JPH05507348A - プレート形熱交換器 - 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】 プレート形熱交換器 本発明は、プレート形熱交換器の構成概念に関するものである。一般的に言えば 、プレート形熱交換器は、近接して平行関係に配設されているプレートの各側部 において熱交換状態にある流体が長手方向に流れることで円筒多管形態交換器と 異なっている。

例えば仏間特許第２，４７１，５６９号明細書、または仏間特許出願第８８−１ ３８８３号に開示されているように、このプレート形熱交換器は大抵の場合はス テンレス鋼である薄い波形状のシートで作られている平行な平べったいプレート の積層体を有している。これら波形状にされた表面によってシートは互いに接触 状態にあり、熱交換器の一端部がら他端邪に長手方向に（通常は向流の流れにお いて）乱流を起こしながら流体の流れを形成するように用いられている。これら 乱流は各プレートを通る流体間に生じる熱交換に対して伝導力がある。これらプ レートの長手方向の縁部に沿って、連続する２枚のプレート間の間隔を保持する スペーサ部材を構成する小さな舌状部、言い換えればフレームによってプレート は互いに溶接されている。プレートの積層体は比較的に厚さのある２枚の金属製 のシートによって取り囲まれている。

こうして、積層体の重量は支持物に転嫁されている。

熱交換プレートの厚さは、プレート自体の剛性を確保することによって積層体に 機械的強さを与える必要があるかどうかによっている。

プレート形熱交換器においては、管形（チューブ）熱交換器、溶接される横断プ レートを円筒管の端部が貫通して開口する一層の平行な円筒管を構成するように 特に熱交換部材が設けられている管形熱交換器の場合においては解決方法が見つ かっている問題点以外において運転上の安全性および耐久度の問題点がある。

したがって、熱膨張現象を機械的応力と調和させることは、基本的に異なる解決 方法が必要とされる。特に、流れる流体の流路を設ける波形のしわによって互い に対して適用される大きな大きさで特に長さのある薄い金属製のシートから構成 される熱交換部材の使用によってめられる高効率は、これら熱交換部材の低い機 械的強さが付随される。同時に、薄いシートの積層体と高い機械的強さを有する 厚さのある構造部材との間におけるどんな連結でも熱的慣性における違い、した がって熱変化に対する感度の違いをもたらすものである。

本発明が特に対象としているプレート形熱交換器の従来構造においては、熱交換 プレートの積層体を取り囲む厚さがあって機械的強さのあるシートが流体の圧力 に耐える容器、言い換えればシェル内に全組立体を支持するのに用いられる。

これらシートは熱交換器の中心部分において側面継手プレートによりシェルに剛 性的に固定される。

積層体が課される全ての機械的応力によく耐え、またその機械的応力をブラケッ トまたは他の支持物により容器自体に転嫁させる厚さのある構造シートを用いる 必要性は積層体の薄いシートの連結に関して成される溶接結合が熱現象に対して 敏感であるために問題点を生じる。さらに、積層体は、中間支持領域において厚 い支持シートを有していない長手方向の面の位置において曲げモーメントを受け る悲惨な傾向を示すものである。

これら問題点を解消して、本発明は、従来のプレート形熱交換器よりも一層有効 に実際上の要求、特に製造上の便利さ、コストおよび運転上の安全性に関してか なう熱交換器の容器内における積層体の新規な組立体に対応するプレート形熱交 換器を提供することにある。

本発明は、互いの間を流れる第１および第２の流体間において熱交換するプレー トの積層体を有するとともに、この積層体が圧力容器内に配設されるプレート形 熱交換器において、前記積層体の上端部に第１の連結口を有するとともに、この 積層体の上端部と前記圧力容器の外部との間に前記流体をうちの第１の流体を案 内する少なくとも第１のコレクタ路の位置に前記積層体を前記圧力容器から剛性 的に懸吊する懸吊手段を有することを特徴とするプレート形熱交換器を対象とす るものである。

積層体の懸吊は、今や、本発明によって熱交換器の上部コレクタ路の位置におい て行われる。こうして、積層体を取り囲む金属製のシートの厚さを、もはや全組 立体の懸吊応力に耐えねばならなくない限りにおいては、相当の程度まで制限さ せることを可能にさせ、これはまた積層体の下方部分においてシートを引き離さ せようとする力が現れることを防いでいる。

本発明の第１実施態様において、前記第１のコレクタ路は、前記圧力容器を塞ぐ 上部シェルカバーから前記第１の連結口を懸吊するようにその′Ｍｌの連結口と 剛性的に結合されることによって前記懸吊手段を構成するダクトを有するもので ある。

第２実施態様において、前記懸吊手段は、前記第１の連結口と前記圧力容器を画 定する前記積層体の周りのシェルとの間に剛性的な結合を与える少なくとも第１ のプレートを有するものである。

