(57)【要約】熱伝導プレート（２）は位置合わせ手段（８）を備え、プレートスタック内で積層されるように構成されており、熱交換器は複数のプレート（２）を有している。プレート（２）は、パターンを有している熱交換表面と、縁部分と、複数のポートと、複数の位置合わせ手段（８）と、複数の収容手段（１４）とを有している。複数の突起（８）の形態の位置合わせ手段（８）は、プレートの熱伝導表面上に位置している。複数の突起（８）は、熱交換表面のパターンの上方に位置している２つの平面（１０と１２）の間に位置している。プレートスタック内では、２つの相互に隣接しているプレート（２）の間で、複数の突起（８）が隣接しているプレート（２）上の複数の収容手段（１４）内に嵌っており、複数の収容手段（１４）は後者の熱伝導表面内に配置されている。プレートスタック内で２つの相互に隣接しているプレート（２）は、２つのプレートが互いに対してずれたり回転したりしないように、互いに嵌って２つのプレート（２）を相互に固定する、２つの突起（８）と２つの収容手段（１４）とを合わせて有している。これは、複数のプレート（２）が、プレートスタック内でそれらを位置合わせするためのいわゆる位置合わせフランジを有する必要のないことを意味している。
2008530495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置合わせ手段（８）を備え、恒久的に接続されているプレートスタック（１）に積層されるように構成されている熱伝導プレート（２）であって、該熱伝導プレート（２）の周辺部分の周囲に延びている縁部分（３）と、該熱伝導プレート（２）の前記周辺部分内に位置する熱伝導表面（４）と、を有し、該熱伝導表面（４）は、複数の尾根と複数の谷とのパターン（６）に構成されていることが好ましく、前記熱伝導表面（４）は、該熱伝導プレート（２）の標準平面（９）に横方向で平行な第１（上側）平面（１０）と第２（下側）平面（１１）との間に位置している熱伝導プレート（２）において、
前記位置合わせ手段（８）は前記熱伝導表面（４）の前記第１平面（１０）と前記第１平面（１０）の上方に横方向に平行に位置している第３平面（１２）との間に配置されていることを特徴とする、熱伝導プレート（２）。
【請求項２】
第２位置合わせ手段（８）が前記熱伝導表面（４）の前記第２平面（１１）と前記第２平面（１１）の下方に横方向に平行に位置している第４平面（１３）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導プレート（２）。
【請求項３】
前記位置合わせ手段（８）が前記熱伝導表面（４）上に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導プレート（２）。
【請求項４】
第１プレート（２ａ）上の前記位置合わせ手段（８）は、前記位置合わせ手段（８）を対象としており隣接している第２プレート（２ｂ）上に配置されている第１収容装置（１４）に嵌るように構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の熱伝導プレート（２）。
【請求項５】
第２プレート（２ｂ）上の前記第２位置合わせ手段（８）は前記位置合わせ手段（８）を対象としており、前記プレートスタック（１）内の隣接している第１プレート（２ａ）上に配置されている第２収容装置（１４）に嵌って、複数の熱伝導プレート（２）が互いに対して横方向に固定されるように構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の熱伝導プレート（２）。
【請求項６】
熱伝導プレート（２）は第２熱伝導プレート（２ｂ）に隣接しており、そのため両者は合わせて少なくとも２つの前記位置合わせ手段（８）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導プレート（２）。
【請求項７】
前記位置合わせ手段（８）は突起の形態をとることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導プレート（２）。
【請求項８】
前記位置合わせ手段（８）は溝の形態をとることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導プレート（２）。
【請求項９】
前記位置合わせ手段（８）は前記縁部分（３）上に、またはすぐ隣に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導プレート（２）。
【請求項１０】
前記位置合わせ手段（８）は前記縁部分（３）上に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導プレート（２）。
【請求項１１】
