(57)【要約】  熱交換器プレート(1)、第1の流体の蒸発用のプレート式熱交換器、およびプレート式熱交換器を作製する方法が開示される。熱交換器プレートは、熱交換器プレートの延在面(p)と平行に延在する熱交換器エリアと、熱交換器エリアの周りに延在する縁部エリアと、熱交換器エリアの中を延在するいくつかのポートホール(11〜14)と、周囲リム(15)であって、前記いくつかのポートホールのうちの第1のポートホールを取り囲み、かつ延在面に対して横断方向に基端(16)から上端(17)まで、延在面に対して垂直なリム高さ(H)を伴って延在する、周囲リム(15)と、を具備する。熱交換器プレートは、周囲リムを貫通して延在し、かつ延在面に対して垂直な孔高さ(h)を有する、少なくとも1つの絞り孔(20)を具備する。
2019513967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体の蒸発用に構成されたプレート式熱交換器によりなる熱交換器プレート（１）であって、
前記熱交換器プレート（１）の延在面（ｐ）と平行に延在する熱交換器エリア（５）と、
前記熱交換器エリア（５）の周りに延在する縁部エリア（６）と、
前記熱交換器エリア（５）の中を延在するいくつかのポートホール（１１〜１４）と、
周囲リム（１５）であって、前記いくつかのポートホール（１１〜１４）のうちの第１のポートホール（１１）を取り囲み、かつ前記延在面（ｐ）に対して横断方向に基端（１６）から上端（１７）まで、前記延在面（ｐ）に対して垂直なリム高さ（Ｈ）を伴って延在する、周囲リム（１５）と、
を具備する、熱交換器プレートにおいて、
前記熱交換器プレート（１）が、前記周囲リム（１５）を貫通して延在し、かつ前記延在面（ｐ）に対して垂直な孔高さ（ｈ）を有する、少なくとも１つの絞り孔（２０）を具備することを特徴とする、熱交換器プレート。
【請求項２】
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記周囲リム（１５）の前記基端（１６）と前記上端（１７）との間の中心に位置付けられる、請求項１に記載の熱交換器プレート。
【請求項３】
関係ｈ／Ｈが、最大でも３０％である、請求項１または２に記載の熱交換器プレート。
【請求項４】
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）の前記孔高さ（ｈ）が、３ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器プレート。
【請求項５】
前記熱交換器プレート（１）が、前記熱交換器プレート（１）の外面に延在する金属または金属合金から作製される、請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器プレート。
【請求項６】
前記熱交換器プレート（１）が、厚さ（ｔ）を有し、前記周囲リム（１５）が、前記熱交換器エリア（５）に至る移行部（３１）を成し、前記移行部（３１）が、前記厚さ（ｔ）の３倍以下である曲率半径（ｒ）で凹状に湾曲する、請求項１から５のいずれか一項に記載の熱交換器プレート。
【請求項７】
前記曲率半径（ｒ）が、最大でも１ｍｍである、請求項６に記載の熱交換器プレート。
【請求項８】
蒸発用のプレート式熱交換器であって、複数の第１の熱交換器プレート（１）と、複数の第２の熱交換器プレート（２）と、を具備し、前記複数の第１の熱交換器プレート（１）と前記複数の第２の熱交換器プレート（２）が、蒸発すべき第１の流体用の第１のプレート間隙（３）、および第２の流体用の第２のプレート間隙（４）を形成し、
前記第１の熱交換器プレート（１）および前記第２の熱交換器プレート（２）の各々が、延在面（ｐ）と平行に延在し、かつ
熱交換器プレート（１、２）の前記延在面（ｐ）と平行に延在する熱交換器エリア（５）と、
前記熱交換器エリア（５）の周りに延在する縁部エリア（６）と、
前記熱交換器エリア（５）の中を延在するいくつかのポートホール（１１〜１４）と、
を具備し、
前記第１の熱交換器プレート（１）の各々が、周囲リム（１５）であって、前記いくつかのポートホール（１１〜１４）のうちの第１のポートホール（１１）を取り囲み、かつ前記延在面（ｐ）に対して横断方向に基端（１６）から上端（１７）まで、前記延在面（ｐ）に対して垂直なリム高さ（Ｈ）を伴って延在する、周囲リム（１５）を具備し、
前記第１の熱交換器プレート（１）の各々が、前記周囲リム（１５）を貫通して延在し、かつ前記延在面（ｐ）に対して垂直な孔高さ（ｈ）を有する、少なくとも１つの絞り孔（２０）を具備し、
前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）が、前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）との間の、ろう付け材料の接合部によって互いに接合され、かつ前記プレート式熱交換器の中を延在する入口流路（２１）を、前記周囲リム（１５）同士が画定するように配置され、
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記入口流路（２１）から前記第１のプレート間隙（３）に至る前記第１の流体用の流体通路を成す、プレート式熱交換器において、
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）が組み立てられ、互いに接合されて、前記プレート式熱交換器を成すより前に、事前作製されることを特徴とする、プレート式熱交換器。
【請求項９】
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）が互いに接合される際に前記ろう付け材料が前記絞り孔（２０）に達するのを防ぐように、前記周囲リム（１５）の前記基端（１６）と前記上端（１７）との間に位置付けられる、請求項８に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記周囲リム（１５）の前記基端（１６）と前記上端（１７）との間の中心に位置付けられる、請求項８または９に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１１】
