JPH0674680A - 熱交換板及びその製造方法 - Google Patents

熱交換板及びその製造方法

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JPH0674680A
JPH0674680A JP5120264A JP12026493A JPH0674680A JP H0674680 A JPH0674680 A JP H0674680A JP 5120264 A JP5120264 A JP 5120264A JP 12026493 A JP12026493 A JP 12026493A JP H0674680 A JPH0674680 A JP H0674680A
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heat exchange
plates
exchange plate
longitudinal
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Gabriel Merle
ガブリエル・メルル
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PATSUKINOTSUKUSU
Alfa Laval Packinox SAS
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PATSUKINOTSUKUSU
Packinox SA
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 より簡易で安価であるとともに漏洩がなく取
扱が容易な熱交換板を提供する。 【構成】 本発明の熱交換板は、平滑な周辺部（２１、
３１；２２、３２）を有し、かつ、隣接する板との間に
２種類の流体を対向方向に流すことができる流路を形成
する中央部（２３、３３）を有する板（２０、３０）を
互いに平行に積層している。熱交換板は、互いに積層さ
れた板（２０、３０）の組（Ａ）を複数組み合わせて構
成されている。組を構成する板（２０、３０）は、長手
方向に連続あるいは不連続に延在する溶接線材（１４）
からなる結合手段（１０）を介在させることによって結
合されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、熱交換板およびその
製造方法ならびに積層板からなる熱交換板の改良に関す
るものである。
【従来の技術】
【０００２】一般に、熱交換器には２つのタイプが存在
する。第１のタイプの熱交換器は、Ｕ字型あるいは直線
状の管を有し、この管の内部を流体が流れる構成のもの
である。この型の熱交換器は、一般に高価で有り、管を
配置する空間の体積に制約が存在する一般的状況の下で
は熱交換性能が制約を受ける。第２のタイプの熱交換器
は、平板を平行に積層した構造のものである。平板は、
金属の薄板、通常はステンレス板、であり、平滑な周辺
部を、上下の平板と接触して２つの流体のための独立し
た流路を形成する中央部を有するものである。
【０００３】積層型の熱交換器の製造は以下のような手
順に従って行われている。まず、各平板の長手方向の縁
部にそってスペーサを挟んで複数の平板を積層する。平
板の長手方向の縁部は、スペーサを所定の位置に配置す
るために必要な幅を有しており、外から溶接することが
できる垂直な平面を形成するように垂直面に沿って並べ
られる。つぎに、緊密な側壁を形成するように、被溶接
部材を、平板の間を埋めるように挿入する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では溶接に多くの時間を必要とし、さらに、平
板の縁部を揃えることが必要であるために材料を無駄に
することにもなる。くわえて、この様な方法によった場
合、装置の気密性は熱交換器全体が組み上げられて初め
て達成されることになる。したがって、液の漏洩が起こ
った場合には、区域毎に漏洩の有無を検査することがで
きず、その検査は極めて面倒なものになることは容易に