本実施態様は、積層体を懸吊するに用いるために、連結口がその積層体を構成す るプレートよりも厚い金属製のシートによって構成されることにより有利な利用 が成されている。

懸吊手段に関して２つの実施態様に共通する本発明の２次的な特徴によれば、 一前記プレート形熱交換器は、加えて前記積層体の上端部に第２の連結口を有す るとともに、この積層体の上端部と前記圧力容器の外部との間に前記流体のうち の第２の流体を案内する第２のコレクタ路を有するものである。

−前記積層体の上端部における連結口は、軸方向に一方が他方の内部に設けられ る実質的に半円筒形状口の形で構成されるものである。

本発明の好ましい適用においては、前述において明らかにされるような流体コレ クタ路は、運ばれる流体の特性の作用にしたがって構成され、大きさが定められ る。好ましい実施態様において、前記各コレクタ路は、内側コレクタ路の場合に おいては比較的に低い圧力で熱交換器から引出されるようになる流体を受入れ、 また外側コレクタ路の場合においては、熱交換器へ流入につれて圧力容器を満た す流体の圧力に近い比較的に高い圧力の流体を受入れるものである。また、前述 のことと組合わされて、あるいは組合わされずに、これら流体コレクタ路は、装 置の効率特徴から明らかであるような値において密接に関連される温度を有する 各流体を受入れるものである。

懸吊手段の第１実施態様に特に適用できるような本発明の２次的な特徴によれば 、 一前記第１のコレクタ路は内側コレクタ路を構成する前記第２のコレクタ路に軸 方向に設けられる外側コレクタ路を構成するとともに、前記第１の流体に対する 前記第１の連結口は前記第２の流体に対する前記第２の連結口を軸方向に収納し 、前記積層体の懸吊は前記圧力容器を塞ぐ上部シェルカバーを貫通するように前 記第１の流体を案内する機能を有する第１の外側コレクタ路のダクトによって構 成され、このダクトは前記上部シェルカバーを貫通するように前記第２の流体を 案内する機能を有する第２のコレクタ路の内側ダクトと同軸にあるものである。

本実施態様においては、第１の流体は比較的に高い圧力の流体であり、′Ｍ２の 流体は比較的に低い圧力の流体である。

−前記第１のコレクタ路は外側コレクタ路を構成する前記第２のコレクタ路内に 軸方向に設けられる内側コレクタ路を構成するとともに、前記第２の流体に対す る前記第２の連結口は前記第１の流体に対する前記第１の連結口を軸方向に収納 し、前記積層体の懸吊は前記圧力容器を塞ぐ上部シェルカバーを貫通するように 前記第２の流体を案内する機能を有する外側ダクトによって構成され、この外側 ダクトは一方では前記上部シェルカバーに剛性的に固定され、また他方では前記 上部シェルカバーを貫通するように前記第１の流体を案内する機能を有する内側 コレクタ路のダクトに剛性的に固定されるものである。

他にとるべき本実施態様においては、第１の流体が比較的に低い圧力の流体であ り、第２の流体が比較的に高い圧力の流体である。

懸吊手段の好ましい第２実施態様に特に適用できるような本発明の２次的な特徴 によれば、 一前記第２のコレクタ路は、前記第１の流体に対する外側コレクタ路を構成する 前記第１のコレクタ路内に軸方向に設けられる内側コレクタ路を構成するもので あるー前記懸吊手段は、前記第１の外側連結口によって形成される半円筒の一端 部を構成する平面に対して直線縁部に沿って剛性的に固定されるほぼ半円盤の形 状を有する少なくとも２個の継手プレートを有するものである。

−前記懸吊手段は前記積層体の前記圧力容器を画定する前記シェルの内面に対し て円形状縁部に沿って溶接されるほぼ半円盤の形状を有する少なくとも２個の支 持プレートを有するとともに、これら支持プレートは前記第１の外側連結口に対 して結合される前記継手プレートを支えるものである。

−前記各コレクタ路は前記圧力容器を塞ぐ上部シェルカバーを貫通するように前 記コレクタ路によって運ばれる流体を案内する機能を有するダクトを有するとと もに、これら各ダクトは膨張補償器を構成する金属製のベローズ部材によって対 応する連結口に結合されるものである。

−前記各継手プレートは前記支持プレート上に設けられる前記継手プレートをそ の支持プレートに取付けるために取付手段が貫通され、また前記積層体の心出し の調整を可能とする細長いスロットを有するとともに、前記取付手段は好ましく は前記細長いスロットを貫通して前記支持プレートに形成される円形状の孔を貫 通するナツト／ボルト組立て部品によって構成されるものである。

懸吊手段に関して２つの実施態様に共通する本発明の２次的な特徴によれば、 一前記コレクタ路は、同軸の円筒管によって構成されるとともに、前記圧力容器 を塞ぐ上部シェルカバーを貫通するように流体を案内する機能を有する外側ダク トおよび内側ダクトより構成されるものである。