関係ｈ／Ｈが、最大でも３０％である、請求項８から１０のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）の前記孔高さ（ｈ）が、３ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍである、請求項８から１１のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１３】
前記第１の熱交換器プレート（１）の各々が、厚さ（ｔ）を有し、前記周囲リム（１５）が、前記熱交換器エリア（５）に至る移行部（３１）を成し、前記移行部（３１）が、前記厚さ（ｔ）の３倍以下である曲率半径（ｒ）で凹状に湾曲する、請求項８から１２のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１４】
前記第１の熱交換器プレート（１）のうちの１つの第１の熱交換器プレート（１）の前記周囲リム（１５）の前記上端（１７）と、隣接する第１の熱交換器プレート（１）の前記周囲リム（１５）の前記基端（１６）が、互いに重なり合って重ね接合部（３０）を成す、請求項８から１３のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１５】
複数の第１の熱交換器プレート（１）と、複数の第２の熱交換器プレート（２）と、を具備し、前記第１の熱交換器プレート（１）および前記第２の熱交換器プレート（２）の各々が、いくつかのポートホール（１１〜１４）を有し、前記第１の熱交換器プレート（１）の前記いくつかのポートホール（１１〜１４）のうちの第１のポートホール（１１）が、周囲リム（１５）によって取り囲まれている、蒸発用に構成されたプレート式熱交換器を作製する方法であって、
前記周囲リム（１５）を、前記第１の熱交換器プレート（１）の延在面（ｐ）に対して横断方向に基端（１６）から上端（１７）まで、前記延在面（ｐ）に対して垂直なリム高さ（Ｈ）を伴って延在するように屈曲させるステップと、
前記周囲リム（１５）を前記屈曲させるステップより前または後に、前記周囲リム（１５）を貫通して少なくとも１つの絞り孔（２０）を作製するステップと、
その後、蒸発すべき第１の流体用の第１のプレート間隙（３）、および第２の流体用の第２のプレート間隙（４）の形成を可能にするように、前記第１の熱交換器プレート（１）および前記第２の熱交換器プレート（２）を、前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）の間にろう付け材料がある状態で隣り合わせに配置するステップと、
前記第１の熱交換器プレート（１）、前記第２の熱交換器プレート（２）、および前記ろう付け材料を加熱して、熱交換器プレート（１、２）を、前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）との間の、ろう付け材料の接合部によって互いに接合するステップと、
を含み、前記プレート式熱交換器の中を延在する入口流路（２１）を、前記周囲リム（１５）同士が一緒になって画定し、前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記入口流路（２１）から前記第１のプレート間隙（３）に至る前記第１の流体用の流体通路を成す、方法。
【請求項１６】
前記配置するステップが、前記第１の熱交換器プレートおよび前記第２の熱交換器プレートを、前記第１の熱交換器プレート（１）のうちの１つの第１の熱交換器プレート（１）の前記周囲リム（１５）の前記上端（１７）が、隣接する第１の熱交換器プレート（１）の前記周囲リム（１５）の前記基端（１６）に導入されて、重ね接合部（３０）の形成を可能にするように、配置するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第1の流体の蒸発用に構成されたプレート式熱交換器によりなる熱交換器プレートであって、熱交換器プレートの延在面と平行に延在する熱交換器エリアと、熱交換器エリアの周りに延在する縁部エリアと、熱交換器エリアの中を延在するいくつかのポートホールと、周囲リムであって、前記いくつかのポートホールのうちの第1のポートホールを取り囲み、かつ延在面に対して横断方向に基端から上端まで、延在面に対して垂直なリム高さを伴って延在する、周囲リムと、を具備する、熱交換器プレートに関する。
【０００２】
本発明は、蒸発用のプレート式熱交換器であって、複数の第1の熱交換器プレートと、複数の第2の熱交換器プレートと、を具備し、複数の第1の熱交換器プレートと複数の第2の熱交換器プレートが、蒸発すべき第1の流体用の第1のプレート間隙、および第2の流体用の第2のプレート間隙を形成し、第1の熱交換器プレートおよび第2の熱交換器プレートの各々が、延在面と平行に延在し、かつ熱交換器プレートの延在面と平行に延在する熱交換器エリアと、熱交換器エリアの周りに延在する縁部エリアと、熱交換器エリアの中を延在するいくつかのポートホールと、を具備し、第1の熱交換器プレートの各々が、周囲リムであって、前記いくつかのポートホールのうちの第1のポートホールを取り囲み、かつ延在面に対して横断方向に基端から上端まで、延在面に対して垂直なリム高さを伴って延在する、周囲リムを具備し、第1の熱交換器プレートの各々が、周囲リムを貫通して延在し、かつ延在面に対して垂直な孔高さを有する、少なくとも1つの絞り孔を具備し、第1の熱交換器プレートと第2の熱交換器プレートが、第1の熱交換器プレートと第2の熱交換器プレートとの間の、ろう付け材料の接合部によって互いに接合され、かつプレート式熱交換器の中を延在する入口流路を、周囲リム同士が画定するように配置され、少なくとも1つの絞り孔が、入口流路から第1のプレート間隙に至る第1の流体用の流体通路を成す、プレート式熱交換器にも関する。
【０００３】
