JP2023549429A - 伝熱板 - Google Patents

伝熱板 Download PDF

Info

Publication number
JP2023549429A
JP2023549429A JP2023536162A JP2023536162A JP2023549429A JP 2023549429 A JP2023549429 A JP 2023549429A JP 2023536162 A JP2023536162 A JP 2023536162A JP 2023536162 A JP2023536162 A JP 2023536162A JP 2023549429 A JP2023549429 A JP 2023549429A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
dispersion
porthole
intersection
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2023536162A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7540095B2 (ja
Inventor
マルティン・ホルム
マグヌス・ヘドベリ
ヨハン・ニルソン
Original Assignee
アルファ-ラヴァル・コーポレート・アーベー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルファ-ラヴァル・コーポレート・アーベー filed Critical アルファ-ラヴァル・コーポレート・アーベー
Publication of JP2023549429A publication Critical patent/JP2023549429A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7540095B2 publication Critical patent/JP7540095B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/046Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F28F3/083Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning capable of being taken apart

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)

Abstract

伝熱板(2a、2d)が設けられる。伝熱板(2a、2d)は、上側端部(8)、中心部(24)、および下側端部(16)を備える。上側端部(8)は、上側境界線(30)に沿って中心部(24)に隣接し、第1および第2のポートホール(10、12)と、上側分散パターンが設けられた上側分散領域(14)とを備える。上側分散パターンは、上側分散山部(50u)および上側分散谷部(52u)を備える。上側分散山部(50u)は、上側境界線(30)から第1のポートホール(10)に向かって延びる複数の分離された仮想上側山線(54u)に沿って長手方向に延びる。上側分散谷部(52u)は、上側境界線(30)から第2のポートホール(12)に向かって延びる複数の分離された仮想上側谷線(56u)に沿って長手方向に延びる。仮想上側山線(54u)は複数の上側交差点(55)において仮想上側谷線(56u)と交差する。複数の上側交差点(55)において、伝熱板(2a、2d)は、第1の仮想中間面(41)内を延びる。伝熱板は、長手方向中心軸(L)の一方の側に配置された上側交差点(55)のうちのいくつかの第1の上側交差点(55c)において、第1の中間面(41)の上方を延び、長手方向中心軸(L)の別の側に配置された上側交差点(55)のうちのいくつかの第2の上側交差点(55b)において、第1の中間面(41)の下方を延びることを特徴とする。

