(57)【要約】  ２つのフレームプレート（３）から成るフレーム体（２）であって、複数の熱交換プレート（５）から成るプレートスタック（４）が前記２つのフレームプレート間に配置されているフレーム体（２）と、熱交換プレート（５）の間の隙間を通って流れる熱交換流体を供給及び排出するための手段（６）と、前記フレームプレート（３）に力を加えるための手段（７）であって、前記プレートスタック（４）に圧力をかけることを可能にする手段と、前記プレートスタック（４）の前記熱交換プレート（５）の間を密封するための手段（８）とを備えるガスケットプレート熱交換器（１）。前記フレームプレート（３）に力を加える表面の重心は、前記プレートスタック（４）の表面領域を前記フレームプレート（３）上へ線形投影させることで生じる領域の中に位置する。
2015535587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのフレームプレート（３）から成るフレーム体（２）であって、グラファイト含有の、又は、セラミックの複数の熱交換プレート（５）から成るプレートスタック（４）が前記２つのフレームプレート間に配置されているフレーム体（２）と、プレートの間の隙間を通って流れる熱交換流体を供給及び排出するための手段（６）と、前記フレームプレート（３）に力を加えるための手段（７）であって、前記プレートスタック（４）に圧力をかけることを可能にする手段（７）と、前記プレートスタック（４）の前記熱交換プレート（５）の間を密封するための手段（８）とを備えるガスケットプレート熱交換器（１）において、
少なくとも１つの力を加えるための手段（７）において、前記手段（７）の、前記フレームプレート（３）に力を加える表面の重心が、前記プレートスタック（４）の表面領域を対応するフレームプレート（３）上へ線形投影させることで生じる領域の中に位置することを特徴とするプレート熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換プレート（５）には、前記フレームプレート（３）の間に配置された力を加えるための手段（７）の部分要素を受容するための少なくとも１つの凹部又は溝部（９）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプレート熱交換器。
【請求項３】
前記力を加えるための手段（７）の内少なくとも１つが、前記プレートスタック（４）の外側に位置するように設計されていることを特徴とする請求項１に記載のプレート熱交換器。
【請求項４】
前記熱交換プレート（５）には、前記フレームプレート（３）の間に配置された、前記少なくとも１つの力を加えるための手段（７）のうちの１つのサブ要素を受容するための少なくとも１つの凹部又は溝部（９）が設けられており、少なくとも１つの力を加えるための手段（７）は、前記プレートスタック（４）の外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプレート熱交換器。
【請求項５】
前記プレートスタック（４）の前記熱交換プレートにおける供給及び排出するための手段（６）が、貫通開口部（６ａ）であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプレート熱交換器。
【請求項６】
前記貫通開口部（６ａ）が、実質的に、円形、楕円形又は長方形であるか、又は、正多角形の形状を有していることを特徴とする請求項５に記載のプレート熱交換器。
【請求項７】
前記少なくとも１つの力を加えるための手段（７）の力を加える表面が、実質的に、円形、楕円形又は長方形であるか、又は、正多角形の形状を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のプレート熱交換器。
【請求項８】
前記少なくとも１つの力を加えるための手段（７）の力を加える表面が、最も近い貫通開口部（６ａ）の表面領域と交差しないことを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載のプレート熱交換器。
【請求項９】
前記熱交換プレート（５）が、ポリマーと結合した、又は、ポリマーを含浸させたグラファイト体から形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のプレート熱交換器。
【請求項１０】
前記熱交換プレート（５）が、炭化ケイ素又は繊維複合セラミックから形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のプレート熱交換器。
【請求項１１】
前記熱交換プレート（５）が、少なくとも５０重量％のグラファイトを含有することを特徴とする請求項９に記載のプレート熱交換器。