さらに、本発明は、複数の第1の熱交換器プレートと、複数の第2の熱交換器プレートと、を具備し、第1の熱交換器プレートおよび第2の熱交換器プレートの各々が、いくつかのポートホールを有し、第1の熱交換器プレートの前記いくつかのポートホールのうちの第1のポートホールが、周囲リムによって取り囲まれている、蒸発用に構成されたプレート式熱交換器を作製する方法にも関する。
【背景技術】
【０００４】
特許文献１は、プレートパッケージおよびプレートパッケージを作製する方法を開示している。プレートパッケージは、いくつかの第1の熱交換器プレート、およびいくつかの第2の熱交換器プレートを具備し、それらは、隣接する第1の熱交換器プレートと第2の熱交換器プレートの各対間に第1のプレート間隙が形成され、隣接する第2の熱交換器プレートと第1の熱交換器プレートの各対間に第2のプレート間隙が形成されるように、隣り合わせに配置される。第1のプレート間隙および第2のプレート間隙は、互いに分離され、プレートパッケージ内で交互順に隣り合わせに設けられる。第1の熱交換器プレートおよび第2の熱交換器プレートの各々は、周囲リムによって取り囲まれた、第1のポートホールを有する。第1の熱交換器プレートおよび第2の熱交換器プレートは、第1の熱交換器プレートと第2の熱交換器プレートとの間の、ろう付け材料の接合部によって互いに接合され、かつプレートパッケージの中を延在する入口流路を、周囲リム同士が一緒になって画定するように配置される。ろう付けが行われた後、第1および/または第2の熱交換器プレートの周囲リムを貫通して、少なくとも1つの絞り孔が作製される。絞り孔は、入口流路と第1のプレート間隙との間の連通を可能にする流体通路を成す。
【０００５】
特許文献２に開示されたプレートパッケージに伴う問題は、リム内に絞り孔を作製することの困難さである。レーザビームヘッド、電子ビームヘッド、またはプラズマヘッドを含む孔開けツールが、入口流路に導入されなければならない。入口流路内に孔開けツールを受けることのできる空間は限られているため、これは複雑であり、時間がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２７３０８７０号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２７３０８７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上で論じた問題を克服することである。具体的には、本目的は、より効率的かつ迅速な製造を可能にする熱交換器プレートおよびプレート式熱交換器を対象とする。本目的は、より効率的かつ迅速な製造方法も対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本目的は、最初に定めた熱交換器プレートであって、熱交換器プレートが、周囲リムを貫通して延在し、かつ延在面に対して垂直な孔高さを有する、少なくとも1つの絞り孔を具備することを特徴とする、熱交換器プレートによって達成される。
【０００９】
そのような熱交換器プレートは、プレート式熱交換器内で使用し、他の熱交換器プレートにろう付けを通じて接合するのに適している。本発明者は、絞り孔を、ろう付け中およびろう付けを実施した後に開放したままに維持することが、ろう付け中にろう付け材料に作用する毛管力がろう付け材料を絞り孔から引き離すように絞り孔を周囲リムに位置付けることによって、できるということに気づいた。
【００１０】
基端および上端において、熱交換器プレートの周囲リムは、プレート式熱交換器内の隣接する熱交換器プレートと、重ね接合部を成すことができる。これらの接合部は、毛管力のため、ろう付け中にろう付け材料を引き寄せ、したがって、ろう付け材料を絞り孔から引き離すことができる。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、周囲リムは、上端に向かって、特に基端から上端に、先細になる。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの絞り孔が、周囲リムの基端と上端との間の中心に位置付けられる。
【００１３】
絞り孔を基端と上端との間の中心に位置付けることによって、絞り孔は、接合部から最大距離に位置付けられることになる。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、周囲リムの基端が、周囲リムと熱交換器エリアとの間の環状移行部を成す。環状移行部は、毛管力のため、ろう付け中にろう付け材料を引き寄せ、したがって、ろう付け材料を絞り孔から引き離すことができる。
【００１５】
上端は、基端から逸れた方向に向く上縁部によって形成することができる。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、関係h/Hが、最大でも30%であり、すなわち、絞り孔の高さが、周囲リムの高さの最大でも30%である。絞り孔のこの最大孔高さは、第1の流体の、第1のプレート間隙に入る際の適切な圧力低下を生み出すのに寄与する。
【００１７】
好ましくは、関係h/Hは、最大でも25%であり、より好ましくは最大でも20%であり、最も好ましくは最大でも15%である。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの絞り孔の孔高さが、3mm以下であり、好ましくは2mm以下であり、より好ましくは1mm以下である。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、絞り孔の孔高さが、少なくとも0.3mmである。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、熱交換器プレートが、熱交換器プレートの外面に延在する金属または金属合金から作製される。金属または金属合金の外面は、ろう付け材料に付着するような特性を有することができる。