互いに恒久的に接続されている複数の先行する請求項のいずれか１項に記載の熱交換器プレート（２）を備えたプレートスタック（１）を有する熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
恒久的に接続されている複数の熱交換器は、プレートスタックを構成している多数の熱伝導プレートから従来構成されている。はんだ付け工程では、炉内にプレートスタックが配置されて、はんだによって複数のプレートが互いに接続される。はんだ付けに関連する取り扱い作業中に、フランジのない、互いに重ねられている複数のプレートは簡単に相互にずれることがある。これを防止するために、熱交換器の製造中に固定具が通常使用される。通常のそのような手段では、複数のプレートは、複数のいわゆる支持ピン内に配置され、そのため、複数の支持ピンは複数のプレートが横方向にずれるのを防止する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
日本国特許公開公報第０９−１１３１７０号は、縁の部分に位置しているプレスされた複数の尾根状の位置合わせ手段を備えている熱交換器プレートに言及している。プレートの積層中に、位置合わせ手段は、隣接しているプレートの位置合わせ手段と機械的に係合することによって、複数のプレート間の相互のずれを防止する。複数の縁部分に位置している位置合わせ手段を有していることの短所は、縁が比較的大きくなることである。複数の縁がいわゆるむだ表面（縁の部分では熱伝導が行われないため）を構成しているので、材料の観点からは、複数の縁をできるだけ少なくできることが好ましい。複数の縁の大きさを決定するのは、プレートの外側の縁から熱伝導表面までの複数の縁の幅である。縁部分を隣接しているプレートの対応している縁にはんだ付けしなければならないため、縁部分は、熱交換器に求められる隙間がないことと圧力との要件を達成できるように十分に広くなければならない。現在の製造と組み立てとの技術によれば、外側縁から熱伝導表面まで、縁の幅を少なくとも約２ｍｍにする必要がある。
【０００４】
日本国特許公開公報第０９−１１３１７０号の発明のさらなる欠点は、位置合わせ手段は、複数のプレートの縁部分の方向への横方向の移動だけを防止することである。互いに接触して配置されている２つのプレートは、複数の縁部分に対して、プレートの長さ方向へ移動するのが防止されていない。その結果、複数のプレートのはんだ付け中に、複数のプレートが互いに対して長さ方向にずれる場合があり、熱交換器が使用不能になる。
【０００５】
位置合わせ手段を備えている熱交換器プレートは、熱伝導プレートの周辺部分の周囲に延びている縁部分と、縁部分に囲まれている熱伝導表面とを有している。熱伝導表面は、複数の尾根と複数の谷とのパターンを通常有している。複数の尾根と複数の谷とは、第１（上側）平面と第２（下側）平面内に位置している。熱伝導表面の横方向の中間部分は、第１と第２の平面の間に位置している標準平面（normal plane）内にある。熱伝導プレートは、熱交換器内のプレートスタック内で、同様の、しかし異なる方向に向けられているプレートの上に積み重ねられる。さまざまな媒体を収容する複数の流路がプレートスタック内の複数のプレート間に形成されている。動作時には、相互に隣接している複数の流路内の複数の媒体間で温度交換が行われる。
【０００６】
本発明の目的は、はんだ付け工程に関する取り扱い中に積層されている複数のプレートの相互のずれを防止するように壁または案内要素によって外部から支持しなければならないプレートスタックなしに、製造中に構成可能なフランジのないプレートスタックを有している、恒久的に接続されている熱交換器用の熱伝導プレートを提供することである。
【０００７】
本発明の目的は、フランジのないプレートスタックを有しており、それによってプレートスタック内の複数のプレートが製造工程中に相対的に回転することのない、恒久的に接続されている熱交換用の熱交換器プレートを提供することである。
【０００８】
本発明の目的は、互いに積層され、永久に接続されている複数の熱伝導プレートからなる熱交換器を提供することである。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、熱交換器プレートスタックを作るのに必要な時間を削減でき、製造工程が高速でコスト効果のある構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、請求項１に記載された特徴を備えている前述の熱伝導プレートによって前述のそして他の目的が達成される。
【００１１】
請求項１の特徴的な部分による位置合わせ手段を備えているフランジのない熱交換器プレートによってもたらされる利点は、はんだ付け中に長さ方向または幅方向に支持する必要のないプレートスタックを構成するように多数のプレートを互いの上に積層可能なことである。
