JP2017519179A - ヒーターおよび熱交換器設備 - Google Patents

Abstract

ヒーターは、加熱される媒体のための入口（１）と、媒体のための出口（２）と、少なくとも二つのカセット（５）とを備える。各カセットは、第１の主面（８）を備える第１のプレート（６）と、第２の主面（９）を備える第２のプレート（７）とを備える。第１および第２のプレートは互いに取り付けられると共に媒体のためのそれぞれの流路を取り囲む。カセットは、電気加熱要素（３１）のためのカセット間の空間（２３）を伴って互いに並んで配置される。電気加熱要素はカセットの一方の第１の主面および隣接するカセットの第２の主面に当接する。ヒーターは、一方のカセットと、隣接するカセットとの間に延在する二つの離隔部材（１９）を備える。この離隔部材が上記空間を形成する。

Description

本発明は、請求項１のプレアンブルに記載のヒーターに関する。特に、本発明は、別個に使用されても、あるいは熱交換器に対して接続されるように構成されてもよいセパレートヒーターに関する。

例えば、本発明は、高い温度の媒体が必要であるときに、プレート熱交換器から出口ポートを経て排出される媒体に追加の熱を供給するためにプレート熱交換器の出口ポートに対して、あるいは媒体を予熱する必要があるときに、入口ポートを経てプレート熱交換器に供給される媒体に追加の熱を供給するためにプレート熱交換器の入口ポートに対して接続されるよう構成されたヒーターに関する。

本発明はまた、熱交換器およびヒーターを備える熱交換器設備に関する。

いくつかのヒートポンプ設備では、特定の条件下で設備の性能をさらに向上させるために補助電気ヒーターを配置することが知られている。このような補助ヒーターは、例えば、設備のヒートポンプがより低い周囲温度で動作することを可能にする。さらに、補助ヒーターは、細菌およびその他の微生物が高温水道水から除去され得るようなレベルまで温度を上昇させることができる。

そのような既存の補助ヒーターは、空間を消費し、複雑な接続および設置を必要とし、モジュール性および柔軟性がなく、漏れのリスクを増大させる多くの溶接を必要とするという、さまざまな欠点を有する。

特許文献１には、入口および出口ポートを有するプレート熱交換器に接続されるヒーターが開示されている。当該ヒーターは、加熱すべき媒体のための二つの入口と、媒体のための二つの出口とを有する二つのプレート対を含む。各プレート対は、第１の主面を含む第１のプレートと、第２の主面を含む第２のプレートとを含む。第１のプレートおよび第２のプレートは互いに取り付けられ、第１および第２のプレート間の媒体のためのそれぞれの流路を囲む。プレート対は、このプレート対間に空間を伴って互いに並んで配置される。電気加熱要素はプレート対間の空間に設けられる。各プレート対は流路を画定する。流路は互いに直接接続されておらず、外部配パイプを介して接続されている。

特許文献２は、入口ポートおよび出口ポートを有するプレート熱交換器に接続される別のヒーターを開示している。ヒーターは複数のチャンバーを備え、各チャンバーは、スペーサによって離間された第１のプレートおよび第２のプレートを備え、これらは協働で媒体のための流路を形成する。第１および第２のプレートは媒体を加熱するためのそれぞれの電極を形成する。

国際公開第２０１２／１０１２７３号パンフレット 米国特許第６，４２１，５０１号明細書

本発明の目的は、上述した欠点を克服し、かつ、高いモジュール性および柔軟性を可能にする、当初に規定された種類のヒーターを提供することである。特に、それは、さまざまな要求を満たすために、熱交換器に対する容易かつ柔軟な接続を目的としている。

この目的は、当初に規定されたヒーターによって達成されるが、このヒーターは、一方のカセットと、隣接するカセットとの間に延在する二つの離隔部材を備え、当該離隔部材が空間を形成することを特徴とする。

そうした離隔部材によって、カセットは互いに容易に取り付けることができる。離隔部材は、カセット間に空間を画定または形成するが、これは、したがって空間内での電気加熱要素の取り付けを可能にする明確に規定された寸法を有する。カセットの数は加熱のさまざまなニーズに適合させることができる。選択された数のそうしたカセットは、カセット間の各空間に電気加熱要素と共に互いに取り付けることができる。

