プレート式熱交換器
【課題】接着剤を用いることなく、伝熱プレートの両面にガスケットを低コストに固定することができるプレート式熱交換器を提供する。
【解決手段】伝熱プレート１０の外周に設けられた凹凸部１７の形状を、伝熱プレート１０の中心軸Ｍに関して１８０°回転対称とした。これにより、スリット１８を打ち抜き形成する際、裏返した伝熱プレートを同じ打ち抜き金型の上に乗せることができるため、同じ金型で２倍の数のスリット１８を形成することができる。
【解決手段】伝熱プレート１０の外周に設けられた凹凸部１７の形状を、伝熱プレート１０の中心軸Ｍに関して１８０°回転対称とした。これにより、スリット１８を打ち抜き形成する際、裏返した伝熱プレートを同じ打ち抜き金型の上に乗せることができるため、同じ金型で２倍の数のスリット１８を形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレート式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレート式熱交換器は、伝熱プレートを積層し、伝熱プレート間に形成される流路に２種の流体を交互に流通させることで、流体間で熱交換を行うものである。伝熱プレート間にはガスケットが設けられ、このガスケットで流路を形成すると共に、流体の外部への漏れ出しを防止している。
【０００３】
例えば特許文献１に示されているプレート式熱交換器は、図１６に示すように、複数枚の伝熱プレート１１０を積層した積層体１２０と、積層体１２０の両側に設けたフレーム１３０とを有する。積層された伝熱プレート１１０のうち、手前側の端部に配された伝熱プレートを１１０ａ、奥側の端部に配された伝熱プレートを１１０ｂ、これらの間に配された伝熱プレートを１１０ｃで示す。伝熱プレート１１０は全て同じ形状を成し、交互に上下反転させながら積層される。積層体１２０の中間の伝熱プレート１１０ｃ同士の間にはガスケット１４０が設けられ、積層体１２０の両端の伝熱プレート１１０ａ・１１０ｂとフレーム１３０との間には、それぞれ上記のガスケット１４０と異なる形状の端部用ガスケット１５０が設けられる。伝熱プレート１１０間の形成された隙間に、異なる流体Ａ及びＢを交互に流通させることにより、流体間で熱交換が行われる（図１６の矢印参照）。
【０００４】
一方、特許文献２に示されている伝熱プレートには、伝熱プレートのガスケット溝の外側に、ガスケット溝に沿った方向で山部と谷部とが交互に現れる波型の凹凸部が設けられている。このように凹凸部を設けることで、隣り合う伝熱プレートの凹凸部の山部と谷部とを接触させ、伝熱プレートを安定した状態で積層することができる。このプレート式熱交換器では、凹凸部の山部にスリットを形成すると共に、ガスケット本体の外側に固定部を設け、伝熱プレートのスリットにガスケットの固定部を嵌合させることにより両者を固定している。これにより、接着剤を使用することなくガスケットを伝熱プレートに固定することができるため、メンテナンス時に劣化したガスケットを容易に交換できると共に、接着剤の臭いが流体に付くことがない。特に、食品の殺菌等に用いられる熱交換器の場合、接着剤の臭いが食品に付くことを確実に回避するため、上記のように接着剤の使用を廃止することが好ましい。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２５２２２号公報
【特許文献２】特開２０００−９７５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１６のプレート式熱交換器は、各伝熱プレート１１０にガスケットを固定し、この伝熱プレート１１０を積層することにより組み立てられる。積層体１２０の中間部の伝熱プレート１１０ｃには、表面（図１６で見えている面）にガスケット１４０が固定される。積層体１２０の手前側端部の伝熱プレート１１０ａには、表面に端部用ガスケット１５０が固定される。積層体１２０の奥側端部の伝熱プレート１１０ｂには、表面にガスケット１４０が固定されると共に、裏面に端部用ガスケット１５０が固定される（裏面のガスケット１５０は図示省略）。
【０００７】
この奥側端部の伝熱プレート１１０ｂのように、プレート式熱交換の組立に際し、伝熱プレートの両面にガスケットを固定する場合がある。例えば、上記特許文献２の方法で伝熱プレートの両面にガスケットを固定しようとすると、伝熱プレートに通常の２倍の数のスリットを形成する必要がある。スリットの形成は、通常、スリット形成用の刃を有する金型による打ち抜き加工で形成されるため、スリットの数が増えるとスリットを打ち抜くための打ち抜き刃の数も増やす必要があり、コスト高を招く。
【０００８】
例えば、図１７に、凹凸部１１７及びスリット１１８を形成した伝熱プレート１１０を示す。この凹凸部１１７は、ガスケット溝１１６の延在方向に沿って山部１１７ａと谷部１１７ｂとが交互に現れる形状を成している（図示例では、理解の容易化のために、凹凸部１１７のうち、谷部１１７ｂを網掛で示している。）。この凹凸部１１７のうち、ガスケット溝１１６の直線部に沿った領域（以下、凹凸部１１７の直線部分）では、山部１１７ａ及び谷部１１７ｂの双方がストレート形状を成している。一方、凹凸部１１７のうち、ガスケット溝１１６の曲線部に沿った領域（以下、凹凸部１１７の曲線部分）では、山部１１７ａ及び谷部１１７ｂの双方をストレート形状とすることはできず、少なくとも一方が扇形になる。図示例では、凹凸部１１７の曲線部分で、扇形の山部１１７ａとストレート形状の谷部１１７ｂとが交互に配される。この凹凸部１１７の曲線部分のうち、中心軸Ｍに関して対称な箇所には異なる形状の山部と谷部が配されており、具体的には、図１７に矢印Ｘで示すように、扇形の山部１１７ａの中心軸Ｍに関して対称位置には、ストレート形状の谷部１１７ｂが配される。
【０００９】
例えば、この伝熱プレート１１０を打ち抜き金型に載置し、図１７に示す位置にスリット１８を形成した後、伝熱プレート１１０を中心軸Ｍに関して裏返して同じ金型に載置し、再び打ち抜き加工を施せば、図示例の２倍の数のスリットを形成することができる。しかし、金型は、伝熱プレート１１０の外周部を支持するために、外周部の形状（すなわち凹凸部１１７の形状）に倣った形状の支持面を有するため、伝熱プレート１１０を裏返すと同じ金型の上に載置することができない。すなわち、図１７の矢印Ｘで示す扇形の山部１１７ａと同形状の支持面に、裏返した伝熱プレート１１０のストレート形状の山部（図１７で矢印Ｘで示すストレート形状の谷部１１７ｂを裏返したもの）が配されるため、形状が合わずに載置することができない。従って、上記のような伝熱プレート１１０の両面にガスケットを固定する場合、少なくとも一方の面のガスケットは接着剤を使用して固定せざるを得ないのが実情であった。
【００１０】
