heat transfer plate 7b are rectangular like the side plate 5, and the heat transfer surface is formed flat (flat).
  • the heat transfer plate 7a and the heat transfer plate 7b are, like the side plate 5, at the four corners thereof, the first fluid inlet 1, the first fluid outlet 2, the second fluid inlet 3, and The second fluid outlet 4 is formed (hereinafter, the heat transfer plate 7a and the heat transfer plate 7b are collectively referred to as the heat transfer plate 7).
  • the heat transfer plate 7a has a shape in which a peripheral edge portion, a first fluid inlet 1 and a first fluid outlet 2 protrude.
  • the heat transfer plate 7a is configured to separate the flow path through which the second fluid inlet 3 and the second fluid outlet 4 communicate with each other from the first fluid inlet 1 and the first fluid outlet 2.
  • the heat transfer plate 7b has a shape in which a peripheral edge portion, a second fluid inflow port 3 and a second fluid outflow port 4 protrude. That is, the heat transfer plate 7b has a configuration in which the flow path through which the first fluid inlet 1 and the first fluid outlet 2 communicate with each other and the second fluid inlet 3 and the second fluid outlet 4 are separated from each other.
  • the first flow path 11 through which the first fluid flows and the second flow path 12 through which the second fluid flows are alternately formed.
  • the Rukoto As shown in FIGS. 1 and 4, the first fluid flowing through the first flow path 11 flows from the upper side to the lower side in FIG. 1 along the y axis, and flows through the second flow path 12. The fluid will flow from the lower side to the upper side in FIG. 1 along the y-axis. That is, the first fluid and the second fluid are counterflows.
  • inner fins 6 are provided in both the first flow path 11 and the second flow path 12 of the plate heat exchanger 200 in a range facing the heat transfer surface of the heat transfer plate 7.
  • the inner fin 6 is formed by cutting and raising a plurality of first cut and raised portions 61 and second cut and raised portions 62 from the substrate portion 6a.
  • the first cut-and-raised portion 61 has a U-shaped cross section, and connects the first top surface portion 61a parallel to the substrate portion 6a and both ends of the first top surface portion 61a to the substrate portion 6a. It is formed by two first leg portions 61b.
  • a plurality of first cut-and-raised portions 61 are formed in the x-axis direction at a predetermined interval.
  • the second cut-and-raised portion 62 has a U-shaped cross section, and connects the substrate portion 6a with the second top surface portion 62a parallel to the substrate portion 6a and both ends of the second top surface portion 62a. Two second legs 62b are formed. And the 2nd cut-and-raised part 62 is also formed in multiple numbers by the x-axis direction via the predetermined space
  • the second cut-and-raised part 62 is offset in the x-axis direction with respect to the first cut-and-raised part 61 so that a part of the second top surface part 62a is connected to a part of the first top surface part 61a.
  • the first top surface portion 61a and the second top surface portion 62a are collectively referred to as the top surface portion 6b).
  • the first cut-and-raised portions 61 formed in the x-axis direction at a predetermined interval and the second cut-and-raised portions 61 formed in the x-axis direction at a predetermined interval are A plurality of the surface portions 62a are arranged in the y-axis direction so as to be connected to a portion of the first top surface portion 61a.
  • the inner fin 6 has a configuration in which a plurality of first leg portions 61b and second leg portions 62b are formed between the substrate portion 6a and the top surface portion 6b.
  • the substrate portion 6a faces (joins) one of the heat transfer plate 7a and the heat transfer plate 7b, and the top surface portion 6b and the other of the heat transfer plate 7a or the heat transfer plate 7b. It arrange
  • the plate type heat exchanger 200 configured as described above has the following problems.
  • the heat transfer surface of the heat transfer plate 7, the substrate portion 6a of the inner fin 6, and the top surface portion 6b are connected to the high temperature side.
  • the heat of the fluid is transferred to the low temperature side fluid.
  • the first fluid that is a high-temperature refrigerant or the like exchanges heat with the second fluid that is a low-temperature water or the like
  • the heat of the first fluid is the heat transfer surface of the heat transfer plate 7 or the substrate portion of the inner fin 6.
  • the second fluid is transmitted through 6a and the top surface portion 6b.
  • the vapor-like first fluid condenses in the first flow path 11 in the process of giving heat to the second fluid.
  • the heat transfer surface of the heat transfer plate 7, the substrate portion 6a and the top surface portion 6b of the inner fin 6 are formed flat, and thus the liquid of the first fluid that has become the condensate. A film is easily formed. For this reason, this liquid film becomes resistance, and the heat transfer rate from the first fluid to the second fluid decreases.
  • the plate heat exchanger 100 according to the first embodiment as shown in FIGS. 5 to 8 described later, in addition to the configuration of the conventional plate heat exchanger 200, The groove 9 of the heat transfer plate 7 is provided.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a main part of the plate heat exchanger according to the first embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a position corresponding to the V part of FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a heat transfer plate and inner fins of the plate heat exchanger according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a portion W in FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a heat transfer plate of the plate heat exchanger according to the first embodiment. Note that “A” shown in FIG. 5 indicates the flow direction of the first fluid, and “B” shown in FIGS. 1 and 4 indicates the flow direction of the second fluid.
  • the plate heat exchanger 100 includes a plurality of concave grooves 8 having a U-shaped cross section in the inner fin 6 provided in the first flow path 11. Is formed. These concave grooves 8 are formed along the y-axis, that is, along the flow direction of the first fluid. The concave grooves 8 are formed on the surface on the first flow path side of the substrate portion 6a and the surface on the first flow path side of the top surface portion 6b. That is, these concave grooves 8 are provided in a range (a range in contact) facing the heat transfer surface of the heat transfer plate 7 in the inner fin 6.
  • each of the concave grooves 8 is formed without interruption from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the first fluid flowing through the inner fin 6. Further, in the first embodiment, each of the concave grooves 8 is formed in a linear shape.
  • FIG. 5 and FIG.8 the board
  • FIG. A plurality of concave grooves 9 having a U-shaped cross section are formed in a range that does not face the portion 6a and the top surface portion 6b (a range that does not contact). These concave grooves 9 are formed along the y-axis, that is, along the flow direction of the first fluid.
  • each of the concave grooves 9 is formed without interruption from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the first fluid flowing through the inner fin 6. Further, in the first embodiment, each of the concave grooves 9 is formed in a linear shape.
  • the concave groove 8 of the inner fin 6 and the concave groove 9 of the heat transfer plate 7 are formed in a range in contact with the first fluid.
  • the first fluid for example, a process in which the first fluid, which is a vapor-like refrigerant or the like at a high temperature, gives heat to the second fluid.
  • the condensed liquid film of the first fluid can be held in the concave grooves 8 and the concave grooves 9, and the condensed liquid film of the first fluid can be concentrated in the concave grooves 8 and the concave grooves 9. Therefore, the plate heat exchanger 100 according to the first embodiment condenses the first fluid on the heat transfer surface of the heat transfer plate 7, the substrate portion 6 a of the inner fin 6, and the top surface portion 6 b in the first flow path 11.
  • the plate heat exchanger 100 according to the first embodiment is configured such that the first fluid formed on the heat transfer surface of the heat transfer plate 7, the substrate portion 6 a and the top surface portion 6 b of the inner fin 6 in the first flow path 11.
  • the condensate film can be made thinner. Therefore, the plate heat exchanger 100 according to the first embodiment can improve the heat transfer rate from the first fluid to the second fluid.
  • the concave groove 8 and the concave groove 9 are formed along the flow direction of the first fluid. Therefore, the condensate of the first fluid held in the concave groove 8 and the concave groove 9 is likely to flow downstream, and the liquid repellency of the condensate of the first fluid from the concave groove 8 and the concave groove 9 is improved. . Therefore, in the plate heat exchanger 100 according to the first embodiment, the condensate of the first fluid stays in the concave groove 8 and the concave groove 9 and the heat transfer rate from the first fluid to the second fluid decreases. It can also be suppressed.
  • the concave groove 8 and the concave groove 9 are formed without interruption from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the first fluid flowing inside the inner fin 6. Has been. For this reason, the spillability of the condensate of the 1st fluid from the ditch
  • the concave groove 8 and the concave groove 9 are formed in a straight line, the first fluid is condensed from the concave groove 8 and the concave groove 9.
  • the liquid spillability is further improved, and the heat transfer rate from the first fluid to the second fluid can be further improved.
  • the groove 9 is smaller than the thickness of the heat transfer plate 7. For this reason, the groove 9 can be formed in the heat transfer plate 7 without causing the heat transfer surface of the heat transfer plate 7 to protrude toward the second flow path 12. Therefore, the joining of the heat transfer plate 7 and the inner fin 6 is not complicated, and the plate heat exchanger 100 can be easily manufactured.
  • the example in which the second fluid is heated while the high temperature first fluid is condensed has been described.
  • the plate heat exchanger 100 when the low temperature first fluid evaporates and the high temperature second fluid is cooled, and the first fluid is a single phase (liquid phase or gas phase).
  • the first fluid is held in the groove 8 and the groove 9 when the first fluid evaporates, nucleate boiling can be promoted, thereby improving the heat transfer coefficient between the first fluid and the second fluid. It is.
  • the corner portions of the concave groove 8 (the flat portions of the substrate portion 6a and the top surface portion 6b of the inner fin 6).
  • the agitation effect of the first fluid is improved by the boundary between the portion and the groove 8 and the corner of the groove 9 (the boundary between the flat portion of the heat transfer surface of the heat transfer plate 7 and the groove 9). Because.
  • the said stirring effect is an effect acquired even when the 1st fluid condenses and evaporates.
  • FIG. The concave groove 8 and the concave groove 9 shown in the first embodiment are formed in a substantially U-shape in which the distance from the opening to the bottom is constant in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of these concave grooves.
  • groove 9 may be formed in the following cross-sectional shapes, for example. Note that a configuration not particularly described in the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same function and configuration are described using the same reference numerals.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a main part showing an example of a plate heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the groove 8 and the groove 9.
  • the concave groove 8 and the concave groove 9 of the plate heat exchanger 100 according to Embodiment 2 have a width that decreases from the opening to the bottom. Is formed. For example, as shown in FIG.
  • the concave groove 8 and the concave groove 9A by forming the concave groove 8 and the concave groove 9 in a triangular cross section, the concave groove 8 and the concave groove 9 whose width decreases from the opening to the bottom can be formed. it can. Further, for example, as shown in FIG. 9B, by forming the concave groove 8 and the side surface of the concave groove 9 in a stepped shape, in other words, a concave groove having a width smaller than that of the concave groove at the bottom of the concave groove. By forming the groove 8 and the groove 9, it is possible to form the groove 8 and the groove 9 whose width decreases from the opening to the bottom.
