JP7440707B2 - 伝熱板 - Google Patents

伝熱板 Download PDF

Info

Publication number
JP7440707B2
JP7440707B2 JP2023536157A JP2023536157A JP7440707B2 JP 7440707 B2 JP7440707 B2 JP 7440707B2 JP 2023536157 A JP2023536157 A JP 2023536157A JP 2023536157 A JP2023536157 A JP 2023536157A JP 7440707 B2 JP7440707 B2 JP 7440707B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dispersion
heat exchanger
porthole
line
corner
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.)
Active
Application number
JP2023536157A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023549428A (ja
Inventor
マグヌス・ヘドベリ
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 JP2023549428A publication Critical patent/JP2023549428A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7440707B2 publication Critical patent/JP7440707B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • F28F3/08Elements 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
    • 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
    • F28D9/0062Heat-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 spaced plates with inserted elements
    • 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
    • F28D9/0062Heat-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 spaced plates with inserted elements
    • F28D9/0068Heat-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 spaced plates with inserted elements with means for changing flow direction of one heat exchange medium, e.g. using deflecting zones
    • 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
    • F28F3/10Arrangements for sealing the margins

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)

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ってもよい。一般に、分散パターンは、比較的少ないが大きい、細長い接触領域を形成し、比較的広い分散流が、互いに隣接する伝熱板間において分散領域全体にわたって進む。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、効果的な流体拡散および収集を行うように設計される場合でも、一般に、互いに隣接するプレートの入口および出口ポートホールまでの距離が異なり、長さまたは互いに隣接するプレート間の分散領域全体にわたる長手方向延長部が異なる分散流トンネルを形成する。分散流トンネルは、2枚の隣接するプレートの2つの対向する流路によって画定される。一般に、入口および出口ポートホールからの距離がより長く、分散流トンネルがより大きいことは、流体流がより小さく、比較的停滞流体流を有する領域の存在が増大することに関連がある。これらの停滞流領域は、付着物およびごみが蓄積しがちであり、これは特に、衛生面ならびに伝熱容量面において不利である。
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。本発明の基本的な概念は、伝熱板の分散領域に付着物およびごみが最も蓄積しやすい局所において、停滞流領域の存在を低減させ、それによって、付着物およびごみが蓄積するリスクを軽減す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、仮想中心延長面内を延び、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している。上側分散パターンは、細長い上側分散山部と細長い上側分散谷部とを備える。上側分散山部のそれぞれの頂部は、仮想上面内を延び、丸い第1の角部と、丸い第2の角部と、丸い第3の角部と、丸い第4の角部とを有する。上側分散谷部のそれぞれの底部は、仮想下面内を延び、丸い第1の角部と、丸い第2の角部と、丸い第3の角部と、丸い第4の角部とを有する。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。伝熱板は、1よりも大きい第1の数の上側分散山部の各々について、頂部の第1の角部の曲率半径が、頂部の第2の角部の曲率半径よりも大きく、または本質的に大きく、上側分散山部は、上側山線の頂部上側山線に沿って延び、頂部上側山線は、第2のポートホールの最も近くに配置されることを特徴とする。第1および第2の角部は、頂部上側山線の両側に配置され、第2の角部は、第1の角部よりも第2のポートホールの近くに配置される。さらに、第1および第3の角部は、頂部上側山線の同じ側に配置される。