本発明の課題は、接着剤を用いることなく、伝熱プレートの両面にガスケットを低コストに固定することができるプレート式熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明は、複数枚の矩形状の伝熱プレートをガスケットを介して積層したプレート式熱交換器であって、ガスケットが、伝熱プレートの伝熱面の全周を囲むガスケット本体と、ガスケット本体の外側に設けられた固定部とを有し、伝熱プレートが、ガスケット本体を装着するためのガスケット溝と、ガスケット溝の外周に設けられ、ガスケット溝に沿った方向で山部と谷部が交互に現れる凹凸部と、凹凸部に形成され、ガスケットの固定部を嵌合させるための嵌合部とを有し、凹凸部の形状を、伝熱プレートの短辺又は長辺の中央部を通る中心軸に関して１８０°回転対称としたプレート式熱交換器を提供する。
【００１２】
上記のように、本発明では、凹凸部の形状を、伝熱プレートの短辺又は長辺の中央部を通る中心軸に関して１８０°回転対称とした。これにより、両面にガスケットを固定する必要がある場合、打ち抜き金型の上に伝熱プレートを載置して一方の面に嵌合部を形成した後、伝熱プレートを裏返して同じ金型の上に載置することができる。そして、先の嵌合部と異なる場所に別の嵌合部を形成することで、新たな金型を要することなく２倍の数の嵌合部を形成することができる。
【００１３】
例えば、ガスケット溝の曲線部分に沿って形成され、前記中心軸に関して対称位置にある凹凸部のうち、一方の凹凸部をストレート形状の山部と扇形の谷部とで構成し、他方の凹凸部を扇形の山部とストレート形状の谷部とで構成すれば、凹凸部の形状を、中心軸に関して１８０°回転対称とすることができる。尚、「ストレート形状」とは、山部又は谷部の等高線が平行に走っている形状を言い、「扇形」とは、山部又は谷部の等高線の間隔が外側へ向けて広がっている形状を言う。
【００１４】
例えば特許文献２には、ガスケットの固定部に、凹凸部の山部をガスケット溝の延在方向の両側から挟む一対の係合部（突出部１０）が設けられ、これにより、ガスケット溝の延在方向におけるガスケットと伝熱プレートとのズレを防止している。しかし、特許文献２の一対の係合部は、ガスケット本体から外側へ向けて互いに平行に配されているため、ストレート形状の山部と密着させることはできるが（図５参照）、扇形の山部と密着させることはできない。この点に鑑み、扇形の山部の嵌合部に嵌合するガスケットの固定部に、扇形の山部の形状に沿って互いの間隔を外側へ向けて徐々に広げ、扇形の山部をガスケット溝延在方向の両側から挟む一対の係合部を設ければ、扇形の山部にも一対の係合部を密着させることができ（図６参照）、両者を確実に係合させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明のプレート式熱交換器によれば、接着剤を用いることなく、伝熱プレートの両面にガスケットを低コストに固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に、本発明の一実施形態に係るプレート式熱交換器を示す。このプレート式熱交換器は、伝熱プレート１０、フレーム３０、ガスケット４０、及び端部用ガスケット５０を有し、各部材の形状を除いて図１１に示す従来のプレート式熱交換器と同様の構成を成している。積層された伝熱プレート１０のうち、手前側端部の伝熱プレートを１０ａ、奥側端部の伝熱プレートを１０ｂ、これらの間に配された伝熱プレートを１０ｃで示す。尚、以下では、説明の便宜上、伝熱プレート１０の短辺方向を左右方向、長辺方向を上下方向と言う。また、伝熱プレート１０のうち、図１で見えている側の面を表面、見えない側の面を裏面と言う。
【００１８】
伝熱プレート１０は、図２に示すように、角部が丸まった矩形状を成し、中央部に設けられた伝熱面１１と、四隅に設けられた通路孔１２〜１５とを有する。伝熱面１１には、例えばヘリングボーン形状に配列された複数の畝が形成される（図示省略）。伝熱プレート１０には、ガスケットを装着するためのガスケット溝１６が、伝熱面１１の全周を囲むように形成される（図１では、ガスケット溝１６の中心線のみを点線で示す）。尚、図２は、積層体２０の中間部の伝熱プレート１０ｃ、及び手前側端部の伝熱プレート１０ａを示すものである。また、スリットの数及び形成箇所以外の構成は、奥側端部の伝熱プレート１０ｂも同様の構成を成す（図１０参照）。
【００１９】
伝熱プレート１０には、ガスケット溝１６の外側に凹凸部１７が形成される。凹凸部１７は、ガスケット溝１６の延在方向で山部１７ａと谷部１７ｂ（網掛領域）とが交互に現れる波形形状を成し、ガスケット溝１６に沿って伝熱プレート１０の全周に亘って形成される。図３に示すように、伝熱プレート１０の表面側では、凹凸部１７の山部１７ａと伝熱面１１の畝の山部１１ａとの間にガスケット溝１６が形成され、伝熱プレート１０の裏面では、凹凸部１７の谷部１７ｂと伝熱面１１の畝の谷部１１ｂとの間にガスケット溝１６’が形成される。このように、伝熱プレート１０の外周部に凹凸部１７を設けることで、隣り合う伝熱プレート１０を接触させることができ、安定した状態で伝熱プレート１０を積層することができる。また、ガスケット溝１６・１６’にガスケット４０が圧入されたとき、ガスケット溝１６の内壁には大きな圧力が加わるが、ガスケット溝１６の外側に凹凸部１７を設けることでガスケット溝１６の内壁の強度が高められ、この圧力に対向することができる。
【００２０】
凹凸部１７は、伝熱プレート１０の短辺の中央部を通る長辺方向の中心軸Ｍに関して１８０°回転対称となるように形成される。すなわち、山部１７ａの中心軸Ｍに関して反対側には同形状の谷部１７ｂが形成され、谷部１７ｂの中心軸Ｍに関して反対側には同形状の山部１７ａが形成される。
【００２１】
ガスケット溝１６の直線部分に沿って形成された凹凸部１７（以下、凹凸部１７の直線部分）では、山部１７ａと谷部１７ｂとが共にストレート形状に形成され、山部１７ａ及び谷部１７ｂの中心線が全て平行に形成される。一方、ガスケット溝１６の曲線部分に沿って形成される凹凸部１７（以下、凹凸部１７の曲線部分）では、山部１７ａ及び谷部１７ｂの少なくとも一方を扇形に形成している。図示例では、中心軸Ｍで二分される伝熱プレート１０のうち、左半分の領域における凹凸部１７の曲線部分は、ストレート形状の山部１７ａと扇形の谷部１７ｂとで構成し、右半分の領域における凹凸部１７の曲線部分は、扇形の山部１７ａとストレート形状の谷部１７ｂとで構成している。
【００２２】
凹凸部１７のピッチは、例えば山部１７ａの中心線を基準に設定される。ただし、伝熱プレート１０の右半分の領域における曲線部分（図１に矢印Ｙで示す領域）では、山部１７ａが扇形になっているため、中心線を設定しにくい。従って、この領域では、ストレート形状の谷部１７ｂの中心線を基準として凹凸部１７のピッチを設定すればよい。
【００２３】
凹凸部１７には、ガスケット４０・５０の固定部４２・５２が嵌合する嵌合部が設けられる。図示例では、凹凸部１７の山部１７ａに、ガスケット溝１６の延在方向に延びた長方形のスリット１８が嵌合部として形成される。スリット１８は、ガスケット溝１６に沿っておおよそ等間隔の複数箇所に設けられる。積層体２０の中間部の伝熱プレート１０ｃ及び手前側端部の伝熱プレート１０ａでは、スリット１８は中心軸Ｍに対して左右非対称な位置に形成される。このとき、凹凸部１７の曲線部に少なくとも一つのスリット１８を設けることで、大きな流体圧が加わる通路孔１２〜１５の周囲でガスケット４０・５０を確実に固定することができる。
