KR930004211B1

KR930004211B1 - Heat transfer plate

Info

Publication number: KR930004211B1
Application number: KR1019850700017A
Authority: KR
Inventors: 펠릭스 윌리엄 라이트; 제프리 리차드 에반스
Original assignee: 에이피브이 인터내셔널 리미티드; 원본 미기재
Priority date: 1983-08-23
Filing date: 1984-08-22
Publication date: 1993-05-21
Also published as: JPH0640682U; GB2145511B; EP0134155B1; EP0134155A1; ATE28358T1; JPS61500035A; DK155469C; DK155469B; BR8407032A; DK179685D0; WO1985001100A1; JPH0717956Y2; KR850700065A; DK179685A; GB8322580D0; GB2145511A; CA1266044A; DE3464798D1

Abstract

A heat transfer plate for heat transfer apparatus, such as heat exchangers or evaporators is disclosed which is at least partially bounded by a groove (32) for receiving a gasket for general conformity therewith and to seal against an adjacent plate, wherein; the groove comprises an inner side wall and an outer side wall; the outer side wall of the groove is provided with a number of lateral bays (30), the gasket being formed with a number of corresponding spaced projections engaging in and matching with said bays; the base (33) of each bay is at a level other than the base (34) of the groove, and; each bay (30) does not communicate with the ambient thereby limiting movement of the gasket material along each said bay. The embodiments of the invention have a common feature that the gasket sealingly engages the rear wall (27). This engagement limits extrusion of the gasket material along the bay of the groove and thereby prevents <<blowing-out>> of the gasket at these points. Furthermore the floor of the bay, (40) is at a level other than the floor of the groove (42). This difference in level aids engagement between the gasket and the heat-transfer plate.

Description

Improved heat transfer

제1도는 종래의 열전달판의 평면도이다.1 is a plan view of a conventional heat transfer plate.

제2도는 제1도의 선 X-X를 따라 취한 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line X-X of FIG.

제3도는 본 발명에 따른 한 형태의 가스켓 홈의 정면도이다.3 is a front view of a gasket groove of one type according to the present invention.

제4도는 가스켓이 추가된 제3도의 Y-Y를 따라 취한 확대 단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view taken along the line Y-Y of FIG. 3 with the gasket added.

제5도는 본 발명에 따른 다른 형태의 가스켓의 정면도이다.5 is a front view of another type of gasket according to the present invention.

제6도는 제5도의 선 Z-Z선을 따라 취한 확대 단면도이다.FIG. 6 is an enlarged sectional view taken along the line Z-Z of FIG.

제7도는 다른 변형예를 도시하는 제4도와 유사한 도면이다.7 is a view similar to FIG. 4 showing another modification.

본 발명은 열교환기 또는 증발기와 같은 열전달 장치용판에 관한 것이다.The present invention relates to a plate for heat transfer devices such as heat exchangers or evaporators.

이러한 열전달 장치에서 열은 2개의 얇고 넓은 흐름(stream) 사이에서 전달되는데, 상기 2개의 흐름은 2개의 액체 흐름이거나 하나의 액체 흐름과 하나의 증기 흐름이거나 2개의 증기 흐름일 수 있고, 또는 어떤 경우에는 하나 또는 2개의 흐름이 액체와 증기가 혼합된 상을 지닐 수 있다. 흐름은 판의 인접면 사이에 흐름 공간을 제공하도록 이격 대향 관계로 조립된 판에 의해서 분리된다. 유동(flow) 공간의 경계부는 유동공간과 유입 및 유출구(port) 사이의 유동 공간을 둘러싸는 가요성 또는 탄성가스켓에 의해서 둘러싸여져 밀봉된다. 통상 판 열교환기에서 판의 각 모서리에 있는 포트는 가스켓에 의해서 유사하게 둘러싸여지거나 부분적으로 둘러싸여진다.In such a heat transfer device heat is transferred between two thin and wide streams, where the two flows may be two liquid streams, one liquid stream and one vapor stream, or two vapor streams, or in some cases There may be one or two streams of mixed liquid and vapor phases. The flow is separated by plates assembled in spaced opposing relationships to provide flow space between adjacent surfaces of the plates. The boundary of the flow space is surrounded and sealed by a flexible or elastic gasket that surrounds the flow space between the flow space and the inlet and outlet ports. In a plate heat exchanger, the ports at each corner of the plate are similarly or partially surrounded by gaskets.