【００１２】
他の利点は、複数の縁は位置合わせ手段を有していないため、複数の縁の幅と厚さとを最小にすることができ、その結果、複数のプレートの製造に使用するのに必要な材料が少なくなる。
【００１３】
さらなる長所は、複数の縁の幅が減少することで、たとえば従来の複数のプレートの場合よりも複数のプレートの縁を１つに結合するためのはんだの消費が減少することであるが、これは、後者の縁の幅の部分が角度のある位置合わせフランジを構成するのに使用されるためである。
【００１４】
さらなる長所は、プレートの周辺での位置合わせ用のフランジが必要ないことであるが、これは、プレートスタック内での複数のプレートの位置合わせに関して、フランジのないプレート上の位置合わせ手段によって実行される機能が、そのような位置合わせフランジの機能に対応するためである。
【００１５】
本発明の熱伝導プレートの好ましい実施態様は、従属項２〜１１に記載されているさらなる特徴を有している。
【００１６】
本発明の熱伝導プレートの一実施態様では、第２の位置合わせ手段は熱伝導表面の第２平面と第２平面の下方に横方向に平行に配置されている第４平面との間の配置されている。第２位置合わせ手段が熱伝導表面上に配置されているため、複数のプレート間の相互の回転が防止されるようにプレートは回転に関して固定されている。それに対して、２つのプレート間の位置合わせ手段が１つだけの場合、複数のプレートは位置合わせ手段を中心に回転することがある。
【００１７】
本発明の熱伝導プレートのさらなる実施態様によれば、位置合わせ手段は熱伝導表面上に配置されている。この利点によって、位置合わせ手段は高圧が作用しない複数の領域に配置される。接触点の数が位置合わせ手段が位置している領域で部分的に減少するという事実によって、相互に隣接している複数のプレート間が部分的に弱くなる。そのため位置合わせ手段は、相互に隣接している複数のプレートの接触とはんだ付けの点が熱交換器内で高圧が作用する複数のポート領域には位置していないことが有利である。その代わりに、位置合わせ手段は熱交換器の全耐圧力に影響しないように熱伝導表面の複数のポート領域から離れている。
【００１８】
本発明の熱伝導プレートのさらなる実施態様では、第１プレート上の位置合わせ手段は、位置合わせ手段を対象としており、隣接している第２プレート上に配置されている第１収容装置に嵌るように構成されている。同時に、隣接している第２プレート上の第２位置合わせ手段は位置合わせ手段を対象としており、プレートスタック内の隣接している第１プレート上に配置されている第２収容装置に嵌って、複数の熱伝導プレートが互いに対して横方向に固定されるように構成されている。各プレート上の位置合わせ手段が隣接している複数のプレートの複数の収容装置内に嵌るため、複数のプレートは互いにしっかりと固定され、それによって複数のプレート間のずれと回転とが防止される。
【００１９】
本発明の熱伝導プレートのさらなる実施態様では、熱伝導プレートは第２熱伝導プレートに隣接しており、そのため両者は合わせて少なくとも２つの位置合わせ手段を有しており、それによって、２点が相互に隣接している２つのプレートを互いに固定することによって、両プレート間の回転を効果的に防止する。
【００２０】
本発明の熱伝導プレートのさらなる実施態様によれば、位置合わせ手段は複数の突起の形態をとる。好ましい実施態様では、複数の突起が位置合わせ手段として使用される。熱伝導表面をプレスすることによって、複数の突起を構成する複数の小さい凹部と凸部が作られる。複数の突起は第１と第３の平面の間の領域と第２と第４の平面の間の領域に位置している。複数の突起を位置合わせ手段として使用することによって、位置合わせ手段に使用する必要のある熱伝導表面の量が最小になる。これは、熱伝導表面をできるだけ大きくする（と共に熱伝導を最大にする）ことが好ましいためである。
【００２１】
本発明の熱伝導プレートのさらなる実施態様によれば、位置合わせ手段は複数の溝の形態をとる。複数の溝の形態の位置合わせ手段を設けることによって、そのような複数のプレートを備えている熱交換器に高圧を作用させることができる。これは、位置合わせ手段が熱交換器の剛性を高める要素としての役割も果たすためである。そのため、熱交換器は強くなり、高圧力を作用させることができる。
【００２２】
本発明の熱伝導プレートのさらなる実施態様によれば、位置合わせ手段が縁部分上にまたはすぐ隣接して位置している。縁領域の様々な部分で部分的に縁を大きくすることによって、位置合わせ手段を縁部分上に、またはすぐ隣に配置することができる。位置合わせ手段が配置できるように位置合わせ手段用の領域の縁を広くすることによって、位置合わせ手段用の領域を部分的に大きくすることができる。
【００２３】
