JPH0348438B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ ２つの流体流間で熱交換するために交互の交
差流動チヤンネルを備え、連続して平行に隔置さ
れ包囲フレーム内に取付けられた四角形プレート
の積重ね体からなり、前記包囲フレームは前記プ
レートに平行な全体的に四角形の端部壁と、該端
部壁の隅部間に延びると共にそれを連結する隅部
柱体とを備えている熱交換プレートブロツクにお
いて、 前記プレートの積重ね体をユニツトとしてプレ
ート平面の垂直方向に弾性的に圧縮するため隣接
するプレート間に配置された前記プレートの垂直
方向における熱膨張を吸収するセパレータを設
け、 該セパレータは、厚さ方向に弾性的に圧縮可能
でプレートに接触力を与える弾性端部セパレータ
と、隣接するプレート間隔を決める剛性端部セパ
レータを含み、 前記弾性端部セパレータは、各プレートの２つ
の対向端部に、剛性端部セパレータは、他の２つ
の端部に配置するとともに、これらのセパレータ
は互いに隣接するプレートに関して90゜ごとに互
い違いに配置され、 さらに、前記プレート平面に平行な方向におけ
るプレートの熱膨張を吸収するため前記プレート
の隅部をこれに隣接する前記隅部柱体から隔置す
るとともにこの隅部柱体の全長にわたつて設けら
れプレートの隅部を連続してシール形成する弾性
隅部スペーサと、隣接プレートにより形成された
各流動チヤンネルの内側に２つの流れの圧力差に
抗してプレートを支持する複数のスペーサを設け
たことを特徴とする熱交換プレートブロツク。

２ 前記弾性端部セパレータは不織繊維の網状体
である請求の範囲第１項に記載のプレートブロツ
ク。

３ 前記弾性端部セパレータは流体の流れを許容
する請求の範囲第１項記載のプレートブロツク。

４ 前記端部壁は十分な力でプレートの積重ね体
に押し付けられて該プレートの積重ね体を圧縮す
ることによりプレートの平面方向における全体の
移動を充分に抑制するとともに該積重ね体にプレ
ートの平面に対して直交する方向の熱膨張を内部
的に吸収させる請求の範囲第１項記載のプレート
ブロツク。

５ 前記プレートは複数の長い凹所を備え、前記
凹所が前記プレートの平面に対して、同一方向に
前記プレート表面から隆起していると共に、隣接
するプレートに形成されている凹所が相互に直角
をなし、かつ交互のプレートの前記凹所が同一に
配置されており、隣接するプレートの前記凹所が
前記プレート積重ね体の厳しい圧縮時、共働して
支持性柱構造体を形成し、前記柱体が前記プレー
トの平面に垂直に延びると共に、前記プレートを
ゆがむことがないように支持することを特徴とす
る請求の範囲第１項に記載の熱交換プレートブロ
ツク。

６ 複数のスペーサは、前記プレート間に横切つ
て延びる支持リブを形成し、前記各プレートの両
面上の前記リブが相互に直角をなして配置され、
前記相互のプレートの同一面上の前記リブが整列
すると共に前記プレートの平面に垂直な平面を画
成しており、該画成された平面は直角をなして交
差すると共に、前記平面の交差線が前記プレート
の平面に垂直に延び、前記リブは厳しい圧縮時に
前記プレートと共働して支持構造柱体を形成し、
前記柱体が前記プレートの平面に垂直に配置する
と共に前記交差線と一致して前記プレートをゆが
まないように支持していることを特徴とする請求
の範囲第１項に記載のプレートブロツク。

７ 前記隣接したプレートの各々は２つの相対向
する端部を有し、各々の端部は前記プレートの平
面に対して直交する一方向に延びかつ前記プレー
トの平面に平行で外方に延びるフランジを形成す
る部分を有し、また前記プレートの他の２つの相
対向する端部の各々は前記プレートの平面に対し
て直交しかつ前記一方向と反対方向にのびる対向
端部分を有し、 前記各プレートがその平面において、隣接プレ
ートに対して90゜の向きを有し、隣接プレートの
対向端部分に対面するフランジの外端部が、前記
反対方向に延びて、前記プレートを収容できるよ
うにされていることを特徴とする請求の範囲第１
項に記載のプレートブロツク。

８ 前記プレートの平面に垂直に反対方向に延び
る前記端部の長さが、前記プレートの平面に平行
に測定して、前記プレートの同一方向に測定した
全長より実質的に小さいことを特徴とする請求の
範囲第１項に記載のプレートブロツク。

９ セパレータは、外方に延びるフランジ、プレ
ートの平面に対して直交する部分およびプレート
の隣接端部によつて形成されるチヤンネルに担持
されていることを特徴とする請求の範囲第７項に
記載のプレートブロツク。

１０ 前記弾性隅部スペーサは、前記プレートの
平面に対して直交する方向に延びる弾性材からな
る少なくとも１つの細長い巻物状体を備えている
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のプレ
ートブロツク。

１１ ２つの流体流間で熱交換するために交互の
交差流動チヤンネルを備え、プレートに平行なほ
ぼ四角形の端壁を有する包囲フレーム内に取付け
られた連続する平行に隔置された四角形プレート
の積重ね体からなり、前記包囲フレームは前記プ
レートに平行な全体的に四角形の端部壁と、前記
端部壁の隅部間に延びると共にそれを連結する隅
部柱体とを備えている熱交換プレートブロツクに
おいて、 前記隣接したプレートの各々は２つの相対向す
る端部を有し、各々の端部は前記プレートの平面
に対して直交する一方向に延びかつ前記プレート
の平面に平行で外方に延びるフランジを形成する
部分を有し、また前記プレートの他の２つの相対
向する端部の各々は前記プレートの平面に対し直
交しかつ前記一方向と反対方向にのびる対向端部
分を有し、 前記各プレートがその平面において、隣接プレ
ートに対して90゜の向きを有し、隣接プレートの
対向端部分に対面するフランジの外端部が、前記
反対方向に延びて前記プレートを収容できるよう
にされていることを特徴とする熱交換プレートブ
ロツク。

１２ 前記プレートのその平面に平行な熱膨張に
よる増大に適合すべく、前記プレートの隅部を隣
接する前記隅部柱体から隔置する弾性隅部スペー
サを含むことを特徴とする請求の範囲第１１項に
記載の熱交換プレートブロツク。

１３ 弾性隅部スペーサは弾性材の細長い少なく
とも１つの巻物状体を備え、該巻物状体は隅部柱
体とプレートの隅部との間に位置しかつプレート
の平面に対して直交する方向に延びていることを
特徴とする請求の範囲第１２項に記載の熱交換プ
レートブロツク。

１４ プレート積重ね体を前記プレートの平面に
垂直方向に、ユニツトとして弾性的に圧縮できる
ように前記プレート間に設けられたセパレータを
有することを特徴とする請求の範囲第１１項に記
載の熱交換プレートブロツク。

