JP2018519493A - 平板熱交換器 - Google Patents

Abstract

平板熱交換器は、ケーシング、流体分離装置、互いに対して取り外し不可能に接合されるとともに、平板スタック（２０）中に中央スペースを形成する中央開口部（３１）を有する多数の伝熱平板であって、この中央スペースには流体分離装置が配置され、それによって第１の流体のために、中央開口部（３１）の第１部分が流体入口として作用することができ、中央開口部（３１）の第２部分が流体出口として作用することができ、平板の両側部（３６、３７）は第２の流体のための流体流入口及び出口として作用し、平板スタック（２０）の外寸（Ｄ１）はケーシング（２）のシェル（３）の内寸より小さい、多数の伝熱平板を備え、流体ブロッカ（５１、５２）が、シェル（３）と編板スタック（２０）との間の隙間（５０）に配置されている。

Description

本発明は、流体分離装置を収容するための中央開口部を有するタイプの伝熱平板に関し、流体分離装置は中央開口部の第１部分が流体入口として作用し、中央開口部の第２部分が流体出口として作用することを可能にする。

今日では多くの様々なタイプの平板熱交換器が存在し、それらのタイプに応じて様々な用途に使用されている。平板熱交換器のいくつかのタイプは、その中に密封された筐体を形成するケーシングから組み立てられており、この筐体内には、接合される伝熱平板が配置される。伝熱平板は伝熱平板のスタックを形成し、このスタックでは、第１及び第２の流体のための交互の第１及び第２の流路が伝熱平板間に形成される。

１つのタイプの平板熱交換器、いわゆる中央ポート平板熱交換器のためには、それぞれの伝熱平板が、第１の流路のための中央開口部（中央ポート）を有している。第１の流路中の流体は、伝熱平板の中央開口部の入口区画において伝熱平板に入り、平板を横切って流れ、同じ中央開口部の出口区画において平板を出る。出口区画は入口区画の反対側にあり、流体分離装置が、出口区画からの流体流から入口区画への流体流を分離するために中央開口部に挿入されている。したがって、分離装置のおかげで、同じポートが熱平板に亘って流れる流体のための流体入口及び流体出口の両方として使用される。基本的に、第１の流体は伝熱平板に亘って１８０°回転し、それによって第１の流体は、中央開口部を横切って見たときに第１の流体が平板に入った位置の反対側の位置で、平板を出る。

第２の流体は、平板の周辺部の入口区画で伝熱平板に入り、平板を横切って流れ、入口区画の反対側にある平板の周辺部の出口区画で平板を出る。

明らかに、第１の流体のための入口及び出口は、１つおきの平板の対間に配置されており、一方で第２の流体のための入口及び出口は、別の１つおきの平板の対間に配置されている。したがって、第１及び第２の流体は、伝熱平板のそれぞれの側に亘って、伝熱平板の１つおきの対間を流れる。
第１の流体のための入口及び出口を有する平板の対からなる複数の平板は、それらの周辺部全体に沿って互いに対して密封され、一方で第２の流体のための入口及び出口を有する平板の対から成る複数の平板は、それらの中央開口部において互いに対して密封される。

伝熱平板はケーシングによって周囲を取り囲まれているので、中央ポート平板熱交換器は、他の多くのタイプの平板熱交換器に比べて、高い圧力レベルに耐えることができる。さらに、中央ポート平板熱交換器は小型であり、良好な伝熱特性を有するとともに、壊れることなく厳しい作動条件に耐えることができる。

接合された伝熱平板は、伝熱平板の平板パック又はスタックと称される場合がある。伝熱平板のスタックは、中央ポート平板熱交換器に対する特徴である、内部の中央貫通孔を有する、実質的に円筒状の形状を有する。伝熱平板のスタックは、ゴム製のガスケットを伝熱平板間で省略できるように、全体的に溶接することができる。このことは、中央ポート平板熱交換器を、高温かつ高圧で、広範囲の攻撃的流体を有する作業に対して好適にする。

中央ポート平板熱交換器の保守中に、伝熱平板のスタックは、例えばシェルの頂部カバー又は底部カバーを取り外すことによって、及び伝熱平板のスタックを洗剤で洗い流すことによってアクセスし、洗浄することができる。また、伝熱平板のスタックを、新しいスタックで交換することができ、新しいスタックは、シェル内に適切に配置され得る限り、前のスタックと同一とすること、又は前のスタックと異なるものとすることができる。

一般的に、中央ポート平板熱交換器は、従来の熱交換器としての使用に好適であるのみでなく、コンデンサ又はリボイラとしての使用にも好適である。上述の２つの場合には、シェルは、凝縮液のためのさらなる入口／出口を備えることができ、特殊な分離ユニットに対する必要性を除去することができる。