또한 판 열교환기에서 사용되는 것과 유사한 구조가 조직 배양 용기에서도 사용되어왔는데, 이는 이러한 구조에 의해서 제공되는 큰 표면적을 유익하게 사용할 수 있게 한다. 이러한 용기에서 가스켓은 병원체를 지니며 어떤 경우에는 증기세척과 관련한 열충격을 받는다. 따라서, 가스켓 밀봉능력이 떨어지지 않게 하는 것이 가장 중요하다.Similar structures have also been used in tissue culture vessels that are used in plate heat exchangers, which makes it possible to benefit from the large surface area provided by these structures. In such containers, gaskets carry pathogens and in some cases are subject to thermal shocks associated with steam cleaning. Therefore, it is most important that the gasket sealing capacity is not degraded.

각각의 가스켓은 보통 판에 형성된 프레스 가공된 홈안에 일부품 구조세트(one piece construction set)로 되어 있다.Each gasket is usually a one piece construction set in a pressed groove formed in a plate.

가스켓의 제조는 보통 주형속에서 이루어지지만, 판의 크기나 사용되는 제조 기술에 따라서 가스켓은 2개 이상의 작은 부품으로 조립된다. 가스켓은 보통 탄성중합체 재료로 성형된다.The manufacture of gaskets is usually done in molds, but depending on the size of the plate and the manufacturing technique used, the gaskets are assembled into two or more small parts. Gaskets are usually molded of elastomeric material.

유동 공간속의 유압에 저항하는 밀봉력은 판 표면에 수직한 방향으로의 가스켓 압축에 의해 이루어지며, 홈속의 적당한 밀봉 위치로부터 가스켓이 밀려나는 것에 대한 저항 능력은, 보통 어떤 경우 누설을 야기시키는 가스켓 움직임을 최소로 하는데 필요한 접착 시스템을 적용시켜 판 표면에 가스켓의 부하상태의 변화가 어느 한 쪽에서의 가스켓 상태를 변경시키기 때문에 야기될 수 있으며, 보다 중요한 것은 가스켓이, 이러한 시이트 재료로 형성되는 가요성 홈속에 조립된다는 것이다. 따라서 이러한 접착 시스템은 대개는 복잡하고 시가이 많이들며, 가스켓과 판 표면에 대한 접착제 도포와 두부품의 조립을 포함한다. 사용되는 접착시스템에 따라서, 조립하기 전에는 어느 한 부품에 결합면을 만들 필요가 있고 조립후에 조립된 부품은 접착제를 경화시키기 위한 공정을 거칠 필요가 있다.The sealing force that resists hydraulic pressure in the flow space is achieved by gasket compression in a direction perpendicular to the plate surface, and the ability to resist the gasket being pushed out of the proper sealing position in the groove, usually in some cases causes gasket movement. The application of the adhesive system necessary to minimize the change in the gasket loading on the plate surface can be caused by changing the gasket state on either side, and more importantly, the gasket is a flexible groove formed from such sheet material. It is assembled inside. Thus, such bonding systems are often complex and costly, including the application of adhesives to the gasket and plate surfaces and the assembly of the two parts. Depending on the adhesive system used, it is necessary to make a mating surface on either part before assembling and the assembled part after assembly needs to go through a process for curing the adhesive.

상기 설명은 초기 제조 공정에 관한 것이다. 탄성체 가스켓 재료는 시간의 흐름에 따라 경화되고 변형되기 때문에 관열 교환기를 사용자의 공장에서 사용하면 가스켓의 교환이 필요하게 되는 것이 보통이다. 낡은 가스켓을 제거하려면 접착 결합을 해체시키고 홈의 청소를 필요로 한다. 또한, 새로 조립된 가스켓을 언제나 공급자가 초기 제조시 적용시킨 것과 같은 최적 접착 공정을 거치게 할 수 있는 것은 아니다.The above description relates to the initial manufacturing process. Since elastomeric gasket material hardens and deforms over time, it is common to use a gasket heat exchanger in a user's factory, requiring replacement of the gasket. Removing the old gaskets requires breaking the bond and cleaning the grooves. In addition, newly assembled gaskets may not always be subjected to the same optimal bonding process that the supplier applied at the time of initial manufacture.

본 발명의 목적은 접착 시스템의 필요성 없이 판과 가스켓의 기계적인 결합을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a mechanical coupling of a plate and a gasket without the need for an adhesive system.