  • a through-groove 8a having a square cross section formed in the substrate portion 6a and the top surface portion 6b of the inner fin 6 and a portion facing the through-groove 8a of the heat transfer plate 7 are formed.
  • the concave groove 8 is formed by the bottom side concave groove 8b having a width smaller than that of the groove 8a.
  • a groove having a width smaller than that of the groove may be formed in the bottom of the groove on the substrate portion 6a and the top surface portion 6b of the inner fin 6, and the groove 8 may of course be used. That is, as a matter of course, the concave groove 8 may be formed by processing only the substrate portion 6 a and the top surface portion 6 b of the inner fin 6.
  • the concave groove 8 shown in FIG. 9A has a triangular cross section formed in a trapezoidal through groove 8a formed in the inner fin 6 and a portion of the heat transfer plate 7 facing the through groove 8a.
  • the concave groove 8 shown in the first embodiment is also formed in the through-groove 8a having a square cross section formed in the inner fin 6 and the portion facing the through-groove 8a of the heat transfer plate 7, and the through-groove 8a
  • the bottom groove 8b having the same width.
  • the plate heat exchanger 100 configured as in the second embodiment can obtain the following effects as compared with the first embodiment in addition to obtaining the same effects as the first embodiment. You can also
  • the concave groove 8 and the concave groove 9 are held.
  • the amount of condensate to be adjusted can be adjusted.
  • the plate heat exchanger 100 according to the second embodiment has the condensate liquid in the initial stage where the condensate film of the first fluid is formed.
  • the holding amount can be smaller than that in the first embodiment.
  • the amount of the condensate retained in the concave groove 8 and the concave groove 9 gradually increases, but this increased amount can be made larger than in the first embodiment.
  • the concave groove 8 with the through groove 8a of the inner fin 6 and the bottom side concave groove 8b of the heat transfer plate 7, the through groove 8a and the bottom side concave groove 8b are formed. Since it becomes a mark at the time of aligning the inner fin 6 and the heat transfer plate 7, the assembly accuracy of the plate heat exchanger 100 can be improved, and the reliability of the plate heat exchanger 100 is improved.
  • the concave groove 8 and the concave groove 9 are formed in a cross-sectional triangle shape as shown in FIG. 9A, the amount of liquid film retained during condensation can be adjusted by the apex angle and the side length of the triangle. Further, when the concave groove 8 and the concave groove 9 are formed in a triangular cross section as shown in FIG. 9B, the amount of liquid film retained during condensation can be adjusted by changing the dimensions a and b.
  • Embodiment 3 The shape of the concave groove 8 and the concave groove 9 is not limited to the shape shown in the first and second embodiments, and may be formed in the following cross-sectional shape, for example. Note that a structure not particularly described in the third embodiment is the same as that in the first or second embodiment, and the same function or structure is described using the same reference numeral.
  • FIG. 10 is a main part enlarged view showing an example of a plate heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the groove 8 and the groove 9.
  • the concave groove 8 and the concave groove 9 of the plate heat exchanger 100 according to Embodiment 3 have a width that increases from the opening to the bottom. Is formed. For example, as shown in FIG.
  • the concave groove 8 and the concave groove 9 are formed in a trapezoidal shape having an opening on the short side, whereby the concave groove 8 having a width that increases from the opening to the bottom.
  • a concave groove 9 can be formed.
  • FIG. 10B by forming the side surfaces of the concave groove 8 and the concave groove 9 in a step shape, in other words, the concave groove having a width wider than the concave groove at the bottom of the concave groove.
  • a through-groove 8a having a rectangular cross section formed in the substrate portion 6a and the top surface portion 6b of the inner fin 6 and a portion facing the through-groove 8a of the heat transfer plate 7 are formed.
  • the concave groove 8 is formed by the bottom side concave groove 8b having a width larger than that of the groove 8a.
  • the plate heat exchanger 100 configured as in the third embodiment can obtain the following effects as compared with the first embodiment, in addition to obtaining the same effects as the first embodiment. You can also
  • the plate heat exchanger 100 according to the third embodiment since the concave groove 8 and the concave groove 9 are formed so as to increase in width from the opening to the bottom, the groove is held in the concave groove 8 and the concave groove 9.
  • the amount of condensate to be adjusted can be adjusted.
  • the plate heat exchanger 100 according to the third embodiment has the condensate liquid in the initial stage where the condensate film of the first fluid is formed.
  • the holding amount can be made larger than that in the first embodiment.
  • the amount of the condensate retained in the concave groove 8 and the concave groove 9 gradually increases, but this increased amount can be made smaller than in the first embodiment.
  • the shape of the concave groove 8 and the concave groove 9 according to the third embodiment is a shape in which the condensate is easily drawn. For this reason, in the concave groove 8 and the concave groove 9, boiling is easily activated by adjacent bubbles, and therefore, when the plate heat exchanger 100 according to the third embodiment is used under the condition that the first fluid evaporates.
  • the heat transfer coefficient between the first fluid and the second fluid can be improved as compared with the first and second embodiments.
  • Embodiment 4 The end of the concave groove 9 shown in the first to third embodiments may be provided with the following outlet side concave groove 9a and inlet side concave groove 9b. Note that a structure not particularly described in the fourth embodiment is the same as that of any of the first to third embodiments, and the same function or configuration is described using the same reference numeral.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a heat transfer plate of a plate heat exchanger according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the heat transfer plate 7 of the plate heat exchanger 100 according to the fourth embodiment has one outlet connected to the concave groove 9 and the other outlet connected to the outlet 2 of the first fluid. Is formed.
  • the heat transfer plate 7 of the plate heat exchanger 100 according to the fourth embodiment has one end connected to the groove 9 and the other end connected to the inlet 1 of the first fluid.
  • a groove 9b is also formed.
  • the first fluid that has flowed through the inner fin 6 is inclined to flow into the first fluid outlet 2.
  • the first fluid that has flowed into the first flow path 11 from the first fluid inlet 1 flows into the inner fin 6 after flowing into the inner fin 6 side. Therefore, the flow path from the first fluid inlet 1 to the inner fin 6 and the flow path from the inner fin 6 to the first fluid outlet 2 are in contrast to the inner fin 6 flow path.
  • the flow path is difficult to flow.
  • the plate heat exchanger 100 according to the fourth embodiment includes the inlet-side concave groove 9b and the outlet-side concave groove 9a, it is difficult to flow with respect to the inner fin 6 flow path.
  • the first fluid can be smoothly flowed by flowing the first fluid along the inlet-side groove 9b and the outlet-side groove 9a. Further, since the first fluid can flow smoothly in the flow path that is difficult to flow with respect to the flow path in the inner fin 6, the effective heat transfer area of the heat transfer plate 7 can also be increased. These effects can be obtained by providing the first fluid only by providing one of the inlet side concave groove 9b and the outlet side concave groove 9a.
  • the present invention has been described by taking the plate heat exchanger 100 in which the inner fin 6 is provided in the second flow path 12 as an example.
  • the present invention can be applied to a plate heat exchanger in which the fins 6 are not provided and the inner fins 6 are provided only in the first flow path 11.
  • the plate-type heat in which the concave groove 8, the concave groove 9, the outlet side concave groove 9a and the inlet side concave groove 9b are formed only on the first flow path 11 side.
  • the concave groove 8, the concave groove 9, the outlet side concave groove 9a, and the inlet side concave groove 9b may be formed on the second flow path 12 side.
  • the effect obtained on the first flow path 11 side can also be obtained on the second flow path 12 side.
  • the plate heat exchanger 100 in which both the concave groove 8 and the concave groove 9 are formed has been described. However, only one of the concave groove 8 and the concave groove 9 is described. Even if formed, the above-mentioned effect can be obtained.
  • the plate heat exchanger 100 in which the first flow path and the second flow path are opposed to each other has been described.
  • the first flow path and the second flow path have been described.
  • the road may be a parallel flow.
  • the plate heat exchanger according to the present invention may be configured by combining the concave grooves 8 and the concave grooves 9 having the shapes shown in the first to third embodiments.
  • Embodiment 5 FIG. Finally, an example of the refrigeration cycle apparatus including the plate heat exchanger 100 shown in the first to fourth embodiments will be described.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
  • a refrigeration cycle apparatus 150 shown in FIG. 12 is an air conditioner using any of the plate heat exchangers 100 described in the first to fourth embodiments as a refrigerant-to-refrigerant heat exchanger.
  • the refrigeration cycle apparatus 150 includes a heat source side refrigerant circuit 30, a use side refrigerant circuit 40, and the like.
  • the heat source side refrigerant circuit 30 includes a compressor 31, a plate heat exchanger 100 serving as a condenser, an expansion valve 33, and an evaporator 32, which are sequentially connected by refrigerant piping.
  • the usage-side refrigerant circuit 40 is configured by sequentially connecting a pump 41, a usage-side heat exchanger 42, and a plate heat exchanger 100 through refrigerant piping.
  • the heat source side refrigerant that has flowed into the plate heat exchanger 100 condenses by heating the use side refrigerant (for example, the second fluid).
  • the heat source side refrigerant condensed in the plate heat exchanger 100 becomes a supercooled liquid refrigerant and flows into the expansion valve 33.
  • the low-temperature and low-pressure heat-source-side refrigerant expanded by the expansion valve 33 enters a two-phase state with a low dryness and flows into the evaporator 32.
  • the heat-source-side refrigerant that has flowed into the evaporator 32 absorbs heat from the air sent from the blower 32a and evaporates.
  • the heat source side refrigerant evaporated in the evaporator 32 is sucked into the compressor 31 and compressed again.
  • the use side refrigerant heated by the heat exchange with the heat source side refrigerant in the plate heat exchanger 100 is sucked by the pump 41 and then discharged and flows into the use side heat exchanger 42.
  • the use-side refrigerant heats the air in the air-conditioned space sent out from the blower 42a and heats the air-conditioned space. Thereafter, the use-side refrigerant flows into the plate heat exchanger 100 again.
  • the refrigeration cycle apparatus 150 configured as described above includes the plate heat exchanger 100 shown in the first to fourth embodiments, the refrigeration cycle apparatus 150 has high energy saving and high reliability.
  • the plate heat exchanger 100 is used as the condenser of the heat source side refrigerant circuit 30, but the plate heat exchanger 100 is used as the evaporator of the heat source side refrigerant circuit 30. It may be used. Of course, the plate heat exchanger 100 may be used for both the condenser and the evaporator of the heat source side refrigerant circuit 30.
  • the plate-type heat exchanger according to the present invention can be used for many industrial and household devices equipped with a plate-type heat exchanger, such as power generation and food sterilization treatment equipment, in addition to the above-described air conditioner. .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

