JPH01503558A - 恒久的に接合されたプレート式熱交換器 - 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】 恒久的に接合されたプレート式熱交換器本発明は、それぞれが周縁部とこの内部 の熱交換器と流出入ボートを持ついくつかのボート部とを有する一式の熱交換プ レートよりなるプレート式熱交換器に関し、各熱交換プレートは一式の熱交換プ レートのうちの隣接する熱交換プレートに、その間に流路を残すように周縁部沿 いと熱交換部中の多くの場所との双方において恒久的に接合されており、プレー トのボートは一直線に並べられ、かつ、熱交換プレート全体に亘り熱交換プレー ト間の１つおきの流路と連通ずる第１の熱交換媒体用の第１の注入路および排出 路と、熱交換プレート全体に亘り熱交換プレート間の残りの流路と連通する第２ の熱交換媒体用の第２の注入路および排出路とを形成し、また、注入路および排 出路のそれぞれに沿って、注入路および排出路それぞれから分岐された流路を形 成する隣接する熱交換プレートのボート部は、注入路および排出路の周りの注入 路および排出路それぞれの近くに位置する外側の線と内側の線との間でそれぞれ 恒久的に接合される。

この種の熱交換プレートは、例えば米国特許第３、２４０．２６８号および英国 特許第２．００５．３９８号により以前より公知である。熱交換プレートが互い に恒久的に接合されることによりプレート間にガスケットは不要であり、また、 熱交換プレートを支持するためのいかなる外部フレームも必要ではない、したが って、この種のプレート式熱交換器を比較的安価に製造することが可能である。

「恒久的に接合された」という表現は、主としてはんだ付けを指すが、例えば溶 接または接着剤による接着も指す。

公知の恒久的に接合されたプレート式熱交換器の本質的な欠点は、熱交換プレー トをまとめて固定するための外部フレームを具備したプレート式熱交換器に許容 される圧力よりもかなり低いある圧力に限定されることである。恒久的に接合さ れたプレート式熱交換器にとり過負荷となる圧力では漏れが生じ、その漏れは一 般に、注入路および排出路に関連して熱交換プレートのボート部と周縁部の少な くとも一つに起こることがわかっている。その理由は、おそらくプレート式熱交 換器が熱交換プレートのボート部で、熱交換プレート間の接続ジヨイントの無い 比較的大きな突出領域を有するためである。したがってボート部に最も近いジヨ イントには負荷がかかり過ぎ、裂ける危険がある。

公知のプレート式熱交換器においては、これらのジヨイントは注入路および排出 路のへりからかなりの距離の位置、通常はプレートの周縁部にあり、この周縁部 の距離は、プレート式熱交換器のエンドプレートの前記外側の線と前記内側の線 との間の領域に置かれなければならないシーリングリングのための十分な空間を とるために必要と考えられてきた。さらに、熱交換プレートの熱交換部のプレス 加工中に通常円形のボートがしばしば変形してやや長円形になるので、前記シー リングリングを取り付ける領域にはマージンが必要である。

本発明の目的は、公知の恒久的に接合されたプレート式熱交換器の前記の欠点を 取り除き、この種の公知のプレート式熱交換器よりもかなり高い圧力負荷に耐え られる初めに述べた種類のプレート式熱交換器を提供することである。

この目的は、注入路および排出路沿いに熱交換プレートのボート部を合わせて保 持するように配置された手段を主として特徴とする初めに述べた種類のブ１／− ト式熱交換器により達成され、前記手段は前記注入路および排出路のそれぞれと 連通ずるプレート間の空間中に注入路および排出路のそれぞれに沿って置かれ、 かつ、前記のプレート間の各空間において、前記外側の線と注入路および排出路 自体との間に位置する注入路および排出路のそれぞれの周りの領域内で当該プレ ート間の空間の範囲を限定して、熱交換プレートの双方に恒久的に接合さねる。

接続手段は好適には前記の内側の線と注入または排出路自体との間に位置する注 入および排出路それぞれの周りの領域に配置される。

本発明の好適な実施例においては、各接続手段は少なくとも部分的に熱交換プレ ートの構成部分となっている。好適には熱交換プレートは薄い素材で製造され、 かつ、プレス加工により両面に突出部を具備し、各接続手段は、熱交換プレート のボート部からプレス加工で作られた突出部よりなる。注入路および排出路を取 り囲み、プレートにより形成された流路と連通ずる２つの隣接するプレートのボ ート部は、好適にはこれらのプレートの互いに離れた位置にある２つの末端の平 面内に配置され、各接続手段は２つの隣接するプレートからの互いに恒久的に接 合される突出部により形成される。