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、周囲リムが、熱交換器エリアに至る環状移行部を成し、環状移行部が、最大でも1mmである曲率半径で凹状に湾曲する。基端における、すなわち熱交換器エリアに至る環状移行部における、そのような比較的小さな曲率半径により、毛管力のため、ろう付け中にろう付け材料を引き寄せることができる。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、周囲リムは、凸状面および反対側の凹状面を有し、環状移行部が、熱交換器エリアに至る、凸状面の凹状に湾曲した移行によって形成される。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、熱交換器プレートが、厚さを有し、周囲リムが、熱交換器エリアに至る移行部を成し、移行部が、該厚さの3倍以下である曲率半径で凹状に湾曲する。
【００２４】
好ましくは、曲率半径は、最大でも1mmであり、より好ましくは最大でも0.7mmであり、さらにより好ましくは最大でも0.5mmであり、最も好ましくは最大でも0.3mmである。
【００２５】
本発明の一実施形態によれば、曲率半径は、少なくとも0.2mmである。
【００２６】
本目的は、最初に定めたプレート式熱交換器であって、少なくとも1つの絞り孔が、第1の熱交換器プレートと第2の熱交換器プレートが組み立てられ、互いに接合されて、プレート式熱交換器を成すより前に、事前作製されることを特徴とする、プレート式熱交換器によっても達成される。
【００２７】
上述したように、本発明者は、事前作製した絞り孔を、ろう付け中およびろう付けを実施した後に開放したままに維持することが、ろう付け中にろう付け材料に作用する毛管力がろう付け材料を絞り孔から引き離すように絞り孔を周囲リムに位置付けることによって、できるということに気づいた。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの絞り孔が、熱交換器プレートが互いに接合される際にろう付け材料が絞り孔に達するのを防ぐように、リムの基端と上端との間に位置付けられる。したがって、ろう付け中にろう付け材料に作用する毛管力が、ろう付け材料を絞り孔から引き離すことができる。
【００２９】
本発明の一実施形態によれば、周囲リムは、上端に向かって、特に基端から上端に、先細になる。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの絞り孔が、周囲リムの基端と上端との間の中心に位置付けられる。
【００３１】
本発明の一実施形態によれば、関係h/Hが、最大でも30%であり、好ましくは最大でも25%であり、より好ましくは最大でも20%であり、最も好ましくは最大でも15%である。
【００３２】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの絞り孔の孔高さが、3mm以下であり、好ましくは2mm以下であり、より好ましくは1mm以下である。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、第1の熱交換器プレートの各々が、厚さを有し、周囲リムが、熱交換器エリアに至る移行部を成し、移行部が、該厚さの3倍以下である曲率半径で凹状に湾曲する。
【００３４】
好ましくは、曲率半径は、最大でも1mmであり、より好ましくは最大でも0.7mmであり、さらにより好ましくは最大でも0.5mmであり、最も好ましくは最大でも0.3mmである。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、曲率半径は、少なくとも0.2mmである。
【００３６】
本発明の一実施形態によれば、第1の熱交換器プレートのうちの1つの第1の熱交換器プレートの周囲リムの上端と、隣接する第1の熱交換器プレートの周囲リムの基端が、互いに重なり合って重ね接合部を成す。重ね接合部は、毛管力のため、プレート式熱交換器のろう付け中にろう付け材料を絞り孔から引き寄せ、したがって、ろう付け材料を絞り孔から引き離すことができる。第1の熱交換器プレートのうちの1つの第1の熱交換器プレートの周囲リムの上端は、凸状面を有し、それが、隣接する第1の熱交換器プレートの周囲リムの基端の凹状面に隣接してよい。
【００３７】
本目的は、最初に定めた方法であって、
周囲リムを、延在面に対して横断方向に基端から上端まで、延在面に対して垂直なリム高さを伴って延在するように屈曲させるステップと、
周囲リムを屈曲させるステップより前または後に、周囲リムを貫通して少なくとも1つの絞り孔を作製するステップと、
その後、蒸発すべき第1の流体用の第1のプレート間隙、および第2の流体用の第2のプレート間隙の形成を可能にするように、第1の熱交換器プレートおよび第2の熱交換器プレートを、第1の熱交換器プレートと第2の熱交換器プレートの間にろう付け材料がある状態で隣り合わせに配置するステップと、
第1の熱交換器プレート、第2の熱交換器プレート、およびろう付け材料を加熱して、熱交換器プレートを、第1の熱交換器プレートと第2の熱交換器プレートとの間の、ろう付け材料の接合部によって互いに接合するステップと、
を含み、プレート式熱交換器の中を延在する入口流路を、周囲リム同士が一緒になって画定し、少なくとも1つの絞り孔が、入口流路から第1のプレート間隙に至る第1の流体用の流体通路を成す、方法によっても達成される。
【００３８】
この方法は、上で定めたプレート式熱交換器の製造に適している。
【００３９】
本発明のさらなる一実施形態によれば、配置するステップは、第1の熱交換器プレートおよび第2の熱交換器プレートを、第1の熱交換器プレートのうちの1つの第1の熱交換器プレートの周囲リムの上端が、隣接する第1の熱交換器プレートの周囲リムの基端に導入されて、重ね接合部の形成を可能にするように、配置するステップを含む。
【００４０】
本発明について次に、さまざまな実施形態についての記載を通じ、本明細書に添付の図面を参照して、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第1の実施形態によるプレート式熱交換器の平面図を概略的に開示する図である。