その伝熱平板のスタックを有する中央ポート平板熱交換器の設計は、上述したように、このタイプに特定の利点と特性との組み合わせを提供する。特許文献１に見られるように、中央ポート平板熱交換器の多数の実施形態が開示されてきた。いくつかの他のタイプの熱交換器と比較すると、中央ポート平板熱交換器は小型の設計を有するとともに、流体の流れを良好に操作する。しかし、中央ポート平板熱交換器は、運転されるときに、熱交換器内の流体の流れをより最適に導く能力に関して改善することができると考えられ、このことは熱効率を上げる。

欧州特許出願公開第２００２１９３号明細書

本願の発明の目的は、改善された中央ポート平板熱交換器の熱効率を提供することである。特に、熱交換器内の流体の流れを改善することを目的とする。

これら目的を解決するために、所定の平板熱交換器が提供される。この平板熱交換器は、ケーシングであって、シェルと、ケーシング中の筐体を形成するように、このシェルに接続されている頂部カバー及び底部カバーと、を備える、ケーシングと、流体分離装置と、互いに対して接合されて平板スタックを形成する多数の伝熱平板であって、平板スタックが、筐体内に配置されるとともに、伝熱平板間における第１の流体及び第２の流体のための互い違いにされた第１及び第２の流路を有する、多数の伝熱平板と、を備える。伝熱平板は、平板スタック中に中央スペースを形成する中央開口部であって、この中央開口部の中には流体分離装置が配置されて、中央開口部の第１部分は流体入口として作用することができ、中央開口部の第２部分は第１の流体のための流体出口として作用することができる、中央開口部と、第２の流体のための流体流入口として作用する第１側部及びこの第１側部の反対側にあるとともに第２の流体のための流体流出口として作用する第２側部と、を有する。平板スタックの外寸は、シェルの内寸より小さく、それによって隙間がシェルと平板スタックとの間に形成され、この隙間の中の第２の流体の流量を減少させるために、第１の流体ブロッカ（ｂｌｏｃｋｅｒ）及び第２の流体ブロッカがシェルと平板スタックとの間のこの隙間の中に配置される。

隙間は、平板スタックを熱交換器の中に設置する際に効率的な製造を達成するために必要とされ、流体ブロッカは、第２の流体が伝熱平板を通って近道をするのを効果的に防止する。このことは、平板熱交換器の熱効率を増加させる。本発明のさらなる他の目的、特徴、様相、及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなるだろう。

本発明の実施形態が、例示の方法によって、添付の図面を参照して記載される。

図２の線Ｂ−Ｂに沿って見た際の、中央ポート平板熱交換器の上面断面図である。 図１の線Ａ−Ａに沿って見た際の、図１の熱交換器の側断面図である。 第１側部から見た際の、図１の熱交換器中に配置された分流器の側断面図である。 第２側部から見た際の、図３の分流器の側面図である。 ガスケット構成が配置された状態で見た、図３の分流器の上面図である。 同様の伝熱平板とともに図１の熱交換器のための平板スタックを形成することができる、伝熱平板の主要な上面図である。 図５に示す種類の４つの伝熱平板の主要な側断面図である。 流体ブロッカ及びガイダ（ｇｕｉｄｅｒ）を示す、図２における線Ｂ２−Ｂ２に沿って見た際の、中央ポート平板熱交換器の上断面図である。 図８に示した流体ブロッカの上面図である。 熱交換器の底部カバーの一区画を含む、図９の流体ブロッカの部分側面図である。 平板スタックの周りに配置された周辺シートを示す、図２における線Ｂ２−Ｂ２に沿って見た際の、中央ポート平板熱交換器の上断面図である。 図１の熱交換に対して使用することができる、流体ブロッカの第２の実施形態を示す主要な図である。

図１及び図２を参照すると、平板熱交換器１が示されている。熱交換器１は、円筒状のシェル３、頂部カバー４、及び底部カバー５を備えるケーシング２を有する。頂部カバー４は円形状ディスクの形状を有し、頂部カバー４の周辺部は円筒状のシェル３の上縁部に取り付けられている。底部カバー５は円形状ディスクの形状を有し、底部カバー５の周辺部は、円筒状のシェル３の下縁部に取り付けられている。カバー４、５は図示された実施形態において円筒状のシェル３に溶接されている。また別の実施形態において、カバー４、５は円筒状のシェル３及びカバー４、５のフランジ（図示せず）に係合するボルトを介して、円筒状のシェル３に取り付けられている。互いに対して取り外し不能に接合された多数の伝熱平板２１、２２、２３は、ケーシング２内の筐体１４内に配置された平板スタック２０を形成する。スタック２０は、伝熱平板２１、２２、２３間に、第１の流体Ｆ１のための及び第２の流体Ｆ２のための互い違いの第１及び第２の流路１１、１２を有する、すなわち、第１の流体Ｆ１は、１つおきの伝熱平板の第２の対間を流れる。