好適には、プレート間の具なる空間中に配置された接続手段は、熱交換プレート に垂直に注入路および排出路のそれぞれに沿って互いに一直線に配置される。

各注入路および排出路は一方の末端で開放され、もう一方の末端で閉鎖され、前 記のもう一方の末端に配置されたエンドプレートは、熱交換プレートの前記接続 手段に対応する注入路および排出路の周りの領域内の接続手段と、前記接続手段 の内側にプレス加工して作られた強化のための突出部とを含む非貫通ボート部を 有する。

本発明による°各熱交換プレートの各ボート部中の前記内側の線内にも、プレー トの残りの部分のプレス加工と同時にプレス加工することによって形成される接 続手段を具備することにより、プレートのボートが長円形になることは避けられ る。このようにして、熱交換器のエンドプレートのシーリングリングのための領 域の上述したマージンは、前記接続手段を各ボート部の前記内側の線内に形成す るのに利用される。したがって、本発明により、熱交換プレートの熱交換面積ま たは熱交換プレートのボートを小さくする必要なし本発明は、添付の図面に関し て以下に、より詳細に説明される。

第１図は本発明に関する種類のプレート式熱交換器の透視図である。

第２図は本発明によるプレート式熱交換器向けの熱交換プレートの一部を示す図 である。

第３図は本発明によるプレート式熱交換器向けのエンドプレートの一部を示す図 である。

第４図は第１図の線ＩＶ−ＩＶ沿いのプレート式熱交換器の断面図である。

第１図は一部の熱交換プレート２、エンドプレート３ならびに熱交換プレート一 式の上側および下側それぞれにある外部カバープレート４ａおよび４ｂを含むプ レート式熱交換器１を示す、プレート式熱交換器１はまた、２つの熱交換媒体の 流れる第１および第２の注入パイプ５．６それぞれと第１および第２の排出バイ ブ７．８それぞれとを有する。

第２図は、両面にプレス加エバターンを有する長く延びる熱交換プレート２の末 端部を示す図で、この末端部は熱交換プレート２０２つの末端の平面間にまたが っている。熱交換プレート２から斜めに突出する一つの周縁部１７は熱交換プレ ートの周縁のまわりに延長し、この内側のプレート末端の平面の一つにはボート 部１０ａが位置し、プレートのもう一つの末端の平面にはボート部１０ｂが位置 している。ボート部１０ａおよび１０ｂはそれぞれ、ボートｌｌａおよびｌｌｂ を有する。熱交換プレート２のもう一方の末端部（図示せず）に、前記２つの末 端の平面内に位置する対応するボート部を有している。さらに、熱交換プレート ２の各末端に位置するボート部間には屋根と谷からなる波形バク・−ンを有し、 前記２つの末端の平面間にまたがっている熱交換部９がある。ボート１１ａの周 りの下部の末端の平面には外側の線１３ａおよび内側の線１４ａにより制限され る本質的に平らな接続面１２ａがある。内側の線１４ａの内側にはいくつかの突 出部１５ａがあり、外側の線１３ａの外側にはいくつかの突出部１６ａがある。

突出部１５ａおよび１６ａは下部末端の平面から前記上部末端の平面に延びる。

同様に、ボート１１ｂの周りの上部の末端の平面には、外側の線１３ｂおよび内 側の線１４ｂにより制限される接続面１２ｂがある。やはりいくつかの突出部１ ５ｂおよび１６ｂがあるが、これらは上部末端の平面から下部末端の平面に延び る。

図示した熱交換プレート２は、プレートの平面内で１８０°回転した同様の熱交 換プレートと接合することを目的としている。熱交換プレート２の後ろの位置、 にある熱交換プレートは接続面１２ａの裏面ならびに突出部１５ｂおよび１６ｂ の裏面に接触し、熱交換プレート２の前の位置にある熱交換プレートの裏面は接 続面１２ｂならびに突出部１５ａおよび１６ａに接触する。さらに２つの隣接す る熱交換プレートの波形パターンの屋根と谷とが互いに交差するので、熱交換プ レート２の各側に位置する各熱交換プレートは周縁部１７の各側面ならびに熱交 換部９の各面上の様々な点で当接する。

第３図は強化のための突出部１８を有する２つの非貫通ボート部を含むが１．そ れがなければ第２図に示す熱交換プレート２と一致するエンドプレート３の末端 部を示す。強化のための突出部１８は上部末端の平面から下部末端の平面に延び る。

第４図は、第２の注入バイブロおよび第１の排出バイブ７を含む熱交換器の部分 にわたる第１図に示すブレート式熱交換器１の断面を示す、この断面は、熱交換 器の第１の注入バイブおよび第２の排出バイブの対応する断面とも一致する。

プレート式熱交換器１は、第２図に示す種類の８枚の熱交換プレート２および第 ３図に示す種類の１枚の下部エンドプレート３を含み、熱交換プレートおよびエ ンドプレートは上部外側のカバープレート４ａと下部外側のカバープレート４ｂ との間に互いに重ねて配置される。熱交換プレートのボートは、注入路と排出路 とを形成するように一直線に並べられるが、注入路と排出路は底部ではエンドプ レートの非貫通ボート部により制限され、上部では注入バイブロおよび排出バイ ブ７とそれぞれ連絡する。

