JP3549889B2 - 板状熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、外周に沿って対で相互接続されている円形の波形板から成り、この複数の対のプレートは１次側が密封されるように流れの開口部で相互接続される。この装置の波形板を製造するためのツールは、隣接したプレート相互間の波形の間の角度が或る制限内で変えられるように設計されている。本発明による製造方法は、単一のプレスツールの使用を含む。
通常の板状構造の熱交換器は方形であり、１次側および２次側の流れの通路は両側共プレートの積層体内に位置されている。プレートと畝状体輪郭との間の通路は、板状熱交換で変化する。対向するプレート間の畝状体の作る角度は、プレート間の通路における流れの状態にかなり影響を与える。通常の板状熱交換器は、各畝状体の角度に対する幾つかの別々のプレスツールが必要とされている。この方法は費用が掛り、十分に正確に畝状体の角度を調整することもできなかった。プレート間の畝状体の角度は、異なるツールで形成されたプレートを共に配置することによってある程度の調整は可能であった。
フィンランド特許第79 409号明細書は、円形の波形板から成る板状熱交換器を説明する。この解決法では、隣接したプレート間の畝状体の角度は自由に変えられる。しかしながら、この明細書は、それに記載された構造を理解するための如何なる詳細な技術的解決法をも記載していない。それは解決されていない技術的細部を具備するので、この構造は当業者に明白ではない。従って、チャンバ４とプレート１との間の角部は密閉されておらず、その結果として、流れはプレート間の色々な通路で必然的に混じり合う。この明細書はこの密閉がどの様に実現されるかを開示していない。当然、密閉は半田付けまたは溶接によって行われることができるが、これは非常に費用が掛かる構造のチャンバ４を形成する。さらに、この明細書による構造において、特に板状熱交換器が高圧の圧力容器として使用される場合、ボルトによって端部プレートを固定させることは非常に費用が掛かる。実際には、本発明による解決法は技術的に実現可能ではなく思弁的なものである。また、フィンランド特許の公開番号第64 459号明細書は、円形板状熱交換器の解決方法を記載している。しかしながら、この構造は板状熱交換器および本発明の特許明細書による製造方法と本質的に異なる。公開された明細書に記載された板状熱交換器は、本発明による熱交換器と流れのタイプが完全に異なる。これは螺旋状のものを使用しており、この装置の方法は流れおよび流れの抵抗に関して異なる。
畝状体の角度が、目下使用されている構造では通常困難であるが、熱交換媒体のために変えられなければならない場合、今日の板状構造の熱交換器の欠点は確実にそれらの製造方法にある。板状熱交換器を製造するためのツールの費用は通常非常に高いので、少量の組の製造は実行不可能である。さらに、ゴムガスケットを備え、端部プレート間を押付ける通常の板状熱交換器は、使用寿命の観点から構造において不利である。ゴムガスケットに関する問題は、経年変化時に漏洩し始めることである。
その使用寿命は、様々な半田付けまたは溶接技術によってある程度延ばすことができる。しかしながら、大抵の場合において、これは通常の板状熱交換器の持つ利点、すなわち分解して掃除することができる利点を消してしまう。
本発明による装置およびその製造方法は、上述した欠点に関する決定的な改良を提供する。これを達成するため、本発明による装置は添付の請求の範囲に記載されることを特徴とする。
本発明の最も重要な利点は、適切な段付の畝状体の角度を持つ複数の板状熱交換器を単一のプレスツールによって作ることができることである。本発明による板状熱交換器の構造は、圧力に対して高い耐性がある。さらに、プレスツールの製造は非常に費用が掛るが、その補足部品を持つ単一のツールが４乃至５個のプレスツールと置換されることができるので、相当な節約が達成される。溶接構造である熱交換器はゴムガスケットを有する通常の板状熱交換器より長い使用寿命を有する。
以下において、本発明は添付図面を参照して詳細に説明される。
図１は、熱交換プレート用のプレスツールのプレス型の平面図である。図２は、図１に示されたプレス型の断面図である。
図３は、相手の型の同様の断面図である。
図４は、溝の付いた充填部材を示す。
図５は、平滑な表面を有する充填部材を示す。
図６は、互いの上部の上に位置された時の熱交換プレートの概略図を示す。
図７は、本発明によって製造された板状熱交換器の概略図を示す。
以下において、本発明は添付図面を参照して詳細に記載される。
図１乃至５において、符号１はプレスツールを示す。符号２はプレスツール本体を示し、符号３は波形にされた熱交換プレートの隆起部を示す。符号４は、熱交換プレートが形にプレスされる時に隆起部３が押し込んで作られる溝を示す。充填部材用の空間は符号５で示されており、固定ピン用の孔は符号６で示される。プレスツール用の誘導ピンは符号７で示され、誘導ホールが符号８で示されている。充填部材は符号９で示されており、固定ピンは符号10で示されている。図６および７において、熱交換プレートは符号11で示されており、プレートに形成された波形の畝状体は符号12で示されている。隣接するプレートの畝状体間の角度は、文字ａで示されている。プレートはプレートの外周13に沿って対で共に溶接され、各対のプレートは流れの開口部14の周辺15に沿って別の対のプレートに溶接される。１次側では、入口取付け部分は符号16で示されており、出口取付け部は符号17で示されている。２次側では、入口取付け部は符号18で示されており、出口取付け部は符号19で示されている。熱交換器の外殻は符号20で示されており、端部プレートは符号21で示されている。
本発明による熱交換器は、以下の方法で製造される。プレスツール１はその二分割部分即ち１つのプレス型およびその相手の型を具備し、その１方のものは隆起部３を有し、他方のものは溝４を有しており、従って成形される熱交換プレートはそれらの間にプレスされるときに波形にされる。隆起部３か溝４のどちらかは、プレスツール１の本体２に切削加工される。さらに、空間部５は充填部材９および固定するための穴６のためにプレスツールに切削加工される。充填部材９の直径および充填部材のために設けられた空間部５の直径は、勿論流れの開口部14の大きさを規定する。流れの開口部14の位置は、空間部５の位置に依存し、そこには平滑な表面を有する充填部材９が配置される。本発明の特許明細書に記載されたツールにおいては、空間部５は30゜の間隔のステップであり、これはプレート間の畝状体の角度の決定の際に15゜のステップが達成されることを意味する。プレート11が形にプレスされ、流れの開口部14が畝状体12に対する所望の位置にそれらが配置される時、プレートは、プレートの対が流れの開口部14の周辺15に沿って互いに溶接された後、外周13に沿って共に溶接されるような方法で互いに上部の上に積層される。得られた密封された１次回路の流れの通路の配置は熱交換器の外部外殻20内に位置され、端部21がその適切な位置に取付けられている。通常、流れは図７に示されるように、熱交換器内に生じ、実線で引かれた矢印は１次側の流れを示し、破線引かれた矢印は２次側の流れを示している。
勿論本発明の着想内でツール１は、例えば、充填部材９の数がこの特定の解決法における数よりも多く、従って充填部材の直径および開口部５の直径が減少されるように変形されることができる。反対に流れの開口部14の抵抗力があまり高くない時には、開口部の数を減少することもでき、それによって板状熱交換器における流れの開口部14は、板状熱交換器を長くすることを可能にする。ピン10により穴６に固定される充填部材９は、例えば複数の固定部材による別の種類の構造を使用することによって固定されることもできる。隆起部３および溝４は本発明の観念から逸脱することなしに別の方法でプレスツール１でグループ分けされるか、別の角度で装着されることもできる。