頂部カバー４は、第１の流路１１を介して熱交換器１を通過する第１の流体Ｆ１のための流体入口６を有する。この流体入口６は、第１の流体入口６と称される。底部カバー５は、第１の流路１１を介して熱交換器１を通過する第１の流体Ｆ１のための流体出口７を有する。この流体出口７は、第１の流体出口７と称される。第１の流体入口６は頂部カバー４の中央に配置され、第１の流体出口７は底部カバー５の中央に配置される。したがって、第１の流体入口６及び第１の流体出口７は、ケーシング２の中で互いに対向して配置される。

円筒状のシェル３は、第２の流路１２を介して熱交換器１を通過する第２の流体Ｆ２のための流体入口８を有する。この流体入口８は、第２の流体入口８と称される。また、円筒状のシェル３は、第２の流路１２を介して熱交換器１を通過する第２の流体Ｆ２のための流体出口９をも有する。出口９は第２の流体出口９と称される。第２の流体入口８は、円筒状のシェル３の上縁部と、円筒状のシェル３の下縁部と、の間の中ほどにおいて、円筒状シェル３の側面に配置される。第２の流体出口９は、円筒状のシェル３の上縁部と、円筒状のシェル３の下縁部と、の間の中ほどにおいて、第２の流体入口８とは反対側の円筒状のシェル３の側面に配置される。

ケーシング２、すなわち図示された実施形態においては円筒状のシェル３、頂部カバー４、及び底部カバー５は、筐体１４、又はその中に伝熱平板のスタック２０が配置される内部空間１４を形成する。伝熱平板２１、２２、２３のような、スタック２０の中の伝熱平板は、取り外し不可能に接合され、第１及び第２の流路１１、１２がそれぞれ、伝熱平板間の互い違いの流路を流れるように、密封された筐体の中に配置される。スタック２０の中の伝熱平板それぞれは、中央開口部３１を有する。スタック２０の中のいくつかの伝熱平板の中央開口部は一緒に、スタック２０の中に中央スペース２４を形成する。

図３及び図４をさらに参照すると、流体分離装置４０がスタック２０中の中央スペース２４の中に挿入されている。分離装置４０は、スタック２０中の伝熱平板２１、２２、２３の中央開口部３１にぴったり合う円筒４１の形状を有する。分離装置４０の高さは、スタック２０中の中央スペース２４の高さに等しい。分流器４２は円筒４１の上部部分から円筒４１の下部部分まで斜めに延在し、円筒４１の内部を第１円筒区画４３と第２円筒区画４４とに分離する。分流器４２は、（もしもそれが生じると漏れが生じるので）流体が円筒区画４３、４４間を直接流れないように、第１円筒区画４３を第２円筒区画４４から分離する。代わりに、流体は第１円筒区画４３から、第２円筒区画４４まで、スタック２０中の伝熱平板を介して流れる。

分離装置４０は、第１円筒区画４３内に第１の開口部４５を有し、第２円筒区画４４内に第２の開口部４６を有する。第１の開口部４５は、分流器４２が開口部４５と、開口部４６と、の間に対称的に配置された状態で、第２の開口部４６の反対側に配置される。

図５を参照すると、熱交換器１は、流体分離装置４０と、伝熱平板２１〜２３の中央開口部３１と、の間に配置されたガスケット構成９０を有する。ガスケット構成９０は、流体分離装置４０の周辺部が、流体分離装置４０の第１及び第２の開口部４５、４６から離間し、カバーシート９１によって覆われるように、流体分離装置４０の周りに配置されたカバーシート９１を有する。一般的に、カバーシート９１は円筒４１と同じ形状を与えられ、円筒４１の開口部４５、４６にぴったり合い、かつ円筒４１の開口部４５、４６に位置合わせされた開口部を有するが、カバーシート９１が円筒４１の周りに配置され得るように大きな直径を与えられる。したがって、所定の小さな隙間が円筒４１とカバーシート９１との間に位置する。波型の金属シート９２は、カバーシート９１と円筒４１との間の隙間中で、円筒４１の周りに対称的に配置される。波型の金属シート９２は、柔軟であるとともに円筒４１とカバーシート９１との間の隙間より大きな幅を有する、すなわちそれら金属シートは、カバーシート９１が円筒４１の半径方向に曲がるのを許容しつつ、カバーシート９１を円筒４１に対して固定する。これによって、流体分離装置４０は、ガスケット構成９０が流体分離装置４０と、伝熱平板２１〜２３の中央開口部３１と、の間に密封効果を提供するように、伝熱平板２１〜２３の中央開口部３１の中にぴったりとフィットする。

図６を参照すると、スタック２０用に使用される伝熱平板２１のうちの１つが示されている。伝熱平板２１は、中央開口部３１と、交互の畝部と溝部とを有する多数の列３２、３３を有する。平坦な平板区画３８は、列３２、３３を互いから分離する。伝熱平板２１は、スタック２０中の他の伝熱平板の中央開口部とともに平板スタック２０中に中央スペース２４を形成する中央開口部を有し、その中に流体分離装置４０が配置される。
それによって、中央開口部３１の第１部分３４が第１の流体Ｆ１のための流体入口３４として作用し、中央開口部３１の第２部分３５が第１の流体Ｆ１のための流体出口３４として作用する。分離装置４０の第１の開口部４５は流体入口３４に面し、分離装置４０の第２の開口部４６は流体出口４６に面する。