理解される。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、従来の熱交換器の有する上記
のような問題点を解決することを目的として、より簡易
で安価であるとともに漏洩がなく取扱が容易な熱交換板
を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、平滑な周辺部を有するとともに、隣接す
る板との間に２種類の流体を対向方向に流すことができ
る流路を形成する中央部を有する板を互いに平行に積層
した、熱交換板を提供するものである。熱交換板は、互
いに積層された板の組を複数組み合わせて構成されてお
り、組を構成する板は、長手方向に連続あるいは不連続
に延在する溶接線材からなる結合手段を介在させること
によって結合されている。
【０００７】本発明の他の特徴によれば、組を構成する
板は、上板および下板からなり、上板および下板の長手
方向の縁部は互いに接合されており、短辺方向の縁部は
少なくとも一部が接合されている。短辺方向の縁部の接
合されていない部分は、２つの流体の内の一方のための
少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口を形成
し、短辺方向の縁部の接合された部分は、２つの流体の
内の他方のための少なくとも１つの入口と少なくとも１
つの出口を形成しており、組を構成する板の接合されて
いない部分は、上方に隣接する板の短辺方向の縁部およ
び下方に隣接する板の短辺方向の縁部に隣接しており、
連結部材が組を構成する板の長手方向の縁部の下に設け
られ、板の組の角の部分と長手方向の縁部の相当位置に
は角部材が設けられ、流体の流れの方向に沿って設けら
れた溶接線によって固定されている。
【０００８】本発明は、さらに、以下の特徴を有する上
記熱交換板の製造方法を提供するものである。すなわ
ち、長手方向の縁部と短辺方向の縁部の少なくとも一部
が接合可能で有り、短辺方向の縁部の少なくとも一部が
接合されないもので有り、２つの流体の内の一方のため
に少なくとも１つの流体入口と少なくとも１つの流体出
口を形成した２つの板を積層する行程と、長手方向の縁
部の下側に少なくとも１つの連結部材を、板の角部の下
側に角部材を配置して板の組を支持する行程と、各々の
板の組の溶接線に沿って連結部材の上端部および角部材
の上端部を溶接して板を保持させる工程と、各々の板の
組の短辺方向の縁部の接合されない部分にスペーサを介
挿する工程と、スペーサおよび板の隣接する部分を溶接
する工程と、この様に形成された板の組の水密性を向上
させる工程と、板の組を重ねる工程と、各々の板の組の
溶接線に沿って連結部材の上端部および角部材の上端部
を溶接して板を保持させる工程とを有する熱交換板の製
造方法である。本発明の他の目的は、上記のような耐圧
ベルトを有する熱交換板を提供することである。
【０００９】
【実施例】以下に、本願発明を添付の図面に従って説明
するが、添付の図面は説明にのみ用いられるものであ
り、発明の概念は図面に表された内容に制約されるもの
ではない。
【００１０】第１図及び第２図に示すように、熱交換板
１は、平行に設置された板２０、３０の組Ａを積層した
ものである。板２０、３０には、金属の薄板、一般的に
はステンレス鋼等の変形性能に優れた材料が用いられ
る。板の組Ａは、上板２０および下板３０によって構成
されている。上板２０は、第３図に示すように、平滑な
表面を有する長手方向に延在する縁部２１と短辺方向に
延在する縁部２２、および流路を形成する中央部２３を
有する。短辺方向の縁部２２は、図３に示すように、少
なくとも１つの凹部２４を有する。長手方向の縁部２１
および短辺方向の縁部２２の内の凹部を形成していない
部分は第１の平面を構成し、中央部２３および短辺方向
の縁部の内の凹部は第１の平面とは平行に浮出しており
第２の平面を構成している。
【００１１】下板３０は、第４図に示すように、平滑な
表面を有する長手方向の縁部３１と短辺方向の縁部３
２、および流路を形成する中央部３３を有する。短辺方
向の縁部３２は、少なくとも１つの凹部３４を有する。
