JP3487601B2 - プレート型熱交換器 - Google Patents

プレート型熱交換器

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JP3487601B2 JP50270095A JP50270095A JP3487601B2 JP 3487601 B2 JP3487601 B2 JP 3487601B2 JP 50270095 A JP50270095 A JP 50270095A JP 50270095 A JP50270095 A JP 50270095A JP 3487601 B2 JP3487601 B2 JP 3487601B2
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    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F28F3/083—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning capable of being taken apart
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D9/0043—Heat-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
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プレート組立体を貫通して入口流路が形成
された開口部を有し、かつ熱供給プレートの間には密封
手段が配置され、密封手段は熱伝達プレートと一体にな
って総ての他のプレートとの間に一つの流体のための第
１の流れ通路を形成する空間と、残りのそれぞれのプレ
ートとの間に加熱流体のための第２の流れ通路を形成す
る空間とを形成し、その中で入口流路は少なくとも一つ
の入口通路を通ってそれぞれの第１の流れ通路と連通
し、それぞれの入口開口部の周囲の密封領域に設けられ
た前記密封手段によって第２の流れ通路とは遮断されて
いる熱伝達プレートの組立体を有するプレート熱交換器
に関する。
開放可能および永久結合の両方の従来のプレート型熱
交換器は、それぞれの熱伝達媒体用に等しい寸法の入口
及び出口を備えている。１つの相の熱伝達において、等
しい寸法の入口及び出口は、流速及び圧力低下に関して
は十分である。なぜならば、媒体の比容積は、熱伝達中
に媒体が受ける温度の差では余り変化しなからである。
濃縮または蒸発のような２相の熱伝達において、媒体
は液相で供給され、ガス相で排出されるが、ガス相は液
相よりもかなり大きな比容積を有し、そのことによって
出口における流速及び圧力低下は、入口に比べて大きく
なる。２相の熱伝達で使用されるとき、等しい寸法の入
口および出口によってプレート型熱交換器の異なるダク
トの間にアンバランスが現れる。
この問題を避けるために、上述した種類のプレート型
熱交換器がスエーデン特許出願8702608−４に示されて
いる。これを参照すると、流入する流体の等しい配分を
得るために２つの隣接した熱伝達プレートの間の各入口
に制限手段を有するプレート型熱交換器を提供すること
が知られている。この制限手段はリングまたはワッシャ
から成り、これは、貫通穴を備えており、隣接した熱伝
達プレートの各対の間に配置されている。また制限手段
は、いくつかの穴を有するパイプから成り、プレート型
熱交換器の入口開口部に配置されてもよい。別の実施例
として、制限手段を熱伝達プレートそれ自身に形成する
ことが提案され、そこでは２つの隣接する熱伝達プレー
トの開口部の縁部は、開口を形成するように短い距離を
残して互いに向かい合って当接するように折り曲げられ
ている。
上述した制限手段が十分に機能することは証明されて
いない。プレート型熱交換器の製造に当って問題が生じ
た。分離したリングまたはワッシャの使用は、かなり高
価であり、交換器を組み立てるときにリングまたはワッ
シャを正しい位置に配置することが困難であることが証
明された。パイプ形状の制限手段はプレート型熱交換器
に含まれる熱伝達プレートの数に対応させなければなら
ず、また熱伝達プレートの間の入口通路に正しく関連す
るように配置しなければならない。これはこのようなパ
イプがプレート型熱交換器の連続的な製造において使用
されない結果を生じる。開口部の縁部の提案された折り
曲げは、熱交換器プレートが薄いプレートから製造さ
れ、プレートの相互の空隙に正確に規定された開口を得
ることが困難であることが示されたことにより、実際的
ではない。
本発明の目的は、前述した公知のプレート熱交換器の
欠点を避けること、及び流入する流体を制限するために
かなり正確に規定された開口が得られ、プレート型熱交