【図２】図1の線II〜IIに沿った長手方向断面図を概略的に開示する図である。
【図３】図1のプレート式熱交換器の第1の熱交換器プレートの平面図を概略的に開示する図である。
【図４】図1のプレート式熱交換器の第1のポートホールエリアの断面図を概略的に開示する図である。
【図５】図4の第1のポートホールエリアの一部分の断面図を概略的に開示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図1および図2は、複数の熱交換器プレート1、2を具備するプレート式熱交換器を開示している。熱交換器プレート1、2は、第1の熱交換器プレート1と、第2の熱交換器プレート2とを具備する。
【００４３】
第1の熱交換器プレート1および第2の熱交換器プレート2は、隣接する第1の熱交換器プレート1と第2の熱交換器プレート2の各対間に、第1の流体用の第1のプレート間隙3が形成され、隣接する第2の熱交換器プレート2と第1の熱交換器プレート1の各対間に、第2の流体用の第2のプレート間隙4が形成されるように、隣り合わせに配置される。
【００４４】
第1のプレート間隙3および第2のプレート間隙4は、図2に見ることができるように、プレート式熱交換器内で交互順に隣り合わせに設けられる。
【００４５】
プレート式熱交換器は、蒸発器として動作するように構成され、この場合、第1のプレート間隙3は、その中で蒸発すべき第1の流体を受けるように構成される。第1の流体は、任意の適切な冷媒とすることができる。第2のプレート間隙4は、第1のプレート間隙3内で蒸発すべき第1の流体を加熱するための第2の流体を受けるように構成される。
【００４６】
プレート式熱交換器は、逆にしてもよく、その場合は凝縮器として動作するように構成され、この場合、第1の流体、すなわち冷媒が、第1のプレート間隙3内で凝縮され、第2の流体が、第1のプレート間隙3の中を運ばれる第1の流体を冷却するために、第2のプレート間隙4の中を運ばれる。
【００４７】
第1の熱交換器プレート1および第2の熱交換器プレート2の各々は、延在面pと平行に延在する。
【００４８】
第1の熱交換器プレート1および第2の熱交換器プレート2はそれぞれ、延在面pと平行に延在する熱交換器エリア5(図3参照)、および熱交換器エリア5の周りに延在する縁部エリア6を有する。縁部エリア6はしたがって、熱交換器エリア5を取り囲んでフランジを成し、このフランジは、延在面pに対して傾いている(図2参照)。熱交換器プレート1、2のうちの1つの熱交換器プレートの縁部エリア6のフランジは、熱交換器プレート1、2のうちの隣接する熱交換器プレートの縁部エリア6の対応するフランジに隣接し、その対応するフランジに、それ自体が知られている様式で接合される。
【００４９】
熱交換器エリア5は、図3に概略的に示す、尾根および谷から成るコルゲーション7を具備する。コルゲーション7は、プレート式熱交換器の分野で知られているように、さまざまなパターン、例えば斜めパターン、フィッシュボーンパターンなどを成してよい。
【００５０】
第1の熱交換器プレート1および第2の熱交換器プレート2の各々は、4つのポートホール11、12、13、14も具備する。
【００５１】
第1の熱交換器プレート1のポートホール11〜14のうちの第1のポートホール11は、周囲リム15によって取り囲まれている(図4および図5参照)。周囲リム15は、環状であり、延在面pに対して横断方向に、または実質的に横断方向に、熱交換器エリア5から遠ざかる方向に延在する。
【００５２】
周囲リム15は、基端16および上端17を有する。周囲リム15は、延在面pに対して垂直な、基端16から上端17までのリム高さHを有する(図5参照)。
【００５３】
図4および図5に見ることができるように、周囲リム15は、先細もしくは円錐形であり、またはわずかに先細もしくは円錐形であり、上端に向かって、特に基端16から上端17に、先細になる。
【００５４】
残りの3つのポートホール12〜14には、そのような周囲リムが設けられているのではなく、それらは、図2にポートホール13について概略的に示すポートホール縁部18によって画定される。
【００５５】
開示した実施形態では、第2の熱交換器プレート2の第1のポートホール11も、周囲リムを欠いている。第2の熱交換器プレート2の第1のポートホール11は、ポートホール縁部18によって画定される(図4および図5参照)。
【００５６】
第1の熱交換器プレート1の各々は、周囲リム15を貫通して延在する少なくとも1つの絞り孔20も具備する。各周囲リム15には、1つまたは複数の、例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、またはさらに多くの絞り孔20が設けられてよいことに留意されたい。図4に示す、第1の熱交換器プレート1のうちの1つでは、3つの絞り孔20を見ることができる。絞り孔20は、延在面pに対して垂直な孔高さhを有する(図5参照)。
【００５７】
図4に見ることができるように、一番上の第1の熱交換器プレート1は、絞り孔20を欠いていてよく、というのも、この第1の熱交換器プレート1は、どんな第1のプレート間隙3も境界画定しないためである。しかし、全ての第1の熱交換器プレート1を同一にすることによって製造を容易にするために、この第1の熱交換器プレート1も1つまたは複数の絞り孔20を有してよい。
【００５８】
第1の熱交換器プレート1と第2の熱交換器プレート2は、第1の熱交換器プレート1と第2の熱交換器プレート2との間の、銅や銅合金などのろう付け材料の接合部によって互いに接合される。第1の熱交換器プレート1および第2の熱交換器プレート2は、熱交換器プレート1、2の外面に延在する、ステンレス鋼などの金属または金属合金から作製される。金属または金属合金の外面は、プレート式熱交換器のろう付け中にろう付け材料に付着するような特性を有する。
【００５９】
