(57)【要約】本発明は、プレート構造を有する熱交換器及びフロー・ガイド・プレート３２を含む。フロー・ガイド・プレート３２は、プレートの面と平行であるべき伝熱媒体の流れの向きをプレートの厚さ方向から大幅に変えるための、少なくとも１つの陥凹部４２を備える。
2006522913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各端部に端部プレートを備え、第１の伝熱媒体が内部を流れるプレート積層体と、
ハウジング・ユニットであって、該ハウジング・ユニットが、前記プレート積層体を支持する端部と、前記プレート積層体を取り囲む主として円筒形状のハウジングとからなり、第２の伝熱媒体が、前記ハウジング・ユニットの内部を流れ、前記プレート積層体の端部プレートと前記ハウジング・ユニットの端部との間には端部空間が残されるハウジング・ユニットと、
前記ハウジング・ユニットの端部を通って、前記ハウジングの外側から前記プレート積層体の内部まで延びる、前記第１の伝熱媒体用の流入通路及び流出通路と、
前記ハウジング・ユニットの外側から前記ハウジング・ユニットの内部まで延びる、前記第２の伝熱媒体用の流入通路及び流出通路と、
前記円筒形状のハウジングと前記プレート積層体との間に配置され、前記端部空間から、前記ハウジングと前記プレート積層体との間の空間に少なくとも一定の距離に沿って前記第２の伝熱媒体を運ぶように配置された、第２の伝熱媒体用の少なくとも１つの流路とを含む、プレート構造を有する熱交換器において、
前記熱交換器の少なくとも１つの端部に、
前記第２の伝熱媒体用の流入通路及び／又は流出通路が前記ハウジング・ユニットの端部を貫通して前記端部空間に通じるように、前記ハウジング・ユニットの端部が配置され、
フロー・ガイド・プレートが前記端部空間に設けられ、該フロー・ガイド・プレートが、前記第２の伝熱媒体の流入通路及び／又は流出通路の通じる陥凹部を有し、該陥凹部が、前記フロー・ガイド・プレートの縁部から前記フロー・ガイド・プレートの中心部に向かってある距離を延びるように形成されて、前記陥凹部と、前記ハウジングと前記プレート積層体との間の前記流路との間に前記第２の伝熱媒体の流れを案内するようになっていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
さらに、前記熱交換器の少なくとも１つの端部で、
前記第１の伝熱媒体用の流入通路及び／又は流出通路が前記ハウジング・ユニットの端部を貫くように、前記ハウジング・ユニットの端部が配置され、
前記フロー・ガイド・プレートが、前記フロー・ガイド・プレートを通して前記第１の伝熱媒体を案内するための開口を備えることを特徴とする請求項１に記載された熱交換器。
【請求項３】
前記第１の伝熱媒体用の流入通路と、
前記第１の伝熱媒体用の流出通路と、
前記第２の伝熱媒体用の流入通路と、
前記第２の伝熱媒体用の流出通路とのうちの、厳密に２本の通路が、前記ハウジング・ユニットの一方の端部を貫通するように、前記ハウジング・ユニットの一方の端部が配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された熱交換器。
【請求項４】
前記ハウジングと前記プレート積層体との間の流路が、前記ハウジングに接する湾曲した１つ又は複数のプレートであって、その縁部で前記プレート積層体に耐密に連結されるプレートからなることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された熱交換器。
【請求項５】
前記ハウジングと前記プレート積層体との間の流路のプレートの両側部が、ゴム又はテフロン（登録商標）製の密封剤で密封され、前記両側部が、ばねのように機能して、前記ゴム又はテフロン（登録商標）製の密封剤を前記プレート積層体に押し付けるように湾曲していることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された熱交換器。
【請求項６】