【００２４】
図４は、積層体２０の中間部の伝熱プレート１０ｃの表面に、ガスケット４０を固定した状態を示している。ガスケット４０は、伝熱プレート１０ｃの伝熱面１１を囲むように設けられたガスケット本体４１と、ガスケットを伝熱プレート１０ｃに固定するための固定部４２とを有し、例えば樹脂で一体に成形される。ガスケット４０は、ガスケット本体４１を伝熱プレート１０ｃのガスケット溝１６に装着すると共に、固定部４２を伝熱プレート１０のスリット１８に嵌合させることにより、伝熱プレート１０ｃに固定される。
【００２５】
ガスケット本体４１は、伝熱面１１及び２つの通路孔（図示例では右側の通路孔１３、１５）を略台形状に取り囲む第１部分４１ａと、他の２つの通路孔（図示例では左側の通路孔１２、１４）を伝熱面１１から断絶するように、これらの通路孔の周りをそれぞれ囲む第２部分４１ｂとを有する。第１部分４１ａの内周と第２部分４１ｂの内周には異なる流体が流れるようになっており、各流体がガスケット４０により分断されている。
【００２６】
固定部４２は、ガスケット本体４１の外側に突出して設けられ、伝熱プレート１０のスリット１８に対応した位置に配される。固定部４２は、図５及び図６に示すように、ガスケット本体４１から外側へ向けて延びた一対の支持部４２ａと、支持部４２ａの外側端部を連結した連結部４２ｂとが設けられる。一対の支持部４２ａは、山部１７ａをガスケット溝１６の延在方向両側から挟むように配される。支持部４２ａと山部１７ａとがガスケット溝１６の延在方向で係合することにより、この方向でのガスケット４０と伝熱プレート１０とのズレを規制することができる。このとき、支持部４２ａを、山部１７ａの形状に沿って形成することで、支持部４２ａと山部１７ａとを確実に密着させ、両者をより確実に係合させることができる。具体的には、ストレート形状の山部１７ａを挟む一対の支持部４２ａは、図５に示すように、ストレート形状の山部１７ａの形状に沿って平行に設け、扇形の山部１７ａを挟む一対の支持部４２ａは、図６に示すように、扇形の山部１７ａに沿って互いの間隔を外側へ向けて徐々に広げて設ければ良い。
【００２７】
また、支持部４２ａは、図７に示すように、ガスケット溝１６よりも下方に突出した突出部４２ａ１を有し、この突出部４２ａ１を谷部１７ｂの底面、及び山部１７ａと谷部１７ｂとの間の斜面部１７ｃに密着させている。このように、支持部４２ａを谷部１７ｂの底面及び斜面部１７ｃと接触させることで、支持部４２ａと凹凸部１７との接触領域を拡大し、ガスケット溝１６の延在方向でのガスケット４０と伝熱プレート１０とのズレをより一層確実に規制できる。
【００２８】
固定部４２の連結部４２ｂは、伝熱プレート１０のスリット１８に嵌合している。これにより、ガスケット溝１６の延在方向と直交する方向で両者が係合し、この方向でガスケット４０と伝熱プレート１０とのズレが規制される。
【００２９】
図８は、積層体２０の手前側端部の伝熱プレート１０ａの表面に、端部用ガスケット５０を固定した状態を示している。端部用ガスケット５０は、ガスケット本体５１と固定部５２とを有する。ガスケット本体５１は、伝熱面１１を取り囲む第１部分５１ａと、各通路孔１２〜１５を伝熱面１１から断絶するように、各通路孔の周りをそれぞれ取り囲む第２部分５１ｂとを備える。すなわち、図４に示すガスケット４０と比べると、通路孔１３及び１５と伝熱面１１とを分断するガスケットが加わっている点で、構成が異なる。この端部用ガスケット５０は、第１部分５１ａの内周には流体は流れず、第２部分５１ｂの内周に各流体が流れるようになっている。端部用ガスケット５０の固定部５２は、上記のガスケット４０の固定部４２と全く同じ位置、同じ形状に形成される。
【００３０】
図９は、積層体２０の奥側端部の伝熱プレート１０ｂであり、表面（図９で見えている面）にガスケット４０を固定すると共に、裏面（図９で見えない面）に端部用ガスケット５０を固定した状態を示している。伝熱プレート１０ｂには、図１０に示すように、他の伝熱プレート（図２参照）の倍の数のスリット１８が形成されている。スリット１８は、中心軸Ｍに対して左右対称な位置に形成されており、スリット１８が形成された山部１７ａの中心軸Ｍに関して反対側には、スリット１８が形成された谷部１７ｂが配される。この伝熱プレート１０の表裏両面にガスケット４０及び端部用ガスケット５０を固定すると、図９に示すように、表面にガスケット４０が固定される共に、表面の谷部１７ｂに形成されたスリット１８から、裏面に固定された端部用ガスケット５０の固定部５２の連結部５２ｂが見える。
【００３１】
上記のような伝熱プレート１０は、伝熱面１１及び凹凸部１７をプレス成形した後、スリット１８を打ち抜き加工して形成される。スリット１８を形成するための打ち抜き金型は、例えば図１１に示すように、伝熱プレート１０を下方から支持する下型６０と、伝熱プレート１０の上方からスリット１８を打ち抜く打ち抜き刃７０とを有する。下型６０は、伝熱プレート１０の凹凸部１７と同じ形状の支持面６１を有する。支持面６１には、打ち抜き刃７０を降下させたときに嵌り込む逃げ溝６２が形成される。下型６０の支持面６１に伝熱プレート１０を載置した状態で、打ち抜き刃７０を降下させると、打ち抜き刃７０が逃げ溝６２に収容されながら伝熱プレート１０を貫通し、スリット１８が形成される。このとき、打ち抜き刃７０の刃面７１を、山部１７ａに沿った形状、図示例では刃面７１の両端部を下方に突出させた形状とすることで、刃面７１の全体で均一に圧力を加えることができると共に、伝熱プレート１０の表面にバリが形成されることを防止できる。また、打ち抜き刃７０の位置がスリット１８の形成予定箇所から僅かにずれた場合（図１２に点線で示す）、上記のように打ち抜き刃７０の刃面７１を山部１７ａの形状に沿った形状とすることで、打ち抜き刃７０が山部１７ａの両側の斜面部１７ｃで案内され、正確な位置にスリット１８を形成することができる。こうして打ち抜き刃７０が斜面部１７ｃで案内される際、打ち抜き刃７０の刃面７１の端部で斜面部１７ｃの一部（図１２にＰで示す部分）が傷つくことがあるが、この部分はスリット１８として打ち抜かれるため、完成品に傷が残ることはない。
【００３２】
上記の打ち抜き金型に設けられる打ち抜き刃７０は、図２に示されるスリット１８の数だけ設ければ良い。例えば、片面にのみガスケットが固定される伝熱プレート（図２参照）の場合、一度の打ち抜き加工で全てのスリット１８が形成される。一方、両面にガスケットが固定される伝熱プレート（図１０参照）の場合、打ち抜き加工を一回行って図２と同様の箇所にスリット１８を形成した後、伝熱プレート１０を中心軸Ｍに関して表裏反転させ、上記の打ち抜き金型の下型６０の上に載置して再び打ち抜き加工を行う。このように伝熱プレート１０を表裏反転させたときに、凹凸部１７が中心軸Ｍに関して１８０°回転対称な形状を成すことにより、表裏反転させた伝熱プレート１０も同じ下型６０に載置することができるため、同じ打ち抜き金型を用いて２倍の数のスリット１８を形成することができる。