換器の製造及び組立に当って前記の制限部が低いコスト
で行われるようにプレート型熱交換器の熱伝達プレート
が成形される、導入部で説明したような種類のプレート
型熱交換器を達成することである。
これらの目的は、前記第１の流れ通路を形成する熱伝
達プレートが、それぞれ入口開口部に連接する第２の密
封領域にお互いに向き合った本質的に漏れのない接合面
を有し、また前記入口通路が前記伝達プレートの少なく
とも一つにこの伝熱プレートの第１の密封領域と入口開
口部との間に設けられていることを特徴とする本発明に
よって達成される。
本発明によれば、特別の部品の必要性は除去され、制
限手段をプレートのパターンに一体化することによっ
て、その形状は制限のニーズに対応して変更することが
できる。本発明が有する一つの基本的な利点は、本発明
によって構成された熱伝達プレートが蒸発以外の目的に
対しても使用できることであり、すなわち、開口部を大
口径の開口部に切断することによって他の制限手段を必
要とすることなく、従来の熱伝達プレートが得られる。
現在のプレス工具を変形することにより、プレートの簡
単な切断を通して公知の種類の熱伝達プレートの主要部
分が蒸発用にでも、または従来の１相の熱伝達用にでも
使用されるようにできる。蒸発用を目的とする熱伝達プ
レートのプレス用にプレス工具を追加して製造する必要
はなく、従って、このようなプレートの製造用の追加コ
ストは公知の技術と比較して非常に低くなる。
次に本発明を添付図面を参照してさらに詳細に説明す
る。
第１図は、プレート型熱交換器の斜視図である。
第２図は、第１図のラインＡ−Ａに沿って切断した従
来のプレート型熱交換器の断面図である。
第３図は、第１図のラインＡ−Ａに沿って切断した本
発明の第１の実施例によるプレート型熱交換器の部分断
面図である。
第４図は、第１図のラインＡ−Ａに沿って切断した本
発明の第２の実施例によるプレート型熱交換器の部分断
面図である。
第５図は、第４図によるプレート型熱交換器の熱伝達
プレートの一部を示す図面である。
第６図は、プレート型熱交換器の追加的な実施例によ
る熱伝達プレートの一部を示す図面である。
第７図は、第６図の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
第１図において、熱伝達プレート２の組立体と、組立
体の上側及び下側のそれぞれに配置された外側カバープ
レート３及び４とを有するプレート型熱交換器１が示さ
れている。プレート型熱交換器１は、２つの熱伝達媒体
のための第１と第２の入口５及び６と、第１と第２の出
口７及び８とを有する。
第２図において、第２の入口パイプ６と第１の出口パ
イプ７を有する熱交換器の一部分に沿って延長された第
１図のプレート型熱交換器の断面が示されている。
プレート型熱交換器１は、上方の外側カバープレート
４及び下方の外側カバープレート３の間で互に重なるよ
うに配置されている10個の熱伝達プレート２を有する。
熱交換器の熱伝達プレートの数は、所望の能力に対応し
て変更することができる。
熱伝達プレート２には、開口部９及び10が設けられて
いる。開口部９及び10は、開口部９が組立体を通じて入
口流路11を形成し、開口部10を通じて出口流路を形成す
るようにそれぞれ一列に配置されている。二つの流路の
下側は、カバープレート３が境界となって塞がれてい
る。入口流路11は上方が入口パイプ６に接続されてお
り、出口流路12は出口パイプ７に接続されている。
従来例のプレート型熱交換器１は、熱伝達プレート２
の間に密封手段を備えており、この密封手段は各熱伝達
プレートと一体となって総ての他のプレートの空隙毎
に、１つの流体の第１の流れ通路13の境界を形成し、残
りのプレートの空隙が加熱流体の第２の流れ通路の境界
を形成する。
熱伝達プレート２は、２つの隣接する熱伝達プレート
２が互いに交差するように、平行した隆起部14の形状が
波形パターンを備えていることが好ましい。
第１の流れ通路13は、互いに隣接する熱伝達プレート
２の開口部９の間の少なくとも１つの入口通路15によっ
て入口流路11に接続されている。
プレート型熱交換器は矩形の熱伝達プレート２で構成
されることが望ましいが、円形の熱伝達プレートのよう
な形状も考慮できる。
プレート型熱交換器は、２つの熱伝達媒体の各々に対
し１つの入口流路11及び１つの出口流路12を有してお
り、この入口及び出口流路は、熱伝達プレート２の端部
に配置されている。勿論、プレート型熱交換器は、いく
つかの入口及び出口流路を備えていてもよく、それ故に
流路の形状や位置は自由に選択できる。
プレート型熱交換器は、はんだ付け、張り合わせまた
は溶接によって開放可能か永久に結合することができ
る。はんだ付けによって結合する間、適当な数の熱伝達
プレートは、隣接する熱伝達プレートの間に配置されて
いる薄いディスク形状のはんだで互いに積み重ねられ、