【請求項１２】
前記密封するための手段（８）が、フッ素ポリマー又はグラファイト材料を含有していることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のプレート熱交換器。
【請求項１３】
前記フッ素ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）をベースとするポリマーであることを特徴とする請求項１２に記載のプレート熱交換器。
【請求項１４】
前記フレームプレート（３）の内少なくとも１つが、載置された、又は、固く接続されたウェブ（１０ａ）及び／又はリブ（１０ｂ）を有していることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のプレート熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのフレームプレートから成るフレーム体であって、複数の熱交換プレートから成るプレートスタックが２つのフレームプレートの間に配置されているフレーム体と、熱交換プレートの間の隙間を通って流れる熱交換流体を供給及び排出するための手段と、フレームプレートに力を加えるための手段であって、プレートスタックに圧力をかけることを可能にする手段と、を有するガスケットプレート熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレート熱交換器は、熱交換プレートから成るスタックを含んでおり、熱交換プレートの間では、熱伝導が行われる。これらのプレートには、一般的に、媒体のための外形又は流路及び貫通開口部が設けられている。
【０００３】
プレート熱交換器の場合、基本的に、いわゆる無ガスケット設計とガスケット設計とに区別することができる。無ガスケット設計の場合、プレート間の隙間は、プレートの堅固な接続によって、例えば溶接若しくははんだ付けによって、又は、いわゆる融合法によって密封される。
【０００４】
ガスケット設計の場合、一般的にエラストマーをベースとするガスケットが、異なるプレートの間の媒体空間の密封及び分離のために用いられる。
【０００５】
プレートの材料としては、その間で熱交換が行われる媒体に応じて、鋼等の金属若しくは金属合金を、又は、特に腐食媒体の場合はグラファイト若しくは炭化ケイ素若しくは繊維強化セラミック材料等のセラミック材料も用いることができる。
【０００６】
例えばグラファイト又は炭化ケイ素のような、グラファイト含有プレート材料、又は、セラミックプレート材料は、その高い脆性ゆえに、各プレート間の密封を特に要求する。
【０００７】
グラファイト含有材料、又は、セラミックの材料は脆性を有しており、これらの材料を互いに結合することは困難であるので、当該プレート熱交換器は一般的にガスケット構造で製造される。
【０００８】
ガスケットプレート熱交換器は、さらに、分解、洗浄、又は、各プレートの交換のためのプレートの分離を、無ガスケット構造の場合よりも容易に可能にするという利点をもたらす。
【０００９】
当該プレート熱交換器の場合、特に、ガスケット材料のための材料として、好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ベースのフッ素ポリマーが、又は、グラファイトベースの材料が一般的に用いられる。ＰＴＦＥは高い延性を有しており、流動性ゆえに、厚さの小さいガスケットを形成するのみである。ガスケット材料の厚さが非常に小さいので、確実に密封して動作中の漏れを防止するためには、ガスケット上に十分に高い面圧を確保することが決定的に重要である。
【００１０】
面圧は一般的に、熱交換器のプレートスタックを２つのフレームプレートの間に配置し、当該フレームプレートの間で、プレートを十分な力でクランプすることによって得られる。
【００１１】
クランプに際して力を加えるために、しばしば、いわゆるタイロッドが螺旋ネジと組み合わせて用いられる。タイロッドは、熱交換プレートの縁部に対してある程度の距離を置いて配置されている。
【００１２】
特許文献１からは、プレート熱交換器が知られている。当該プレート熱交換器は、少なくとも３つの平行な、間隔を置いて配置された耐食材料から成るプレート要素と、熱を交換する、プレート間の隙間を通って流れる流体を供給及び排出するための手段とから構成されており、当該プレート要素は、フッ素ポリマーと結合されたグラファイト体から形成されている。
【００１３】