長手方向の縁部３１、短辺方向の縁部３２の内の凹部を
形成していない部分および中央部３３は第１の平面を構
成し、短辺方向の縁部の内の凹部は第１の平面とは平行
に押し下げられた第２の平面を構成する。
【００１２】板の組Ａを形成するには、長手方向の縁部
２１、３１および短辺方向の縁部２２、３２および流体
のための第１の流路を形成する峰部が重なるように２枚
の板２０、３０を重ねる。第１、３および図４に示され
た実施例によれば、上板２０および下板３０の短辺方向
の縁部２２、３２にはそれぞれ凹部２４、３４が形成さ
れている。凹部２４、３４は、板の組Ａを形成したとき
に、反対方向に凹部が形成される向きに形成されてい
る。
【００１３】好ましい実施例においては、凹部２４、３
４は、短辺方向の縁部２２、３２の中央部に設けられて
いる。
【００１４】第１図に示すように、凹部２４、３４は熱
交換器の一方の端部においては、流体の流入口を形成
し、他方の端部においては流体の排出口を形成する。板
の組Ａは相互に積層され、板の組Ａは相互に積層され、
重ねた板２０，３０の峰部によって別の流体のための第
２の流路が形成されている。第１図に示すように、各板
の組Ａの短辺方向の縁部２２，３２は、重ねた板の組Ａ
と共に熱交換器１の一方の端部においては、少なくとも
第２の流体のための流入口が設けられ、他方の端部にお
いては、流体の排出口３が設けられている。そして、流
体は板の全長に渡って長手方向に互いに対向方向に流れ
るようになっている。
【００１５】また、各々の組Ａの板２０，３０と板の組
Ａは結合手段１０によって結合されている。図２及び図
５から図８に詳細に示すように、この結合手段は、一方
で板の組Ａの長手方向の縁部２１，３１に沿って少なく
とも２つの連結部材１１そして、板の角に沿う角部材１
２によって構成されている。
【００１６】長手方向の連結部材１１と角部材１２の厚
さは、隣接した板の組Ａの間隔に相当する。長手方向の
連結部材の上表部１１の外側の縁部１１ａは結合した板
の長手方向の縁部２１，３２を受けるための受け溝１１
ｂを形成し、溝の深さは組の板２０，３０の長さとほぼ
同じである。
【００１７】各々の長手方向の連結部材１１の縁部１１
ａと受け溝１１ｂは、その連結部材の全長に沿って伸び
ている。外側の縁部１１ａは、結合した板の組Ａの板２
０，３０の厚さとほぼ同じ高さを有し、板の組Ａの上板
２０の長手方向の縁部２１の上表部と平滑で連続的な表
面を形成し、図２に示すように、上方に隣接する板の組
の連結部材１１の下表部を支持するように構成されてい
る。板２０，３０に対する各々の連結部材１１に理想的
な位置の調整を可能にするために、各々の連結部材１１
を受ける溝１１ｂの幅は、板２０，３０の長手方向の縁
部２１，３１の幅とほぼ同じである。それぞれの連結部
材１１の受け溝１１ｂには、縁部１１ａ近傍において板
の余剰部分を逃がすための溝１１ｃが形成されている。
【００１８】板の組Ａの各板２０，３０は、その長手方
向の縁部２１，３１において、長手方向の連結部材１１
に、連続に延在し、熱交換流体の流れの方向に沿って設
けられた溶接線によって固定されている。
【００１９】長手方向の各々の連結部材１１の下表部の
全長に渡る溝１１ｄは、下方に隣接する板の組Ａの溶接
線１３の突出した部分の逃げとなってい（図２および図
６）。
【００２０】図５、図７および図８に示すように、角部
材１２は直角に交わる２本の分枝からなり、下表部に外
縁部１２ａを有する。この外縁部は結合した板の組Ａの
角を受ける溝１２ｂを形成している。溝の深さは同板の
組の板２０，３０の厚さにほぼ等しい。
【００２１】長手方向の連結部材１１及び板２０，３０
に対して角部材１２に理想的な位置の探索を可能にする
ため、角部材１２を受ける溝１２ｂの幅は板２０，３０
の縁部の幅より広い。板２０の上表部と平滑な表面を形
成するように、角部材１２の外縁部１２ａの高さは結合
した板の組Ａの厚さと同じである。角部材１２の受け溝
１２ｂは縁部ａの近くに、板２０，３０の余剰部を受け
得る溝１２ｃを有する。板の組Ａの板２０，３０は同様
に連続して延在する溶接線１３により、角部を角部材１