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。
以下では、「接触領域」によって、プレートパック内に適切に配置されたときに隣接する伝熱板に接触するように配置された伝熱板の領域を意味する。接触領域は、伝熱板全体にわたって散在する多数の部分接触領域を備え、十分に大きくなければならず、さもないとプレートパックが脆弱になり、変形しやすくなる。
頂部上側山線に沿って延びる上側分散山部のいくつかまたはすべては、前記第1の数で形成されてもよい。
中心延長面は、上面と下面の間を延び、中心延長面、上面、および下面は平行であってもよい。
上面および下面は、伝熱板の限界面であっても限界面でなくてもよく、限界面は、伝熱板の中心が限界面を越えて延びることがない平面である。
伝熱板は一般に、金属板を押し付けることによって作られるので、伝熱板の山部および谷部に、鋭い縁部および角部または90度の縁部および角部が形成されることはない。したがって、上側分散山部および上側分散谷部の頂部および底部の第1、第2、第3、および第4の角部は常に、ある程度丸くなっている。一般に、プレート熱交換器のプレートパックにおいて伝熱板と隣接する伝熱板との間に比較的大きい接触領域を実現するのを容易にするように第1、第2、第3、第4の角部の曲率半径をできるだけ小さくすることが好ましい。複数の上側分散山部の頂部の第1、第2、第3、および第4の角部の曲率半径を、頂部上側山線に沿った領域のように付着物およびごみが蓄積しがちな上側分散パターンの領域において局所的に一定でなくすることによって、伝熱板が汚染防止ならびに空間効率的で十分な接触領域に関して最適化される場合がある。
伝熱板の一実施形態によれば、前記第1の数の上側分散山部は、頂部上側山線に沿って延びる上側分散山部の大部分である。言い換えれば、この実施形態によれば、頂部上側山線に沿って延びる上側分散山部の大部分は、曲率半径が一定でない第1、第2、第3、および第4の角部を有し、それによって、付着物およびごみが蓄積する傾向が最小限に抑えられ、空間効率的で十分な接触領域が維持される場合がある。
伝熱板は、前記第1の数の上側分散山部の各々について、頂部の第3の角部の曲率半径が、頂部の第4の角部の曲率半径よりも大きいかまたは本質的に大きくなるように設計されてもよい。このことは、曲率半径が、前記第1の数の上側分散山部の各々の両端において一定でないことを意味する。それによって、伝熱板は、汚染防止ならびに空間効率的で十分な接触領域に関してさらに最適化される場合がある。
伝熱板は、前記第1の数の上側分散山部の各々について、頂部が、第1の角部と第3の角部との間において、第2のポートホールに対して2番目に近くに配置された上側山線に向かって隆起するか、またはこの上側山線から見たときに凸状になるようなものであってもよい。この実施形態によれば、前記第1の数の上側分散山部の頂部は、プレートの上方から見たときに、対称であるか否かにかかわらず、本質的に半円または楕円形の有してもよい。そのような実施形態は、停滞流領域の存在を最小限に抑えるのを可能にし、それによって、付着物およびごみが蓄積するリスクを最小限に抑える場合がある。
上記のことの代替として、伝熱板は、前記第1の数の上側分散山部の各々の頂部が、頂部上側山線に沿って連続的に配置された第1の端部、中間部、および第2の端部を備え、第1の端部が、第1および第2の角部を備え、第2の端部が、第3および第4の角部を備え、中間部が、本質的に一定の幅を有し、幅が、頂部上側山線に直交して測定されるようなものであってもよい。この実施形態によれば、前記第1の数の上側分散山部の頂部は、第1の角部と第3の角部との間に直線状の縁部を有してもよい。そのような実施形態は、空間効率的で十分な接触領域に関して伝熱板を最適化するのを可能にする。
伝熱板は、第2のポートホールと上側分散領域との間に配置された前上側対角ガスケット溝部をさらに備えてもよい。前上側対角ガスケット溝部の底部は、仮想前対角ガスケット平面内を延びてもよく、上側分散山部は、頂部上側山線に沿って延び、仮想前対角ガスケット平面から突出し、前上側対角ガスケット溝部に沿って延び、それによって、前上側対角ガスケット溝部の断続側壁を形成してもよい。この実施形態によれば、前上側対角ガスケット部は、第2の角部、第4の角部、および頂部上側山線に沿って延びる上側分散山部の頂部の、第2の角部と第4の角部の間を延びる縁部に隣接する。本発明に従って第1、第2、第3、および第4の角部の曲率半径を一定でなくすることによって、上側分散山部はまた、前上側対角ガスケット部に配置されたガスケット部について最適化された支持体を提供する場合がある。
仮想前対角ガスケット面は、仮想下面と一致してもよい。しかしながら、本発明の一実施形態によれば、前記仮想前対角ガスケット面は、仮想上面と仮想下面の間を、場合によっては、仮想上面および仮想下面に平行に延びる。そのような実施形態は、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、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、場合によっては仮想上面および仮想下面に平行に延びる第1の仮想中間面内を延び得る領域を囲んでもよい。メッシュは開放されてもよく、または閉鎖されてもよい。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。
伝熱板は、第1のポートホールに最も近くに配置された、上側谷線の頂部上側谷線に沿って延びる複数の上側分散谷部の各々の底部の、伝熱板の前記中心延長面に平行な第1の突起面における突起が、前記第1の数の上側分散山部のそれぞれの上側分散山部の頂部の、前記第1の突出面における突起の、伝熱板の長手方向中心軸に平行な鏡像であるようなものであってもよい。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る。
第1の突出面は仮想面である。