【００３３】
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００３４】
上記では、スリット１８が山部１７ａに形成される場合を示しているが、これに限らず、スリットを谷部１７ｂに形成することもできる。谷部１７ｂにスリットを形成するための打ち抜き金型７０’は、図１３に示すように、谷部１７ｂの形状に合わせて、両端部を上方に切欠いた形状を成している。これにより、バリの生成を防止できると共に、打ち抜き刃７０’がスリットの形成予定箇所からずれた場合（図１４に点線で示す）、斜面部１７ｃで打ち抜き刃７０’を案内することができる。ただし、斜面部１７ｃで打ち抜き刃７０’を案内する際、打ち抜き刃７０’の刃面７１’で斜面部１７ｃの一部（図１４にＰ’で示す部分）に傷がつくことがあるが、この部分はスリットで打ち抜かれる領域ではないので完成品に傷が残る。このような傷が残ることを避けたい場合は、上記実施形態のように、スリットを山部１７ａに形成すればよい。
【００３５】
また、上記では、プレート式熱交換器の組立に際し、図１に示すように、各伝熱プレート１０に一つずつガスケット４０（あるいは端部用ガスケット５０）を固定する方法を示しているが、これに限られず、例えば一枚おきの伝熱プレート１０の両面にガスケットを固定して組み立てることもできる。この場合、一枚おきの伝熱プレート１０に表面のガスケット及び裏面のガスケットの双方を固定するためのスリット１８が形成され、両面にガスケットが固定された伝熱プレートと、ガスケットが固定されていない伝熱プレートとを交互に積層して組み立てられる。例えば、２種類の形状の伝熱プレートを交互に積層する場合、それぞれの伝熱プレートに応じた形状のガスケットが必要となることがあるが、上記のように１枚おきの伝熱プレートの両面にガスケットを固定すれば、一方の伝熱プレートに固定するための形状を成した一種類のガスケットを用意すれば足りるため、低コスト化を図ることができる。
【００３６】
また、上記では、伝熱プレート１０の中心軸Ｍを、短辺の中央部を通る長辺方向に設けているが、これに限らず、例えば中心軸Ｍを、長辺の中央部を通る短辺方向に設けても良い。
【００３７】
また、上記では、通路孔１２〜１５のうち、左半分の通路孔１２・１４に一方の流体を流通させ、右半分の通路孔１３・１５に他方の流体を流通させるようにしているが、これに限らず、例えば図１５に示すように、一方の対角位置の通路孔１３・１４に一方の流体Ａを流通させ、他方の対角位置の通路孔１２・１５に他方の流体Ｂを流通させるようにしてもよい。この場合、隣り合う伝熱プレート１０ｃに固定されるガスケット４０は、表裏反転させた形状となるが、通常、固定部４２は表裏対象な形状には形成されていないため（図７参照）、同じガスケット４０を使用することができない。従って、図１５の構成の場合は、上記のように一枚おきの伝熱プレートの両面にガスケットを固定することで、同じ形状のガスケットを使用することができる。
【００３８】
また、上記では、伝熱プレート１０の凹凸部１７に設けられた嵌合部として、プレートを完全に貫通するスリット１８が例示されているが、これに限らず、例えば凹凸部１７の山部１７ａを貫通させずに凹ませて、この凹部を嵌合部としてもよい。
【００３９】
また、上記では、凹凸部１７の曲線部分において、山部１７ａ及び谷部１７ｂの一方をストレート形状とし、他方を扇形としているが、これに限らず、例えば山部及び谷部の双方を扇形としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】プレート式熱交換器の分解斜視図である。
【図２】伝熱プレートの平面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】ガスケットを固定した伝熱プレートの平面図である。
【図５】図３のＡ部拡大図である。
【図６】図３のＢ部拡大図である。
【図７】図５をＺ方向から見た側面図である。
【図８】端部用ガスケットを固定した伝熱プレートの平面図である。
【図９】表面にガスケットを固定し、裏面に端部用ガスケットを固定した伝熱プレートの平面図である。
【図１０】図９の伝熱プレートの平面図である。
【図１１】スリットを形成する打ち抜き金型を示す断面図である。
【図１２】図１１の打ち抜き刃が案内される様子を示す断面図である。
【図１３】スリットを形成する打ち抜き金型の他の例を示す断面図である。
【図１４】図１３の打ち抜き刃が案内される様子を示す断面図である。
【図１５】他の例のプレート式熱交換器の斜視図である。
【図１６】従来のプレート式熱交換器の斜視図である。
【図１７】凹凸部の谷部を全てストレート形状に形成した伝熱プレートの平面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０（１０ａ〜１０ｃ） 伝熱プレート
１１ 伝熱面
１２〜１５ 通路孔
１６ ガスケット溝
１７ 凹凸部
１７ａ 山部
１７ｂ 谷部
１７ｃ 斜面部
１８ スリット（嵌合部）
２０ 積層体
３０ フレーム
４０ ガスケット
４１ ガスケット本体
４２ 固定部
４２ａ 支持部
４２ｂ 連結部
５０ 端部用ガスケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレート式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレート式熱交換器は、伝熱プレートを積層し、伝熱プレート間に形成される流路に２種の流体を交互に流通させることで、流体間で熱交換を行うものである。伝熱プレート間にはガスケットが設けられ、このガスケットで流路を形成すると共に、流体の外部への漏れ出しを防止している。
【０００３】
例えば特許文献１に示されているプレート式熱交換器は、図１６に示すように、複数枚の伝熱プレート１１０を積層した積層体１２０と、積層体１２０の両側に設けたフレーム１３０とを有する。積層された伝熱プレート１１０のうち、手前側の端部に配された伝熱プレートを１１０ａ、奥側の端部に配された伝熱プレートを１１０ｂ、これらの間に配された伝熱プレートを１１０ｃで示す。伝熱プレート１１０は全て同じ形状を成し、交互に上下反転させながら積層される。積層体１２０の中間の伝熱プレート１１０ｃ同士の間にはガスケット１４０が設けられ、積層体１２０の両端の伝熱プレート１１０ａ・１１０ｂとフレーム１３０との間には、それぞれ上記のガスケット１４０と異なる形状の端部用ガスケット１５０が設けられる。伝熱プレート１１０間の形成された隙間に、異なる流体Ａ及びＢを交互に流通させることにより、流体間で熱交換が行われる（図１６の矢印参照）。
【０００４】