入口３４は、第１の流体Ｆ１が１つおきの伝熱平板間のスペースに入ることを可能とし、出口３５は、流体が１つおきの伝熱平板間の同じスペースを出ることを可能にする。出口３５は、伝熱平板２１の中心Ｃを横切って見ると、入口３４に対向して配置されている。また、伝熱平板２１は第２の流体Ｆ２のための流体流入口として作用する第１側部３６及び第２の流体Ｆ２のための流体流出口３７として作用する第２側部３７をも有する。流体流出口３７は、流体流入口３６に対向して配置されている。スタック２０中のすべての伝熱平板は、１つおきの伝熱平板が、伝熱平板の平面に沿うとともに伝熱平板の中心Ｃを通って延びる軸Ａ１の周りに１８０°回転した状態で、図６に示された伝熱平板２１の形態を有することができる。

さらに図７を参照すると、３つの伝熱平板２１、２２、２３の主要な図がさらなる伝熱平板と共に、伝熱平板２１の中心Ｃから伝熱平板２１の周縁（周辺部）３９へ延びる断面に沿って、示されている。伝熱平板２１の周辺部３９は、その全長に沿って下の伝熱平板２３の対応する周辺部と接合される。平板２２、２３は、平板２１の中心平面Ｐ１に対応する中心平面Ｐ２、Ｐ３を有する。平板２１、２２間の空間は、第２の流体Ｆ２のための第１の流路１２の一部を形成する。中心平面Ｐ１は、伝熱平板２１を通って、伝熱平板２１の（図６に示す）頂面及び底面に平行に延びる。

伝熱平板２１は、伝熱平板２１の中央開口部３１において上の伝熱平板２２と部分的に接合することができる、すなわち伝熱平板２１の中央開口部３１は上の伝熱平板２２の同様の中央開口部と部分的に接合される。伝熱平板２１の中央開口部３１は、第１部分（区画）３４及び第２部分（区画）３５を除いて、下の伝熱平板２３と接合される。接合されない中央開口部の部分３４、３５は、それぞれの角度α（角度αは第２部分３５に対してのみ示されている）によって画定されている。部分３４、３５は互いに対称的に対向して配置され、第１の流体Ｆ１のための流体入口３４及び第１の流体Ｆ１のための流体出口を形成する。任意に、平板２１、２３は、それらの中央開口部３１においては接合されない。したがって、分離装置４０の開口部４５、４６は、第１の流体Ｆ１の流れを制限し、それによって流体は、流体入口３４及び流体出口３５において、平板に流入し、流出する。よって、分離装置４０の開口部４５、４６は、それぞれの角度α°の範囲を定める。

伝熱平板２１の中央開口部３１は、その全長に沿って上の伝熱平板２２の対応する中央開口部と接合される。平板２１、２２間の空間は、第２の流体Ｆ２のための第２の流路の一部を形成する。

また、伝熱平板２１も伝熱平板２１の周辺部３９において下の伝熱平板２３と部分的に接合することができ、すなわち、伝熱平板２１の周辺部３９は上の伝熱平板２２の同様の周辺部と部分的に接合される。周辺部３９の第１部分（区画）３６及び第２部分（区画）３７は、上の伝熱平板２２とは接合されない。接合されない部分３６、３７は、それぞれ角度β°によって画定される。部分３６、３７は対称的であるとともに、互いに対向して配置され、第２の流体Ｆ２のための流体流入口として作用する上述した第１側部３６及び第２の流体のための流体流出口３７として作用する第２側部３７を形成する。伝熱平板２１、２２を、それらの周辺部で接合する必要はない。この場合、第２の流体Ｆ２の幾分かが平板の示された側部３６、３７の外側の区画で平板に流入し流出するとしても、第１側部３６は依然として第２の流体Ｆ２のための流体流入口として作用し、第２側部３７は第２の流体Ｆ２のための流体流出口３７として作用する。

あまりにも多くの第２の流体Ｆ２が、例えば円筒状のシェル３と平板スタック２０との間に生じ得る隙間中を流れることによって平板スタックを通過するのを防止するために、ガスケット、又はいくつかの他のバイパスブロッカ（図示せず）をシェル３と平板スタック２０との間に配置することができる。これらガスケット又はブロッカは、流体流入口３６及び流体流出口３７を超えて配置されるべきである。

伝熱平板２１、２２、２３の接合は、典型的には溶接によって行われる。伝熱平板２１は、下の隣接する伝熱平板２３の対応する折り曲げられた中央縁部に向かって折り曲げられ、接合される中央縁部５２を有することができる。また、伝熱平板２１は、上の隣接する伝熱平板２２の対応する折り曲げられた周縁に向かって折り曲げられ、接合される周縁５１を有することができる。

