JP5225692B2 - プレート熱交換器用ガスケット組み立て品 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つのガスケットと、第１の貫通入口および出口ポートと第２の貫通入口および出口ポートを備えている２枚の熱交換器プレートのパッケージと、を有するカセットが複数、永久的に結合されており、ガスケットは複数のカセットの熱交換器プレート内のガスケット溝内にこれと係合して配置されており、第１の貫通入口および出口ポートは、前記パッケージを貫通するとともに、各カセットの外側にあってガスケットによって区切られて、第１の液体が流れる第１の通路と接続され、第２の貫通入口および出口ポートはパッケージを貫通するとともに、各カセットの内側にあり、第２の流体が流れる第２の通路に接続されているプレート熱交換器、およびガスケットにも関する。

食品製造者は、炭酸飲料、ジュース、スープ、乳製品および液体の粘稠度を有している他の製品など、非常に粘性の高い製品を処理し、扱う必要があるという特徴が通常ある。当然、このような状況では、衛生上の願望と期待とは様々な当局の要件を満たすことができるように非常に高い。

プレート熱交換器は、多くのさまざまな目的のために食品産業で使用されている。製品に含まれている可能性のある繊維と他の固体材料の堆積物であるいわゆるデッドゾーンに関する問題と、柔軟性で効果的な洗浄が可能であることは、この場合に非常に重要な要素である。そのため、熱交換器の設計は、製品が捕捉され、そのためバクテリアの成長の温床となるいわゆるデッドゾーンを防止しながら、効果的な熱伝導と達成すべき衛生状態とを可能にするのに決定的な役割を担う。

このような場合、いわゆる半溶接プレート熱交換器、つまり複数の熱交換器プレートを複数の対になるように１つに溶接することによって構成されているカセットを多数有している熱交換器の使用が有利である。溶接継ぎ目はカセットの複数の側部縁と複数のポート穴に沿って通常延びている。ガスケットは、各カセットの間に配置されており、通常ゴム材料で作られており、熱交換器プレートの溝の中に配置されている。１つの流体が複数のカセットの内側を流れ、他の流体が複数のカセットの間を流れる。半溶接プレート熱交換器は、比較的高圧に耐え、プレートパッケージを開いて溶接されている複数の熱交換器プレートの複数の対の間の複数空間を清掃することができる。複数のプレートの間の１つおきの空間内の、複数の熱交換器プレートの熱交換表面の周囲の複数のガスケットの代わりになる複数の溶接部分によって、ガスケットの交換の必要性が低減され、安全性が高まる。

複数の熱交換器プレートの材料と構成、パターンとプレス深さ等に関連する複数の熱伝導表面の構成等は、衛生用途においては重要な要素である。熱交換器および特に熱交換器プレートのデッドゾーンについての重大な領域は、ポート穴の周りに波形の構成に均等に分散しているいわゆる複数のニブ、つまり交互の複数の尾根と谷とを通常は備えている複数のポート穴の位置の領域である。これらのニブは、複数の接触点を構成しており、力を吸収し、熱交換器内で発生する高圧に対抗して構造を支持するという重要な機能を有している。２つまたは３つ以上の熱交換器プレートが互いに隣接して配置されていると、複数のニブによって、実際の流路内に、流れている液体が停滞し、液体に含まれている固体材料が捕捉され堆積することもある空間つまりデッドゾーンが発生することになる。

１つに結合されてカセットを構成するこの種類の複数の熱交換器プレートと共に現在使用されている複数のガスケットは、たとえばいわゆる「クリップオン」ガスケット、つまり、ガスケット内に配置されており熱交換器プレートの縁の周囲にしっかりと挟まれている複数の突き出している固定手段によって複数の熱交換器プレートの周囲の位置と複数のポート穴の周囲の位置とでしっかりと固定されている複数のガスケットの形態をとる。これらの複数の突き出している固定手段によって、繊維等が特に複数のポート穴の位置で捕捉されやすくなることもある。

