JP2013205009A - プレート型熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】直接に隣接し合った２つのモジュールの間のできるだけ剛性的でかつ強固な結合が形成されるようなプレート型熱交換器を提供する。
【解決手段】少なくとも２つのモジュール１ａ，１ｂが直方体形に形成されていて、それぞれカバー金属薄板５によって外部に対して閉鎖されており、両モジュールは、それぞれ同じ大きさのカバー金属薄板９ａ，９ｂが直接に隣接し合うように配置されており、接触面にプロファイル２０ａ，２０ｂが溶接されていて、該プロファイルは単独で、または付加的な成形部材５０と協働して、接触面９ａ，９ｂに対して直角な方向での両モジュール１ａ，１ｂの運動を阻止している。
【選択図】図３

Description

本発明は、少なくとも２つのモジュールから成るプレート型熱交換器であって、
各モジュールは、積層状に配置された多数の通路（パス）を有し、該通路は、熱交換媒体によって交互に流通されるようになっていて、複数の仕切り金属薄板により互いに分離されており、
前記モジュールは全体的に直方体形に形成されていて、外側でカバー金属薄板によって画成されており、
前記モジュールは、一方の直方体形のモジュールの１つの方形の面が、他方の直方体形のモジュールの対応する方形の面に直接隣接するように相並んで配置されており、
前記モジュールは、熱交換媒体を供給しかつ導出する手段と、熱交換媒体を個々の通路へ分配しかつ個々の通路から集合させる手段（ヘッダ）とを有し、
少なくとも２つのモジュールは、少なくとも１つの共通のヘッダを有する
プレート型熱交換器に関する。

アルミニウムから成る硬ろう付けされたプレート型熱交換器は、多数の設備において種々様々な圧力および温度で使用される。このようなプレート型熱交換器は、たとえば空気の分解の際、天然ガスの液化の際またはエチレンを製造するプラントにおいて使用される。

このようなプレート型熱交換器は、たとえば「The standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufactures association」ＡＬＰＥＭＡ レポート（２０００年）に記載されている。このレポートから取り出された図面が、図１に公知先行技術として図示されているので、以下において図１につき公知先行技術について説明する。

図１に示したプレート型熱交換器１は、５種類のプロセス流Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの熱交換のために働く。プレート型熱交換器１はブロック形に形成されていて、個々のプロセス媒体を供給・導出する種々様々な手段６を備えている。以下において、かつ本願の枠内において、これらの手段６は「管片」と呼称される。プレート型熱交換器１は同じく、個々のプロセス流Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを分配しかつ集合させる複数の手段７を有する。以下において、かつ本願の枠内において、これらの手段７は「ヘッダ」と呼称される。

プレート型熱交換器１は主として、積層状に配置された多数の通路３を有し、これらの通路３は仕切り金属薄板４により互いに分離されている。個々の通路３内には、種々の媒体が流れる。熱交換は熱接触を介して間接的に行われる。この熱接触は、カバー金属薄板５と、通路３に配置された波形の構造体（以下においてかつ本出願の枠内において、「フィン」と呼称される）とにより形成される。管片６を介して、個々の媒体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅがヘッダ７内へ導入され、こうしてそれぞれ設けられた、積層状に配置された通路３へ分配される。通路３の入口範囲には、分配フィン２が設けられており、これらの分配フィン２は個々の通路３内での媒体の均一な分配を生ぜしめる。したがって、媒体はフィン３の波形方向に対して直交する横方向で通路３を通って流れる。フィン３は仕切り金属薄板４に結合されており、これにより強力な熱伝導接触が形成される。これにより、隣接し合った通路３内を流れる２種類の媒体の間で熱交換を行うことができる。流れ方向で見て通路の終端部には、同様の分配フィン２が設けられている。これらの分配フィン２は通路からヘッダ７内へ媒体を案内し、そしてこのヘッダ７においてこれらの媒体は集合させられ、そして管片６を介して取り出される。個々の通路３は、いわゆるサイドバー８によって外部に対して閉鎖されている。熱交換器ブロック全体はカバー金属薄板５によって外部に対して画成される。

このようなプレート型熱交換器は、少なくとも２種の媒体の熱交換のために卓越した適性を有する。しかし、適当な構造により、図１に図示されているように、２種よりも多い媒体も熱交換に関与することができる。このことは、極めて効果的なプロセス実行および効果的な温熱利用もしくは冷熱利用を可能にする。

このようなプレート型熱交換器は、たとえばアルミニウムから硬ろう付けされる。フィン、分配フィン、カバー金属薄板およびサイドバーを備えた個々の通路が、積み重ねられ、ろうを施与され、そして炉内で硬ろう付けされる。次いで、これにより形成されたブロックに、ヘッダと管片とが溶接される。上記製造方法により、ろう付け炉のサイズおよび幾何学的形状に基づいて、このようなプレート型熱交換器ブロックの最大サイズも規定される。しかし、しばしばプロセス要件に基づき、より大きな熱交換面、ひいてはより大きな熱交換器ブロックが必要とされる。これらの要求に応えるために、公知先行技術によるプレート型熱交換器はこのような場合、少なくとも２つのモジュールから成っている。「モジュール」とは本願の枠内では、冒頭で説明したようにしてろう付け炉内で製造される熱交換器ブロックを意味する。公知先行技術では、複数のこのようなモジュールが互いに結合されて、熱交換に関与する媒体を分配しかつ集合させるための共通のヘッダを装備される。１つのプレート型熱交換器の２種類のモジュールの間の結合は、公知先行技術ではサイドバーを介して行われている。