前記フロー・ガイドが、Ｚ字形又は三日月形であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された熱交換器（１）。
【請求項７】
側部支持プレートが、前記ハウジングと前記プレート積層体との間に設けられ、前記側部支持プレートと前記ハウジング・ユニットの前記ハウジングとの間の内側空間が、非流動伝熱媒体で充填されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された熱交換器。
【請求項８】
前記ハウジングと前記プレート積層体との間の流路を形成するプレートが、前記ハウジングと前記プレート積層体の側部支持プレートとの間の内側空間に、伝熱媒体を運ぶための少なくとも１つの開口を含むことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された熱交換器。
【請求項９】
前記フロー・ガイド・プレートにある前記陥凹部の縁部が、前記ハウジングと前記プレート積層体との間の流路の縁部と少なくとも主として揃っていることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された熱交換器。
【請求項１０】
プレート構造を有する熱交換器用のフロー・ガイド・プレートにおいて、該フロー・ガイド・プレートが、主として中実のプレートであり、陥凹部を含み、該陥凹部が、前記プレートの縁部から前記プレートの中心に向かってある距離を延びるように形成されて、伝熱媒体の流れが、前記陥凹部と、ハウジングとプレート積層体との間の流路との間に案内されるようになっていることを特徴とするフロー・ガイド・プレート。
【請求項１１】
さらに、前記フロー・ガイド・プレートが、前記伝熱媒体を、前記フロー・ガイド・プレートを通して案内するための開口を含むことを特徴とする請求項１０に記載されたフロー・ガイド・プレート。
【請求項１２】
さらに、前記フロー・ガイド・プレートが、ガイド・プレートの縁部からガイド・プレートの中心に向かってある距離を延びるように形成された第２の陥凹部を含むことを特徴とする請求項１０に記載されたフロー・ガイド・プレート。
【請求項１３】
主として円形形状であることを特徴とする請求項１０に記載されたフロー・ガイド・プレート。
【請求項１４】
前記陥凹部の縁部が、プレートの縁部まで延びる扇形を形成し、前記陥凹部の縁部が、一般に１０°〜１５０°、３０°〜１２０°、５０°〜１００°又は７０°〜９０°、もっとも好ましくは約８０°の角度をなすことを特徴とする請求項１０に記載されたフロー・ガイド・プレート。
【請求項１５】
プレートの縁部からプレートの中心に向かって前記陥凹部の延びる距離が、プレートの直径の相当の部分を占める、すなわち１０〜５０％、２０〜５０％、３０〜５０％、４０〜５０％又は５０％より大きい部分を占めることを特徴とする請求項１０に記載されたフロー・ガイド・プレート。
【請求項１６】
前記陥凹部が、前記フロー・ガイド・プレートにおいて、主として前記陥凹部の全域で、前記フロー・ガイド・プレートの板厚方向に延びることを特徴とする請求項１０に記載されたフロー・ガイド・プレート。
【請求項１７】
前記陥凹部が、前記フロー・ガイド・プレートの表面積の１〜１０％、１〜２０％、１〜３０％、１〜４０％、１〜５０％、１０〜２０％、１０〜３０％、１０〜４０％、１０〜５０％、２０〜３０％、２０〜４０％、又は２０〜５０％を占めることを特徴とする請求項１０に記載されたフロー・ガイド・プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本明細書において下記に開示する独立請求項の前提部分に提示されるプレート式熱交換器及びフロー・ガイド・プレート（流れ案内板）に関するものである。詳細には、本発明は、プレート式熱交換器において、気体又は液体などの同じ形態又は異なる形態の物質間で伝熱を行うために、流れを案内する新規な方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプレート式熱交換器は、２枚の端部プレートの間に締付けねじを用いて固定されたプレート積層体を形成する多層プレートで構成されている。