　プレート式熱交換器１００は、複数の伝熱プレート７の間に、第１流体が流通する第１流路１１と第２流体が流通する第２流路１２が交互に形成され、少なくとも第１流路１１にインナーフィン６が設けられたプレート式熱交換器である。また、プレート式熱交換器１００は、インナーフィン６における伝熱プレート７と対向する範囲、及び、伝熱プレート７に、インナーフィン６のフィン部間の寸法よりも小さい凹溝８，９が第１流体の流れ方向に沿って形成されているものである。

Description

プレート式熱交換器及びこのプレート式熱交換器を備えた冷凍サイクル装置
　本発明は、プレート式熱交換器及びこのプレート式熱交換器を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。
　従来より、２枚のサイドプレートの間に伝熱プレートを所定の間隔を介して複数積層し、これら伝熱プレートの間に形成される空間に第１流体が流通する第１流路と第２流体が流通する第２流路とを交互に形成したプレート式熱交換器が提案されている。また、このような従来のプレート式熱交換器には、伝熱性能を向上させるために流路内にインナーフィンを設けたものも提案されており、例えば「複数の伝熱プレート１，１・・を、該伝熱プレート１，１・・間に隣り合う第１流路２，２・・および第２流路３，３・・を形成するように積層してなり、前記第１流路２，２・・と前記第２流路３，３・・とをそれぞれ流通する第１流体Ｘと第２流体Ｙとの間で熱交換を行うように構成したプレート式熱交換器において、前記第１流路２，２・・および第２流路３，３・・に、伝熱を促進するとともに伝熱面積を増大させるインナーフィン４，４・・をそれぞれ配設して、形状設計の自由度が高いインナーフィン４，４・・の介在により、流路２，３を構成する伝熱プレート１，１・・間の伝熱が促進されるとともに伝熱面積も増大するようにしている。」（特許文献１参照）というプレート式熱交換器が提案されている。
　また、流路内にインナーフィンを設けた従来のプレート式熱交換器には、例えば「オイルクーラのコア部１は、基本的な形状が共通の多数の第１のコアプレート５と第２のコアプレート６とを交互に積層することで、各コアプレート５，６の間に、オイル流路７と冷却水流路８とが交互に構成される。オイル流路７には、それぞれフィンプレート１１が挟み込まれている。オイル流路７から見て外側へ膨らむように第１のコアプレート５には第１の突条部３１が、第２のコアプレート６には第２の突条部３２がそれぞれ設けられ、オイルの流れに対し交互に位置する。」（特許文献２参照）というプレート式熱交換器も提案されている。
　また、流路内にインナーフィンを設けた従来の熱交換器には、２枚の伝熱プレートを１本の扁平チューブとして形成したものも提案されており、例えば「 偏平チューブ１の平面部１ａに長手方向に対して傾斜した複数の凝縮水流下用の傾斜溝７をその下流端がチューブの曲面部１ｂに達するように形成し、その偏平チューブ１の外面側に凸条７ａを形成する。そして偏平チューブ１内にインナーフィン６が挿入される。」（特許文献３）という熱交換器も提案されている。
特開２００３－１８５３７５号公報（要約、図１） 特開２０１１－００７４１０号公報（要約、図９） 特開２００３－２９４３８２号公報（要約、図２）
　例えばインナーフィンが設けられた流路内において第１流体（例えば冷媒）が蒸気から液へ凝縮する場合、つまり、第１流体が流れる当該流路と隣接する流路を流れる第２冷媒（例えば水）を第１流体で加熱する場合、特許文献１～特許文献３に記載の熱交換器には次のような課題があった。
　特許文献１に記載のプレート式熱交換器は、伝熱プレートの伝熱面及びインナーフィンの伝熱面と対向する（接する）範囲がフラット（平坦）になっている。このため、第１流体が流れる流路には、伝熱プレートの伝熱面及びインナーフィンの伝熱面と対向する（接する）範囲に凝縮液の液膜が形成されやすい。このため、この液膜が熱抵抗となり、第１流体から第２流体への熱伝達率が低下してしまうという問題点があった。
　一方、引用文献２に記載のプレート式熱交換器には伝熱プレートの伝熱面に突条部（突条部３１，３２）が形成されており、引用文献３に記載の熱交換器にも扁平チューブの伝熱面に傾斜溝（傾斜溝７）が形成されている。このため、これらの熱交換器は、特許文献１に記載のプレート式熱交換器と比べ、伝熱プレートの伝熱面及びインナーフィンの伝熱面と対向する（接する）範囲に液膜が形成されることを抑制することができる。しかしながら、引用文献２に記載のプレート式熱交換器は、突条部が第１流体の流れ方向に対して垂直に形成されているため、突条部に保持された凝縮液の液捌け性が悪い。このため、引用文献２に記載のプレート式熱交換器は、突条部に滞留した凝縮液が熱抵抗となり、第１流体から第２流体への熱伝達率が低下してしまうという問題点があった。また、引用文献３に記載の熱交換器は、傾斜溝が第１流体の流れ方向に対して傾いており、かつ、断続的に形成されている。このため、引用文献３に記載の熱交換器は、傾斜溝に保持された凝縮液が滞留しやすく、この滞留した凝縮液が熱抵抗となる。したがって、引用文献３に記載の熱交換器も、特許文献２に記載のプレート式熱交換器と同様に、第１流体から第２流体への熱伝達率が低下してしまうという問題点があった。
　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、凝縮液の液膜形成に起因する熱伝達率の低下を抑制でき、凝縮液の滞留に起因する熱伝達率の低下も抑制することができるプレート式熱交換器、及びこの熱交換器を備えた冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
　本発明に係るプレート式熱交換器は、２枚のサイドプレートの間に、フラットな伝熱面が形成された伝熱プレートを所定の間隔を介して複数積層し、前記サイドプレートと前記伝熱プレートとの間及び各前記伝熱プレートの間に形成される空間に、第１流体の流入口及び流出口と、前記第１流体とは異なる第２流体の流入口及び流出口とを交互に連通して、前記第１流体が流通する第１流路と前記第２流体が流通する第２流路を交互に形成し、少なくとも前記第１流路には、前記伝熱面と対向する範囲にインナーフィンが設けられたプレート式熱交換器であって、前記第１流路における前記インナーフィンの設置範囲には、前記インナーフィンにおける前記伝熱プレートと対向する範囲、及び、前記伝熱プレートのうちの少なくとも一方に、前記インナーフィンのフィン部間の寸法よりも小さい複数の凹溝が、前記第１流体の流れ方向に沿って形成されているものである。
　また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、本発明に係るプレート式熱交換器を備えたものである。
　本発明においては、例えばインナーフィンが設けられた第１流路内において第１流体（例えば冷媒）が蒸気から液へ凝縮する場合、第１流体の凝縮液膜を凹溝に保持し、第１流体の凝縮液膜を凹溝に集約することができる。このため、本発明は、伝熱プレートの伝熱面及びインナーフィンの伝熱面と対向する（接する）範囲に液膜が形成されることを抑制できる。あるいは、本発明は、伝熱プレートの伝熱面及びインナーフィンの伝熱面と対向する（接する）範囲に形成される第１流体の凝縮液膜を薄くすることができる。したがって、本発明は、第１流体から第２流体への熱伝達率を向上させることができる。
　また、本発明においては、凹溝が、第１流体の流れ方向に沿って形成されている。このため、凹溝に保持された第１流体の凝縮液は下流側へ流れやすくなり、凹溝からの第１流体の凝縮液の液捌け性が向上する。したがって、本発明においては、凹溝に第１流体の凝縮液が滞留して第１流体から第２流体への熱伝達率が低下することも抑制できる。
従来のプレート式熱交換器を示す分解斜視図である。 従来のプレート式熱交換器に設けられるインナーフィンを示す斜視図である。 従来のプレート式熱交換器を示す断面図である。 図３のＶ部拡大図である。 本発明の実施の形態１に係るプレート熱交換器の要部拡大図であり、図３のＶ部に相当する位置の拡大図である。 本発明の実施の形態１に係るプレート熱交換器の伝熱プレート及びインナーフィンを示す斜視図である。 図６のＷ部拡大図である。 本発明の実施の形態１に係るプレート熱交換器の伝熱プレートを示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るプレート式熱交換器の一例を示す要部拡大図である。 本発明の実施の形態３に係るプレート式熱交換器の一例を示す要部拡大図である。 本発明の実施の形態４に係るプレート式熱交換器の伝熱プレートを示す斜視図である。 本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置を示す回路図である。
実施の形態１．
　本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００は、流路にインナーフィン６を設けたものである。そして、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００は、インナーフィン６に凹溝８を形成し、伝熱プレート７に凹溝９を形成したことを特徴の１つとしている。