一前記外側コレクタ路は前記外側ダクトにおいて前記圧力容器の外部にある側部 分岐を有しているとともに、前記外側ダクトを軸方向に貫通する前記内側ダクト はその外側ダクトを塞ぐカバーに対して防漏方法で剛性的に固定されるものであ る。

一前記コレクタ路は、比較的に高い圧力で熱交換器から引出されるようになり、 また熱交換器への流入に際して前記圧力容器を満たす第１の流体と、比較的に低 い圧力の第２の流体とを各々受入れるものである。

一前記コレクタ路は、熱交換器において比較的に低い温度の第１の流体と、比較 的に高い温度の第２の流体とを各々受入れるものである。

異なる材料が積層体の組立ておよびその積層体を取り囲む圧力容器の組立てに、 言い換えれば特に熱交換プレートおよび全体として積層体にステンレス鋼が、ま た圧力容器にクロム鋼が通常用いられることを考虜して、各外側ダクトおよび内 側ダクトを第１実施態様の場合には端部と端部とが突き合わせて溶接される少な くとも２個の管状部分の形で、または好ましい第２実施態様の場合には膨張ベロ ーズによって構成し、前記圧力容器に隣接する外側部分をその圧力容器と同一材 料で構成し、また前記積層体に隣接する内側部分をその積層体と同一材料で構成 することは利点がある。さらに、前記外側ダクトの内側部分は、好ましくは内側 ダクトの突合わせ結合の後において、熱交換器の組立て時に向かい合った母線に 沿って互いに溶接される２個の半円筒形状の壁によって少なくともその内側部分 の長さ部分に亘って構成されるものである。

この種の構成において、各コレクタ路の壁の両側において占める圧力条件は、こ の圧力条件によって外側コレクタ路の構成が防漏仕切りの機能を有して機械的懸 吊の機能を有しない比較的に薄い壁を用いるのに対して、比較的に厚さのある壁 を有する内側コレクタ路から積層体が懸吊される機械的配置に有利に導く。

前述の懸吊組立体に対して反対側の端部における熱交換器の下方部分において、 流体を供給しかつ引出すコレクタ路はそれ自体は従来にあるどんな方法において も構成され得る。

好ましい構造の態様において、また積層体の中心部におけるプレート間の流体流 路を圧力容器を通って熱交換器の外部に結ぶコレクタ路における熱膨張補償器と 、他方において圧力容器内に比較的に高い圧力での直接の流体供給とがある。

好ましい実施態様において、本発明による熱交換器はまた、前記外側容器を画定 する円筒形状シェルに対して熱交換の積層体の心出しを行う心出し手段が設けら れるとともに、この心出し手段はまた運転時ではなく水平長手方向姿勢にある場 合に前記積層体を支持可能なような構造である。

本発明は、プレート・形無交換器の構造においで、またそのプレート形熱交換器 の運転上の安全性に関してかなりの利点を提供するものである。

実際に、特に従来技術に対してそのように成された結果は、特に熱衝撃の際に、 熱い部分と冷たい部分との間における熱路を構成し易い積層体の側部に厚さのあ る支持シートを用いることを排除し、一般にプレート同志を結合する溶接壁にお けるどんなせん断応力でも抑圧し、一般に材料が異なる積層体と圧力容器との間 における接合を構成する異質な溶接におけるその積層体の重量から生じるとどん な応力でも取り除き、また熱交換器の運転時に積層体の膨張を防げることがなく なるようになる。

次に、本発明を、構造の個々の例のわく組み内において他の二次的な特徴および 種々の利点を明らかにしながらより詳細に説明する。どんな限定をも含ませない で説明を明瞭にするために、石油精製装置における接解解質装置の負荷および排 出流体間における熱交換を実行するに際してプレート形熱交換器が用いられる場 合における本発明の適用に関して参照がなされる。

添付される図１乃至図４を参照しながら説明する。

図１は第１実施例による図２のＡ−Ａ線の断面に沿った熱交換器の概略縦断面図 であり、 図２は第１実施例による熱交換器の概略横断面図であり、図３は熱交換器の上方 部分のみを示す図２のＢ−Ｂ線に沿った他の概略縦断面図であり、 図４は本発明の好ましい第２の実施例の透視図である。

図面において、同一構成部材は明瞭化のために同一符号で示されている。

本発明による熱交換器は、各図面において基本的には当該積層体１を長手方向に 貫通する２つの流体間において熱交換する矩形状のプレート２の積層体１と、こ れら流体の圧力に耐えてその積層体１を取り囲む外側容器３とより構成されてい る。考慮される特定の場合における想定される使用については、熱交換器は、流 体の入口および出口がその熱交換器の長手方向に向かい合った２つの端部に、言 い換えれば外側容器３の上端部と下端部とに配される垂直な長手方向姿勢におい て運転するようにされている。しかしながら、熱交換器が水平姿勢で容易に輸送 されることができることを確保する方策は採られている。