一方、特許文献２に示されている伝熱プレートには、伝熱プレートのガスケット溝の外側に、ガスケット溝に沿った方向で山部と谷部とが交互に現れる波型の凹凸部が設けられている。このように凹凸部を設けることで、隣り合う伝熱プレートの凹凸部の山部と谷部とを接触させ、伝熱プレートを安定した状態で積層することができる。このプレート式熱交換器では、凹凸部の山部にスリットを形成すると共に、ガスケット本体の外側に固定部を設け、伝熱プレートのスリットにガスケットの固定部を嵌合させることにより両者を固定している。これにより、接着剤を使用することなくガスケットを伝熱プレートに固定することができるため、メンテナンス時に劣化したガスケットを容易に交換できると共に、接着剤の臭いが流体に付くことがない。特に、食品の殺菌等に用いられる熱交換器の場合、接着剤の臭いが食品に付くことを確実に回避するため、上記のように接着剤の使用を廃止することが好ましい。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２５２２２号公報
【特許文献２】特開２０００−９７５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１６のプレート式熱交換器は、各伝熱プレート１１０にガスケットを固定し、この伝熱プレート１１０を積層することにより組み立てられる。積層体１２０の中間部の伝熱プレート１１０ｃには、表面（図１６で見えている面）にガスケット１４０が固定される。積層体１２０の手前側端部の伝熱プレート１１０ａには、表面に端部用ガスケット１５０が固定される。積層体１２０の奥側端部の伝熱プレート１１０ｂには、表面にガスケット１４０が固定されると共に、裏面に端部用ガスケット１５０が固定される（裏面のガスケット１５０は図示省略）。
【０００７】
この奥側端部の伝熱プレート１１０ｂのように、プレート式熱交換の組立に際し、伝熱プレートの両面にガスケットを固定する場合がある。例えば、上記特許文献２の方法で伝熱プレートの両面にガスケットを固定しようとすると、伝熱プレートに通常の２倍の数のスリットを形成する必要がある。スリットの形成は、通常、スリット形成用の刃を有する金型による打ち抜き加工で形成されるため、スリットの数が増えるとスリットを打ち抜くための打ち抜き刃の数も増やす必要があり、コスト高を招く。
【０００８】
例えば、図１７に、凹凸部１１７及びスリット１１８を形成した伝熱プレート１１０を示す。この凹凸部１１７は、ガスケット溝１１６の延在方向に沿って山部１１７ａと谷部１１７ｂとが交互に現れる形状を成している（図示例では、理解の容易化のために、凹凸部１１７のうち、谷部１１７ｂを網掛で示している。）。この凹凸部１１７のうち、ガスケット溝１１６の直線部に沿った領域（以下、凹凸部１１７の直線部分）では、山部１１７ａ及び谷部１１７ｂの双方がストレート形状を成している。一方、凹凸部１１７のうち、ガスケット溝１１６の曲線部に沿った領域（以下、凹凸部１１７の曲線部分）では、山部１１７ａ及び谷部１１７ｂの双方をストレート形状とすることはできず、少なくとも一方が扇形になる。図示例では、凹凸部１１７の曲線部分で、扇形の山部１１７ａとストレート形状の谷部１１７ｂとが交互に配される。この凹凸部１１７の曲線部分のうち、中心軸Ｍに関して対称な箇所には異なる形状の山部と谷部が配されており、具体的には、図１７に矢印Ｘで示すように、扇形の山部１１７ａの中心軸Ｍに関して対称位置には、ストレート形状の谷部１１７ｂが配される。
【０００９】
例えば、この伝熱プレート１１０を打ち抜き金型に載置し、図１７に示す位置にスリット１８を形成した後、伝熱プレート１１０を中心軸Ｍに関して裏返して同じ金型に載置し、再び打ち抜き加工を施せば、図示例の２倍の数のスリットを形成することができる。しかし、金型は、伝熱プレート１１０の外周部を支持するために、外周部の形状（すなわち凹凸部１１７の形状）に倣った形状の支持面を有するため、伝熱プレート１１０を裏返すと同じ金型の上に載置することができない。すなわち、図１７の矢印Ｘで示す扇形の山部１１７ａと同形状の支持面に、裏返した伝熱プレート１１０のストレート形状の山部（図１７で矢印Ｘで示すストレート形状の谷部１１７ｂを裏返したもの）が配されるため、形状が合わずに載置することができない。従って、上記のような伝熱プレート１１０の両面にガスケットを固定する場合、少なくとも一方の面のガスケットは接着剤を使用して固定せざるを得ないのが実情であった。
【００１０】
本発明の課題は、接着剤を用いることなく、伝熱プレートの両面にガスケットを低コストに固定することができるプレート式熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明は、複数枚の矩形状の伝熱プレートをガスケットを介して積層したプレート式熱交換器であって、ガスケットが、伝熱プレートの伝熱面の全周を囲むガスケット本体と、ガスケット本体の外側に設けられた固定部とを有し、伝熱プレートが、ガスケット本体を装着するためのガスケット溝と、ガスケット溝の外周に設けられ、ガスケット溝に沿った方向で山部と谷部が交互に現れる凹凸部と、凹凸部に形成され、ガスケットの固定部を嵌合させるための嵌合部とを有し、凹凸部の形状を、伝熱プレートの短辺又は長辺の中央部を通る中心軸に関して１８０°回転対称としたプレート式熱交換器を提供する。
【００１２】
上記のように、本発明では、凹凸部の形状を、伝熱プレートの短辺又は長辺の中央部を通る中心軸に関して１８０°回転対称とした。これにより、両面にガスケットを固定する必要がある場合、打ち抜き金型の上に伝熱プレートを載置して一方の面に嵌合部を形成した後、伝熱プレートを裏返して同じ金型の上に載置することができる。そして、先の嵌合部と異なる場所に別の嵌合部を形成することで、新たな金型を要することなく２倍の数の嵌合部を形成することができる。
【００１３】
例えば、ガスケット溝の曲線部分に沿って形成され、前記中心軸に関して対称位置にある凹凸部のうち、一方の凹凸部をストレート形状の山部と扇形の谷部とで構成し、他方の凹凸部を扇形の山部とストレート形状の谷部とで構成すれば、凹凸部の形状を、中心軸に関して１８０°回転対称とすることができる。尚、「ストレート形状」とは、山部又は谷部の等高線が平行に走っている形状を言い、「扇形」とは、山部又は谷部の等高線の間隔が外側へ向けて広がっている形状を言う。
【００１４】
