KR20080036969A - 판형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 판형 열교환기에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 밀봉부재(4)는 각각, 이 밀봉부재(4)와 일체형으로 형성되며, 밀봉부재의 세로방향 연장부 상에 서로 간격을 두고 배치되는 탄성 니플(25)들이 플레이트들(1)(1')의 관련되는 홀(26)들 내에 압입되어 있음으로써, 상기 밀봉부재가 서로에 대해 밀봉하는 플레이트들(1)(1') 중 하나의 플레이트에 고정된 구조의 판형 열교환기에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 상기 유형의 판형 열교환기에 있어서, 플레이트들에 밀봉부재를 기계역학적 방식으로 고정하기 위한 간단하지만, 그럼에도 확실한 고정 및 밀봉부재의 완벽한 제거를 가능하게 하는 해결방법을 제공하는 것에 있다. 상기 목적은, 니플(25)들이 홀(26)들의 관통 단면보다 작은 단면을 가지지만, 이 니플들의 단면의 둘레상의 여러 위치에서 상기 관통 단면보다 더 돌출되어 있음으로써, 혹은 홀(26)들의 가장자리가 니플(25)들의 삽입 방향으로 돌출되어있는 환형의 하향 단부(27)로서 형성되어 있음으로써 해결된다.

판형 열교환기, 밀봉부재, 니플, 플레이트

Description

판형 열교환기 {PLATE HEAT EXCHANGER}

본 발명은 잇달아 배치되며 하나의 패킷(Packet)을 형성하도록 연결된 플레이트들로 구성되는 판형 열교환기에 관한 것이다.

판형 열교환기의 플레이트들이 하나의 프레임 내에 걸리고 나서 서로 가압되어 하나의 패킷(Packet)을 형성하기 전에, 밀봉부재가 그루브(grooves)내에 고정되는데, 이 그루브는 조립 도중 상기 플레이트들을 용이하게 조종할 수 있게 해준다. 밀봉부재를 고정하는 공지의 방법은, 밀봉효과 그 자체에 대해서는 관계가 없지만 플레이트 상에 밀봉장치의 위치를 정확하게 고정하는 역할을 하는 접착제를 사용하여 밀봉부재를 그루브 내에 접착하는 것인데 위와 같은 접착 기술은 몇 가지 단점을 갖는다. 접착효과가 더 나빠지지 않도록 하기 위해, 예를 들면 접착제의 도포 전에, 상기 그루브는 오일 및 지방 잔류물(Oil and fat residue)에 대해 세척이 이루어져야 한다. 그 후에, 접착제 그 자체를 도포해야 한다. 이 모든 것은 다소 시간이 걸리는 것이다. 또한, 밀봉부재를 교체할 필요가 있는 경우에 판형 열교환기를 유지보수하는데 여러가지 문제에 직면하게 된다. 이 때문에 기존 밀봉부재를 제거한 다음 그루브는 접착제에 대해서 깨끗하게 세척되어야 한다. 예컨데, 그루브 기초부와 밀봉부재를 검사하는 것도, 접착 연결부가 사전에 끊어졌다면, 분해한 열교환기에 대한 세척작업 이후에만 가능하다.

상기의 단점 때문이기도 하지만 의약품 및 식품과 같은 일부 기술분야에서는 가능한 한 접착제 사용을 피해야 한다는 점 때문에 밀봉부재가 기계역학적으로 플레이트에 고정됨으로써 접착제 없이도 플레이트에 고정되는 판형 열교환기가 개발되었다. 접착제 없이 밀봉부재를 고정하기 위한 관련기술에서 알려져 있는 하나의 실행방법은, 밀봉부재에 일체로 형성된 탄성 니플들 또는 돌출부들이 상기 플레이트 내의 관련 홀들 또는 개구부들에 대해 압력 끼워 맞춤(Press Fit)방식으로 끼워져 고정되게 하는 것이다.