Description

本発明は、伝熱板およびその設計に関する。
プレート熱交換器PHEは一般に、2枚の端板からなり、端板の間に、いくつかの伝熱板が積層またはパック状に整列して配置されている。PHEの伝熱板は、同じタイプまたはそれぞれに異なるタイプの伝熱板であってもよく、それぞれに異なるように積層されてもよい。いくつかのPHEでは、伝熱板は、1枚の伝熱板の前側および裏側がそれぞれ、他の伝熱板の裏側および前側に面し、伝熱板が1枚ごとに残りの伝熱板に対して上下逆さまになるように積層される。一般に、このことは、伝熱板を互いに「回転させる」と言われる。他のPHEでは、伝熱板は、1枚の伝熱板の前側および裏側がそれぞれ、他の伝熱板の前側および裏側に面し、伝熱板が1枚ごとに残りの伝熱板に対して上下逆さまになるように積層される。一般に、このことは、伝熱板を互いに「ひっくり返す」と言われる。
あるタイプの公知のPHE、いわゆるガスケット型PHFでは、ガスケットが伝熱板間に配置される。端板、したがって、伝熱板は、ある種の締め付け手段によって互いに向かって押し付けられ、それによって、ガスケットが伝熱板間を密封する。伝熱板間に互いに平行な流路が形成され、1つの通路が、各対の互いに隣接する伝熱板間を通過する。最初は異なる温度を有する2つの流体が、入口/出口を通してPHEに/から送られ、1つの通路おきに一方の流体から他方の流体に熱を伝達し、流体は、PHEの入口/出口と連通する伝熱板の入口/出口ポートホールを通って通路に進入し/通路から流出する。
一般に、伝熱板は、2つの端部と中間伝熱部とを備える。端部は、入口および出口ポートホールと、山部および谷部の分散パターンによって押し付けられる分散領域とを備える。同様に、伝熱部は、山部および谷部の伝熱パターンによって押し付けられる伝熱領域を備える。伝熱板の分散および伝熱パターンの山部および谷部は、接触領域において、プレート熱交換器における隣接する伝熱板の分散および伝熱パターンの山部および谷部に接触するように配置される。伝熱板の分散領域の主な役割は、伝熱板の幅を横切って通路に進入する流体を、流体が伝熱領域に達する前に拡散し、流体を、伝熱領域を通過した後に収集して通路から出るように誘導することである。逆に、伝熱領域の主な役割は伝熱である。
分散領域および伝熱領域は、主な役割がそれぞれに異なるので、分散パターンは通常、伝熱パターンとは異なる。分散パターンは、一般により「オープンな」パターン設計に伴う比較的弱い流れ抵抗および低圧力降下をもたらすようなものであり、このパターン設計は、互いに隣接する伝熱板間において比較的少ないが大きい、細長い接触領域を形成してもよい。伝熱パターンは、一般に、より「密な」パターン設計に伴う比較的強い流れ抵抗および高い圧力降下をもたらすようなものであり、このパターン設計は、互いに隣接する伝熱板間により多いがより小さい点形状の接触領域を形成してもよい。
従来の分散パターンは一般に、流体が分散領域を通過する際に流れるべき流れチャネルを、伝熱板の分散領域にわたって画定する。プレート熱交換器における2枚の隣接する伝熱板の2つの対向する流れチャネルが、流れトンネルを形成する。プレートの高い伝熱容量を得るには、プレートを横切る流体が比較的一様に拡散することが必須である。流体を一様に拡散するには一般に、流れチャネルの各々に本質的に同じ量の流体を送る必要がある。しかしながら、流れチャネルは通常、長さが異なり、流体は一般に、分散領域を通過するときに最も短い経路をとろうとするので、流れチャネル間に流体漏れが生じ、プレート全体にわたる流体拡散が不均一になることがある。
EP2957851 EP2728292 EP1899671
本発明の目的は、従来技術の上述の問題を少なくとも部分的に解決する伝熱板を提供することである。本発明の基本概念は、伝熱板の分散領域が流れチャネル間で流体漏れが生じる可能性が最も高い局所において、流体漏れのリスクを低減させ、それによって、プレート全体にわたって流体拡散が不均一になるリスクを低減させるように分散領域の設計を調整することである。上記の目的を実現するための伝熱板は、本明細書では単に「プレート」とも呼ばれ、添付の特許請求の範囲において定義されており、以下で説明する。
本発明による伝熱板は、伝熱板の長手方向中心軸に沿って連続的に配置された上側端部と、中心部と、下側端部とを備える。上側端部は、第1および第2のポートホールと、上側分散パターンが設けられた上側分散領域とを備える。下側端部は、第3および第4のポートホールと、下側分散パターンが設けられた下側分散領域とを備える。中心部は、上側分散パターンおよび下側分散パターンとは異なる伝熱パターンが設けられた伝熱領域を備える。上側端部は、上側境界線に沿って中心部に隣接し、下側端部は、下側境界線に沿って中心部に隣接する。上側分散パターンは、上側分散山部および上側分散谷部を備え、上側分散山部および上側分散谷部は細長くてもよい。上側分散山部のそれぞれの頂部は、仮想上面内を延び、上側分散谷部のそれぞれの底部は、仮想下面内を延びる。上面および下面は、厚さ方向において、上側分散領域内の伝熱板の最遠延長部を画定する。上側分散山部は、上側境界線から第1のポートホールに向かって延びる複数の分離された仮想上側山線に沿って長手方向に延びる。上側分散谷部は、上側境界線から第2のポートホールに向かって延びる複数の分離された仮想上側谷線に沿って長手方向に延びる。上側山線は、複数の上側交差点において仮想上側谷線と交差する。複数の上側交差点において、伝熱板は、上面と下面との間を延びる第1の仮想中間面内を延びる。伝熱板は、長手方向中心軸の一方の側に配置された上側交差点のうちのいくつかの第1の上側交差点において、第1の中間面の上方を延びることを特徴とする。さらに、長手方向中心軸の別の側に配置された上側交差点におけるいくつかの第2の上側交差点において、伝熱板は第1の中間面の下方を延びる。
本明細書では、「最遠延長部」は、何か、またはより具体的には、何かの中心が、越えて延びることのない延長部を意味する。上面および下面は、完全な伝熱板の最遠面であってもなくてもよい。
第1の上側交差点の数は1よりも大きく、第2の上側交差点の数は1よりも大きい。第1の上側交差点の数と第2の上側交差点の数は、同じであってもなくてもよい。
本明細書では、特に明記しないかぎり、伝熱板の山部および谷部は、伝熱板の前側から見たときの山部および谷部である。当然のことながら、プレートの前側から見たときに谷部であるものは、プレートの反対の裏側から見たときには谷部であり、プレートの前側から見たときに山部であるものは、プレートの裏側から見たときには山部であり、逆もまた同様である。
本文全体にわたって、たとえば、何かから「何か他のもの」に向かって延びる線に言及するときに、この線は、直線状に延びる必要はなく、「何か他のもの」に向かって斜めまたは曲線状に延びてもよい。
本明細書では、複数によって、2つ以上を意味する。
上面および下面は互いに平行であってもよい。さらに、第1の中間面は、上面および下面の一方または両方に平行であってもよい。
上側山線は、伝熱板の前側の上側分散領域を通る流れチャネルを画定し、一方、上側谷線は、伝熱板の反対側の裏側の上側分散領域を通る流れチャネルを画定する。上述のように、伝熱板全体にわたる適切な流体分散には一般に、本質的に等しい流体流れが流れチャネルを通過する必要がある。しかしながら、流れチャネル間の漏れがこれを妨げることがある。本発明によれば、伝熱板の延長部は、1つの同じ仮想上側山線に沿って配置された上側分散山部のうちの互いに隣接する上側分散山部間で局所的に隆起させ、1つの同じ仮想上側谷線に沿って配置された上側分散谷部のうちの互いに隣接する上側分散谷部間で局所的に下降させて、対応する流れチャネルを局所的に「閉鎖して」もよい。それによって、隣接する流れチャネル間の漏れを低減させるかまたは防止してもよい。第1の交差点および第2の交差点を長手方向中心軸のそれぞれに異なる側に配置することによって、伝熱板の前側ならびに裏側において、局所的な「閉鎖」をそれを最も必要とする場所、すなわち、漏れが最も生じやすい場所に実現することができる。また、伝熱板の前側および裏側で均等な流れが実現される場合がある。さらに、そのような構成は、本発明に従って設計されたパック型のプレートを互いに対して「ひっくり返す」ならびに「回転させる」のを可能にする。
伝熱板は、前記第1の交差点が、長手方向中心軸の、第2のポートホールと同じ側に配置され、第2の交差点が、長手方向中心軸の、第1のポートホールと同じ側に配置されるように設計されてもよい。この設計によって、伝熱板の前側ならびに裏側において、局所的な「閉鎖」をそれを最も必要とする場所、すなわち、漏れが最も生じやすい場所に実現することができる。
伝熱板は、前記第1の上側交差点において、上面内を延び、前記第2の上側交差点において下面内を延びてもよい。そのような設計は、流れチャネルの完全なまたは最大の「閉鎖」を可能にし、それによって、流れチャネル間の漏れを最小限に抑える場合がある。
前記第1の上側交差点のうちの少なくとも1つは、上側山線の第2の頂部上側山線に沿って配置されてもよく、第2の頂部上側山線は、上側山線のうちで、第2のポートホールに対して2番目に近くに配置される。第2の頂部上側山線は一般に、流体漏れが最も生じやすい上側山線のうちの1つである。
