JPH10513251A - プレート式熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、２つの流体間の熱伝達のためのプレート式熱交換器（１）であって、このプレート式熱交換器（１）は恒久的に結合されている幾つかのモジュール（２）から成り、この各モジュールは２枚の伝熱アウタープレート（３）と、それらの間に挟まれている幾つかの主として長方形の伝熱インナープレート（４）とから成り、この伝熱インナープレート（３）はその隅部分にそれぞれの流体のための開口（１０）を有し、この開口（１０）はプレート式熱交換器（１）を通る流れの通路を形成し、上記の伝熱アウタープレート（３）は少なくとも一つの流体のために上記の伝熱インナープレート（４）より小さい開口（１０）を有し、そして前記複数モジュール（２）はそれぞれの伝熱アウタープレート（３）の前記開口（１０）の周囲で互いに結合されているプレート式熱交換器（１）に関する。本発明において、少なくとも１つの流体が幾つかの流路内でプレート式熱交換器（１）を通って流れるように配置されており、流路の少なくとも１つのディスク（１３）が少なくとも１つの流れの通路に挿入されており、そして前記流路のディスク（１３）は、互いに結合されている２つの伝熱アウタープレートに対して基本的に前記開口（１０）を密封するために配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】 プレート式熱交換器 本発明は、２つの流体間の熱伝達のためのプレート式熱交換器であって、この プレート式熱交換器は恒久的に結合されている幾つかのモジュールから成り、上 記の各モジュールは２枚の伝熱アウタープレートと、それらの間に挟まれている 幾つかの主として長方形の伝熱インナープレートとから成り、これらのインナー プレートは、プレート式熱交換器を通る流れの通路を形成するために、それらの 隅部分にそれぞれの流体のための開口を有し、上記の伝熱アウタープレートは、 少なくとも一方の流体のために、上記の伝熱インナープレートより小さい開口を 有し、そして上記の複数モジュールはそれぞれの伝熱アウタープレートの上記の 開口の周囲で互いに結合されているプレート式熱交換器に関する。 現在まで、複数モジュールを恒久的に結合して成るプレート式熱交換器を通る 幾つかの流路内に流体を流すことは可能ではなかった。幾つかの流路内の流れは 、伝熱プレートの幾つかの部分を互いに隔てることによって達成することができ 、この場合流体は先ず１つの部分を通って流れ、そして次に残りの部分を通って 次々と流れる。流路の定義は、流れの通路の１つから、幾つかの平行なプレート の隙間を通って、他の流れの通路までの流れの経路を意味する。したがって、幾 つかの流路において流体は流れの通路を行ったり来たりする。 しかしながら、従来のプレート式熱交換器においては、流体の１つが幾つかの 流路内でプレート式熱交換器を通って流れるように、ガスケットを備えているも のが知られている。例えば、英国特許第１５２２３６９号にはこのようなプレー ト式熱交換器が示されているが、この熱交換器では１つまたは幾つかの伝熱プレ ートを穴を開けないままにしておき、つまり、伝熱プレートの、取入れ口を作る ために通常は切り取られる部分をそのままにしておくことによって、２つの流路 が作られている。在来型のプレート式熱交換器は、伝熱プレートの各対ごとにガ スケットが備えられており、そしてこれによって各対を切り離すことが可能にな っている。場合によっては、伝熱プレートを穴のあいていないプレートに代える ことも可能である。 第１段落に記載したプレート式熱交換器では、穴の開いていないプレートは幾 つかの流路を作るために用いることはできない。それは、恒久的に結合されるモ ジュールはそれぞれの伝熱アウタープレートにおける開口の周囲で互いに結合さ れるからである。穴の開いていない幾つかのモジュールを溶接する間中、問題が 現れるだろう。 本発明の目的は、上述の種類のプレート式熱交換器において、このプレート式 熱交換器が幾つかの流路内の流れに適合できるように、安全で確実に、モジュー ルを結合できるようにすることである。 上述の目的は、本発明の以下のような主な特徴によって達成される。その特徴 は、すなわち、少なくとも１つの流体が幾つかの流路内にてプレート式熱交換器 を通って流れるように配置されていることと、そして、流路のディスクが少なく とも１つの流れの通路に少なくとも１つ挿入されていて、この流路のディスクは 基本的に上記の開口を閉じるために、互いに結合されている２つの伝熱アウター プレートに対して配置されていることである。 