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、細長い下側分散山部と細長い下側分散谷部とを備える。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。複数の下側分散山部および下側分散谷部の各々の頂部または底部の、伝熱板の前記中心延長面に平行な第2の突出面における突起は、前記第1の数の上側分散山部のそれぞれの上側分散山部の頂部の、前記第2の突出面における突起の、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。
前記複数の下側分散山部および下側分散谷部は、すべて下側分散山部またはすべて下側分散谷部のいずれかであってもよい。
第2の突出面は、仮想面であり、第1の突出面と一致してもよい。
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、第4のポートホールの最も近くに配置された、下側山線の底部下側山線に沿って延びる複数の下側分散山部の各々は、前記第1の数の上側分散山部のそれぞれの上側分散山部の、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、第4のポートホールの最も近くに配置された、下側谷線の底部下側谷線に沿って延びる複数の下側分散谷部の各々の底部の、第2の突出面における突起は、前記第1の数の上側分散山部のそれぞれの上側分散山部の頂部の、第2の突出面における突起の、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。それによって、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場合の伝熱板の曲げ強度は、その代わりに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高くなる場合がある。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すべてではないにしても大部分の利点が、伝熱板を他の適切に構成された伝熱板、特に本発明による他の伝熱板とプレートパックにおいて組み合わされたときにもたらされ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の中心部に配置された上側分散山部および上側分散谷部の拡大図である。 図1に示す伝熱板の上側分散山領域における頂部上側山線に沿って延びる上側分散山部の拡大図である。 図1に示す伝熱板の上側分散領域における頂部上側谷線に沿って延びる上側分散谷部の拡大図である。
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。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、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。前ガスケット溝34は、第2のポートホール12と上側分散領域14との間に配置された前上側対角ガスケット溝部34aを備える。裏ガスケット溝は、第1のポートホール10と上側分散領域14との間に配置された裏上側対角ガスケット溝部(図示せず)を備える。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。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。前上側対角ガスケット溝部34aの底部43aは、中心延長面42と一致する仮想前対角ガスケット面45内を延びている。裏上側対角ガスケット溝部の底部は、中心延長面42と一致する仮想裏対角ガスケット面内を延びている。代替実施形態では、前および裏対角ガスケット面を異なるように位置させることができる。
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の各部の拡大図を示す図3aおよび図3bを参照すると、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、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54l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、一方、仮想下側谷線56l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。
図4a~図4d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、仮想上側山線54uまたは仮想下側山線54lのうちの1つに沿ったプレートの断面を示し、一方、図4dは、仮想上側谷線56uまたは仮想下側谷線56lのうちの1つに沿ったプレートの断面を示す。
仮想上側山線54uおよび仮想上側谷線56uは互いに交差して上側分散領域14内に仮想格子を形成する。同様に、仮想下側山線54lおよび仮想下側谷線56lは互いに交差して下側分散領域22内に仮想格子を形成する。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)を密閉する。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、メッシュの残りは閉鎖している。上側分散領域14の一部を示す図4a~図4dおよび図5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、丸い第1の角部64、第2の角部66、第3の角部68、および第4の角部70を有する。第1の角部64および第2の角部66は、上側分散山部50uおよび下側分散山部50lの頂部50utおよび50ltのそれぞれの第1の端部65に形成され、第3の角部68および第4の角部70は、上側分散山部50uおよび下側分散山部50lの頂部50utおよび50ltのそれぞれの第2の端部67に形成されている。第1の端部65および第2の端部67は、上側分散山部50uおよび下側分散山部50lの頂部50utおよび50ltのそれぞれの中間部69の両側に配置されている。同様に、上側分散谷部52uおよび下側分散谷部52lのそれぞれの底部52ubおよび52lbは、下面40内を延び、丸い第1の角部74、第2の角部76、第3の角部78、および第4の角部80を有する。第1の角部74および第2の角部76は、上側分散谷部52uおよび下側分散谷部52lの底部52ubおよび52lbのそれぞれの第1の端部75に形成され、第3の角部78および第4の角部80は、上側分散山部52uおよび下側分散山部52lの底部52ubおよび52lbのそれぞれの第2の端部77に形成されている。第1の端部75および第2の端部77は、上側分散山部52uおよび下側分散山部52lの底部52ubおよび52lbのそれぞれの中間部79の両側に配置されている。
