JPH01501855A - プレート型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 プレート型熱交換器 本発明は、フレームプレート、加圧プレート、およびそわらの間にクランプされ ている熱交換器プレートを含むプレート型熱交換器、ただし、熱交換プレートが 、上記加圧プレートにある孔を貫通してフレームプレートにある対応する孔の中 に少くともある程度の長さだけ入り込んでいる担持用バーから吊下げられている プレート型熱交換器に関する。

プレート型熱交換器は上記のように、通常エンドプレートと称されるフレームプ レートと加圧プレートと、それらの間に配置された熱交換プレートを含んでいる 。さらにプレート型熱交換器は、熱交換プレートを吊下げている上方にある担持 バーと、普通にはさらに、熱交換プレートの位置を決めるためにやはりそれらプ レートと組合って働く下方にある案内バーを含んでいる。フレームプレートと加 圧プレートとは原則的に形状設計において相異フている。つまり、フレームプレ ートには、例えば、熱交換流体の各々に２個全部で４個のボートが設けられるの に対し、加圧プレートではポートが全熱なくてもよい。フレームプレートと加圧 プレートにおいてさらにある本質的な差異は、担持バーおよび案内バー用の孔の 大きさが相異ることである。その理由は、担持バーおよび案内バーがフレームプ レートに固定されるようになっていているのに対し、加圧プレートは、フレーム プレートと加圧プレートの間に取付けられる熱交換プレートの量に応じて担持バ ーおよび案内バーに沿って前後にすべり移動されうるべきであるからである。し たがって、加圧プレートには担持バーや案内バーの直径より少しく大きい直径を 存するそれらバーのための孔が設けられるのに対し、フレームプレートには、そ れに担持バーを固定するため、担持バーの外ねじを切った部分と係合させられる ようなねじを有する、より小さな孔が設けられるのが普通であった。担持バーお よび案内バーをフレームプレートに固定する別の公知の方法は、これらバーをボ ルトで固定する方法である。つまり、担持バーや案内バーの端面がフレームプレ ートの内側表面に当るようにされ、フレームプレートにあるボルト用の孔（ボル ト径に応じた大きさの孔）を貫通して担持バーまたは案内バーの中にねじ込まれ たボルトによって、それらバーが上記の位置に固定される。

フレームプレートと加圧プレートがこのように相異る結果として、プレート型熱 交換器のメーカは、フレームプレートと加圧プレートの両方をストックすること を強いられ、このことは黄用を要し、また多大の貯蔵スペースを占拠する。

フレームプレートと加圧プレートでポートの数が同じになるという問題は、フレ ームプレートにも加圧プレートにも４個のボートを設けたうえで用いられないポ ートにキャップを取付けるということにして解決しうる。ボートにキャップを取 付ける技術は古くから知られているが、それにも拘らず、同じく作られたフレー ムプレートと加圧プレートをプレート型熱交換器に設けることを提案した人は未 だかつてない。その理由は明らかに、担持バーと案内バーを固定するのには上記 のような普通の固定法でなければならないとの考え方があったことと、担持バー や案内バーのための孔をフレームプレートにおいても加圧プレートにおいても同 じくすることが可能であることが思いつかれなかったことにある。フレームプレ ートと加圧プレートを同じくすることが可能であることが思いつかれなかったと いうことは、プレート型熱交換器が市場に出てから少くとも６０年は経ているに も拘らず、このようにすることを提案した人が未だかつてないという事実が示し ている。したがって本発明は、フレームプレートにおける担持バーのための孔が 加圧プレートにおける担持バーのための孔と同じであって担持バーはロッキング デバイスによってフレームプレートに固定されるということでフレームプレート と加圧プレートが同じくなっていることを特徴とする。

このことは、各タイプのプレート型熱交換器のために、フレームプレートとして も加圧プレートとしても用いられうるただ１種類のプレートが製作されればよい ことを意味する。本発明により得られる大きな利便は、エンドプレートの貯蔵に 要する費用が少くなり、必要な貯蔵用スペースも小さくてすむことにある。