この流路のディスクを取り付けることができるように、流路のディスクの周縁 からその中心を通る仮想直線の長さは少なくとも１つの方向において、伝熱アウ タープレートにおける開口の直径よりも短くなければならない。これは以下のこ とにより達成される。それは、すなわち、流路のディスクが、伝熱アウタープレ ートにおける開口の直径を超える直径を有している基本的に円形状の形態をなし ていることと、流路のディスクが、伝熱アウタープレートを部分的に挿入させる ことができるくぼみを有していることと、そして、このくぼみの底部から流路の ディスクの周縁までのあらゆる方向における距離は、伝熱アウタープレートにお ける開口の直径より短いこととである。 空気の滞留によって流体が流路のディスクに最も近いプレートの隙間に達する のを妨げられないので、流路のディスクは上部の流れの通路において、くぼみが 上を向いて流れの通路の換気のために上部スロットを形成するような方向に付け られる。 同様に、流体はプレート式熱交換器の排出口においてその内部に残されてはな らず、したがって流路のディスクは下部の流れの通路において、くぼみが下を向 いて流れの通路のドレンのために下部のスロットを形成するような方向に付けら れる。 また代替の実施態様では、流路のディスクは基本的に楕円形の形状にすること もでき、この場合その短い方の直径は伝熱アウタープレートにおける開口の直径 より短くする。この種の流路のディスクは開口を完全には覆うことができず、そ して場合によっては非常に大きなスロットが形成され、そこを通って流路のディ スクから流体が漏れることもある。この問題は、幾つかの流路のディスクを互い に向き合うように配置して上下互い違いにすることによって、解決される。 本発明によって示唆されている流路のディスクは、溶接、はんだ付け、接着、 リベット締め、またはこれらと同様な方法で、互いに結合された２枚の伝熱アウ タープレートの少なくとも１つと連結されている。 本発明は、添付の図面を参照しながら以下により詳細に説明されるであろう。 図１は本発明による幾つかの流路を備えたプレート式熱交換器の概略的な側面 図を示す。図２は、端末のプレートと２つの隣接するモジュールから成る、図１ におけるプレート式熱交換器の一部を通る概略的な断面部分を示す。図３は、図 １におけるプレート式熱交換器に含まれている流路のディスクの前面図を示す。 そして、図４は、結合されている２つのモジュールの伝熱アウタープレートに接 している上記の流路のディスクの斜視図の概略的な断面部分を示す。 図１には、恒久的に結合されている幾つかのモジュール２から成る２つの流体 間の熱伝達のためのプレート式熱交換器であって、上記の各モジュールは２枚の 伝熱アウタープレート３と、それらの間に挟まれている幾つかの主として長方形 の伝熱インナープレート４とから成るプレート式熱交換器が示されている。モジ ュール２は、少なくとも１枚の前端のプレート６と１枚の後端のプレート７と幾 つかの締め付けボルト８とから成る在来型のフレーム５の中に配置されている。 端末のプレート６および７は接続部９を有し、この接続部９は第１の流体のため の流れの通路と連絡している。その他の流体のための流れの通路への接続部は図 示されていない。 伝熱プレート３および４には、隆起と溝との形状のパターンがプレスによって 備えられている。第１と第２の伝熱プレートの、一つ置きに在る隆起は互いに接 している。これらの伝熱プレートは互いに溶接されるか、あるいは他の方法、例 えば接着やはんだ付けまたはこれらの組合せによって、互いに恒久的に結合され ている。これらの伝熱プレートは、一つ置きのプレート間隔に第１の流体のため の流動空間を形成し、そして残りのプレート間隔に第２の流体のための流動空間 を形成する。 図２は、前端のプレート６の一部（上記接続部を除く）と２つの隣接するモジ ュール２とを通る概略的な断面部分を示している。伝熱アウタープレート３と伝 熱インナープレート４は細長く、そして丸みのある形のような他の形状も考えら れるが主として長方形であり、プレスによって従来の波形パターンを有している 薄い金属プレートで作られている。 伝熱アウタープレート３と伝熱インナープレート４は、これらの伝熱プレート の隅部の位置に、貫通している開口１０を有している。これらの開口１０は一般 的には円形であるが、三角形や長方形のような他の形状も考えられ、したがって これらの開口の形状が本発明の範囲を限定しているわけではない。 伝熱アウタープレート３は、伝熱インナープレート４より小さい開口１０を示 している。このことによって、伝熱アウタープレート３の開口の縁１１は、伝熱 インナープレート４の縁１２よりも流れの通路に長く延びている。 