伝熱板は、前記第1の上側交差点のうちで、第2の頂部上側山線に沿って配置する第1の上側交差点を他の上側山線のいずれかに沿って配置する第1の上側交差点よりも多くするように設計されてもよい。言い換えれば、この実施形態によれば、第2の頂部上側山線は、最大数の第1の上側交差点が配置される上側山線である。第2の頂部上側山線は一般に、上側山線のうちで2番目に長い上側山線である。
第1の上側交差点は、上側山線の第1の頂部上側山線の内側に配置された上側山線のうちの最も長い上側山線からx(>1)番目に長い上側山線までの上側山線に沿って配置されてもよく、この第1の頂部上側山線は、上側山線のうちで第2のポートホールの最も近くに配置される。さらに、前記第1の上側交差点のうちの少なくとも1つは、上側山線のうちの最も長い上側山線からx番目に長い上側山線までの上側山線の各々に沿って配置されてもよい。上記で説明したように、上側山線のうちで2番目に長い上側山線は一般に、第2の頂部上側山線である。この実施形態によれば、第1の上側交差点は、一般に第2の頂部上側山線を含む、第1の頂部上側山線の内側に配置された上側山線のうちの最も長い上側山線からx番目に長い上側山線までの連続した上側山線に沿って配置される。上記で説明したように、流体漏れは、より長い流れチャネルから、すなわち、より長い上側山線に沿って生じる可能性が最も高い。しかしながら、流体漏れは通常、第1の頂部上側山線に沿って生じることはない。その理由は、一般に、第1の頂部上側山線の外側にガスケットなどのシーリングが設けられるからである。
伝熱板は、第1の上側交差点の密度が、第2のポートホールから上側境界線に向かう方向に高くなるように設計されてもよい。この実施形態によれば、第1の上側交差点は、上側境界線から遠くよりも上側境界線に近くなるにつれてより密に配置され、このことは、流れチャネル間の漏れが流れチャネルの端部において、すなわち、上側境界線の近くで生じる可能性がより高いので有利である場合がある。
上側境界線のうち1つの同じ上側山線に沿った第1の上側交差点は、上側境界線の最も近くに配置された上側交差点であってもよい。そのような設計は、流れチャネル間の漏れを最小限に抑える場合がある。その理由は、上記で説明したように、漏れは、流れチャネルの端部において、すなわち、上側境界線の近くで生じる可能性が高いからである。
伝熱板は、前記第2の交差点のうちの少なくとも1つが、第1の上側交差点のそれぞれの第1の上側交差点の、伝熱板の長手方向中心軸に平行な鏡像になるように構成されてもよい。そのような実施形態は、本発明による伝熱板を備えるプレートパック内の互いに隣接するプレート間の当接に関する最適化を可能にする場合がある。
第1の上側交差点と第2の上側交差点とは合わせて、上側交差点のうちの少数であってもよい。それによって、流れチャネルは、必要な場所のみが閉鎖されてもよく、それによって、プレート全体にわたる最適化された流れ分散を実現することができる。
伝熱板は、仮想上側山線および仮想上側谷線が上側分散領域内に格子を形成するようなものであってもよい。格子の各メッシュを画定する上側分散谷部および上側分散山部は、伝熱板が、仮想上面と仮想下面との間を、仮想上面および仮想下面に延びる第2の仮想中間面内を延び得る領域を囲んでもよい。したがって、上側分散パターンは、一般に伝熱板全体にわたる効果的な流れ分散に関連するいわゆるチョコレートパターンであってもよい。第2の仮想中間面は、仮想上面および仮想下面に平行であってもよい。さらに、第2の仮想中間面は、第1の仮想中間面と一致してもしなくてもよい。メッシュは開放されてもよく、または閉鎖されてもよい。
複数の上側分散山部が、少なくとも複数の仮想上側山線の各々に沿って配置されてもよい。さらに、複数の上側分散谷部が、少なくとも複数の仮想上側谷線の各々に沿って配置されてもよい。それによって、複数の上側交差点が、少なくとも複数の仮想上側山線および仮想上側谷線に沿って配置されてもよい。これによって、伝熱板の前側および裏側に同様のチャネルを形成するのが容易になる場合がある。
本発明による伝熱板の一実施形態によれば、第1および第3のポートホールは、伝熱板の長手方向中心軸の一方の同じ側に配置される。さらに、下側分散パターンは、下側分散山部および下側分散谷部を備え、下側分散山部および下側分散谷部は細長くてもよい。下側分散山部は、下側境界線から第3のポートホールおよび第4のポートホールのうちの一方に向かって延びる複数の分離された仮想下側山線に沿って長手方向に延びる。下側分散谷部は、下側境界線から第3のポートホールおよび第4のポートホールのうちの他方に向かって延びる複数の分離された仮想下側谷線に沿って長手方向に延びる。仮想下側山線は、複数の下側交差点において仮想下側谷線と交差する。下側交差点のうちのいくつかの第1の下側交差点において、伝熱板は、第1の中間面の上方を延び、下側交差点のうちのいくつかの第2の下側交差点において、伝熱板は、第1の中間面の下方を延びる。第1の下側交差点および第2の下側交差点のうちの少なくとも一方は、上側交差点のそれぞれの上側交差点の、伝熱板の横中心軸に平行な鏡像である。そのような実施形態は、本発明による伝熱板を備えるプレートパック内の互いに隣接するプレート間の当接に関する最適化を可能にする場合がある。
上記の実施形態を参照すると、第3のポートホールおよび第4のポートホールのうちの前記一方は、第3のポートホールであってもよく、第3のポートホールおよび第4のポートホールのうちの前記他方は、第4のポートホールであってもよい。それによって、仮想下側山線は、下側境界線から第3のポートホールに向かって延びてもよく、一方、仮想下側谷線は、下側境界線から第4のポートホールに向かって延びてもよい。さらに、前記第1の下側交差点は、長手方向中心軸の前記一方の側に配置されてもよく、一方、前記第2の下側交差点は、長手方向中心軸の前記別の側に配置されてもよい。第1の下側交差点の少なくとも大部分は、第1の上側交差点のそれぞれの上側交差点の、伝熱板の横中心軸に平行な鏡像であってもよい。そのような実施形態は、本発明による伝熱板を備えるプレートパック内の互いに隣接するプレート間の当接に関する最適化を可能にする場合があり、これらのプレートは、いわゆる並流型のプレートである。並流熱交換器は、1つのプレートタイプのみを備えてもよい。
代替的に、第3のポートホールおよび第4のポートホールのうちの前記一方は、第4のポートホールであってもよく、第3のポートホールおよび第4のポートホールのうちの前記他方は、第3のポートホールであってもよい。それによって、仮想下側山線は、下側境界線から第4のポートホールに向かって延びてもよく、一方、仮想下側谷線は、下側境界線から第3のポートホールに向かって延びてもよい。さらに、前記第2の下側交差点は、長手方向中心軸の前記一方の側に配置されてもよく、一方、前記第1の下側交差点は、長手方向中心軸の前記別の側に配置されてもよい。第2の下側交差点の少なくとも大部分は、第1の上側交差点のそれぞれの第1の上側交差点の、伝熱板の横中心軸に平行な鏡像であってもよい。そのような実施形態は、本発明による伝熱板を備えるプレートパック内の互いに隣接するプレート間の当接に関する最適化を可能にする場合があり、これらのプレートは、いわゆる斜流型のプレートである。斜流熱交換器は、2つ以上のプレートタイプを備えてもよい。
伝熱板は、第2のポートホールの最も近くに配置された複数の仮想上側山線が、複数の仮想上側山線の延長線の少なくとも一部に沿って湾曲し、それによって第2のポートホールから見たときに隆起するように設計されてもよい。このことは、伝熱板全体にわたる効果的な流れ分散に寄与する場合がある。
上側境界線および下側境界線は、非直線状であってもよく、すなわち、伝熱板の長手方向中心軸に非垂直に延びてもよい。それにより、代わりに、上側境界線および下側境界線が伝熱板の曲げ線として働くことがある上側境界線および下側境界線を直線状にした場合と比較して、伝熱板の曲げ強度は高くなる場合がある。上側境界線および下側境界線が直線状である場合は、たとえば、上側境界線および下側境界線は、湾曲させるかまたはアーチ状にしてもよく、または伝熱領域から見たときに隆起するように凹状にしてもよい。そのような湾曲した上側境界線および下側境界線は、対応する直線状の上側境界線および下側境界線よりも長く、それによって、分散領域のより大きい「出口」および、より大きい「入口」が得られる。さらに、このことは、伝熱板全体にわたる効果的な流れ分散に寄与する場合がある。
本発明の伝熱板の上述の特徴のうちのすべてではないにしても大部分の特徴の利点が、この伝熱板を他の適切に構成された伝熱板、特に、使用中のプレート熱交換器のプレートパック内の、本発明による他の伝熱板と組み合わされたときに生じることに留意されたい。
本発明のさらに他の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明ならびに図面から明らかになろう。
次に、本発明について、添付の概略図を参照してより詳細に説明する。