　以下では、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００の理解を容易とするため、まず、従来の一般的なプレート式熱交換器２００（つまり、本実施の形態１に係る凹溝８，９が形成されていないプレート式熱交換器）を説明する。その後、従来のプレート式熱交換器２００と比較しながら、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００について説明する。
　なお、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００及び従来のプレート式熱交換器２００を説明するに際し、同一の機能を果たす構成には同一の符号を付して説明することとする。
　図１は、従来のプレート式熱交換器を示す分解斜視図である。図２は、このプレート式熱交換器に設けられるインナーフィンを示す斜視図である。図３は、このプレート式熱交換器を示す断面図である。また、図４は、図３のＶ部拡大図である。なお、図３は、伝熱プレート間に形成された流路内を流れる流体の流れ方向と垂直な断面で切断した断面図とあっている。また、図１及び図４に示す「Ａ」は第１流体の流れ方向を示しており、図１及び図４に示す「Ｂ」は第２流体の流れ方向を示している。
　まず、図１～図４を用いて、従来のプレート式熱交換器２００について説明する。
　プレート式熱交換器２００は、例えばプレート式熱交換器２００を補強する機能を果たす２枚のサイドプレート５の間に、フラット（平坦）な伝熱面が形成された伝熱プレート７を所定の間隔を介して複数積層して構成されている。２枚のサイドプレート５は、例えば長方形状に形成されている。また、一方のサイドプレート５には、その四隅に、第１流体の流入口１、第１流体の流出口２、第２流体の流入口３、及び、第２流体の流出口４が形成されている。また、これら第１流体の流入口１、第１流体の流出口２、第２流体の流入口３、及び、第２流体の流出口４には、配管が接続されている。
　なお、以下では、便宜上、サイドプレート５の端手方向をｘ軸とし、サイドプレート５の長手方向をｙ方向として説明する。
　伝熱プレート７は、２種類の伝熱プレート（伝熱プレート７ａ及び伝熱プレート７ｂ）で構成されている。そして、伝熱プレート７ａ及び伝熱プレート７ｂは、２枚のサイドプレート５の間に交互に配置されている。これら伝熱プレート７ａ及び伝熱プレート７ｂは、サイドプレート５と同様に長方形状となっており、伝熱面がフラット（平坦）に形成されている。そして、これら伝熱プレート７ａ及び伝熱プレート７ｂは、サイドプレート５と同様に、その四隅に、第１流体の流入口１、第１流体の流出口２、第２流体の流入口３、及び、第２流体の流出口４が形成されている（なお、以下では、伝熱プレート７ａ及び伝熱プレート７ｂを総称する場合、伝熱プレート７と称する）。
　また、伝熱プレート７ａは、周縁部、第１流体の流入口１及び第１流体の流出口２が突出した形状となっている。つまり、伝熱プレート７ａは、第２流体の流入口３及び第２流体の流出口４が連通する流路と、第１流体の流入口１及び第１流体の流出口２とを隔てる構成となっている。一方、伝熱プレート７ｂは、周縁部、第２流体の流入口３及び第２流体の流出口４が突出した形状となっている。つまり、伝熱プレート７ｂは、第１流体の流入口１及び第１流体の流出口２が連通する流路と、第２流体の流入口３及び第２流体の流出口４とを隔てる構成となっている。このため、サイドプレート５、伝熱プレート７ａ及び伝熱プレート７ｂを組み付けた状態においては、第１流体が流れる第１流路１１と第２流体が流れる第２流路１２とが交互に形成されることとなる。そして、図１及び図４に示すように、第１流路１１を流れる第１流体は、ｙ軸に沿って図１の上側から下側に向かって流れ、第２流路１２を流れる第２流体は、ｙ軸に沿って図１の下側から上側に向かって流れることとなる。つまり、第１流体と第２流体とは対向流となっている。
　また、プレート式熱交換器２００の第１流路１１及び第２流路１２の双方には、伝熱プレート７の伝熱面と対向する範囲に、インナーフィン６が設けられている。このインナーフィン６は、基板部６ａから複数の第１切り起こし部６１及び第２切り起こし部６２が切り起こされて形成されている。詳しくは、第１切り起こし部６１は、断面コの字形状をしており、基板部６ａと平行な第１天面部６１ａ及び該第１天面部６１ａの両端部と基板部６ａとを接続する２つの第１脚部６１ｂで形成されている。そして、第１切り起こし部６１は、所定の間隔を介して、ｘ軸方向に複数形成されている。また、第２切り起こし部６２は、断面コの字形状をしており、基板部６ａと平行な第２天面部６２ａ及び該第２天面部６２ａの両端部と基板部６ａとを接続する２つの第２脚部６２ｂで形成されている。そして、第２切り起こし部６２も、第１切り起こし部６１と同様に、所定の間隔を介してｘ軸方向に複数形成されている。
　また、第２切り起こし部６２は、第１切り起こし部６１に対してｘ軸方向にオフセットしており、第２天面部６２ａの一部が第１天面部６１ａの一部と接続するように形成されている（以下、第１天面部６１ａと第２天面部６２ａとを総称する場合、天面部６ｂと称する）。そして、所定の間隔を介してｘ軸方向に複数形成された第１切り起こし部６１と、所定の間隔を介してｘ軸方向に複数形成された第２切り起こし部６１とは、第２天面部６２ａの一部が第１天面部６１ａの一部と接続するように、ｙ軸方向に複数配置されている。換言すると、インナーフィン６は、基板部６ａと天面部６ｂとの間に、複数の第１脚部６１ｂ及び第２脚部６２ｂが形成された構成となっている。
　このように構成されたインナーフィン６は、基板部６ａが伝熱プレート７ａ又は伝熱プレート７ｂの一方と対向し（接合され）、天面部６ｂが伝熱プレート７ａ又は伝熱プレート７ｂの他方と対向するように（接合されて）、第１流路１１及び第２流路１２に配置される。つまり、第１切り起こし部６１の第１脚部６１ｂ及び第２切り起こし部６２の第２脚部６２ｂは、第１流路１１及び第２流路１２にｙ軸方向に沿って形成されたフィン部となる。このため、第１流路１１を流れる第１流体及び第２流路１２を流れる第２流体は、これら第１脚部６１ｂ及び第２脚部６２ｂによって攪拌されるため、第１流体と第２流体との間の熱交換効率が向上する。
　しかしながら、上記のように構成されたプレート式熱交換器２００には、次のような課題があった。
　プレート式熱交換器２００においては、第１流体と第２流体とが熱交換する際、伝熱プレート７の伝熱面、インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂを介して、高温側の流体の熱が低温側の流体に伝達される。例えば高温の冷媒等である第１流体と例えば低温の水等である第２流体とが熱交換する場合、第１流体の熱は、伝熱プレート７の伝熱面、インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂを通って、第２流体伝達される。そして、蒸気状の第１流体は、第２流体に熱を与える過程で、第１流路１１内で凝縮する。このとき、プレート式熱交換器２００は、伝熱プレート７の伝熱面、インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂがフラットに形成されているため、凝縮液となった第１流体の液膜が形成されやすい。このため、この液膜が抵抗となり、第１流体から第２流体への熱伝達率が低下してしまう。
　そこで、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００は、後述の図５～図８に示すように、従来のプレート式熱交換器２００の構成に加え、インナーフィン６の凹溝８及び伝熱プレート７の凹溝９を備えた構成としている。
　図５は、本発明の実施の形態１に係るプレート熱交換器の要部拡大図であり、図３のＶ部に相当する位置の拡大図である。図６は、本実施の形態１に係るプレート熱交換器の伝熱プレート及びインナーフィンを示す斜視図である。図７は、図６のＷ部拡大図である。また、図８は、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器の伝熱プレートを示す斜視図である。なお、図５に示す「Ａ」は第１流体の流れ方向を示しており、図１及び図４に示す「Ｂ」は第２流体の流れ方向を示している。
　図５及び図７に示すように、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００は、第１流路１１に設けられたインナーフィン６に、断面コの字形状の凹溝８が複数形成されている。これら凹溝８は、ｙ軸に沿って、つまり第１流体の流れ方向に沿って形成されている。また、これら凹溝８は、基板部６ａ第１流路側の面、及び、天面部６ｂの第１流路側の面に形成されている。つまり、これら凹溝８は、インナーフィン６における伝熱プレート７の伝熱面と対向する範囲（接する範囲）に設けられている。また、本実施の形態１では、これら凹溝８のそれぞれは、インナーフィン６の内部を流れる第１流体の流れ方向上流側から下流側にかけて途切れることなく形成されている。さらに、本実施の形態１では、これら凹溝８のそれぞれは、直線状に形成されている。