伝熱アウタープレート３のモジュール２の縁１１が、残りの伝熱プレート４の 縁１２の内側に延びていることによって、流れの通路内において軸方向および半 径方向の位置に関して正確な位置に溶接装置を挿入し、モジュール２を互いに溶 接することが容易になる。 本発明においては、流体の少なくとも１つがプレート式熱交換器１を通って幾 つかの流路内に流れるように配置されており、そして１つの流路のディスク１３ が、少なくとも１つの流れの通路に挿入されている。この流路のディスク１３は 、基本的には上記開口１０をシールするために、互いに結合されている２つの伝 熱アウタープレート３に対して配置されている。 図３及び４は、丸みを帯びている底部１５を有しているくぼみ１４を備えた、 流路の丸いディスク１３を示している。 流路のディスク１３は、基本的には上記開口１０をシールするために、開口の 縁１１より大きくなければならない。このことは、モジュール２は最初に互いに 連結されなければならないので、流路のディスク１３を取り付けるときに、問題 を引き起こす。加えて、流路のディスク１３は、伝熱アウタープレート３におけ る開口１０を通して挿入し、そしてモジュール２を通して他の伝熱アウタープレ ート３に挿入しなければならない。これは、もし流路のディスクの周縁からその 中心を通る仮想直線の長さが少なくとも１つの方向において、伝熱アウタープレ ート３における開口１０の直径よりも短ければ、実施することが可能になる。こ うした構造によって、当然、流路のディスク１３が伝熱インナープレートの開口 より小さく、そしてモジュール２の寸法は流路のディスク１３が流れの通路内で ある程度まで傾けられるように十分なスペースを与えられるものであるという前 提に基づいて、流路のディスク１３は第１番目の伝熱アウタープレート３を何と か通過することができる。 伝熱アウタープレート３における開口１０の直径を超える直径を有する基本的 に円形の流路のディスク１３を形成することによって、また伝熱アウタープレー ト３の縁１１を部分的に挿入することができるくぼみ１４を形成することによっ て、くぼみ１４の底部から流路のディスクの周縁までの全ての方向における距離 が、伝熱アウタープレート３における開口１０の直径より小さければ、流路のデ ィスク１３は伝熱アウタープレート３における縁１１を通り抜けることができる 。伝熱アウタープレート３の縁１１がくぼみ１４の中に挿入されることにより、 流路のディスク１３がモジュール２に対して垂直に配置することができるように 、くぼみ１４の寸法は選択されている。加えて、流路のディスク１３は流れの通 路内で回転されて、その伝熱アウタープレート３の反対側の縁１１を越える。し たがって、くぼみ１４の幅はこのような回転を許容するものになるであろうし、 そして底部１５は丸みを帯びていることが好ましい。 流路のディスク１３が上部の流れの通路に配置されているときは、くぼみ１４ が上を向いていて、流れの通路の換気のために上部スロットを形成する。これに よって、流れの通路内に存在する空気が、流路のディスク１３の近くに滞留する ことを防ぐことができる。同様に、下部の流れの通路内の、流路のディスク１３ は、くぼみ１４が下を向いていて、流れの通路のドレンのために下部スロットを 形成するような方向に向き付けられる。 代替の実施態様では、流路のディスク１３は基本的に楕円形にすることもでき 、この場合その短い方の直径は伝熱アウタープレートの開口の直径より短くする 。基本的には上記開口１０をシールするために、流路の幾つかのディスク１３を 互いに向き合うように配置して上下互い違いにすることができる。このようにし て、流路の楕円形のディスク１３のそれぞれの側にできる可能性のあるスロット は流路の次のディスク１３によって覆うことができ、こうしたディスクは例えば プレスによって、伝熱アウタープレート３を密封するように適宜に作られている 。上部の流れの通路内の、流路のディスク１３は、流れの通路の換気のために上 部スロットが形成されるような方向に適宜に付けられており、そしてこれに対応 して下部の流れの通路内の、流路のディスク１３は、流れの通路のドレンのため に下部スロットが形成されるような方向に適宜に付けられている。 上記の流路のディスク１３は、溶接、はんだ付け、接着、リベット締め、また はこれらと同様な公知の方法で、互いに結合された２枚の伝熱アウタープレート の少なくとも１つと、もしくは互い同士で連結されている。 当然、流路のディスクは換気またはドレンのための個別の穴を備えることもで きる。流路のディスク１３は伝熱プレート３より厚いプレートから作ることがで き、そしてプレスによる波形またはこれと同様な形態で強化することもできる。 