２つの流体は、２個の隣接するプレート２開に形成される流路を通じて積層体１ 内に長手方向において向流で流れる。

したがって、これら流体はそれら流体を隔てるプレート２を介して熱交換状態に ある。これら流体のうちの第１の流体は、ナフサおよび水素から成るとともに、 熱交換器内において排出流体に予熱されなければならない比較的冷たい流体を意 味する負荷である。また、第２の流体は、比較的熱い排出流体によって構成され ている。さらに、ナフサの負荷は、排出流体に比べて比較的に高い圧力で熱交換 器に達するために直接に外側容器３に流れ込むように熱交換器の下部に流入され 、積層体１を通過する前に外側容器３を満たすことになる。　゛外側容器、言い 換えればカランドリア３は、基本的には全長に亘って積層体１を取り囲む円筒形 状のカランドリアシェル１０と、このカランドリアシェル１０を熱交換器の上端 部および下端部において塞ぐ２個の半球形状のシェルカバー４゜５とによって画 定されている。個々のプレート２の大きさおよび数を考慮して、平行六面体形状 のプレート２が軸方向にカランドリア３内に収納されている。２つの流体を積層 体１と外側容器３の外部との間に案内する供給側および引出し側のコレクタ路は 後述するようにカランドリア３を貫通している。加えて、外側容器３に再循環ガ スを受入れる下側シェルカバー５に設けられているノズル８と、プレート４０に よって塞がれている熱交換器の内部構成部材の組立ておよびその内部構成部材の 保守のために外側容器３への入口をもたらすに用いられるマンホール９とが示さ れている。

熱交換器の積層体ｌの適切な組立ては、特にプレート２の構造と、この積層体１ の端部位置における流入および排出用のオリフィスの構造とに関しては参照され る仏間特許出願第８８−１３８８３号において開示されている説明による。プレ ート２の端面がはっきりとわかる図２は、積層体１の入口コレクタ路または出口 コレクタ路に向かって流体を案内するようにプレート２間において同時に流路を 設ける機能を有する波形状によってプレート２が互いに対してどのように適用さ れているかを示さない範囲で図示されている。これらプレート２は、ステンレス 鋼の薄いシートを爆発成形法によって波形状に製造されている。これらプレート ２は、当該積層体１の向かい合う２つの長手方向の面１２．１３においてそれら プレート２の縁部に溶接される舌状の小さな金属のスペーサ部材を構成するプレ ート２開における流れをせき止める挿入物でもってその積層体１を構成するよう に互いに積層されている。

積層体ｌの他の２つの長手方向の面において、積層体１はプレート２の積層体ｌ の機械的支えを与えるフレームを構成するように厚さのある、通例はステンレス 鋼の２枚のシート６．７によって取り囲まれている。例えば、プレート２を構成 する薄いシートは１のｍ程度の厚さを有している。一方、厚いシート６．７は、 従来において、これらプレートが全ての機械的応力に耐えてカランドリアシェル 内の全垂直積層体を支持しなげればならなかったことから厚さ１０ｍｍが必要で あったのに対して、厚さ３〜５ｍｍである。

本発明によれば、前述された熱交換器は運転状態に耐える１０を互いに連結する ようにそれらシート６．７およびカランドリアシェル１０の両者に対して十分に 大きな強さをもつもので溶接される現実的にどんな同様な支持部材をも有してい ない。逆に、この代わりに符号１８．１９で示されているような、例えば透かし 細さ、言い換えれば星形状グリッドから成るスペーサ部材がある。これらスペー サ部材は、カランドリアシェルｌＯ内における積層体１を運転時における垂直姿 勢ばかりでな（余熱交換器の輸送のための水平姿勢においても支持するのに用い られている。運転時においては、これらスペーサ部材は単に外側容器３の軸に積 層体１を保持する心出し部材の機能を果たしている。

後でわかるように、積層体１は熱交換器の上端部において外側容器３から懸吊さ れるようにして流体コレクタ路によって支持されている。全体の熱交換器の組立 体は、下部シェルカバー５とカランドリアシェル１０との間において防漏結合を 構成する円形溶接部の位置において外側容器３に溶接されているブランケット１ ６．１７によって外側容器３が支えられている（図示されない）台座によって支 持されている。

図１乃至図３において説明される第１実施例において、高圧流体を構成する負荷 は直接にノズル１１を介して外側容器３に流入して熱交換器の下端部に流入する 。この高圧流体を構成する負荷は外側容器３を満たし、積層体１の下方部分にお いてプレート２間における流路によって再び流れる。積層体ｌの上端部において 、高圧流体を構成する負荷は、半円筒形状の環状の第１の連結口（コネクチング ボックス）２１を構成するとともに、外側ダクト２２に連結されている第１のコ レクタ路に排出される。この外側ダクト２２は、防漏方法において上部シェルカ バー４を軸方向に貫通して斜めに向けられた側部分岐１４によって熱交換器の外 側に開口している。