特許文献２からは、化学装置の製造において使用される複合熱交換器が知られている。当該複合熱交換器は、金属のフレーム体と、繊維強化セラミック又はモノリシックセラミックから成るプレートスタックとから構成されており、積層されたプレートは、少なくとも２つの導管システムを形成し、当該少なくとも２つの導管システムは、少なくとも１つのプレートによって分離させる方式で上下に任意の数の層に配置されていると共に、供給装置及び排出装置を受容するカバープレートによってプレートスタックの両端で境界付けられている。熱交換プレートは、媒体のための流路及び貫通開口部を取り囲む領域内に長方形の溝部を有しており、当該溝部内にはシールシステムが配置されている。
【００１４】
製品として入手可能なガスケットプレート熱交換器（例えばグラファイト、炭化ケイ素又は繊維強化セラミック材料等の、特にグラファイト含有材料又はセラミック材料をベースとするプレートを有するプレート熱交換器）における支圧部品の構造的な構成は、より大きなモデルにとっては限定的に適している。なぜなら、構造のサイズを拡大する際、特にプレート幅及び／又はプレート長さを増大させる場合、熱交換器の密封にとって重要な領域においてフレームプレートの曲げが増大し、したがって、熱交換器内に非密封性が生じ得るからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０２０３２１３号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００６００９７９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の課題は、上述の問題が回避されるか、又は、少なくとも減少するような、ガスケットプレート熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によると、本課題は、請求項１に記載のガスケットプレート熱交換器によって解決された。
【００１８】
本発明に係るプレート熱交換器の好ましい実施形態は、下位請求項及び以下の詳細な説明から明らかになる。
【００１９】
本発明に係る、ガスケットプレート熱交換器（１）は、２つのフレームプレートから成るフレーム体（２）であって、複数の熱交換プレートから成るプレートスタック（４）が２つのフレームプレート間に配置されているフレーム体と、熱交換プレートの間の隙間を通って流れる熱交換流体を供給及び排出するための手段（６）と、フレームプレートに力を加えるための手段（７）であって、プレートスタック（４）に圧力をかけることを可能にする手段と、プレートスタック（４）の熱交換プレートの間を密封するための手段（８）とを備えている。
【００２０】
比較可能な構造の従来の熱交換器とは異なり、本発明に係るプレート熱交換器（１）では、少なくとも１つの力を加えるための手段（７）が、フレームプレート（３）に力を加える表面の重心が、プレートスタック（４）の表面領域を対応するフレームプレート（３）上へ線形投影させることで生じる領域の中に位置するように配置されている。
【００２１】
従来のガスケット構造のプレート熱交換器の場合、フレームプレートへの加力は、両方のフレームプレートを熱交換プレートの表面領域の外側で互いに接続する接続要素を通じて、フレームプレートへ力が加えられ、それによって、熱交換プレートのプレートスタックに圧力も加えられるように行われる。このとき、力を加える表面の重心は、プレートスタックの表面領域を対応するフレームプレート上へ線形投影させることで生じる領域の外側に位置している。当該構造の場合、設計によっては、フレームプレートの曲げが、フレームプレートの中央部分で最大になる加えられた力に応じて生じる。このフレームプレートの曲げは、フレームプレートの幅及び／又は長さが大きければ大きいほど強くなる。すなわち、より大きな熱交換器の場合、より小さな熱交換器の場合よりも問題が顕著に生じる。
【００２２】
この曲げによって、熱交換プレートのプレートスタックの中央領域には、当該領域で完璧な密封を達成するために十分な密封力又はガスケット表面への十分な圧力が存在しなくなる。冒頭で言及したように、用いられるガスケット材料の厚さが非常に小さいので、その間で熱交換が行われるべき媒体が混合する可能性があり、それによって、装置全体及び全ての下流ユニットの故障が生じ得る。
【００２３】
上述した問題はこれまで、グラファイト、炭化ケイ素又はその他のセラミック材料をベースとする熱交換プレートを有する当該設計の、ガスケット構造で製造されたプレート熱交換器の最大の大きさを限定してきた。
【００２４】
本発明に係るプレート熱交換器（１）は、フレームプレート（３）に力を加える表面の重心が、プレートスタック（４）の表面領域を対応するフレームプレート（５）上へ線形投影させることで生じる領域の中に位置するように、力を加えるための手段（７）のうちの少なくとも１つが配置されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明では、力を加えるための表面の重心は、対応する表面の幾何学的重心であると理解されるべきである。当該幾何学的重心は、前記領域の全ての点の数学的平均に対応している。幾何学的重心は、均質物質から成る物体の質量中心に相当する。当該重心を、対称的な図の場合は適切な幾何学的考察によって得ることが可能であり、非対称な表面の場合は積分によって得ることが可能である。