伝熱平板２１、２２、２３は次いで、それらの折り曲げられた縁部において互いに対して接合することができる。平板２１及び２３のような平板をそれらの中央開口部３１に沿って、入口３４及び出口３５以外のすべての区画において密封するために、シールを分離装置４０と伝熱平板との間に配置することができる。また、平板２１及び２２のような平板をそれらの周辺部３９に沿って、入口３６及び出口３７以外のすべての周辺区画において密封するために、シールを円筒状のシェル３と伝熱平板との間に配置することもできる。

図１〜４に戻ると、伝熱平板全体に亘る流れが見られる。第１の流体の流れは、「Ｆ１」によって示される流路に従う。分離装置４０及びその分流器４２のおかげで、第１の流体Ｆ１の流れは、第１の流体入口６を通過し、第１円筒区画４３に流入し、分離装置４０中の第１の開口部４５を通じて、スタック２０中の伝熱平板２１の第１の平板入口３４の中に流出する。次いで、第１の流体Ｆ１は、図１において流路Ｆ１によって示されるように、伝熱平板を横切って流れる時に“方向転換”し、スタック２０中の伝熱平板２１の第１の平板出口３５を介して伝熱平板を出て、第２の開口部４６を介して第２円筒区画４４に入る。第２円筒区画４４から、第１の流体Ｆ１は第１の流体出口７へ流れ、そこで熱交換器１を出る。

第２の流体の流れは、「Ｆ２」によって示された流路に従う。第２の流体Ｆ２の流れは、第２の流体入口８を通過して、スタック２０中の伝熱平板の第２の平板入口３６の中に流れる。伝熱平板のすべての第２の平板入口３６の中への流体の分配を容易化するために、熱交換器１は第２の流体入口８に、シェル３と平板スタック２０との間のチャネルとして形成された分配器を備える。この分配器、又はチャネルは、伝熱平板２１に切り欠き部２８（図１参照）を配置することによって達成することができ、それによって入口８において伝熱平板２１とシェル３との間にスペースが生成される。同様にして、分配器と同様の形状を有する収集器（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）を第２の流体出口７に配置することができる。したがって、収集器はシェル３と平板スタック２０との間のチャネルとして形成され、伝熱平板２１に切り欠き部２９を配置することによって達成することができ、それによって出口９において伝熱平板２１とシェル３との間にスペースが生成される。したがって、第１側部３６、又は伝熱平板２１の流体流入口３６は、切り欠き部２８中に形成され、第２側部３７、又は流体流出口３７は、切り欠き部２９中に形成される。

第２の流体Ｆ２は平板の流体流入口３６に流入すると、スタック２０の中の平板を横切って流れ（図１における流路Ｆ２）、流体流出口３７を介してスタック２０中の伝熱平板を出、したがって第２の流体出口９を介して熱交換器１を出る。

さらに図８を参照すると、平板スタック２０の外寸Ｄ１がシェル３の内寸Ｄ２より小さいことが分かる。したがって、隙間５０がシェル３と平板スタック２０との間に形成される。第１の流体ブロッカ５１及び第２の流体ブロッカ５２が、シェル３と平板スタック２０との間の隙間中に配置される。流体ブロッカ５１、５２は、隙間５０の中の第２の流体Ｆ２の流れを減少させる。第３の流体ブロッカ５３が、第２の流体Ｆ２の流れ方向に見て、第１の流体ブロッカ５１の前に配置される。第４の流体ブロッカ５４は、第２の流体Ｆ２の流れ方向に見て、第２の流体ブロッカ５２の前に配置される。４つの流体ブロッカ５１〜５４は、通常は同じタイプである。

第１の流体ブロッカ５１は細長い形態を有するとともに頂部カバー４から底部カバー５への方向に延在し、平板スタック２０の第１側部上で、伝熱平板２１〜２３の第１側部３６と第２側部３７との間に配置される。第２の流体ブロッカ５２もまた細長い形態を有するとともに頂部カバー４から底部カバー５への方向に延在し、伝熱平板２１〜２３の第１側部３６と第２側部３７との間に配置されるが、平板スタック２０の第１側部６１とは反対側の平板スタック２０の第２側部上に配置される。

特に、第１の流体ブロッカ５１及び第２の流体ブロッカ５２は、伝熱平板２１〜２３の第１側部３６よりも伝熱平板２１〜２３の第２側部３７に近接して配置される。第１の流体ブロッカ５１は、伝熱平板２１〜２３の第２側部３７の第１縁部３７１から２０ｃｍ未満又は１０ｃｍ未満に配置することができる。第２の流体ブロッカ５２は、伝熱平板２１〜２３の第２側部３７の第２縁部３７２から、２０ｃｍ未満又は１０ｃｍ未満に配置することができる。