図１に示した公知先行技術によるプレート型熱交換器は、１つのモジュールから成っている。複数のモジュールを備えた１つのプレート型熱交換器を製造するためには、図１に示したような熱交換器ブロックが、ヘッダおよび管片なしに、第２のこのような熱交換器ブロックと溶接される。カバー金属薄板５には、カバー金属薄板の縁部に沿ってサイドバーが溶接される。この第１のモジュールに結合させたい第２のモジュールは、両モジュールの直接に隣接し合った２つの側が、それぞれ同じカバー金属薄板を有するように配置される。別のモジュールに直接に隣接したカバー金属薄板により形成される面を、以下において「接触面」と呼ぶ。結合のために、カバー金属薄板は、直接に隣接したモジュールのカバー金属薄板に設けられたサイドバーと溶接される。したがって、サイドバーは公知先行技術では、いわばカバー金属薄板に装着されたフレームを形成している。このフレームは隣接したモジュールのカバー金属薄板と溶接され、こうして２つのモジュールの間の結合が形成される。これにより、結合された両モジュールは１つの新しい熱交換器ブロックを形成し、この新しい熱交換器ブロックは、ろう付け炉の固有の幾何学的形状により可能となるサイズよりも大きく形成されている。こうして、任意の多数のモジュールを互いに結合させて、任意の大きさの１つの熱交換器ブロックを形成することができる。この場合、隣接し合った２つのモジュールは少なくとも１つの共通のヘッダを有する。

したがって、このようなプレート型熱交換器の２つのモジュールの間では、カバー金属薄板の間に空気層が形成される。この空気層は、いわば、媒体により流通されず、かつ熱交換に関与せず、そして圧力を担持しない１つの通路を形成してしまう。相応して、２つのモジュールの間の熱接触は、１つのモジュール内部の熱接触に比べて著しく悪化する。このことは、種々の用途において少なくとも２つのモジュールを備えたプレート型熱交換器の熱応力を生ぜしめる。

「The standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufactures association」ＡＬＰＥＭＡ レポート（２０００年）

本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べたような、少なくとも２つのモジュールを備えたプレート型熱交換器を改良して、直接に隣接し合った２つのモジュールの間のできるだけ剛性的でかつ強固な結合が形成されるようなプレート型熱交換器を提供することである。たとえば２つのモジュールの間の熱応力により生じる力が最小限に抑えられることが望ましく、そして少なくとも２つのモジュールから成るブロック全体の機械的な強度が高められることが望ましい。

この課題を解決するために本発明の構成では、２つの隣接し合ったモジュールのそれぞれ直接隣接し合った面（以下、「接触面」と呼ぶ）を形成する前記両カバー金属薄板に、それぞれ少なくとも１つの成形部材が固定されており、
前記成形部材は、一方の接触面に固定された少なくとも１つの成形部材と、他方の接触面に固定された少なくとも１つの成形部材とによって、前記接触面に対して直角な方向での前記モジュールの運動が阻止されるように配置されかつ加工成形されているか、または
前記成形部材は、一方の接触面に固定された少なくとも１つの成形部材と、他方の接触面に固定された少なくとも１つの成形部材と、少なくとも１つの付加的な成形部材とによって、前記接触面に対して直角な方向での前記モジュールの運動が阻止されるように配置されかつ加工成形されているようにした。

「成形部材」とは、本発明の枠内では、あらゆる種類のプロファイル（異形成形材）、ロッド、バー、管、管部材（管片）、半割シェル、ボールまたはこれに類するものを意味する。この場合、成形部材は金属（たとえば特殊鋼または銅）、アルミニウムまたはプラスチックから成っていてよい。

本発明の基本思想によれば、両モジュールに成形部材が、すなわちモジュール１つ当たりそれぞれ少なくとも１つの成形部材が固定される。成形部材は、接触面に対して直角な方向での運動が阻止されるように加工成形されていて、かつこのような運動が阻止されるように配置される。すなわち、成形部材は、両モジュールの互いに離れる方向での運動を阻止する。接触面により、２つの平面が形成される。モジュールの配置に相応して、これら両平面は平行である。成形部材の加工成形および位置決めは、モジュールに最大でも前記平面内での運動しか許さない（移動、回動）。前記両平面に対して直角に位置する運動成分を有する運動は、前記成形部材の位置決めおよび加工成形により阻止される。成形部材は相応して、一方の接触面に取り付けられた成形部材が、他方の接触面に取り付けられた成形部材と協働して前記運動を阻止するか、または前記運動を阻止するために、なお付加的な第３の成形部材が必要となるように加工成形されかつ位置決めされている。言い換えれば、各接触面が少なくとも１つの成形部材を有する。一方の接触面に取り付けられた成形部材が、隣接モジュールの接触面に取り付けられた成形部材と共に１つの対（ペア）を形成する。成形部材の構成および位置決めに応じて、接触面に対して直角な方向での運動は既に成形部材の対（ペア）自体によって阻止されるか、または成形部材の対と少なくとも１つの第３の成形部材とが相まって阻止される。

成形部材による両モジュールの本発明における結合により、公知先行技術において記載されているような辺縁部における溶接のみにより形成される結合よりも著しく安定した結合が達成される。辺縁部における溶接結合はこの場合、オプショナルに、つまり選択的に、付加的に行われ得る。

成形部材が前記接触面に、ろう付け、接着、溶接および／またはステッチング（Heften）によって固定されると有利である。

本発明の別の構成では、前記各接触面に、成形部材として少なくとも１つのＵ字形のプロファイル（異形成形材）が配置されており、該Ｕ字形のプロファイルの少なくとも１つの辺縁部が、それぞれ１つの前記接触面に固定されており、前記Ｕ字形のプロファイルは、一方の接触面に固定されたＵ字形のプロファイルが、他方の接触面に固定されたＵ字形のプロファイルと共に１つの対を形成するように配置されており、１つの対を成す前記Ｕ字形のプロファイルの両開口は互いに向かい合わされていて、１つの中空室を形成しており、該中空室内に１つの別の成形部材が嵌め込まれるようになっている。