하나의 부품의 면에 밀봉 홈을 형성하는 것은 산업실무에서는 널리 알려져 있으며, 이러한 홈은 삽입될 탄성 가스켓보다 크기가 적은 구멍을 갖는다. 따라서, 가스켓은 그 고유 탄성에 의해서 해체가능하게 고정된다. 이러한 홈은 한번의 프레스 가공으로 쉽게 제조될 수 없으므로 압착판에 형성되기 어렵다.The formation of sealing grooves on the face of one component is well known in industry practice, which has holes smaller in size than the elastic gasket to be inserted. Thus, the gasket is detachably fixed by its inherent elasticity. Such grooves are difficult to be formed in the pressing plate because they cannot be easily manufactured in one press process.

판 열 교환기를 제조하는데 있어서는 홈의 기저부에 위치된 구멍을 통하여 어느정도 큰 돌출부를 밀어넣어 기판의 구멍에 탄성 가스켓을 부착시키는 것이 공지되어 있다.It is known in the manufacture of plate heat exchangers to attach an elastic gasket to a hole in a substrate by pushing a rather large projection through a hole located at the base of the groove.

가스켓과 일체이거나 가스켓에 부착되고 밀봉부의 외면에 고정된 탭 또는 마스크와 같은 고정 수단에 의해서 가스켓이 표면에 고정되어야 한다는 것도 제안되었다. 탭을 사용하는 방법은 독일연방공화국 특허 제832,975호에 기술되어 있다.It has also been proposed that the gasket be fixed to the surface by fastening means such as tabs or masks integral with or attached to the gasket and fixed to the outer surface of the seal. The method of using the tab is described in Federal Republic of Germany Patent 832,975.

또한, 미합중국 특허 제4,377,204호에 기술된 공지의 가스켓은 탭이 홈통속에 놓여져서 상기 공지의 큰 돌출부 사용 방법에 의해서 부착된다.In addition, the known gasket described in U.S. Patent No. 4,377,204 is attached by the method of using the above known large protrusions, with the tabs placed in the trough.

본 발명의 제1의 특성에 따르면, 가스켓을 일치 수용하고 인접판에 밀봉되는 홈에 의해서 적어도 부분적으로 경계지어지는 열전달판이 제공되는데, 상기 홈은 내측벽과 외측벽으로 구성되고, 홈의 외측벽에는 다수의 횡방향 베이(lateral bay)가 제공되며 가스켓에는 상기 베이와 맞물려져 그속에 결합되는 다수의 대응이격 돌출부가 형성되고, 각 베이의 기저부는 홈의 외측벽의 기저부와는 다른 높이에 위치되며, 각 베이는 주변부와 연통되지 않아서 상기 각 베이를 따라서 가스켓 재료가 이동하는 것을 제한한다.According to a first aspect of the invention, there is provided a heat transfer plate which is at least partly bounded by grooves which coincidely receive gaskets and are sealed to adjacent plates, the grooves comprising an inner wall and an outer wall, the outer wall of the groove being a plurality of grooves. A lateral bay of the lateral bay is provided and the gasket is formed with a plurality of corresponding spaced protrusions engaged with and engaged therein, the base of each bay being located at a different height than the base of the outer wall of the groove, The bays are not in communication with the periphery, limiting the movement of gasket material along each bay.

본 발명의 제2의 특징에 따르면, 홈에 의해서 적어도 부분적으로 경계지어지는 열전달판과 함께 사용되는 가스켓이 제공되는데, 상기 가스켓은 압축성 재료로 형성되고, 가스켓 홈의 외측벽에 제공된 다수의 베이와 대응하고 홈속에 가스켓이 조립될때 상기 베이와 맞물려져 결합되는 다수의 이격 돌출부를 지니며, 상기 각 돌출부는 상기 판의 평면에 수직한 방향에서 가스켓의 몸체보다 얇다.According to a second aspect of the invention there is provided a gasket for use with a heat transfer plate that is at least partially bounded by a groove, the gasket being formed of a compressible material and corresponding to a plurality of bays provided on an outer wall of the gasket groove. And a plurality of spaced apart protrusions engaged with and engaged with the bay when the gasket is assembled in the groove, each protrusion being thinner than the body of the gasket in a direction perpendicular to the plane of the plate.

적합하게는, 최소한 하나의 상기 베이에는 가스켓의 대응 결합 돌출부를 고정시키는 수단이 제공된다.Suitably, at least one said bay is provided with means for securing a corresponding mating protrusion of the gasket.

상기 실시예에서, 가스켓의 대응 결합 돌출부를 고정시키는 수단은 가스켓상에 제공된 스터드와 협력 작동하는 판내부의 구멍을 포함한다.In this embodiment, the means for securing the corresponding mating projections of the gasket comprises a hole in the plate which cooperates with a stud provided on the gasket.