특허 제 GB 2071303 A, GB 2075656 A 및 EP 0134155 에 의하면, 니플들은 홀들에 대해 크기가 더 크되 니플들이 쉽게 가압되어 홀들 내에 들어 갔다가 다시 빼내질 수 있도록 되어야 한다고 되어있다. 홀 내에서 밀봉부재는 의도한 위치에서 단단히 고정되는 것이 보장되는 것이다. 니플들 및 밀봉부재는 성형주조 부품으로서 허용오차가 변동되기 쉽기 때문에 상기 방법은 문제점을 수반하는 것이다. 니플들의 방사상 방향으로의 과치수(Over-dimension)가 너무 심한 경우, 상기 니플들은 어려움을 겪고 나서야만 홀들 내로 압입되어 들어가거나 전혀 홀들 내로 압입되어 들어갈 수 없게 된다. 그럼에도 불구하고, 상기 니플들이 압입되어졌다면, 상기 니플들은 예컨대 검사작업 또는 세척작업 도중(during inspection or cleaning work) 에 밀봉부재를 제거할 때에 끊어질 것이며, 따라서 상기 밀봉부재는 새로운 것으로 교체되어야만 할 것이다.

니플의 방사상 방향으로의 치수의 허용오차에 대한 상기 문제점은 유럽특허 EP039229 A2 에 제안되는 판형 열교환기에 의해 해결된다. 여기서 니플들은 밀봉부재의 측면에 배치되어 밀봉부재와 일체로 형성된 프레임 링크부 상에 형성되는데, 이 프레임 링크부로부터 니플들이 아래쪽으로 돌출되어 있다. 상기 프레임 링크부를 지나서 블라인드 홀(blind hole)이 니플들 내로 연장되어 있다. 밀봉부재를 고정하기 위해, 니플들은 이들 니플과 관련되는 플레이트 상의 홀들 위에 위치하고 있다. 그 후에 핀 또는 핀형의 공구가 상기 블라인드 홀 내에 끼워지고, 그 다음으로 핀형공구의 가압력에 의해 니플들이 늘어나게 됨으로써 상기 니플들이 매우 가늘게 되어 아무런 문제없이 홀들 내로 삽입될 수 있게 된다. 핀형의 공구를 떼내고 난 후에는 니플들의 길이는 다시금 원래의 니플 치수로 줄어들고, 이에 의해 홀들을 삽입해 관통한 니플들의 단부는 팽창하여 아래에서부터 홀을 덮는 헤드부를 형성하게 된다. 따라서 밀봉부재들은 플레이트 상에서 단단히 고정되게 된다. 상기의 기술의 단점은 플레이트의 홀들 내로 니플들을 압입하기 위해 별도의 공구가 필요하다는 점이다. 또한 검사시에 혹은 밀봉부재의 제거를 필요로 하는 정비 작업시에 전술한 결과, 즉 니플들이 끊어지는 결과가 발생하게 된다.

마지막으로, 유럽특허 EP 0123379 B1은, 밀봉부재가 이 밀봉부재와 일체로 형성된 탄성의 돌출부들에 의해 플레이트 상에 고정된 판형 열교환기를 개시하고 있는데, 상기 돌출부들은 그루브 기초부 내의 관련되는 개구부들 안으로 연장되어 들어가 있다. 상기 개구부들은, 이들 개구부가 삽탈 영역(an insertion and pull-out region)을 포함하되, 힘을 가하지 않고도 개구부들의 가장자리를 따라, 이 삽탈 영역 안으로 상기 돌출부들이 자유롭게 이동할 수 있고 다시 삽탈 영역으로부터 빠져나갈 수 있도록 형성되어 있다.

상기 삽탈 영역으로부터 돌출부들은 개구부들의 차단 영역 안으로 이동해 들어갈 수 있는데, 개구부들 내로 돌출부들을 삽입하고나서 다시 개구부로부터 돌출부들을 빼내는 운동은 돌기부들과 개구부들의 가장자리 사이의 압축력에 의해 강한 저항을 받게 되며, 상기 삽탈 위치로부터 차단 위치로 돌출부들을 이동시키는 것과 그 반대로 이동시키는 것은 밀봉부재의 탄성(복원성) 때문에 가능하다.

본 발명의 목적은 일반적인 유형의 판형 열교환기에 있어서 플레이트에 밀봉부재를 기계역학적 방식으로 고정하기 위해 간단하고도 확실히 고정시킬 수 있고 밀봉부재를 완벽히 제거할 수 있게 하는 해결방법을 제시하는 것에 있다.

상기 목적은 청구범위 제 1 항 또는 제 6 항에 기술한 본 발명에 따른 판형 열교환기의 특징들에 의해 달성된다.