１５ セパレータは、隣接端部間に互いに直交状
に配置され、さらに該各セパレータは全体として
平坦で、細長い弾性端部セパレータと、前記プレ
ートの平面に対して直交する方向に互いに組をな
して配置された一対のＵ形状チヤンネルから形成
される剛性端部セパレータからなることを特徴と
する請求の範囲第１４項に記載の熱交換プレート
ブロツク。

１６ セパレータは、外方に延びるフランジ、プ
レートの平面に対して直交する部分およびプレー
トの隣接端部によつて形成されるチヤンネルに坦
持されていることを特徴とする請求の範囲第１５
項に記載の熱交換プレートブロツク。

発明の分野 この発明はプレート型交換器、特に交換プレー
トを溶接しないで包囲フレーム内に取付ける新規
な方法に関する。

この発明の交換器は、これに限定するわけでは
ないが、熱回収の分野での適用を主目的としてお
り、そこではたとえば、処理部から流出する高温
流体と、処理部へ流入する低温流体との間で熱交
換が行なわれる。特に、この発明の熱交換器は
炉、ボイラー、焼却炉、頁岩油蒸留器等の空気予
熱器として利用できる。

背景技術 熱回収システムにおいて、２つの流体は通常ガ
スであり、その温度差は大きくなく、許容圧力降
下は小さい。これらの状態は通常、大きな熱交換
面を必要とすることになる。さらに、ガスは通
常、混合された時に腐食性、有毒性または爆発性
を有するから、熱交換器は良好な耐食性を有し、
かつ２つの流体間を良好にシールしなければなら
ない。また、回収される熱量は通常少ないから、
熱交換器は設備のコストを正常化するために、十
分に安価でなければならない。これらの相入れな
い要求は、現存の熱交換器においては常に満たさ
れるとはいえない。

種々な型式の熱交換器が現在、熱回収のために
利用されている。その一型式のものとしては、高
熱容量のホイールにより形成された再熱ホイール
があり、該ホイールは回転し、かつ２つの流体間
に熱を移送するようになつている。この型式のも
のは、２つの流体間および大気中への漏出という
厳しい欠点を有し、そのためポンプ給送動力の損
失がもたらされる。この漏出は、２つのガスの混
合体が発火性を有するか、ガスが有毒の場合は、
適用を不可能にしてしまう。別の熱交換器は鋳造
フイン型チユーブを利用している。この種の熱交
換器は重量および容量が大きく、かつ低温および
高温腐食に対する抵抗力が小さい。このような欠
点を克服するために、薄肉波形金属シートを利用
する幾つかの試みが行なわれた。この波形は、プ
レートを２つの流体の圧力差に抗して支持する作
用を有する。米国特許第4029146号明細書におい
ては、波形金属シートが金属ケーシング内に取付
けられている。２つの隣接プレート上の波形リム
は、プレートを分離させると共に、２つの流体が
流動させられる狭いチヤンネルを形成するように
なつている。多くの適用例において、この装置
は、狭い通路が煤煙または他の固体付着物により
詰まる欠点を有すると共に、ケーシングとプレー
ト間の熱膨張差により問題が生じる。別の平行プ
レート型熱交換器が、米国特許第4308915号、同
第1727124号および同第2368814号明細書、英国特
許出願第2041190A号明細書、およびフランス特
許出願第75 202085号および同第78 31863号明細
書に示されている。

これらの特許明細書に開示されているものの中
には、連接プレート間に弾性セパレータとしての
弾性ストリツプを備えている。しかし、これらは
プレート側面に張り出したチヤンネルに載置され
ており、同一プレート上に弾性セパレータと剛性
セパレータを配置しておらず、剛性プレートは単
に弾性ストリツプの受け皿となつており、隣接す
るプレート間隔を決める構成を有していない。ま
た、スペースバーは、積み重ね体の上板および底
部に隣接するプレートにのみ配置され弾性ストリ
ツプの代わりに使用されているので、すべての隣
接するプレート間に配設されていない。

このため、プレートの平面に対して直角方向の
熱膨張は弾性セパレータにより吸収されるが、剛
性セパレータがないためプレート積み重ね体と包
囲フレームとの間の熱膨張差による過度の圧縮を
生じ、流体の流路を形成するプレートの〓間が小
さくなり、流路の目詰りが起こるという問題点が
あつた。

発明の開示 この発明は一実施例において、２つの流体流間
に熱交換を行なうための、交互の横断流動チヤン
ネルを提供する熱交換プレートブロツクを提供し
ており、前記ブロツクは連続し、隔置された平行
な四角形プレートを積重ねたものからなり、前記
プレートは包囲プレート内に取付けられ、前記フ
レームは、前記プレートに平行な全体として四角
形の端部壁と、前記端部壁の隔部間に延びると共
に、それを結合する隅部柱体を備えている。プレ
ートブロツクの特徴は、プレートの間に弾性セパ
レータを包含し、それによりプレートの積重ね体
はプレートの平面に対して垂直方向に、ユニツト
として弾性的に圧縮され得るようになつている。
端部壁と隅部柱体はプレートの積重ね体を好まし
くは十分に圧縮して、プレートがその平面内で、
全体的に移動することを抑制し、その圧縮程度
は、プレートの平面に垂直な方向における、熱膨
張による増加を内部的に吸収すべく、積重ね体が
さらに圧縮できるようにするために制限されてい
る。この実施例の別の特徴としては、隣接する隅
部柱体からプレートの隅部を隔置する弾性隅部ス
ペーサを包含することで、これによりその平面に
平行な方向におけるプレートの熱膨張による増大
を吸収する。したがつて、この実施例において
は、プレートの平面に垂直な方向における熱膨張
による増大は、内部的に吸収され、またプレート
積重ね体はプレートの平面内において膨張するこ
とが可能であり、この膨張はプレート隅部の弾性
隅部スペーサにより吸収される。

この実施例はさらに、プレート間にそれを横切
つて延びる支持リブを包含することが望ましく、
このリブは各プレートの両面に相互に直交して設
けられる。交互のプレートの同様に面する面に設
けられるリブは平行に、かつプレートの端部に関
して同一に位置決めされることが望ましい。すな
わち、リブは隔置された平面内、すなわちプレー
トの平面に垂直な平面内、およびプレートの平面
に垂直に延び交線と直角に、相互に交差する平面
内に存することになる。極端な温度または圧力を
受けた時、リブはプレート間の間隔を維持する作
用を有し、このような極端な状況下でリブとプレ
ートが完全に接触すると、十字に交差したリブは
プレートと共に、一連の構造的な支持柱体を形成
し、これはプレートの平面に垂直方向に延びると
共に、プレートがゆがむこと、あるいは全体的に
移動することがないように支持する。

この発明はさらに、この発明の熱交換器に有用
な熱交換プレートにも関し、このプレートは全体
として四角形であると共に、２つの対向端部を有
しており、前記端部の一部はプレートの平面に対
して全体的に垂直な同一方向に延びると共に、フ
ランジで終つており、このフランジはプレートの
平面に平行に外方へ延びている。プレートの残り
の対向端部には上向き部が設けられ、その長さは
同一方向におけるプレートの最大長さより小さく
することが望ましい。

