JP2010513839A - プレートを備えた熱交換器 - Google Patents

Abstract

本発明は、液体が、２つの隣り合うプレートから成る組それぞれの間に取り付けられたシール（４）を介して、プレート同士の間において交互に流れるようになっている、回路（２，３）を形成している一連のプレート（１０）を備えている熱交換器（１）であって、プレートそれぞれが、フレーム（６）の内側にプレート（１０）それぞれを案内するために、プレートの少なくとも１つの端部に形成された少なくとも１つの案内切片（５）を含んでいる熱交換器に関する。本発明における熱交換器は、熱交換器は、２つの隣り合うプレートから成る組それぞれの間において、且つ、案内切片（５）の近傍において圧縮されることによって、２つの隣り合うプレート（１０，１１）と接触するようになる少なくとも１つのストラット（７）を含み、ストラット（７）それぞれの厚さが、圧縮前において、シールの厚さと少なくとも等しいことを特徴とする。

Description

本発明は、異なる温度に至った２つの液体が流れ、且つ、一方の液体が他方の液体の熱エネルギを受容／放出する、プレートを備えた熱交換器の分野に関する。

本発明は、より具体的には、大きなプレートを備えた熱交換器であって、該熱交換器のフレームが、プレートが２つの流体回路の間にシールを形成するために互いに対して固定される前にフレーム内部においてプレートを平行状態で案内するために、ガイドレールを内蔵している熱交換器に関する。

一般的に、異なる流体回路同士の間にシールを形成するために、周囲シール（peripheral seal）が熱交換器の各プレートに配置されている。周囲シールが設けられたこのようなプレートが、特に特許文献１に開示されている。

しかしながら、プレートが非常に大きい場合には、プレートがフレーム内部に挿入され、その後にプレートが互いに対して締め付けられた際に、各プレート同士の間において位置ずれが生じる場合がある。前記位置ずれは、特に形状に特徴があり且つ“ROOF TOP”との名称で知られたシールを利用することによって発生する場合がある。特に、プレートが隣り合うプレートのシールの先端と接触した場合には、その後にプレートが、横方向に位置決めされ、シールの先端によって形成される縁部を中心として回動する。この現象は、プレートが単一の案内切片を有しており、これによりプレートがフレーム内側に容易に挿入される場合に特に顕著である。

英国特許第１５９２０６９号明細書

従って、本発明の目的は、プレートがフレーム内に位置決めされ、その後にプレートが互いに対して締め付けられた場合に、熱交換器の異なるプレート同士の間において生じる位置ずれを解消することである。さらに、この目的は、周囲シールによって実現されるシール機能に対応し、該シール機能を損なうことはない。

従って、本発明は、液体が２つの隣り合うプレートからなる各組の間に取り付けられたシールを介して交互に流れるように、プレート同士の間に流体回路を形成している一連のプレートを備えている熱交換器に関する。各プレートは、プレートの少なくとも１つの端部に形成され、且つ、各プレートがフレームの内側に案内可能とされる、少なくとも１つの案内切片を含んでいる。

本発明における熱交換器の特徴は、熱交換器が、２つの隣り合うプレートから成る組それぞれの間において、且つ、案内切片の近傍において圧縮されることによって、２つの隣り合うプレートと接触するようになる少なくとも１つのストラットを含み、ストラットそれぞれの厚さが、圧縮前において、シールの厚さと少なくとも等しいことである。

言い換えれば、熱交換器のプレートがフレームの内側に位置決めされた場合に、プレートが、隣り合うプレート上に位置決めされたストラットと接触した状態で、互いに対して平行に向けられている。さらに、プレートが互いに対して締め付けられる前においては、シールは機能しないので、結果として、シールは隣り合うプレートと接触していない。

従って、プレートの締付が開始された場合には、すべてのプレートが互いに対して平行に配置されるので、たとえシールが加圧されたときであっても、位置ずれは生じない。案内切片の近傍に位置決めされたストラットが、一方のプレートが他方のプレートに対して回動することを防止するからである。