청구범위 제 1 항이 기술한 특징들 및 본 발명의 해결방법을 살펴볼 때, 니플들은 홀들 내에 삽입될 때에 니플들 전체의 원주면 주위로 가압되는 것이 아니라 니플들이 홀들의 가장자리보다 더 돌출되어 있으면서 서로 간격을 두고 떨어진 여러 위치에서만 가압된다. 니플들의 횡단면은 홀들의 관통영역보다 작기 때문에, 또 다른 위치에서는 니플들의 원주면과 홀들의 가장자리 사이에 여전히 간극이 존재하게 된다. 니플들의 탄성력으로 인해, 압축된 니플 재료는 이러한 자유공간 내로 팽창될 수 있는데, 이렇게 되면 압축력이 감소하게 되어 결국 홀들 내로의 니플들의 압입이 용이해진다. 상기와 같은 변위 메카니즘에 의해 니플들의 방사상 방향으로의 치수에 있어서 허용오차 초과분은 매우 양호하게 보상되는데, 다시 말해서, 선행기술에서 가능한 것보다 더욱 큰 방사상 방향으로의 과치수를 대상으로 할 수 있다는 것이다.

이때 상기 홀들은 다각형 관통 단면을 그리고 상기 니플들은 환형의 단면을 혹은 그 반대로 상기 니플들은 다각형 단면을 그리고 상기 홀들은 환형의 단면을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 홀들의 가장자리는 상기 니플들의 홀들 내로의 삽입 방향을 향하고 있는 환형의 하향 단부(annular downturned edges)로서 형성되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 홀들의 구조는 여러 가지 이점을 갖는다. 그러므로 한편으로는 니플과 홀 사이의 접촉면이 증가된다는 것이다. 다른 한편으로는 홀 내로의 니플의 삽입시 니플들의 단부가 홀 가장자리 상에서의 주위 반경부에 맞닿은 채 빠져나가기 때문에 홀들 내로 니플들을 삽입하는 것이 용이하다는 것이다. 이러한 반경부에 의해 니플로부터 밀봉부재로의 전환부에도 곡률 반경부가 형성될 수 있다. 이는, 한편으로는, 밀봉부재의 생산 중 제작기술에 대해 여러가지 잇점을 가지며, 다른 한편으로는, 플레이트의 이동 중에 이러한 위치에서 니플들이 전단되어 떨어져 나가버릴 위험을 감소시킨다.

아울러, 상기 니플들이 단부는 홀들 내 니플들의 삽입을 용이하게 하는 원뿔형태를 갖는 것이 바람직하다.

청구범위 제 6 항에 따른 판형 열교환기에 있어서, 상기 목적은, 홀들의 가장자리가 니플들의 삽입 방향을 향하고 있는 환형의 하향 단부로서 형성되어 있음 으로써 해결된다. 상기와 같은 홀들의 구조는 여러 가지 이점을 갖는다. 그로 인해 한편으로는 니플과 홀 사이의 접촉면이 증가된다는 것이다. 이에 의해, 선행기술에 따라 요구되는 니플들의 방사상 방향으로의 과치수는 감소하지만 밀봉부재의 견고한 고정은 유지된다. 이에 의해 니플들은 더욱 쉽게 가압되어 홀들 안으로 들어가거나 그로부터 빠져나올 수 있다. 다른 한편으로는 홀 내로의 니플의 삽입시 니플들의 단부가 홀 가장자리 상에서의 주위 곡률 반경부에 맞닿은 채 빠져나가기 때문에 홀들 내로 니플들을 삽입하는 것이 용이하다는 것이다. 이러한 곡률 반경부에 의해 니플로부터 밀봉부재로의 전환부에도 곡률 반경부가 형성될 수 있다. 이는, 한편으로는 밀봉부재의 생산 중에 제작기술에 대해 여러 가지 잇점을 가지며, 다른 한편으로선, 플레이트의 이동 중에 이러한 위치에서 니플들이 전단되어 떨어져 나가버릴 위험을 감소시킨다.