プレートによって形成された管路（ダクト）及びそれに連結された流れ開口は、別々の密封処理によって、それらの外周部で密封されている。そのようなプレート式熱交換器のプレートは一般に方形形状であり、その流れ開口は通常は４個で、隅部の近くに配置されている。従来のプレート式熱交換器では、通常は伝熱媒体の流れは反対側の隅部にある流れ開口を流入通路及び流出通路として使用するように構成され、一次側及び二次側の流れが、伝熱プレートによって形成された隣接するダクトに流入する。従来のプレート式熱交換器では、一次側及び二次側の流れに段階をつけること、および、所望の位置の流れ開口を閉じることによっていくつかの分流（ドラフト）に分割することが可能であった。
【０００３】
従来の管式熱交換器では、第２の伝熱媒体が円筒体の内部に取り付けられた管束を流れ、通常、管束に対して垂直なプレート状フロー・ガイド（流れ案内体）が使用される。したがって、円筒体内部の伝熱媒体流は通常二次側に属し、管束を数回通過する。多数のフロー・ガイドを使用して円筒体内部の流れを加速し、流れに乱流を発生させることができ、伝熱特性を改良することができる。しかし、管式熱交換器の寸法決めは、通常は管内部の伝熱に基づいて行われるが、これは管束の外部の伝熱より普通は小さいものである。管式熱交換器の寸法が大きいのは、主として管内部の伝熱が小さいからである。管式熱交換器の円筒体の直径は通常、円筒体の長さに比べて小さい。円筒体内部の流れは、ほとんどの場合、一方の端から他方の端まで流れるように配置されている。熱交換器がこのような形状であるために、管束の支持手段として使用されるフロー・ガイドに密封性が要求されることはない。
【０００４】
円形の伝熱プレートから構成される熱交換器では、そのプレート積層体は円筒体の内部に配置されるが、バイパス流が生じないように二次側の流れを円筒体内部に配置することには問題があった。この種の熱交換器構造では、フロー・ガイドを通って流れる流れはほとんどすべての伝熱表面を通過し、そのため伝熱特性が大幅に低下する。この理由により、金属板製のフレキシブル・フロー・ガイドが熱交換器内で使用され、プレート積層体の外面に対して、かつ熱交換器のハウジングの内面に対してゴム製密封剤（シーリング）などを押し付けていた。こうしたフロー・ガイドの機能は、プレート積層体とハウジングとの間の横断バイパス流を回避することである。こうしたフロー・ガイドはフレキシブルな（曲がりやすい）構造のため、十分に作動していた。しかし、二次側の流れを複数の分流に分割するために使用されてきた硬質のスペーサ・プレートは、プレート積層体及びハウジングに対してゴム製密封剤を備えていても、結局は漏れやすいことが多かった。
【０００５】
フィンランド特許出願第２０００１８６０号に、二次側のバイパス流を回避するための配置が提示されている。この構造では、二次側の通路と熱交換器のハウジングの寸法とが合わせられるが、これは高価で大掛かりな解決策である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来技術に伴う上記の問題を軽減し、さらには解消することである。
【０００７】
詳細には、本発明の目的は、円形伝熱プレートで形成され、管式熱交換器の良好な耐圧特性を有するが、その伝熱特性がプレート式熱交換器の特性に相当する、溶接された熱交換器を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
とりわけ上記の目的を達成するために、本発明によるプレート式熱交換器及びフロー・ガイド・プレート（流れ案内板）は、主として添付の独立請求項の特徴部分に提示された特徴を有する。
【０００９】
特に言及されるとは限らないが、本明細書に記載されている例示の具体例及び利点は、該当する部分については、本発明によるプレート式熱交換器にもフロー・ガイド・プレートにも適用される。
【００１０】
本発明による典型的なプレート構造を有する熱交換器は、プレート積層体とハウジング・ユニットとを含み、