領域62内において、伝熱板2aは第1の仮想中間面63内を延びている。上側分散山部50uまたは下側分散山部50lまたは上側分散谷部52uまたは下側分散谷部52lのうちの2つの隣接する部分間において、すなわち、上側分散領域14および下側分散領域22内の仮想格子の交差点において、伝熱板2aは第2の仮想中間面73内を延びている。ここで、第1の仮想中間面63および第2の仮想中間面73は中心延長面42と一致する。したがって、上側分散領域14および下側分散領域22内において、プレート2aおよび上面38によって密閉される体積は、プレート2aおよび下面40によって密閉される体積は同様である。第1の中間面63および第2の中間面73の代替実施形態では、この代わりに、第1の中間面63および第2の中間面73が中心延長面42からずらされてもよく、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。
図3aおよび図3bに示すように、分散山部および谷部の最大の群を有する仮想上側山線54uおよび仮想下側山線54lならびに仮想上側谷線56uおよび仮想下側谷線56l、すなわち、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は、湾曲し、それによって上側境界線30および下側境界線32のそれぞれに向かって隆起している。分散山部および谷部の最小の群を有する仮想上側山線54uおよび仮想下側山線54lならびに仮想上側谷線56uおよび仮想下側谷線56l、すなわち、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は、本質的に直線状である。
仮想上側山線54uのうちの最長の仮想上側山線54uは、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であり、以下では頂部上側山線54TRと呼ぶ。仮想上側谷線56uのうちの最長の仮想上側谷線56uは、第1のポートホール10の最も近くに配置された仮想上側谷線であり、以下では頂部上側谷線56TVと呼ぶ。仮想下側山線54lのうちの最長の仮想下側山線54lは、第4のポートホール20の最も近くに配置された仮想下側山線であり、以下では底部下側山線54BRと呼ぶ。仮想下側谷線56lのうちの最長の仮想下側谷線56lは、第3のポートホール18の最も近くに配置された仮想下側谷線であり、以下では底部下側谷線56BVと呼ぶ。
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の大部分の頂部50utおよび50ltならびに底部52ubおよび52lbは、図5に示すように、本質的に四角形である。しかしながら、このことは、頂部上側山線54TRに沿って延びる上側分散山部50uの第1の数、ここではすべてに当てはまるわけではない。上側分散山部50uは、仮想前対角ガスケット面45から突出し、前上側対角ガスケット溝部34aに沿って延びて前上側対角ガスケット溝部34aの断続側壁71(図3a)を形成する。その代わりに、図6に示すように、頂部上側山線54TRに沿って延びる上側分散山部50uの各々の頂部50utは、第1の角部64の曲率半径r1が第2の角部66の曲率半径r2よりも本質的に大きく、第3の角部68の曲率半径r3が第4の角部70の曲率半径r4よりも本質的に大きくなるように設計される。ここで、r1とr3とは本質的に等しく、一方、r2とr4とは本質的に等しい。このことは、本発明の他の実施形態には当てはまらない場合がある。さらに、第1の角部64と第3の角部68との間、および第2の角部66と第4の角部70との間において、上側分散山部50uの各々の頂部50utは直線状に延びている。それによって、頂部50utの中間部69には本質的に一定の幅wが与えられ、幅wは、頂部上側山線54TRに直交して測定される。
図3a~図3b、図5、および図7を参照すると、頂部上側山線56TVに沿って延びる上側分散谷部52uの複数の底部52ub、ここではすべての底部52ubの第1の突出面P1(図2)における突起は、頂部上側山線54TRに沿って延びる上側分散山部50uの頂部50utの、第1の突出面P1における突起の、伝熱板2aの長手方向中心軸Lに平行な鏡像である。さらに、また、頂部上側山線56TVに沿って延びる上側分散谷部52uは、それぞれ曲率半径r1およびr3の第1および第3の角部74、78ならびにそれぞれ曲率半径r2およびr4の第2および第4の角部76、80を有する底部52ubを備え、ここで、r1およびr3はr2およびr4よりも本質的に大きい。
ここで、第1の突出面P1は、伝熱板2aの中心延長面42と一致するが、本発明の代替実施形態では異なる場合がある。
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、また、底部下側山線54BRに沿って延びる下側分散山部50lおよび底部下側谷線56BVに沿って延びる下側分散谷部52lは、曲率半径r1およびr3の第1の角部64、74および第3の角部68、78ならびに曲率半径r2およびr4の第2の角部66、76および第4の角部70、80を有する頂部50ltおよび底部52lbを備え、ここで、r1およびr3はr2およびr4よりも本質的に大きい。
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の頂部上側山線54TRに沿った上側分散山部50uおよび底部下側山線54BRに沿った下側分散山部50lは、プレート2bのそれぞれ、底部下側山線54BRに沿った下側分散山部50lおよび頂部上側山線54TRに沿った上側分散山部50uに位置合わせされ、当接する。さらに、プレート2aの頂部上側谷線56TVに沿った上側分散谷部52uおよび底部下側谷線56BVに沿った下側分散谷部52lは、プレート2cのそれぞれ、底部下側谷線56BVに沿った下側分散谷部52lおよび頂部上側谷線56TVに沿った上側分散谷部52uに位置合わせされ、当接する。