　また、図５及び図８に示すように、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００の伝熱プレート７の伝熱面には、第１流路１１側に、インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂと対向しない範囲（接しない範囲）に、断面コの字形状の凹溝９が複数形成されている。これら凹溝９は、ｙ軸に沿って、つまり第１流体の流れ方向に沿って形成されている。また、本実施の形態１では、これら凹溝９のそれぞれは、インナーフィン６の内部を流れる第１流体の流れ方向上流側から下流側にかけて途切れることなく形成されている。さらに、本実施の形態１では、これら凹溝９のそれぞれは、直線状に形成されている。
　すなわち、インナーフィン６の凹溝８及び伝熱プレート７の凹溝９は、第１流体と接する範囲に形成されている。
　以上、このように構成された本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００においては、例えば高温で蒸気状の冷媒等である第１流体が第２流体に熱を与える過程で第１流路１１内で凝縮する場合、第１流体の凝縮液膜を凹溝８及び凹溝９に保持し、第１流体の凝縮液膜を凹溝８及び凹溝９に集約することができる。このため、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００は、第１流路１１において伝熱プレート７の伝熱面、インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂに第１流体の凝縮液膜ができることを抑制できる。あるいは、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００は、第１流路１１において伝熱プレート７の伝熱面、インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂに形成される第１流体の凝縮液膜を薄くすることができる。したがって、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００は、第１流体から第２流体への熱伝達率を向上させることができる。
　また、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００においては、凹溝８及び凹溝９が、第１流体の流れ方向に沿って形成されている。このため、凹溝８及び凹溝９に保持された第１流体の凝縮液は下流側へ流れやすくなり、凹溝８及び凹溝９からの第１流体の凝縮液の液捌け性が向上する。したがって、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００においては、凹溝８及び凹溝９に第１流体の凝縮液が滞留して第１流体から第２流体への熱伝達率が低下することも抑制できる。
　さらに、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００においては、凹溝８及び凹溝９が、インナーフィン６の内部を流れる第１流体の流れ方向上流側から下流側にかけて途切れることなく形成されている。このため、凹溝８及び凹溝９からの第１流体の凝縮液の液捌け性がさらに向上し、第１流体から第２流体への熱伝達率をさらに向上させることができる。
　さらに、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００においては、凹溝８及び凹溝９が、直線状に形成されているので、凹溝８及び凹溝９からの第１流体の凝縮液の液捌け性がさらに向上し、第１流体から第２流体への熱伝達率をさらに向上させることができる。
　さらに、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００においては、凹溝９が伝熱プレート７の厚みよりも小さくなっている。このため、伝熱プレート７の伝熱面を第２流路１２側に突出させることなく、伝熱プレート７に凹溝９を形成することができる。したがって、伝熱プレート７とインナーフィン６との接合が複雑化することがなく、プレート式熱交換器１００の製造が容易となる。
　ここで、本実施の形態１では、高温の第１流体が凝縮（相変化）しながら第２流体を加熱する例について説明した。しかしながら、本実施の形態１に係るプレート式熱交換器１００は、低温の第１流体が蒸発しながら高温の第２流体を冷却する場合、及び、第１流体が単相（液相又は気相）の状態のままで第２流体と熱交換する場合にも、第１流体と第２流体との間の熱伝達率を向上させる効果がある。第１流体の蒸発時、凹溝８及び凹溝９に第１流体を保持することで、核沸騰を促進でき、これにより第１流体と第２流体との間の熱伝達率を向上できるからである。また、第１流体が単相（液相又は気相）の状態のままで第２流体と熱交換する場合、凹溝８の角部（インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂのフラットな部分と凹溝８との境界部）及び凹溝９の角部（伝熱プレート７の伝熱面のフラットな部分と凹溝９との境界部）によって、第１流体の攪拌効果が向上するからである。なお、当該攪拌効果は、第１流体が凝縮する場合及び蒸発する場合においても得られる効果である。
実施の形態２．
　実施の形態１で示した凹溝８及び凹溝９は、これら凹溝の長手方向と垂直な断面において、開口部から底部までの距離が一定の略コの字形状に形成されていた。これに限らず、凹溝８及び凹溝９を、例えば次のような断面形状に形成してもよい。なお、本実施の形態２で特に記述しない構成については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
　図９は、本発明の実施の形態２に係るプレート式熱交換器の一例を示す要部拡大図である。この図９は、凹溝８及び凹溝９の長手方向と垂直な断面で切断した断面図である。
　凹溝８及び凹溝９の長手方向と垂直な断面において、本実施の形態２に係るプレート式熱交換器１００の凹溝８及び凹溝９は、開口部から底部にかけて幅が小さくなるように形成されている。例えば、図９（ａ）に示すように、凹溝８及び凹溝９を断面三角形状に形成することにより、開口部から底部にかけて幅が小さくなる凹溝８及び凹溝９を形成することができる。また例えば、図９（ｂ）に示すように、凹溝８及び凹溝９の側面部を階段形状に形成することにより、換言すると、凹溝の底部に該凹溝よりも幅の小さい凹溝を形成して凹溝８及び凹溝９を構成することにより、開口部から底部にかけて幅が小さくなる凹溝８及び凹溝９を形成することができる。
　なお、図９（ｂ）では、インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂに形成された断面四角形状の貫通溝８ａと、伝熱プレート７の貫通溝８ａと対向する部分に形成され、貫通溝８ａよりも幅の小さい底部側凹溝８ｂとにより、凹溝８を形成している。これに限らず、インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂに、凹溝の底部に該凹溝よりも幅の小さい凹溝を形成し、凹溝８としても勿論よい。つまり、インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂのみを加工して凹溝８を形成しても勿論よい。換言すると、図９（ａ）に示す凹溝８を、インナーフィン６に形成された断面台形形状の貫通溝８ａと、伝熱プレート７の貫通溝８ａと対向する部分に形成された断面三角形状の底部側凹溝８ｂとで構成しても勿論よい。また、実施の形態１で示した凹溝８も、インナーフィン６に形成された断面四角形状の貫通溝８ａと、伝熱プレート７の貫通溝８ａと対向する部分に形成され、貫通溝８ａと同一幅の底部側凹溝８ｂとで構成しても勿論よい。
　以上、本実施の形態２のように構成されたプレート式熱交換器１００は、実施の形態１と同様の効果を得られることに加え、実施の形態１と比べて次のような効果を得ることもできる。
　本実施の形態２に係るプレート式熱交換器１００においては、開口部から底部にかけて幅が小さくなるように凹溝８及び凹溝９が形成されているので、凹溝８及び凹溝９に保持する凝縮液の量を調整することができる。例えば、第１流体が第１流路１１内で凝縮する場合、本実施の形態２に係るプレート式熱交換器１００は、第１流体の凝縮液膜が形成される初期段階において、凝縮液の保持量を実施の形態１よりも少なくできる。そして、第１流体が凝縮されていくにつれて徐々に凹溝８及び凹溝９に保持する凝縮液の量は増加するが、この増加量を実施の形態１よりも大きくさせることができる。
　また、本実施の形態２のように、インナーフィン６の貫通溝８ａと伝熱プレート７の底部側凹溝８ｂとで凹溝８を形成することにより、貫通溝８ａ及び底部側凹溝８ｂがインナーフィン６と伝熱プレート７を位置合わせする際の目印となるため、プレート式熱交換器１００の組み立て精度を向上することができ、プレート式熱交換器１００の信頼性が向上する。
　なお、図９（ａ）のように凹溝８及び凹溝９を断面三角形状に形成する場合、三角形の頂角や辺の長さによって、凝縮時の液膜の保持量を調整できる。また、図９（ｂ）のように凹溝８及び凹溝９を断面三角形状に形成する場合、寸法ａ及びｂを変更することにより、凝縮時の液膜の保持量を調整できる。
実施の形態３．