この発明の別の実施例の特徴としては、プレー
トに複数の長い凹所が設けられ、各プレートの凹
所は、隣接プレートの対面に直ぐ隣接して延びる
と共に、連続するプレートに形成された凹所は、
相互に直交すると共にまたがつている。交互のプ
レートにおける凹所は、同一に位置されている。
こうして、連続するプレートにおける整合し、か
つ十文字に交差する凹所は、プレートの平面に垂
直な線に沿つて交差する平面内に存する。各プレ
ートの凹所が隣接プレートの対向面に接触するよ
うな厳しい条件下で、プレートブロツクが利用さ
れる場合は、凹所とプレートは共働して構造的な
支持柱体を形成し、この柱体はプレートの平面に
垂直方向に延びて、プレートの座屈またはゆがみ
を抑制している。長い凹所には、所期の流体流動
方向に最大寸法を有するように形成することが、
好ましい。各凹所の最長寸法は隣接プレートの隣
接凹所の最短寸法を、実質的に起える。

この発明の交換器は、耐食性材料から形成され
る平行平面プレートの熱交換面を利用しており、
このプレートは交差流動チヤンネルのパターンを
形成している。流体間の圧力差はスペーサ、たと
えばチヤンネル内側に設けられたリブまたはくぼ
みにより補償される。交差流動チヤンネルの２つ
の流体流に関するシールは、隣接プレートの端部
を剛性フレームにより、相互方向に弾性的に加圧
することにより実現される。好ましくは、各プレ
ートに弾性支持体が設けられて、十分なシール状
態を維持しながら、あらゆる方向に自由に膨張で
きるようにする。すなわち、各プレートは弾性固
定具内に、実質的に浮遊している。この独特な
“浮遊プレート”の概念により、薄肉シートとし
て利用される高合金のような高価なプレート、あ
るいはセラミツクまたはガラスのようなもろい材
料をも、経済的に利用することができる。プレー
トの隅部は切欠きまたは切除部がなく、完全な形
状であることが好ましく、プレートは平面で見
て、実質的に完全な四角形であることが望まし
い。

好ましい実施例において、熱交換器は四角形の
熱交換プレートからなる一つまたはそれ以上のブ
ロツクを備え、前記プレートは各ブロツクにおい
て、熱交換処理に包含される２つの流体流に対し
て、交差流動チヤンネル・パターンを形成するよ
うに組立てられる。熱交換面は本質的に平面状四
角形で、合金、セラミツク、ガラス等の耐腐食性
材料から形成することが好ましい。前記交換プレ
ートの肉厚は、材料の強度および耐食性を考慮し
て選定されるが、できるだけ小さくされる。プレ
ートブロツクは複数の交換プレートを相互に積重
ねることにより形成され、前記交換プレートは少
なくとも部分的に弾性を有するプレートセパレー
タにより、相互に分離されており、またこうして
形成された組立体は剛性金属フレーム内に包囲さ
れる。このフレームもプレート積重ね体を圧縮し
て、隣接プレートの端部が相互に押圧されて、良
好なシールを形成するようにされる。こうするこ
とにより、プレート端部を溶接または別にはんだ
付けする必要は無くなる。好ましいことに、各プ
レートは弾性的に、かつ隣接プレートから本質的
に独立して支持される。すなわち、各プレートは
弾性固定具内で実質的に自由に浮遊支持されるこ
とになる。積重ね浮遊プレートは、各プレートの
２つの対向端部に弾性端部セパレータを、そして
残りの２つの端部に剛性端部セパレータを配置す
ることにより、実現できる。弾性および剛性セパ
レータは通常、各２つの隣接プレートに関して、
90゜毎に互い違いに配置されている。このように
して、プレートの平面に直交する方向に圧縮性を
有するプレート積重ね体が実現される。こうして
形成された圧縮可能なプレート積重ね体は、フレ
ームにより圧縮されて緊密な組立体が達成され
る。しかも、該組立体は使用時に予期される熱膨
張に適合すべく、十分な膨張許容性を有してい
る。こうして、熱膨張は累積的に大きく移動する
ことなく、各プレートの小移動により局部的に補
償され、積重ね体中のプレート数は任意に大きく
することができる。

各２つの隣接プレートにより形成された各流動
チヤンネル内側に、２つの流れの圧力差に抗して
プレートを支持するために、スペーサが設けられ
ている。スペーサは、対応チヤンネル内の流体の
流動を妨害しないように、かつ自由プレートスパ
ン（スペーサ間）に対する圧力負荷が、プレート
内に過度に大きな応力をもたらさないように十分
な数で、配設されている。スペーサはたとえば、
各チヤンネルの入口および出口領域に設けられた
クロスバーに固定された、ビームの形態にするこ
とができる。また、スペーサはスタンプ加工また
は他の固定手段により、プレートと一体に形成す
ることができる。

プレート積重ね体の包囲プレートは、４つの隅
部柱体と２つの端部壁を包含している。その材料
は金属が好ましい。端部壁は交換プレートに対し
て平行に、かつプレート積重ね体の２つの端部に
配置されており、かつ望ましくはボルトにより、
４つの隅部柱体に連結されている。フレームもプ
レート積重ね体の重量を支持する作用を有してい
る。弾性隅部スペーサとしての弾性シールが各隅
部柱体と、プレート積重ね体の対応隅部の間に配
置されており、したがつて各プレートをそれ自体
の平面内で自由に熱膨張させながら、２つの流れ
を相互にシールする。こうして、プレート積重ね
体を包囲してプレートブロツクを形成する、本質
的に四角形のフレームが得られる。ボルト孔を備
えたフランジ領域が、四角形フレームのリムに形
成され、これはプレートブロツクを相互に、そし
て外部ダクト装置に連結するようにされている。