プレート積層体は、各端部に端部プレートを備え、第１の伝熱媒体がその内部を流れ、
ハウジング・ユニットは、プレート積層体を支持する端部と、プレート積層体を取り囲む主として円筒形状のハウジングとからなり、第２の伝熱媒体がハウジング・ユニットの内部を流れ、プレート積層体の端部プレートとハウジング・ユニットの端部との間には、端部空間が残されている。
【００１１】
本発明による熱交換器及びそのハウジング・ユニットは、円筒形状であることが有利である。したがって、プレート積層体のプレートは、主として円形の熱交換器プレートであることが有利である。このような熱交換器は、頑丈で効率がよくなるように容易に配置できる。熱交換器、ハウジング・ユニット及びプレート積層体は、例えば角張った形など他の形をしていてもよい。
【００１２】
また、本発明による典型的な熱交換器は、
ハウジング・ユニットの端部を通って延び、ハウジングの外側からプレート積層体内まで延びる、第１の伝熱媒体用の流入通路及び流出通路と、
ハウジング・ユニットの外側から内部まで延びる、第２の伝熱媒体用の流入通路及び流出通路とを含む。
【００１３】
さらに、本発明による典型的な熱交換器は、第２の伝熱媒体用の少なくとも１つの流路を含み、該流路は、円筒形状のハウジングとプレート積層体との間に配置され、端部空間から、ハウジングとプレート積層体との間の少なくとも一定の距離に沿って第２の伝熱媒体を運ぶように構成されている。一般に、伝熱媒体用のフロー・ダクトが、このような流路からプレート積層体内のプレート対の間の空間まで延びる。いくつかの流路が存在することが可能である。流路は、熱交換器の一方の端部から他方の端部までずっと延びてもよい。
【００１４】
本発明による典型的な熱交換器では、少なくとも一方の端部に、第２の伝熱媒体用の流入通路及び／又は流出通路があり、該流入通路及び／又は流出通路は、ハウジング・ユニットの端部及び開口を通って、端部空間すなわち、プレート積層体の端部プレートとハウジング・ユニットの端部との間まで配置されている。
【００１５】
一般に、この同じ端部に、フロー・ガイド・プレートが端部空間に設けられ、このフロー・ガイド・プレートは第２の伝熱媒体の流入通路及び／又は流出通路がそこに通じる陥凹部を有し、この陥凹部は、フロー・ガイド・プレートの縁部からガイド・プレートの中心に向かって一定の距離を延びるように形成され、陥凹部と、ハウジングおよびプレート積層体間の流路との間に第２の伝熱媒体の流れを案内する。
【００１６】
端部空間では、陥凹部を備えるフロー・ガイド・プレートが、ハウジングの端部と、プレート積層体の端部プレートとに対して締めつけられるので、少なくとも大部分の、一般にはほとんどすべての伝熱媒体が陥凹部に沿って所望の方向に案内される。
【００１７】
本発明による典型的なプレート式熱交換器では、伝熱表面は、互いに連結されプレート積層体にまとめられた円形形状の伝熱プレートからなり、この伝熱プレートは少なくとも２つの流れ開口を有し、このプレートによって形成されたダクトを経て伝熱媒体が供給され排出される。熱交換器のプレートは一般に、流れ開口の外周部で対になって互いに溶接され、このプレート対のプレートがその外周部で他のプレート対のプレートに溶接されることによって、プレート対が互いに連結される。プレート積層体は一般に、圧力容器として機能する円筒形状のハウジング・ユニットの内側に取り付けられる。
【００１８】
本発明による典型的なプレート式熱交換器では、本発明による典型的なフロー・ガイドが、プレート積層体の端部プレートと熱交換器の端部プレートとの間に取り付けられ、このフロー・ガイドによって、伝熱媒体の流れがハウジングの端部プレートとプレート積層体の端部プレートとの間の空間から、ハウジングとプレート積層体との間の流路まで案内される。この流路は、例えば、ハウジングに接する湾曲した薄いプレートによって形成される。
【００１９】
典型的なフロー・ガイド・プレートは、主として中実であるが、プレートの縁部からプレートの中心に向かう一定の距離を延びるように形成された陥凹部を有するプレートである。この陥凹部のために、伝熱媒体の流れが、陥凹部と、ハウジングおよびプレート積層体間の流路との間に案内される。