２に固定されている。
【００２２】角部材１２の下表部は受け溝１２ｄ（図７
及び図８）を有する。この溝１２ｄは、下に隣接する板
の組Ａの溶接線１３の突出した部分の位置決定のために
使用される。また、板の組Ａの板２０，３０における短
辺方向縁部の接合部分は図示されていない溶接線によっ
て他の接合部に結合している。これは、溶接線１３によ
り板の組Ａの板２０，３０間の水密性を得るためであ
る。
【００２３】各々長手方向の連結部材１１及び角部材１
２を備えた板の組Ａは、溶接線１４によって相互に固定
され積層されている。この溶接線は連続又は不連続に延
在し、連結部材及び角部材の結合平面のレベルで外側に
設置される。
【００２４】板の組Ａの短辺方向の縁部２２，３２にお
ける凹部２４，３４によって形成される非接合部分の各
端部には、図示されていない溶接線によって板２０，３
０に接合されたスペーサ１５（図５）が配置されてい
る。スペーサ１５の高さは凹２４の上表部２４ａと凹３
４の下表部との間隔と同じである。
【００２５】長手方向の連結部材１１及び角部材１２、
スペーサ１５の材料は、例えばステンレス鋼で構成され
た板２０，３０と同じ材料で構成されている。
【００２６】本発明における熱交換板の組立は以下の通
りである。先ず初めに、長手方向の縁部２１，３１及び
凹部２４，３４を有さない短辺方向の縁部の各部が接合
するように２枚の板２０，３０を積層する。以上の要領
で形成された板の組Ａは長手方向の連結部材１１の２本
及び４つの角部材１２の上に設置される。このことによ
って、長手方向の縁部２１，３１及び板の組Ａの角部が
各々溝１１ｂ，１２ｂに位置する。
【００２７】板２０，３０の界面及び連結部材１１、角
部材１２のレベルにおける機械的連結を実現するため
に、板の組Ａは長手方向の連結部材１１に固定され、角
部材１２は連続の溶接線１３によって固定される。続い
て、短辺方向の縁部２２，３２の非接合部分端の箇所に
スペーサ１５は設置される。
【００２８】短辺方向の縁部２２，３２の接合可能部分
は互いに溶接され、スペーサ１５は板２０，３０の短辺
方向の縁部２２，３２に溶接される。各々の板の組Ａ
は、同様にして形成される。
【００２９】以上の相異なる作業に続いて、各板の組Ａ
は水密性のテストを受け、このことによって漏洩発見の
際に必要となり得る処置を容易にする。板の組Ａは積層
され、長手方向の連結部材１１及び角部材１２の上下に
並んでいるものは全体を強化するために連続又は非連続
の溶接線１４によって互いに溶接される。
【００３０】以上の要領で形成された熱交換板は図示さ
れていない、内圧に耐える耐圧ベルトの中に設置され、
熱交換器を構成するのである。以上のような熱交換器の
類は例えば６００℃以上、又は２００バール以上の温度
や圧力の下でも作動し得る。
【００３１】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、板の
端を揃える作業及び熱交換板全体を両側壁に溶接する作
業を要しないので、熱交換板の組立てがより簡単とな
る。これにより、製造コストを低減することができると
ともに、厳しい品質基準を満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る熱交換板の斜視図である。
【図２】本願発明に係る熱交換板の短辺方向の断面図で
ある。
【図３】組を構成する上板の斜視図である。
【図４】組を構成する下板の斜視図である。
【図５】組を構成する板の連結部材およびスペーサの斜
視図である。
【図６】板の組の部分断面図である。
【図７】角部材の側面図である。
【図８】角部材の平面図である。
【符号の説明】
１４ 溶接線材 ２０，３０ 板 ２１，２２，３１，３２ 周辺部 ２３，３３ 中央部

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平滑な周辺部（２１，３１，２２，３
    ２）を有するとともに、隣接する板との間に２種類の流
    体を対向方向に流すことができる流路を形成する中央部
    （２３，３３を有する板を互いに平行に積層した熱交換