英国特許出願公開第８０９ ８８６号明細書は、２種類の熱交換液体用のプレート熱交換器について説明しており、複数のポート穴が繊維や粒子が捕捉される問題を回避するために円形で平坦に構成されている。この解決策は、ポート穴の縁をフランジつまりカラーを構成するように外向きにプレスすることによって達成されている。対向している複数のポート穴の複数のフランジは、互いに接触し、それによってプレートパッケージを貫通する滑らかな通路を構成するように配置されている。しかし、この解決策には、製造上の困難が伴う。

本発明の目的は前述の問題を解消または少なくとも低減し、熱交換器プレートのポート穴のための改良された解決策を提供することにある。特に目的としているのは、２つの熱交換器プレートを有しているカセットの複数のポート穴を特に対象としている新規でより良いガスケット組み立て品である。

この目的は、本発明では、
ガスケットは、第１の貫通入口および出口ポートの周囲の領域の円周方向の突き出しているビードを第１の貫通入口および出口ポートに向いているその側部に沿って有し、
ビードは、第１の貫通入口ポートおよび出口ポートの周囲の前記領域の前記ガスケットが、対向している両凹部を、第１の貫通入口ポートおよび出口ポートに向いているその側部に沿って前記ガスケットの上側と下側とに有するように構成され、
熱交換器プレートは、第１の貫通入口ポートおよび出口ポートとガスケット溝との間の前記第１の貫通入口ポートおよび出口ポートの周囲に円周方向に連続した尾根を有し、
カセットの上下の熱交換器プレートの、ガスケット溝の外側の端部は互いに接して閉じており、
ビードの凹部は、熱交換器プレートの尾根およびその内側の部分との間の空間を埋めるように、尾根と係合している
ことを特徴とする、プレート熱交換器の前述のガスケット組み立て品によって達成される。

ガスケット組み立て品の構成によって、いわゆるデッドゾーンが両ポート穴の位置で大幅に減少する。ガスケット組み立て品は、ポート通路を貫通する流路内に平坦な表面を実現し、粒子や繊維のような製品を含んでいる可能性のある粘性のある液体が捕捉されるおそれを実質的に回避する。それにもかかわらず材料が捕捉されるようなことがあると、ガスケットの平坦な表面はポート穴の構成と組み合わされて、材料がぬぐい去られるような状態になりやすくする。したがって、本発明のガスケット組み立て品は、バクテリアの繁殖の危険性も減少させ、これは特に衛生上の要件が特別に高い用途の領域では特に主要で重要な利点である。
本発明によれば、ガスケット組み立て品は、両ポートの周囲の領域のガスケットが、対向している両凹部を、ポート穴に向いて曲がっているその側部に沿ってガスケットの上側と下側とに有するように構成されている。ガスケットのそのような構成によって、デッドゾーンを全体的に大幅に解消することができる。これは、衛生上の要件が非常に厳格な食品および薬品産業などの領域では主要な利点である。
本発明によれば、熱交換器プレートは、ポート穴とガスケット溝との間のカセットの外側に設けられている円周方向の尾根を、両ポートの周囲に有している。本発明によれば、ガスケットのビードはポート穴の周囲の円周方向の尾根に対して接触することによって、ガスケットが動作中の高圧によってその位置から移動しないように尾根とガスケットとが組み合わされる。
本発明によれば、ビードは、複数のカセットがガスケットと組み合わされて、両ポートにおいて、実質的に滑らかな通路をプレートパッケージを貫通して設けるように構成されている。本発明では、ガスケットの平坦な表面はポート穴の構成と組み合わされて、材料が捕らえられる可能性を減少させることに役立つ。本発明のガスケット組み立て品のさらに有利な実施態様によれば、複数の熱交換器プレートは溶接またはろう付けによって複数の対に永久的に結合されている。