【００２０】
フロー・ガイド・プレートは、例えば、Ｚ字形又は三日月形又は他の適当な形をしていてもよく、ハウジングの端部プレートとプレート積層体の端部プレートとの間の空間から、ハウジングとプレート積層体との間の流路まで、又はそれと反対の方向に、流れの少なくともほぼすべてを案内する。三日月形とは、その全般的な形状が円形であり、プレートの一部分をその縁部から取り除くことによって縁部に本発明による陥凹部の設けられたプレートを表す。
【００２１】
本発明による１つのフロー・ガイド・プレートは、主として円形であるが、そこから１つの扇形部分又は縁部の１片がある意味で取り除かれている。
【００２２】
本発明による熱交換器及びフロー・ガイド・プレートは、著しく有利な効果を提供する。一次側及び二次側の流れは所望の形に分割することができ、その流れに必要な通路を、熱交換器の端部にのみ配置することができる。したがって、伝熱条件を、伝熱媒体の特性及び流量に応じて自由に選択できる。本発明による熱交換器は、並行型、向流型又は直交型熱交換器として使用することができる。本発明による熱交換器では、熱交換器の伝熱特性が、制御されないバイパス流によって低下することはない。プレート構造を有する熱交換器のすべての通路が熱交換器の端部プレートの端部に配置されると、熱交換器の取り付け作業が容易になり、熱交換器の新しい配置方法が実現可能になる。本発明によるガイド・プレートを用いると、流れを所望の方向に案内することが非常に容易である。フロー・ガイド・プレートを交換することによって、さらにはその位置を変更するだけで、熱交換器の特性を変更することが容易である。本発明により、バイパス流を防止するのにゴム製密封剤又はそれに相当する密封剤の必要とされないプレート式熱交換器を提供することが可能になる。もちろん、状況により必要に応じて密封剤を使用してもよい。
【００２３】
本発明によるフロー・ガイド・プレートは、製造が非常に容易である。ガイド・プレートが、本発明による、主として中実の領域と、１つ又は複数の陥凹部と、及び／又は開口とを有するプレートである場合は、このガイド・プレートは非常に硬く堅固で、端部空間の適正な位置に取り付けることが容易である。
【００２４】
フロー・ガイド・プレート及びそれに形成された陥凹部は、各使用条件に適するように容易に寸法決定することができる。陥凹部の縁部は、プレートの縁部まで延びる扇形に形成でき、この陥凹部の縁部は、例えば、１０〜１５０°、３０〜１２０°、５０〜１００°、又は７０〜９０°、もっとも好ましくは約８０°の角度をなす。この陥凹部は、ガイド・プレートの表面積の、例えば、１〜１０％、１〜２０％、１〜３０％、１〜４０％、１〜５０％、１０〜２０％、１０〜３０％、１０〜４０％、１０〜５０％、２０〜３０％、２０〜４０％、又は２０〜５０％を占めることができる。プレートの縁部からこのプレートの中心に向かって陥凹部が延びる距離は一般に、プレートの直径の相当の部分、すなわち１０〜５０％、２０〜５０％、３０〜５０％、４０〜５０％又は５０％より大きい。この陥凹部は、主としてその全域において、ガイド・プレートを、その板厚方向に延びることができ、或いはプレート表面の、少なくともその領域の一部分に作られた溝であってもよい。
【００２５】
本発明による典型的な一応用例では、プレート構造を有する熱交換器が、
第２の伝熱媒体がその内部を流れるプレート積層体と、
プレート積層体を支持する端部及びプレート積層体を取り囲むハウジングからなり、第２の伝熱媒体がその内部を流れるハウジング・ユニットと、
プレート積層体内及びハウジング・ユニット内を流れる伝熱媒体のための、端部を通って延びる流入通路及び流出通路と、
ハウジング・ユニットの端部プレートとプレート積層体の端部プレートとの間の空間まで延びている、ハウジング・ユニット内を流れる伝熱媒体用の流入通路及び流出通路とを含む。
【００２６】