伝熱板の概略的な平面図である。 プレートパックの外側から見たときの、プレートパック内の互いに隣接する伝熱板の当接する外縁部を示す図である。 図1に示す伝熱板の上側分散領域の拡大図である。 図1に示す伝熱板の下側分散領域の拡大図である。 図1に示す伝熱板の上側分散領域および下側分散領域における概略断面図である。 図1に示す伝熱板の上側分散領域および下側分散領域における概略断面図である。 図1に示す伝熱板の上側分散領域および下側分散領域における概略断面図である。 図1に示す伝熱板の上側分散領域および下側分散領域における概略断面図である。 図1に示す伝熱板の上側分散領域および下側分散領域における概略断面図である。 図1に示す伝熱板の上側分散領域および下側分散領域における概略断面図である。 図1に示す伝熱板の上側分散領域および下側分散領域における概略断面図である。 図1に示す伝熱板の上側分散領域および下側分散領域における概略断面図である。
図2を除く、上記で参照された図のすべてが、伝熱板自体ではなく、本発明による伝熱板を押し付けるための手段を示すことに留意されたい。したがって、図は、常に100%の精度で伝熱板を示すとは限らない。
図1は、導入として説明したガスケット付きプレート熱交換器の伝熱板2aを示す。ガスケット付きPHEは、完全には図示されていないが、伝熱板2aのような伝熱板2のパック、すなわち、ガスケットによって分離された類似の伝熱板のパックを備える。ガスケットも類似しており、図示されていない。図2を参照すると、プレートパックにおいて、プレート2aの前側4(図1に示されている)は、隣接するプレート2bに面しており、一方、プレート2aの裏側6(図1では見えず、図2に示されている)は別の隣接するプレート2cに面している。図1を参照すると、伝熱板2aは、ステンレス鋼の本質的に矩形のシートである。伝熱板2aは、上側端部8を備え、上側端部8は、第1のポートホール10と、第2のポートホール12と、上側分散領域14とをさらに備える。プレート2aは、下側端部16をさらに備え、第3のポートホール18と、第4のポートホール20と、下側分散領域22とをさらに備える。ポートホール10、12、18、および20は、図1では切断されないかまたは閉鎖されるように示されている。下側端部16は、上側端部8の、伝熱板2aの横中心軸Tに平行な鏡像である。プレート2aは、中心部24をさらに備え、中心部24は、伝熱領域26と、上側端部8および下側端部16ならびに中心部24の周りを延びる外縁部28とをさらに備える。上側端部8は、上側境界線30に沿って中心部24に隣接しており、一方、下側端部16は、下側境界線32に沿って中心部24に隣接している。上側境界線および下側境界線30および32は、互いに向かって隆起するようにアーチ状である。図1から明らかなように、上側端部8、中心部24、および下側端部16は、プレート2aの長手方向中心軸Lに沿って連続的に配置され、長手方向中心軸Lは、プレート2aの横中心軸Tに垂直に延びている。同じく図1から明らかなように、第1のポートホール10および第3のポートホール18は、長手方向中心軸Lの一方の同じ側に配置され、一方、第2のポートホール12および第4のポートホール20は、長手方向中心軸Lの一方の他方の側に配置されている。また、伝熱板2aは、前側4から見ると、前ガスケット溝34を備え、裏側6から見ると裏ガスケット溝(図示せず)を備えている。前および裏ガスケット溝部は、部分的に互いに位置合わせされ、それぞれのガスケットを受けるように配置されている。
伝熱板2aは、従来のように押圧手段において押し付けられ、所与の構造が与えられ、より詳細には、伝熱板のそれぞれに異なる部分内にはそれぞれに異なる波形パターンが与えられる。導入として説明したように、波形パターンは、それぞれのプレート部分の特定の機能について最適化される。したがって、上側分散領域14には、いわゆるチョコレート型の上側分散パターンが設けられ、下側分散領域22には、いわゆるチョコレート型の下側分散パターンが設けられ、伝熱領域26には、伝熱パターンが設けられている。さらに、外縁部28は、外縁部の剛性をより高くする波形36を備え、したがって、伝熱板2aは変形に対する耐性が高くなっている。さらに、波形36は、PHEのプレートパック内の隣接する伝熱板の波形に当接するように配置されるという点で支持構造を形成している。プレートパックの伝熱板2aと2枚の隣接する伝熱板2bおよび2cとの間の周辺接触を示す図2も参照するとわかるように、波形36は、仮想上面38と仮想下面40との間ならびに仮想上面38および仮想下面40内を延びており、仮想上面38と仮想下面40は図1の図平面に平行である。上面38および下面40は、厚さ方向tにおいて、完全なプレート2aの最遠延長部を画定する。仮想中心延長面42は、上面38と下面40の中間を延びている。ここで、前ガスケット溝34および裏ガスケット溝のそれぞれの底部は、中心延長面42内を延びているが、このことは代替実施形態では必要ではない。
図1および図2を参照すると、伝熱パターンは、いわゆるヘリングボーン型であり、長手方向中心軸Lに沿って交互に配置され、上面38と下面40との間において上面38および下面40内を延びるV字型伝熱山部44および伝熱谷部46を備える。伝熱山部44および伝熱谷部46は、中心延長面42に対して対称である。したがって、伝熱領域26内で、プレート2aおよび上面38によって密閉された体積は、プレート2aおよび下面40によって密閉される体積と本質的に同様である。代替実施形態では、この代わりに、伝熱山部44および伝熱谷部46が中心延長面42に対して非対称とすることができ、それによって、プレート2aおよび下面40によって密閉される体積とは異なるプレート2aおよび上面38によって密閉される体積が提供される。
プレート2aの部品の拡大図を示す図3aおよび3bを参照すると、上側分散領域14および下側分散領域22の各々は、それぞれ、中心部14aおよび22aと、中心部14aおよび22aの両側に配置された2つの縁部14bおよび14cならびに22bおよび22cとを備える。縁部14bおよび22bは、プレート2aの長手方向中心軸Lの一方の同じ側に配置され、一方、縁部14cおよび22cは、プレート2aの長手方向中心軸Lの一方の同じ側に配置される。中心部と縁部との間の境界は、図3aおよび図3bにおいてゴースト線58によって示されている。さらに、上側分散領域14および下側分散領域22内の上側分散パターンおよび下側分散パターンの各々はそれぞれ、細長い上側分散山部50uおよび下側分散山部50l、ならびにそれぞれ、細長い上側分散谷部52uおよび下側分散谷部52lを備える。上側分散山部50uおよび下側分散山部50lは、それぞれ複数の、すなわち2つ以上の上側分散山部50uまたは下側分散山部50lを含む群に分割される。各群の上側分散山部50uおよび下側分散山部50lは、それぞれ、いくつかの分離された仮想上側山線54uおよび仮想下側山線54lのうちの1つに沿って配置され、長手方向に延びており、図3aおよび図3bに仮想上側山線54uおよび仮想下側山線54lのうちのいくつかのみが破線によって示されている。同様に、上側分散谷部52uおよび下側分散谷部52lは群に分割される。各群の上側分散谷部52uおよび下側分散谷部52lは、それぞれ、いくつかの分離された仮想上側谷線56uおよび仮想下側谷線56lのうちの1つに沿って配置され、長手方向に延びており、図3aおよび図3bに仮想上側谷線56uおよび仮想下側谷線56lのうちのいくつかのみが破線によって示されている。図3aに示すように、上側分散領域14において、仮想上側山線54uは、上側境界線30から第1のポートホール10に向かって延びており、一方、仮想上側谷線56uは、上側境界線30から第2のポートホール12に向かって延びている。同様に、図3bに示すように、下側分散領域22において、仮想下側山線54Iは、下側境界線32から第3のポートホール18に向かって延びており、一方、仮想下側谷線56Iは、下側境界線32から第4のポートホール20に向かって延びている。
仮想上側山線54uおよび仮想上側谷線56uは、複数の上側交差点55において互いに交差して上側分散領域14内に仮想格子を形成している。上側分散領域14の中心部14aならびに2つの縁部14bおよび14c内の上側交差点55はそれぞれ、55a、55b、および55cと示されている。特許請求の範囲において、「第1の上側交差点」は、上側分散領域14の縁部14cの上側交差点55cに相当し、「第2の上側交差点」は、上側分散領域14の縁部14bの上側交差点55bに相当する。同様に、仮想下側山線54Iおよび仮想下側谷線56Iは、複数の下側交差点57において互いに交差して下側分散領域22内に仮想格子を形成している。下側分散領域の中心部22aならびに2つの縁部22bおよび22c内の下側交差点57はそれぞれ、57a、57b、および57cと示されている。特許請求の範囲において、「第1の下側交差点」は、下側分散領域22の縁部22cの下側交差点57cに相当し、「第2の下側交差点」は、下側分散領域22の縁部22bの下側交差点57bに相当する。格子の各メッシュを画定する上側分散山部50uおよび下側分散山部50lならびに上側分散谷部52uおよび下側分散谷部52lは、それぞれの領域62(図1)を囲んでいる。上側境界線30および下側境界線32に沿ったメッシュは開放しており、一方、残りのメッシュは閉鎖している。
