JPH09506826A - 板状熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、板状熱交換器およびその製造方法に関する。円形の波形熱交換器プレートは、波形を形成するために表面上に隆起部（３）または溝（４）を有するプレスツール（１）で円形のプレートブランクから作られる。流れの開口部の位置は、流れの開口部か又は通常の波形かの何れかが形成される特定の位置に依存して、それらが設けられる空間部（５）に位置される充填部材（９）によって選択されることができる。その方法は、互いの上部に位置されるプレートの畝状体が交差している板状熱交換器を製造するためのものであり、それらの間の角度は所望なように選択されることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 板状熱交換器およびその製造方法 本発明は、外周に沿って対で相互接続されている円形の波形板から成り、この 複数の対のプレートは１次側が密封されるように流れの開口部で相互接続される 。この装置の波形板を製造するためのツールは、隣接したプレート相互間の波形 の間の角度が或る制限内で変えられるように設計されている。本発明による製造 方法は、単一のプレスツールの使用を含む。 通常の板状構造の熱交換器は方形であり、１次側および２次側の流れの通路は 両側共プレートの積層体内に位置されている。プレートと畝状体輪郭との間の通 路は、板状熱交換で変化する。対向するプレート間の畝状体の作る角度は、プレ ート間の通路における流れの状態にかなり影響を与える。通常の板状熱交換器は 、各畝状体の角度に対する幾つかの別々のプレスツールが必要とされている。こ の方法は費用が掛り、十分に正確に畝状体の角度を調整することもできなかった 。プレート間の畝状体の角度は、異なるツールで形成されたプレートを共に配置 することによってある程度の調整は可能であった。 フィンランド特許第79 409号明細書は、円形の波形板から成る板状熱交換器を 説明する。この解決法では、隣接したプレート間の畝状体の角度は自由に変えら れる。しかしながら、この明細書は、それに記載された構造を理解するための如 何なる詳細な技術的解決法をも記載していない。それは解決されていない技術的 細部を具備するので、この構造は当業者に明白ではない。従って、チャンバ４と プレート１との間の角部は密閉されておらず、その結果として、流れはプレート 間の色々な通路で必然的に混じり合う。この明細書はこの密閉がどの様に実現さ れるかを開示していない。当然、密閉は半田付けまたは溶接によって行われるこ とができるが、これは非常に費用が掛かる構造のチャンバ４を形成する。さらに 、この明細書による構造において、特に板状熱交換器が高圧の圧力容器として使 用される場合、ボルトによって端部プレートを固定させることは非常に費用が掛 かる。実際には、本発明による解決法は技術的に実現可能ではなく思弁的なもの で ある。また、フィンランド特許の公開番号第64 459号明細書は、円形板状熱交換 器の解決方法を記載している。しかしながら、この構造は板状熱交換器および本 発明の特許明細書による製造方法と本質的に異なる。公開された明細書に記載さ れた板状熱交換器は、本発明による熱交換器と流れのタイプが完全に異なる。こ れは螺旋状のものを使用しており、この装置の方法は流れおよび流れの抵抗に関 して異なる。 畝状体の角度が、目下使用されている構造では通常困難であるが、熱交換媒体 のために変えられなければならない場合、今日の板状構造の熱交換器の欠点は確 実にそれらの製造方法にある。板状熱交換器を製造するためのツールの費用は通 常非常に高いので、少量の組の製造は実行不可能である。さらに、ゴムガスケッ トを備え、端部プレート間を押付ける通常の板状熱交換器は、使用寿命の観点か ら構造において不利である。ゴムガスケットに関する問題は、経年変化時に漏洩 し始めることである。 その使用寿命は、様々な半田付けまたは溶接技術によってある程度延ばすこと ができる。しかしながら、大抵の場合において、これは通常の板状熱交換器の持 つ利点、すなわち分解して掃除することができる利点を消してしまう。 本発明による装置およびその製造方法は、上述した欠点に関する決定的な改良 を提供する。これを達成するため、本発明による装置は添付の請求の範囲に記載 されることを特徴とする。 本発明の最も重要な利点は、単一のプレスツールによって適切な畝状体の角度 のステップで板状熱交換器が生成されることができることである。本発明による 板状熱交換器の構造は、圧力に対して高い耐性がある。さらに、プレスツールの 製造は非常に費用が掛るが、その補足部品を持つ単一のツールが４乃至５個のプ レスツールと置換されることができるので、相当な節約が達成される。