　凹溝８及び凹溝９の形状は、実施の形態１及び実施の形態２で示した形状に限定されるものではなく、例えば次のような断面形状に形成してもよい。なお、本実施の形態３で特に記述しない構成については実施の形態１又は実施の形態２と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
　図１０は、本発明の実施の形態３に係るプレート式熱交換器の一例を示す要部拡大図である。この図１０は、凹溝８及び凹溝９の長手方向と垂直な断面で切断した断面図である。
　凹溝８及び凹溝９の長手方向と垂直な断面において、本実施の形態３に係るプレート式熱交換器１００の凹溝８及び凹溝９は、開口部から底部にかけて幅が大きくなるように形成されている。例えば、図１０（ａ）に示すように、凹溝８及び凹溝９を、短辺側が開口部となった台形形状に形成することにより、開口部から底部にかけて幅が大きくなる凹溝８及び凹溝９を形成することができる。また例えば、図１０（ｂ）に示すように、凹溝８及び凹溝９の側面部を階段形状に形成することにより、換言すると、凹溝の底部に該凹溝よりも幅の大きい凹溝を形成して凹溝８及び凹溝９を構成することにより、開口部から底部にかけて幅が大きくなる凹溝８及び凹溝９を形成することができる。
　なお、図１０（ｂ）では、インナーフィン６の基板部６ａ及び天面部６ｂに形成された断面四角形状の貫通溝８ａと、伝熱プレート７の貫通溝８ａと対向する部分に形成され、貫通溝８ａよりも幅の大きい底部側凹溝８ｂとにより、凹溝８を形成している。
　以上、本実施の形態３のように構成されたプレート式熱交換器１００は、実施の形態１と同様の効果を得られることに加え、実施の形態１と比べて次のような効果を得ることもできる。
　本実施の形態３に係るプレート式熱交換器１００においては、開口部から底部にかけて幅が大きくなるように凹溝８及び凹溝９が形成されているので、凹溝８及び凹溝９に保持する凝縮液の量を調整することができる。例えば、第１流体が第１流路１１内で凝縮する場合、本実施の形態３に係るプレート式熱交換器１００は、第１流体の凝縮液膜が形成される初期段階において、凝縮液の保持量を実施の形態１よりも大きくできる。そして、第１流体が凝縮されていくにつれて徐々に凹溝８及び凹溝９に保持する凝縮液の量は増加するが、この増加量を実施の形態１よりも小さくさせることができる。
　また、本実施の形態３に係る凹溝８及び凹溝９の形状は、凝縮液を引き込みやすい形状である。このため、凹溝８内及び凹溝９内では隣接する気泡によって沸騰が活性化されやすくなるので、第１流体が蒸発する条件で本実施の形態３に係るプレート式熱交換器１００を用いる際、実施の形態１及び実施の形態２よりも、第１流体と第２流体との間の熱伝達率を向上させることができる。
実施の形態４．
　実施の形態１～実施の形態３で示した凹溝９の端部に、次のような流出口側凹溝９ａ及び流入口側凹溝９ｂを設けてもよい。なお、本実施の形態４で特に記述しない構成については実施の形態１～実施の形態３のいずれかと同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
　図１１は、本発明の実施の形態４に係るプレート式熱交換器の伝熱プレートを示す斜視図である。
　本実施の形態４に係るプレート式熱交換器１００の伝熱プレート７には、一端が凹溝９と接続され、他端が第１流体の流出口２に接続された流出口側凹溝９ａが形成されている。
　また、本実施の形態４に係るプレート式熱交換器１００の伝熱プレート７には、一端が凹溝９と接続され、他端が第１流体の流入口１に接続された流入口側凹溝９ｂも形成されている。
　インナーフィン６内を流れた第１流体は、その流れを傾けて第１流体の流出口２に流入することとなる。また、第１流体の流入口１から第１流路１１内に流入した第１流体は、インナーフィン６側に流れた後、その流れを傾けてインナーフィン６内に流入することとなる。このため、第１流体の流入口１からインナーフィン６へ至るまでの流路、及び、インナーフィン６から第１流体の流出口２へ至るまでの流路は、インナーフィン６内流路に対して流れ難い流路となっている。しかしながら、本実施の形態４に係るプレート式熱交換器１００は、流入口側凹溝９ｂ及び流出口側凹溝９ａを備えているので、これらインナーフィン６内流路に対して流れ難い流路において、第１流体を流入口側凹溝９ｂ及び流出口側凹溝９ａに沿わせて流すことにより、第１流体を円滑に流すことができる。また、これらインナーフィン６内流路に対して流れ難い流路において、第１流体を円滑に流すことができるため、伝熱プレート７の有効伝熱面積を拡大することもできる。これらの効果は、第１流体を流入口側凹溝９ｂ及び流出口側凹溝９ａの一方を設けるだけでも得ることができる。
　なお、上記の実施の形態１～実施の形態４では、第２流路１２にインナーフィン６を設けたプレート式熱交換器１００を例に本発明を説明したが、第２流路１２にインナーフィン６が設けられておらず、第１流路１１にのみインナーフィン６を設けたプレート式熱交換器に本発明を実施することも勿論可能である。
　また、上記の実施の形態１～実施の形態４では、凹溝８、凹溝９、流出口側凹溝９ａ及び流入口側凹溝９ｂを第１流路１１側にのみ形成したプレート式熱交換器１００を例に本発明を説明したが、第２流路１２側に凹溝８、凹溝９、流出口側凹溝９ａ及び流入口側凹溝９ｂを形成してもよい。第２流路１２側でも、第１流路１１側で得られた上記の効果を得ることができる。
　また、上記の実施の形態１～実施の形態４では、凹溝８及び凹溝９の双方を形成したプレート式熱交換器１００について説明したが、凹溝８及び凹溝９のうちの一方のみを形成しても、上記の効果を得ることができる。
　また、上記の実施の形態１～実施の形態４では、第１流路と第２流路とが対向流となったプレート式熱交換器１００について説明したが、第１流路と第２流路とを並行流としても勿論よい。
　また、本発明に係るプレート式熱交換器は、実施の形態１～実施の形態３で示した形状の凹溝８及び凹溝９を組み合わせて構成しても勿論よい。
実施の形態５．
　最後に、実施の形態１～実施の形態４で示したプレート式熱交換器１００を備えた冷凍サイクル装置の一例について説明する。
　図１２は、本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置を示す回路図である。
　この図１２に示す冷凍サイクル装置１５０は、実施の形態１～実施の形態４に記載のいずれかのプレート式熱交換器１００を冷媒対冷媒熱交換器として用いた空気調和装置である。冷凍サイクル装置１５０は熱源側冷媒回路３０及び利用側冷媒回路４０等から構成されている。
　熱源側冷媒回路３０は、圧縮機３１、凝縮器となるプレート式熱交換器１００、膨張弁３３、及び蒸発器３２が順次冷媒配管により接続されて構成されている。また、利用側冷媒回路４０は、ポンプ４１、利用側熱交換器４２及びプレート式熱交換器１００が順次冷媒配管により接続されて構成されている。
　圧縮機３１で圧縮された蒸気状態の熱源側冷媒（例えば第１流体）は、プレート式熱交換器１００に流入する。プレート式熱交換器１００に流入した熱源側冷媒は、利用側冷媒（例えば第２流体）を加熱して凝縮する。プレート式熱交換器１００で凝縮した熱源側冷媒は過冷却状態の液冷媒となり、膨張弁３３に流入する。膨張弁３３で膨張した低温低圧の熱源側冷媒は低乾き度の二相状態となり、蒸発器３２に流入する。蒸発器３２に流入した熱源側冷媒は、送風機３２ａから送り出された空気から吸熱して蒸発する。蒸発器３２で蒸発した熱源側冷媒は、圧縮機３１に吸入されて再び圧縮される。
　一方、プレート式熱交換器１００で熱源側冷媒との熱交換により加熱された利用側冷媒は、ポンプ４１に吸引された後、吐出され、利用側熱交換器４２に流入する。利用側熱交換器４２において、利用側冷媒は、送風機４２ａから送り出された空気調和空間の空気を加熱し、空気調和空間を暖房する。その後、利用側冷媒は、再びプレート式熱交換器１００に流入する。
　このように構成された冷凍サイクル装置１５０は、実施の形態１～実施の形態４で示したプレート式熱交換器１００を備えているので、省エネ性と信頼性の高い冷凍サイクル装置となる。
　なお、本実施の形態５の冷凍サイクル装置１５０は、熱源側冷媒回路３０の凝縮器としてプレート式熱交換器１００を用いたが、熱源側冷媒回路３０の蒸発器としてプレート式熱交換器１００を用いてもよい。熱源側冷媒回路３０の凝縮器及び蒸発器の双方にプレート式熱交換器１００を用いても勿論よい。
　本発明に係るプレート式熱交換器は、上述した空気調和装置以外にも、発電、食品の加熱殺菌処理機器等、プレート式熱交換器を搭載した多くの産業、家庭用機器に利用可能である。
　１　第１流体の流入口、２　第１流体の流出口、３　第２流体の流入口、４　第２流体の流出口、５　サイドプレート、６　インナーフィン、６ａ　基板部、６ｂ　天面部、６１　第１切り起こし部、６１ａ　第１天面部、６１ｂ　第１脚部、６２　第２切り起こし部、６２ａ　第２天面部、６２ｂ　第２脚部、７　伝熱プレート、７ａ　伝熱プレート、７ｂ　伝熱プレート、８　凹溝、８ａ　貫通溝、８ｂ　底部側凹溝、９　凹溝、９ａ　流出口側凹溝、９ｂ　流入口側凹溝、１１　第１流路、１２　第２流路、３０　熱源側冷媒回路、３１　圧縮機、３２　蒸発器、３２ａ　送風機、３３　膨張弁、４０　利用側冷媒回路、４１　ポンプ、４２　利用側熱交換器、１００　プレート式熱交換器、１５０　冷凍サイクル装置、２００　プレート式熱交換器（従来）、Ａ　第１流体の流れ方向、Ｂ　第２流体の流れ方向。