したがって、プレートの分散チャネルは、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。最も長い分散流チャネルは、プレートのポートホールに最も近く、より丸い分散山部および谷部によって画定され、それによって、最も長い分散流チャネルにおいて、停滞流領域が低減し、したがって、付着物およびごみの蓄積が低減する。
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の頂部上側山線54TRに沿った上側分散山部50uおよび底部下側山線54BRに沿った下側分散山部50lは、プレート2bのそれぞれ、底部下側谷線56BVに沿った下側分散谷部52lおよび頂部上側谷線56TVに沿った上側分散谷部52uに位置合わせされ、当接する。さらに、プレート2aの頂部上側谷線56TVに沿った上側分散谷部52uおよび底部下側谷線56BVに沿った下側分散谷部52lは、プレート2cのそれぞれ、底部下側山線54BRに沿った下側分散山部50lおよび頂部上側山線54TRに沿った上側分散谷部50uに位置合わせされ、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。より詳細には、下側分散領域22において、仮想下側山線54l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56l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。それによって、底部下側山線54BRは、第3のポートホール18の最も近くに配置された仮想下側山線になり、一方、底部下側谷線56BVは、第4のポートホール20の最も近くに配置された仮想下側谷線になる。
底部下側谷線56BVに沿って延びる下側分散谷部52lの複数、ここではすべての底部52lbの第2の突出面P2(図2)における突起は、頂部上側山線54TRに沿って延びる上側分散山部50uの頂部50utの、第2の突出面P2における突起の、伝熱板2dの横中心軸Tに平行な鏡像である。さらに、また、底部下側谷線56BVに沿って延びる下側分散谷部52lは、曲率半径r1およびr3の第1の角部74および第3の角部78ならびに曲率半径r2およびr4の第2の角部76および第4の角部80を有する底部52ubを備え、ここで、r1およびr3はr2およびr4よりも本質的に大きい。
さらに、底部下側山線54BRに沿って延びる下側分散山部50lの複数、ここではすべての頂部50ltの第2の突出面P2における突起は、頂部上側谷線56TVに沿って延びる上側分散谷部52uの底部52ubの、第2の突出面P2における突起の、伝熱板2dの横中心軸Tに平行な鏡像である。さらに、また、底部下側山線54BRに沿って延びる下側分散山部50lは、曲率半径r1およびr3の第1の角部64および第3の角部68ならびに曲率半径r2およびr4の第2の角部66および第4の角部70を有する頂部50utを備え、ここで、r1およびr3はr2およびr4よりも本質的に大きい。
ここで、第2の突出面P2は、伝熱板2dの中心延長面42と一致するが、本発明の代替実施形態では異なる場合がある。
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。
上述の伝熱板2a~2d上では、頂部上側山線および底部下側山線ならびに頂部上側谷線および底部下側谷線に沿った分散山部および分散谷部は、一定の幅wを有する中間部を備える頂部および底部を有する。本発明の代替実施形態によれば、この代わりに、中間部は可変幅を有する。一例として、中間部は、それぞれの最も近いポートホールから離れることができ、それによって、分散山部および分散谷部の頂部および底部に半楕円または半円の本質的な形状が与えられる。
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。
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、特に頂部および底部、上および下側山線および谷線に沿って配置された分散山部および谷部は、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。
より長い仮想上側山線および下側山線ならびに上側谷線および下側谷線を湾曲させる必要はない。その代わりに、すべての仮想上側山線および下側山線ならびに仮想上側谷線および下側谷線を直線状にすることができる。別の例として、またより短い、すなわち、すべての仮想上側山線および下側山線ならびに仮想上側谷線および下側谷線を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は、湾曲する必要がなく、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
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
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
34a 前上側対角ガスケット溝部
36 波形
38 仮想上面
40 仮想下面
42 仮想中心延長面
43a 底部
44 伝熱山部
45 仮想前対角ガスケット面
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
54BR 底部下側山線
54TR 頂部上側山線
56BV 底部下側谷線
56TV 頂部上側谷線
56u 仮想上側谷線
56l 仮想下側谷線
62 領域
63 第1の仮想中間面、第1の中間面
64、74 第1の角部
65、75 第1の端部
66、76 第2の角部
67、77 第2の端部
68、78 第3の角部
69 中間部
70、80 第4の角部
71 断続側壁
73 第2の仮想中間面、第2の中間面
79 中間部
L 長手方向中心軸
P1 第1の突出面
P2 第2の突出面
r1、r2、r3、r4 曲率半径
T 横中心軸
w 幅