本発明の装置の好ましい複数の実施形態を本発明を理解するのに必要な部分だけを示している添付の模式図を参照して以下でより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、互いに積層されている、フランジのない複数の熱伝導プレートを有しているプレートスタック（１）を備えている熱交換器を示している。以降では、「熱伝導プレート」という表現は、「プレート」と同義である。図２はプレート（２）を示している。プレートは、プレート（２）の周辺部分の周囲に延びている縁部分（３）を有している。熱伝導表面（４）は縁部分（３）内に位置している。プレートの各角には、ポート（５ａ〜ｄ）が媒体の流入と流出用に設けられている。好ましい実施形態では、熱伝導プレートは熱交換器内の熱伝導を最適化するパターン（６）を有している。パターン（６）は複数の尾根と谷とを有しており、相互に隣接しているプレート上の尾根と谷とは、熱交換器を１つにはんだ付けするときに、複数のプレートを互いに接続するために公知のように使用される複数の接触点を構成するように、互いに部分的に接触している。複数の流路（７、図３を参照）が、互いに積層されている多数のプレート（２）を有しているプレートスタック（１）内の相互に隣接している複数のプレート（２）の間に形成されている。相互に隣接している複数の流路（７）は、複数のプレートの熱伝導表面（４）を通して温度交換が行われる異なる媒体を収容している。
【００２５】
図２のプレートは、熱交換表面上に多数の突起（８ａ〜ｄ）を有している。複数の突起（８ａ〜ｄ）の機能は、複数のプレート（２）が互いに対して幅方向に移動できないように隣接しているプレート（２）の収容手段に嵌ることである。収容手段を有している複数のプレートは、複数の突起（８ａ〜ｄ）に対応しているプレート上の複数に位置にある収容手段を有している。これは図示していない。
【００２６】
図３は複数の突起（８）を備えている複数のプレート（２）がプレートスタック（１）内で互いにどのように固定されているかを示している。第１プレート（２ａ）の熱伝導表面は、プレートの横方向の「中間平面」内に位置している標準平面（９）を有している。標準平面（９）の上方に第１平面（１０）がある。標準平面（９）の下方に第２平面（１１）がある。複数の尾根と谷とを備えている熱伝導表面（４）は、第１平面（１０）と第２平面（１１）との間に配置されている。第１平面（１０）の上方に第３平面（１２）がある。第２平面（１１）の下方に第４平面（１３）がある。すべての平面（９〜１３）は互いに平行である。図面内で複数の平面がプレートとどのように関係しているのかを明確にするために、関係しているプレートのある平面を図面内では黒く描画している。複数の突起（８）が第１平面（１０）と第３平面（１２）との間の領域に配置されている。複数の突起（８）が第２平面（１１）と第４平面（１３）との間の領域に対応して配置されている。収容手段（１４）は、第１と第２の平面（１０と１１）の間の領域に配置されている。複数の収容手段（１４）は、隣接しているプレート（２）上の複数の突起（８）を収容するように構成されており、それによって、複数のプレート（２）を横方向平面内で積極的に互いに対して固定している。
【００２７】
プレートスタック（１、図１を参照）内の複数のプレート（２）は、１つおきのプレートを１８０°回転させて、互いに対して積層されている。これは、各プレート（２）の第１平面（１０）が隣接しているプレートの第１平面（１０）に接触していることを意味している。各プレート（２）の第２平面（１１）は、それに対応して、隣接しているプレート（２）の第２平面（１１）に接触している。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態では、第１プレートと第４プレート（２ａ、ｄ、図１を参照）は、第２平面（１１）と第４平面（１３）との間の領域に熱伝導表面（４、図２を参照）上に位置している突起（８）を有している。３つの収容手段（１４）が、第１平面（１０）と第２の平面（１１）との間の領域に配置されている。これは図示していない。２つの収容手段（１４）が第１平面（１０）に向けて開口しており、第３の収容手段が第２平面（１１）に向けて開口している。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態では、第２プレートと第３プレート（２ｂ、ｃ、図１を参照）は第１平面（１０）と第３平面（１２）との間の領域に位置している２つの突起（８）を有している。１つの突起（８）が第２平面（１１）と第４平面（１３）との間の領域に位置している。１つの収容手段（１４）が第１平面（１０）と第２平面（１１）との間に配置されており、第２平面（１１）に向けて開口している。
【００３０】