여기에서, 상기 니플들은 홀들의 관통 단면보다 작은 단면을 포함하지만, 이 니플들의 단면은 이 니플들의 단면의 둘레상의 여러 위치에서 상기 홀들의 관통 단면보다 더 돌출되어 있는 것이 바람직하다. 이때 니플들은 다각형 단면을 그리고 홀들은 환형의 단면을 포함할 수 있거나 혹은 그 반대로 홀들이 다각형 관통 단면을 그리고 니플들이 환형의 단면을 포함할 수 있게 된다. 상기와 같은 본 발명의 실시예에 근거하여 니플들은 홀들 내에 삽입될 때에 니플들 전체의 원주면 주위로 가압되는 것이 아니라 니플들이 홀들의 가장자리보다 더 돌출되어 있으면서 서로 간격을 두고 떨어진 여러 위치에서만 가압된다. 상기 니플들의 단면은 홀들의 관통 영역보다 작기 때문에, 또 다른 위치에서는 니플들의 원주면과 홀들의 가장자리 사이에 여전히 간극이 존재한다. 니플들의 탄성력으로 인해, 압축된 니플재료는 이러한 자유공간 내로 팽창될 수 있는데, 이렇게 되면 압축력이 감소하게 되어 결국 홀들 내로의 니플들의 압입이 용이해진다.

상기와 같은 이동 메카니즘은 니플과 홀 가장자리 사이에 통로를 통해 접촉면이 확대된다는 점에 있어서 이점을 갖는다. 왜냐하면 상기 이동 메카니즘은 홀들의 관통영역과 니플들의 방사상 방향으로의 과치수의 상관관계를 최적화 할 때에, 다시 말해서 목표 크기를 최적화 할 때에, 즉 확실한 고정을 이루게 하기 때문이다.

본 발명의 판형 열교환기는 홀들 내로 니플들을 압입하기 위한 별도의 공구가 필요 없으며, 검사시나 밀봉부재의 제거를 요하는 정비 작업시에 니플이 끊어질 위험을 방지하거나 저감할 수 있다.

본 발명은 첨부한 도면을 참조한 이하의 실시예를 통해서 더욱 상세하게 설명된다.

도 1 을 참조하면, 합성 고무 또는 기타 탄성 밀봉재료로 이루어져 있으면서, 주변 그루브(3) 내에 삽입되어 있는 밀봉부재(4)에 의해 테두리가 붙여져 있는 열교환면(2)을 포함하는 플레이트(1)를 가지는 본 발명의 판형 열교환기를 도시하고 있다. 플레이트(1)의 가장자리에는 열교환매체용 유입 및 유출 개구부들(5)(6)(7)(8)이 제공되어 있다. 도시되는 플레이트(1) 내에서는 상기 유입 및 유출 개구부들(5)(6)은 밀봉부재(4)에 의해 둘러싸여 있는 반면, 유입 및 유출 개구부들(7)(8)을 둘러싸고 있는 플레이트(1)의 앞쪽과 뒤쪽에 배치된 상기 밀봉부재와 플레이트는 도 1 에 현재 도시되어 있다. 이러한 방식으로, 플레이트와 밀봉부재는 한 덩어리로 묶여져 패킷화됨으로써 열방출 및 열흡수 매체용 흐름 채널이 교대로 형성되어 있다.

이상 설명한 판형 열교환기는 선행기술로부터 공지되어 있는 구조에 해당하므로 이와 관련하여서는 추가로 설명할 필요가 없다.

도 2 에 도시된 플레이트(1)의 가장자리 단면을 참조하면, 밀봉부재(4)는 어떠한 접착제를 이용하지 않고도 그루브(3) 내에 고정되어 있다, 또한 열교환면(2)에 대해 반대 방향의 측면 상에는 그루브(3)에 결합되어 있으면서 밀봉부재(4)와 일체형으로 형성되어 있는 고정부(9)들이 제공되어 있다, 이 고정부(9)들은 서로 적절한 간격을 두고 밀봉부재(4)의 경계면 상에 위치하고 있으며 상기 밀봉부재의 측면으로 돌출되어 있다.

상기의 고정부(9)들은 플레이트(1)의 가장자리 절결면을 도시하고 있는 도 2 내에는 사시도로 도시되어 있다. 이러한 견지에서 도 2 에 따른 도식에 있어서는 도 3-5 에 따른 단면도 내에서 볼 수 있는 제 2 플레이트(1')는 도면의 간략화의 이유로 생략되어 있다고 할 수 있다.