この構成では、両接触面にそれぞれ少なくとも１つのＵ字形のプロファイルが固定される。一方の接触面のそれぞれ１つのＵ字形のプロファイルは、他方の接触面のＵ字形のプロファイルと共に１つの対を形成する。Ｕ字形のプロファイルはこの場合、「Ｕ」字体の一方の長辺によって接触面に固定される。「Ｕ」字体の短辺は接触面に対して直角に位置している。１つの対を成す両Ｕ字形のプロファイルは、「Ｕ」字体の開いた側が互いに向かい合わされるような向きに調整されている。１つの対を成すＵ字形のプロファイルの両開口の間には、中空室が形成され、この中空室内には別の付加的な成形部材を嵌め込むことができる。この付加的な成形部材によって、接触面に対して直角な方向における接触面の運動、すなわち「Ｕ」字体の短辺に沿った運動は阻止される。１つの対を成す、それぞれ互いに異なる接触面に固定された両Ｕ字形のプロファイルは、付加的な成形部材によって、「Ｕ」字体の短辺に沿った運動を阻止され、これにより接触面に対して直角な方向での両モジュールの運動は阻止される。

本発明のこの構成では、複数のＵ字形のプロファイルが、対を成して接触面に配置されると有利である。この場合、このような配置は平行にかつ規則的な間隔を置いて接触面全体にわたって分配されて行われると有利である。Ｕ字形のプロファイルの長さは、接触面の１つの辺縁部の長さに相当していると有利である。

１つの対を成す両Ｕ字形のプロファイルが互いに接触していると特に有利である。「接触している」とはこの場合、１つの対を成すＵ字形のプロファイルの「Ｕ」字体の互いに反対の側に位置する長辺同士の間に最大でも小さなギャップしか生じないようにＵ字形のプロファイルが製作誤差の枠内で接触面に配置されることを意味する。

本発明の別の構成では、各接触面に少なくとも１つの中空プロファイルが固定されており、該中空プロファイルは、一方の接触面に固定された少なくとも１つの中空プロファイルが、他方の接触面に固定された中空プロファイルと共に１つの対を形成するように配置されており、１つの対を成す前記中空プロファイルの開口が１つの直線上に位置するように配置されていて、１つの対を成す前記中空プロファイルの両中空室内に１つの別の成形部材が嵌め込まれるようになっている。

本発明のこの構成では、中空プロファイルの開口が１本の直線上に位置するように中空プロファイルが対を成して配置される。各接触面には、それぞれ少なくとも１つの中空プロファイルが配置され、この場合、一方の接触面に取り付けられた中空プロファイルの開口を覗き込むと、この開口を通じて、一方の接触面の中空プロファイルと共に１つの対を成す他方の接触面に取り付けられた中空プロファイルの開口内部を覗くことができる。このようにして形成された中空室内には、別の成形部材が嵌め込まれる。この別の成形部材により、接触面に対して直角な方向における両接触面の運動が阻止される。

中空プロファイルの複数の対が、相前後して１直線に沿って、接触面の１つの辺縁部に対して平行に配置されると有利である。１つの別の成形部材が、１直線上に配置された複数の中空プロファイル対の中空室内に嵌め込まれると有利である。１直線上に配置された複数の対が多数、互いに平行な複数の線に沿って接触面にわたって規則的に分配されていると特に有利である。中空プロファイルの中空室の横断面は任意の幾何学的形状、特に方形、三角形、多角形、円形または楕円形を有していてよい。この場合、横断面は、種々の線に沿って配置された中空プロファイルの間でも変化していてよい。各中空プロファイル対の中空室内に嵌め込まれる付加的な成形部材は、中空室の横断面に相当する形状を有すると有利である。

本発明のさらに別の有利な構成では、各接触面に少なくとも１つの管部材が固定されており、該管部材は、一方の接触面に固定された少なくとも１つの管部材が、他方の接触面に固定された管部材と共に１つの対を形成するように配置されており、１つの対を形成する前記管部材の開口が、１直線上に配置されていて、１つの対を成す前記管部材の前記両開口内に１つの別の成形部材が嵌め込まれるようになっている。

本発明のこの構成では、管部材が、前記構成の中空プロファイルと同様に使用されると有利である。前記段落において説明した事項は相応してこの構成にも云える。

１つの対を成す前記中空プロファイルまたは前記管部材が、端面側で互いに接触していると好ましい。「接触している」とは、１つの対を成す中空プロファイルまたは管部材の互いに向かい合って位置する端面の間に最大でも小さなギャップしか生じないように中空プロファイルまたは管部材が製作誤差の枠内で接触面に配置されることを意味する。

前記別の成形部材は、相応する長さと、相応する方形、多角形、三角形または円形の横断面とを有するロッドであると有利である。

本発明のさらに別の有利な構成では、各接触面に成形部材として少なくとも１つのＵ字形のプロファイルが配置されており、該Ｕ字形のプロファイルの１つの辺縁部が、それぞれ１つの前記接触面に固定されており、前記Ｕ字形のプロファイルは、一方の接触面に固定されたＵ字形のプロファイルが、他方の接触面に固定されたＵ字形のプロファイルと共に１つの対を形成するように配置されており、１つの対を成す前記両Ｕ字形のプロファイルは、一方のＵ字形のプロファイルの自由な辺縁部が、他方のＵ字形のプロファイルの開口内に位置するように配置されている。