    板１であって、上記熱交換板は、互いに積層された板の
    組（Ａ）を複数組み合わせて構成されており、組を構成
    する板（２０，３０）は、長手方向に連続あるいは不連
    続に延在する溶接線材１４からなる結合手段を介在させ
    ることによって結合されていることを特徴とする熱交換
    板。
  2. 【請求項２】 前記組（Ａ）を形成する板は、上板（２
    ０）及び下板（３０）からなり、上板及び下板の長手方
    向の縁部（２１，３１）は互いに接合され、短辺方向の
    縁部（２２，３２）は少なくとも一部が接合され、短辺
    方向の縁部（２２，３２）の接合されていない部分は、
    ２つの流体の内の一方のための少なくとも１つの入口と
    少なくとも１つの出口を形成し、短辺方向の縁部（２
    ２，３２）の接合された部分には、２つの流体の内の他
    方のための少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出
    口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
    熱交換板。
  3. 【請求項３】 前記組を構成する板の接していない部分
    は、上方に隣接する板（２０）の短辺方向の縁部（２
    ２）及び下方に隣接する板（３０）の短辺方向の縁部
    （３２）各々に少なくとも１つ設けられている凹部（２
    ４，３４）によって形成されていることを特徴とする請
    求項２に記載の熱交換板。
  4. 【請求項４】 前記凹部（２４，３４）は、板の組
    （Ａ）を形成した状態において、板（２０，３０）の形
    成方向と反対方向に凹部が形成される向きに形成されて
    いることを特徴とする請求項３に記載の熱交換板。
  5. 【請求項５】 前記凹部（２４，３４）は、短辺方向の
    縁部（２２，３２）の中央部に設けられていることを特
    徴とする請求項２または３に記載の熱交換板。
  6. 【請求項６】 前記上板（２０）の長手方向の縁部（２
    １）及び短辺方向の縁部の少なくとも一部（２２）は第
    １の平面を構成し、中央部（２３）及び上板の凹部（２
    ４）の上表部は第１の平面に平行でかつ突出した第２の
    平面を形成することを特徴とする請求項２ないし５のい
    ずれかに記載の熱交換板。
  7. 【請求項７】 前記長手方向の縁部（３１）、および短
    辺方向の縁部のすくなくとも一部（３１）ならびに下板
    （３０）の中央部（３３）は第１の平面を構成し、下板
    の凹部の下表部は第１の平面とは平行でかつ陥没した第
    ２の平面を構成することを特徴とする請求項２ないし５
    のいずれかに記載の熱交換板。
  8. 【請求項８】 前記結合手段（１０）は、対応する板の
    組（Ａ）の長手方向の縁部（２１，３１）の各々の下方
    に設置された少なくとも１本の長手方向の連結部材及び
    板の組（Ａ）の角部に設置された角部材（１２）によっ
    て形成され、長手方向の縁部（２１，３１）及び角部は
    連結部材（１１）に固定されており、さらに、角部材
    （１２）は、流体の流れの方向に沿って延在する連続の
    溶接線（１３）によって固定されていることを特徴とす
    る請求項１または２に記載の熱交換板。
  9. 【請求項９】 前記長手方向の連結部材（１１）及び角
    部材（１２）の厚さは、隣接した板の組（Ａ）の２組の
    間の間隔に相当することを特徴とする請求項８に記載の
    熱交換板。
  10. 【請求項１０】 前記長手方向の縁部（１１）の上表部
    は、結合した板の組（Ａ）の長手方向の縁部（２１，３
    １）を収容すべき溝が形成された外縁部を有し、溝の深
    さは、板の組（Ａ）の板（２０，３０）の厚さに等し
    く、外縁部（１１ａ）及び溝（１１ｂ）は、連結部材
    （１１）の全長に渡って延在していることを特徴とする
    請求項８または９に記載の熱交換板。