【００２６】
自己交差しない多角形の重心は、端点の直交座標から算出可能であり、正多角形の場合は、重心はその外接円の中心点に一致する。
【００２７】
長方形、平行四辺形又は正方形の場合、重心は、例えば対角線の交点から得られ、三角形の場合、幾何学的重心は、３つの中線の共通交点である。円形の表面の場合、幾何学的重心は円の中心点である。
【００２８】
したがって、当業者は、力を加える表面の形状が知られた形状である場合、当該表面の幾何学的重心を決定することが可能であると共に、少なくとも１つの力を加えるための手段を、その力を加える表面の幾何学的重心が、プレートスタック（４）の表面領域を対応するフレームプレート（３）上へ線形投影させることで生じる領域の中に位置するように設計することが可能である。
【００２９】
ここで、本発明では、プレートスタックの表面領域は、プレートスタック（４）又は各熱交換プレートの主要寸法によって画定された領域であると理解されるべきである。当該表面領域は、プレートスタック（４）又は各熱交換プレート（５）内に存在しているノッチ、ドリル穴等を含んでおり、その限りでは、プレートスタック（４）又は熱交換プレート（５）の外側輪郭によって画定され、場合によっては存在し得るノッチ又は凹部を含まないプレートスタック（４）の表面領域とは異なっている。本発明に係るプレート熱交換器（１）は、上述したように設計された、力を加えるための手段（７）を少なくとも１つ有しているが、複数の力を加えるための手段（７）を同じように設計することは可能であると共に、本発明に含まれてもいる。
【００３０】
好ましくは、１つ又は場合によっては複数の力を加えるための手段（７）は、力を加える表面が、熱交換プレートのプレートスタック（４）の表面領域の周縁領域に、特に好ましくは熱交換プレート（５）の上側領域又は下側領域に位置するように配置されている。当該上側領域又は下側領域には、熱交換プレート（５）の間の隙間を通って流れる熱交換流体を供給及び排出するための手段（６）も好ましくは配置されている。特に、貫通開口部（６ａ）間の当該領域では、良好な密封が重要である。なぜなら、ここでは、熱交換流体の流れをプレート内に誘導し、その混合又は接触を回避しなければならないからである。
【００３１】
基本的には、力を加えるための手段（７）を、力を加える表面の重心が本発明に従って配置されているように、その他の場所に配置することも可能であろう。しかしながら、一般的には、プレート内に存在する、内部を流体媒体が流れる導管が、力を加えるための手段（７）によって遮断されないように適切に設計されるべきであるという結果になり得る。加えて、力を加えるための手段（７）のこのような配置は、導管の領域における熱交換プレート（５）に穴又は開口部を設けることを必要とする可能性があるが、これは一般的には好ましくない。
【００３２】
したがって、一般的には、力を加えるための手段（７）を、流体を導く導管がプレートスタック（４）の熱交換プレートに接することがないように設けることが特に好ましい。
【００３３】
本発明に係るプレート熱交換器（１）に力を加えるための適切な手段は、当業者には知られており、文献にも記載されているので、ここでは、詳細な記述は不要である。当業者は、その時々の使用事例に応じて、適切な力を加えるための手段（７）を用いるであろう。
【００３４】
一実施形態によると、熱交換プレート（１）には、凹部又は溝部（９）を設けることが可能であり、当該凹部又は溝部内には、フレームプレート（３）の間に配置された力を加えるための手段（７）のサブ要素が配置されている。当該サブ要素は、穴又は凹部を通じてフレームプレート（３）を通り、端部要素（Abschlusselement）が当該サブ要素と接続されているので、フレームプレート（３）に力を加えることが可能である。フレームプレート（３）間のサブ要素は、全体的又は部分的に、プレートスタック（４）の熱交換プレートの表面領域の中に配置されているので、対応する手段の力を加える表面の重心は、プレートスタック（４）又は熱交換プレート（５）の表面領域をフレームプレート（３）上へ線形投影させることで生じる領域の中に位置するであろう。
【００３５】