２つの隣接する熱交換プレート２は、プレートの熱交換部中にある波形パターン の屋根が互いに交差することによりプレート間の流路の範囲を定める。プレート のうちの１つの接続面１２ｂは他のプレートの接続面１２ａに当接するので、前 記流路はプレートの各末端で注入路または排出路のいずれかとのみ連絡する。ま た一つのプレートの突出部１５ａおよび突出部１６ａはそれぞれ、他のプレート の突出部１５ｂおよび突出部１６ｂのそれぞれと当接する。

突出部１５ａおよび１５ｂは互いに当接して接続手段１９を形成し、２つの熱交 換プレートのボート部を注入路および排出路沿いにそれぞれまとめて固定する。

注入路および排出路の各々に沿った接続手段１９は、注入路および排出路のそれ ぞれとプレートの接続面１２ａおよび１２ｂと注入路または排出路自体との間に 位置する領域中で連通するプレート間の空間中に位置している。

プレート間の各空間中の接続手段１９の間には、熱交換プレート間の流路と連通 ずる開口部２２がある。プレートの接続面１２ａおよび＋２ｂの範囲を定める第 ４図に示す線】３および１４は、それぞれ第３図では対応する線１３２１および ＋３ｂならびに線１４ａおよび１４ｂに延伸している。

同様に、突出部１６ａおよび）６ｂは互いに当接して接続手段２３を形成し、２ つの隣接する熱交換プレートのボート部を注入路および排出路沿いにそれぞれ固 定する。注入路および排出路の各々に沿った接続手段２３は、部分的に注入路お よび排出路のそれぞれを取り囲み、かつ、プレートの接続面１２ａおよび１２ｂ と周縁部１７の隣接部分との間に位置する領域中で、注入路および排出路のそれ ぞれと連通ずるプレート間の空間中に位置している。

注入路または排出路の周りのいずれかに見られる上部カバープレー）４ａと隣接 する熱交換プレート２との開の空間には、熱交換プレート２の接続面！２ａおよ び１２ｂそれぞれの中にスペーシングリング２ｏが配置される。スペーシングリ ング２０はまた、熱交換プレート２とカバープレート４ａとの間のシーリングと しても作用する。

下部カバーブレー）４ｂの近くに位置するエンドプレート３は非貫通ボート部に より注入路および排出路をおおい、またカバープレート４ｂに接触する強化のた めの突出部１８ならびに熱交換プレートの突出部１５ａおよび１５ｂに対応する 突出部があるため、プレート４ｂとエンドプレート３との間にディスタンスリン グは必要ない。

本発明によるプレート式熱交換器１は、好適には長方形の熱交換プレート２を含 むが、円形の熱交換プレートのような他の形状にすることも可能である。熱交換 器１は２つの熱交換媒体の各々を流す１つの注入路および１つの排出路とともに 図示されており、注入路および排出路は熱交換プレート２の末端部に位置してい る。熱交換器は当然、いくつかの注入路または排出路を具備する場合もあり得る 。各路の形状および配置も自由に選択できる。

量による。熱交換器の接合のためには、適切な数のプレートが、隣接するプレー ト間にシートの形で配置されるはんだとともに互いに積み重ねられ、プレート一 式全体が前記はんだの溶けるまでオーブン中で加熱される。

本発明によれば、接続手段９は、別の方法として熱交換プレート間に配置された 固定されない要素から形成される場合もあるが、好適には各熱交換プレートと一 体の部分として形成される。接続手段１９は、熱交換プレートのボート部１０ａ および１０ｂそれぞれからプレス加工された突出部１５ａおよび＋５ｂにより形 成され、突出部１５ａおよび］６ｂはその後隣接する熱交換プレートの対応する 突出部と恒久的に接合される。

異なるプレート間の空間に配置されている接続手段１９間の好適な力の分布を得 るため、これらは好適には熱交換プレート２に垂直に各注入路および排出路に沿 って一直線に並べられる。接続手段１９は注入路および排出路の周りに均等に分 布させることができるが、熱交換部９に向かう方向により希薄に、残りの方向に より密に配置することもできる。

本発明により提案された接続手段１９および２３はまた、第４図に示すスペーシ ングリング２ｏのガイディングを形成する。このことと突出部１５ａおよび１５ ｂがプレス加工されることで熱交換プレート２の製造中にボート部１０ａおよび １０ｂそれぞれの変形が回避されるという事情とにより、ボートの周りの接続面 １２δおよび１２ｂのために必要なマージンを、公知の熱交換器において必要な マージンに比較して、かなり狭くすることができる、このようにして、ボートの サイズを変えることなく熱交換器中の熱交換プレートの接続面１２ａおよび１２ ｂ内に接続手段１９を取り付けることが可能である。