第１の細長いガイダ（ｇｕｉｄｅｒ）１０１及び第２の細長いガイダ１０２は、シェル３と平板スタック２０との間の隙間５０の中に、第２の流体Ｆ２の流れの方向に見て、流体ブロッカ５１〜５４の直前に配置される。ガイダ１０１、１０２は、平板スタック２０のシェル３の方向への移動を減少させる。また、ガイダ１０１、１０２は第２の流体Ｆ２の流れの方向に見て、流体ブロッカ５１〜５４の後ろにも配置することができる。移動をさらに減少させるために、４つのさらなるガイダ１０３〜１０６が、シェル３と平板スタック２０との間の隙間５０中に配置される。ガイダ１０１〜１０６は、隙間５０の幅よりわずかに小さな寸法をそれぞれ有するとともに、平板スタック２０に沿って、頂部カバー４から底部カバー５への方向に延びる。それらは、シェル３、頂部カバー４、底部カバー５、及び平板スタック２０のいずれかに固定される。

さらに図９及び図１０を参照すると、図９は上からの第１の流体ブロッカ５１を示し、一方で図１０は第１の流体ブロッカ５１を底部カバー５と共に部分側面図に示す。第１の流体ブロッカ５１は管状形状の支持部材５１１を有する。支持部材５１１は、長方形状又はＩビームの形状のようなちょうどよい他の形状を有することができる。第１のガスケット５１２は、支持部材５１１から延びてシェル３に接触するようになり、第２のガスケット５１３は、支持部材５１１から延びて平板スタック２０に直接又は間接的に接触するようになる。第２のガスケット５１３は、例えば周囲シート７３、７４が平板スタック２０の周りに配置される際には、平板スタックに間接的に接触する（図１１参照）。

ガスケット５１２、５１３はそれぞれ柔軟な金属シート５１２、５１３の形態を有する。金属シート５１２、５１３は、第１の流体ブロッカ５１がシェル３と平板スタック２０との間に配置されるときに、互いに向かう方向に共に押圧される。これは結果的に、柔軟な金属シート５１２、５１３がシェル３及び平板スタック２０に対して力をかけることとなり、効果的に隙間５０を密封する。第１の流体ブロッカ５１は、ガスケット５１２、５１３が支持部材５１１から延びるように、第２の流体の流れに向かう方向に配置される。ガスケット５１２、５１３は一緒にＶ形状又はＵ形状（湾曲した場合には）を有し、Ｖ又はＵの基部は支持部材５１１に接続される。第１の流体ブロッカ５１は、支持部材５１１上に支持部材５１１に沿って配置された補強要素（ｓｔｉｆｆｅｎｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔ）５１５を、第１のガスケット５１２及び第２のガスケット５１３がそこから延びる側部５１９とは反対側にある支持部材の側部５１８上に有する。ガスケット５１２、５１３は、取り付けリブ５１４を介して支持部材５１１に取り付けることができる。

図８に戻ると、第１の流体ブロッカ５１の支持部材５１１は、頂部カバー４から底部カバー５への方向に延びる２つのガイド要素７１、７２間に配置される。ガイド要素７１、７２はシェル３に取り付けられるか、又は直接又は間接的に平板スタック２０の周辺部２０１に取り付けられる。ガイド要素７１、７２は、例えば周囲シート７３、７４が平板スタック２０の周りに配置されているときには、平板スタック２０に間接的に接触している（図１１参照）。ガイド要素７１、７２はしたがって周囲シート７３、７４に溶接することができる。同様のガイド要素を、他の流体ブロッカ５２〜５４の対応する支持部材の周りに配置することができる。

支持部材５１１の下側は、底部カバー５の開口部５０１の中に延びる突出部５１６を有する。任意に又は代替的に、支持部材５１１の上側は、頂部カバー４の開口部の中に延びる同様の突出部を有する。

同様の突出部５１７は補強要素５１５上に配置されるとともに底部カバー５の別の一の開口部５０２の中に延びる。補強要素５１５の頂部は、頂部カバー４の別の一の開口部の中に延びる同様の突出部を有することができる。これら突出部の１つ以上は、第１の流体ブロッカ５１のための横方向支持を提供する。第１の流体ブロッカ５１の様々な部分は、溶接によって、又は他のいずれかの好適な技術によって互いに対して取り付けることができる。

さらに図１１を参照すると、熱交換器１は、平板スタック２０の周りに配置された周囲シート７３、７４を有する。詳細には、周囲シートは第１部分７３及び第２部分７４を有し、第１部分７３及び第２部分７４は、それらが平板スタック２０の周辺部２０１にぴったりとフィットするように、これら２つの部分７３、７４を互いに向かって引っ張る接続ワイヤ７５によって互いに対して連結されている。接続ワイヤ以外の他の要素を、それらが２つの部分７３、７４を互いに向かって引っ張る限り、このために使用することができる。ワイヤのおかげで、平板スタック２０の周辺部２０１は第１及び第２側部３６、３７において覆われることがなく、このことは側部３６、３７が第２の流体Ｆ２のための流体流入口及び流体流出口として作用することを可能としている。