図4a~図4hは、上側分散領域14および下側分散領域22の断面を概略的に示す。図3aおよび図3bを参照すると、図4aは、仮想上側谷線56uのうちの2つの互いに隣接する仮想上側谷線56u間または仮想下側谷線56lのうちの2つの互いに隣接する仮想下側谷線56l間のプレートの断面を示し、一方、図4bは、仮想上側山線54uのうちの2つの互いに隣接する仮想上側山線54u間または仮想下側山線54lのうちの2つの互いに隣接する仮想下側山線54l間のプレートの断面を示す。さらに、図4cは、上側分散領域14の中心部14a内の仮想上側山線54uのうちの1つに沿ったプレートの断面、または下側分散領域22の中心部22a内の仮想下側山線54Iのうちの1つに沿ったプレートの断面を示す。図4dは、上側分散領域14の中心部14a内の仮想上側谷線56uのうちの1つに沿ったプレートの断面、または下側分散領域22の中心部22a内の仮想下側谷線56Iのうちの1つに沿ったプレートの断面を示す。図4eは、上側分散領域14の縁部14b内の仮想上側山線54uのうちの1つに沿ったプレートの断面、または下側分散領域22の縁部22b内の仮想下側山線54Iのうちの1つに沿ったプレートの断面を示す。図4fは、上側分散領域14の縁部14b内の仮想上側谷線56uのうちの1つに沿ったプレートの断面、または下側分散領域22の縁部22b内の仮想下側谷線56Iのうちの1つに沿ったプレートの断面を示す。図4gは、上側分散領域14の縁部14c内の仮想上側山線54uのうちの1つに沿ったプレートの断面、または下側分散領域22の縁部22c内の仮想下側山線54Iのうちの1つに沿ったプレートの断面を示す。図4hは、上側分散領域14の縁部14c内の仮想上側谷線56uのうちの1つに沿ったプレートの断面、または下側分散領域22の縁部22c内の仮想下側谷線56Iのうちの1つに沿ったプレートの断面を示す。
図4a~図4hを参照すると、上側分散山部50uおよび下側分散山部50lのそれぞれの頂部50utおよび50ltは、上面38内を延び、上側分散谷部52uおよび下側分散谷部52lのそれぞれの底部52ubおよび52lbは、下面40内を延びる。領域62内において、伝熱板2aは第2の仮想中間面63内を延びている。それぞれ、上側分散領域14および下側分散領域22の中心部14aおよび22a内における、上側分散山部50uもしくは下側分散山部50Iまたは上側分散谷部52uもしくは下側分散谷部52Iのうちの2つの隣接する部分間において、すなわち、上側交差点55aおよび下側交差点57aにおいて、伝熱板2aは、第1の仮想中間面41内を延びている。ここで、第1の仮想中間面41および第2の仮想中間面63は中心延長面42と一致する。代替実施形態では、この代わりに、第1の中間面41および第2の中間面63が中心延長面42からずらされてもよい。それぞれ、上側分散領域14および下側分散領域22の縁部部14cおよび22c内における、上側分散山部50uまたは下側分散山部50I(図4g)または上側分散谷部52uまたは下側分散谷部52I(図4h)のうちの2つの隣接する部分間において、すなわち、上側交差点55cおよび下側交差点57cにおいて、伝熱板2aは、仮想上面38内を延びている。それぞれ、上側分散領域14および下側分散領域22の縁部14bおよび22b内における、上側分散山部50uまたは下側分散山部50I(図4e)または上側分散谷部52uまたは下側分散谷部52I(図4f)のうちの2つの隣接する部分間において、すなわち、上側交差点55bおよび下側交差点57bにおいて、伝熱板2aは、仮想下面40内を延びている。
したがって、上側交差点55および下側交差点57の大部分において、伝熱板は、中心延長面42内を延びている。しかしながら、上側交差点および下側交差点のいくつかにおいて、ここでは上側分散領域14の縁部14c内の3つの上側交差点55cおよび下側分散領域22の縁部22c内の3つの下側交差点57cにおいて、伝熱板は、上記の代わりに上面38内を延びている。さらに、上側交差点および下側交差点のいくつかにおいて、ここでは上側分散領域14の縁部14b内の3つの上側交差点55bおよび下側分散領域22の縁部22b内の3つの下側交差点57bにおいて、伝熱板は、上記の代わりに下面40内を延びている。それによって、上側分散領域14および下側分散領域22において部分的に閉鎖された流れチャネルが画定される。
仮想上側山線54uのうちの最も長い仮想上側山線54u、すなわち、上側山線54uのうちで第2のポートホール12の最も近くに配置された仮想上側山線を、以下では第1の頂部上側山線54TR1と呼ぶ。同様に、仮想上側山線54uのうちの2番目に長い仮想上側山線54u、すなわち、上側山線54uのうちで第2のポートホール12に対して2番目に近くに配置された仮想上側山線を、以下では第2の頂部上側山線54TR2と呼ぶ。さらに、仮想上側山線54uのうちの3番目に長い仮想上側山線54u、すなわち、上側山線54uのうちで第2のポートホール12の3番目に近くに配置された仮想上側山線を、以下では第3の頂部上側山線と呼ぶ。上側境界線30の最も近くに配置された第2の頂部上側山線54TR2に沿った2つの上側交差点55は、上側交差点55cである。また、上側境界線30の最も近くに配置された第3の頂部上側山線に沿った上側交差点55は、上側交差点55cである。したがって、上側交差点55cは、上側境界線30の近くに集められる。
伝熱板の長手方向中心軸Lの一方の側に配置された上側交差点は、長手方向中心軸Lの他方の側に配置された上側交差点の、長手方向中心軸Lに平行な鏡像である。さらに、3つの第2の上側交差点55bの各々は、3つの第1の交差点55cのそれぞれの第1の交差点55cの、長手方向中心軸Lに平行な鏡像である。したがって、上記のパラグラフに対応するパラグラフは、適切な変更を加えたうえで、上側交差点55bにも当てはまる。
上記のように、下側端部16は、上側端部8の、伝熱板2aの横中心軸Tに平行な鏡像である。したがって、3つの上記のパラグラフに対応するパラグラフは、適切な変更を加えたうえで下側端部16、特に下側分散領域22にも当てはまる。
前述のように、プレートパックでは、プレート2aは、プレート2bとプレート2cの間に配置される。プレート2bおよび2cは、プレート2aに対して「ひっくり返して」または「回転させて」のいずれかで配置されてもよい。
プレート2bおよび2cがプレート2aに対して「ひっくり返して」配置される場合、プレート2aの前側4および裏側6はそれぞれ、プレート2bの前側4およびプレート2cの裏側6に面する。このことは、プレート2aの山部がプレート2bの山部に当接し、一方、プレート2aの谷部がプレート2cの谷部に当接することを意味する。より詳細には、プレート2aの伝熱山部44および伝熱谷部46は、点状接触領域において、それぞれ、プレート2bの伝熱山部44およびプレート2cの伝熱谷部46に当接する。さらに、プレート2aの上側分散山部50uおよび下側分散山部50lは、細長い接触領域において、それぞれ、プレート2bの下側分散山部50lおよび上側分散山部50uに当接し、一方、プレート2aの上側分散谷部52uおよび下側分散谷部52lは、細長い接触領域において、それぞれ、プレート2cの下側分散谷部52lおよび上側分散谷部52uに当接する。特に、プレート2aは、その上側交差点55cおよび下側交差点57cにおいて、プレート2bと、それぞれ、プレート2bの下側交差点57cおよび上側交差点55cにおいて、位置合わせされ当接する。さらに、プレート2aは、その上側交差点55bおよび下側交差点57bにおいて、プレート2cと、それぞれ、プレート2cの下側交差点57cおよび上側交差点55cにおいて、位置合わせされ当接する。
したがって、プレートの流れまたは分散チャネルは、プレートの分散領域間に分散流トンネルを形成するように位置合わせされる。最も長い分散流トンネルは、上側境界線および下側境界線の近くで閉鎖されて、トンネル間の漏れを防止し、プレート間を横切る流れ分散を改善する。
プレート2bおよび2cがプレート2aに対して「回転して」配置された場合、プレート2aの前側4および裏側6はそれぞれ、プレート2bの裏側6およびプレート2cの前側4に面する。このことは、プレート2aの山部がプレート2bの谷部に当接し、一方、プレート2aの谷部がプレート2cの山部に当接することを意味する。より詳細には、プレート2aの伝熱山部44および伝熱谷部46は、点状接触領域において、それぞれ、プレート2bの伝熱谷部46およびプレート2cの伝熱山部44に当接する。さらに、さらに、プレート2aの上側分散山部50uおよび下側分散山部50lは、細長い接触領域において、それぞれ、プレート2bの下側分散谷部52lおよび上側分散谷部52uに当接し、一方、プレート2aの上側分散谷部52uおよび下側分散谷部52lは、細長い接触領域において、それぞれ、プレート2cの下側分散山部50lおよび上側分散山部50uに当接する。特に、プレート2aは、その上側交差点55cおよび下側交差点57cにおいて、プレート2bと、それぞれ、プレート2bの下側交差点57cおよび上側交差点55cにおいて、位置合わせされ当接する。さらに、プレート2aは、その上側交差点55bおよび下側交差点57bにおいて、プレート2cと、それぞれ、プレート2cの下側交差点57cおよび上側交差点55cにおいて、位置合わせされ当接する。