例えば特許文献２には、ガスケットの固定部に、凹凸部の山部をガスケット溝の延在方向の両側から挟む一対の係合部（突出部１０）が設けられ、これにより、ガスケット溝の延在方向におけるガスケットと伝熱プレートとのズレを防止している。しかし、特許文献２の一対の係合部は、ガスケット本体から外側へ向けて互いに平行に配されているため、ストレート形状の山部と密着させることはできるが（図５参照）、扇形の山部と密着させることはできない。この点に鑑み、扇形の山部の嵌合部に嵌合するガスケットの固定部に、扇形の山部の形状に沿って互いの間隔を外側へ向けて徐々に広げ、扇形の山部をガスケット溝延在方向の両側から挟む一対の係合部を設ければ、扇形の山部にも一対の係合部を密着させることができ（図６参照）、両者を確実に係合させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明のプレート式熱交換器によれば、接着剤を用いることなく、伝熱プレートの両面にガスケットを低コストに固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に、本発明の一実施形態に係るプレート式熱交換器を示す。このプレート式熱交換器は、伝熱プレート１０、フレーム３０、ガスケット４０、及び端部用ガスケット５０を有し、各部材の形状を除いて図１１に示す従来のプレート式熱交換器と同様の構成を成している。積層された伝熱プレート１０のうち、手前側端部の伝熱プレートを１０ａ、奥側端部の伝熱プレートを１０ｂ、これらの間に配された伝熱プレートを１０ｃで示す。尚、以下では、説明の便宜上、伝熱プレート１０の短辺方向を左右方向、長辺方向を上下方向と言う。また、伝熱プレート１０のうち、図１で見えている側の面を表面、見えない側の面を裏面と言う。
【００１８】
伝熱プレート１０は、図２に示すように、角部が丸まった矩形状を成し、中央部に設けられた伝熱面１１と、四隅に設けられた通路孔１２〜１５とを有する。伝熱面１１には、例えばヘリングボーン形状に配列された複数の畝が形成される（図示省略）。伝熱プレート１０には、ガスケットを装着するためのガスケット溝１６が、伝熱面１１の全周を囲むように形成される（図１では、ガスケット溝１６の中心線のみを点線で示す）。尚、図２は、積層体２０の中間部の伝熱プレート１０ｃ、及び手前側端部の伝熱プレート１０ａを示すものである。また、スリットの数及び形成箇所以外の構成は、奥側端部の伝熱プレート１０ｂも同様の構成を成す（図１０参照）。
【００１９】
伝熱プレート１０には、ガスケット溝１６の外側に凹凸部１７が形成される。凹凸部１７は、ガスケット溝１６の延在方向で山部１７ａと谷部１７ｂ（網掛領域）とが交互に現れる波形形状を成し、ガスケット溝１６に沿って伝熱プレート１０の全周に亘って形成される。図３に示すように、伝熱プレート１０の表面側では、凹凸部１７の山部１７ａと伝熱面１１の畝の山部１１ａとの間にガスケット溝１６が形成され、伝熱プレート１０の裏面では、凹凸部１７の谷部１７ｂと伝熱面１１の畝の谷部１１ｂとの間にガスケット溝１６’が形成される。このように、伝熱プレート１０の外周部に凹凸部１７を設けることで、隣り合う伝熱プレート１０を接触させることができ、安定した状態で伝熱プレート１０を積層することができる。また、ガスケット溝１６・１６’にガスケット４０が圧入されたとき、ガスケット溝１６の内壁には大きな圧力が加わるが、ガスケット溝１６の外側に凹凸部１７を設けることでガスケット溝１６の内壁の強度が高められ、この圧力に対向することができる。
【００２０】
凹凸部１７は、伝熱プレート１０の短辺の中央部を通る長辺方向の中心軸Ｍに関して１８０°回転対称となるように形成される。すなわち、山部１７ａの中心軸Ｍに関して反対側には同形状の谷部１７ｂが形成され、谷部１７ｂの中心軸Ｍに関して反対側には同形状の山部１７ａが形成される。
【００２１】
ガスケット溝１６の直線部分に沿って形成された凹凸部１７（以下、凹凸部１７の直線部分）では、山部１７ａと谷部１７ｂとが共にストレート形状に形成され、山部１７ａ及び谷部１７ｂの中心線が全て平行に形成される。一方、ガスケット溝１６の曲線部分に沿って形成される凹凸部１７（以下、凹凸部１７の曲線部分）では、山部１７ａ及び谷部１７ｂの少なくとも一方を扇形に形成している。図示例では、中心軸Ｍで二分される伝熱プレート１０のうち、左半分の領域における凹凸部１７の曲線部分は、ストレート形状の山部１７ａと扇形の谷部１７ｂとで構成し、右半分の領域における凹凸部１７の曲線部分は、扇形の山部１７ａとストレート形状の谷部１７ｂとで構成している。
【００２２】
凹凸部１７のピッチは、例えば山部１７ａの中心線を基準に設定される。ただし、伝熱プレート１０の右半分の領域における曲線部分（図１に矢印Ｙで示す領域）では、山部１７ａが扇形になっているため、中心線を設定しにくい。従って、この領域では、ストレート形状の谷部１７ｂの中心線を基準として凹凸部１７のピッチを設定すればよい。
【００２３】
凹凸部１７には、ガスケット４０・５０の固定部４２・５２が嵌合する嵌合部が設けられる。図示例では、凹凸部１７の山部１７ａに、ガスケット溝１６の延在方向に延びた長方形のスリット１８が嵌合部として形成される。スリット１８は、ガスケット溝１６に沿っておおよそ等間隔の複数箇所に設けられる。積層体２０の中間部の伝熱プレート１０ｃ及び手前側端部の伝熱プレート１０ａでは、スリット１８は中心軸Ｍに対して左右非対称な位置に形成される。このとき、凹凸部１７の曲線部に少なくとも一つのスリット１８を設けることで、大きな流体圧が加わる通路孔１２〜１５の周囲でガスケット４０・５０を確実に固定することができる。
【００２４】
図４は、積層体２０の中間部の伝熱プレート１０ｃの表面に、ガスケット４０を固定した状態を示している。ガスケット４０は、伝熱プレート１０ｃの伝熱面１１を囲むように設けられたガスケット本体４１と、ガスケットを伝熱プレート１０ｃに固定するための固定部４２とを有し、例えば樹脂で一体に成形される。ガスケット４０は、ガスケット本体４１を伝熱プレート１０ｃのガスケット溝１６に装着すると共に、固定部４２を伝熱プレート１０のスリット１８に嵌合させることにより、伝熱プレート１０ｃに固定される。
【００２５】
ガスケット本体４１は、伝熱面１１及び２つの通路孔（図示例では右側の通路孔１３、１５）を略台形状に取り囲む第１部分４１ａと、他の２つの通路孔（図示例では左側の通路孔１２、１４）を伝熱面１１から断絶するように、これらの通路孔の周りをそれぞれ囲む第２部分４１ｂとを有する。第１部分４１ａの内周と第２部分４１ｂの内周には異なる流体が流れるようになっており、各流体がガスケット４０により分断されている。
【００２６】
固定部４２は、ガスケット本体４１の外側に突出して設けられ、伝熱プレート１０のスリット１８に対応した位置に配される。固定部４２は、図５及び図６に示すように、ガスケット本体４１から外側へ向けて延びた一対の支持部４２ａと、支持部４２ａの外側端部を連結した連結部４２ｂとが設けられる。一対の支持部４２ａは、山部１７ａをガスケット溝１６の延在方向両側から挟むように配される。支持部４２ａと山部１７ａとがガスケット溝１６の延在方向で係合することにより、この方向でのガスケット４０と伝熱プレート１０とのズレを規制することができる。このとき、支持部４２ａを、山部１７ａの形状に沿って形成することで、支持部４２ａと山部１７ａとを確実に密着させ、両者をより確実に係合させることができる。具体的には、ストレート形状の山部１７ａを挟む一対の支持部４２ａは、図５に示すように、ストレート形状の山部１７ａの形状に沿って平行に設け、扇形の山部１７ａを挟む一対の支持部４２ａは、図６に示すように、扇形の山部１７ａに沿って互いの間隔を外側へ向けて徐々に広げて設ければ良い。
【００２７】