本発明の目的は、請求項１〜４に記載の少なくとも１つのガスケット組み立て品を有するプレート熱交換器によっても達成することができる。

本発明の目的は、請求項６に記載の複数の特徴を有しているガスケットによっても達成することができる。

添付の図面を参照して、例として示している様々な実施形態を説明することによって、本発明を以下でより詳細に説明する。

図１と２とは、本発明の、永久的に１つに結合されている２つの熱交換器プレート２と、ガスケット３とを有しているカセット１を示している。２つのプレートは入口と出口のポート４、５、６、７を構成している少なくとも４つのポートと、複数の尾根９と谷１０とを備えている熱伝導表面８とを有している。カセット１は、溶接またはろう付けによって作ることが可能で、それによって２つのプレート２は、その周囲と少なくとも２つのポート４、５の周囲とに沿って１つに永久的に結合される。

相互に隣接している２つのカセット間の接触点ができるだけ少なくなるように熱交換器プレート２を構成することによって、流体に含まれているおそれのある繊維と固体材料が２つのカセット間の空間内に捕らえられることを防止することができる。本発明によれば、複数のプレートは、必要な機械的な支持のための接触点が、対向している尾根が互いに接触することによってカセットを構成するように１つに結合される２つのプレート間の内側だけで主に発生するようにも構成されている。それとは逆に、両ポート穴４、５の位置では、両ポート穴を通過して流れるようにする流体に対するシールを構成するように複数のプレートが互いに対して完全に接触して永久に１つに結合されている。複数のカセットに対する入口と出口とを構成している両ポート穴６と７とには、ポート穴の位置で必要な機械的な支持を実現するように複数のニブ１１が代わりに備わっている。

ゴム材料などの柔軟性のある材料で作られていることが好ましいガスケット３は、カセットを構成している両プレートの周囲と両ポート４と５とに沿って延びている溝１２内に配置されている。ポート６と７との周囲には円形ガスケット１３もある。ガスケット３の目的は、２つのカセットの間の空間を密封することであり、両ポート４と５との周囲の領域にガスケット３のポート穴に面している側部に沿って、たとえば図３のＢとＣのガスケットによって示されるような断面構成を有する場合もある円周方向の突き出しているビード１４を有している。ガスケットは、場合によっては、金属を有していたり、金属、ＰＴＦＥなどの第２の材料によって囲まれていてもよい。

ガスケット３がポート穴の位置にしっかりと配置され、高圧と高温時に溝１２から押し出されたり滑り出ないことを保証するように、円周方向の尾根１５がカセットの外側のプレートのポートの周囲のポート穴４または５とガスケット溝１２との間に形成されている。尾根１５の高さは、２つのカセットが互いに隣接して配置されたときに、２つの対向している尾根の間に隙間ができるように設定されている。したがって、本発明のガスケット組み立て品では、ビード１４がカセットを構成している両プレートの両ポート穴４および５の位置の尾根１５に接触するようにガスケット３は溝１２内に位置している。この構成によって、図４に明確に示しているように、ポート穴４または５内およびポート通路内に平坦で滑らかな表面が構成されると同時に、ガスケットがしっかりと定位置に保持される。

図３はデッドゾーンの体積がガスケットの断面構成によってどのように影響を受けるかを示している。ガスケット３がＡによる構成を有しているとき、つまりビード１４を備えていないときには、ガスケットＡと熱交換器プレートとによって境界が定められる大きな空間がポート穴の位置に存在する。このいわゆるデッドゾーンが流体を捕らえ、それによって繊維や他の固体材料を捕らえ、したがってバクテリアの繁殖の温床となる。

それに対して、ガスケットの断面構成がＢによる発明による場合、つまり、両ポートの周囲のガスケットがポート穴に面しているその側部に沿って円周方向の突き出しているビード１４を有している場合、デッドゾーンは大幅に減少することになる。ビード１４が尾根１５に接触していることによっても、ポート通路内が滑らかな表面となる。本発明の他の実施形態では、ガスケットはＣによる断面構成を有しており、それによってビード１４は、両ポートの周囲のガスケット３が対向している両凹部１６をガスケットの上側と下側に、ポート穴に面しているガスケット３の側に沿って有するように構成されている。この場合、２つのカセット間の両ポート穴の位置の全体の空間は大部分がガスケットによって満たされており、デッドゾーンがなくなり、平坦な滑らかな表面がポート通路内に形成されている。