熱交換器プレート1、2は、プレート式熱交換器の中を延在する入口流路21を、周囲リム15同士が画定するように配置される。熱交換器プレート1、2の第2のポートホール12は、第1の流体用の出口流路22を画定する。熱交換器プレート1、2の第3のポートホール13は、第2の流体用の入口流路23を画定する。熱交換器プレート1、2の第4のポートホール14は、第2の流体用の出口流路24を画定する。
【００６０】
図4に見ることができるように、プレート式熱交換器は、圧力プレートを成すことのできる第1の端部プレート25、およびフレームプレートを成すことのできる第2の端部プレート26を有してもよい。
【００６１】
周囲リム15は、凸状面および反対側の凹状面を有する。凸状面は、第1のプレート間隙3に面する。凹状面は、入口流路21に面する。
【００６２】
図4および図5に見ることができるように、上端17において、第1の熱交換器プレート1のうちの1つの第1の熱交換器プレート1の周囲リム15の凸状面が、隣接する第1の熱交換器プレート1の周囲リム15の基端16において凹状面と重なり合う。この重なり合いが、隣接する第1の熱交換器プレート1の周囲リム15同士間の重ね接合部30を形成する。より正確に言えば、重ね接合部30は、隣接する周囲リム15同士の凸状面と凹状面との間に形成される。
【００６３】
周囲リム15の基端16において、凸状面が、周囲リム15と熱交換器エリア5との間の環状移行部31を成す。環状移行部31は、凹状に湾曲し、曲率半径rを有する(図5参照)。
【００６４】
各第1の熱交換器プレート1は、厚さtを有する(図5参照)。各第2の熱交換器プレート2は、同じ厚さtを有してよい。曲率半径rは、厚さtとともに変化してよい。したがって、曲率半径rは、3×t以下とすることができる。
【００６５】
例えば、曲率半径rは、最大でも1mmとすることができる。好ましくは、曲率半径rは、最大でも0.7mm、より好ましくは最大でも0.5mm、最も好ましくは最大でも0.3mmとすることができる。曲率半径rは、少なくとも0.2mmとすることができる。
【００６６】
絞り孔20は、入口流路21から第1のプレート間隙3に至る第1の流体用の流体通路を成す。
【００６７】
絞り孔20は、延在面pに対して垂直な孔高さhを有する(図5参照)。絞り孔20は、入口流路21から見て、円形でもよく、楕円形でもよく、他のどんな形状を有してもよい。特に、絞り孔20は、楕円形または他の細長い形状を有してよく、この場合、細長い形状は、基端16および上端17までの距離を最大にするように、延在面pに平行に延在する。
【００６８】
絞り孔20の孔高さhは、3mm以下とすることができる。そのような絞り孔20は、第1の流体が第1のプレート間隙3に入る際に、蒸発すべき第1の流体の絞り(restriction)または絞り(throttling)を生じさせる。絞り(restriction)または絞り(throttling)により、確実に第1のプレート間隙3内への第1の流体の分配が改善されるようになる。好ましくは、絞り孔20の孔高さhは、2mm以下であり、より好ましくは1mm以下である。
【００６９】
絞り孔20の孔高さhは、少なくとも0.3mmとすることができる。
【００７０】
関係h/H、すなわち絞り孔20の孔高さhと周囲リム15のリム高さHとの間の関係は、最大でも30%とすることができる。好ましくは、この関係は、最大でも25%、より好ましくは最大でも20%、最も好ましくは最大でも15%とすることができる。
【００７１】
絞り孔20は、熱交換器プレート1、2が組み立てられ、互いに接合されて、プレート式熱交換器を成すより前に、事前作製される。
【００７２】
絞り孔20は、プレート式熱交換器のろう付け中およびプレート式熱交換器のろう付けを実施した後で、開放したままである。絞り孔20は、ろう付け中に熱交換器プレート1、2が互いに接合される際にろう付け材料が絞り孔20に達するのを防ぐように、周囲リム15の基端16と上端17との間に位置付けられる。
【００７３】
より具体的には、絞り孔20は、周囲リムの基端16と上端17との間の中心に位置付けられてよい。絞り孔20はしたがって、基端16および上端17から同じ距離に位置付けられてよい。
【００７４】
熱交換器プレート1、2を互いに接合するためにプレート式熱交換器がろう付けされる際、例えば箔の形をとるろう付け材料が、隣接する第1の熱交換器プレート1と第2の熱交換器プレート2との間に導入される。ろう付け中、ろう付け材料が溶融し、接合部に流れ、それにより、熱交換器プレート1、2が互いに接合する。ろう付け材料は次いで、毛管力のため、重ね接合部30および移行部31によって引き寄せられる。溶融したろう付け材料はしたがって、重ね接合部30および移行部31に向かって、すなわち、重ね接合部30と移行部31との間に位置付けられた絞り孔20から遠ざかる方向に、流れる。
【００７５】
上で定めたプレート式熱交換器は、以下の製造ステップによって製造することができる。
【００７６】
第1の熱交換器プレート1には周囲リム15が、第1のポートホール11の周りに設けられ、この場合周囲リム15は、初期には、延在面pと平行に延在している。
【００７７】
次いで、周囲リム15が、延在面pに対して横断方向に基端16から上端17まで、延在面pに対して垂直なリム高さHを伴って延在するように屈曲される。
【００７８】
ドリル加工、レーザビーム切断、電子ビーム切断などのような、任意の適切な孔開け方法によって、周囲リム15を貫通して絞り孔20が作製される。
【００７９】
絞り孔20は、周囲リム15を屈曲させるより前または後に作製されてよいことに留意されたい。
【００８０】
その後、第1の熱交換器プレート1および第2の熱交換器プレート2が、隣接する第1の熱交換器プレート1と第2の熱交換器プレート2との間に例えば箔の形をとるろう付け材料がある状態で、交互順に隣り合わせに配置される。
【００８１】