また、支持部４２ａは、図７に示すように、ガスケット溝１６よりも下方に突出した突出部４２ａ１を有し、この突出部４２ａ１を谷部１７ｂの底面、及び山部１７ａと谷部１７ｂとの間の斜面部１７ｃに密着させている。このように、支持部４２ａを谷部１７ｂの底面及び斜面部１７ｃと接触させることで、支持部４２ａと凹凸部１７との接触領域を拡大し、ガスケット溝１６の延在方向でのガスケット４０と伝熱プレート１０とのズレをより一層確実に規制できる。
【００２８】
固定部４２の連結部４２ｂは、伝熱プレート１０のスリット１８に嵌合している。これにより、ガスケット溝１６の延在方向と直交する方向で両者が係合し、この方向でガスケット４０と伝熱プレート１０とのズレが規制される。
【００２９】
図８は、積層体２０の手前側端部の伝熱プレート１０ａの表面に、端部用ガスケット５０を固定した状態を示している。端部用ガスケット５０は、ガスケット本体５１と固定部５２とを有する。ガスケット本体５１は、伝熱面１１を取り囲む第１部分５１ａと、各通路孔１２〜１５を伝熱面１１から断絶するように、各通路孔の周りをそれぞれ取り囲む第２部分５１ｂとを備える。すなわち、図４に示すガスケット４０と比べると、通路孔１３及び１５と伝熱面１１とを分断するガスケットが加わっている点で、構成が異なる。この端部用ガスケット５０は、第１部分５１ａの内周には流体は流れず、第２部分５１ｂの内周に各流体が流れるようになっている。端部用ガスケット５０の固定部５２は、上記のガスケット４０の固定部４２と全く同じ位置、同じ形状に形成される。
【００３０】
図９は、積層体２０の奥側端部の伝熱プレート１０ｂであり、表面（図９で見えている面）にガスケット４０を固定すると共に、裏面（図９で見えない面）に端部用ガスケット５０を固定した状態を示している。伝熱プレート１０ｂには、図１０に示すように、他の伝熱プレート（図２参照）の倍の数のスリット１８が形成されている。スリット１８は、中心軸Ｍに対して左右対称な位置に形成されており、スリット１８が形成された山部１７ａの中心軸Ｍに関して反対側には、スリット１８が形成された谷部１７ｂが配される。この伝熱プレート１０の表裏両面にガスケット４０及び端部用ガスケット５０を固定すると、図９に示すように、表面にガスケット４０が固定される共に、表面の谷部１７ｂに形成されたスリット１８から、裏面に固定された端部用ガスケット５０の固定部５２の連結部５２ｂが見える。
【００３１】
上記のような伝熱プレート１０は、伝熱面１１及び凹凸部１７をプレス成形した後、スリット１８を打ち抜き加工して形成される。スリット１８を形成するための打ち抜き金型は、例えば図１１に示すように、伝熱プレート１０を下方から支持する下型６０と、伝熱プレート１０の上方からスリット１８を打ち抜く打ち抜き刃７０とを有する。下型６０は、伝熱プレート１０の凹凸部１７と同じ形状の支持面６１を有する。支持面６１には、打ち抜き刃７０を降下させたときに嵌り込む逃げ溝６２が形成される。下型６０の支持面６１に伝熱プレート１０を載置した状態で、打ち抜き刃７０を降下させると、打ち抜き刃７０が逃げ溝６２に収容されながら伝熱プレート１０を貫通し、スリット１８が形成される。このとき、打ち抜き刃７０の刃面７１を、山部１７ａに沿った形状、図示例では刃面７１の両端部を下方に突出させた形状とすることで、刃面７１の全体で均一に圧力を加えることができると共に、伝熱プレート１０の表面にバリが形成されることを防止できる。また、打ち抜き刃７０の位置がスリット１８の形成予定箇所から僅かにずれた場合（図１２に点線で示す）、上記のように打ち抜き刃７０の刃面７１を山部１７ａの形状に沿った形状とすることで、打ち抜き刃７０が山部１７ａの両側の斜面部１７ｃで案内され、正確な位置にスリット１８を形成することができる。こうして打ち抜き刃７０が斜面部１７ｃで案内される際、打ち抜き刃７０の刃面７１の端部で斜面部１７ｃの一部（図１２にＰで示す部分）が傷つくことがあるが、この部分はスリット１８として打ち抜かれるため、完成品に傷が残ることはない。
【００３２】
上記の打ち抜き金型に設けられる打ち抜き刃７０は、図２に示されるスリット１８の数だけ設ければ良い。例えば、片面にのみガスケットが固定される伝熱プレート（図２参照）の場合、一度の打ち抜き加工で全てのスリット１８が形成される。一方、両面にガスケットが固定される伝熱プレート（図１０参照）の場合、打ち抜き加工を一回行って図２と同様の箇所にスリット１８を形成した後、伝熱プレート１０を中心軸Ｍに関して表裏反転させ、上記の打ち抜き金型の下型６０の上に載置して再び打ち抜き加工を行う。このように伝熱プレート１０を表裏反転させたときに、凹凸部１７が中心軸Ｍに関して１８０°回転対称な形状を成すことにより、表裏反転させた伝熱プレート１０も同じ下型６０に載置することができるため、同じ打ち抜き金型を用いて２倍の数のスリット１８を形成することができる。
【００３３】
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００３４】
上記では、スリット１８が山部１７ａに形成される場合を示しているが、これに限らず、スリットを谷部１７ｂに形成することもできる。谷部１７ｂにスリットを形成するための打ち抜き金型７０’は、図１３に示すように、谷部１７ｂの形状に合わせて、両端部を上方に切欠いた形状を成している。これにより、バリの生成を防止できると共に、打ち抜き刃７０’がスリットの形成予定箇所からずれた場合（図１４に点線で示す）、斜面部１７ｃで打ち抜き刃７０’を案内することができる。ただし、斜面部１７ｃで打ち抜き刃７０’を案内する際、打ち抜き刃７０’の刃面７１’で斜面部１７ｃの一部（図１４にＰ’で示す部分）に傷がつくことがあるが、この部分はスリットで打ち抜かれる領域ではないので完成品に傷が残る。このような傷が残ることを避けたい場合は、上記実施形態のように、スリットを山部１７ａに形成すればよい。
【００３５】
また、上記では、プレート式熱交換器の組立に際し、図１に示すように、各伝熱プレート１０に一つずつガスケット４０（あるいは端部用ガスケット５０）を固定する方法を示しているが、これに限られず、例えば一枚おきの伝熱プレート１０の両面にガスケットを固定して組み立てることもできる。この場合、一枚おきの伝熱プレート１０に表面のガスケット及び裏面のガスケットの双方を固定するためのスリット１８が形成され、両面にガスケットが固定された伝熱プレートと、ガスケットが固定されていない伝熱プレートとを交互に積層して組み立てられる。例えば、２種類の形状の伝熱プレートを交互に積層する場合、それぞれの伝熱プレートに応じた形状のガスケットが必要となることがあるが、上記のように１枚おきの伝熱プレートの両面にガスケットを固定すれば、一方の伝熱プレートに固定するための形状を成した一種類のガスケットを用意すれば足りるため、低コスト化を図ることができる。
【００３６】
また、上記では、伝熱プレート１０の中心軸Ｍを、短辺の中央部を通る長辺方向に設けているが、これに限らず、例えば中心軸Ｍを、長辺の中央部を通る短辺方向に設けても良い。
【００３７】