Claims (14)

  1. 仮想中心延長面(42)内を延びる伝熱板(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)と、中心部(24)と、下側端部(16)とを備え、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、前記中心部(24)が、前記上側分散パターンおよび前記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、細長い上側分散山部(50u)と細長い上側分散谷部(52u)とを備え、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、丸い第1の角部、丸い第2の角部、丸い第3の角部、および丸い第4の角部(64、66、68、70)を有し、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、丸い第1の角部、丸い第2の角部、丸い第3の角部、および丸い第4の角部(74、76、78、80)を有し、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る、伝熱板(2a、2d)において、前記上側山線(54u)の頂部上側山線(54TR)に沿って延びる、1よりも大きい第1の数の前記上側分散山部の各々について、前記頂部上側山線(54TR)が、前記第2のポートホール(12)の最も近くに配置され、前記頂部(50ut)の前記第1の角部(64)の曲率半径が、前記頂部(50ut)の前記第2の角部(66)の曲率半径よりも大きく、前記第1および第2の角部(64、66)が、前記頂部上側山線(54TR)の両側に配置され、前記第2の角部(66)が、前記第1の角部(64)よりも前記第2のポートホール(12)の近くに配置され、前記第1および第3の角部が、前記頂部上側山線の同じ側に配置されることを特徴とする、伝熱板(2a、2d)。
  2. 前記第1の数の前記上側分散山部(50u)が、前記頂部上側山線(54TR)に沿って延びる前記上側分散山部(50u)の大部分である、請求項1に記載の伝熱板(2a、2d)。
  3. 前記第1の数の前記上側分散山部(50u)の各々について、前記頂部(50ut)の前記第3の角部(68)の曲率半径が前記頂部(50ut)の前記第4の角部(70)の曲率半径よりも大きい、請求項1または2に記載の伝熱板(2a、2d)。
  4. 前記第1の数の前記上側分散山部(50u)の各々について、前記頂部(50ut)が、前記第1の角部(64)と前記第3の角部(68)の間において、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た前記上側山線(54u)に向かって隆起する、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の数の前記上側分散山部(50u)の各々の前記頂部(50ut)が、前記頂部上側山線(54TR)に沿って連続的に配置された第1の端部(65)と、中間部(69)と、第2の端部(67)とを備え、前記第1の端部(65)が、前記第1および第2の角部(64、66)を備え、前記第2の端部が、前記第3および第4の角部(68、70)を備え、前記中間部(69)が、本質的に一定の幅(w)を有し、前記幅(w)が、前記頂部上側山線(54TR)に直交して測定される、請求項1から4のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  6. 前記第2のポートホール(12)と前記上側分散領域(14)との間に配置された前上側対角ガスケット溝部(34a)をさらに備え、前記前上側対角ガスケット溝部(34a)の底部(43a)が、仮想前対角ガスケット面(45)内を延び、前記上側分散山部(50u)が、前記頂部上側山線(54TR)に沿って延び、前記仮想前対角ガスケット面(45)から突出し、前記前上側対角ガスケット溝部(34a)に沿って延び、それによって、前記前上側対角ガスケット溝部(34a)の断続側壁(71)を形成する、請求項1から5のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  7. 前記仮想前対角ガスケット面(45)が、前記仮想上面(38)と前記仮想下面(40)との間を延びる、請求項6に記載の伝熱板(2a、2d)。
  8. 前記仮想上側山線(54u)および前記仮想上側谷線(56u)が、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)が、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1の仮想中間面(63)内を延びる領域(62)を囲む、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1のポートホール(10)の最も近くに配置された、前記上側谷線(56u)の頂部上側谷線(56TV)に沿って延びる複数の前記上側分散谷部(52u)の各々の前記底部(52ub)の、前記伝熱板(2a、2d)の前記中心延長面(42)に平行な第1の突出面(P1)における突起が、前記第1の数の前記上側分散山部(50u)のそれぞれの上側分散山部の前記頂部(50ut)の、前記第1の突出面(P1)における突起の、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のポートホールおよび前記第3のポートホール(10、18)が、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が、細長い下側分散山部(50l)および細長い下側分散谷部(52l)を備え、前記下側分散山部(50l)が、前記下側境界線(32)から前記第3のポートホールおよび前記第4のポートホールのうちの一方(18)に向かって延びる複数の分離された仮想下側山線(54l)に沿って長手方向に延び、前記下側分散谷部(52l)が、前記下側境界線(32)から前記第3のポートホールおよび前記第4のポートホールのうちの他方(20)に向かって延びる複数の分離された仮想下側谷線(56l)に沿って長手方向に延び、複数の前記下側分散山部(50l)および下側分散谷部(52l)の各々の頂部(50lt)または底部(52lb)の、前記伝熱板(2a、2d)の前記中心延長面(42)に平行な第2の突出面(P2)における突起が、前記第1の数の前記上側分散山部(50u)のそれぞれの上側分散山部の前記頂部(50ut)の、前記第2の突出面(P2)における突起の、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9のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  11. 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)のうちの前記一方が、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)のうちの前記他方が、前記第4のポートホール(20)であり、前記第4のポートホール(20)の最も近くに配置された、前記下側山線(54l)の底部下側山線(54BR)に沿って延びる複数の前記下側分散山部(50l)の各々が、前記第1の数の前記上側分散山部(50u)のそれぞれの上側分散山部の、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10に記載の伝熱板(2a)。
  12. 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)のうちの前記一方が、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)のうちの前記他方が、前記第3のポートホール(18)であり、前記第4のポートホール(20)の最も近くに配置された、前記下側谷線(56l)の底部下側谷線(56BV)に沿って延びる複数の前記下側分散谷部(52l)の各々の前記底部(52lb)の、前記第2の突出面(P2)における突起が、前記第1の数の前記上側分散山部(50u)のそれぞれの上側分散山部の前記頂部(50ut)の、前記第2の突出面(P2)における突起の、前記伝熱板(2d)の前記横中心軸(T)に平行な鏡像である、請求項10に記載の伝熱板(2d)。
  13. 前記第2のポートホール(12)の最も近くに配置された複数の前記仮想上側山線(54u)が、前記仮想上側山線(54u)の延長部の少なくとも一部に沿って湾曲し、それによって前記第2のポートホール(12)から見たときに隆起している、請求項1から12のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
  14. 前記上側境界線および下側境界線(30、32)が湾曲し、それによって、前記伝熱領域(26)から見たときに隆起している、請求項1から13のいずれか一項に記載の伝熱板(2a、2d)。
JP2023536157A 2020-12-15 2021-11-25 伝熱板 Active JP7440707B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20214275.8A EP4015960B1 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Heat transfer plate
EP20214275.8 2020-12-15
PCT/EP2021/082951 WO2022128386A1 (en) 2020-12-15 2021-11-25 Heat transfer plate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023549428A JP2023549428A (ja) 2023-11-24
JP7440707B2 true JP7440707B2 (ja) 2024-02-28