本発明のこの構成では、接触面に対して直角な方向での接触面の運動が、成形部材自体の加工成形および配置により阻止される。別の成形部材は必要とならない。Ｕ字形のプロファイルはこの構成では対になって配置されており、この場合、それぞれＵ字形のプロファイルの「Ｕ」字体の、接触面に取り付けられていない方の長辺が、この対の、他方の接触面に固定された対応するＵ字形のプロファイルの開口内に位置している。一方の接触面に固定されたＵ字形のプロファイルは、他方の接触面に固定されたＵ字形のプロファイルの「Ｕ」字体の長辺のための、いわばガイドレールを形成しており、逆に他方の接触面に固定されたＵ字形のプロファイルは、一方の接触面に固定されたＵ字形のプロファイルの「Ｕ」字体の長辺のための、いわばガイドレールを形成している。言い換えれば、１つの対を成す両Ｕ字形のプロファイルは互いに内外に係合している。こうして、Ｕ字形のプロファイルの「Ｕ」字体の短辺に沿った運動、ひいては接触面に対して直角な方向での運動が阻止される。

１つの対を成す両Ｕ字形のプロファイルが互いに接触していると有利である。「接触している」とは、製作誤差の枠内で、１つの対を成すＵ字形のプロファイルの「Ｕ」字体の隣接し合った辺の間に最大でも小さなギャップしか生じないようにＵ字形のプロファイルが接触面に配置されることを意味する。同じく、本発明のこの構成においても、複数のＵ字形のプロファイルが対を成して接触面に配置され、この場合、この配置は、平行にかつ規則的な間隔を置いて接触面全体にわたって分配されて行われると有利である。Ｕ字形のプロファイルの長さは、接触面の１つの辺縁部の長さに相当していると有利である。

本発明のさらに別の有利な構成では、各接触面に成形部材として少なくとも１つのＬ字形のプロファイルが配置されており、該Ｌ字形のプロファイルの１つの辺縁部が、それぞれ１つの前記接触面に固定されており、前記Ｌ字形のプロファイルは、一方の接触面に固定されたＬ字形のプロファイルが、他方の接触面に固定されたＬ字形のプロファイルと共に１つの対を形成するように配置されており、１つの対を成す前記両Ｌ字形のプロファイルは、該Ｌ字形のプロファイルの「Ｌ」字体が、逆さまになって前記接触面に固定され、かつ前記Ｌ字形のプロファイルの「Ｌ」字体の両短辺がオーバラップし合うように配置されている。一方の接触面に固定されたＬ字形のプロファイルは、他方の接触面に固定されたＬ字形のプロファイルの「Ｌ」字体の短辺のための、いわばガイドレールを形成しており、逆に、他方の接触面に固定されたＬ字形のプロファイルは、一方の接触面に固定されたＬ字形のプロファイルの「Ｌ」字体の短辺のための、いわばガイドレールを形成している。こうして、Ｌ字形のプロファイルの「Ｌ」字体の長辺に沿った運動、ひいては接触面に対して直角な方向での運動は阻止される。

１つの対を成す両Ｌ字形のプロファイルは互いに接触していると有利である。「接触している」とはこの場合、製作誤差の枠内で、１つの対の両Ｌ字形のプロファイル部材の「Ｌ」字体の隣接し合った辺の間に最大でも小さなギャップしか生じないようにＬ字形のプロファイル部材が接触面に配置されることを意味する。同じく、本発明のこの構成においても、複数のＬ字形のプロファイルが対を成して接触面に配置され、この場合、この配置は、平行にかつ規則的な間隔を置いて接触面全体にわたって分配されて行われると有利である。Ｌ字形のプロファイルの長さは、接触面の１つの辺縁部の長さに相当していると有利である。

本発明のこの構成は前記構成に似ており、この場合、Ｕ字形のプロファイルの代わりにＬ字形のプロファイルが使用される。１つの対を成す両Ｌ字形のプロファイルは、それぞれ逆さまになって、つまり頭を下にして、対応する接触面に固定されている。したがって、「Ｌ」字体の長辺は接触面に対して直角に位置するように固定されており、それに対して「Ｌ」字体の短辺は接触面に対して平行にかつ間隔を置いて向けられている。これにより形成された中空室内には、それぞれこの対の他方のＬ字形のプロファイルの「Ｌ」字体の短辺が位置している。１つの対を成す両Ｌ字形のプロファイルは、いわば互いに内外に係合している。

「Ｌ」字体の「短辺」および「長辺」という呼称は、Ｌ字形のプロファイルの向きを説明するためにしか役立たない。両辺は実際には等しい長さであってもよいし、あるいは逆の長さ比を持っていてもよい。

上に挙げた本発明の構成は、任意に互いに組み合わせることができる。１つのプレート型熱交換器の２つのモジュールの接触面は、付加的な成形部材を有するかまたは有しないＵ字形のプロファイルの対も、Ｌ字形のプロファイルの対も、中空プロファイルの対も、かつ／または管部材の対も、同時に有することができる。

本発明によれば、１つのプレート型熱交換器の２つのモジュールの間の結合が著しく改善される。特に接触面にわたって多数のプロファイル対が配置される場合には、両モジュールのほぼ面状の結合が達成される。公知先行技術の前記不都合は回避される。

公知先行技術によるプレート型熱交換器を示す斜視図である。 ２つのモジュールの一般的な配置を示す概略図である。 Ｕ字形のプロファイルとロッドとを用いる構成を示す概略図である。 管片とロッドとを用いる構成を示す概略図である。 付加的な成形部材を有しないＵ字形のプロファイルを用いる構成を示す斜視図である。 付加的な成形部材を有しないＬ字形のプロファイルを用いる構成を示す斜視図である。