Claims (10)

  1. 　２枚のサイドプレートの間に、フラットな伝熱面が形成された伝熱プレートを所定の間隔を介して複数積層し、
    　前記サイドプレートと前記伝熱プレートとの間及び各前記伝熱プレートの間に形成される空間に、第１流体が流通するための第１流体流入ポート及び第１流体流出ポートと、前記第１流体とは異なる第２流体が流通するための第２流体流入ポート及び第２流体流出ポートとが交互に連通し、
    　前記第１流体が流通する第１流路と前記第２流体が流通する第２流路が交互に形成され、
    　少なくとも前記第１流路には、前記伝熱面と対向する範囲にインナーフィンが設けられたプレート式熱交換器であって、
    　前記第１流路における前記インナーフィンの設置範囲には、
    　前記インナーフィンにおける前記伝熱プレートと対向する範囲、及び、前記伝熱プレートのうちの少なくとも一方に、前記インナーフィンのフィン部間の寸法よりも小さい複数の凹溝が、前記第１流体の流れ方向に沿って形成されていることを特徴とするプレート式熱交換器。
  2. 　前記凹溝の長手方向と垂直な断面において、
    　前記凹溝は、開口部から底部にかけて幅が小さくなっ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。
  3. 　前記凹溝の長手方向と垂直な断面において、
    　前記凹溝は、開口部から底部にかけて幅が大きくなっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレート式熱交換器。
  4. 　前記凹溝が形成された流路には、
    　一端が前記凹溝と接続され、他端が当該流路と連通する流入口に接続された流入口側凹溝、及び、一端が前記凹溝と接続され、他端が当該流路と連通する流出口に接続された流出口側凹溝のうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
  5. 　前記第２流路にも、
    　前記伝熱面と対向する範囲に前記インナーフィンが設けられ、
    　前記凹溝が、前記第２流体の流れ方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
  6. 　前記インナーフィンの設置範囲において、
    　前記凹溝のそれぞれは、該インナーフィンの内部を流れる流体の流れ方向上流側から下流側にかけて途切れることなく形成されていることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
  7. 　前記凹溝のそれぞれは、直線状に形成されていることを特徴とする請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
  8. 　前記凹溝の前記伝熱プレートに形成された部分の深さは、該伝熱プレートの厚みよりも小さくなっていることを特徴とする請求項１～請求項７のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
  9. 　前記凹溝のうちの少なくとも一部は、
    　前記インナーフィンに形成された貫通溝、及び、前記伝熱プレートの前記貫通溝と対向する部分に形成された底部凹溝によって形成されていることを特徴とする請求項１～請求項８のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
  10. 　請求項１～請求項９のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
PCT/JP2012/076726 2012-10-16 2012-10-16 プレート式熱交換器及びこのプレート式熱交換器を備えた冷凍サイクル装置 WO2014061105A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/435,237 US10168102B2 (en) 2012-10-16 2012-10-16 Plate type heat exchanger and refrigeration cycle apparatus having the same plate type heat exchanger
PCT/JP2012/076726 WO2014061105A1 (ja) 2012-10-16 2012-10-16 プレート式熱交換器及びこのプレート式熱交換器を備えた冷凍サイクル装置
CN201280076435.3A CN104718423B (zh) 2012-10-16 2012-10-16 板式热交换器以及具备该板式热交换器的冷冻循环装置
JP2014541853A JP6016935B2 (ja) 2012-10-16 2012-10-16 プレート式熱交換器及びこのプレート式熱交換器を備えた冷凍サイクル装置
EP12886566.4A EP2918958B1 (en) 2012-10-16 2012-10-16 Plate heat exchanger and refrigeration cycle device provided with plate heat exchanger
CN201320782658.3U CN203615791U (zh) 2012-10-16 2013-10-16 板式热交换器以及具有该板式热交换器的冷冻循环装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/076726 WO2014061105A1 (ja) 2012-10-16 2012-10-16 プレート式熱交換器及びこのプレート式熱交換器を備えた冷凍サイクル装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014061105A1 true WO2014061105A1 (ja) 2014-04-24