プレートブロツクは前述のように、単一交差流
動熱交換器として単一状態で利用でき、あるいは
単一で、かつ流動分割器と共に利用して、多交差
流動−逆流動型熱交換器として利用でき、あるい
は類似ブロツクに連結して、多クロス流動−逆流
型熱交換器として利用することができる。他の流
動パターンの組合わせも可能である。こうして、
２つの流体流を良好に分離すると共に、外部への
流出の無い熱交換器が得られる。通常の鋳造フイ
ンチユーブ型熱交換器で同一効率のものに比較し
て、浮遊プレート型熱交換器は小さい容積であ
り、かつ重量および圧力降下が減少される。燃焼
ガスの煤煙による詰まりは、狭い通路が存在せ
ず、かつ煤煙は通常の煤煙送風機により除去でき
るから、この交換器においては問題にならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一プレートブロツクからなる熱交換
器の斜視図、 第２図は多ブロツク型熱交換器の概略略図、 第３図は流動分割器と共に単一プレートブロツ
クから形成された各経路型熱交換器の斜視図、 第４図は平面四角形熱交換プレートから形成さ
れたプレート積重ね体の一部断断分解図、 第５図は折りたたみ端部を備える四角形熱交換
プレートから形成されたプレート積重ね体の分解
図、 第６図は２つの交換プレート間の流動チヤンネ
ルの斜視図、 第７図は弾性を有する圧縮可能なストリツプを
利用する弾性端部セパレータの一部破断斜視図、 第８図はフレーム要素を示すプレートブロツク
の分解図、 第９図は第８図の９−９線に沿う断面図、 第１０図はこの発明の修正プレートブロツクの
斜視図、 第１１図は第１０図の修正プレートブロツクの
一部断面および一部分解斜視図、 第１２図は第１０，１１図の実施例に利用され
る型式のプレート積重ね体の破断斜視図、 第１３図はこの発明に利用されるプレート積重
ね体の分解概略斜視図、 第１４図は第１３図の１４−１４線に沿う断面
図、 第１５図は第１３図の１５−１５線に沿う断面
図、 第１６図は第１０図の装置と共に利用するプレ
ート積重ね体の概略斜視図、 第１７図はこの発明の修正熱交換器のプレート
の斜視図、 第１８図は第１７図の１８−１８線に沿う断面
図、 第１９図は第１７図の１９−１９線に沿う断面
図、 第２０図は第１７図に示されるプレートと結合
して利用できるプレートの斜視図、 第２１図は第１７，２０図のプレートを利用す
るこの発明の実施例を示す斜視図、 発明を実施する最良の形態 プレートブロツク１０は基本的に、包囲フレー
ム内の複数の交換プレート１１からなり、前記フ
レームは全体として、端部壁１２と隅部柱体１４
（第１，３図および第８図）からなつている。プ
レートブロツク１０は単一で利用されて、交差流
動交換器（第１図）を形成しており、あるいは別
のプレートブロツク１０と組合わされて、交差流
動−逆流型交換器（第２図）を形成している。単
一プレートブロツク１０はさらに、流体を指向さ
せる流動分割器３３を利用して、交差流動−逆流
型交換器を形成することができる。流動分割器３
３は２つの隣接支持チヤンネル１４および交換プ
レート１１の一つに固定される。こうして得られ
た交換器において、熱は２つの流動流体８０と９
０の間に移送される。またこれらの流体は一般に
異なる圧力を有すると共に、前記交換器を分離し
た状態で、かつ交差状態で流動するようになつて
いる。

特に第４図において、交換プレート１１はプレ
ート積重ね体３０において、多数のスペーサ２
２、剛性端部セパレータ２０および弾性端部セパ
レータ２１により、相互に平行に配置されてい
る。このようにして形成された組立体は次いで、
２つの端部壁１２間に緊密に包囲され、端部壁１
２は４つの隅部柱体１４にボルト固定または他の
手段で固定されている（第１図）。交換プレート
１１は本質的に四角形の形状を有すると共に、金
属シート、セラミツク板、ガラス板若しくは他の
材料から形成されている。このようにして、交換
プレート１１は多数の平行な流動チヤンネル２８
を形成し、該流動チヤンネル２８を流体８０およ
び９０が流動する。

交差流動状態に流体の流れを方向づけるため
に、剛性端部セパレータ２０が使われている。該
剛性端部セパレータ２０は本質的に剛性バーから
なり、剛性バーは各プレートの２つの対向端に配
設され、連続的に90゜の角度をもつて互い違いに
配置されている。剛性端部セパレータ２０は、第
４図に示されるように、プレート積重ね体３０の
取はずし自在な要素として設けられている。ま
た、剛性端部セパレータ２０は第５図に示される
ように、交換プレート１１の折曲部分２０のよう
に形成することができる。後者の場合は、交換プ
レート１１の前記端部は最初に90゜前方（プレー
トの平面に垂直）に折曲げて、剛性端部セパレー
タ２０を形成し、次いで後方（プレートの平面に
平行に外方）に90゜折曲げて、プレート端部接触
領域すなわちフランジ２４が形成されている。し
たがつて、この発明においては、数種の形状の交
換プレートが利用できる。一つの形状としては、
第４図に示されるように単純な平面状四角形であ
る。この型式は、セラミツクまたはガラスのよう
なもろいプレート材料に対して好ましい。他の型
式は、前述し且つ第５，６，７，８図に示すよう
な、折り曲げた対向端を備えた四角形のプレート
である。この型式のものは金属プレートに対して
好ましい。これは、クロスバー２５を流体の流動
を妨害しないように位置させるために利用でき
る、凹所空間を提供する利点を有している。折曲
げプレートにより形成されるような凹所空間は、
平面状四角形プレートにおいて、剛性端部セパレ
ータ２０に凹所を形成し、それに対応してプレー
ト寸法を調整トリミングすることによつても実現
できる。最後の構造のものは、この好ましい実施
例の説明においては、さらに続けて説明すること
はしない。

第４，６図において、各交換プレート１１の他
の対向端部は、クロスバー２５とスプリング２６
のサブ組立体から形成された弾性端部セパレータ
２１によつて支持されている。クロスバー２５は
本質的に、対応するプレート端部の全長にわたつ
て延びる剛性バーである。スプリング２５は種々
の形態で用意できるが、この好ましい実施例を例
示するために２種類のものが選定されている。一
形態は第６図に示されており、ここでは前記弾性
端部セパレータはクロスバー２５からなり、クロ
スバー２５の頂部には多数のリーフスプリング２
５が、切欠きまたは他の手段により固定されてい
る。リーフスプリング２６はクロスバー２５と、
その上方のプレート端部の間に圧縮されて設けら
れている。別の好ましい形態は第７図に示されて
おり、ここでは弾性ストリツプ２６がクロスバー
２５の下に配置され、端部スペーサ３２がクロス
バー２５の頂部に固定されている。端部スペーサ
３２は単純に、スペーサまたはリブ３２の延長端
部により形成することができる。ストリツプ２６
はクロスバー２５と、その下方のプレート端部の
間に圧縮されて設けられている。圧縮可能な弾性
ストリツプ２６はスプリングの作用をなす。そし
て、この特別の実施例において、弾性ストリツプ
２６はシールの目的は有していない。ストリツプ
２６はセラミツク繊維、ワイヤーメツシユまたは
他の材料から形成することができ、かつフランジ
２４の長さおよび幅にわたつて延びていることが
好ましい。

弾性端部セパレータ２１（第４図）の主な役割
は、プレート積重ね体と包囲フレーム間の熱膨張
差を、局部的に吸収することである。このセパレ
ータの別の役割は、２つの隣接プレートのプレー
ト端部接触領域２４を、相互に押圧することによ
り流動チヤンネルのシール状態を助けることで
あ。低温状態においては、交換プレートの平面に
直交する方向における弾性端部セパレータ２１の
寸法は、剛性端部セパレータ２０およびスペーサ
２２の対応寸法より、いくらか大きい。そして、
温度が上がると、剛性端部セパレータ２０とスペ
ーサ２２は熱膨張し、スプリング２６は圧縮され
る。交換プレートの固有弾性により、あらゆる温
度においてプレート端部接触領域２４に沿つて、
シール状態が良好に維持され、非常に小さい局部
移動が生じるのみである。弾性端部セパレータ２
１による熱膨張の局部的吸収は、この発明の重要
な特徴である。スプリング無しで多数のプレート
を備える交換器においては、累積熱膨張量は無視
できなくなり、プレート積重ね体および包囲フレ
ームに、容認できない大きな応力が生じることに
なる。スプリング２６の利用により、端部壁１２
に対する押圧力はスプリングの強度に依存し、こ
れは設計により制御できる。