以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。

図１については、既に明細書冒頭において公知先行技術の考察の際に説明した通りである。

図２には、上で説明したようなプレート型熱交換器の２つの直方体形のモジュールの原理的な配置が示されている。この場合、２つのモジュール１ａ，１ｂから成る本発明によるプレート型熱交換器１の構成が図示されている。両モジュール１ａ，１ｂは直方体形に形成されていて、それぞれカバー金属薄板５によって外部に対して閉鎖されている。両モジュール１ａ，１ｂは、それぞれ同じ大きさのカバー金属薄板９ａ，９ｂが直接に隣接し合うように配置される。両カバー金属薄板９ａ，９ｂは、プレート型熱交換器１の両モジュール１ａ，１ｂの間の接触面を形成する。これらの接触面９ａ，９ｂには、図３〜図６につき詳しく説明する本発明の構成の成形部材が固定されている。

図３に示した本発明の構成では、接触面９ａ，９ｂにＵ字形のプロファイル（異形成形材）２０ａ，２０ｂが固定されている。図３には、切り取られた一部しか図示されていないが、この場合、切断平面は、図２に示したような両接触面９ａ，９ｂに対して直角に位置している。

Ｕ字形のプロファイル２０ａは、このＵ字形のプロファイルの一方の辺縁部２１ａによって溶接結合部またはろう付け結合部１０を介して、接触面９ａに沿ってカバー金属薄板５と溶接またはろう付けされる。同様に、Ｕ字形のプロファイル２０ｂも、一方の辺縁部２１ｂによって溶接結合部またはろう付け結合部１０を介して接触面９ｂに固定される。Ｕ字形のプロファイルはこの場合、その開口２２ａ，２２ｂが互いに向かい合わされて、中空室２３を形成するように配置されている。この中空室２３内には、中空室２３の大きさに相当する方形の横断面を有するロッド５０が嵌め込まれる。

両Ｕ字形のプロファイル２０ａ，２０ｂはこの場合、両プロファイルが互いに接触しているように接触面に配置されている。「接触している」とは本願の枠内では、このようなプロファイルの製作誤差の枠内で、Ｕ字形のプロファイル２０ａ，２０ｂの互いに向かい合って位置する側の側部２１ａ，２１ｂの間に最大でも小さなギャップしか形成されないことを意味する。同じく製作誤差の枠内でロッド５０も、一対の両Ｕ字形のプロファイル２０ａ，２０ｂにより形成される中空室２３内に嵌め込まれる。

本発明のこのような構成では、複数のＵ字形のプロファイル２０ａ，２０ｂが、両接触面９ａ，９ｂにわたって規則的に分配されるので、両接触面９ａ，９ｂの間の間隙は、互いに間隔を置いて配置されたプロファイル対によって規則的に埋められている。Ｕ字形のプロファイル２０ａ，２０ｂならびに方形のロッド５０は、接触面９ａ，９ｂの辺縁部のうちの１つの辺縁部の長さにほぼ相当する長さを有する。

１つの対を成す両Ｕ字形のプロファイル２０ａ，２０ｂの間に差し込まれたロッド５０により、接触面９ａ，９ｂに対して直角な方向でのモジュールの運動は阻止される。本発明のこの構成では、接触面９ａ，９ｂの平面内での運動も同じく阻止される。

本発明によるプレート型熱交換器のこのような構成の製作時では、まず第１に、個々のＵ字形のプロファイル２０ａ，２０ｂがモジュール１ａ，１ｂの、あとで接触面９ａ，９ｂを形成するカバー金属薄板５に溶接される。次いで、両モジュール１ａ，１ｂは接触面９ａ，９ｂにおいて接合される。各接触面に沿って対になって配置されたＵ字形のプロファイル２０ａ，２０ｂにより、一対のＵ字形のプロファイル２０ａ，２０ｂの間に中空室２３が形成される。これらの中空室２３内には、方形のロッド５０が嵌め込まれ、こうして両モジュール１ａ，１ｂが結合される。付加的に、モジュール１ａ，１ｂは引き続きなおオプショナルに（選択的に）、縁部に設けられたサイドバー８を介して、公知先行技術に記載されているように溶接され得る。

しかし、相応する方形のロッド５０を有する規則的に配置された多数の対のプロファイル２０ａ，２０ｂの対（ペア）によって、公知先行技術とは異なり、両モジュール１ａ，１ｂの間の著しく面積の大きな、ひいては機械的に一層安定的な結合が達成される。

図４に示した本発明の構成では、接触面９ａ，９ｂに管部材３０ａ，３０ｂが固定される。図面には、切り抜かれた２つの部分が図示されており、この場合、切断平面は、図２に図示されているような両接触面９ａ，９ｂに対して直角に位置している。右側の図面は左側の図面のＬ１−Ｌ２に沿った断面の一部を示している。

図４に示した本発明の構成では、管部材３０ａ，３０ｂが接触面９ａ，９ｂに溶接される（１０）。管部材３０ａ，３０ｂは対になって接触面９ａ，９ｂに配置されており、この場合、１つの対を成す管部材３０ａ，３０ｂの開口３１ａ，３１ｂが一直線上に位置するように配置されている。すなわち、一対の管部材３０ａ，３０ｂに設けられた開口３１ａおよび開口３１ｂを覗き込むと、両開口３１ａ，３１ｂを通じて同時に向こう側を見ることができる。これら両開口３１ａ，３１ｂ内には、１つの円形のロッド５１が嵌め込まれる。それぞれ接触面９ａ，９ｂに固定された管部材３０ａ，３０ｂ内の円形のロッド５１により、接触面９ａ，９ｂに対して直角な方向における両モジュール１ａ，１ｂの運動が阻止される。それと同時に付加的に、接触面９ａ，９ｂの平面内でのモジュール１ａ，１ｂの相対的な運動も阻止される。