注入路および排出路は熱交換プレート一式の一方の末端で開放され、もう一方の 末端で閉鎖される。前記のもう一方の末端に位置するエンドプレート３は好適に は貫通口のないボート部を有する。この非貫通ボート部は空間を作りかつ強化の ための突出部１８を具備している。

ＩＧ　Ｉ ＩＧ　２ ＩＧ　３ 国際調査報告 −一−へｌＡｍｄ＃−・　ＰＣＴ／ＳＥε８ノ’ＯＣ２７６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．それぞれが周縁部（１７）とこの内側にある熱交換部（９）およびボート（ １１ａ，１１ｂ）を備えたいくつかのボート部（１０ａ，１０ｂ）を有する熱交 換プレート（２）の一式を含むプレート式熱交換器であって、熱交換プレート（ ２）は一式の熱交換プレートのうちの隣接する熱交換プレート（２）とその間に 流路を残すように周縁部（１７）沿いと熱交換部（９）中の種々の場所との双方 において永久的に接合され、各プレートのボート（１１ａ，１１ｂ）は一直線に 並べられ、かつ、熱交換プレート（２）間の１つおきの流路と連通する第１の熱 交換媒体のための第１の注入路および排出路、ならびに熱交換プレート（２）間 の残りの流路と連通する第２の熱交換媒体のための第２の注入路および排出路を 、いずれもプレート全体を通して形成し、また、注入路および排出路それぞれに 沿って注入路および排出路それぞれから分かれた流路を形成する隣接する熱交換 プレート（２）のボート部（１０ａ，１０ｂ）は、注入路および排出路の周りの 注入路および排出路の近くにそれぞれ位置する外側の線（１３ａ，１３ｂ）と内 側の線（１４ａ，１４ｂ）との間でそれぞれ永久的に接合されているプレート式 熱交換器において、 各熱交換プレートのボート部（１０ａ，１０ｂ）を注入路および排出路沿いに合 わせて保持するため配置された手段（１９）を有し、前記手段（１９）は該注入 路および排出路のそれぞれと連通するプレート間の空間中に注入路および排出路 のそれぞれに沿って置かれ、かつ、前記プレート間の各空間において、前記外側 の線（１３ａ，１３ｂ）と注入路または排出路自体との間に位置する注入路およ び排出路それぞれの周りの領域内で当該プレート間の空間の範囲を限定して、熱 交換プレート（２）の双方に恒久的に接合されることを特徴とするプレート式熱 交換器。 ２．接続手段（１９）が注入路および排出路それぞれの周りの前記内側の線（１ ４ａ，１４ｂ）と注入路または排出路自体それぞれとの間に位置する領域に配置 されることを特徴とする請求項１記載のプレート式熱交換器。 ３．各接続手段（１９）が少なくとも部分的に熱交換プレート（２）の構成部分 である請求項１または２記載のプレート式熱交換器。 ４．熱交換プレート（２）は薄い素材から作られ、かっ、ブレス加工によって両 面に突出面を具備し、各接続手段（１９）は熱交換プレートのボート部（１０ａ ，１０ｂ）からプレス加工した突出部（１５ａ，１５ｂ）を含むことを特徴とす る請求項３記載のプレート式熱交換器。 ５．プレートにより形成された流路と連通する注入路または排出路を取り囲む２ つの隣接するプレート（２）のボート部（１０ａ，１０ｂ）が、互いに最も離れ た位置にあるプレート（２）のうちのエンドプレート中に配置されること、なら びに各接続手段（１９）が、２つの隣接するプレート（２）からの互いに恒久的 に接台される突出部（１５ａ，１５ｂ）により形成されることを特徴とする請求 項４記載のプレート式熱交換器。 ６．プレート間の異なる空間中に配置された接続手段（１９）は熱交換プレート （２）に垂直に注入路および排出路それぞれに沿って互いに一直線に配置される ことを特徴とする請求項５記載のプレート式熱交換器。 ７．注入路および排出路のそれぞれは一方の末端で開放され、もう一方の末端で 閉鎖されており、前記もう一方の末端に配置されたエンドプレート（３）が、注 入路および排出路の周りの領域中にある前記熱交換プレートの接続手段（１９） に対応する接続手段と、前記接続手段の内側にプレス加工された強化のための部 分（１８）とを含む非貫通ボート部を有することを特徴とする請求項１または２ 記載のプレート式熱交換器。 ８．前記強化のための突出部（１８）が外部カバープレート（４ｂ）に当接する ことを特徴とする、エンドプレート（３）の近くに外部カバープレート（４ｂ） が配置された請求項７記載のプレート式熱交換器。