このような実施形態において、好ましい力を加えるための手段（７）は、タイボルトである。ここで、タイボルトは、引張応力を受容することができる手段であると理解すべきである。好ましくは、丸い金属棒から成るタイボルトが用いられ、当該タイボルトは、フレームプレート（３）の間に延在し、端部に装置を有している。当該装置を用いて、両方のフレームプレート（３）を、タイボルトを通じて、所定の力でクランプすることができる。正確な構造設計は、その時々の使用事例に応じて、専門知識に基づいて選択される。
【００３６】
力を加えるための手段（７）において、その力を加える表面の重心がプレートスタック（４）又は熱交換プレート（５）の表面領域をフレームプレート上へ線形投影させることで生じる領域の中に位置している場合、両方のフレームプレートの間に配置されたタイボルトは、好ましくは熱交換プレート（５）の上側端部又は下側端部で溝部内に存在しているので、力を加えるための手段の本発明に係る配置にもかかわらず、プレート熱交換器（１）を完全に分解せずとも、各熱交換プレートの交換が依然として可能である。基本的には、熱交換プレートの上側領域に、タイボルトが通る止まり穴を設けることも可能ではあるが、各プレートの交換の際には、プレート熱交換器（１）の完全な分解が必要になる。
【００３７】
タイボルトは、熱交換プレート（５）の場合と同じように、フレームプレートを通るように溝部内を導かれているか、又は、フレームプレート（３）に対応する穴を設けることも可能である。
【００３８】
本発明に係るプレート熱交換器（１）の別の実施形態によると、本発明にしたがって配置された少なくとも１つの力を加えるための手段（７）のフレームプレート（３）間に配置された要素は、当該要素が完全に、プレートスタックの表面領域の外側、場合によってはフレームプレート（３）によってクランプされた表面領域の外側に位置するように設計される。適切な構造設計によって、本発明に基づく要求が満たされるように、フレームプレート（３）に加えられる力が本発明にしたがって設計される。これは例えば、クリップ（Buegel）形状の要素がフレームプレート（３）の周りを取り囲み、力を加える表面の重心に関する本発明の要求が満たされるようにフレームプレート上に固定されることによって得られる。適切な構造設計は当業者に知られており、当業者は、具体的な状況に応じて適切な手段を設計するであろう。
【００３９】
さらなる実施形態によると、フレームプレート（３）に力を加えるための少なくとも２つの手段（７）が、クリップ等によって相互に接続されている。当該クリップは、フレームプレート（３）と付加的に、例えば中央において、力を加えるように接続され得る。それによって、力を加える表面の重心は、本発明にしたがって求められた位置に置かれる。
【００４０】
本発明のさらなる、特に極めて好ましい実施形態によると、少なくとも１つのフレームプレート（３）に載置された、又は、固く接続されたウェブ（１０ａ）及び／又はリブ（１０ｂ）が存在する。当該ウェブ（１０ａ）又はリブ（１０ｂ）は、安定性をさらに向上させ、したがって、より高い圧力での使用を可能にする。これらは、任意の材料から形成され得る。しかしながら好ましくは、ウェブ（１０ａ）及び／又はリブ（１０ｂ）は、フレームプレート（３）と同様に、鋼等の金属又は金属合金から、さらに、繊維、特に炭素繊維又はガラス繊維又はアラミド繊維によって強化されたプラスチック材料から形成されている。
【００４１】
前述した例示的な実施形態の変型例は、当業者によって、その専門知識に基づいて設計され得る。重要なのは、少なくとも１つの力を加えるための手段（７）において、力を加える表面の重心が、プレートスタック（４）又は熱交換プレート（５）の表面領域をフレームプレート（３）上へ線形投影させることで生じる領域の中に位置していることである。
【００４２】
設計上は、流体媒体を供給及び排出するための手段（６）の接続部の寸法と、力を加えるための手段（７）の種類及び形状とによって、力を加えるための手段（７）と流体流れを供給及び排出するための手段（６）との間の最小間隔が明らかになる。
【００４３】
力を加える表面の形状は特に限定されていないが、好ましくは、実質的に、長方形、楕円形、円形であるか、又は、正多角形である。ここでも、当業者は、構造仕様に基づいて求められる使用に添って、適切な手段を選択し用いるであろう。
【００４４】
好ましい一実施形態によると、その重心がプレートスタック（４）又は熱交換プレート（５）の表面領域をフレームプレート（３）上へ線形投影させることで生じる領域の中に位置している、力を加えるための手段（７）の中心点の、熱交換プレート（５）のスタックの表面領域の最も近い縁部に対する距離は、力を加える表面に形成され得る最長の対角線の少なくとも半分に相当する。
【００４５】
さらなる好ましい実施形態によると、手段（７）の力を加えるための表面は、最も近くに位置する流体媒体を供給及び排出するための手段（６）の表面領域とは交差していない。
【００４６】