溶接構造 である熱交換器はゴムガスケットを有する通常の板状熱交換器より長い使用寿命 を有する。 以下において、本発明は添付図面を参照して詳細に説明される。 図１は、熱交換プレート用のプレスツールのプレス部分の平面図である。 図２は、図１に示されたツールの断面図である。 図３は、相手の型の同様の断面図である。 図４は、溝の付いた充填部材を示す。 図５は、平滑な表面を有する充填部材を示す。 図６は、互いの上部の上に位置された時の熱交換プレートの概略図を示す。 図７は、本発明によって製造された板状熱交換器の概略図を示す。 以下において、本発明は添付図面を参照して詳細に記載される。 図１乃至５において、符号１はプレスツールを示す。符号２はプレスツール本 体を示し、符号３は波形にされた熱交換プレートの隆起部を示す。符号４は、熱 交換プレートが形にプレスされる時に隆起部３が押し込んで作られる溝を示す。 充填部材用の場所は符号５で示されており、固定ピン用の孔は符号６で示される 。プレスツール用の誘導ピンは符号７で示され、誘導ホールが符号８で示されて いる。充填部材は符号９で示されており、固定ピンは符号10で示されている。図 ６および７において、熱交換プレートは符号11で示されており、プレートに形成 された波形の畝状体は符号12で示されている。隣接するプレートの畝状体間の角 度は、文字ａで示されている。プレートはプレートの外周13に沿って対で共に溶 接され、各対のプレートは流れの開口部14の周辺15に沿って別の対のプレートに 溶接される。１次側では、入口取付け部分は符号16で示されており、出口取付け 部は符号17で示されている。２次側では、入口取付け部は符号18で示されており 、出口取付け部は符号19で示されている。熱交換器の外殻は符号20で示されてお り、端部プレートは符号21で示されている。 本発明による熱交換器は、以下の方法で製造される。プレスツール１は１つの プレスおよびその相手の型を具備し、その１方のものは隆起部３を有し、他方の ものは溝４を有しており、従って成形される熱交換プレートはそれらの間にプレ スされるときに波形にされる。隆起部３か溝４のどちらかは、プレスツール１の 本体２に切削加工される。さらに、空間部５は充填部材９および固定するための 穴６のためにプレスツールに切削加工される。充填部材９の直径および充填部材 のために設けられた空間部５の直径は、勿論流れの開口部14の大きさを規定する 。流れの開口部14の位置は、空間部５の位置に依存し、そこには平滑な表面を有 する充填部材９が配置される。本発明の特許明細書に記載されたツールにおいて は、 空間部５は３０°の間隔のステップであり、これはプレート間の畝状体の角度の 決定の際に１５°のステップが達成されることを意味する。プレート11が形にプ レスされ、流れの開口部14が畝状体12に対する所望の位置にそれらが配置される 時、プレートは、プレートの対が流れの開口部14の周辺15に沿って互いに溶接さ れた後、外周13に沿って共に溶接されるような方法で互いに上部の上に積層され る。得られた密封された１次回路の流れの通路の配置は熱交換器の外部外殻20内 に位置され、端部21がその適切な位置に取付けられている。通常、流れは図７に 示されるように、熱交換器内に生じ、実線で引かれた矢印は1次側の流れを示し 、破線で引かれた矢印は２次側の流れを示している。 勿論本発明の着想内でツール１は、例えば、充填部材９の数がこの特定の解決 法における数よりも多く、従って充填部材の直径および開口部５の直径が減少さ れるように変形されることができる。反対に流れの開口部14の抵抗力があまり高 くない時には、開口部の数を減少することもでき、それによって板状熱交換器に おける流れの開口部14は、板状熱交換器を長くすることを可能にする。ピン10に より穴６に固定される充填部材９は、例えば複数の固定部材による別の種類の構 造を使用することによって固定されることもできる。隆起部３および溝４は本発 明の観念から逸脱することなしに別の方法でプレスツール１でグループ分けされ るか、別の角度で装着されることもできる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年２月２３日 【補正内容】 請求の範囲 １．円形またはそのような形状の波形プレートブランクから成り、プレートブラ ンクがプレスツール（１）によるプレスによって製造され、前記プレスツールが 隆起部（３）または溝（４）を有するプレス型および相手のツールと流れの開口 部（14）のための１つのプレスツール型とを具備している、板状熱交換器を製造 するための方法において、 プレス型および相手のツールの両方が充填部材（９）のための２つ以上の空間 部（５）を備えており、前記ツールの二分割部分の両方が中心から等しい距離に 互いに対向して位置される前記充填部材の２つの空間部に流れの開口部（14）を 形成するためのツール型を有し、同時に隆起部（３）または溝（４）を有する充 填部材（９）がその他の空間部に配置されていることと、流れの開口部（１4） に対する隆起部（３）および溝（４）の角度が充填部材およびツール型の前記位 置を変えることによって変えることができることとを特徴とする板状熱交換器を 製造する方法。 ２．隆起部（３）または溝（４）を有するプレス型および相手の型のツールと流 れの開口部（14）のためのプレスツール型とを具備しており、円形またはそのよ うな形状の波形のプレートブランク（11）を製造するためのプレスツール（１） において、 プレスツール（１）が中心から等しい距離にツールの二分割部分の両方に充填 部材のための２つ以上の空間部（５）を有し、互いに対向して位置される前記充 填部材の空間部の２つが流れの開口部（14）を形成するためのツール型を配置さ れ、同時に隆起部（３）または溝（４）を有する充填部材（９）がその他の空間 部に配置されることと、流れの開口部（14）に対する隆起部（３）および溝（４ ）の角度が前記空間部を変えることによって変えることができることとを特徴と するプレスツール。 ３．外殻（20）、端部（21）、互いの上部の上に対で位置されているプレート（ 11）によって形成される１次側の回路、および取付け部（16，17，18，19）を具 備している板状熱交換器において、 プレート（11）がそれらの外周（13）に沿って相互接続されることと、複数の プレートの前記対が流れの開口部（14）の周辺（15）に沿って相互に接続される ことと、隣接したプレートの畝状体（12）間の角度が所望のように選択されるこ ととを特徴とする請求項１記載の方法および請求項２記載のプレスツールによっ て製造される板状熱交換器。 ４．プレート（11）が流れの開口部（14）の周辺（15）に沿って複数の対で相互 接続されることと、予め定められた畝状体の角度ａが１次側で選択されているこ とと、異なる畝状体の角度ａが流れの開口部（14）の空間部を変えることによっ て２次側で選択され、１次側および２次側の畝状体の角度ａが等しいか、または 等しくないこととを特徴とする請求項３記載の板状熱交換器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．円形またはそのような形状の波形プレートブランクから成り、プレートブラ ンクが隆起部（３）または溝（４）を有するプレス型および相手のツールと流れ の開口部（14）のためのプレスツールとを具備しているプレスツール（１）によ って製造される、板状熱交換器およびその製造方法において、 プレートブランク（11）が、中央から等しい距離にツールの二分割部分の両方 に充填部材用の２つ以上の空間部（５）を有するプレスツール（１）でプレスに よって製造されることと、流れの開口部（14）を形成するためのツールが互いに 対向して位置される前記充填部材の空間部の２つに配置され、同時に隆起部（３ ）または溝（４）を有する充填部材（９）がその他の空間部に位置されることと 、流れの開口部（14）に対する隆起部（３）と溝（４）の角度が前記空間部を変 えることによって変えることができることとを特徴とする、板状熱交換器よびそ の製造方法。 ２．外殻（20）、端部（21）、プレート（11）によって形成される１次側の回路 、および取付け部（16，17，18，19）を具備する板状熱交換器において、 プレート（11）が本質的に知られている方法で互いの上部の上に対で位置され 、それらの外周（13）に沿って共に溶接されることと、複数のプレートの前記対 が流れの開口部（14）の周辺（15）に沿って共に溶接されることと、互いの上部 の上に位置されている前記プレートの交差する畝状体（12）間の角度が圧力損失 および伝熱係数を基礎として所望されるように選択されることとを特徴とする請 求項１記載の板状熱交換器。 ３．外殻（20）、端部（21）、プレート（11）によって形成される１次側の回路 、および取付け部（16，17，18，19）を具備する板状熱交換器において、 プレート（11）が、流れの開口部（14）の周辺（15）に沿って溶接し、１次側 における予め定められた畝状体の角度ａを選択することによって、複数の対間で 相互接続されることと、２次側における畝状体の角度ａが流れの開口部（14）の 空間部を変えることによって所望されるように選択することができ、１次側及び ２次側における畝状体の角度ａが等しいか、または等しくないこととを特徴とす る請求項１記載の板状熱交換器。 ４．２次側の取付け部（18，19）の位置が、圧力損失および伝熱係数を基礎とし て所望されるように外殻（20）の外周に沿って自由に選択可能である、請求項２ 記載の装置。