さらに、この応用例では、フロー・ガイド・プレートを含み、フロー・ガイド・プレートが、ハウジングとプレート積層体との間の流路に前記流れを案内するために、及び／または流路から前記流れを排出するために、ハウジング・ユニットの端部プレートとプレート積層体の端部プレートとの間に取り付けられている。
【００２７】
本発明による典型的な一具体例では、プレート構造を有する熱交換器のフロー・ガイド・プレートが、プレートの縁部に設けられた少なくとも１つの陥凹部を含み、流れをこのプレートの板厚方向からプレート面に平行な方向へ実質的に転向させる。
【００２８】
本発明による熱交換器の一具体例では、以下の流路のうちの厳密に２本の流路が、ハウジング・ユニットの一方の端部を通って設けられる。
第１の伝熱媒体用の流入通路
第１の伝熱媒体用の流出通路
第２の伝熱媒体用の流入通路
第２の伝熱媒体用の流出通路
【００２９】
したがって、このような熱交換器の端部プレートは、２つの流れのための通路、すなわち、例えば、
第２の伝熱媒体用の本発明による１つの陥凹部と、第１の伝熱媒体用の１つの開口、又は
第２の伝熱媒体用の本発明による２つの陥凹部を含む。
【００３０】
熱交換器の一方の端部が、第２の伝熱媒体用の２つの通路と本発明による２つの陥凹部を備えた端部プレートとがそれを貫くように配置されている場合は、熱交換器の他方の端部は一般に、第１の伝熱媒体用の２つの通路と第１の伝熱媒体用の２つの開口を備えた端部プレートとがそれを貫くように配置される。伝熱媒体用の通路が熱交換器の両端部を通って配置される場合は、ハウジングを貫く通路を必要としない簡易で頑丈な熱交換器が提供される。
【００３１】
本発明による有利なフロー・ガイド・プレートは、主として円形形状である。したがって、それは円筒形状の熱交換器に適したものである。
【００３２】
その寸法及び形状に関しては、本発明によるフロー・ガイド・プレートは、このガイド・プレートがその間に設置されるプレート積層体の端部プレート及び／又はハウジング・ユニットの端部と、主として同じであることが有利である。そうすると、熱交換器の構造を堅牢で耐密にすることが容易である。
【００３３】
フロー・ガイド・プレートにある陥凹部の縁部は、ハウジングとプレート積層体との間の流路の縁部と少なくとも主として揃っていることが有利である。陥凹部から流路まで、又はその逆に、可能な限り大部分の伝熱媒体を案内するために、上記縁部の間の継ぎ目ができるだけ耐密になるように配置されることが好ましい。
【００３４】
フロー・ガイド・プレートは、例えば金属又はプラスチックで作製できる。フロー・ガイド・プレートにある陥凹部及び開口は、例えば円形又は他の形状のプレートから、溶接又は切削することによって作製できる。プラスチック製のガイド・プレートは、正確な形状に直接成形することができる。
【００３５】
上記に加えて、さらに他の実施例及びそれらの利点が、添付図及び従属請求項に示される。
【００３６】
以下に、添付の概略図面を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００３７】
図１〜図６は、本発明による溶接されたプレート構造を有する熱交換器を略図で示したものであり、この熱交換器は、すべての通路がハウジング・ユニットの片方の端部に取り付けられている。プレート構造を有する熱交換器１用の圧力容器として使用されるハウジング・ユニット２が、ハウジング３と、ハウジング３に動かないように固定されている端部プレート４及び５とを備える。ハウジング・ユニット２は、伝熱表面を形成するプレート積層体６を収容し、この積層体は、例えば端部プレート４、５の１つを、フランジ継手を用いてハウジング３に接続することによって、清掃及びメンテナンスのために取り外すことができる。プレート積層体６の内部を流れる伝熱媒体が、流入通路７を経て端部プレート４を通ってプレート積層体６に導かれ、前記端部４にある流出通路８を経て排出される一次流を形成する。一次流の通路は、矢印９で示される。
【００３８】