도 2-4 에서 보듯이, 그루브(3)는, 열교환면(2)의 높이로부터 아래로 연장된 내부 측벽(10), 다시 열교환면(2)의 높이까지 위로 연장된 외부 측벽(12), 및 내부 측벽(10)과 외부 측벽(12)의 사이에서 연장되어 있으면서 이들 내부 및 외부 측벽을 연결하는 그루브 기초부(11)로 형성되어 있다. 외부 측벽(12)은 플레이트 가장자리(13)에 의해 연결되어 있다. 상기 플레이트 가장자리(13)는, 하나의 높이를 갖는 상태로 되어 있는 것이 아니라 번갈아가면서 상부 및 하부 방향으로 그리고 외부 방향으로 개방되어 있으면서 단면이 사다리꼴 모양을 가지는 채널들(14)(15)로 형성되어 있다. 채널(14)들은 그루브 기초부(11)의 높이로 된 기초부(16)를 가지면서 열교환면(2)의 높이의 기초부(17)를 가짐으로써 "파형부" 구조를 지닌 플레이트 가장자리(13)를 형성한다. 채널(14)들은 그루브(3)에 인접한 정면 벽부(18)에 의해 폐쇄되는 홈통(trough)을 형성한다. 채널(14)의 정면 벽부(18)와 그루브(3)의 외부 측벽(12)의 사이에는 브리지(19)가 형성되어 있다. 상기 브리지(19)의 하부에 형성되는 중공부(20)(hollow)는, 그루브(3)의 외부 측벽(12)까지 이어지는 채널(15)들을 플레이트(1)의 하측면(underside) 상에서 연결한다.

각각의 고정부(9)는 통상 U자형 프레임 링크부(21)의 형태를 취하는데 이 링크부는 두개의 인접한 채널(14)들의 안과 이들 채널(14)들의 사이에 위치하는 채널(15)의 안으로 연장된다. 프레임 링크부(21)는 그루브(3)를 따라 연장되어 있는 프레임 링크부(21)의 전체 폭을 따라 밀봉부재(4)와 일체로 연결되어 있다. 도 3 및 도 4 에서 보는 바와 같이, 프레임 링크부(21)의 두께는 프레임 링크부(21)의 외부 측벽(12)과 두개의 채널(14)들 사이의 브리지(19)들 위에 놓인 프레임 링크부(21)의 분기부재(23)에서 보다도 그루브(3)에 인접한 채널(15)의 기초부(17)의 영역 위에 놓인 프레임 링크부(21)의 중간편(24)에서 더 얇게 되어 있음으로써 프레임 링크부(21)는 분기부재(23)에서 보강된다. 프레임 링크부(21)의 보강된 분기부재(23)를 수용하기 위해, 각각의 고정부(9)가 내측으로 연장되어 들어가 있는 채널(14)의 브리지(19.1)가 형성되어 있는데, 브리지(19)와 비교하여, 분기부재(23)에 의해 형성된 보강부의 크기에 따라 아래쪽으로 오목하게 되어 있음으로써 이에 의해 형성된 브리지(19.1)는 브리지(19)의 높이보다 채널(14)의 기초부(16)위에서 더 낮은 높이를 갖는다.

또한, 각각의 고정부(9)의 프레임 링크부(21)의 분기부재(23)의 양단부에 인접하면서 상기 양단부를 가로질러 연장되어 있는 것은 한 쌍의 연장부(22)인데 이 연장부들은 플레이트 가장자리(13)와 함께 밀봉부재(4)와 그루브(3)로부터 떨어진 상태로 연장되어 있다. 분기부재(23)에 인접하면서 이 분기부재에 연결되어 있는 중간편(24)이, 또한, 연장부(22)와 연장부(22)의 사이에서 연장되어 이들 연장부들 을 서로 연결하고 있다.

도 3-5 에 도시된 바와 같이, 연장부(22)들은 설치될 때 관련되는 채널(14)들 내에 놓이게 되지만, 중간편(24)은 채널(14)들의 중간에 위치하는 채널(15)의 기초부(17)의 위에 놓여 있다. 특히 도 5 에서 명백하게 알 수 있듯이, 연장부(22)들의 단면은, 이들이 플레이트(1)의 채널(14)들과 이 플레이트(1) 위에 놓여지는 플레이트(1')의 채널(15)들에 의해 형성된 육각형의 단면을 완전히 채우도록 선택된다. 다시 말해, 연장부(22)들은 서로 마주보고 있는 각각의 플레이트들(1)(1')의 관련되는 채널들(14)(15) 내에 형상 접속적 끼워 맞춤 상태(form-fit)로 접촉하고 있다. 채널들(14)(15)이 바깥쪽을 향해 개방되어 있고 그럼으로써 외부 환경에 대하여 개방되어 있기 때문에, 고정부(9)는 이러한 방향으로 팽창될 수 있으며, 이에 따라 열응력 및 기계역학적 응력은 감소되며 따라서 플레이트 가장자리(13)의 변형을 피할 수 있다.