供給及び排出するための手段（６）としては、好ましくは貫通開口部（６ａ）が用いられる。その横断面は特に限定されておらず、実質的に、円形、楕円形、長方形又は多角形に構成され得る。供給及び排出するための手段（６）の形状は、より良好な密封の所望の効果にとって重要ではない。
【００４７】
以下に、本発明を図１から図４を用いて詳細に説明する。示されているのは以下の図である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るプレート熱交換器（１）の側面図である。
【図２】熱交換プレート（５）の領域の図であり、流体媒体を供給及び排出するための手段（６）と、プレート間に存在する密封するための手段（８）の経路とが認識される図である。
【図３】先行技術に係る３つの力を加えるための手段（７）が配置された、プレート熱交換器（１）のフレームプレート（３）の端面における正面図である。
【図４】本発明に係るプレート熱交換器（１）の好ましい変型例の対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１は、本発明に係る、２つのフレームプレート（３）から成るフレーム体（２）を有するプレート熱交換器（１）を示している。フレームプレート（３）の間には、熱交換プレートから成るプレートスタック（４）が配置されている。力を加えるための手段（７）も同じく図示されている。
【００５０】
図２は、プレートスタック（４）（図示せず）の熱交換プレート（５）の外形を、流体媒体を供給及び排出するための手段（６）並びに密封するための手段（８）と共に示している。密封するための手段（８）は、供給及び排出するための手段（６）を、密封するように互いに分離していることが認識される。
【００５１】
図３は、フレームプレート（３）及び熱交換プレート（５）の外形と、２つの流体媒体を供給及び排出するための手段（６）と、黒丸で表した３つの力を加えるための手段（７）とを示している。力を加えるための全ての手段において、力を加える表面の重心は、熱交換プレート（５）の表面領域をフレームプレート（３）上へ線形投影させることで生じる領域の外側に位置していることが認識される。
【００５２】
図４は、フレームプレート（３）及び熱交換プレート（５）の外形と、流体媒体を供給及び排出するための手段（６）と、複数の力を加えるための手段（７）と、を示している。力を加えるための手段（７）（上の列の中央）は、その力を加える表面の重心が、熱交換プレート（５）又はプレートスタック（４）（図示せず）の表面領域をフレームプレート（３）上へ線形投影させることで生じる領域の中に完全に位置しているように配置されていることが認識される。本発明に係るプレート熱交換器における熱交換プレート（５）の材料は、当業者によって、既知の、先行技術に記載された材料から選択され得る。さらに、図４は、プレート幅（Ｂ）及びプレート長さ（Ｌ）を示している。
【００５３】
本発明に係る設計の利点は、プレートが、ポリマーを含浸させたグラファイト化合物、又は、ポリマーと結合したグラファイト化合物、又は、炭化ケイ素、又は、繊維複合セラミックから形成されている場合に特に効果を発揮する。
【００５４】
グラファイトベースの好ましい材料は、好ましくは少なくとも５０重量％、特に好ましくは少なくとも５５重量％のグラファイトを含有している。
【００５５】
ポリマーと結合したグラファイト化合物の形におけるグラファイトベースとして適切な材料は、Ｄｉａｂｏｎ（登録商標）Ｆという名称で、ポリマー、特にフェノール樹脂を含浸させたグラファイト化合物は、Ｄｉａｂｏｎ（登録商標）ＮＳという名称で、それぞれＳＧＬカーボンの製品として入手可能である。
【００５６】
これら全ての材料において、その脆性及び材料特性ゆえに、当該材料をベースとするプレート熱交換器をガスケット構造を有するように設計することは有利であるか、又は、必要であり、それによって、本発明の利点が効果を発揮する。
【００５７】
上述した材料の利点は、その極めて高い耐食性と耐熱性とにある。したがって、当該材料から成るプレート熱交換器は、腐食性の媒体が用いられるか、又は、高温である場合に、特に有利に使用され得る。
【００５８】
本発明に係るプレート熱交換器（１）のフレームプレート（３）は、力を加えるための手段（７）でのクランプゆえに、大きな力を吸収せざるを得ず、したがって、構造的に対応する安定性を有するように設計されるべきである。ここでも、当業者は、適した材料の選択を、プレート熱交換器（１）の具体的な使用に応じて行うであろう。フレーム体（２）のフレームプレートに適切な材料としては、ここでは、鋼等のただ代表的な金属又は金属合金と、さらに、繊維、特に炭素繊維又はガラス繊維又はアラミド繊維で強化されたプラスチック材料とが挙げられる。いずれの場合にも、フレームプレート（３）が、作用している力を、曲げが特定の限界値を超過しないように吸収できることが重要である。