ろう付け材料を溶融するために、第1の熱交換器プレート1、第2の熱交換器プレート2、およびろう付け材料が加熱される。溶融したろう付け材料は、第1の熱交換器プレート1および第2の熱交換器プレート2が互いに近くにあるかまたは互いに隣接しているエリアによって、引き寄せられる。能動または受動冷却後、熱交換器プレート1、2が、第1の熱交換器プレート1と第2の熱交換器プレート2との間の、ろう付け材料の接合部によって互いに接合される。熱交換器プレートのコルゲーション7のおかげで、蒸発すべき第1の流体用の第1のプレート間隙3、および第2の流体用の第2のプレート間隙4が形成される。さらに、プレート式熱交換器の中を延在する入口流路21を、周囲リム15同士が一緒になって画定する。絞り孔20は、開放したままであり、入口流路21から第1のプレート間隙に至る第1の流体用の流体通路を成す。
【００８２】
本発明は、4つとは別の数のポートホール、例えば6つのポートホールを有する熱交換器プレートおよびプレート式熱交換器にも適用可能である。プレート式熱交換器はその場合、蒸発すべきプライマリの第1の流体用のプライマリの第1のプレート間隙、蒸発すべきセカンダリの第1の流体用のセカンダリの第1のプレート間隙、ならびにプライマリおよびセカンダリの第1の流体を加熱、または場合によっては冷却するための、第2の流体用の第2のプレート間隙を具備してよい。その場合、それぞれに対応する周囲リムによって形成され、かつそれぞれ、プライマリの第1のプレート間隙およびセカンダリの第1のプレート間隙に至る、2つの入口流路がある。各第2のプレート間隙は、プライマリの第1のプレート間隙およびセカンダリの第1のプレート間隙に隣接する。
【００８３】
本発明は、開示した実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲に記載の範囲内で変更および修正され得る。
【符号の説明】
【００８４】
1  第1の熱交換器プレート
2  第2の熱交換器プレート
3  第1のプレート間隙
4  第2のプレート間隙
5  熱交換器エリア
6  縁部エリア
7  コルゲーション
11  第1のポートホール
12  第2のポートホール
13  第3のポートホール
14  第4のポートホール
15  周囲リム
16  基端
17  上端
18  ポートホール縁部
20  絞り孔
21  入口流路
22  出口流路
23  入口流路
24  出口流路
25  第1の端部プレート
26  第2の端部プレート
30  重ね接合部
31  環状移行部
H  リム高さ
h  孔高さ
p  延在面
r  曲率半径
t  厚さ
【図１】
2019513967.tif 000003
【図２】
2019513967.tif 000004
【図３】
2019513967.tif 000005
【図４】
2019513967.tif 000006
【図５】
2019513967.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月4日(2018.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体の蒸発用に構成されたプレート式熱交換器によりなる熱交換器プレート（１）であって、
前記熱交換器プレート（１）の延在面（ｐ）と平行に延在する熱交換器エリア（５）と、
前記熱交換器エリア（５）の周りに延在する縁部エリア（６）と、
前記熱交換器エリア（５）の中を延在するいくつかのポートホール（１１〜１４）と、
周囲リム（１５）であって、前記いくつかのポートホール（１１〜１４）のうちの第１のポートホール（１１）を取り囲み、かつ前記延在面（ｐ）に対して横断方向に基端（１６）から上端（１７）まで、前記延在面（ｐ）に対して垂直なリム高さＨを伴って延在する、周囲リム（１５）と
を具備する、熱交換器プレートにおいて、
前記熱交換器プレート（１）が、前記周囲リム（１５）を貫通して延在し、かつ前記延在面（ｐ）に対して垂直な孔高さｈを有する、少なくとも１つの絞り孔（２０）を具備し、関係ｈ／Ｈが、最大でも３０％であること、および
前記熱交換器プレート（１）が、厚さ（ｔ）を有し、前記周囲リム（１５）が、前記熱交換器エリア（５）に至る移行部（３１）を成し、前記移行部（３１）が、前記厚さ（ｔ）の３倍以下である曲率半径（ｒ）で凹状に湾曲することを特徴とする、熱交換器プレート。
【請求項２】
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記周囲リム（１５）の前記基端（１６）と前記上端（１７）との間の中心に位置付けられる、請求項１に記載の熱交換器プレート。
【請求項３】
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）の前記孔高さ（ｈ）が、３ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下である、請求項１または２に記載の熱交換器プレート。
【請求項４】
前記熱交換器プレート（１）が、前記熱交換器プレート（１）の外面に延在する金属または金属合金から作製される、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器プレート。
【請求項５】
前記曲率半径（ｒ）が、最大でも１ｍｍである、請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器プレート。
【請求項６】
蒸発用のプレート式熱交換器であって、複数の第１の熱交換器プレート（１）と、複数の第２の熱交換器プレート（２）と、を具備し、前記複数の第１の熱交換器プレート（１）と前記複数の第２の熱交換器プレート（２）が、蒸発すべき第１の流体用の第１のプレート間隙（３）、および第２の流体用の第２のプレート間隙（４）を形成し、
前記第１の熱交換器プレート（１）および前記第２の熱交換器プレート（２）の各々が、延在面（ｐ）と平行に延在し、かつ
熱交換器プレート（１、２）の前記延在面（ｐ）と平行に延在する熱交換器エリア（５）と、
前記熱交換器エリア（５）の周りに延在する縁部エリア（６）と、
前記熱交換器エリア（５）の中を延在するいくつかのポートホール（１１〜１４）と、