この側部分岐１４の端部にはもはや熱交換器の一部ではない管系統にその側部分 岐１４を連結する適切なフランジが設けられている。これら外側ダクト２２、側 部分岐１４および第１の連結口２１はともに熱交換器にナフサの負荷を供給する 外側コレクタ路を構成するものとして、ここにおいて考えられるものを構成して いる。

比較的に低い圧力の流体を構成する排出流体は積層体１の上端部においてプレー ト２間における流路に流入する。この排出流体は下端部において積層体ｌから半 円筒形状の下部連結口２４を介して、排出流体の引出し用コレクタ路を下部シェ ルカバー５の貫通により完成する軸方向のダクト３５に向かって流出する。同様 の第２の上部連結口２３は、上部シェルカバー４を通じて流入するように排出流 体を案内するとともに、内側コレクタ路を構成する軸方向の内側ダクト２６から 排出流体を積層体１へ供給するように、・この積層体１の上端部においてその積 層体１に溶接されている。

図１から明らかなように、熱交換器の下方部分に配されている排出流体の引出し 用コレクタ路のダクト３５は、本実施例において金属製のベローズ部材２５から 構成される熱膨張補償器によってさえぎられている。この特有の特徴において、 ダクト３５はベローズ部材２５の名目上の特性が別に適するようにしであること を除いて積層体１自体を横切って懸吊されている従来のプレート形熱交換器のも のと同様である。

一方、構成は全体的に図１および図２から明らかなように熱交換器の上方部分に おいては異なっている。第２の上部連結口２３および内側ダクト２６より構成さ れている内側排出流体コレクタ路は、第１の上部連結口２１および軸方向の外側 ダクト２２の位置において負荷供給外側コレクタ路内に軸方向に配設されている 。こうして、外側容器３の上端部によってその外側容器３からの積層体ｌの懸吊 用の剛性組立体が構成されている。これに対して、排出流体コレクタ路、言い換 えれば内側路は、これ自体が剛性的に外側容器３に固定されている負荷コレクタ 路、言い換えれば外側路に剛性的に固定されている。この意味される剛性連結は 実際には同時に防漏を行う溶接結合で構成されている。

上部シェルカバー４下の外側容器３内に配設されている連結口２１．２３と、外 側ダクト２２および内側ダクト２６の部分とは、積層体１自体の構成部材の場合 におけると同様に好ましくはステンレス鋼製である。これら連結口２１，２３、 外側ダクト２２および内側ダクト２６の壁の厚みは比較的に小さく、言い換えれ ば例えば内側コレクタ路の場合には２５ｍｍ、また外側コレクタ路の場合には４ 〜６市といったようなものであり得る。また、各ダクト２２．２６は、外側容器 ３に対して内側である対応する内側部分に両端部を突き合わせて溶接されている いわゆる外側部分２７．２８を有している。

これらダクト２２．２６はそれら外側部分２７．２８の位置において防漏溶接結 合でもって上部シェルカバー４を貫通している。これら外側部分２７．２８の壁 はかなり厚く、外側容器３の壁の場合におけると同様に例えばクロム鋼製である 。

内側コレクタ路の部分２８は側部分岐１４上の外側コレクタ路を塞ぐカバー２９ を貫通しているとともに、外部連結フランジ３１で終わっている。

高い機械的強さを有する剛性懸吊組立体を含む本発明による熱交換器の構成は、 運転時において熱膨張差および流れる流体の圧力から生じる応力は、従来の熱交 換器とは逆にたわみよりも引張りおよび圧縮において作用する。本実施例おいて 、これら利点には、膨張ベローズ部材の数の減少および製造の単純化に、これに よって成される材料および労働費節減が付は加えられる。

第１実施例の変形例において、組合わされる連結口を有する内側コレクタ路は、 実際には、積層体１が外側コレクタ路を塞ぐカバー２９によって機械的に支持さ れるのを確保している。このことは図面から明らかではないけれども、本実施例 においては外側容器３内に配されている外側コレクタ路の部分の壁が内側コレク タ路の壁よりも十分に小さな厚みとなっている。

組立て時に、特に外側容器３のマンホール９を通じて接近・を得ることによる積 層体１の上端部に対するコレクタ路の溶接時に熱交換器の構成部材の組立てを容 易にするために、外側ダクト２２の内側部分は、横断線３２．３３間におけるそ のダクト２２の長さの部分に亘って対応路を塞ぐようにその場所で溶接される２ 個の半円筒形状の連結部材で構成されている。２個の異なる金属材料の部分が内 側コレクタ路のダクトおよび外側コレクタ路のダクトに対して溶接される領域の 位置は、想定される作業条件に応じて各個々の応用において正確に計算され得る 。全ての場合において気付かれるように、コレクタ路の壁が課される温度差は従 来の組立体に比較して小さい。実際には、内側ダクト２６と外側ダクト２２との 間における中間環状空間は、熱交換器に入る熱い排出流体と外側容器３を満たす 比較的に冷たい負荷との間に既に予熱されている負荷で占められている。したが って、コレクタ路の位置において熱膨張から生じる応力は減じられている。