図１２を参照すると、流体ブロッカ１３０の第２の実施形態が示されている。この流体ブロッカ１３０は、伝熱平板２１〜２２間の隙間１５の中に延びる突出部１３５を有する細長い基部１３３を有する。流体ブロッカ１３０はシェル３と平板スタック２０との間に配置され、第２の流体Ｆ２が伝熱平板２０とシェル３の内面との間で近道をとらないように防止している。流体ブロッカ１３０は櫛状の形態を有し、頂部カバー４から底部カバー５へ平板スタック２０に沿って延在する。隙間１３４が突出部１３５間に配置され、この隙間１３４に平板スタック２０中の伝熱平板の端部１１７が延び、スポット溶接によって平板スタック２０に取り付けることができる。基部１３３からは、第１シール１３１及び第２シール１３２が延在する。これらシール、又はガスケット１３１、１３２は、そのシール要素１３１、１３２を有する流体ブロッカ１３０が平板スタック２０と円筒状のシェル１１との間に配置されるときに、それらがシェル３の内面に密接に当接するように柔軟である。流体ブロッカ１３０の第２の実施形態は、図７に示された１つ又はすべての流体ブロッカを置き換えることができる。流体ブロッカ１３０の第２の実施形態は、図８に示されたいくつか又はすべての流体ブロッカを置き換えることができる。一般的に、すべての流体ブロッカは同じタイプである。熱交換器１のすべての部品は金属から成ってもよい。

上述の説明から、本発明の様々な実施形態が記載され示されてきたが、本発明はそれらに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に規定された主題の範囲内で、他の方法で具現化され得ることが理解される。

３ シェル
４ 頂部カバー
５ 底部カバー
２ ケーシング
１４ 筐体
４０ 流体分離装置
２０ 平板スタック
２１〜２３ 伝熱平板
Ｆ１ 第１の流体
Ｆ２ 第２の流体
２４ 中央スペース
３１ 中央開口部
３４ 第１部分
３５ 第２部分
３６ 伝熱平板の第１側部
３７ 伝熱平板の第２側部
Ｄ１ 外寸
Ｄ２ 内寸
５０ 隙間
５１ 第１の流体ブロッカ
５２ 第２の流体ブロッカ
６１ 平板スタックの第１側部
６２ 平板スタックの第２側部
３７１、３７２
５１１ 支持部材
５１２ 第１のガスケット
５１３ 第２のガスケット
５１５ 補強要素
５１８、５１９ 側部
７１、７２ ガイド要素
５０１ 底部カバーの開口部
５１６ 突出部
７３、７４ 周囲シート
２０１ 平板スタックの周辺部
１１５ 隙間
１３５ 突出部
９０ ガスケット構成
９１ カバーシート
４５ 流体分離装置第１の開口部
４６ 流体分離装置第２の開口部
９２ 金属シート
１０１ 第１のガイダ
１０２ 第２のガイダ

Claims (15)