도 3 및 도 5 는, 프레임 링크부(21)의 중간편(24)의 위에 위치하는 플레이트(1')의 채널(14)의 기초부(16)가 그 뒤쪽 영역에서 중간편(24)의 두께만큼 상승하게 됨으로써 위에서 부터는 프레임 링크부(21)의 중간편(24)이 있는 곳의 높이와 일치하게 된다. 도 3 에서는 분기부재(23)가, 조립된 후, 위에 놓이는 플레이트(1')의 브리지(19)의 아래의 중공부(20)를 실질적으로 채우고 있음을 알 수 있다.

고정부(9)들을 포함하는 플레이트들(1)(1')에 고정부(9)들을 앞서 설명한 바와 같이 형상 접속적 끼워 맞춤 상태로 끼우면, 판형 열교환기의 플레이트 패킷 상태의 플레이트들(1)(1')의 기하학적 배치(orientation)가 안정적으로 되며 상기 플레이트들 상에 형성된 종래의 금속 가이드 부재들과 함께 작용하여 열교환매체의 내부압력으로 인해 판형 열교환기의 작동 도중에 플레이트의 평면 방향으로 플레이트들(1)(1')이 움직이는 것이 방지되거나 감소된다.

이상 설명한 실시예에 있어서 고정부(9)들과 밀봉부재(4)는 플레이트(1)상에 느슨하게 위치하고 있을 뿐이기 때문에, 고정을 위한 조치를 취하여 밀봉부재(4)가 그루브(3) 내에 신뢰성 있게 고정되게 함으로써 판형 열교환기를 조립하는 도중에 플레이트들의 조종이 가능해지도록 하여야 한다. 이러한 목적을 위하여, 각각의 고정부(9)와 일체로 형성된 중간편(24)이 제공되는데, 니플이 아래로 돌출해 있되, 밀봉부재(4)가 그루브(3) 내에 장착된 상태에서, 플레이트(1)에 형성된 환형의 홀(26)을 관통하여 돌출해 있다. 상기 홀(26)의 가장자리는 니플(25)의 삽입 방향으로 돌출되어 있는 환형의 하향 단부(27)를 가지는 죽 늘어진(draw-through) 부분으로서 형성되어 있다. 환형의 하향 단부(27)의 곡률 반경부에 의해 홀(26) 내로 니플(25)이 삽입되는 것이 용이해진다. 이와 동시에 프레임 링크부(21)의 중간편(24)에 대한 니플(25)의 전이부도 이와 같은 곡률 반경부를 이용하여 실시될 수 있다. 곡률 반경부를 환형의 하향 단부(27)상에서 홀(26)의 가장자리 주위로 형성하면, 한편으로는, 홀(26)의 가장자리에 의해 니플(25)에 작용하는 전단력이 방지 되며, 다른 한편으로는, 니플(25)의 제조가 용이해지는데 그 이유는 곡률 반경부들은 주조 몰드 내에서 더욱 용이하게 만들어질 수 있기 때문이다. 홀(26) 내로의 니플의 삽입을 더욱 용이하게 하기 위하여, 니플(25)의 선단부는 끝을 잘라낸 원뿔 모양으로 형성되어 있다.

도 6 및 도 7 을 참조하면, 홀(26)의 환형 단면 구조와는 대조적으로, 니플(25)은 삼각형의 단면 구조를 가진다. 니플(25)의 삼각형 단면 구조의 에지(edges)(29)는, 도 6 에서 가장 명확히 볼 수 있는 바와 같이, 둥글게 형성되어 있다. 도 6 에서, 니플(25)의 단면을 둘러싸는 써클(28)이 도시되어 있다. 도 6 에 도시된 이 써클(28)의 직경(D1)은 도 7 에 도시된 홀(26)의 내경(D2) 보다 더 길다. 그러나 이와 동시에 니플(25)의 단면 영역은 홀(26)의 관통 단면 영역보다 더 작다.