図1および図3a~図3bに示す上述の伝熱板2aは、並流型であり、このことは、第1の流体についての入口および出口ポートホールが伝熱板の長手方向中心軸Lの一方の側に配置され、一方、第2の流体についての入口および出口ポートホールが伝熱板の長手方向中心軸Lの別の側に配置されることを意味する。並流型のプレートのプレートパックでは、すべてのプレートが類似していてもよいが、そうする必要はない。本発明の代替実施形態によれば、伝熱板は、斜流型であり、このことは、第1の流体についての入口および出口ポートホールが伝熱板の長手方向中心軸Lの両側に配置され、第2の流体についての入口および出口ポートホールが伝熱板の長手方向中心軸Lの両側に配置されることを意味する。斜流型のプレートのプレートパックは一般に、少なくとも2つの異なるタイプのプレートを備える。
斜流型プレート上では、下側端部は一般に、上側端部の、プレートの横中心軸に平行な鏡像ではない。その代わり、上側分散パターンと下側分散パターンとは同様の設計を有してもよい。本発明の一実施形態による斜流型の伝熱板2d(図2に概略的に示されている)は、下側分散領域22に関する点を除いて上述のように設計される。より具体的には、下側分散領域22において、仮想下側山線54Iは、下側境界線32から第4のポートホール20に向かって延び、一方、仮想下側谷線56Iは、下側境界線32から第3のポートホール18に向かって延びている。下側分散領域22の縁部22bは、プレート2dの長手方向中心軸Lの、上側分散領域14の縁部14cと同じ一方の側に配置され、一方、下側分散領域22の縁部22cは、プレート2dの長手方向中心軸Lの、上側分散領域14の縁部14bと同じ一方の側に配置されている。さらに、伝熱板2dが下面40内を延びる3つの下側交差点57bは、長手方向中心軸Lの、3つの上側交差点55cと同じ一方の側に配置され、一方、伝熱板が上面38内を延びる3つの下側交差点57cは、長手方向中心軸Lの、3つの上側交差点55bと同じ一方の側に配置されている。より詳細には、下側交差点57bの各々は、第1の上側交差点55cのそれぞれの第1の上側交差点55cの、伝熱板2dの横中心軸Tに平行な鏡像であり、一方、下側交差点57cの各々は、第1の上側交差点55bのそれぞれの第1の上側交差点55bの、伝熱板2dの横中心軸Tに平行な鏡像である。それ以外の場合、プレート2dの下側分散領域22は、プレート2aの下側分散領域22と同様に設計される。
斜流型のプレートのプレートパックでは、プレート2dは、プレート2bとプレート2cの間に配置される。プレート2bおよび2cは、同じタイプであり、上側分散領域および下側分散領域内を除いてプレート2dと同様に設計される。詳細には、プレート2bおよび2cの上側分散領域および下側分散領域は、プレート2dの上側分散領域および下側分散領域のプレートの長手方向中心軸に平行な鏡像である。プレート2bおよび2cをプレート2dに対して「ひっくり返して」または「回転させて」のいずれかで配置して、それによって、上述の相互プレート当接を実現してもよい。
本発明の上述の実施形態は例としてのみ見なすべきである。当業者には、本発明の概念から逸脱せずに説明した実施形態をいくつかの方法で変更することができることが認識されよう。
上記で説明した実施形態では、伝熱板は、上側交差点55cおよび下側交差点57cにおいて仮想上面38内を延び、上側交差点55bおよび下側交差点57bにおいて仮想下面40内を延びている。代替実施形態では、伝熱板はその代わりに、上側交差点55cおよび下側交差点57cにおいて、中心延長面42と上面38との間に配置された仮想面内を延び、上側交差点55bおよび下側交差点57bにおいて、中心延長面42と下面40との間に配置された仮想面内を延びる。それによって、部分的に閉鎖された流れチャネルが形成される。
上記で説明した実施形態では、上側交差点55b、57bおよび下側交差点55c、57cの各々について3つの交差点がある。代替実施形態では、上側交差点55b、57bおよび下側交差点55c、57cの各々について3つよりも多いかまたは3つよりも少ない数の交差点があってもよい。
上記で説明した実施形態では、上側交差点55b、57bおよび下側交差点55c、57cの各セットは、仮想上側山線もしくは仮想下側山線または仮想上側谷線もしくは仮想下側谷線の2つのそれぞれの隣接する線に沿って配置されている。代替実施形態では、上側交差点55b、57bおよび下側交差点55c、57cの各セットは、この代わりに、仮想上側山線もしくは仮想下側山線または仮想上側谷線もしくは仮想下側谷線のそれぞれの単一の線に沿って配置するか、または2つよりも多くのそれぞれの隣接する線に沿って配置することができる。代替的に、上側交差点55b、57bおよび下側交差点55c、57cの各セットは、仮想上側山線もしくは仮想下側山線または仮想上側谷線もしくは仮想下側谷線の2つ以上のそれぞれの隣接しない線に沿って配置することができる。さらに、上側交差点55b、57bおよび下側交差点55c、57cは、仮想山線もしくは仮想谷線のうちの2番目に長い線、3番目に長い線などに沿って配置する必要がなく、その代わりに仮想山線および仮想谷線のうちの最も短い線に沿って配置することができる。また、上側交差点55b、57bおよび下側交差点55c、57cは、上側境界線および下側境界線の最も近くに配置された上側交差点および下側交差点である必要はなく、上側境界線および下側境界線からさらに離れて配置された上側交差点および下側交差点とすることができる。
たとえば、伝熱領域は、上記で説明した伝熱パターン以外の伝熱パターンを含んでもよい。さらに、上側分散パターンおよび下側分散パターンはチョコレート型である必要はなく、他の設計を有してもよい。
分散山部および谷部のいくつかまたはすべては、図示したように設計される必要はなく、他の設計を有してもよい。
図示のプレートは、より長い仮想上側山線および仮想下側山線ならびに仮想上側谷線および仮想下側谷線が部分的に湾曲し、一方、より短い仮想上側山線および仮想下側山線ならびに仮想上側谷線および仮想下側谷線が直線状になるように設計される。このことは必要ではない。その代わりに、仮想上側山線および仮想下側山線ならびに仮想上側谷線および仮想下側谷線はすべて直線状にするか、またはすべて(場合によっては部分的に)湾曲させることができる。さらに、上側境界線および下側境界線を湾曲させる必要はなく、他の形態を有することができる。たとえば、上側境界線および下側境界線を直線状またはジグザグ状にすることができる。
伝熱板は、EP2957851、EP2728292、またはEP1899671に記載されたような遷移バンドを伝熱領域と分散領域の間にさらに備えることができる。そのようなプレートは「回転可能」であってもよいが「ひっくり返すこと」はできなくてもよい。
本発明は、ガスケット付きプレート熱交換器に制限されず、溶接、半溶接、ろう付け、融着されたプレート熱交換器において使用することができる。
伝熱板は、矩形である必要はなく、直角角部の代わりに、円形であるか楕円形であるかにかかわらず丸い角部を有する、本質的に矩形などの他の形状を有してもよい。伝熱板は、ステンレス鋼で作る必要はなく、チタンまたはアルミニウムなどの他の材料製とすることができる。本明細書では、前、裏、上側、下側、第1、第2などの属性が細部を区別するためのみに使用されており、細部間の何らかの種類の方向または相互順序を表すために使用されているのではないことに留意されたい。
さらに、本発明に関連しない細部の説明は省略されており、図が概略的なものに過ぎず、一定の縮尺では描かれていないことに留意されたい。図のいくつかが他の図よりも簡略化されていることにも留意されたい。したがって、いくつかの構成要素が、1つの図に示され、別の図では省略されている場合がある。
2 伝熱板
2a、2b、2c、2d 伝熱板、プレート
4 前側
6 裏側
8 上側端部
10 第1のポートホール
12 第2のポートホール
14 上側分散領域
14a 中心部
14b 縁部
14c 縁部
16 下側端部
18 第3のポートホール
20 第4のポートホール
22 下側分散領域
22a 中心部
22b 縁部
22c 縁部
24 中心部
26 伝熱領域
28 外縁部
30 上側境界線
32 下側境界線
34 前ガスケット溝
36 波形
38 仮想上面
40 仮想下面
41 第1の仮想中間面
42 仮想中心延長面
44 伝熱山部
46 伝熱谷部
50u 上側分散山部
50l 下側分散山部
50ut、50lt 頂部
52u 上側分散谷部
52l 下側分散谷部
52ub 底部
52lb 底部
54u 仮想上側山線
54l 仮想下側山線
55a、55b、55c 上側交差点
56u 仮想上側谷線
56l 仮想下側谷線
57、57a、57b、57c 下側交差点
62 領域
63 第2の仮想中間面
L 長手方向中心軸
T 横中心軸