また、上記では、通路孔１２〜１５のうち、左半分の通路孔１２・１４に一方の流体を流通させ、右半分の通路孔１３・１５に他方の流体を流通させるようにしているが、これに限らず、例えば図１５に示すように、一方の対角位置の通路孔１３・１４に一方の流体Ａを流通させ、他方の対角位置の通路孔１２・１５に他方の流体Ｂを流通させるようにしてもよい。この場合、隣り合う伝熱プレート１０ｃに固定されるガスケット４０は、表裏反転させた形状となるが、通常、固定部４２は表裏対象な形状には形成されていないため（図７参照）、同じガスケット４０を使用することができない。従って、図１５の構成の場合は、上記のように一枚おきの伝熱プレートの両面にガスケットを固定することで、同じ形状のガスケットを使用することができる。
【００３８】
また、上記では、伝熱プレート１０の凹凸部１７に設けられた嵌合部として、プレートを完全に貫通するスリット１８が例示されているが、これに限らず、例えば凹凸部１７の山部１７ａを貫通させずに凹ませて、この凹部を嵌合部としてもよい。
【００３９】
また、上記では、凹凸部１７の曲線部分において、山部１７ａ及び谷部１７ｂの一方をストレート形状とし、他方を扇形としているが、これに限らず、例えば山部及び谷部の双方を扇形としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】プレート式熱交換器の分解斜視図である。
【図２】伝熱プレートの平面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】ガスケットを固定した伝熱プレートの平面図である。
【図５】図３のＡ部拡大図である。
【図６】図３のＢ部拡大図である。
【図７】図５をＺ方向から見た側面図である。
【図８】端部用ガスケットを固定した伝熱プレートの平面図である。
【図９】表面にガスケットを固定し、裏面に端部用ガスケットを固定した伝熱プレートの平面図である。
【図１０】図９の伝熱プレートの平面図である。
【図１１】スリットを形成する打ち抜き金型を示す断面図である。
【図１２】図１１の打ち抜き刃が案内される様子を示す断面図である。
【図１３】スリットを形成する打ち抜き金型の他の例を示す断面図である。
【図１４】図１３の打ち抜き刃が案内される様子を示す断面図である。
【図１５】他の例のプレート式熱交換器の斜視図である。
【図１６】従来のプレート式熱交換器の斜視図である。
【図１７】凹凸部の谷部を全てストレート形状に形成した伝熱プレートの平面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０（１０ａ〜１０ｃ） 伝熱プレート
１１ 伝熱面
１２〜１５ 通路孔
１６ ガスケット溝
１７ 凹凸部
１７ａ 山部
１７ｂ 谷部
１７ｃ 斜面部
１８ スリット（嵌合部）
２０ 積層体
３０ フレーム
４０ ガスケット
４１ ガスケット本体
４２ 固定部
４２ａ 支持部
４２ｂ 連結部
５０ 端部用ガスケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の矩形状の伝熱プレートをガスケットを介して積層したプレート式熱交換器であって、
ガスケットが、伝熱プレートの伝熱面の全周を囲むガスケット本体と、ガスケット本体の外側に設けられた固定部とを有し、
伝熱プレートが、ガスケット本体を装着するためのガスケット溝と、ガスケット溝の外周に設けられ、ガスケット溝に沿った方向で山部と谷部が交互に現れる凹凸部と、凹凸部に形成され、ガスケットの固定部を嵌合させるための嵌合部とを有し、
凹凸部の形状を、伝熱プレートの短辺又は長辺の中央部を通る中心軸に関して１８０°回転対称としたプレート式熱交換器。
【請求項２】
ガスケット溝の曲線部分に沿って形成され、前記中心軸に関して対称位置にある凹凸部のうち、一方の凹凸部をストレート形状の山部と扇形の谷部とで構成し、他方の凹凸部を扇形の山部とストレート形状の谷部とで構成した請求項１記載のプレート式熱交換器。
【請求項３】
ガスケット溝の曲線部分に沿って形成された凹凸部に、嵌合部が形成された扇形の山部を設け、この嵌合部に嵌合するガスケットの固定部に、扇形の山部の形状に沿って互いの間隔を外側へ向けて徐々に広げ、扇形の山部をガスケット溝延在方向の両側から挟む一対の係合部を設けた請求項１又は２記載のプレート式熱交換器。
【請求項１】
複数枚の矩形状の伝熱プレートをガスケットを介して積層したプレート式熱交換器であって、
ガスケットが、伝熱プレートの伝熱面の全周を囲むガスケット本体と、ガスケット本体の外側に設けられた固定部とを有し、
伝熱プレートが、ガスケット本体を装着するためのガスケット溝と、ガスケット溝の外周に設けられ、ガスケット溝に沿った方向で山部と谷部が交互に現れる凹凸部と、凹凸部に形成され、ガスケットの固定部を嵌合させるための嵌合部とを有し、
凹凸部の形状を、伝熱プレートの短辺又は長辺の中央部を通る中心軸に関して１８０°回転対称としたプレート式熱交換器。
【請求項２】
ガスケット溝の曲線部分に沿って形成され、前記中心軸に関して対称位置にある凹凸部のうち、一方の凹凸部をストレート形状の山部と扇形の谷部とで構成し、他方の凹凸部を扇形の山部とストレート形状の谷部とで構成した請求項１記載のプレート式熱交換器。
【請求項３】
ガスケット溝の曲線部分に沿って形成された凹凸部に、嵌合部が形成された扇形の山部を設け、この嵌合部に嵌合するガスケットの固定部に、扇形の山部の形状に沿って互いの間隔を外側へ向けて徐々に広げ、扇形の山部をガスケット溝延在方向の両側から挟む一対の係合部を設けた請求項１又は２記載のプレート式熱交換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−１２７５２７（Ｐ２０１０−１２７５２７Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０２７７６（Ｐ２００８−３０２７７６）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 博覧会名 ２００８国際食品工業展 （ＦＯＯＭＡ ＪＡＰＡＮ ２００８） 主催者名 社団法人日本食品機械工業会 開設日 平成２０年５月２７日から３０日 開設場所 東京国際展示場（東京ビッグサイト） 東京都江東区有明３−２１−１ 出品者名 株式会社日阪製作所 出品製品 食品用プレート式熱交換器
【出願人】（０００１５２４８０）株式会社日阪製作所 (60)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 博覧会名 ２００８国際食品工業展 （ＦＯＯＭＡ ＪＡＰＡＮ ２００８） 主催者名 社団法人日本食品機械工業会 開設日 平成２０年５月２７日から３０日 開設場所 東京国際展示場（東京ビッグサイト） 東京都江東区有明３−２１−１ 出品者名 株式会社日阪製作所 出品製品 食品用プレート式熱交換器
【出願人】（０００１５２４８０）株式会社日阪製作所 (60)
【Ｆターム（参考）】
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