以降では添付の図面との関連で本発明をより詳細に説明する。図面においては、 第１図は本発明によるプレート型熱交換器の第１の実施例の部分的断面図、 ・　第２図は本発明によるプレート型熱交換器の第２の実施例の部分的断面図、 第３図は本発明によるプレート型熱交換器の第３の実施例の断面図である。

第１図において、フレームプレートｌと加圧プレート２と、これら二つのプレー トを相互に結合する担持バー３が示されている。フレームプレート１と加圧プレ ート２とは同じく作られており、したがって、フレームプレートにある孔４と加 圧プレートにある孔５とは実質的に大きさが等しい。

図から知られるように、加圧プレート２にある孔５の大きさは、加圧プレートが 担持バー３に沿って自由に移動させられうるような大きさである。フレームプレ ートｌにある孔４は加圧プレートにある孔５と同じ大きさになっているから、こ のことはフレームプレートが担持バーと相対的に移動できるであろうことを意味 する。しかし、前述のように、担持バーはフレームプレートに固定されねばなら ない。この、担持バーのフレームプレートへの固定は、特種なロッキングデバイ スによってなされている。ロッキングデバイスは緊締手段６．ワッシャ７、およ びエキスパンダ８で成っている。

図で明らかなように、担持バー３の、フレームプレート１の孔４の中に入り込ん だ部分のうちの、径が細い部分９は担持バーのそこ以外の部分よりも径が小さく なっている。その理由は、そこには、ある大きさをもったエキスパンダ、つまり 、担持バーの部分９を包囲し、したがってこの部分とフレームプレートの孔４の 壁との間に介在することとなるエキスパンダのためのスペースが存在せねばなら ないからである。なお、エキスパンダ８は、担持バーの径の小さい部分９と普通 の径の部分１１との間の遷移領域に形成されている担持バーの肩部１０に当フて いる。この遷移領域はこの場合には担持バーの、フレームプレートの孔の中にあ る部分に配置されているが、この領域が担持バーの別の部分、例えばフレームプ レートの孔の外側での近くに配置されうろことは当然である。しかし、このよう な位置であると、エキスパンダ８が軸方向により長く伸びていなければならず、 また担持バーの部分１１とフレームプレートとの間の自然な形での支持が失われ るという不利なことになる。

ワッシャ７は、担持バーの小径の部分９を包囲して一端がエキスパンダ８の一方 の面に当っている中空円筒形の部分１２を有している。したがフてワッシャ７の 円筒形部分１２は、担持バー３の部分９とフレームプレートにある孔４の壁との 間に介在することになる。

円筒形部分１２の他端には、フレームプレートの外側表面に当ること°となるフ ランジ１３がついている。

緊締手段６は、この場合においては、担持バーにあるねじを切った穴にねじ込ま れるようにしたボルトで形成されている。そのため、このボルトの頭部がワッシ ャのフランジ１３に当るようになっている。緊締手段６は、ボルトで成るものの 代りに、担持バーの部分９の少くとも外側にはねじを設けることとして、そのね じにかみ合うねじを有するナツトで成るものとすることができる。　担持バー３ とそれの小径の部分９とは、普通には円形断面を有していて、したがって孔４、 ワッシャ７の部分１２、および変形前の状急のエキスパンダ８は円筒形をなして いる。しかし、担持バーとそれの小径の部分９とは、他の形、例えば長方形や正 方形の断面形を有する形になっていてもよい。ただし、ナツトがかみ合うねじが 設けられる部分９の外側部分は円筒形でなければならない。この場合は、孔４、 ワッシャ７、およびエキスパンダ８も長方形または正方形の断面を有していなけ ればならない。