前記はんだが溶けるまで組立体全体が炉内で加熱され
る。
開放可能なプレート型熱交換器の組み立て中、適当な
数の熱伝達プレートは隣接するプレートとの間に配置さ
れたゴムのガスケットまたは同様な形状の封止部材と共
に互いに積み重ねられ、組立体全体がボルト（図示せ
ず）または同種品を用いて一緒に固定される。
第３図に、本発明の第１の実施例が示されており、第
２図に示すものと比較すると流体用の入口流路11の収縮
部が設けられている。開口部９の直径は小さく、開口部
９の周りのプレート材料は、熱伝達プレート２が開口部
９の縁部に沿って互いに向き合って密着するように形成
されている。
熱伝達プレート２は、第２と第１の流れ通路を遮断し
ている第１の外側の密封領域17と第２の内側の密封領域
16との双方を有する。第２の密封領域16は、入口開口部
９の周りに入口流路と長手方向に交差する延長部を有す
る。勿論、この第２の密封領域16は入口流路11と同じ方
向に向いている。本発明の本質は熱伝達プレート２が第
２の密封領域16に互いに向かい合う１つの表面当接部を
有することである。
第１の流れ通路13と入口流路11の間に連通を行うため
に、各入口通路15が、熱伝達プレート２を貫通する穴18
として形成されている。穴18の数とそれらの寸法は入口
通路の所望の制限に適合させることができる。穴18は、
２つの隣接する熱伝達プレート２の一方または双方に配
置されている。開口部９の周りの穴の配分は、所望の流
れ特性に従って変えることができるが、プレート型熱交
換器に沿った異なるプレートの空隙の配分も変化させる
ことができる。
本発明によって穴18を適当な寸法に随意に選択するこ
とが可能になり、これにより流入する媒体を制限するた
めの正確に決められた入口通路を形成することができ
る。本発明の本質は、入口通路15が、熱伝達プレート２
少なくとも一つのに、熱伝達プレート２の第１の密封領
域17と入口開口部９との間に設けられることである。
プレート型熱交換器の熱伝達プレート２は前記制限部
が前記プレートと一体になるように形成されることによ
って、プレート型熱交換器の製造及び組立に関するコス
トが低くなる。
第４図及び第５図は、本発明の第２の実施例を示し、
この実施例においては、熱伝達プレート２には、第２図
に示すものと比較すると収縮部が設けられている。開口
部９の周りには、基本的には平坦な環状の第２の密封領
域16と第１の密封領域17が設けられ、そこで熱伝達プレ
ート２が互いに密接に当接している。
第２の密封領域内において多数の突出部19が形成さ
れ、この外側に多数の突出部20が形成されている。突出
部19及び20は、熱伝達プレート２の下側の端部平面から
上方の端部平面に延びている。一方のプレートの突出部
19及び20は他のプレートの突出部19及び20に対して当接
している。互いに向かい合って当接している突出部は、
入口流路11に沿って２つの熱伝達プレートの開口部分を
一緒に保持するユニット化手段を形成する。
少なくとも１つの流路21で突出部19及び20は、熱伝達
プレート２の間の第１の流れ通路13と接続される。流路
21は、第２の密封領域16のプレートの突出部を通って形
成される。この突出部は、流路21が突出部19に入り込む
ように形成されるが、それは２つの互いに隣接して配置
された突出部19の間に入り込むようにすることもでき
る。勿論、１つのこのような流路21は、このような突出
部19のない第３図に示した種類の熱伝達プレートに形成
してもよい。
流路21の底部は、熱伝達プレート２の下端平面と上端
平面との間に配置されている。流路21の寸法は、底部の
位置を変化することによって、またその幅を変化するこ
とによって簡単に入口通路15の所望の制限に適合させら
れる。流路21の数やその配置は図３に対する説明と同様
に決めることができる。
流路21は、２つの隣接した熱伝達プレート２の一方ま
たは双方に配置することができる。
第５図において、点線22が示されているが、従来の熱
伝達プレートを得るためにはそれに沿って熱伝達プレー
ト２の開口部９が切断されるか、またはパンチ加工され
る。
第６図及び第７図において、本発明の他の実施例が示
されており、この実施例は、第２の密封領域に沿って溶
接された結合部と、２つの隣接する対の溶接された熱伝
達プレートの間のゴムのガスケット23とを有する部分的
に開放可能なプレートに適合される。このゴムのガスケ
ット23は、上述した第１の密封領域に対応して、開口部
９の周りの１つのガスケット溝24に配置されている。
この入口通路15は、穴18と突出部19の間の流路25とに
よって形成される。溶接された熱伝達プレートの対は、
更にプレートの縁部に配置された密封領域26に沿って溶
接された結合部を有する。またこれらの熱伝達プレート
は従来の熱伝達プレートを得るためにライン22に沿って