1. シェル（３）並びに頂部カバー（４）及び底部カバー（５）を備えるケーシング（２）であって、前記頂部カバー（４）及び前記底部カバー（５）が前記シェル（３）に接続されて前記ケーシング（２）中に筐体（１４）を形成する、ケーシング（２）と；
   流体分離装置（４０）と；
   互いに対して接合されて平板スタック（２０）を形成する多数の伝熱平板（２１〜２３）であって、前記平板スタックが、前記筐体（１４）内に配置されるとともに前記伝熱平板（２１〜２３）間に第１の流体（Ｆ１）及び第２の流体（Ｆ２）のための交互に並んだ第１及び第２の流路を有する、多数の伝熱平板（２１〜２３）と；
   を有する平板熱交換器であって、
   前記伝熱平板（２１〜２３）が、
   ‐前記平板スタック（２０）中に中央スペース（２４）を形成する中央開口部（３１）であって、前記中央スペース（２４）中には前記流体分離装置（４０）が配置されて、前記中央開口部（３１）の第１部分（３４）が流体入口として作用することができ、前記中央開口部（３１）の第２部分（３５）が前記第１の流体（Ｆ１）のための流体出口として作用することができる、中央開口部（３１）と、
   ‐前記第２の流体（Ｆ２）のための流体流入口として作用する第１側部（３６）と、前記第１側部に対向し、前記第２の流体（Ｆ２）のための流体流出口として作用する第２側部（３７）と、
   を有する、前記平板熱交換器において、
   前記平板スタック（２０）の外寸（Ｄ１）が、前記シェル（３）の内寸（Ｄ２）よりも小さく、それによって隙間（５０）が前記シェル（３）と前記平板スタック（２０）との間に形成され、
   第１の流体ブロッカ（５１）と第２の流体ブロッカ（５２）とが、前記シェル（３）と前記平板スタック（２０）との間の前記隙間（５０）中に、前記隙間（５０）中の前記第２の流体（Ｆ２）の流量を減少させるために配置される、平板熱交換器。
2. 前記第１の流体ブロッカ（５１）は、細長い形状を有するとともに前記頂部カバー（４）から前記底部カバー（５）への方向に延在し、かつ前記平板スタック（２０）の第１側部（６１）において前記伝熱平板（２１〜２３）の前記第１側部（３６）と前記第２側部（３７）との間に配置されており、
   前記第２の流体ブロッカ（５２）は、細長い形状を有するとともに前記頂部カバー（４）から前記底部カバー（５）への方向に延在し、かつ前記平板スタック（２０）の前記第１側部（６１）に対向する前記平板スタック（２０）の第２側部（６２）において前記伝熱平板（２１〜２３）の前記第１側部（３６）と前記第２側部（３７）との間に配置されている、請求項１に記載の平板熱交換器。
3. 前記第１の流体ブロッカ（５１）及び前記第２の流体ブロッカ（５２）は、前記伝熱平板（２１〜２３）の前記第１側部（３６）よりも前記伝熱平板（２１〜２３）の前記第２側部（３７）の近くに配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の平板熱交換器。
4. 前記第１の流体ブロッカ（５１）及び前記第２の流体ブロッカ（５２）は、前記第２の流体（Ｆ２）のための流体流出口として作用する前記第２側部（３７）のそれぞれの縁部（３７１、３７２）から２０ｃｍ未満に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の平板熱交換器。
5. 前記第１の流体ブロッカ（５１）は、支持部材（５１１）、該支持部材（５１１）から延びて前記シェル（３）と接触するようになる第１のガスケット（５１２）、及び前記支持部材（５１１）から延びて前記平板スタック（２０）と直接的に又は間接的に接触するようになる第２のガスケット（５１３）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の平板熱交換器。
6. 前記ガスケット（５１２、５１３）は、それぞれ柔軟な金属シート（５１２、５１３）の形態を有し、前記金属シート（５１２、５１３）は、前記第１の流体ブロッカ（５１）が前記シェル（３）と前記平板スタック（２０）との間に配置されるときに、互いに向かう方向に一緒に押圧され、それによって前記柔軟な金属シート（５１２、５１３）は前記シェル（３）及び前記平板スタック（２０）に対して力をかけることを特徴とする請求項５に記載の平板熱交換器。
7. 前記第１の流体ブロッカ（５１）は、前記支持部材（５１１）上に、前記支持部材（５１１）に沿って配置された補強要素（５１５）を、前記第１のガスケット（＃）及び前記第２のガスケット（＃）がそこから延びる側部（５１９）に対向する前記支持部材（５１１）の側部（５１８）に備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の平板熱交換器。
8. 前記第１の流体ブロッカ（５１）の前記支持部材（５１１）は、前記頂部カバー（４）から前記底部カバー（５）への方向に延びる２つのガイド要素（７１、７２）間に配置されるとともに、前記シェル（３）に取り付けられるか、又は前記平板スタック（２０）の周辺部に直接的に若しくは間接的に取り付けられることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の平板熱交換器。
9. 前記第１の流体ブロッカ（５１）は、前記頂部カバー（４）又は前記底部カバー（５）の開口部（５０１）の中に延在する突出部（５１６）を備えることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の平板熱交換器。
10. 周囲シート（７３、７４）が前記平板スタック（２０）の周りに配置され、それによって前記平板スタック（２０）の周辺部（２０１）は、前記周囲シート（７３、７４）によって覆われた、前記第２の流体（Ｆ２）のための流体流入口及び流体流出口として作用する少なくとも第１側部（３６）及び第２側部（３７）から離間することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の平板熱交換器。
11. 前記第１の流体ブロッカ（５１）は、前記伝熱平板（２１〜２２）間の隙間（１１５）の中に延びる突出部（１３５）を有する細長い基部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の平板熱交換器。
12. 前記流体分離装置（４０）と、前記伝熱平板（２１〜２３）の前記中央開口部（３１）と、の間に配置されたガスケット構成（９０）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の平板熱交換器。
13. 前記ガスケット構成（９０）は、前記流体分離装置（４０）の周りに配置されたカバーシート（９１）を備え、それによって、前記流体分離装置（４０）の周辺部が、前記カバーシート（９１）によって覆われた、前記流体分離装置（４０）の第１及び第２の開口部（４５、４６）から離間し、前記流体分離装置（４０）の開口部（４５、４６）は、前記第１の流体（Ｆ１）のための流体入口及び出口として作用する中央開口部（３１）の前記第１部分（３４）及び前記第２部分（３５）に面することを特徴とする請求項１２に記載の平板熱交換器。
14. 前記ガスケット構成（９０）は、前記カバーシート（９１）を前記伝熱平板（２１〜２３）の前記中央開口部（３１）に対して押圧するための、前記カバーシート（９１）と前記流体分離装置（４０）との間に配置された少なくとも１つの波型の金属シート（９２）を備えることを特徴とする請求項１３に記載の平板熱交換器。
15. 前記シェル（３）と前記平板スタック（２０）との間の前記隙間（５０）中に配置された、前記シェル（３）に向かう前記平板スタック（２０）の移動を減少させるための第１の細長いガイダ（１０１）及び第２の細長いガイダ（１０２）を備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の平板熱交換器。

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