第２プレート（２ｂ、図１を参照）は、各プレート（２ａ、ｂ）上の２つの第１平面（１０）が互いに接触するように、第１プレート（２ａ、図１を参照）上に配置されている。第１と第３の平面（１０、１２）の間の第２プレート（２ｂ）の領域の２つの突起（８）が、第１と第２の平面（１０、１１）の間に位置しており、第１平面（１０）に向けて開口している第１プレート（２ａ）の２つの収容手段（１４）に嵌っている。これは図示していない。
【００３１】
第３プレート（２ｃ、図１を参照）は、各プレート（２ｂ、ｃ）上の２つの第２平面が互いに接触するように、第２プレート（２ｂ、図１を参照）上に配置されている。第２と第４平面（１１、１３）の間の領域に位置している第２プレート（２ｂ）上の突起（８）は、第２平面に向けて開口している第３プレート（２ｃ）上の収容手段（１４）に嵌っている。同時に、第２と第４平面（１１、１３）の間の領域に位置している第３プレート（２ｃ）上の突起（８）は、第２平面に向けて開口している第２プレート（２ｂ）上の収容手段（１４）に嵌っている。これは図示していない。
【００３２】
第４プレート（２ｄ、図１を参照）は、各プレート（２ｃ、ｄ）上の２つの第１平面（１０）が互いに接触するように、第３プレート（２ｃ、図１を参照）上に配置されている。第１と第３の平面（１０、１２）の間の第３プレート（２ｃ）の領域の２つの突起（８）が、第１と第２の平面（１０、１１）の間に位置しており、第１平面（１０）に向けて開口している第４プレート（２ｄ）の２つの収容手段（１４）に嵌っている。これは図示していない。
【００３３】
第１プレート（２ａ、図１を参照）は、各プレート（２ｄ、ａ）上の２つの第２平面が互いに接触するように、第４プレート（２ｄ、図１を参照）上に配置されている。第２と第４平面（１１、１３）の間の領域に位置している第４プレート（２ｄ）上の突起（８）は、第２平面に向けて開口している第１プレート（２ａ）上の収容手段（１４）に嵌っている。同時に、第２と第４平面（１１、１３）の間の領域に位置している第１プレート（２ａ）上の突起（８）は、第２平面に向けて開口している第４プレート（２ｄ）上の収容手段（１４）に嵌っている。
【００３４】
複数の突起（８）と複数の収容手段（１４）とが互いに嵌り合うと、複数のプレート（２）はそれらの横方向の平面内で互いに対して固定される。隣接している両プレート（２）の間の少なくとも２点で固定することによって、両プレート（２）が互いに対して回転することも防止される。
【００３５】
好ましい実施形態の位置合わせ手段によって、複数のプレート（２）がずれるのを防止するために、はんだ付け中にプレートスタック（１）を支持するあらゆる固定具は必要なくなる。これは、複数のプレート上の複数の位置合わせ手段（８）と複数の収容手段（１４）とによって、複数のプレート（２）が横方向に移動するのが防止されるためである。
【００３６】
複数のプレート（２）が積層され、複数の位置合わせ手段（８）が複数の収容手段（１４）内に嵌っている場合、はんだ付け中にプレートパッケージ（１）上に重量物が置かれると有利である（これは図示していない）。これは、中間のはんだによって、プレートパッケージ（１）がわずかに不安定になることがあるためである。各プレート（２）の間にはんだが存在するので、重量物が存在すると、複数のプレート（２）がたとえばわずかに湾曲するため、複数のプレート（２）が互いにはんだ付けされていない領域の発生が防止されることになる。
【００３７】
本発明の他の実施形態では、複数の突起の代わりの位置合わせ手段が、複数の梁の形態をとるか、Ｘ、Ｙ、Ｚの形状を有するか、２つのプレート間の横方向の平面内の移動を防止する他の何らかの構成を有する。そのような代替の位置合わせ手段の利点は、複数のプレートを互いに固定するために必要な位置合わせ手段が１つだけになるということである。欠点は、そのような位置合わせ手段は突起よりも大きく作る必要があるということである。したがって、熱伝導に使用可能な表面はより小さくなり、熱伝導能力が劣ることになる。
【００３８】
本発明は、参照した実施形態に限定されないが、部分的に前述した以降の請求の範囲内で変形したり修正したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】熱交換器用のプレートスタックの図である。
【図２】本発明の熱伝導プレートの図である。
【図３】プレートスタック内の本発明の多数の熱伝導プレートの切り取り図である。
【図１】
2008530495.tif 000003
【図２】
2008530495.tif 000004
【図３】
2008530495.tif 000005
【国際調査報告】
2008530495.tif 000006
2008530495.tif 000007
2008530495.tif 000008
2008530495.tif 000009