Family

ID=50487694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/076726 WO2014061105A1 (ja) 2012-10-16 2012-10-16 プレート式熱交換器及びこのプレート式熱交換器を備えた冷凍サイクル装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10168102B2 (ja)
EP (1) EP2918958B1 (ja)
JP (1) JP6016935B2 (ja)
CN (2) CN104718423B (ja)
WO (1) WO2014061105A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11268877B2 (en) 2017-10-31 2022-03-08 Chart Energy & Chemicals, Inc. Plate fin fluid processing device, system and method
EP3594606A1 (en) * 2018-07-09 2020-01-15 W. Schoonen Beheer B.V. Filling for heat exchanger
US20210341186A1 (en) * 2018-11-16 2021-11-04 Mitsubishi Electric Corporation Plate-type heat exchanger, heat pump device, and heat-pump-type cooling and heating hot-water supply system
DE112019007367T5 (de) * 2019-06-03 2022-02-17 Mitsubishi Electric Corporation Plattenwärmetauscher und Wärmeübertragungsvorrichtung
JP7263970B2 (ja) * 2019-08-06 2023-04-25 株式会社デンソー 熱交換器

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58148480U (ja) * 1982-03-31 1983-10-05 株式会社　土屋製作所 プレ−ト式熱交換器
JPH08271167A (ja) * 1995-03-31 1996-10-18 Showa Alum Corp 熱交換器
JPH1030890A (ja) * 1996-03-18 1998-02-03 Boc Group Inc:The 熱交換器
JPH1062033A (ja) * 1996-08-23 1998-03-06 Hitachi Ltd 吸収式冷温水機
JP2000346583A (ja) * 1999-05-31 2000-12-15 Haruo Uehara 凝縮器
JP2003185375A (ja) 2001-12-17 2003-07-03 Daikin Ind Ltd プレート式熱交換器
JP2003294382A (ja) 2002-04-04 2003-10-15 Toyo Radiator Co Ltd 熱交換器
JP2005083623A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Calsonic Kansei Corp 熱交換ユニット及び積層型熱交換器
JP2005201495A (ja) * 2004-01-14 2005-07-28 Calsonic Kansei Corp 蒸発器用インナーフィン
JP2011007410A (ja) 2009-06-25 2011-01-13 Mahle Filter Systems Japan Corp オイルクーラ

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2571631A (en) * 1947-02-26 1951-10-16 Kellogg M W Co Heat exchange element
SE431584B (sv) * 1976-09-08 1984-02-13 Hisaka Works Ltd Plattkondensor med ett flertal lutande och atskiljda kanaler for uppsamling av kondensat
JPS5751286U (ja) * 1980-09-08 1982-03-24
EP0053452B1 (en) * 1980-12-02 1984-03-14 Marston Palmer Ltd. Heat exchanger
JPS57101294A (en) * 1980-12-15 1982-06-23 Nippon Denso Co Ltd Heat exchanger
JPS57105690A (en) * 1980-12-24 1982-07-01 Nippon Denso Co Ltd Heat exchanger
JPS6113178U (ja) * 1984-06-28 1986-01-25 株式会社 土屋製作所 ハウジングレス熱交換器
JPS6234670U (ja) * 1985-08-20 1987-02-28
JP2544150B2 (ja) 1987-08-05 1996-10-16 川崎重工業株式会社 潜熱回収用伝熱管体
US4815534A (en) * 1987-09-21 1989-03-28 Itt Standard, Itt Corporation Plate type heat exchanger
GB8910241D0 (en) * 1989-05-04 1989-06-21 Secretary Trade Ind Brit Heat exchangers
US5029636A (en) * 1990-11-05 1991-07-09 General Motors Corporation Oil cooler with louvered center
JPH0492166U (ja) * 1990-12-04 1992-08-11
FR2705445B1 (fr) * 1993-05-18 1995-07-07 Vicarb Sa Echangeur de chaleur à plaques.
DE19528116B4 (de) * 1995-08-01 2007-02-15 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager mit Platten-Sandwichstruktur
ATE348993T1 (de) * 1999-03-27 2007-01-15 Chart Heat Exchangers Ltd Part Wärmetauscher
JP2001355994A (ja) 2000-06-12 2001-12-26 Toyo Radiator Co Ltd 気体冷却用積層型熱交換器
US6644388B1 (en) * 2000-10-27 2003-11-11 Alcoa Inc. Micro-textured heat transfer surfaces
DE10392626T5 (de) * 2002-05-10 2005-06-30 Usui Kokusai Sangyo Kaisha, Ltd. Wärmeleitrohr und Wärmetauscher mit einem solchen Wärmeleitrohr
US7032654B2 (en) * 2003-08-19 2006-04-25 Flatplate, Inc. Plate heat exchanger with enhanced surface features
US7163051B2 (en) * 2003-08-28 2007-01-16 Praxair Technology, Inc. Heat exchanger distributor for multicomponent heat exchange fluid
DE102006048305B4 (de) * 2006-10-12 2011-06-16 Modine Manufacturing Co., Racine Plattenwärmetauscher
DE102007004993A1 (de) * 2007-02-01 2008-08-07 Modine Manufacturing Co., Racine Herstellungsverfahren für Flachrohre und Walzenstraße

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58148480U (ja) * 1982-03-31 1983-10-05 株式会社　土屋製作所 プレ−ト式熱交換器
JPH08271167A (ja) * 1995-03-31 1996-10-18 Showa Alum Corp 熱交換器
JPH1030890A (ja) * 1996-03-18 1998-02-03 Boc Group Inc:The 熱交換器
JPH1062033A (ja) * 1996-08-23 1998-03-06 Hitachi Ltd 吸収式冷温水機
JP2000346583A (ja) * 1999-05-31 2000-12-15 Haruo Uehara 凝縮器
JP2003185375A (ja) 2001-12-17 2003-07-03 Daikin Ind Ltd プレート式熱交換器
JP2003294382A (ja) 2002-04-04 2003-10-15 Toyo Radiator Co Ltd 熱交換器
JP2005083623A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Calsonic Kansei Corp 熱交換ユニット及び積層型熱交換器
JP2005201495A (ja) * 2004-01-14 2005-07-28 Calsonic Kansei Corp 蒸発器用インナーフィン
JP2011007410A (ja) 2009-06-25 2011-01-13 Mahle Filter Systems Japan Corp オイルクーラ

Also Published As

Publication number Publication date
US20150260460A1 (en) 2015-09-17
JP6016935B2 (ja) 2016-10-26
EP2918958A4 (en) 2016-08-10
EP2918958B1 (en) 2018-12-05
CN203615791U (zh) 2014-05-28
CN104718423B (zh) 2017-03-01
US10168102B2 (en) 2019-01-01
CN104718423A (zh) 2015-06-17
EP2918958A1 (en) 2015-09-16
JPWO2014061105A1 (ja) 2016-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11519673B2 (en) Plate heat exchanger and heat pump device including the same
JP6005267B2 (ja) 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置
US10161687B2 (en) Plate heat exchanger and heat pump outdoor unit
WO2014125566A1 (ja) プレート式熱交換器及び冷凍サイクル装置
JP5490265B2 (ja) 熱交換器、この熱交換器の製造方法、及びこの熱交換器を備えた冷凍サイクル装置
WO2014147804A1 (ja) プレート式熱交換器及びそれを備えた冷凍サイクル装置
JP6016935B2 (ja) プレート式熱交換器及びこのプレート式熱交換器を備えた冷凍サイクル装置
WO2015132963A1 (ja) 熱交換器及び空気調和機
JP5661205B2 (ja) 積層型熱交換器及びそれを搭載したヒートポンプシステム、並びに積層型熱交換器の製造方法
JP6160385B2 (ja) 積層型熱交換器
JP5744316B2 (ja) 熱交換器及びこの熱交換器を備えたヒートポンプシステム
WO2016121119A1 (ja) 熱交換器及び冷凍サイクル装置
JP5709777B2 (ja) 熱交換器及び冷凍空調装置
JP2015230129A (ja) 熱交換器
KR20130023487A (ko) 마이크로 채널 열교환기를 갖는 히트펌프용 증발기
JP2006329537A (ja) 熱交換器
JPH05157402A (ja) 熱交換器
WO2012043380A1 (ja) 熱交換器
JP2015152209A (ja) 熱交換器
JP2011058771A (ja) 熱交換器及びこの熱交換器を備えた冷蔵庫、空気調和機
JP5858877B2 (ja) 熱交換器
JP3641949B2 (ja) プレート式熱交換器
JP2023000451A (ja) プレートフィン積層型熱交換器およびそれを用いた冷凍システム
JP2007003050A (ja) 積層型熱交換器の製造方法および積層型熱交換器
JP2014126237A (ja) 熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12886566

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014541853

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14435237

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012886566

Country of ref document: EP