カセット間の空間は周囲の環境に対して開放されてもよい。

したがって、本発明に係るヒーターは、カセット間の各空間内に電気加熱要素を備えた、二つ、三つ、四つ、五つまたはそれよりも多くのカセットを備えることができる。

このようなヒーターは、熱交換器設備における、プレート熱交換器等の熱交換器の入口または出口ポートに対して接続されるのに適している。

電気加熱要素から媒体への熱伝達をさらに改善するために、電気加熱要素は、例えば、ロウ付け、ボンディング、溶接または接着によって、上記一方のカセットの第１の主面に対して、かつ、上記隣接するカセットの第２の主面に対して永久的に接合されてもよい、

さらなる実施形態によれば、電気加熱要素は、上記一方のカセットの第１の主面に対して、かつ、上記隣接するカセットの第２の主面に対して当接し、場合によっては永久的にそれに対して接合されてもよい金属チューブを備える。このようにして、電気加熱要素から媒体への効率的な熱伝達が保証される。

ヒーターは、流路が垂直に延びるように垂直配向で使用されるように構成されてもよい。ヒーターは、流路内の生じ得る空気ポケットが電気加熱要素上に容易に配置され得るので、このような配向において、さらなる利点を有する。したがって電気加熱要素は媒体に隣接し、ヒーターの適切な加熱バランスをもたらす。空気ポケット内の空気は直接加熱されず、これは、電気加熱要素の過熱および／または流路内の過圧のリスクを低減または排除する。空気ポケットへの感度が低下するので、換気バルブは不要である。

本発明の一実施形態によれば、各カセットは、上記一方のカセットの流路から上記隣接するカセットの流路への媒体の流れを可能にする少なくとも二つの開口を含む。二つの開口を有するカセットは流路を通る直列流に適している。

本発明のさらなる実施形態によれば、各カセットの各第１のプレートは少なくとも一つの開口を含む。さらに、各カセットの各第２プレートは、少なくとも一つの開口を含むことができる。ことによると、ヒーターの最も外側のカセットの第２のプレートは開口を欠いていてもよい。

カセットはまた、流路を通る並列流を可能とするために、流動連通のための三つまたは四つの開口を備えてもよい。

さらに、ヒーターは、二つおよび三つの開口を有するか、三つおよび四つの開口を有するか、または二つおよび四つの開口を有するカセットの組み合わせを備えてもよい。

本発明のさらなる実施形態によれば、上記一方のカセットの開口の少なくとも一つは、上記隣接するカセットの開口の一つに対向するように設けられ、離隔部材は開口を取り囲み、かつ、上記流れが上記開口を通ることを可能とする。媒体は、したがって、外部配管なしで、一つの流路から隣接する流路へと直接流れることができる。特に、上記一方のカセットの第２のプレートの開口の少なくとも一つは、上記一方のカセットの流路から上記隣接するカセットの流路へと流体が通過することを可能とするために、上記隣接するカセットの第１のプレートの開口の少なくとも一つに隣接している。

本発明のさらなる実施形態によれば、各離隔部材は、上記一方のカセットの第２の主面および上記隣接するカセットの第１の主面に当接する二つの平坦接合領域を形成するリングを備える。このような平坦接合領域は、第１および第２の主面に対するリングの気密かつ確実な取り付けを保証する。各リングは、開口がその位置に設けられる場合には、それぞれの開口を取り囲んでもよい。平坦接合領域は、開口を通って流れる媒体のための気密シールを保証する。

本発明のさらなる実施形態によれば、各離隔部材は、一方のカセットの第２の主面から、かつ／または隣接するカセットの第１の主面から延びる少なくとも一つの突起を備える。したがって、各突起は空間を、すなわち主面間距離を画定する。

本発明のさらなる実施形態によれば、各離隔部材は、第２の主面からまたは第１の主面から延びるただ一つの突起を含み、各突起は、隣接するカセットの第１の主面または第２の主面に当接する平坦接合領域を備える。したがって、主面間に延びる少なくとも二つの突起が存在する。二つの突起は、いずれも、第１の主面および第２の主面の一方に設けられていてもよく、第１の主面および第２の主面の他方には突起が設けられていなくてもよい。各突起の平坦接合領域は、二つの隣接する主面を互いに接合するのに適している。

本発明のさらなる実施形態によれば、各離隔部材は第１の突起および第２の突起を備え、上記一方のカセットの第２のプレートは、第２の主面から外向きに延びる二つの第２の突起を備え、かつ、上記別の隣接するカセットの第１のプレートは第１の主面から外向きに延びる二つの第１の突起を備え、上記一方のカセットの第１の突起は、上記空間を形成するために、上記隣接するカセットの第２の突起に当接する。