Claims (2)

1. 円形形状の波形プレートのブランクから作られ、前記プレートのブランクは夫々が隆起部（３）か或いは溝（４）の何れかを有するプレス型及び相手の型を具備するプレスツール（１）によるプレスによって製造され、前記プレスツール（１）が更に流れの開口部（14）を形成するためのツールを具備している、板状熱交換器を製造するための方法において、
   プレス型および相手の型の両方に充填部材（９）のための２つ以上の空間部（５）をプレスツール（１）の中心から等しい距離の所に備えさせる事と、
   前記プレスツール（１）の二分割部分の両方が、直径上で互いに向い合って位置される２つの前記充填部材の空間部の所に、流れの開口部（14）を形成するためのツールを入れる事と、
   一方、隆起部（３）または溝（４）の何れかを有する充填部材（９）をその他の空間部の中に配置する事と、更に、
   流れの開口部（14）に対する隆起部（３）および溝（４）の角度を充填部材及び流れ開口部（14）を形成する為のツールの位置を変えることによって変化させる事と、
   を特徴とする前記板状熱交換器を製造する方法。
2. 円形状の波形プレートのブランク（11）を製造する為のプレスツール（１）であり、前記プレスツール（１）は、夫々が隆起部（３）または溝（４）の何れかを有するプレス型及び相手の型と流れの開口部（14）を形成するためのツールを具備しており、
   前記プレスツール（１）がプレスツールの二分割部分の両方の中に、プレスツールの中心から等しい間隔の所に充填部材の為の二つ以上の空間部（５）を有する事と、
   直径上で互いに向かい合って配置された二つの前記充填部材の空間部が流れの開口部（14）を形成する為のツールを具備する事と、
   一方、隆起部（３）または溝（４）の何れかを有する充填部材（９）がその他の空間部の中に配置される事と、更に、
   流れの開口部（14）に対する隆起部（３）および溝（４）の角度が前記空間部を変えることによって変化させる事が出来る事と、
   を特徴とする板状熱交換器を製造する為の前記プレスツール（１）。

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