Claims (15)

  1. 伝熱板(2a、2d)であって、前記伝熱板(2a、2d)の長手方向中心軸(L)に沿って連続的に配置された上側端部(8)、中心部(24)、および下側端部(16)を備え、前記上側端部(8)が、第1および第2のポートホール(10、12)と、上側分散パターンが設けられた上側分散領域(14)とを備え、前記下側端部(16)が、第3および第4のポートホール(18、20)と、下側分散パターンが設けられた下側分散領域(22)とを備え、中心部(24)が、前記上側分散パターンおよび下側分散パターンとは異なる伝熱パターンが設けられた伝熱領域(26)を備え、前記上側端部(8)が、上側境界線(30)に沿って前記中心部(24)に隣接し、前記下側端部(16)が、下側境界線(32)に沿って前記中心部(24)に隣接し、前記上側分散パターンが、上側分散山部(50u)および上側分散谷部(52u)を備え、前記上側分散山部(50u)のそれぞれの頂部(50ut)が仮想上面(38)内を延び、前記上側分散谷部(52u)のそれぞれの底部(52ub)が仮想下面(40)内を延び、前記上面(38)および下面(40)が、厚さ方向(t)において、前記上側分散領域(14)内に前記伝熱板(2a、2d)の最遠延長部を画定し、前記上側分散山部(50u)が、前記上側境界線(30)から前記第1のポートホール(10)に向かって延びる複数の分離された仮想上側山線(54u)に沿って長手方向に延び、前記上側分散谷部(52u)が、前記上側境界線(30)から前記第2のポートホール(12)に向かって延びる複数の分離された仮想上側谷線(56u)に沿って長手方向に延び、前記仮想上側山線(54u)が、複数の上側交差点(55)において前記仮想上側谷線(56u)を交差し、前記伝熱板(2a、2d)が、複数の前記上側交差点(55)において、前記上面(38)と前記下面(40)との間を延びる第1の仮想中間面(41)内を延びる、伝熱板(2a、2b)において、前記伝熱板(2a、2d)は、前記長手方向中心軸(L)の一方の側に配置された前記上側交差点(55)のうちのいくつかの第1の上側交差点(55c)において、前記第1の中間面(41)の上方を延び、前記伝熱板は、前記長手方向中心軸(L)の別の側に配置された前記上側交差点(55)のうちのいくつかの第2の上側交差点(55b)において、前記第1の中間面(41)の下方を延びることを特徴とする、伝熱板(2a、2d)。
  2. 前記第1の交差点(55c)は、前記長手方向中心軸(L)の、前記第2のポートホール(12)と同じ側に配置され、前記第2の交差点(55b)は、前記長手方向中心軸(L)の、前記第1のポートホール(10)と同じ側に配置される、請求項1に記載の伝熱板(2a、2d)。
  3. 前記伝熱板(2a、2d)は、前記第1の上側交差点(55c)において前記上面(38)内を延び、前記伝熱板(2a、2d)は、前記第2の上側交差点(55b)において前記下面(40)内を延びる、請求項1または2に記載の伝熱板(2a、2d)。
  4. 前記第1の上側交差点(55c)のうちの少なくとも1つは、前記上側山線(54u)の第2の頂部上側山線(54TR2)に沿って配置され、前記第2の頂部上側山線(54TR2)は、前記上側山線(54u)のうちで、前記第2のポートホール(12)に対して2番目に近くに配置される、請求項1から3のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  5. 前記第1の上側交差点(55c)のうちで、前記第2の頂部上側山線(54TR2)に沿って配置される前記第1の上側交差点(55c)の方が、他の前記上側山線(54u)のいずれかに沿って配置される前記第1の上側交差点(55c)よりも多い、請求項4に記載の伝熱板(2a、2d)。
  6. 前記第1の上側交差点(55c)は、前記上側山線(54u)の第1の頂部上側山線(54TR1)の内側に配置された前記上側山線(54u)のうちの最も長い上側山線からx(>1)番目に長い上側山線までの前記上側山線(54u)に沿って配置され、前記第1の上側山線(54TR1)は、前記上側山線(54u)のうちで前記第2のポートホール(12)の最も近くに配置され、前記第1の上側交差点(55c)のうちの少なくとも1つは、前記前記上側山線(54u)のうちの最も長い線からx番目に長い線までの前記上側山線(54u)の各々に沿って配置される、請求項1から5のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  7. 前記第1の上側交差点(55c)の密度は、前記第2のポートホール(12)から前記上側境界線(30)に向かう方向に高くなる、請求項1から6のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  8. 前記上側山線(54u)のうちの1つの同じ上側山線(54u)に沿った前記第1の上側交差点(55c)は、前記上側境界線(30)の最も近くに配置された前記上側交差点(55)である、請求項1から7のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  9. 前記第2の上側交差点(55b)のうちの少なくとも1つは、前記第1の上側交差点(55c)のそれぞれの第1の上側交差点(55c)の、前記伝熱板(2a、2d)の前記長手方向中心軸(L)に平行な鏡像である、請求項1から8のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  10. 前記第1の上側交差点(55c)と前記第2の上側交差点(55b)とは合わせて、前記上側交差点(55)のうちの少数である、請求項1から9のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  11. 前記仮想上側山線(54u)および前記仮想上側谷線(56u)は、前記上側分散領域(14)内に格子を形成し、前記格子の各メッシュを画定する前記上側分散谷部(52u)および前記上側分散山部(50u)は、前記伝熱板(2a、2d)が、前記仮想上面(38)と前記仮想下面(40)との間を延びる第2の仮想中間面(63)内を延びる領域(62)を囲む、請求項1から10のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  12. 複数の前記上側分散山部(50u)は、少なくとも複数の前記仮想上側山線(54u)の各々に沿って配置され、複数の前記上側分散谷部(52u)は、少なくとも複数の前記仮想上側谷線(56u)の各々に沿って配置される、請求項1から11のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  13. 前記第1のポートホール(10)および前記第3のポートホール(18)は、前記伝熱板(2a、2d)の前記長手方向中心軸(L)の一方の同じ側に配置され、前記下側分散パターンは、下側分散山部(50I)および下側分散谷部(52I)を備え、前記下側分散山部(50I)は、前記下側境界線(32)から前記第3のポートホール(18)および前記第4のポートホール(20)のうちの一方に向かって延びる複数の分離された仮想下側山線(54I)に沿って長手方向に延び、前記下側分散谷部(52I)は、前記下側境界線(32)から前記第3のポートホール(18)および第4のポートホール(20)のうちの他方に向かって延びる複数の分離された仮想下側谷線(56I)に沿って長手方向に延び、前記仮想下側山線(54I)は、複数の下側交差点(57)において前記仮想下側谷線(56I)と交差し、前記伝熱板(2a、2d)は、前記下側交差点(57)のうちのいくつかの第1の下側交差点(57c)において、前記第1の中間面(41)の上方を延び、前記伝熱板(2a、2d)は、前記下側交差点(57)のうちのいくつかの第2の下側交差点(57b)において、前記第1の中間面(41)の下方を延び、前記第1の下側交差点(57c)および第2の下側交差点(57b)のうちの少なくとも一方は、前記上側交差点(55)のそれぞれの上側交差点(55)の、前記伝熱板(2a、2d)の横中心軸(T)に平行な鏡像である、請求項1から12のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  14. 前記第3のポートホール(18)および前記第4のポートホール(20)の前記一方は、前記第3のポートホール(18)であり、前記第3のポートホール(18)および前記第4のポートホール(20)の前記他方は、前記第4のポートホール(20)であり、前記第1の下側交差点(57c)は、前記長手方向中心軸(L)の前記一方の側に配置され、前記第2の下側交差点(57b)は、前記長手方向中心軸(L)の前記別の側に配置され、前記第1の下側交差点(57c)の少なくとも大部分は、前記第1の上側交差点(55c)のそれぞれの第1の上側交差点(55c)の、前記伝熱板(2a)の前記横中心軸(T)に平行な鏡像である、請求項13に記載の伝熱板(2a)。
  15. 前記第3のポートホール(18)および前記第4のポートホール(20)の前記一方は、前記第4のポートホール(20)であり、前記第3のポートホール(18)および前記第4のポートホール(20)の前記他方は、前記第3のポートホール(18)であり、前記第2の下側交差点(57b)は、前記長手方向中心軸(L)の前記一方の側に配置され、前記第1の下側交差点(57c)は、前記長手方向中心軸(L)の前記別の側に配置され、前記第2の下側交差点(57b)の少なくとも大部分は、前記第1の上側交差点(55c)のそれぞれの第1の上側交差点(55c)の、前記伝熱板(2a)の前記横中心軸(T)に平行な鏡像である、請求項13に記載の伝熱板(2d)。
JP2023536162A 2020-12-15 2021-11-25 伝熱板 Active JP7540095B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20214277.4 2020-12-15
EP20214277.4A EP4015961B1 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Heat transfer plate
PCT/EP2021/082954 WO2022128387A1 (en) 2020-12-15 2021-11-25 Heat transfer plate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023549429A true JP2023549429A (ja) 2023-11-24
JP7540095B2 JP7540095B2 (ja) 2024-08-26