만약 니플(25)이, 밀봉부재(4)의 장착 도중에, 가압되어 홀(26) 내로 들어간다면, 상기 니플은 이 니플의 원뿔형 선단부 및 홀 가장자리의 환형의 하향 단부(27)의 곡률 반경부로 인하여 홀의 중심에 위치하게 된다. 이와 동시에, 니플(25)이 홀(26) 안으로 관통하는 것이 용이해진다. 니플(25)이 더욱 가압될 때, 니플의 재료는 홀(26)의 내경을 넘어서 돌출되어 있는 곳들(positions)에서 압축되는데, 이 경우 압축되는 것은 니플(25)의 라운딩 처리된(rounded) 에지(29)들이다. 그러나 니플 재료의 탄성에 의해, 니플은 팽창되어 이 니플(25)의 단면과 홀(26)의 환형의 하향 단부(27)의 사이에 있는 자유 공간들의 안으로 들어갈 수 있다. 도 7 에서는, 이들 자유공간은 도면부호(30)으로 표시되어 있다. 따라서 니플(25)의 재료는 방사상 방향 및 축방향의 유동 자유도를 가지기 때문에, 니플(25)을 가압하여 홀(26)의 안으로 집어넣거나 홀(26)로부터 빼내는 것이 용이해진다. 이와 동시에 홀(26)내에 니플(25)을 필요한 만큼 클램프 압입(clamp-fit)하는 것이 보장되며, 이러한 클램프 압입력은 환형의 하향 단부(27)에 의해 형성된 홀(26)의 내벽 영역이 더 넓어지기 때문에 훨씬 더 향상된다.

도 1 은 본 발명에 따른 하나의 플레이트를 보이고 있는 판형 열교환기의 평면도이며 ;

도 2 는 삽입된 밀봉부재를 구비한 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대한 부분 절결 사시도이며 ;

도 3 은 상기 하나의 플레이트와 그 위에 삽입된 밀봉부재와 함께 다른 하나의 플레이트를 보여주는 도 2 의 A-A 선을 따라 취한 확대 단면도이고 ;

도 4 는 상기 하나의 플레이트와 다른 하나의 플레이트 및 삽입된 밀봉부재를 보여주는 도 2 의 B-B 선을 따라 취한 다른 확대 단면도이며 ;

도 5 는 상기 하나의 플레이트와 다른 하나의 플레이트 및 삽입된 밀봉부재를 보여주는 도 3 및 도 4 의 단면도에 수직하게 연장된, 도 2 의 C-C 선을 따라 취한 또 다른 확대 단면도이고 ;

도 6 은 도 5 의 선 D-D 를 따라 취한 확대 단면도이며 ;

도 7 은 도 5 의 선 E-E 를 따라 취한 확대 단면도이다.

Claims (5)

1. 잇달아 배치되며 하나의 패킷(packet)을 형성하도록 연결된 플레이트들로 구성되는 판형 열교환기로서, 상기 플레이트들은 서로 인접한 플레이트들 사이에서 각각 주변 그루브 내로 삽입된 탄성의 밀봉부재들을 이용하여 교대로 열방출 및 열흡수하는 매체를 위해 폐쇄된 채널들을 형성하며, 상기 채널들은 플레이트들의 서로 일직선으로 정렬된 유입 및 유출 개구부들을 통해 상기 각각의 매체로 충전될 수 있고, 상기 밀봉부재들은 상기 플레이트들 중 하나에 기계역학적 방식으로 고정되고나서 상기 플레이트들을 서로에 대해 밀봉되게 함으로써, 상기 밀봉부재들과 일체로 형성되며 상기 밀봉부재들의 길이방향 연장부 상에 서로 간격을 두고 배치된 탄성의 니플들이 플레이트들의 홀들 내로 압입되는 판형 열교환기에 있어서, 홀(26)들의 가장자리는 니플(25)들의 삽입방향으로 돌출된 환형의 하향 단부(27)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서, 니플(25)들은 홀(26)들의 관통 단면보다 더 작은 단면을 가지지만, 이 니플들의 단면은 이 니플들의 단면의 둘레상의 여러 위치에서 상기 관통 단면보다 더 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
3. 제 2 항에 있어서, 니플(25)들은 다각형의 단면을 가지며, 홀(26)들은 원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
4. 제 2 항에 있어서, 홀(26)들은 다각형 관통 단면을 가지며, 니플(25)들은 원형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 니플(25)들의 선단부는 원뿔형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.

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