最後に、また通常の慣行にしたがって、前述において“ダクト”という言葉で示 されているコレクタ路の構成部材は基本的には円筒管の形で、特にそれらダクト が防漏方法で溶接される外側容器３の貫通位置において構成されている。

次に、本発明の好ましい実施例を、図４を参照しつつ説明する。

第１実施例に共通する好ましい本実施例に示されている熱交換器の構成部材に関 しては、第１実施例に説明を参照するものとする。

図４に示されている懸吊手段は第１の外側連結口２１によって形成されている半 円筒の一端部を各々が構成する２個の平面１５．２０において、当該継手プレー ト３０自体がカランドリアシェル１０の湾曲部に適合するようにほぼ半円盤の形 状を有している継手プレート３０より構成されている。

これら２個の継手プレート３０は、平面１５．２０に対してそれら継手プレート ３０の直線縁部と、直角ブランケット３４の縁部とに沿って溶接されている。こ れら継手プレート３０は、次にカランドリアシェル１０の内面に対してそれら当 該各支持プレート３６の円形状の縁部および剛性にする直角ブランケット３７の 縁部に沿って順次に溶接されている同様の形状の支持プレート３６上に置かれる ようになっている。

支持プレート３６に対する継手プレート３０の取付けは、支持プレート３０を通 る１個または複数個のナツト／ボルト組立部品によって成されている。積層体ｌ の心出しを容易にするために、好ましくは取付は部材が支持プレート３６上にお ける位置を調節するために用いられる細長いスロット４２を介して継手プレート （部材）３０を貫通することを確保する方策が採られている。２個の継手プレー ト３０の細長いスロット４２が両方向において調節できるように互いに直角の方 向であり得る。

こうして、積層体１を取り囲むシートの厚さにおいて支持応力を耐えるために少 しも厚くすることを頼みにすることなくして、外側連結口２１を構成する金属性 のシートの厚さおよびその外側連結口２１の２個の端面の平坦な特性から、積層 体１の懸吊を確保するための利点が導出される。

また、これは、従来において積層体１を取り囲むシートに転嫁された懸吊力の作 用にもとづいて積層体の拡開をもたらす傾向を存する力が生じることを防ぐこと を可能にさせる。

図４に示されている実施例において、各々が外側連結口２１から外側容器３の外 部へ向かう第１の流体を案内するに用いられ、また外側容器３の外部から内側連 結口２３に向かう第２の流体を案内するに用いられるダクト２２．２６はもはや 同軸ではない。

実際において、第１実施例において内側ダクトまたは外側ダクトに懸吊力を転嫁 することによって存在する心出しの必要性は、今やもうない。しかしながら、本 第２実施例にとって同軸のダクトを有する構造の形を保持することは疑いもなく 可能である。

上部シェルカバー４下の外側容器３内に配されているとともに、各連結口２１． ２３に結合されているダクト２２゜２６の部分は熱膨張補償器を構成する金属性 のベローズ部材３８．３９によって上部シェルカバー４を貫通するいわゆる外側 部分２７．２８に各々連結されている。

各部分２７．２８は連結フランジ３１で終わっている。

熱交換器の下方部分は第１実施例に対して変更されてはいない。

２つの熱交換流体の向かい合う流れは、図４に矢印で示されている。第１の流体 は熱交換器の下端部においてノズル１１を通じて流入してダクト２２を通じて上 部で排出される。

また、第２の流体は熱交換器にダクト２６を通じて流入してダクト３５を介して 熱交換器から排出される。

前述のように、熱交換器は外側容器３が（図示されない）ブランケットによって 支持されている台座によって支持されて、また積層体１は熱交換器が輸送に際し て水平姿勢にある　゛場合に（図示されない）スペーサ部材によって支持されて いる。

構造の形に関係なく、積層体１における支持応力は、半円筒の長手方向縁部を構 成する連結口縁部を、積層体ｌを構成するプレート２の縁部に結合することによ って、好ましくは溶接される連結口を介して外側容器３に転嫁される。

積層体１の比較的に大きな強さと剛性とを確保するために、積層体が構成されて いる面に対して垂直な内側連結口２３の長手方向縁部に対して各プレート２が個 々に取付けられることかできることを確保する方策が採られている。