本発明の上記構成においても、複数対の管部材３０ａ，３０ｂが相前後して１本の線に沿って配置されるので、１本の線に沿って配置された複数対の管部材３０ａ，３０ｂが、接触面９ａ，９ｂの一方の辺長さの全長にわたって延びている。これらの線のうち、複数の線が規則的な間隔を置いて接触面９ａ，９ｂの他方の辺長さにわたっても分配されるので、接触面は管部材３０ａ，３０ｂの規則的に配置された多数の対によって埋められている。それぞれ１本の線に沿って相前後して配置された管部材３０ａ，３０ｂの対（ペア）には、相応する円形のロッド５１が嵌め込まれるので、管部材３０ａ，３０ｂの開口３１ａ，３１ｂはロッド５１によって埋められている。すなわち、本発明の上記構成では、製作誤差の枠内で最大でもロッド５１と管部材３０ａ，３０ｂの内壁との間にギャップしか形成されないようにロッド５１の横断面が設定されている。

本発明の上記構成では、１つの対を成す管部材３０ａ，３０ｂが互いに間隔を置いて配置されている。択一的には、管部材３０ａ，３０を、端面が接触し合うように配置することができる（図示しない）。

このような構成のプレート型熱交換器１の製造は、図３に示した構成と類似して行われる。本発明によるプレート型熱交換器１のこのような構成の製作時では、まず最初に個々の管部材３０ａ，３０ｂがモジュール１ａ，１ｂの、あとで接触面９ａ，９ｂを形成するカバー金属薄板５に溶接される。次いで、両モジュール１ａ，１ｂは接触面９ａ，９ｂにおいて接合される。各接触面９ａ，９ｂに対になって配置された管部材３０ａ，３０ｂにより、一対の管部材３０ａ，３０ｂの開口３１ａ，３１ｂ内に中空室が生じる。これらの中空室内には、円形のロッド５１が嵌め込まれ、こうして両モジュール１ａ，１ｂが結合される。付加的に、両モジュールを引き続き選択的に、公知先行技術におけるように縁部に設けられたサイドバー８を介して溶接することができる。

規則的に配置された多数の管部材３０ａ，３０ｂと円形のロッド５１とにより、本発明の上記構成においても、両モジュール１ａ，１ｂの間には、公知先行技術におけるよりも著しく大面積の結合、ひいては機械的に一層安定した結合が達成される。

管部材を用いる図４につき説明した構成と同様に、中空プロファイルを用いた構成（図示しない）も考えられる。

図５に示した本発明のさらに別の構成では、別の付加的な成形部材を使用することなしに、Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂによってのみ、接触面９ａ，９ｂに対して直角な方向でのモジュール１ａ，１ｂの運動が阻止される。図面には、切り抜かれた一部しか図示されておらず、この場合、切断平面は、図２に示したような両接触面９ａ，９ｂに対して直角に位置している。

本発明のこの構成では、各接触面９ａ，９ｂにＵ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂが、一方の辺縁部４１ａ，４１ｂで溶接結合部またはろう付け結合部１０によって固定されている。両Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂは、一方の接触面９ａに固定されたＵ字形のプロファイル４０ａが、他方の接触面９ｂに固定されたＵ字形のプロファイル４０ｂと共に１つの対を形成するように配置されている。両Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂの自由な辺縁部４２ａ，４２ｂ（両Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂの、接触面９ａ，９ｂと溶接されていない方の辺縁部）は、それぞれ他方の両Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂの開口４３ａ，４３ｂ内に位置している。

一方の接触面９ａに固定されたＵ字形のプロファイル４０ａは、いわば、他方の接触面９ｂに固定されたＵ字形のプロファイル４０ｂの「Ｕ字体」の長辺に相当する辺縁部４２ｂのためのガイドレールを成しており、逆に他方の接触面９ｂに固定されたＵ字形のプロファイル４０ｂは、いわば、一方の接触面９ａに固定されたＵ字形のプロファイル４０ａの「Ｕ字体」の長辺のためのガイドレールを成している。こうして、両Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂの「Ｕ」字体の短辺に沿った運動が阻止され、ひいては接触面９ａ，９ｂに対して直角な方向での運動が阻止される。

１つの対を成す両Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂが互いに接触していると有利である。「接触している」とはこの場合、製作誤差の枠内で、１つの対を成す両Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂの「Ｕ」字体の隣接し合った辺４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂの間に最大でも小さなギャップしか生じないように両Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂが接触面９ａ，９ｂに配置されることを意味する。

本発明の上記構成においても、複数のＵ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂが両接触面９ａ，９ｂにわたって規則的に分配されるので、両接触面９ａ，９ｂの間の間隙は、互いに間隔を置いて配置されたプロファイル対によって規則的に埋められている。Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂはこの場合、接触面９ａ，９ｂの辺縁部のうちの１つの辺縁部の長さにほぼ相当する長さを有する。

このような構成の本発明によるプレート型熱交換器１の製作時では、まず第１に個々のＵ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂがモジュール１ａ，１ｂの、あとで接触面９ａ，９ｂを形成するカバー金属薄板５に溶接される。次いで、両モジュール１ａ，１ｂは接触面９ａ，９ｂにおいて接合され、この場合、Ｕ字形のプロファイル４０ａ，４０ｂは、２つのガイドレールシステムの組立てに類似して、互いに内外に嵌め合わされる。こうして、嵌め合わされたモジュール１ａ，１ｂは互いに結合されている。付加的に、モジュールを引き続きさらに選択的に、公知先行技術におけるように縁部に設けられたサイドバー８を介して溶接することができる。