前述のように、各流動チヤンネル２８は複数の
スペーサすなわちリブ２２を包含し、その幅（プ
レートの平面に垂直な方向で測定して）は、流動
チヤンネル（プレート間）のそれにほぼ等しくさ
れている。スペーサ２２は第４，６および７図に
示されるように、切欠きまたは他の類似手段によ
りクロスバー２５に固定された、取はずし自在な
ビームの形態にすることができる。また、スペー
サ２２は交換プレート自体から種々の形状に形成
することができる。スペーサ２２は全体として、
複合構造物を補強すると共に、交換プレート１１
を２つの流動の圧力差に抗して支持することを助
ける作用を有する。

前述のように、プレート積重ね体は端部壁１２
に密に接触して包囲フレーム内に配置されると共
に、交換プレートの平面内での熱膨張に適合する
ために、プレート積重ね体の隅部３４と隅部柱体
１４との間には、十分な間〓が設けられている
（第８，９図）。隅部柱体１４に沿つて、２つの流
体流の分離が弾性隅部スペーサとしての弾性シー
ル２３により行なわれ、前記シール２３は十分な
弾性と十分なシール特性を有する、セラミツク繊
維パツキングとすることができる。

前記部品の組合わせにおいて、２つの流体の分
配用マニホルドを、プレートブロツク１０の流入
口および流出口に設けられる。マニホルドは２つ
の隣接する隅部柱体１４と２つの端部壁１２のリ
ムにより構成され、剛性端部セパレータ２０は流
体チヤンネル２８の一部を閉鎖し、弾性端部セパ
レータ２１は残りの流動チヤンネル２８の流体導
入開口を形成している。

第１，３図および第８図に示されるように、端
部壁１２および隅部柱体１４も、そのリムに沿つ
てボルト孔を備えている。フレーム装置のボルト
孔１６は、端部壁１２を４つの隅部柱体に連結す
るため、ボルトが挿通される。ブロツク連結ボル
ト用孔１５は、ブロツクを相互に、かつ外部ダク
ト設備３１に連結するためボルトが挿入される
（第２図）。第２図は４つのプレートブロツク１０
からなる熱交換器を示しており、これは流体８０
のための一つの流動通路と流体９０のための４つ
の流動通路を形成している。流体８０は煙突流出
ガスで、流体９０は空気とされる。ダクト装置に
おける旋回体１７は、空気流が順次４つのブロツ
クを通過するようにするものである。通常の型式
の煙送風機１９が図示のように、ブロツクの間に
装着されている。清浄な煙突ガスに関しては、煙
送風機１９およびブロツク連結器１８は省略でき
る。

浮動プレート型交換器の簡単な製造方法は以下
の通りである。交換プレート１１は四角形の形状
を有し、代表的にはステンレススチール薄板から
形成される。各プレートの２つの対向端部は前述
のように折曲げられて、剛性端部セパレータ２０
が形成される。スペーサ２２およびクロスバー２
５はステンレススチール薄板を折曲げ、適当な形
状の中空ビームに形成される。種々のフレーム要
素は厚肉炭素鋼プレートから、図示される総体的
形状に形成される。それからプレートブロツク１
０の組立てが、組立て基部となる端部壁１２の一
方にプレート積重ね体を組立てることにより開始
される。プレートは積重ね体内に、一つずつ90゜
毎に互い違いに配置される。各プレートに対し
て、クロスバー２５、スプリング２６およびスペ
ーサ２２が、次のプレートを付加する前に配置さ
れる。プレート積重ね体の完成後、他端壁１２が
積重ね体の頂部に載置される。次いで、積重ね体
は端部壁のリム周囲に設けられたクランプによ
り、弾性圧縮限界まで２つの端部壁１２間で圧縮
され、それから端部壁は少し離れて、積重ね体に
弾性圧縮性を与えるようにしている。隅部柱体は
所定位置に、隅部柱体スペーサ２３と共に位置決
めされて、フレーム組立ボルト１６が締付けられ
る。そこでプレート積重ね体は傾けられ、交換プ
レートが垂直になるように正常位置に配置され
る。通常は、幾つかの同じプレートブロツクが相
互にボルト止めされて、熱交換器が形成される。
明らかなように、種々の構成部品は溶接または他
のはんだ付け作業なしに、組立てることができ
る。したがつて、部品はたとえば洗浄あるいは作
動中に破損したプレートの交換の場合に、分解で
きるように、取はずし自在な状態にある。

この発明の熱交換器は洗浄の容易性、耐腐食
性、および小さい寸法、重量の点で、同じように
使用される他の熱交換器より有用である。洗浄の
容易性は幅広のチヤンネルによるもので、前記チ
ヤンネルは良好な実施例においては、フインまた
は波形部片のような障害物は備えていない。小型
寸法の点は、フインを備えるプレートに比較し
て、平面シートのパツキング特性が良好であるか
らである。この発明においては、熱交換面は薄肉
シートで形成できるから、比較的高価な耐食性材
料、たとえばステンレススチールを経済的に利用
することができる。低温耐食性は低温プレートブ
ロツクの交換面に、ポリ（テトラフルオロエチレ
ン）のような保護コーテイングを設けることによ
り、さらに助けられる。高温腐食は交換プレート
に、高品質ステンレススチールまたはセラミツク
材料を利用することにより防止される。

比較的小さい寸法、重量により、たとえば現存
構造物の頂部に取付け、自然通風設備として使用
することもできる。

この交換器はさらに設計に自由度を有するとい
う利点があり、それは所定の熱移転要求が、多く
の設計パラメータたとえばプレート間隔、プレー
ト寸法、ブロツク内のプレート数、およびブロツ
ク数から、適切に選定することにより満たすこと
ができるからである。この設計の融通性により、
現存の炉またはボイラーに対して空気予熱器を適
用する場合に通常関係する制約を、満たすことが
できる。