Family

ID=73854625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023536157A Active JP7440707B2 (ja) 2020-12-15 2021-11-25 伝熱板

Country Status (13)

Country Link
US (1) US11946707B2 (ja)
EP (1) EP4015960B1 (ja)
JP (1) JP7440707B2 (ja)
KR (1) KR102637998B1 (ja)
CN (1) CN116583708B (ja)
BR (1) BR112023011610B1 (ja)
CA (1) CA3200101C (ja)
DK (1) DK4015960T3 (ja)
ES (1) ES2947513T3 (ja)
PL (1) PL4015960T3 (ja)
PT (1) PT4015960T (ja)
RS (1) RS64264B1 (ja)
WO (1) WO2022128386A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017504780A (ja) 2014-01-29 2017-02-09 ダンフォス・マイクロ・チャンネル・ヒート・エクスチェンジャー・(ジャシン)・カンパニー・リミテッド 熱交換板および熱交換板を備える板式熱交換器
JP2020012630A (ja) 2018-07-17 2020-01-23 トランタ、インコーポレイテッド 熱交換器用伝熱プレート
EP3650795A1 (en) 2018-11-07 2020-05-13 Alfa Laval Corporate AB Heat transfer plate

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE353954B (ja) 1971-02-19 1973-02-19 Alfa Laval Ab
SE418058B (sv) * 1978-11-08 1981-05-04 Reheat Ab Forfarande och anordning for pregling av vermevexlarplattor for plattvermevexlare
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
SE505225C2 (sv) * 1993-02-19 1997-07-21 Alfa Laval Thermal Ab Plattvärmeväxlare och platta härför
JP3347797B2 (ja) 1993-03-26 2002-11-20 株式会社日阪製作所 プレート式熱交換器用プレート
FR2712964B1 (fr) * 1993-11-25 1995-12-29 Vicard Chaudière électrique pour liquide caloporteur en circulation dans un circuit ouvert ou fermé.
JP3292128B2 (ja) * 1998-02-27 2002-06-17 ダイキン工業株式会社 プレート型熱交換器
SE518256C2 (sv) * 2001-01-04 2002-09-17 Alfa Laval Ab Värmeöverföringsplatta, plattpaket samt plattvärmeväxlare
KR100581843B1 (ko) * 2005-05-09 2006-05-22 대원열판(주) 판형열교환기의 전열판과 가스켓의 결합구조
SE528879C2 (sv) * 2005-07-04 2007-03-06 Alfa Laval Corp Ab Värmeväxlarplatta, par av två värmeväxlarplattor samt plattpaket för plattvärmeväxlare
US20070029077A1 (en) * 2005-08-02 2007-02-08 Mirolli Mark D Hybrid heat exchanger
JP2008116138A (ja) 2006-11-06 2008-05-22 Xenesys Inc 熱交換用プレート
SE532344C2 (sv) 2007-12-21 2009-12-22 Alfa Laval Corp Ab Packningsstöd i värmeväxlare och värmeväxlare innefattande packningsstöd
SE534306C2 (sv) * 2008-06-17 2011-07-05 Alfa Laval Corp Ab Värmeväxlarplatta och plattvärmeväxlare
SE533310C2 (sv) 2008-11-12 2010-08-24 Alfa Laval Corp Ab Värmeväxlarplatta och värmeväxlare innefattande värmeväxlarplattor
SE533205C2 (sv) * 2008-12-03 2010-07-20 Alfa Laval Corp Ab Värmeväxlare
KR101203674B1 (ko) * 2009-07-03 2012-11-23 코스트 주식회사 전열판 및 이를 이용한 판형 열교환기
SE534765C2 (sv) * 2010-04-21 2011-12-13 Alfa Laval Corp Ab Plattvärmeväxlareplatta och plattvärmeväxlare
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