有利なことには、各カセットの各第１のプレートは、第１の主面から延びる少なくとも二つの第１の突起を備えてもよく、各カセットの各第２のプレートは、第２の主面から延びる少なくとも二つの第２の突起を備えてもよい。このようにして、各カセットの各第１および第２のプレートは同一であってもよく、各第２のプレートはそれぞれの第１のプレートに対して回転させられる。

本発明のさらなる実施形態によれば、第１および第２の突起のそれぞれは平坦接合領域を備え、上記一方のカセットの第２の突起の平坦接合領域は、ヒーターの上記隣接するカセットの第１の突起の平坦接合領域に当接する。このような平坦接合領域は、カセット相互の気密かつ確実な取り付けを保証する。

気密永久接合が、カセット相互の確実な取り付けおよびカセットの流路間の確実な連通チャネルを可能にするために、上記のさまざまな実施形態の平坦接合領域に沿って開口の周りで実現されてもよい。

有利なことには、入口および出口は、このような突起のそれぞれの平坦接合領域のそのような開口を通って延びることができる。入口パイプおよび出口パイプは、このような突起のそれぞれの平坦接合領域に対して堅固に取り付けられてもよい。代替的に、入口パイプおよび出口パイプは、それぞれの開口の周りで第１の主面または第２の主面に対して直接接合されてもよい。

本発明のさらなる実施形態によれば、入口はカセットの流路と流動連通しており、出口はカセットの流路と流動連通しており、したがってヒーターは、媒体が入口に流入し、流路を通って出口から流出することを可能とする。

本発明のさらなる実施形態によれば、第１の主面および第２の主面は実質的に平坦であってもよい。このような平面は、電気加熱要素から媒体への熱伝導を改善する。第１の突起は、このような平坦な第１の主面から延びることができる。第２の突起は、このような平坦な第２の主面から延びることができる。

本発明のさらなる実施形態によれば、各第１のプレートは、第１のプレートの周りでかつ第１の主面から離れるように延びる第１のフランジを備え、各第２のプレートは第２のプレートの周りでかつ第２の主面から離れるように延びる第２のフランジを備え、第１のプレートおよび第２のプレートは、第１のフランジの外縁および第２のフランジの外縁に沿って延在する接合部によって互いに接合される。このようにして、第１および第２のプレートは、例えばロウ付け、ボンディング、溶接または接着によって得られる永久接合部によって互いに堅固に接合することができる。有利なことには、第１のフランジの外縁と第２のフランジの外縁とは、共通の延長平面と平行でかつ互いに接合されて上記永久接合部を形成する、それぞれの縁部面を提供してもよい。

本発明のさらなる実施形態によれば、接続部材が各カセットの流路内に設けられ、かつ、第１の主面を第２の主面に対して接続する。このような接続部材はカセットの強度を向上させる。さらに、このような接続部材は、媒体の流れに影響を及ぼし、乱流を、したがって電熱加熱要素から媒体への熱伝達の効率を増大させる。

本発明のさらなる実施形態によれば、接続部材は、第１の主面および第２の主面の少なくとも一方から内向きに延びる複数の窪みを備える。

本発明のさらなる実施形態によれば、第１の主面から延びる少なくとも一つの窪みは第２の主面から延びる窪みに当接する。

本発明のさらなる実施形態によれば、接続部材は、第１のプレートと第２のプレートとの間の流路内に配置された波形シートを含む。

本発明のさらなる実施形態によれば、電気加熱要素は電気抵抗線を含む。

本発明のさらなる実施形態によれば、電気抵抗線はセラミックスリーブ内に埋め込まれるが、これは、例えば、ステンレススチールの上記金属チューブ内に設けられてもよい。

このような金属チューブは、例えばロウ付け、ボンディング、溶接または接着によって、隣接するカセットに永久的に接合されてもよい。このようにして一体化されたヒーターが得られる。

上記目的はまた、熱交換器、例えばプレート熱交換器、および上述したようなヒーターを含む当初に規定された熱交換器設備によって達成される。

熱交換器は、媒体用の入口ポートおよび出口ポートを有することができる。有利なことには、ヒーターの入口は熱交換器の出口ポートに接続されてもよく、あるいはヒーターの出口は熱交換器の入口ポートに接続されてもよい。