切断するか、パンチ加工することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−216184（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−60592（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4407359（ＵＳ，Ａ) 米国特許5203406（ＵＳ，Ａ) 米国特許4470455（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F28F 3/08 301 F28D 9/02

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プレート組立体を貫通して入口流路（11）
    が形成された開口部（９）を有し、かつ熱供給プレート
    （２）の間には密封手段が配置され、密封手段は熱伝達
    プレート（２）と一体になって総ての他のプレートとの
    間に一つの流体のための第１の流れ通路（13）を形成す
    る空間と、残りのそれぞれのプレートとの間に加熱流体
    のための第２の流れ通路を形成する空間とを形成し、そ
    の中で入口流路（11）は少なくとも一つの入口通路（1
    5）を通ってそれぞれの第１の流れ通路（13）と連通
    し、それぞれの入口開口部（９）の周囲の密封領域（1
    7、24）に設けられた前記密封手段によって第２の流れ
    通路とは遮断されている熱伝達プレート（２）の組立体
    を有するプレート熱交換器において、前記第１の流れ通
    路（13）を形成する熱伝達プレート（２）は、それぞれ
    入口開口部（９）に連接する第２の密封領域（16）にお
    互いに向き合った本質的に漏れのない接合面を有し、ま
    た前記入口通路（15）は前記伝熱プレート（２）の少な
    くとも一つにこの伝熱プレート（２）の第１の密封領域
    （17、24）と入口開口部（９）との間に設けられている
    ことを特徴とするプレート型熱交換器。
  2. 【請求項２】前記入口通路（15）は、前記第１の流れ通
    路（13）を形成する２つの互いに向かう当接熱伝達プレ
    ート（２）の内少なくとも１つのプレートを通る１つま
    たはいくつかの穴（18）として形成されていることを特
    徴とする請求項１に記載のプレート型熱交換器。
  3. 【請求項３】前記入口通路（15）は、前記第１の流れ通
    路（13）を形成する２つの互いに向かう当接熱伝達プレ
    ート（２）の第２の密封領域（16）を通る１つまたはい
    くつかのダクト（18）として形成されていることを特徴
    とする請求項１に記載のプレート型熱交換器。
  4. 【請求項４】前記第２の密封領域（16）が、前記入口流
    路（11）の長さ方向に対して実質的に垂直な面内に延び
    ていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項
    に記載のプレート型熱交換器。
  5. 【請求項５】前記第２の密封領域（16）は、前記入口流
    路（11）の長さ方向に対して傾斜して延びていることを
    特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のプレ
    ート型熱交換器。
  6. 【請求項６】長軸方向に入口流路（11）の長さ方向を横
    切る平面内にある前記第２の密封領域（16）が、前記第
    １の密封領域（17,24）によって囲まれていることを特
    徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプレー
    ト型熱交換器。
  7. 【請求項７】前記平面内にある前記入口通路（15）が、
    前記第１の密封領域（17,24）と前記第２の密封領域（1
    6）との間に配置されていることを特徴とする請求項６
    に記載のプレート型熱交換器。
JP50270095A 1993-06-17 1994-06-13 プレート型熱交換器 Expired - Lifetime JP3487601B2 (ja)

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SE9302136-8 1993-06-17
SE9302136A SE502984C2 (sv) 1993-06-17 1993-06-17 Plattvärmeväxlare med speciellt utformade portpartier
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