優位には、各ストラットは、ストラットが接触するプレートのうち一のプレートに形成された溝に挿入される。

特にシールと同様に、ストラットが溝の内側に位置決め又は結合されるので、ストラットが特に締付けられる際に滑動することが防止される。

これら溝は、ダイプレート（plate die）を利用した打ち抜き作業の際に、一般にプレス加工及び打ち抜き加工によって作られるので、複数の起伏が生じ、熱交換器の内側の液体同士の熱交換をする表面が増加する。

実際には、各ストラットは、矩形状断面を有する略平行六面体の形態とされる。ストラット自体は、２つの平行な面を有しており、例えば押出しやモールディングのような製造プロセスに適合した一定の断面から成る。

一の実施例では、各ストラットの圧縮性がシールの圧縮性よりも高い。

従って、プレートが互いに対して締め付けられた場合に、ストラットは、その厚さがシールの厚さよりも大きいので、シールを圧縮することなく圧縮可能とされる。

さらに、このようなストラットは、異なる方法によって作ることができ、シールに固定されていても固定されていなくても良い。

第１の代替的な実施例では、各ストラットはシールのストラットである。従って、シール及びストラットは、特にモールディングプロセスを介して、一作業で製造可能な一体ユニットを形成している。

優位には、熱交換器は、各シールと各ストラットとの間にリンク部分を備えている。この構成によって、プレート上におけるシールの位置を変更することなく、ストラットは案内切片の近傍に配置可能とされる。このリンク部分の顕著な機能は、熱交換器の構成部品の数を増加させることなく熱交換器を製造可能なこと、及びストラットをプレート上に位置決め可能なことである。このリンク部分の厚さは、シールの厚さよりも小さく、結果としてストラットの厚さよりも小さい。

第２の代替的な実施例では、各ストラットがシールから分離している。ストラット自体は、各要素をプレート上に独立して配置させることができる。従って、このような代替的な実施例では、リンク部分が不要であり、従来の既に製造された熱交換器において既存のシールが利用可能である。

異なるシール及びストラットを有する実施例を想到することも可能であり、特にそのような実施例は、異なる材料から又は同一の材料から作り出すことができる。

従って、第１の実施例では、ストラット及びシールが単一材料から作り出される。従って、ストラット及びシールは同一の型で同時に成形され、製造される。

第２の実施例では、ストラット及びシールが２つの異なる材料から作り出される。特に、当該実施例自体は、シールの圧縮性が局所的に変化しないように、ストラットの圧縮性に適合可能とされる。

本発明を実施する方法、及びそこから得られる利点は、発明の詳細な説明から明らかになる。発明の詳細な説明は、情報的且つ非限定的なものであり、図面によってサポートされている。

本発明における熱交換器の部分的な断面図である。 熱交換器のプレートの部分的な正面図である。 ２つのプレートが互いに対して締め付けられる前における、２つのプレートの間の間隙に配設された、異なる形態のストラットの横断面図である。 ２つのプレートが互いに対して締め付けられる前における、２つのプレートの間の間隙に配設された、異なる形態のストラットの横断面図である。

上述のように、本発明は、図１に表わすような熱交換器１に関する。従って、プレート１０を備えたこの種の熱交換器は、２つの液体が該熱交換器の熱エネルギを交換するために流れる、２つの流体回路２，３を含んでいる。

図示の如く、これら流体回路２，３は、各プレートの交換領域の周囲を形成するシール４によって形成されている。プレート１０は、フレーム６の内側に位置決めされており、フレーム６に取り付けられた案内レールと係合する案内切片５（guiding cut）を介して前記フレーム内において案内される。同時に、ストラット７が、各プレート１０を、前記案内レールの近傍において互いから等距離に且つ平行に位置決めする。ストラット７は、シール４を圧縮するための締付作業前において互いに対してプレートを平行に位置決めするために利用される。

代替的な実施例では、ストラット７は、シール４の突起である場合がある。当該実施例は、このような熱交換器１を組み立て及び製造するための作業を容易にする。

図２の代替的な実施例によって表わされるように、ストラット１７がシール４から分離している場合がある。従って、従来の既に製造されているシールを利用することによって、本発明における熱交換器を製造することができる。