２個の連結口２１．２３は平面がそれら２個の連結口２１゜２３に共通であるこ とによってそれら長手方向の縁部において互いに剛性的に結合され、　（また各 連結口がそれ自体の端面を有する場合には前記端面が互いに溶接され）るために 、２個のコレクタ路に加えられる懸吊応力は構造の形にしたがって、少なくとも コレクタ路の１個のダクトまたは継手プレートのいずれかに転嫁される。

本発明は、当然に、前述において詳述されている個々の特徴に、または本発明を 説明するために選択されている各実施例の詳細に対して少しの意味においても限 定されない。あらゆる種類の代わりの組合わせが、本発明の範囲から逸脱するこ となく例として説明されている個々の実施例において、また構成部材において成 されることができる。したがって、構成部材の組合わせは前述された手段の技術 的均等を構成する全ての手段およびそれら手段の組合わせを含むものである。

浄書（内容に変更なし） 要約書 本発明は、互いの間を流れる流体間において熱交換するプレート（２）の積層体 （１）を有するとともに、この積層体が圧力容器（３）内に配設されるプレート 形熱交換器に関するものである。本発明は、積層体（１）の上端部に第１の連結 口（２１；２３）を有するとともに、この積層体の上端部と圧力容器（３）の外 部との間に第１の流体を案内する少なくとも第１のコレクタ路の位置に前記積層 体（１）を前記圧力容器（３）から剛性的に懸吊する懸吊手段を存することを特 徴としている。