以下、本発明について、添付図面を参照して好ましい実施形態を記述することにより、さらに詳しく説明する。

本発明の第１実施形態によるヒーターの側面図である。 図１のヒーターの正面図である。 図１のヒーターの電気加熱要素の一部の斜視図である。 図１のヒーターのカセットの側面図である。 本発明の第２実施形態によるヒーターのカセットの側面図である。 三つのカセットが媒体の並列流のために配置された第３実施形態によるヒーターの概略側面図である。 二つのカセットが媒体の並列流のために配置された第４実施形態によるヒーターの概略側面図である。 二つのカセットが媒体の並列流のために配置された第５実施形態によるヒーターの概略側面図である。 三つのカセットが媒体の直列流のために配置された第６実施形態によるヒーターの概略側面図である。 二つのカセットが媒体の直列流のために配置された第７実施形態によるヒーターの概略側面図である。 二つのカセットが媒体の直列流のために配置された第８実施形態によるヒーターの概略側面図である。 二つのカセットが媒体の直列流のために配置された第９実施形態によるヒーターの概略側面図である。

ヒーターの第１実施形態が図１ないし図４に開示されている。ヒーターは、加熱される媒体のための入口１と、加熱された媒体のための出口２とを含む。入口１の上流には入口パイプ３が設けられている。出口２の下流には出口パイプ４が設けられている。

ヒーターは、図１に概略的に示す熱交換器ＨＥを含む設備の一部であってもよい。

入口パイプ３および／または出口パイプ４は、ヒーターの一部であってもよく、あるいはそれと共にヒーターが使用される設備の部分であってもよい。ヒーターは、永久接合部を形成するために、適切な方法で、例えば、ロウ付け、ボンディング、溶接または接着によって、入口パイプ３および／または出口パイプ４に対して取り付けられる。

第１実施形態に係るヒーターは二つのカセット５を備える。各カセット５は第１のプレート６および第２のプレート７を含む（図４参照）。第１のプレート６は第１の主面８を含む。第２のプレート７は第２の主面９を含む。

各カセット５は、第１の端部５ａと、反対側の第２の端部５ｂとを有する。図１において、第１の端部５ａは上端部であり、第２の端部５ｂは下端部である。もちろん、ヒーターは別な向きで、例えば、第２の端部５ｂが上端部を形成し、第１の端部５ａが下端部を形成するように別な様式で使用されてもよい。有利なことには、ヒーターは、図に示すように、垂直に向けられている。

第１実施形態では、入口１は第１の端部５ａに設けられ、出口２は第１の端部５ａに、ただしヒーターの反対側に設けられている。

第１の主面８および第２の主面９の両方は平面であり、あるはは実質的に平面であり、共通の延長平面ｘと平行に延びている（図４参照）。

第１のプレート６と第２のプレート７とは互いに永久的に接合され、かつ、第１のプレート６と第２のプレート７との間の媒体用の流路１０を取り囲んでいる（図４参照）。

第１のプレート６は、この第１のプレート６の周りで延びる第１のフランジ１１を備えている。第１のフランジ１１は、第１の主面８の周りで延びかつそれを取り囲む。第１のフランジ１１は、第１の主面８から離れるように延びており、したがって第１の主面８に対して傾斜している。開示された実施形態では、第１のフランジ１１は第１の主面８に隣接している。

第２のプレート７は、この第２のプレート７の周りで延びる第２のフランジ１２を備えている。第２のフランジ１２は、第２の主面９の周りで延びかつそれを取り囲む。第２のフランジ１２は、第２の主面９から離れるように延びており、したがって第２の主面９に対して傾斜している。開示された実施形態では、第２のフランジ１２は第２の主面９に隣接している。

第１のプレート６と第２のプレート７とは、第１のフランジ１１の外縁領域１３および第２のフランジ１２の外縁領域１４に沿って延在する接合部によって互いに永久的に接合されている。図４に示すように、第１のフランジ１１の外縁領域１３と第２のフランジ１２の外縁領域１４とは、互いに、そして共通の延長平面ｘと平行である。第１のプレート６と第２のプレート７との間に永久接合部を形成するために、ロウ付け、ボンディング、溶接または接着によって、縁部領域１３および１４間に、堅固な永久接合部を得ることができる。