  11. 【請求項１１】 前記外縁部（１１ａ）は、結合した板
    の組（Ａ）の板（２０，３０）の厚さに相当する高さを
    有し、板の組（Ａ）の長手方向の縁部の上表部と平滑な
    表面を形成していることを特徴とする請求項１０に記載
    の熱交換板。
  12. 【請求項１２】 前記長手方向の連結部材（１１）の受
    溝（１１ｂ）は、縁部（１１ａ）の近傍に板（２０，３
    ０）の余剰部分を収容する溝を有することを特徴とする
    請求項１０に記載の熱交換板。
  13. 【請求項１３】 前記連結部材（１１）の下表部は、隣
    接する板の組（Ａ）の溶接線（１３）の浮出部分の位置
    決定のために、連結部材（１１）の全長に渡って延在す
    る受溝（１１ｄ）を有することを特徴とする請求項８ま
    たは９に記載の熱交換板。
  14. 【請求項１４】 前記角部材（１２）は、直交する２本
    の分枝からなるとともにその上表部に外縁部（１２ａ）
    を有し、この外縁部は、結合した板の組（Ａ）の角部を
    受ける溝（１２ｂ）を具備し、この溝の深さは、板の組
    （Ａ）の板（２０，３０）の厚さに相当することを特徴
    とする請求項８または９に記載の熱交換板。
  15. 【請求項１５】 前記長手方向の縁部の上表部と平滑な
    表面を形成するように、外縁部（１２ａ）の高さは結合
    した板の組（Ａ）の厚さに相当することを特徴とする請
    求項１４に記載の熱交換板。
  16. 【請求項１６】 前記角部材（１２）の受け溝（１２
    ｂ）は、縁部（１２ａ）の近くに板（２０，３０）の余
    剰部分を収容する溝（１２ｃ）を有することを特徴とす
    る請求項１４に記載の熱交換板。
  17. 【請求項１７】 前記角部材（１２）の下表部は受溝
    （１２ｄを）有し、この受溝は隣接する板の組（Ａ）の
    溶接線（１３）の突出部分の位置決定に関わる点によっ
    て特徴づけられる請求項８または９に記載の熱交換板。
  18. 【請求項１８】 前記板の組（Ａ）の短辺方向の縁部
    （２２，３２）の非接合部分は、溶接線によって板（３
    ０）に接合されたスペーサ（１５）を有することを特徴
    とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の熱交換
    板。
  19. 【請求項１９】 長手方向の縁部（２１，３１）と短辺
    方向の縁部（２２，３２）の少なくとも一部が接合可能
    であるとともに、短辺方向の縁部の少なくとも一部が非
    接合部とされ、２つの流体の中の一方のために少なくと
    も１つの流体入口と少なくとも１つの流体出口を形成し
    た２つの板（２０，３０）を積層する工程と、短辺方向
    の縁部（２１，３１）の下表部に少なくとも１つの長手
    方向の連結部材（１１）及び板の組（Ａ）の角部の下表
    部に角部材を配置する工程と、各々の板の組（Ａ）の溶
    接線（１３）に沿って連結部材（１１）及び角部材（１
    ２）に溶接して板（２０，３０）を保持させる工程と、
    各々の板の組（Ａ）の短辺方向の縁部（２２，３２）の
    接合されない部分にスペーサ（１５）を挿入する工程
    と、短辺方向の縁部（２２，３２）及びスペーサ（１
    ５）の接合可能部分を板の組（Ａ）の板（２０，３０）
    の短辺方向の縁部に溶接する工程と、こうして形成され
    た板の組（Ａ）の水密性のテストをする工程と、板の組
    （Ａ）を積層する工程と、連続又は非連続の溶接線（１
    ４）によって積層された長手方向の連結部材（１１）と
    角部材（１２）を溶接する工程とを具備することを特徴
    とする熱交換板の製造方法。
  20. 【請求項２０】 熱交換板を内側に置いた内圧に耐える
    耐圧ベルトを有する請求項１ないし１８に記載の熱交換
    板。
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