この発明の別の重要な利点は、作動後に損傷し
た可能性のあるプレートを容易に交換できること
である。

これらの利点の幾つかを以下に例示する。流体
８０が煙突流動ガスで、流体９０が燃焼空気であ
る処理炉における空気予熱器としての適用例を考
えることにする。空気予熱器の流入口および流出
口における煙突ガス温度は、それぞれ392℃およ
び200℃であり、また空気のそれは20゜および280
℃であり、平均温度差は138℃である。煙突ガス
の流量は12Kg／秒であり、空気のそれは10Kg／秒
で、熱移転必要量は2.65MWである。これらの要
求を満たす浮遊プレート型交換器の設計は寸法、
圧力降下、および炉内で燃焼される燃料の種類に
負わされる制約に依り、多くの異なる方法で達成
することができる。そこで、煙突ガスが煙突によ
りもたらされる自然通風のみにより循環され、ま
た燃焼される燃料が重残滓油であると仮定する。
この燃料は汚染状態にある可能性があることか
ら、煙送風機は設けなければならず、また煙突ガ
ス側のプレート間隔は大きく、たとえば22mmに選
定される。空気側のプレート間隔は12mmに選定さ
れる。プレートは0.3mm厚のステンレス・スチー
ルから形成される。周知の熱移転公式を適用する
と、圧力降下が、煙突ガス側において60pa、空
気側において220paに対しては、必要な熱移転面
積は1050m²である。これは、第２図の全体構成を
有する３つのプレートブロツクにより得られる。
プレートブロツク（フレームを含む）の全体寸法
は、高さが1.5ｍ、幅が2.5ｍ、そして深さが2.8ｍ
である。３つのブロツクの嵩容積は合わせて31.5
cm³である。熱交換器の総重量は10000Kgである。
全体寸法は、天然ガスのような清浄燃焼燃料に対
して、強制送風手段により大いに減じることがで
きる。したがつて、前述の条件において、煙突ガ
スの圧力降下が735paで、空気の圧力降下が
1000pa、およびプレート間隔が両側とも12mmの
場合は、熱移転面積は475m³に減少できる。この
場合、嵩容積は11.2m³で、総重量は5000Kgであ
る。

この発明の好ましい実施例が第１０〜２１図に
示されている。先ず第１０〜１３図の実施例にお
いて、プレートブロツクは１００で示され、平行
な四角形の剛性端部壁１０４から形成されるフレ
ーム１０２を包含しており、端部壁１０４は隅部
柱体１０６を有し、隅部柱体１０６が端部壁の隅
部間に延びると共に、それを剛性結合している。
隅部柱体は端部壁に対して適切な手段、たとえば
第１，３図および第８図において説明したよう
に、溶接により、あるいは隅部柱体内でそれに平
行に、かつ端部壁を貫通する長手方向ボルトによ
り、固定される。端部壁間に一連の積重ねプレー
ト１０８が保持される。各プレートは全体として
四角形で、２つの対向端部が適切に折曲げられ
て、それぞれに、プレートの平面に対して総体的
に垂直な方向に延びる部分１０９を形成するよう
にすることが望ましく、前記部分１０９は下端部
１１０を備えると共に、下端部１１０からプレー
トの平面に平行に外方に延びるフランジを備えて
いる。プレートの他端部は屈曲部１１２を備え、
これは上方に、すなわち前記部分１０９と反対方
向に延びて、剛性を増大している。前記部分１１
２のその最長寸法に沿つて測定した長さは、プレ
ートの平面部１１３の対応する長さより実質的に
小さい。後の説明から明らかなように、積重ね体
において次に続くプレートは同様に屈曲される
が、前のプレートに対して90゜回転される。各プ
レートの組合わせに対して、プレートの平面に平
行に測定したフランジ１１１の端部間の距離は、
プレートの平面に平行に測定した次に隣接するプ
レートの上屈曲部１１２間の距離より少し小さ
く、それにより第１２図に示されるように、プレ
ートは相互嵌合または収容状態にある。上屈曲部
１１２は内部構造を図示するために、第１３図の
プレートからは省略されている。

前述と同様に、プレートブロツク１００は端部
壁の一方を水平基体として、その壁上に連続して
プレートを載置し、かつ他の要素を配置すること
により組立てられる。明らかなように、最底プレ
ートには第１３図に１０９および１１１で示され
るような、下向きおよび外向き屈曲形状は形成さ
れず、また上屈曲端部１１２は最上プレートから
は省略される。

第１０〜１３図の実施例は弾性端部セパレータ
１１６を含み、これは各プレート１０８のフラン
ジ１１１と屈曲部１０９により形成されたチヤン
ネル１１４内に、平担に置かれるような形状と寸
法を有することが望ましい（第１５図）。各弾性
端部セパレータ１１６上に剛性端部セパレータ１
１７が設けられ、この剛性端部セパレータ１１７
は連結された総体的にＵ字形のチヤンネル１１８
および１１９（第１３図）から形成されることが
望ましく、さらにその頂面にスロツト１２０が形
成されることが望ましい。剛性端部セパレータ１
１７の高さは、弾性端部セパレータ１１６が圧縮
されていない時、剛性端部セパレータ１１７の上
面がプレートの隣接平面１１３の上方に、少し隆
起するように選定される。

各プレートを横切つて一連の隔置されたリブ１
２２が延びており、このリブは剛性端部セパレー
タ１１７と重なり接触状態に延びると共に、リブ
端に隣接して下向き突出片１２４を含み、突出片
１２４は剛性端部セパレータのスロツト１２０内
に受容されて、リブ１２２をプレートブロツクに
関して平行に、かつ間隔を有するように維持する
ようにされている。リブは全体として“Ｃ”字形
断面形状を有することが好ましく、“Ｃ”字形の
脚部は少し広げられて、隣接対面するプレート面
に載置される脚部およびリブにある程度の弾性を
付与するようにすることが望ましい。剛性端部セ
パレータに形成されたスロツト１２０はリブの方
向に向いており、プレートを横切つて一方向に延
びるリブが、垂直平面内で整合すると共に、プレ
ートを横切つて他方向に延びるリブも同様、最初
に述べた平面に垂直面内で交差する、すなわちプ
レートの平面に直角な垂直平面内に存する。各プ
レートに形成された上屈曲部１１２は、外屈曲フ
ランジ１１１の端部を拘束する作用を有し、した
つて上屈曲部１１２はプレートを剛性化すると共
に、組立て時プレートを位置決めすることを助け
る作用を有する。

第１１図において、隅部柱体１０６は全体的に
四角形状を有し、プレート積重ね体の隅部に対し
て全体として平担な面１０７を与えている。プレ
ート積重ね体隅部は第１１図に１２６で示されて
おり、隅部１２６に対して金属または他の材料か
らなる、総体的に直角のシールストリツプ１２８
が設けられる。場合によつては、シールストリツ
プ１２８とプレート積重ね体の隅部１２６の間
に、シリコンゴムまたは他の可撓性材料からなる
第２シールストリツプ１２９を利用することが望
ましい。隅部柱体１０６の表面１０７とシールス
トリツプ１２８の対向面の間に、長い弾性隅部ス
ペーサが設けられる。図面（第１１図）におい
て、弾性隅部スペーサは渦巻き１３２に巻かれた
インコネルのような、所定長さのスプリング金属
からなり、この渦巻きによりシールストリツプ１
２８と支持チヤンネル１０６の対向面に、弾性変
形自在な面がもたらされる。渦巻き１３２はアン
グル支持体１３４により、その側部を支持されて
いる。明らかなように、シールストリツプ１２８
は端部壁に剛直に取付けられるのではなく、プレ
ート積重ね体の隅部と弾性隅部スペーサの間のス
プリング圧力により、所定位置に保持されてい
る。