다른 실시예에서, 가스켓에는 인접판과 결합하여 밀봉되는 최상부면이 제공된다.In another embodiment, the gasket is provided with a top surface that is sealed in engagement with the adjacent plate.

또한, 본 발명은 본원에 기재되어 있는 가스켓과 열전달판의 조합도 그 대상으로 한다.In addition, the present invention also covers a combination of the gasket and heat transfer plate described herein.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명에 다른 한 형태의 가스켓 홈의 정면도이다.3 is a front view of a gasket groove of another form of the present invention.

제1도에는 종래의 열 교환판의 외형이 도시되는데, 판(1)은 통상의 유입 및 유출구(2)와 탄성 가스켓(4)에 의해서 둘러싸인 중앙의 열 전달영역(3)을 갖는다. 가스켓(점선으로 도시됨)의 선 X-X를 따라 취한 단면도인 제2도에 도시된 바와 같이, 가스켓(4)이 프레스 가공된 홈(5)속에 설치되고 큰(oversize) 돌출부(6)에 의해서 판에 부착되며, 이 돌출부는 홈통(7) 속에 위치된 고정점에서 구멍(25)을 통하여 돌출된다.FIG. 1 shows the outline of a conventional heat exchanger plate, which has a central heat transfer region 3 surrounded by a conventional inlet and outlet 2 and an elastic gasket 4. As shown in FIG. 2, which is a cross-sectional view taken along the line XX of the gasket (shown in dashed lines), the gasket 4 is installed in the pressed groove 5 and plated by an oversize protrusion 6 This protrusion projects through the hole 25 at a fixed point located in the trough 7.

이러한 장치의 문제는 열 교환기의 유동 공간 속에서 발생되는 상당한 과도압력이 가스켓(4)을 홈통(7)을 따라서 돌출시키므로써 고정점에서의 밀봉을 손상시킨다는 것이다.The problem with this arrangement is that a significant excess pressure in the flow space of the heat exchanger damages the seal at the fixed point by projecting the gasket 4 along the trough 7.

다른 공지의 판 설계 형태에서는, 제3도에 도시되어 있는 바와 같이 가스켓 홈(19)에 도면 부호 11로 표시되는 수직벽(20)내의 횡방향 확대부(lateral enlargements)가 제공된다. 상기 수단에 의해서, 가스켓 홈의 폭은 국부적으로 확대된다. 일부 또는 전체 확대부 사이에는 도면부호 21로 표시된 바와 같이 홈 모서리가 형성되어야 하고 제3도에 도시된 바와 같이 가스켓 홈속에 횡방향 베이(21)를 제공하도록 형성되어야 한다는 것이 제안되었다.In another known plate design form, the lateral enlargements in the vertical wall 20, indicated by reference numeral 11, are provided in the gasket groove 19 as shown in FIG. 3. By this means, the width of the gasket groove is locally enlarged. It has been proposed that between some or all enlargements the groove edge should be formed as indicated by reference numeral 21 and that it should be formed to provide the transverse bay 21 in the gasket groove as shown in FIG.

본 발명의 양호한 형태에서, 횡방향 베이(21)에는 구멍(25)이 제공되며 가스켓상에는 돌출부(10)가 제공되는데, 이것은 돌출부가 구멍속에 삽입될때 약간 압축되어 가스켓(8)과 열전달판(3)이 조립된채로 유지되지만 가스켓을 판으로부터 멀리 잡아당기므로써 해체될 수 있는 크기로 제조된다.In a preferred form of the invention, the transverse bay 21 is provided with a hole 25 and on the gasket a projection 10, which is slightly compressed when the projection is inserted into the hole so that the gasket 8 and the heat transfer plate 3 are provided. ) Remains assembled but is manufactured to a size that can be disassembled by pulling the gasket away from the plate.

보통 가스켓 홈의 넓은 부분이 서로에 대해 판에서 판으로 교대로 위치되므로, 이러한 실시예에서 돌출부(10)는 플레이트 팩이 작동가능 상태로 조여지면 압축에 의한 영향을 받지 않고 유지되는데, 이것은 구멍(25)과 돌출부(10)가 가스켓의 밀봉면이 한측면으로 잘 이동되기 때문이다.Since the wide portions of the gasket grooves are usually located alternately from plate to plate with respect to each other, in this embodiment the protrusions 10 remain unaffected by compression when the plate pack is tightened to an operable state, which is a hole ( 25) and the projections 10 because the sealing surface of the gasket is well moved to one side.