を具備し、
前記第１の熱交換器プレート（１）の各々が、周囲リム（１５）であって、前記いくつかのポートホール（１１〜１４）のうちの第１のポートホール（１１）を取り囲み、かつ前記延在面（ｐ）に対して横断方向に基端（１６）から上端（１７）まで、前記延在面（ｐ）に対して垂直なリム高さＨを伴って延在する、周囲リム（１５）を具備し、
前記第１の熱交換器プレート（１）の各々が、前記周囲リム（１５）を貫通して延在し、かつ前記延在面（ｐ）に対して垂直な孔高さｈを有する、少なくとも１つの絞り孔（２０）を具備し、関係ｈ／Ｈが、最大でも３０％であり、
前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）が、前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）との間の、ろう付け材料の接合部によって互いに接合され、かつ前記プレート式熱交換器の中を延在する入口流路（２１）を、前記周囲リム（１５）同士が画定するように配置され、
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記入口流路（２１）から前記第１のプレート間隙（３）に至る前記第１の流体用の流体通路を成す、プレート式熱交換器において、
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）が組み立てられ、互いに接合されて、前記プレート式熱交換器を成すより前に、事前作製されること、および
前記第１の熱交換器プレート（１）の各々が、厚さ（ｔ）を有し、前記周囲リム（１５）が、前記熱交換器エリア（５）に至る移行部（３１）を成し、前記移行部（３１）が、前記厚さ（ｔ）の３倍以下である曲率半径（ｒ）で凹状に湾曲することを特徴とする、プレート式熱交換器。
【請求項７】
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）が互いに接合される際に前記ろう付け材料が前記絞り孔（２０）に達するのを防ぐように、前記周囲リム（１５）の前記基端（１６）と前記上端（１７）との間に位置付けられ、前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記周囲リム（１５）の前記基端（１６）と前記上端（１７）との間の中心に位置付けられる、請求項６に記載のプレート式熱交換器。
【請求項８】
前記少なくとも１つの絞り孔（２０）の前記孔高さｈが、３ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍである、請求項６または７に記載のプレート式熱交換器。
【請求項９】
前記第１の熱交換器プレート（１）のうちの１つの第１の熱交換器プレート（１）の前記周囲リム（１５）の前記上端（１７）と、隣接する第１の熱交換器プレート（１）の前記周囲リム（１５）の前記基端（１６）が、互いに重なり合って重ね接合部（３０）を成す、請求項６から８のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１０】
複数の第１の熱交換器プレート（１）と、複数の第２の熱交換器プレート（２）と、を具備し、前記第１の熱交換器プレート（１）および前記第２の熱交換器プレート（２）の各々が、いくつかのポートホール（１１〜１４）を有し、前記第１の熱交換器プレート（１）の前記いくつかのポートホール（１１〜１４）のうちの第１のポートホール（１１）が、周囲リム（１５）によって取り囲まれている、蒸発用に構成されたプレート式熱交換器を作製する方法であって、
前記周囲リム（１５）を、前記第１の熱交換器プレート（１）の延在面（ｐ）に対して横断方向に基端（１６）から上端（１７）まで、前記延在面（ｐ）に対して垂直なリム高さＨを伴って延在するように屈曲させるステップと、
前記周囲リム（１５）を前記屈曲させるステップより前または後に、前記周囲リム（１５）を貫通して少なくとも１つの絞り孔（２０）を作製するステップと、
その後、蒸発すべき第１の流体用の第１のプレート間隙（３）、および第２の流体用の第２のプレート間隙（４）の形成を可能にするように、前記第１の熱交換器プレート（１）および前記第２の熱交換器プレート（２）を、前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）の間にろう付け材料がある状態で隣り合わせに配置するステップと、
前記第１の熱交換器プレート（１）、前記第２の熱交換器プレート（２）、および前記ろう付け材料を加熱して、熱交換器プレート（１、２）を、前記第１の熱交換器プレート（１）と前記第２の熱交換器プレート（２）との間の、ろう付け材料の接合部によって互いに接合するステップと、
を含み、前記プレート式熱交換器の中を延在する入口流路（２１）を、前記周囲リム（１５）同士が一緒になって画定し、前記延在面（ｐ）に対して垂直な孔高さｈを有する前記少なくとも１つの絞り孔（２０）が、前記入口流路（２１）から前記第１のプレート間隙（３）に至る前記第１の流体用の流体通路を成し、関係ｈ／Ｈが、最大でも３０％であり、前記第１の熱交換器プレート（１）の各々が、厚さ（ｔ）を有し、前記周囲リム（１５）が、熱交換器エリア（５）に至る移行部（３１）を成し、前記移行部（３１）が、前記厚さ（ｔ）の３倍以下である曲率半径（ｒ）で凹状に湾曲する、方法。
【請求項１１】
前記配置するステップが、前記第１の熱交換器プレートおよび前記第２の熱交換器プレートを、前記第１の熱交換器プレート（１）のうちの１つの第１の熱交換器プレート（１）の前記周囲リム（１５）の前記上端（１７）が、隣接する第１の熱交換器プレート（１）の前記周囲リム（１５）の前記基端（１６）に導入されて、重ね接合部（３０）の形成を可能にするように、配置するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【国際調査報告】
2019513967.tif 000008
2019513967.tif 000009
2019513967.tif 000010