本発明の上記構成においても、両モジュール１ａ，１ｂの間には、公知先行技術におけるよりも著しく大面積の結合、ひいては機械的に一層安定した結合が達成される。

図６に示した本発明のさらに別の構成では、各接触面９ａ，９ｂに、成形部材である少なくとも１つのＬ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂが配置されており、この場合、Ｌ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂの辺縁部６１ａ，６１ｂが接触面９ａ，９ｂに固定されている。Ｌ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂは、一方の接触面９ａに固定されたＬ字形のプロファイル６０ａが、他方の接触面９ｂに固定されたＬ字形のプロファイル６０ｂと共に１つの対（ペア）を形成するように配置されている。この場合、１つの対を成す両Ｌ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂは、Ｌ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂの「Ｌ」字体が、逆さまに、つまり図面で見て頭を下にして、接触面９ａ，９ｂに固定されるように、そしてＬ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂの「Ｌ」字体の両短辺６２ａ，６２ｂがオーバラップし合うように配置されている。一方の接触面９ａに固定された一方のＬ字形のプロファイル６０ａは、他方の接触面９ｂに固定された他方のＬ字形のプロファイル６０ｂの「Ｌ」字体の短辺６２ｂのための、いわばガイドレールを形成しており、逆に、他方の接触面９ｂに固定された他方のＬ字形のプロファイル６０ｂは、一方の接触面９ａに固定された一方のＬ字形のプロファイル６０ａの「Ｌ」字体の短辺６２ａのための、いわばガイドレールを形成している。こうして、Ｌ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂの長辺６３ａ，６３ｂに沿った運動が阻止され、ひいては接触面９ａ，９ｂに対して直角な方向での運動が阻止される。

１つの対を成す両Ｌ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂが互いに接触していると有利である。「接触している」とは、製作誤差の枠内で、１つの対を成すＬ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂの「Ｌ」字体の隣接し合った辺６２ａ，６２ｂの間に最大でも小さなギャップしか生じないようにＬ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂが接触面９ａ，９ｂに配置されることを意味する。

本発明の上記構成においても、複数のＬ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂが両接触面９ａ，９ｂにわたって規則的に分配されるので、両接触面９ａ，９ｂの間の中間室である間隙は、互いに間隔を置いて配置されたプロファイル対によって規則的に埋められている。Ｌ字形のプロファイル６０ａ，６０ｂはこの場合、接触面９ａ，９ｂの辺縁部のうちの１つの辺縁部の長さにほぼ相当する長さを有する。

本発明の上記構成においても、両モジュール１ａ，１ｂの間には、公知先行技術におけるよりも著しく大面積の結合、ひいては機械的に一層安定した結合が達成される。

１ プレート型熱交換器
１ａ，１ｂ モジュール
２ 分配フィン
３ 通路
４ 仕切り金属薄板
５ カバー金属薄板
６ 管片
７ ヘッダ
８ サイドバー
９ａ，９ｂ 接触面
１０ 溶接結合部またはろう付け結合部
２０ａ，２０ｂ Ｕ字形のプロファイル
２１ａ，２１ｂ 辺縁部
２２ａ，２２ｂ 開口
２３ 中空室
３０ａ，３０ｂ 管部材
３１ａ，３１ｂ 開口
４０ａ，４０ｂ Ｕ字形のプロファイル
４１ａ，４１ｂ 辺縁部
４２ａ，４２ｂ 自由な辺縁部
４３ａ，４３ｂ 開口
５０ ロッド
５１ ロッド
６０ａ，６０ｂ Ｌ字形のプロファイル
６１ａ，６１ｂ 辺縁部
６２ａ，６２ｂ 短辺
６３ａ，６３ｂ 長辺

Claims (10)