구멍(25)은 그 위치에 있어서 베이(21)의 기저부로 제한되지는 않지만 상기 베이의 후방벽(27)이나 베이가 측벽을 갖는 곳에 위치할 수도 있고, 이러한 측벽에 위치될 수도 있다. 제5도 및 제6도에 도시된 발명의 다른 형태에서, 베이(30)는 2개의 확대부 사이에 위치되지 않고, 가스켓 홈(32)의 평판 외벽(31)에 제공되며, 기저부(base)를 갖는다. 구멍(33)이 베이의 기저부에 제공됨으로써 가스켓이 열전달판에 고정될 수 있게 된다. 더우기, 상기 실시예에서는, 베이(30)가 제3도의 실시예에서와 같이 곡선이기보다는 직선이다.The hole 25 is not limited to the base of the bay 21 in its position, but may be located at the rear wall 27 or bay of the bay, or may be located at this side wall. In another form of the invention shown in FIGS. 5 and 6, the bay 30 is not located between two enlargements, but is provided on the plate outer wall 31 of the gasket groove 32, and the base Has A hole 33 is provided in the base of the bay so that the gasket can be secured to the heat transfer plate. Moreover, in this embodiment, the bay 30 is straight rather than curved as in the embodiment of FIG.

제7도에는, 베이(41)의 기저부(40)가 홈의 기저부(42) 아래에 있고 가스켓(43)은 판이 서로에 대해 밀봉결합되도록 형상을 갖는 실시예가 도시된다.7 shows an embodiment in which the base 40 of the bay 41 is below the base 42 of the groove and the gasket 43 is shaped such that the plates are hermetically bonded to one another.

첨부도면과 본원에 설명된 본 발명의 실시예는 가스켓이 부호 27로 표시된 후방벽과 밀봉 결합하는 공통적인 특징을 갖는다. 이 결합은 홈의 베이를 따르는 가스켓 재료의 돌출을 제한함으로써, 이 지점에서의 가스켓의 파열을 방지한다. 더우기, 베이의 기저부(예를들면, 제7도에는 부호 40으로 표시되고 제5도에는 부호 33으로 표시됨)는 항상 홈의 기저부(제7도에는 부호 42로 표시되고 제6도에는 부호 34로 표시됨)와는 다른 높이에 있다. 이러한 높이의 차이는 가스켓과 열전달판 사이의 결합을 도와준다.The accompanying drawings and the embodiments of the invention described herein have the common feature that the gasket seals with the rear wall indicated by reference numeral 27. This coupling limits the protrusion of the gasket material along the bays of the grooves, thereby preventing the gasket from breaking at this point. Moreover, the base of the bay (e.g., indicated by reference numeral 40 in FIG. 7 and by reference numeral 33 in FIG. 5) is always the base of the groove (indicated by reference numeral 42 in FIG. 7 and by reference numeral 34 in FIG. Is at a different height than that shown. This height difference assists in the coupling between the gasket and the heat transfer plate.

본 발명의 범위내에서 다양한 개조가 이루어질 수 있는데, 예를들면 가스켓에는 가스켓으로부터 돌출된 돌출부의 단부가 그 인접판속의 홈에 수용되도록 인접판에 대해 밀봉되도록 되어 있는 노출면에 오목부가 형성될 수 있다.Various modifications may be made within the scope of the present invention, for example a gasket may have recesses formed in the exposed surface such that the ends of the protrusions protruding from the gasket are sealed against the adjacent plates so that they are received in the grooves in the adjacent plates. have.

Claims

Gasket (8) formed of compressible material with a plurality of corresponding spaced apart protrusions that match with the bay (30) when assembled into a groove (32) having an inner wall and an outer wall provided with a plurality of transverse bays (30). ) Is at least partly bounded by grooves 32 protruding slightly above the gaskets to match and seal adjacent pseudoplates, the base 34 of each of the transverse bays 30 being the outer wall of the grooves 32. A heat transfer plate, comprising a means for locally and mechanically securing a gasket (8) to a plate at a bay (30) position at a mid-level between the base and the top of (31). Each of the bays is closed at its outer end by a wall 27 integrally formed with the plate so as to limit movement, and each protrusion is hermetically engaged with its respective wall 27, and the stone Portion when the gasket is assembled in the groove to keep the gasket to the plate is fixed in the lateral bays, each projection has a heat transfer plate, characterized in that thinner than the gasket body in a plate normal to the direction.

2. The heat transfer plate according to claim 1, wherein the means for fixing the protrusion to the plate consists of a hole in the plate in the transverse bay area and a coupling stud or protrusion on the protrusion.