【００５９】
いずれの場合も、一般的にフレームプレート（３）の中央で得られる最大の曲げを、使用される密封材料の厚さよりも小さく保つことが重要である。なぜなら、さもないと漏れが生じるからである。
【００６０】
密封のために用いられる材料は一般的に、０．３ｍｍ以下の厚さ、好ましくは０．１５ｍｍ以下の厚さを有しているので、プレート熱交換器（１）の密封性を確実にするためには、フレームプレート（３）の最大の曲げは同様に、０．３ｍｍ以下、特に好ましくは０．１５ｍｍ以下であった方が良い。
【００６１】
密封するための手段（８）としては、基本的に、求められている使用に適した耐食性を有し、動作条件下での持続的な密封を確実化する、あらゆる密封材料を用いることができる。密封するための手段（８）にとって好ましい材料は、特にフッ素ベースのポリマーであるし、グラファイトベースの材料でもある。好ましいフッ素ポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。適切な材料は当業者に知られており、複数の製造者から製品として得られる。
【００６２】
それぞれ２つの熱交換プレート（５）の間で確実な密封を実現するために用いられるガスケットは、好ましい実施形態によると、平坦なガスケットとして設計され、周方向の、長方形の横断面を有する溝部内で用いられ得る。このとき、平坦なガスケットの厚さは、平坦なガスケットが溝部から突出し、熱交換プレートスタック（５）のクランプの際に密封性が形成されるように選択される。
【００６３】
しかしながら、基本的には、密封するための手段（８）をいわゆるコードシールとして設計することも可能である。コードシールは、熱交換プレートの間に容易に挿入され、力を加えることによって確実な密封をもたらす。
【００６４】
本発明に係るプレート熱交換器（１）は、従来の対応する製品で可能であったよりも大きいプレート幅（Ｂ）及び／又はプレート長さ（Ｌ）で製造可能である。プレート幅（Ｂ）及び／又はプレート長さ（Ｌ）が増大すると共に、対応する手段（７）を通じて力を加えた際の曲げが増大するので、これまでは、ガスケット構造とグラファイト、炭化ケイ素又はその他のセラミック材料又は繊維強化材料をベースとする熱交換プレートとを有するプレート熱交換器は、フレームプレート（３）の最大曲げが上述の値を超過してはならないということに起因する限られた大きさにおいてのみ製造可能であった。この点に関するある程度の改善は、フレームプレート（３）の厚さの増大又は材料の剛性の増大によって可能ではあるが、いずれの場合も、本発明に係るプレート熱交換器（１）では、同じ材料を使用して、より大きなプレート幅（Ｂ）及び／又はプレート長さ（Ｌ）が実現し得る。なぜなら、最大曲げは、少なくとも１つの力を加えるための手段（７）の本発明に係る配置によって、明らかに減少され得るからである。
【００６５】
実験によると、プレート幅（Ｂ）及び／又はプレート長さ（Ｌ）を、先行技術に係る同じ設計のプレート熱交換器の場合よりも大きな曲げを期待せずとも、少なくとも２０％〜３０％増大させることが可能である。それによって、一定の製造条件（圧力、温度）下での、熱交換容量の対応する増大が実現し得る。
【００６６】
本発明に係るプレート熱交換器（１）のさらなる利点は、プレート幅（Ｂ）及び／又はプレート長さ（Ｌ）がより大きいことによって、求められる熱交換容量のために必要なプレート熱交換器（１）の設置面積が明らかに減少され得ることにあり、これは、特にその容量を増大させる必要がある既存の設備においては、利点である。当該構成では、しばしば、熱交換容量の増大のために対応するより大きな設置面積を供給する可能性は与えられていない。
【００６７】
したがって、全体としては、本発明に係るプレート熱交換器（１）によって、対応する熱交換器の設置のために必要な底面積に関して、対応する設計の先行技術に係る熱交換器では得られない熱交換器の容量が得られる。
【符号の説明】
【００６８】
１  プレート熱交換器
２  ２つのフレームプレートを有するフレーム体
３  フレームプレート
４  熱交換プレートから成るプレートスタック
５  熱交換プレート
６  流体媒体を供給及び排出するための手段
６ａ  貫通開口部
７  力を加えるための手段
８  密封するための手段
９  サブ要素を受容するための凹部又は溝部
１０ａ  ウェブ
１０ｂ  リブ
Ｂ  プレート幅
Ｌ  プレート長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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