本発明によって構成されており、熱交換器プレートのポート穴の周囲の尾根がガスケットのビードと組み合わされるガスケット組み立て品では、ポート通路内で、デッドゾーンが大幅に減少するかなくなると共に、表面が可能な最大の滑らかさを有することになる。これは、厳格な衛生上の要件があるプレート熱交換器用途だけでなく、閉塞やいわゆる付着物が通常では問題となる他の用途でも、特に非常に重要な意味を持つ。本発明のガスケット組み立て品とガスケット組み立て品を有している熱交換器とは衛生上の高い要件を満たし、清掃が容易なプレート熱交換器を実現することができる。

ただし、本明細書には記述されていない添付の請求項に示している本発明の他の実施形態も本発明の範囲から逸脱することなく可能である。

本発明のガスケットと熱交換器プレートのガスケット組み立て品の概略平面図である。 本発明のガスケット組み立て品の拡大した概略平面図である。 Ａによるガスケットは公知のガスケットであって、ＢとＣとによる両ガスケットは本発明のプレート熱交換器のポート穴の位置に配置されている本発明のガスケットの２つの代替の実施形態である、さまざまなガスケットの概略断面図である。 本発明のガスケット組み立て品のポート穴の斜視図である。

Claims (6)

1. 少なくとも１つのガスケット（３）と、第１の貫通入口および出口ポート（４、５）と第２の貫通入口および出口ポート（６、７）を備えている２枚の熱交換器プレート（２）のパッケージと、を有するカセット（１）が複数、永久的に結合されており、
   前記ガスケット（３）は前記複数のカセットの前記熱交換器プレート内のガスケット溝（１２）内にこれと係合して配置されており、
   前記第１の貫通入口および出口ポート（４、５）は、前記パッケージを貫通するとともに、各カセットの外側にあって前記ガスケットによって区切られて、第１の液体が流れる第１の通路と接続され、前記第２の貫通入口および出口ポート（６、７）は前記パッケージを貫通するとともに、各カセットの内側にあり、第２の流体が流れる第２の通路に接続されている、
   プレート熱交換器のガスケット組み立て品において、
   前記ガスケット（３）は、前記第１の貫通入口および出口ポート（４、５）の周囲の領域の円周方向の突き出しているビード（１４）を前記第１の貫通入口および出口ポート（４、５）に向いているその側部に沿って有し、
   前記ビード（１４）は、前記第１の貫通入口ポートおよび出口ポート（４、５）の周囲の前記領域の前記ガスケット（３）が、対向している両凹部（１６）を、前記第１の貫通入口ポートおよび出口ポート（４、５）に向いているその側部に沿って前記ガスケットの上側と下側とに有するように構成され、
   前記熱交換器プレート（２）は、前記第１の貫通入口ポートおよび出口ポート（４、５）と前記ガスケット溝（１２）との間の前記第１の貫通入口ポートおよび出口ポート（４、５）の周囲に円周方向に連続した尾根（１５）を有し、
   前記カセットの上下の熱交換器プレート（２）の、前記ガスケット溝（１２）の外側の端部は互いに接して閉じており、
   前記ビード（１４）の凹部（１６）は、前記熱交換器プレート（２）の前記尾根（１５）およびその内側の部分との間の空間を埋めるように、前記尾根（１５）と係合している
   ことを特徴とする、プレート熱交換器のガスケット組み立て品。
2. 前記ビード（１４）は、前記複数のカセット（１）が前記ガスケット（３）と組み合わされて、前記第１の貫通入口ポートおよび出口ポート（４、５）において、実質的に滑らかな通路を、前記プレートパッケージを貫通して設けるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のガスケット組み立て品。
3. 前記熱交換器プレートは溶接によって複数の対に永久的に結合されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のガスケット組み立て品。
4. 前記熱交換器プレートはろう付けによって複数の対に永久的に結合されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のガスケット組み立て品。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のガスケット組み立て品を少なくとも１つ有するプレート熱交換器。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載のガスケット組み立て品用のガスケット。

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