1. 少なくとも２つのモジュール（１ａ，１ｂ）から成るプレート型熱交換器（１）であって、
   各モジュール（１ａ，１ｂ）は、積層状に配置された多数の通路（３）を有し、該通路（３）は、熱交換媒体によって交互に流通されるようになっていて、仕切り金属薄板（４）により互いに分離されており、
   前記モジュール（１ａ，１ｂ）は全体的に直方体形に形成されていて、外側でカバー金属薄板（５）によって画成されており、
   前記モジュール（１ａ，１ｂ）は、一方の直方体形のモジュール（１ａ）の１つの方形の面（９ａ）が、他方の直方体形のモジュール（１ｂ）の対応する方形の面（９ｂ）に直接隣接するように相並んで配置されており、
   前記モジュール（１ａ，１ｂ）は、熱交換媒体を供給しかつ導出する手段（６）と、熱交換媒体を個々の通路（３）へ分配しかつ個々の通路（３）から集合させる手段（７）（ヘッダ）とを有し、
   少なくとも２つのモジュール（１ａ，１ｂ）は、少なくとも１つの共通のヘッダ（７）を有するプレート型熱交換器（１）において、
   ２つの隣接し合ったモジュール（１ａ，１ｂ）のそれぞれ直接隣接し合った面（９ａ，９ｂ）（以下、「接触面（９ａ，９ｂ）」と呼ぶ）を形成する前記両カバー金属薄板（５）に、それぞれ少なくとも１つの成形部材（２０ａ，２０ｂ，３０ａ，３０ｂ，４０ａ，４０ｂ，６０ａ，６０ｂ）が固定されており、
   前記成形部材（４０ａ，４０ｂ，６０ａ，６０ｂ）は、一方の接触面（９ａ）に固定された少なくとも１つの成形部材（４０ａ，６０ａ）と、他方の接触面（９ｂ）に固定された少なくとも１つの成形部材（４０ｂ，６０ｂ）とによって、前記接触面（９ａ，９ｂ）に対して直角な方向での前記モジュール（１ａ，１ｂ）の運動が阻止されるように配置されかつ加工成形されているか、または
   前記成形部材（２０ａ，２０ｂ，３０ａ，３０ｂ）は、一方の接触面（９ａ）に固定された少なくとも１つの成形部材（２０ａ，３０ａ）と、他方の接触面（９ｂ）に固定された少なくとも１つの成形部材（２０ｂ，３０ｂ）と、少なくとも１つの付加的な成形部材（５０，５１）とによって、前記接触面（９ａ，９ｂ）に対して直角な方向での前記モジュール（１ａ，１ｂ）の運動が阻止されるように配置されかつ加工成形されている
   ことを特徴とする、少なくとも２つのモジュールから成るプレート型熱交換器。
2. 前記成形部材（２０ａ，２０ｂ，３０ａ，３０ｂ，４０ａ，４０ｂ，６０ａ，６０ｂ）は、前記接触面（９ａ，９ｂ）に、ろう付け、接着、溶接（１０）および／またはステッチングによって固定されている、請求項１記載のプレート型熱交換器。
3. 前記各接触面（９ａ，９ｂ）に、成形部材として少なくとも１つのＵ字形のプロファイル（２０ａ，２０ｂ）が配置されており、該Ｕ字形のプロファイル（２０ａ，２０ｂ）の少なくとも１つの辺縁部（２１ａ，２１ｂ）が、それぞれ１つの前記接触面（９ａ，９ｂ）に固定されており、前記Ｕ字形のプロファイル（２０ａ，２０ｂ）は、一方の接触面（９ａ）に固定されたＵ字形のプロファイル（２０ａ）が、他方の接触面（９ｂ）に固定されたＵ字形のプロファイル（２０ｂ）と共に１つの対を形成するように配置されており、１つの対を成す前記Ｕ字形のプロファイル（２０ａ，２０ｂ）の両開口（２２ａ，２２ｂ）は互いに向かい合わされていて、１つの中空室（２３）を形成しており、該中空室（２３）内に１つの別の成形部材（５０）が嵌め込まれるようになっている、請求項１または２記載のプレート型熱交換器。
4. １つの対を成す前記両Ｕ字形のプロファイル（２０ａ，２０ｂ）が互いに接触している、請求項３記載のプレート型熱交換器。
5. 前記各接触面（９ａ，９ｂ）に少なくとも１つの中空プロファイルが固定されており、該中空プロファイルは、一方の接触面（９ａ）に固定された少なくとも１つの中空プロファイルが、他方の接触面（９ｂ）に固定された中空プロファイルと共に１つの対を形成するように配置されており、１つの対を成す前記中空プロファイルの開口が１つの直線上に配置されていて、１つの対を成す前記中空プロファイルの両中空室内に１つの別の成形部材が嵌め込まれるようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載のプレート型熱交換器。
6. 前記各接触面（９ａ，９ｂ）に少なくとも１つの管部材（３０ａ，３０ｂ）が固定されており、該管部材（３０ａ，３０ｂ）は、一方の接触面（９ａ）に固定された少なくとも１つの管部材（３０ａ）が、他方の接触面（９ｂ）に固定された管部材（３０ｂ）と共に１つの対を形成するように配置されており、１つの対を形成する前記管部材（３０ａ，３０ｂ）の開口（３１ａ，３１ｂ）が、１つの直線上に配置されていて、１つの対を形成する前記管部材（３０ａ，３０ｂ）の前記両開口（３１ａ，３１ｂ）内に１つの別の成形部材（５１）が嵌め込まれるようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載のプレート型熱交換器。
7. １つの対を成す前記中空プロファイルまたは前記管部材（３０ａ，３０ｂ）が、端面側（３１ａ，３１ｂ）で互いに接触している、請求項５または６記載のプレート型熱交換器。
8. 前記別の成形部材は、相応する長さと、相応する方形の横断面（５０）、多角形の横断面、三角形の横断面または円形の横断面（５１）とを有するロッド（５０，５１）である、請求項３から７までのいずれか１項記載のプレート型熱交換器。
9. 前記各接触面（９ａ，９ｂ）に成形部材として少なくとも１つのＵ字形のプロファイル（４０ａ，４０ｂ）が配置されており、該Ｕ字形のプロファイル（４０ａ，４０ｂ）の１つの辺縁部（４１ａ，４１ｂ）が、それぞれ１つの前記接触面（９ａ，９ｂ）に固定されており、前記Ｕ字形のプロファイル（４０ａ，４０ｂ）は、一方の接触面（９ａ）に固定されたＵ字形のプロファイル（４０ａ）が、他方の接触面（９ｂ）に固定されたＵ字形のプロファイル（４０ｂ）と共に１つの対を形成するように配置されており、１つの対を成す前記両Ｕ字形のプロファイル（４０ａ，４０ｂ）は、一方のＵ字形のプロファイル（４０ａ）の自由な辺縁部（４２ａ）が、他方のＵ字形のプロファイル（４０ｂ）の開口（４３ｂ）内に位置するように配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のプレート型熱交換器。
10. 前記各接触面（９ａ，９ｂ）に成形部材として少なくとも１つのＬ字形のプロファイル（６０ａ，６０ｂ）が配置されており、該Ｌ字形のプロファイル（６０ａ，６０ｂ）の１つの辺縁部（６１ａ，６１ｂ）が、それぞれ１つの前記接触面（９ａ，９ｂ）に固定されており、前記Ｌ字形のプロファイル（６０ａ，６０ｂ）は、一方の接触面（９ａ）に固定されたＬ字形のプロファイル（６０ａ）が、他方の接触面（９ｂ）に固定されたＬ字形のプロファイル（６０ｂ）と共に１つの対を形成するように配置されており、１つの対を成す前記両Ｌ字形のプロファイル（６０ａ，６０ｂ）は、該Ｌ字形のプロファイル（６０ａ，６０ｂ）の「Ｌ」字体が、逆さまになって前記接触面（９ａ，９ｂ）に固定され、かつ前記Ｌ字形のプロファイル（６０ａ，６０ｂ）の「Ｌ」字体の両短辺（６２ａ，６２ｂ）がオーバラップし合うように配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のプレート型熱交換器。

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