前述のように形成されたプレート積重ね体は、
弾性端部セパレータ１１６を包含することから、
プレートの平面に垂直な方向に容易に圧縮でき
る。頂部端壁１０４がプレート積重ね体上に置か
れ、所望の圧縮程度が得られるまで端部壁は相互
に圧縮され、続いて隅部柱体は端部壁に剛性固定
されて、前記圧縮状態が維持される。

このようにプレートを圧縮することにより、プ
レートの隣接端は相互に実質的にシールされる
が、この圧縮はプレート積重ね体を破損するほど
厳しいものではない。プレートの平面に垂直方向
におけるプレート積重ね体の熱膨張による増大
を、積重ね体が内部的に吸収できるように、それ
以上の圧縮に対する十分な能力が許容されてい
る。もちろん、利用条件が異なる場合は、圧縮程
度を異ならせることが必要である。経験的に言つ
て、プレート積重ね体自体の重量に等しい力で、
端部壁を相互に押圧することにより、しばしば十
分な圧縮がもたらされる。

このようにプレート積重ね体を圧縮することに
より、プレート間の弾性端部セパレータに永久変
形がある程度生じるが、前記弾性端部セパレータ
がプレートの平面に垂直方向における、熱膨張に
よる寸法変化を吸収できる十分なスプリング性ま
たは弾性を保持するならば、前記変形は重要では
ない。

第１０図に示されるように、得られたプレート
積重ね体１００において、プレートの平面に垂直
な方向におけるプレート積重ね体の熱膨張は、積
重ね体の内部的に吸収され、プレートのその平面
内における熱膨張は、弾性変形可能な渦巻き１３
２により吸収される。過度の厳しい温度を受けた
場合、あるいは過度の高圧流体が利用された場合
は、リブ１２２がプレートの対面間の間隔を維持
する作用を有し、そのような状態においては、リ
ブ自体がプレートと共に、プレートの平面に垂直
なリブの平面の交線に沿つて延びる支持性構造体
柱体を形成して、補助支持体を提供している。Ｃ
字形リブ１３２の少し拡げられた脚部も、リブが
厳しい圧縮により少し変形することを可能にして
いる。

プレートおよびフレームの製造には、一般に異
なる工具を必要とし、またいくらか異なる分野に
おける熟練工を必要とすすることから、プレート
積重ね体とフレームはしばしば、異なる場所で製
造されることになる。また、場合により、プレー
トブロツクのプレート積重ね体を、利用場所にお
いて、フレームを除かないで簡単に交換すること
が望ましいことがある。このような理由により、
プレート積重ね体をフレーム内に挿入される状態
で、一体ユニツトとして構成することが望まし
い。その場合、プレート積重ね体自体のプレー
ト、剛性端部セパレータおよび他の要素は、第１
６図に１３４で示される重い剛性底部プレート上
に組立てられる。重い剛性頂部プレート１３６が
最上交換プレート上に置かれ、得られた組立体は
所望のだけ圧縮される。クランプ体たとえばスト
ラツプ１３８が得られたユニツトを包囲して、プ
レート積重ね体にプレート１３４および１３６の
圧縮力を維持しており、また上部プレート１３６
にはアイボルト１４０のような取付け装置が設け
られて、プレート積重ね体は適当な装置によりユ
ニツトとして持上げられ、プレート積重ね体と共
に利用されるフレーム位置まで輸送することがで
きる。プレート１３４と１３６はその端部が、前
記ストラツプの力による曲げに耐える十分な強度
を有すると共に、プレート１３４と１３６の間の
圧縮程度は、プレート積重ね体が垂直位置（すな
わち、プレートの面が垂直方向に延びる）に支持
された時、相互にスリツプしないか、ほとんど移
動しないように決められる。こうして、プレート
自体はプレート１３４と１３６の間の、比較的高
い圧縮状態からもたらされる連続するプレート間
の摩擦力により、相互に実質的にロツクされる。

第１６図に示される予備圧縮されたプレート積
重ね体１３０が装着される場合、これはアイボル
ト１４０を取はずしてから端部壁１０４間に置か
れ、端部壁はプレート１３４と１３６に隣接配置
されて、隅部柱体１０６により所定位置に固定さ
れる。それから、ストラツプ１３８が切断され、
プレート積重ね体は端部壁１０４に対して少し膨
張する。ストラツプ１３８は薄肉金属にすること
が望ましく、これは全体的に除去されるものであ
るが、これがプレート１３６と端部壁１０４の間
に残つていても、装置の作動には悪影響を及ぼさ
ない。

前述のように、プレート積重ね体１３０が圧縮
される時、その種々の要素間の摩擦接触は、熱膨
張による個々のプレートの移動は許容されるが、
それらの間の摩擦力により、プレート積重ね体が
端部（プレートの垂直方向に延びる平面）にチツ
プを設け、かつプレート積重ね体がプレート１３
４と１３６により支持される時、相互に大きく移
動しないようにプレートを拘束するに十分な大き
さである。プレート積重ね体は２つの重力または
それ以上の力により、プレートが大きく移動しな
い程度に圧縮されることが望ましく、圧縮力は積
重ね体中のプレート数、およびプレート積重ね体
の長さ（プレートの平面に垂直な方向に測定す
る）に依存する。その結果、プレート積重ね体は
端部で回転されて、プレートの相互のスリツプに
よる損傷なしに、トラツクまたは他の手段で輸送
できる。

この発明の変形実施例が第１７〜２１図に示さ
れている。この実施例において、１５０で示され
るプレートは前述のプレート１０８と類似形状を
有するが、その熱交換面に複数の長い凹所１５２
が設けられている。この凹部は適切な形状の雄お
よび雌ダイを利用する、周知の金属成形技術によ
り形成されることが好ましい。したがつて、得ら
れる凹所はプレートの平面から外方へ押圧され
て、プレートの一面には凹部１５４が、そして他
面には凸部１５６が画成される。この凹所は応力
集中を避けるために丸められることが好ましく、
したがつてプレートの一面においては全体的に凹
面状で、他面においては凸面状になされる。第１
７〜２１図のプレートに示される凹所は、各プレ
ートに下向きに形成されているが、プレートの面
からの凹所の突出方向は、プレートがプレート積
重ね体を形成するために組立てられる時、凹所が
すべて同一方向に突出していることは、重要なこ
とではない。前記凹所は、その突出または凸面部
が、これが突出するチヤンネル内で流体の流動方
向に延びて、流体の流れに大きな抵抗を与えない
ような向きに延びている。したがつて、第１７図
のプレートの凹所は矢印Ａにより示される流体の
流動方向に長く延びており、次に続く第２０図に
示されるプレートの凹所は、矢印Ｂにより示され
る流体の流動方向に長く延びている。こうして、
交互のプレート、たとえば第１７図のプレートの
凹所は同一方向に延びると共に、プレートに同一
状態で配置されていて、凹所はプレート積重ね体
が組立てられた時、プレートの平面に垂直な方向
に整合している。さらに、第２０図のプレートの
凹所は第１７図に示されるプレートの凹所と共
に、プレートの平面に垂直な方向に整合してい
て、連続するプレートの凹所は十文字模様に存在
しており、その交差部はプレートの平面に垂直な
方向に整合している。各凹所は、隣接するプレー
トの凹所の長い端部を越えて延びるように、十分
に長く形成されている。こうして、凹所は前述の
リブ１２２をおき変えるに十分な作用を有してお
り、プレート積重ね体が温度または圧力が極端な
状態に置かれると、凹所は各プレート面と共に構
造柱体を形成し、これはプレートの平面に対して
垂直方向に延びて、プレート間に正しい間隔を保
持すると共に、ゆがむことを防止している。プレ
ート１５０は低温利用を目的とする熱交換器に利
用することが望ましい。