カセット５の強度を向上させるために、流路１０内には接続部材が設けられる。接続部材は第１の主面８を第２の主面９に対して接続する。

第１実施形態では、接続部材は、第１の主面８から内側に延びる複数の窪み１５と、第２の主面９から内側に延びる一つ以上の窪み１５とを含む。第１の主面８から延びる窪み１５は、第２の主面９から延びる窪み１５に当接する（図４参照）。

このようにして窪み１５は、平坦な第１および第２の主面８，９上に形成され、そこから内向きに延びる。

第１の主面８からの窪み１５は、ロウ付け、ボンディング、溶接または接着によって、第２の主面９からの窪み１５に対して永久的に接合される。好ましくは、縁部領域１３と縁部領域１４との間の永久接合部は、接続部材の永久接合部と、すなわち第１実施形態では窪み１５間の接合部と同じ接合工程で形成される。

窪み１５は、主面８または９の一方のみに設けられ、対向する主面８または９の内側へと延びていてもよいことに留意されたい。

ヒーターはまた、カセット５の一つと、隣接するカセット５との間で延びる二つの離隔部材１９を含む。離隔部材１９は、カセット５間に空間２３を形成する。

第１実施形態では、各離隔部材１９は第１の突起２１および第２の突起２２を備える。より正確には、各カセット５の第１のプレート６は二つの第１の突起２１を備えるが、これは、第１の主面８から、すなわち平坦な、あるいは実質的に平坦な第１の主面８から外向きに延びる。第１の突起２１の一つは第１の端部５ａに設けられ、別な第１の突起２１は第２の端部５ｂに設けられる。

各カセット６の第２のプレート７は二つの第２の突起２２を備えるが、これは、第２の主面９から、すなわち平坦な、あるいは実質的に平坦な第２の主面９から外向きに延びる。第２の突起２２の一つは第１の端部５ａに設けられ、別な第２の突起２２は第２の端部５ｂに設けられる。

図１および図４において右側に向う二つのカセット５のうちの一方の第１の突起２１は、図１において左側に向う隣接するカセット５の第２の突起２２に当接している。第１および第２の突起２１，２２によって、上記空間２３が二つのカセット５の間に（図１参照）、または隣接するカセット５の第１および第２の主面８，９の間に形成される。特に、空間２３は、図１において左側に向うカセット５の第２の主面９と、図１において右側に向うカセット５の第１の主面８との間に形成される。

第１の突起２１および第２の突起２２のそれぞれは平坦接合領域２４を備える（図４参照）。図１において右側に向うカセット５の一方の第１の突起２１の平坦接合領域２４は、図１において左側に向う隣接するカセット５の第２の突起２２の平坦接合領域２４に当接している。カセット５は、隣接するカセット５の当接する平面２４を互いに、例えばロウ付け、ボンディング、溶接または接着によって接合することによって、互いに永久的に接合されてもよい。

第１実施形態では、図１において左側に向うカセット５の第１の端部５ａにおける第１の突起２１は、媒体用の入口１を形成する開口２６（図４参照）を含む。同様に、同じカセット５の第２の端部５ｂにおける第２の突起２２は開口２６を有する。これに対応して、図１において右側に向う隣接するカセット５の第２の端部５ｂにおける第１の突起２１は、二つのカセット５間の流動連通を可能にするために、左側に向うカセット５の第２の端部５ｂにおける第２の突起２２と対向する開口２６を備える。さらに、右側に向う隣接するカセット５の第１の端部５ａにおける第２の突起２２は、媒体用の出口２を形成する開口２６を有する。

開口２６の各々は、図４から分かるように、それぞれの平坦接合領域２４を通って延びる。

第１実施形態に係るヒーターの残りの突起２１および２２は閉じられている。

その結果、図１に示すように、媒体は、入口パイプ３および第１の突起２１の一方の開口２６の入口１を通って流入し、左側に向うカセット５の流路１０を通り、隣接するカセット５内へと第２の突起２２および第１の突起２１の開口２６を通り、隣接するカセット５の流路１０を通り、そして出口２および出口パイプ４へと第２の突起２２の開口２６を通って流出する。

第１実施形態のカセット５は、したがって、カセット５の流路１０を通る媒体の直列流を可能とするように配置される。

ヒーターはまた、カセット５間の空間２３内に設けられた電気加熱要素３１を備える。電気加熱要素３１は、カセット５の一方の第１の主面８、および隣接するカセット５の第２の主面９に当接する。

電気加熱要素３１は、たとえば、ロウ付け、ボンディング、溶接または接着によって、カセット５の一方の第１の主面８に対して、そして隣接するカセット５の第２の主面９に対して永久的に接合することができる。