担持バーをフレームプレートの中でロックするには、ボルトまたはナツト６をバ ー９上で締め込む。そうするとワッシャ７の円筒形の部分１２がエキスパンダ８ に押しつけられる。それによりエキスパンダは軸方向に圧縮されるが半径方向で は広がるので、それの半径方向で内側の部分は担持バーの部分９に押し当り、半 径方向で外側の部分はフレームプレートの孔４の壁に押し当る。以上により、担 持バーはフレームプレートに固定される。

担持バー３には小径の部分９が設けられていなくてもよく、その場合は、緊締手 段６は、フレームプレートの孔４の中に入り込んでいる担持バー３に設けられた ねじを切っである穴に直接的にねじ込まれるボルトで成っていればよい。ボルト ６を締め込むと、エキスパンダ８は、半径方向ではこれは広がるから、一方では ボルトのシャフト部に、他方ではフレームプレート】の孔の壁に押し当り、軸方 向ではワッシャ７の円筒形部分１２と担持バー３の一方の端面との間で圧縮され る。

熱交換器の案内バーは図示されていないが、担持バーのためのものと同様のロッ キングデバイスを案内バーに適用することは本発明の範囲に含まれる。

第１図に示し、説明した実施例においては、担持バーをフレームプレートの中で 緊締するためのデバイスは緊締手段とエキスパンダの間にあるワッシャを含んで いる。しかし、本発明の範囲内においては、緊締手段つまりボルトまたはナツト を、そわが一方では直接的にエキスパンダに当り、他方ではフレームプレートの 一方の表面に当ることとなるように変形することができる。そうすれば、ボルト またはナツトを締め込むと、エキスパンダが軸方向には圧縮され半径方向では広 がり、結果として担持バーはフレームプレートの中で固定される。

第１図においては、フレームプレート１と加圧プレート２の間において２本また は数本のクランプ用ボルト１５で成るねじ結合の手段によってクランプされてい る熱交換プレートが略式で示されている。

第２図においては、やはりフレームプレート２０、加圧プレート２１、そして、 円筒形であるのが望ましい担持バー２２が示されている。この場合も、第２図の デバイスと同様に、フレームプレートと加圧プレートとは同じく作うわており、 このことは、フレームプレートと加圧プレートとにある孔は同じ大きさになって いることを意味する。この場合はしかし、担持バーをフレームプレートの中でロ ックすることは別の方法で行われている。つまり、担持バーの、フレームプレー トにある孔に係合すべき円筒形の端部２３はローレット掛けによって塑性変形さ せられていて、それにより担持バーの端部の直径が増大させられている。この場 合ローレット掛けとは、円筒形の包絡面の回りに長さ方向の複数の溝２４が形成 されるような工具によって担持バーの端部を変形させることを含んでいる。これ によｔば、円筒の直径方向両端の溝２４の凹凸の凸部間の距離は、変形前の担持 バーの端部２３の直径よりも大きくなる。担持バ〜の端部２３をフレームプレー ト２０の中でロックするには、担持バーの端を、そこにおける直径方向両端の溝 の凹凸の凸部間の距離よりも幾分小さい直径を有しているフレームプレートの孔 の中に圧入する。こわによって担持バーの端部は締りばねの力によってロックさ れる。

第】図および第２図の実施例における担持バーは。

中実棒状であっても管状であってもよい。

第３図の実施例においても、フレームプレートと加圧プレートは同じく作られて おり、したがって、これらプレートの孔は同じ大きさになっている。この実施例 では担持バー３０は管状でなければならない。担持バーの端部３１をフレームプ レート３２の孔の中でロックすることは、この場合も、担持バーの端部３１の外 径が担持バー３０の外径よりも幾分大きくされていることによる締りばめの力に よフてなされている。担持バー３０の端部３１の外径をこのように増大させるこ とは、担持バーの塑性変形によフてなされている。この塑性変形は、例えばロー リングによって、または中空の担持バ一端部にマンドレルを圧入することによっ て行われつる。このためには、担持バーは不当に大きい肉厚のものであってはな らない。