プレート１５０には、上屈曲部１５８を有する
２つの対向端と、下屈曲部１６０および外屈曲フ
ランジ１６２を有する２つの対向端が設けられる
ことが好ましく、前記フランジ１６２は第２１図
に示されるように収容されており、各プレートの
各フランジ１６２の平行端は、次に隣接するプレ
ートの上屈曲部１５６間に受容される。第２１図
の実施例は弾性端部セパレータ１６４を利用して
おり、これは図示の特別の実施例においては、フ
ランジ１６２の直下に存すると共に、上屈曲部１
５８に隣接する次に連続するプレートの端部に、
下向きに接触している。好ましい実施例におい
て、弾性端部セパレータは弾性ゴム、たとえばシ
リコンゴムのストリツプの形態を有する。剛性端
部セパレータ１６６には第２１図に示されるよう
に、長い全体的にへびのように曲がりくねつた形
状で設けられており、剛性端部セパレータ１６６
はフランジ１６２上に下向きに載置される平担部
１６８と、好ましくは平担な上向き部分１７０を
備えており、前記上向き部には次に隣接するプレ
ートが下向きに載置されており、全体として直線
状の架橋部１７２が平担部１６８と１７０の間に
かけ渡されている。剛性端部セパレータ１６６は
剛性を有し、使用状態で変形しないことが望まし
い。弾性端部セパレータ１６４と剛性端部セパレ
ータの高さは、所望により変化されるようになつ
ており、第２１図に示される実施例においては、
空間１７４はプレート間に、その隅部に設けられ
ている。弾性端部セパレータ１６４は所望によ
り、その端部を十分に厚肉に形成して、空間１７
４を占めるように構成され、あるいはゴムまたは
類似材料からなる総体的に四角形の隅部セパレー
タが、空間１７４を満たすために利用される。

第２１図に総体的に１７６で示されるプレート
積重ね体は、第１０，１１図により説明したよう
に、類似端部プレート、隅部柱体、シールストリ
ツプおよび弾性隅部スペーサを利用して、熱交換
プレートブロツクに組込まれる。第２１図に示さ
れる実施例は所望により、第１６図に示されるよ
うに、プレート積重ね体に予備圧縮される。

この発明の熱交換器の独自な構造により、薄肉
材料からなる比較的大きな熱交換プレートが、頑
丈な熱交換構造体に容易に組立てることができ
る。隔置されたプレートの間に、隔置されたリブ
（あるいは、一実施例においては凹所）を利用す
ることとにより、大きなプレートに対しても、支
持されないスパンを比較的小さくすることがで
き、したがつて使用時にプレートが湾曲または他
の全体的な移動を行なうことを抑制できる。プレ
ートは相互に、あるいはフレームに対して溶接あ
るいは他の剛性固定は行なわれず、使用時に破損
する溶接部または他の剛性結合部は存しない。各
プレート積重ね体のプレートは、弾性端部セパレ
ータに対して圧縮される時、主としてプレート
間、およびプレート要素間の摩擦力により相互に
保持されており、したがつてユニツト化された組
立体に形成されている。プレート自体には、損傷
することなく、かつ熱移転性の損失なく、プレー
トの平面に垂直な方向において内部的に、かつプ
レートの平面に平行な方向において外部的に、熱
膨張により自由に増大または拡大できる自由度が
備えられている。プレートは溶接されず、かつ正
常使用時に破損することがないから、プレート材
料は実質的に自由に選択できる。溶接により損傷
し、あるいはその特性が変化する材料も、この発
明においては容易に利用できる。

前述のように、好ましくは弾性端部セパレータ
がプレートの端部に沿つて設けられて、圧縮され
た時に、プレート端部を相互に押圧して、プレー
ト端部をシールして、熱移転作動時に一方の流れ
から他方の流れに漏出することを減少させるか、
あるいは実質的に無くすことができる。熱移転作
動時に受ける温度・圧力条件に依り、種々のスプ
リング材料が利用できる。たとえば、インコネル
または他の合金からなる金属メツシユを利用で
き、あるいは高温条件の場合にはセラミツク材料
を利用でき、このセラミツクは繊維ストリツプま
たは板のような、ある程度の弾性を示す形態で利
用することが望ましい。弾性端部セパレータによ
り、個々のプレートはその平面内で相互に少し移
動することができ、したがつてプレートがプレー
ト積重ね体に組立てられる時、整合状態からの逸
脱量は小さくなる。プレートおよび他のプレート
積重ね体要素は、一定の寸法仕様にしたがつて製
造されることが望ましいが、弾性端部セパレータ
の利用により、スプリングが小さな寸法変動を吸
収するから、いくらか寸法許容値の大きいプレー
トおよび他の要素を利用することができる。ま
た、図示のようにプレートは大きなシートから、
あるいはロール巻きされたプレート材料から製造
でき、またプレート寸法に関係なく、所望により
プレート端部の成形に標準化されたダイを利用す
ることができる。

プレートを相互に取付けるために利用される、
プレートの比較的小さい周縁部分を除いて、各プ
レートの実質的に全面が熱移転に利用でき、プレ
ートの寸法および肉厚は所望により、特別の熱移
転適用例に合わせて選択することができる。さら
に、フレームと共に完成された熱交換プレートブ
ロツクは、標準化された寸法で供給され、使用者
は特定の熱交換作業に合わせて、一個またはそれ
以上のブロツクを相互に組立てることができる。
選定された材料に依り、実質的に任意の温度範囲
において、熱移転が行なわれる。

ここに説明したように、プレート積重ね体の内
部スプリング性により、プレートの平面に対して
垂直な方向に測定した、プレート積重ね体内のプ
レートの相対位置は、選択された使用範囲の温度
に対して実質的に無関係である。プレート積重ね
体の端部を流れ中の粒子による腐食から保護する
ために、しばしば長い保護格子体がフレームに取
付けられ、この格子体はプレートの端部に重ねら
れて、それを保護するように設けられる。この発
明においては、プレート平面に垂直なプレートの
相対位置は、フレームに対して実質的に一定であ
るから、プレート端部に対する格子体の整合状態
は、同様に実質的に一定に維持される。

産業適用性 この発明の熱交換器は、２つの流れの間で熱が
交換される実質的に任意の工業的処理に利用でき
る。代表例としては、炉から放出される煙突ガス
中の廃熱が、この発明の熱交換器を利用して、燃
焼空気に移転され、前記空気を加熱することによ
り、廃熱損失が減少される。