好ましくは、電気加熱要素３１は、接続部材の接合、縁部面１３および１４の接合、そして平坦接合領域の相互接合と同じ接合工程で、第１および第２の主面８，９に対して永久的に接合されてもよい。このようにして、ヒーターは、単一の接合工程で完全なユニットとして接合することができる。この接合により一体化されたヒーターの実現が可能となる。

電気加熱要素３１は電気抵抗線３２を含む（図３参照）。電気抵抗線３２は、適切なセラミック材料のセラミックスリーブ３３等の絶縁材中に埋め込まれてもよい。

電気加熱要素３１は金属チューブ３４を備えるが、これはセラミックスリーブ３３および電気抵抗線３２を取り囲む。金属チューブ３４は電気加熱要素３１の外側ケーシングを形成する。

電気加熱要素３１は、上述したように、ロウ付け、ボンディング、溶接または接着によって、隣接する第１および第２の主面８および９に対して永久的に接合されるのに適していてもよい。

電気加熱要素３１の金属チューブ３４は、例えば、ステンレススチールからなる。そのような永久接合には金属チューブ３４が適している。しかしながら、電気加熱要素３１は代替的に、金属以外の材料、例えばセラミック材料の外側ケーシングを備えていてもよく、これはまた第１および第２の主面８および９に対して永久的に接合されてもよい。

図１から分かるように、電気加熱要素３１は、適切な温度で電気加熱要素３１を作動させるための電流を供給するために、線３６を介して電流源３５に接続されている。

有利なことには、電気加熱要素３１は、第１の主面８および第２の主面９の中央領域に設けられる。例えば、電気加熱要素３１は、開示された実施形態におけるように、二つの離隔部材１９間に延在してもよい（特に図２参照）。したがって、カセットの二つの端部領域が存在するが、これは電気加熱要素３１に隣接して配置されない。

図５は第２実施形態に係るヒーターのカセット５を開示するが、これは、接続部材が第１のプレート６と第２のプレート７との間の流路１０に設けられた波形シート１６を備える点で第１実施形態とは異なる。波形シート１６の波形は、一端における開口２６の一方から、他端における開口２６の他方へと流路１０を通って媒体が流れることを可能とするように構成されている。また、波形シート１６は、例えば、ロウ付け、ボンディング、溶接または接着によって、第１の主面８および第２の主面９に対して永久的に接合することができる。

図６は、ヒーターがカセット５の流路１０を通る並列流中に三つのカセットを備える点で第１実施形態とは異なる第３実施形態を開示している。ヒーターは、カセット５間のそれぞれの空間２３内に配置された二つの電気加熱要素３１を備える。入口１が第１の端部５ａに設けられ、そして出口２がヒーターの反対側において第２の端部５ｂに設けられる。接続部材は第１実施形態におけるように突起１５を備えるが、別な様式で、例えば第２実施形態におけるように波形シート１６を用いて構成されてもよい。

図７は第４実施形態を開示しているが、これは、媒体が二つのカセット５の流路１０を通って並列流で流れ、かつ、入口１および出口２がヒーターの同じ側に設けられる点で第１実施形態とは異なる。接続部材は、第１実施形態におけるように突起１５を備えるが、その他の方法、例えば第２実施形態におけるような波形シートを用いて構成することができる。

図８は第５実施形態を開示しているが、これは、媒体が二つのカセットを通って並列流で流れ、かつ、入口１が第１の端部５ａに設けられると共に出口２がヒーターの反対側において第２の端部５ｂに設けられる点で第１実施形態とは異なる。接続部材は、第１実施形態におけるように突起１５を備えるが、その他の方法で、例えば第２実施形態におけるように波形シート１６を用いて構成することができる。

図９は第６実施形態を開示しているが、これはヒーターが三つのカセットを備える点で第１実施形態とは異なる。ヒーターは、カセット５間のそれぞれの空間２３内に配置された二つの電気加熱要素３１を備える。第１実施形態におけるように、媒体は流路１０を通って直列流で流れる。入口１は第１の端部５ａに設けられ、出口２はヒーターの反対側において第２の端部５ｂに設けられる。接続部材は、第１実施形態におけるように突起１５を備えるが、その他の方法、例えば第２実施形態におけるように波形シートを用いて構成することができる。