SI2728293T1 (sl) * 2012-10-30 2017-02-28 Alfa Laval Corporate Ab Plošča toplotnega izmenjevalnika in ploščni toplotni izmenjevalnik, ki vsebuje takšno ploščo toplotnega izmenjevalnika
SI2728292T1 (sl) 2012-10-30 2017-01-31 Alfa Laval Corporate Ab Plošča za prenos toplote in ploščni izmenjevalnik toplote, ki vsebuje takšno ploščo
CN103791758B (zh) 2014-03-07 2016-07-20 丹佛斯微通道换热器(嘉兴)有限公司 用于板式换热器的热交换板以及具有该热交换板的板式换热器
SI2957851T1 (sl) 2014-06-18 2017-07-31 Alfa Laval Corporate Ab Plošča za prenos toplote in ploščni toplotni izmenjevalec, ki vsebuje takšno ploščo za prenos toplote
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
EP3225947A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-04 Alfa Laval Corporate AB Heat transfer plate and plate heat exchanger comprising a plurality of such heat transfer plates
ES2813624T3 (es) * 2017-10-05 2021-03-24 Alfa Laval Corp Ab Placa de transferencia de calor y un paquete de placas para un intercambiador de calor que comprende una pluralidad de tales placas de transferencia de calor
CN108827057A (zh) 2018-04-30 2018-11-16 南京理工大学 一种新型鱼骨形的板式换热器复合波纹板片
PL3587984T3 (pl) * 2018-06-28 2021-04-06 Alfa Laval Corporate Ab Płyta wymiennika ciepła i uszczelka
DK3657114T3 (da) * 2018-11-26 2021-09-20 Alfa Laval Corp Ab Varmeoverføringsplade

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017504780A (ja) 2014-01-29 2017-02-09 ダンフォス・マイクロ・チャンネル・ヒート・エクスチェンジャー・(ジャシン)・カンパニー・リミテッド 熱交換板および熱交換板を備える板式熱交換器
JP2020012630A (ja) 2018-07-17 2020-01-23 トランタ、インコーポレイテッド 熱交換器用伝熱プレート
EP3650795A1 (en) 2018-11-07 2020-05-13 Alfa Laval Corporate AB Heat transfer plate

Also Published As

Publication number Publication date
DK4015960T3 (da) 2023-08-07
PL4015960T3 (pl) 2023-07-10
EP4015960B1 (en) 2023-05-10
US11946707B2 (en) 2024-04-02
US20230332846A1 (en) 2023-10-19
ES2947513T3 (es) 2023-08-10
KR102637998B1 (ko) 2024-02-20
KR20230113820A (ko) 2023-08-01
CA3200101C (en) 2023-12-12
BR112023011610A2 (ja) 2023-07-04
EP4015960A1 (en) 2022-06-22
CN116583708B (zh) 2024-06-11
JP2023549428A (ja) 2023-11-24
BR112023011610B1 (pt) 2024-01-23
CN116583708A (zh) 2023-08-11
RS64264B1 (sr) 2023-07-31
PT4015960T (pt) 2023-06-19
WO2022128386A1 (en) 2022-06-23
CA3200101A1 (en) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110537069B (zh) 热传递板和包括多个此类热传递板的热交换器
JP7128964B2 (ja) 伝熱板
KR102354446B1 (ko) 열전달 판
JP7440707B2 (ja) 伝熱板
JP7214923B2 (ja) 熱伝達プレート
JP2023549429A (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

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: 20240122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240215

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7440707

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150