Family

ID=73854627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023536162A Active JP7540095B2 (ja) 2020-12-15 2021-11-25 伝熱板

Country Status (10)

Country Link
US (1) US12025384B2 (ja)
EP (1) EP4015961B1 (ja)
JP (1) JP7540095B2 (ja)
KR (1) KR102638063B1 (ja)
CN (1) CN116670460B (ja)
BR (1) BR112023011539B1 (ja)
DK (1) DK4015961T3 (ja)
ES (1) ES2946362T3 (ja)
PL (1) PL4015961T3 (ja)
WO (1) WO2022128387A1 (ja)

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1288887A (ja) * 1970-01-26 1972-09-13
SE353954B (ja) * 1971-02-19 1973-02-19 Alfa Laval Ab
GB1468514A (en) 1974-06-07 1977-03-30 Apv Co Ltd Plate heat exchangers
DE3622316C1 (de) * 1986-07-03 1988-01-28 Schmidt W Gmbh Co Kg Plattenwaermeaustauscher
SE458806B (sv) * 1987-04-21 1989-05-08 Alfa Laval Thermal Ab Plattvaermevaexlare med olika stroemningsmotstaand foer medierna
SE468685B (sv) * 1991-06-24 1993-03-01 Alfa Laval Thermal Ab Plattvaermevaexlare med plattor som har aasar och raennor daer aasar paa en platta anligger mot parallellt med desamma loepande aasar paa den andra plattan
SE470339B (sv) * 1992-06-12 1994-01-24 Alfa Laval Thermal Plattvärmeväxlare för vätskor med olika flöden
JP3285243B2 (ja) 1993-02-22 2002-05-27 株式会社日阪製作所 プレート式熱交換器
SE527611C2 (sv) 2004-03-12 2006-04-25 Alfa Laval Corp Ab Värmeväxlarplatta och plattpaket
SE528879C2 (sv) 2005-07-04 2007-03-06 Alfa Laval Corp Ab Värmeväxlarplatta, par av två värmeväxlarplattor samt plattpaket för plattvärmeväxlare
SE534306C2 (sv) * 2008-06-17 2011-07-05 Alfa Laval Corp Ab Värmeväxlarplatta och plattvärmeväxlare
JP2012082990A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Calsonic Kansei Corp 熱交換器
JP5538344B2 (ja) * 2011-11-09 2014-07-02 三菱電機株式会社 プレート式熱交換器及びヒートポンプ装置
SI2728292T1 (sl) 2012-10-30 2017-01-31 Alfa Laval Corporate Ab Plošča za prenos toplote in ploščni izmenjevalnik toplote, ki vsebuje takšno ploščo
WO2014067674A1 (en) 2012-10-30 2014-05-08 Alfa Laval Corporate Ab Gasket and assembly
US10809013B2 (en) * 2013-09-19 2020-10-20 Howden Uk Limited Heat exchange element profile with enhanced cleanability features
EP2957851B1 (en) 2014-06-18 2017-05-03 Alfa Laval Corporate AB Heat transfer plate and plate heat exchanger comprising such a heat transfer plate
FR3031583B1 (fr) * 2015-01-08 2017-03-03 Cie Ind D'applications Thermiques Plaque pour echangeur de chaleur, procede de fabrication d'une telle plaque et echangeur de chaleur comprenant une telle plaque
EP3404350B1 (en) 2016-01-13 2022-08-17 Hisaka Works, Ltd. Plate heat exchanger
RU177117U1 (ru) 2017-06-26 2018-02-08 Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Акционерной Компании "Электросевкавмонтаж" Пластина теплообменника пластинчатого
EP3467423B1 (en) * 2017-10-05 2020-06-03 Alfa Laval Corporate AB Heat transfer plate and a plate pack for a heat exchanger comprising a plurality of such heat transfer plates
ES2842329T3 (es) * 2018-06-28 2021-07-13 Alfa Laval Corp Ab Placa de transferencia de calor y junta
US11486657B2 (en) 2018-07-17 2022-11-01 Tranter, Inc. Heat exchanger heat transfer plate
FR3086376B1 (fr) * 2018-09-25 2020-09-04 Valeo Systemes Thermiques Plaque constitutive d'un echangeur de chaleur et echangeur de chaleur comprenant au moins une telle plaque
PT3650795T (pt) * 2018-11-07 2021-04-27 Alfa Laval Corp Ab Placa de transferência de calor
DK3657114T3 (da) * 2018-11-26 2021-09-20 Alfa Laval Corp Ab Varmeoverføringsplade
RU192250U1 (ru) 2019-03-13 2019-09-11 Общество с ограниченной ответственностью "Завод ЭЛЕКТРОСЕВКАВМОНТАЖИНДУСТРИЯ" (ООО "ЗЭСКМИ") Пластина теплообменника пластинчатого разборного

Also Published As

Publication number Publication date
BR112023011539B1 (pt) 2024-01-23
JP7540095B2 (ja) 2024-08-26
KR102638063B1 (ko) 2024-02-20
WO2022128387A1 (en) 2022-06-23
BR112023011539A2 (ja) 2023-07-04
US12025384B2 (en) 2024-07-02
ES2946362T3 (es) 2023-07-17
KR20230113819A (ko) 2023-08-01
CN116670460A (zh) 2023-08-29
EP4015961A1 (en) 2022-06-22
DK4015961T3 (da) 2023-08-07
US20230400257A1 (en) 2023-12-14
EP4015961B1 (en) 2023-05-10
CN116670460B (zh) 2024-04-30
PL4015961T3 (pl) 2023-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3061540C (en) Heat transfer plate and heat exchanger comprising a plurality of such heat transfer plates
JP7128964B2 (ja) 伝熱板
KR102354446B1 (ko) 열전달 판
JP7214923B2 (ja) 熱伝達プレート
JP2023549429A (ja) 伝熱板
JP7440707B2 (ja) 伝熱板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230614

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20230614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240422

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240716

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240814

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7540095

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150