図１０は第７実施形態を開示しているが、これは、各離隔部材１９がただ一つの突起２１，２２を備える点で第１実施形態とは異なっている。各第１のプレート６は、第１の主面８から延在する一つまたはただ一つの第１の突起２１を備える。各第２のプレート７は、第２の主面９から延びる一つまたはただ一つの第２の突起２２を備える。第１および第２のプレート６，７は同一であり、かつ、図６ないし図９に例示されるように、そしてまた媒体の並列または直列流に関して、入口１および出口２のポジションに関するさまざまな形態を実現するために回転させられてもよい。入口パイプ３および出口パイプ４は、それぞれ、第１の主面８および第２の主面９に対して直接取り付けられる。

図１１は第８実施形態を開示しているが、これは、各離隔部材１９がただ一つの突起２１，２２を有する点で第１実施形態とは異なる。各第２のプレート７は第２の主面９から隣接するカセット５の第１の主面８まで延在する二つの第２の突起２２を含む。第１のプレート６は突起を含まない。入口パイプ３は第１の主面８に対して取り付けられている。出口パイプ４は第２の突起２２の一つに対して取り付けられている。

図１２は第９実施形態を開示しているが、これは、各離隔部材１９がリング２０を有する点で第１実施形態とは異なる。第１および第２のプレート６は突起を備えていないが、リング２０は、カセット５の一方の第２の主面９から、隣接するカセット５の第１の主面８へと延在する。各リング２０は、カセット５の一方の第２の主面９および隣接するカセット５の第１の主面８に当接すると共にそれに対して接合された二つの平坦接合領域２４を形成する。第１および第２のプレート６，７は、開口２６の数および個数を除いて同一である。入口パイプ３および出口パイプ４は、それぞれ、第１の主面８および第２の主面９に対して直接取り付けられている。

本発明は開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で変更および改変が可能である。

ヒーターのさらなる構成、例えば媒体が並列流または直列流で流れることを可能にするように４個、５個、６個またはそれよりも多くのカセット５を配置することが可能であることに留意されたい。

さらに、ヒーター内で互いに対面する少なくとも第１および第２のプレート６，７は、それぞれ、平坦な第１の主面８および平坦の第２の主面９から空間２３内へと外向きに延びる突出部材を有していてもよい。このような突出部材は、ヒーターの接合中に、電気加熱要素３１の位置決めを容易にし得る。

カセット５および電気加熱要素３１とは、上述した永久接合の代わりに、タイボルトによって互いに接合されてもよいことにも留意されたい。第１および第２のプレート６および７と、プレート間の接続部材とは、上述したように、依然として永久的に接合される。

１ 入口
２ 出口
３ 入口パイプ
４ 出口パイプ
５ カセット
５ａ 第１の端部
５ｂ 第２の端部
６ 第１のプレート
７ 第２のプレート
８ 第１の主面
９ 第２の主面
１０ 流路
１１ 第１のフランジ
１２ 第２のフランジ
１３，１４ 縁部領域
１５ 突起
１６ 波形シート
１９ 離隔部材
２０ リング
２１ 第１の突起
２２ 第２の突起
２３ 空間
２４ 平坦接合領域
２６ 開口
３１ 電気加熱要素
３２ 電気抵抗線
３３ セラミックスリーブ
３４ 金属チューブ
３５ 電流源
３６ 線

Claims (17)