図３に表わすように、当該実施例におけるストラット７は、シール４の突起であり、リンク部分９によって前記シールに接続されている。さらに、ストラット７の厚さＥは、シール４の厚さｅよりも大きい。このようにして、プレート１０，１１がフレーム６内において互いに対向して位置決めされた場合には、最初に、ストラット７の上面２７が上部プレート１１と接触するようになっている。例えば、厚さＥが６．２ｍｍであるストラットと組み合わせて、厚さｅが６ｍｍであるシールが利用される。

さらに、ストラット７の下面３７は、ストラット７が確実且つ容易にプレート１０に取り付けられ且つ固定されるように、溝８と係合するようになっている。特に、ストラット７は、対向するプレート１１の裏側の平面と係合するように、プレート１０上に高精度で位置決めされる必要がある。

図示の代替的な実施例では、上面２７及び下面３７は、矩形状断面を有する略平行六面体の形態をしたストラット７を形成するように、略平坦とされる。

他の代替的な実施例では、図４に表わすように、上面２７及び下面３７は、圧縮前には、凹状の曲面を形成している。当該実施例において、締め付けられた場合には、ストラット７と隣り合うプレート１１との接触は、その接触領域が面に達するまで線接触である。しかしながら、ガイドレール近傍における、このような線接触によってこそ、確実にプレート同士が互いに対して平行に位置決め可能とされる。

上述の説明から、本発明におけるプレートを備えた熱交換器が多くの利点を有していることは明白である。特に当該利点としては、
本願発明における熱交換器によって、プレート同士が、互いに対して平行に、特に、一方のプレートを他方のプレートに対して締め付けた場合に作用するスラスト力の方向に対して垂直に、位置決め可能となること、及び
本願発明における熱交換器によって、特に単一のガイドレールが利用可能となるので、非常に大きなプレートを容易に取付可能となること、
が挙げられる。

１ 熱交換器
２ 流体回路
３ 流体回路
４ シール
５ 案内切片
６ フレーム
７ ストラット
８ 溝
９ リンク部分
１０ プレート
１１ プレート
１７ ストラット
２７ 上面
３７ 下面

Claims (9)

1. 液体が、２つの隣り合うプレートから成る組それぞれの間に取り付けられたシール（４）を介して、前記プレート同士の間において交互に流れるようになっている、回路（２，３）を形成している一連の前記プレート（１０）を備えている熱交換器（１）であって、
   前記プレートそれぞれが、フレーム（６）の内側に前記プレート（１０）それぞれを案内するために、前記プレートの少なくとも１つの端部に形成された少なくとも１つの案内切片（５）を含んでいる前記熱交換器において、
   前記熱交換器は、２つの隣り合う前記プレートから成る組それぞれの間において、且つ、前記案内切片（５）の近傍において圧縮されることによって、２つの隣り合う前記プレート（１０，１１）と接触するようになる少なくとも１つのストラット（７）を含み、
   前記ストラット（７，１７）それぞれの厚さが、圧縮前において、前記シールの厚さと少なくとも等しいことを特徴とする熱交換器。
2. 前記ストラットそれぞれが、前記ストラットが接触する前記プレートのうち一のプレートに形成された溝（８）内に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記ストラット（７，１７）それぞれが、矩形状断面を有する略平行六面体の形態とされることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記ストラット（７，１７）それぞれの圧縮性が、前記シール（４）の圧縮性よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
5. 前記ストラット（７）それぞれが、前記シール（４）の突起であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
6. 前記熱交換器が、前記シール（４）それぞれと前記ストラット（７）それぞれとの間にリンク部分（９）を備えていることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。
7. 前記ストラット（１７）それぞれが、前記シールから分離していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
8. 前記ストラット（７，１７）及び前記シール（４）は、単一の材料から作り出されることを特徴とする請求項５又は７に記載の熱交換器。
9. 前記ストラット（７，１７）及び前記シール（４）が、２つの異なる材料から作り出されることを特徴とする請求項５又は７に記載の熱交換器。

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