流路のディスク１３は、２つまたは幾つかの部分で形成されることも可能で、こ れらの部分は流れの通路内に挿入されてから、溶接して一体にされる。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 （１３）は、互いに結合されている２つの伝熱アウター プレートに対して基本的に前記開口（１０）を密封する ために配置されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．２つの流体間の熱伝達のためのプレート式熱交換器（１）であって、該プ レート式熱交換器（１）は恒久的に結合されている幾つかのモジュール（２）か ら成り、前記各モジュールは２枚の伝熱アウタープレート（３）と、それらの間 に挟まれている幾つかの主として長方形の伝熱インナープレート（４）とから成 り、前記伝熱インナープレート（３）は前記プレート式熱交換器（１）を通る流 れの通路を形成するためにその隅部分にそれぞれの流体のための開口（１０）を 有し、前記伝熱アウタープレート（３）は少なくとも一つの流体のために前記伝 熱インナープレート（４）より小さい開口（１０）を有し、そして前記モジュー ル（２）はそれぞれの伝熱アウタープレート（３）の前記開口（１０）の周囲で 互いに結合されているプレート式熱交換器（１）において、 少なくとも１つの流体が幾つかの流路内で前記プレート式熱交換器（１）を通 って流れるように設置されており、そして、 流路の少なくとも一つのディスク（１３）が少なくとも１つの流れの通路に挿 入されており、そして前記流路のディスク（１３）は、互いに結合されている２ つの伝熱アウタープレートに対して基本的に前記開口（１０）を閉じるために配 置されていることを特徴とするプレート式熱交換器。 ２．請求項１に記載のプレート式熱交換器において、前記流路のディスク（１ ３）の周縁からその中心を通る少なくとも１つの方向における仮想直線は、前記 伝熱アウタープレート（３）における前記開口（１０）の直径よりも短い長さを 有することを特徴とするプレート式熱交換器。 ３．請求項２に記載のプレート式熱交換器において、前記流路のディスク（１ ３）は前記伝熱アウタープレート（３）における前記開口（１０）の直径を超え る直径を有している基本的に円形状の形態をなしており、前記流路のディスク（ １３）が前記伝熱アウタープレート（３）を部分的に挿入させることができるく ぼみ（１４）を有しており、そして前記くぼみ（１４）の底部（１５）から前記 流路のディスク（１３）の周縁までのあらゆる方向における距離は前記伝熱アウ タープレート（３）における前記開口（１０）の直径より短いことを特徴とする プレート式熱交換器。 ４．請求項３に記載のプレート式熱交換器において、前記流路のディスク（１ ３）は、上部の流れの通路において前記くぼみ（１４）が上を向いて前記の流れ の通路の換気ために上部スロットを形成するような方向に付けられていることを 特徴とするプレート式熱交換器。 ５．請求項３に記載のプレート式熱交換器において、前記流路のディスク（１ ３）は、下部の流れの通路において前記くぼみ（１４）が下を向いて前記の流れ の通路のドレンのために下部スロットを形成するような方向に付けられているこ とを特徴とするプレート式熱交換器。 ６．請求項２に記載のプレート式熱交換器において、前記流路のディスク（１ ３）は基本的に楕円形の形態であり、その短い方の直径は前記伝熱アウタープレ ート（３）の前記開口（１０）の直径より短いことを特徴とするプレート式熱交 換器。 ７．請求項６に記載のプレート式熱交換器において、幾つかの流路のディスク （１３）が互いに向き合うように配置されて上下互い違いにされていることを特 徴とするプレート式熱交換器。 ８．請求項７に記載のプレート式熱交換器において、前記流路のディスク（１ ３）は、上部の流れの通路において前記の流れの通路の換気ために上部スロット を形成するような方向に付けられていることを特徴とするプレート式熱交換器。 ９．請求項７に記載のプレート式熱交換器において、前記流路のディスク（１ ３）は、下部の流れの通路において前記の流れの通路のドレンのために下部スロ ットを形成するような方向に付けられていることを特徴とするプレート式熱交換 器。 １０．請求項１から９の何れか１項に記載のプレート式熱交換器において、前 記流路のディスク（１３）は溶接、はんだ付け、接着、リベット締め、またはこ れらと同様な方法で、互いに結合された２枚の伝熱アウタープレート（３）の少 なくとも１つと連結されていることを特徴とするプレート式熱交換器。