ｍ＊＋＋ｎｍ＋、＋１１４ｔｏ’＋。、−−、Ｐｃｔ／５Ｅ８７１００６３ム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フレームプレート、加圧プレート、およびそれらの間にクランプされている 熱交換プレートを含むプレート型熱交換器、ただし、熱交換プレートが、前記加 圧プレートにある孔を貫通してフレームプレートにある対応する孔の中に少くと もある程度の長さだけ入り込んでいる担持用バーから吊下げられているプレート 型熱交換器であって、フレームプレート（１）と加圧プレート（２）が同じ形状 になっており、そのためフレームプレート（１）にある担持バー（３）のための 孔（４）が加圧プレート（２）にある担持バー（３）のための孔（５）と同じ大 きさになっていて、担持バー（３）はフレームプレート（１）にロッキングデバ イス（６，７，８；２４，３１）によって固定されることを特徴とするプレート 型熱交換器。 ２．前記ロッキングデバイスが緊締手段（６）とエキスバンダ（８）を含んでい る請求項１に記載のプレート型熱交換器。 ３．緊締手段（６）が、担持バー（３）にあるねじを切ってある穴の中にねじ込 まれるボルトからなる請求項２に記載のプレート型熱交換器。 ４．担持バー（３）の、フレームプレート（１）と係合する部分が、担持バー（ ３）の他の部分に比べて径の小さい部分（９）を有している、請求項３に記載の プレート型熱交換器。 ５．ロッキングデバイスがなお、緊締手段（６）とエキスバンダ（８）の間に置 かれるワッシャ（７）を含んでいる請求項４に記載のプレート型熱交換器であっ て、ワッシャ（７）とエキスバンダ（８）が担持バー（３）の径の小さい部分（ ９）と組合って働いて、ワッシャ（７）とエキスバンダ（８）はフレームプレー ト（１）にある孔の壁と担持バー（３）の径の小さい部分（９）との間に介在す ることを特徴とするプレート型熱交換器。 ６．担持バー（３）の径の小さい部分（９）と他の部分との間の遷移領域に肩部 （１０）が形成されていて、この肩部（１０）がフレームプレートの孔の中に位 置している請求項５に記載のプレート型熱交換器であって、エキスバンダ（８） が肩部（１０）に当っており、エキスバンダの軸方向外側にワッシャ（７）が置 かれていて、ワッシャ（７）は、フレームプレート（１）の外側表面に当るため のフランジ（１３）を有しており、ボルトの頭部がワッシャ（７）のフランジ（ １３）に当るように位置していることを特徴とするプレート型熱交換器。 ７．担持バー（３）とそれの径の小さい部分（９）とが円形の断面を有し、孔（ ４）も、ワッシャ（７）の部分（１２）も、広げられていない状態でのエキスバ ンダ（８）も、円形の断面を有している。請求項６に記載のプレート型熱交換器 。 ８．担持バー（３）とそれの径の小さい部分（９）とが長方形または正方形の断 面を有し、孔（４）も、ワッシャ（７）の部分（１２）も、広げられていない状 態でのエキスバンダ（８）も、長方形または正方形の断面を有している、請求項 ６に記載のプレート型熱交換器。 ９．担持バー（２２）をフレームプレート（２０）の中で固定するためのロッキ ングデバイスが、担持バー（２２）の端部（２３）においての溝（２４）をつけ られたローレット掛け部分からなり、このローレット掛け部分がフレームプレー トの孔の中においてフレームプレート（２０）に締りばめされる、請求項１に記 載のプレート型熱交換器。 １０．担持バー（３０）が管状であり、担持バー（３０）をフレームプレート（ ３２）の中で緊締するためのデバイスが、塑性変形された担持バーの１端部（３ １）をからなり、その塑性変形とは、担持バーの端部（３１）がフレームプレー トの孔の中においてフレームプレート（３２）にプレスばめされる程度にその端 部（３１）の外径を大きくするような変形である、請求項１に記載のプレート型 熱交換器。