1. ヒーターであって、
   加熱される媒体のための入口（１）と、
   前記媒体のための出口（２）と、
   少なくとも二つのカセット（５）であって、各カセット（５）は、第１の主面（８）を備える第１のプレート（６）と、第２の主面（９）を備える第２のプレート（７）と、を備え、前記第１のプレート（６）および前記第２のプレート（７）は互いに永久的に接合されると共に前記第１および第２のプレート（６，７）間の前記媒体のためのそれぞれの流路（１０）を取り囲み、前記カセット（５）は、前記カセット（５）間の空間（２３）を伴って互いに並んで配置される、少なくとも二つのカセット（５）と、
   前記カセット（５）間の前記空間（２３）内に設けられた電気加熱要素（３１）であって、前記電気加熱要素（３１）は前記カセット（５）の一方の前記第１の主面（８）および隣接するカセット（５）の前記第２の主面（９）に当接する電気加熱要素（３１）と、
   を備え、
   前記ヒーターは、前記一方のカセット（５）と前記隣接するカセット（５）との間に延在する二つの離隔部材（１９）を備え、前記離隔部材（１９）が前記空間（２３）を形成することを特徴とするヒーター。
2. 各カセット（５）は、前記一方のカセット（５）の前記流路（１０）から前記隣接するカセット（５）の前記流路（１０）への前記媒体の流れを可能とする少なくとも二つの開口（２６）を備える、請求項１に記載のヒーター。
3. 前記一方のカセット（５）の前記開口（２６）の少なくとも一つは、前記隣接するカセット（５）の前記開口の一つに対向するように設けられ、かつ、前記離隔部材は前記開口を取り囲むと共に前記開口（５）を通る前記流れを可能にする、請求項２に記載のヒーター。
4. 各離隔部材（１９）は、前記一方のカセット（５）の前記第２の主面（９）および前記隣接するカセット（５）の前記第１の主面（８）に当接する二つの平坦接合領域（２４）を形成するリング（２０）を備える、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のヒーター。
5. 各離隔部材（１９）は、前記一方のカセット（５）の前記第２の主面（９）から、かつ／または前記隣接するカセット（５）の前記第１の主面（８）から延びる少なくとも一つの突起（２１，２２）を備える、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のヒーター。
6. 各離隔部材（１９）は、前記第２の主面（９）からあるいは前記第１の主面（８）から延びる一つの突起（２１，２２）を備え、かつ、各突起（２１，２２）は、隣接するカセット（５）の前記第１の主面（８）あるいは前記前記第２の主面（９）に当接する平坦接合領域（２４）を備える、請求項５に記載のヒーター。
7. 各離隔部材（１９）は第１の突起（２１）および第２の突起（２２）を備え、前記一方のカセット（５）前記第２の主面（９）は、前記第２の主面（９）から外向きに延びる二つの第２の突起（２２）を備え、かつ、前記別な隣接するカセット（５）の前記第１のプレート（６）は、前記第１の主面（８）から外向きに延びる二つの第１の突起（２１）を備え、前記一方のカセット（５）の前記第１の突起（２１）は前記空間（２３）を形成するために前記隣接するカセット（５）の前記第２の突起（２２）に当接する、請求項５に記載のヒーター。
8. 前記第１および第２の突起（２１，２２）のそれぞれは平坦接合領域（２４）を備え、かつ、
   前記一方のカセット（５）の前記第２の突起（２２）の前記平坦接合領域（２４）は、前記ヒーターの前記隣接するカセット（５）の前記第１の突起（２１）の前記平坦接合領域（２４）に当接する、請求項７に記載のヒーター。
9. 前記ヒーターが、前記媒体が前記入口（１）に流入し、前記流路（１０）を通り、前記出口（２）から流出することを可能とするように、前記入口（１）は前記カセット（５）の前記流路（１０）と流動連通しており、かつ、前記出口（２）は前記カセット（５）の前記流路（１０）と流動連通している、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のヒーター。
10. 前記第１の主面（８）および前記第２の主面（９）は実質的に平面である、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のヒーター。
11. 各第１のプレート（６）は、前記第１のプレート（６）の周りでかつ前記第１の主面（８）から離れるように延在する第１のフランジ（１１）を備え、
    各第２のプレート（７）は、前記第２のプレート（７）の周りでかつ前記第２の主面（９）から離れるように延在する第２のフランジ（１２）を備え、
    前記第１のプレート（６）および前記第２のプレート（７）は、前記第１のフランジ（１１）の外縁および前記第２のフランジ（１２）の外縁に沿って延びる接合部によって互いに接合される、請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のヒーター。
12. 接続部材が、各カセット（５）の前記流路（１０）内に設けられ、かつ、前記第１の主面（８）を前記第２の主面（９）に対して接続する、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のヒーター。
13. 前記接続部材は、前記第１の主面（８）および前記第２の主面（９）の少なくとも一方から内向きに延びる複数の窪み（１５）を備える、請求項１２に記載のヒーター。
14. 前記第１の主面（８）から延びる少なくとも一つの窪み（１５）が前記第２の主面（９）から延びる窪み（１５）に当接する、請求項１３に記載のヒーター。
15. 前記接続部材は、前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間の前記流路に配置された波形シートを備える、請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項に記載のヒーター。
16. 前記電気加熱要素（３１）は電気抵抗線（３２）を備える、請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載のヒーター。
17. 熱交換器、および請求項１ないし請求項１６のいずれか１項に記載のヒーターを備えた熱交換器設備。

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