プレート積層体６は、熱交換器１の伝熱表面を形成し、これらの表面は互いに連結された円形の溝付き伝熱プレート１０から構成される。伝熱プレート１０は、流れ開口１１及び１２の外周部に溶接されることによって対になって互いに連結され、プレート対は、伝熱プレート１０の外周部１３で溶接されることによって互いに連結されている。流れ開口１１及び１２は、プレート積層体６内部の一次流の流入通路及び流出通路を構成し、伝熱媒体がそれらの通路を通って導かれ、伝熱プレートによって形成されるダクトから排出される。
【００３９】
プレート積層体６は、プレート積層体６の端部プレート１４、１５を側部支持プレート１６、１７と互いに溶接することによって、組み立てられ事前に耐密にされている。プレート積層体６と側部支持プレート１６、１７との間の空間内での伝熱媒体のバイパス流を回避するために、この空間には組み立て前にゴム製密封剤１８、１９などが設けられている。ハウジング３とプレート積層体６との間に、プレート２２及び２３によって流路２０、２１が形成される。プレート２２、２３は、側部支持プレート１６、１７と互いに溶接されている。プレート２２及び２３はハウジング３に接して湾曲し、それらの縁部は、側部支持プレート１６、１７及びゴム製密封剤１８、１９をプレート積層体６に押し付けるためのばねとして使用される。
【００４０】
図１〜図６に示されている実施例では、Ｚ字形をしたフロー・ガイド２４が、ハウジング・ユニット２の端部プレート３とプレート積層体６の端部プレート１４との間に取り付けられて、両端部プレート４、１４の間の空間を２つの部分に分割する。二次流れの流入通路２６及び流出通路２７が、矢印２５で示され、ハウジング・ユニット２の端部プレート４に連結されている。流入通路２６から両端部プレート４、１４間の空間への流れ２５は、プレート２３によって形成される流路２１に案内される。それに対応して、流れ２５は、プレート２２によって形成された流路２０から両端部プレート４、１４間の空間に入り、排出されるために、フロー・ガイド２４によって流出通路２７へ、さらに熱交換器の外へ案内される。熱交換器を空にして、通気するために、ハウジング・ユニット２の端部プレート４は、通気ねじ２８及び排出ねじ２９を備えている。
【００４１】
本発明によるプレート構造を有する熱交換器１は、通常、一次側及び二次側の流れを調整し制御することによって使用される。流路２０、２１のプレート２２、２３が圧力容器の要素ではない場合は、装置を始動させるときに、流路２０、２１とそれに隣接した空間とを伝熱媒体で充填するために、所与の遅延時間を見込んでおかなければならないことを、できる限り考慮するべきである。熱交換器１を始動させるときは、ねじ２８、２９を通して通気を行わなければならない。それに対応して、熱交換器１は、組立体の位置に応じて、ねじ２８、２９を通して空にすることができる。
【００４２】
例えば、溶接されたプレート構造を有する熱交換器１のフロー・ガイド２４の外部形状は、Ｚ字形をしているが、空間をその部品によって２つの部分に分割してバイパス流を防止する限り、自由に変化できる。さらに、ハウジング３及び側部支持プレート１６、１７内部の空間は、上記とは別の方法により伝熱媒体で充填させてもよい。
【００４３】
図７〜図９では、ハウジング３９と、ハウジングの端部プレート３１と、本発明によるフロー・ガイド・プレート３２と、プレート積層体の端部プレート３３と、互いに溶接された複数の熱交換器プレートで形成された積層体３６とを含む、本発明によるプレート式熱交換器３０が示されている。一般に、プレート３７は、プレート積層体３６の長さ全体にわたって耐密に連結されるように配置されている。このように、流れは、プレート積層体のプレート間の空間に案内され、これらの空間から湾曲したプレート３８で形成された流路だけに案内される。図７〜図９に示す熱交換器３０では、第１の流れ４１ａが、熱交換器の第１の端部４６から、通路３４を経て、まずハウジングの端部プレート３１を通り、次いでフロー・ガイド・プレート３２にある開口４３を通り、最後にプレート積層体の端部プレート３３を通ってさらにプレート積層体３６に導入される。同様に、第１の流れ４１ｂは、熱交換器の他方の端部４７から、流路４５を経て外へ案内される。