手続補正書（瓢）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．互いの間を流れる第１および第２の流体間において熱交換するプレート（２ ）の積層体（１）を有するとともに、この積層体（１）が圧力容器（３）内に配 設されるプレート形熱交換器において、 前記積層体（１）の上端部に第１の連結口（２１；２３）を有するとともに、こ の積層体（１）の上端部と前記圧力容器（３）の外部との間に前記流体をうちの 第１の流体を案内する少なくとも第１のコレクタ路の位置に前記積層体（１）を 前記圧力容器（３）から剛性的に懸吊する懸吊手段を有することを特徴とするプ レート形熱交換器。 ２．前記第１のコレクタ路は、前記圧力容器（３）を塞ぐ上部シェルカバー（４ ）から前記第１の連結口（２１；２３）を懸吊するようにその第１の連結口（２ １；２３）と剛性的に結合されることによって前記懸吊手段を構成するダクト（ ２２；２６）を有することを特徴とする請求項１に記載のプレート形熱交換器。 ３．前記懸吊手段は、前記第１の連結口（２１）と前記圧力容器（３）を画定す る前記積層体（１）の周りのシェル（１０）との間に剛性的な結合を与える少な くとも第１のプレート（３０）を有するとともに、前記第１のコレクタ路は外側 コレクタ路を構成することを特徴とする請求項１に記載のプレート形熱交換器。 ４．加えて、前記積層体（１）の上端部に第２の連結口（２３；２１）を有する とともに、この積層体（１）の上端部と前記圧力容器（３）の外部との間に前記 流体のうちの第２の流体を案内する第２のコレクタ路を有することを特徴とする 請求項１乃至３のうちのいずれかに記載のプレート形熱交換器。 ５．前記積層体（１）の上端部における連結口（２３；２１）は、軸方向に一方 が他方の内部に設けられる実質的に半円筒形状口の形で構成されることを特徴と する請求項４に記載のプレート形熱交換器。 ６．前記第１のコレクタ路は内側コレクタ路を構成する前記第２のコレクタ路に 軸方向に設けられる外側コレクタ路を構成するとともに、前記第１の流体に対す る前記第１の連結口（２１）は前記第２の流体に対する前記第２の連結口（２３ ）を軸方向に収納し、前記積層体（１）の懸吊は前記圧力容器（３）を塞ぐ上部 シェルカバー（４）を貫通するように前記第１の流体を案内する機能を有する第 １の外側コレクタ路のダクト（２２）によって構成され、このダクト（２２）は 前記上部シェルカバー（４）を貫通するように前記第２の流体を案内する機能を 有する第２のコレクタ路の内側ダクト（２６）と同軸であることを特徴とする請 求項２，４または５に記載のプレート形熱交換器。 ７．前記第１のコレクタ路は外側コレクタ路を構成する前記第２のコレクタ路内 に軸方向に設けられる内側コレクタ路を構成するとともに、前記第１の流体に対 する前記第２の連結口（２１）は前記第２の流体に対する前記第１の連結口（２ ３）を軸方向に収納し、前記積層体（１）の懸吊は前記圧力容器（３）を塞ぐ上 部シェルカバー（４）を貫通するように前記第２の流体を案内する機能を有する 外側ダクト（２２）によって構成され、この外側ダクト（２２）は一方では前記 上部シェルカバー（４）に剛性的に固定され，また他方では前記上部シェルカバ ー（４）を貫通するように前記第１の流体を案内する機能を有する内側コレクタ 蹄（２３，２６）のダクト（２６）に剛性的に固定されることを特徴とする請求 項２，４または５に記載のプレート形熱交換器。 ８．前記第２のコレクタ路は、前記第１の流体に対する外側コレクタ路（２１， ２２）を構成する前記第１のコレクタ路内に軸方向に設けられる内側コレクタ路 （２３，２６）であることを特徴とする請求項３乃至５のうちのいずれかに記載 のプレート形熱交換器。 ９．前記懸吊手段は、前記第１の外側連結口（２１）によって形成される半円筒 の一端部を構成する平面（１５；２０）に対して直線縁部に沿って剛性的に固定 されるほぼ半円盤の形状を有する少なくとも２個の継手プレート（３０）を有す ることを特徴とする請求項３，４，５または８に記載のプレート形熱交換器。 １０．前記懸吊手段は前記積層体（１）の前記圧力容器（３）を画定する前記シ ェル（１０）の内面に対して円形状縁部に沿って溶接されるほぼ半円盤の形状を 有する少なくとも２個の支持プレート（３６）を有するとともに、これら支持プ レート（３６）は前記第１の外側連結口（２１）に対して結合される前記継手プ レート（３０）を支えること特徴とする請求項９に記載のプレート形熱交換器。 １１．前記各コレクタ路は前記圧力容器（３）を塞ぐ上部シェルカバー（４）を 貫通するように前記コレクタ路によって運ばれる流体を案内する機能を有するダ クト（２２；２６）を有するとともに、これら各ダクト（２２；２６）は膨張補 償器を構成する金属製のベローズ部材（３８；３９）によって対応する連結口（ ２１；２３）に結合されることを特徴とする請求項３，４，５，８，９または１ ０に記載のプレート形熱交換器。 １２．前記各継手プレート（３０）は前記支持プレート上に設けられる前記継手 プレート（３０）をその支持プレート（３６）に取付けるために取付手段（４１ ）が貫通され、また前記積層体（１）の心出しの調整を可能とする細長いスロッ ト（４２）を有するとともに、前記取付手段は前記細長いスロット（４２）を貫 通して前記支持プレート（３６）に形成される円形状の孔を貫通するナット／ボ ルト組立て部品によって構成されることを特徴とする請求項９乃至１１のうちの いずれかに記載のプレート形熱交換器。 １３．前記コレクタ路は、同軸の円筒管によって構成されるとともに、前記圧力 容器（３）を塞ぐ上部シェルカバー（４）を貫通するように流体を案内する機能 を有する外側ダクト（２２）および内側ダクト（２６）より構成されることを特 徴とする請求項４乃至１２のうちのいずれかに記載のプレート形熱交換器。 １４．前記外側コレクタ路（２１，２２）は前記外側ダクト（２２）において前 記圧力容器（３）の外部にある側部分岐（１４）を有しているとともに、前記外 側ダクト（２２）を軸方向に貫通する前記内側ダクト（２６）はその外側ダクト （２２）を塞ぐカバー（２９）に対して防漏方法で剛性的に固定されることを特 徴とする請求項１３に記載のプレート形熱交換器。 １５．前記各ダクト（２２；２６）は端部と端部とが突き合わせて溶接される少 なくとも２個の管状部分より構成されるとともに、前記圧力容器（３）内の部分 は前記積層体（１）と同一材料で構成され、前記圧力容器（３）を貫通する外側 部分（２７；２８）はその圧力容器（３）と同一材料で構成されることを特徴と する請求項１３または１４に記載のプレート形熱交換器。 １６．前記外側ダクト（２２）の内側部分は向かい合った母線に沿って互いに溶 接される２個の半円筒形状の壁によって少なくともその内側部分の長さ部分に亘 って構成されることを特徴とする請求項１５に記載のプレート形熱交換器。 １７．前記コレクタ路（２１，２２；２３，２６）は、比較的に高い圧力で熱交 換器から引出されるようになり、また熱交換器への流入（１１）に際して前記圧 力容器（３）を満たす第１の流体と、比較的に低い圧力の第２の流体とを各々受 入れることを特徴とする請求項４乃至１６のうちのいずれかに記載のプレート形 熱交換器。 １８．前記コレクタ路（２１，２２；２３，２６）は、熱交換器において比較的 に低い温度の第１の流体と、比較的に高い温度の第２の流体とを各々受入れるこ とを特徴とする請求項４乃至１７のうちのいずれかに記載のプレート形熱交換器 。 １９．前記外側容器（３）を画定する円筒形状シェル（１０）に対して熱交換の 積層体（１）の心出しを行う心出し手段（１８，１９）が設けられるとともに、 この心出し手段（１８，１９）はまた運転時ではなく水平長手方向姿勢にある場 合に前記積層体（１）を支持可能なような構造であることを特徴とする請求項１ 乃至１８のうちのいずれかに記載のプレート形熱交換器。