第２の流れ４０ａが、流路３５を経て熱交換器の第１の端部４６を通り、ハウジングの端部プレート３１を通って、ハウジングの端部プレート３１と端部プレート３３との間の空間に導入される。プレート３１と３３との間に配置されたフロー・ガイド・プレート３２は、第２の流れを熱交換器の外周部に案内し、プレート３８によって形成された流路に案内する案内陥凹部４２を備える。前記流路から、第２の流れは、プレート積層体内のプレートの間からプレート積層体の他方の側部に配置された第２の対応する流路へ案内され、そこからさらに、本発明による第２のフロー・ガイド・プレート３２にある案内陥凹部４２を経て流路４４に案内されて、熱交換器の第２の端部４７から流れ４０ｂとして排出される。
【００４４】
図７の熱交換器３０では、流れ４０及び４１は両方とも、熱交換器の第１の端部４６を介して導入され、第２の端部４７から排出されるように配置される。本発明によるフロー・ガイド・プレートを用いて、同一の媒体の流入通路及び流出通路が熱交換器の同じ端部に設けられるように、熱交換器の流れを容易に配置できることも容易にわかる。さらに、すべての４本の通路を同じ端部に配置することも容易である。
【００４５】
図８では、プレートから縁部の一部分を取り除くことによって一方の縁部に案内陥凹部４２の設けられた、主として三日月形をした本発明によるフロー・ガイド・プレート３２を示す。案内陥凹部４２の数は複数でもよく、形が異なってもよい。プレートがその縁部の両方に陥凹部４２を備える場合は、例えば、同一の媒体の流入通路及び流出通路が熱交換器の同じ端部に設けられる上記の場合に非常に適したものとなる。このような２つの陥凹部を備えたプレートは、入ってくる流れをまず熱交換器の一方の縁部へ案内し、プレート３８によって形成された流路に案内し、次いで再び第２の流路の外へ案内し、熱交換器の外へ容易に案内する。プレートはまた、例えば、一方の流れのための２つの案内陥凹部４２と、他方の流れをプレート積層体に案内するための、プレートを通る２つの開口４３とを備えてもよい。
【００４６】
フロー・ガイド・プレートにある陥凹部４２の縁部は、プレート３８によって形成された流路の縁部と揃っている。前記縁部間の継ぎ目は、できる限り大部分の伝熱媒体を陥凹部４２から流路へ、又はその逆に案内するために、できるだけ耐密に構成される。
【００４７】
図には、少数の、本発明の特に有利な実施例だけを示している。図又はその説明は、当分野の技術者にはそういうものとして公知であり、或いはそういうものとして自明である、本発明の主要な技術的思想に関する副次的な事実を、単独で開示するものではない。しかし、この本文を読んだ後は、そのような公知の事実が、どのように配置すべきか、なぜ配置させるべきなのかが当分野の技術者には理解されよう。熱交換器、プレート積層体、本発明によるフロー・ガイド・プレート、又は陥凹部及びそこに設けられた開口は、様々な寸法及び形状でよい。本発明は、上記の実施例だけに限定されず、本明細書に添付の独立請求項の範囲内で様々な形態をとることができることは当分野の技術者には自明であろう。従属請求項は、いくつかの可能な本発明の具体例を提示するものであり、発明の範囲を制限するとみなされてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明によるプレート構造を有する溶接された熱交換器の側面図。
【図２】図１の熱交換器の側面部分断面図。
【図３】図１の熱交換器の端面図。
【図４】図１の熱交換器の、図３の線Ａ−Ａで切断した上面断面図。
【図５】図１の熱交換器の端面部分断面図。
【図６】図５の部分Ｂの拡大図。
【図７】本発明によるプレート構造を有する溶接された熱交換器の分解組立図。
【図８】図７による熱交換器の端部の側面断面図。
【図９】図７の熱交換器の本発明によるフロー・ガイドの図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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