(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが波状部を複数備えた中央部分と表面が平滑な縁部とを有するプレートであって、該プレートの間に少なくとも２つの流体の循環経路のための入口および出口の区域を規定する各リップ体によって相互に接続されたプレートの積み重ねによって形成される熱交換器のプレート束のプレートの組立方法において、
所定の位置でプレート束のプレートの縁部の上面と下面に各リップ体を位置付ける過程と、
溶接棒を用いない横断型の連続溶接自己溶融ビードによって、それぞれのリップ体と対応するプレートを溶接する過程と、
該リップ体を備えたプレートを重ね、保持する過程と、
前記プレートの自由端と前記リップ体とを覆う、溶接棒を用いるか、または溶接棒なしの、連続した水密の外側溶接ビードによって前記各リップ体を備えたプレートを溶接する過程とから成ることを特徴とする、プレート式熱交換器のプレート束のプレートの組立方法。
【請求項２】
前記横断型の連続溶接自己溶融ビードが、高密度エネルギービームによって実現されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法によって重ねられ組み立てられたプレートを有することを特徴とする、プレート式熱交換器のプレート束。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、プレート式熱交換器のプレート束のプレートの組立方法及びかかる方法によって組み立てられたプレート式熱交換器のプレート束に関する。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、熱交換器のプレート束は、互いに平行なプレートの積み重ねを含んでいる。
【０００５】
たいていの場合は、ステンレススチールまたは十分な展延性のある一切の他の材料製の、薄プレートで構成されるプレートは、表面が平滑な縁部と複数の波状部を備えた中央部分を有し、その複数の波状部によって互いに接触し、その複数の波状部によって例えば、逆流または交差流れの独立した少なくとも２つの流体の循環経路を規定する。
【０００６】
それぞれの循環経路は、流体の流入および還流集合管に接続されている。
【０００７】
プレートは、プレートの対を形成するために平滑表面の縁部に溶接された連結用のリップ体によって二枚ずつ組み合わされ、これらのプレートの対は重ねられ、プレート束を形成するように相互に組み合わされる。
【０００８】
連結用の各リップ体は、プレートの間を前記流体が循環できるように入口および出口区域を規定するために、所定の場所に配置されている。
【０００９】
今日まで、それぞれのプレートの対の組み立ては、以下のようにして実現されていた。
【００１０】
まず最初に、所定の位置で、上側プレートの縁部の下面に少なくとも一つのリップ体を位置付け、ついで溶接によって前記リップ体を前記プレートに接続して第一の組立部品を形成する。
【００１１】
次に、所定の位置で、下側プレートの縁部の上面に少なくとも一つのリップ体を位置付け、ついで溶接によって前記リップ体を前記プレートに接続して第二の組立部品を形成する。
【００１２】
それぞれの溶接ビードは、ＴＩＧ法またはＭＩＧ法によって得られ、この溶接ビードは突き合わせによって実現される、すなわちそれは対応するプレートの自由端と各リップ体を覆う。
【００１３】
次に、２つの組立部品は重ねられ、例えばプレスによって上下に押しつけたまま維持される。
【００１４】
これら２つの組立部品は、ＴＩＧ法またはＭＩＧ法によって得られた第三の溶接ビードによって接続され、この第三の溶接ビードは突き合わせによって実現される、すなわちそれはそれぞれの組立部品のプレートとリップ体を接続する２つの上述の溶接ビードを覆う。
【００１５】
このようにして得られたプレートの対は、重ねられ、溶接の層は水密な溶接壁を形成するために、プレート束のそれぞれの側面表面の全高にわたって付着させられる。
【００１６】
しかしながら、この組立方法には欠点がある。
【００１７】
実際、溶接棒を用いる溶接法では溶接される部分の加熱過程が必要なので、２つの前の溶接ビードを覆う第三の溶接ビードを実現するときに、この２つの溶接ビードが制御できない形で変質し、これらの溶接ビードの冶金特性ならびに機械的強度を変化させるおそれがある。
【００１８】
さらに、第三の溶接ビードの形成の際に、それぞれのプレートはその自由端で対応するリップ体の上でのみ維持されているので、このリップ体が填め込みスペーサの役割を果たし、この溶接ビードの領域でプレートの曲がりを引き起こすおそれがある。
【００１９】
くわえて、この種の組立体は、プレート束の内外部の間の差圧を制限するので、このプレート束の循環経路が圧力を受けて運転されるときに、溶接ビードの領域に変型やひび割れが生じるおそれがあり、プレート束の水密性が損なわれる可能性がある。
【００２０】
本発明の目的は、流体の循環経路のよりすぐれた水密性と比較的高い差圧に耐える強い機械的連結を得ることを可能にするような熱交換プレート束のプレートの組立方法を提案することによってこれらの欠点を防止し、それによってかかるプレート束の適用分野を拡大することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の課題を解決するための手段は、下記のとおりである。
【００２３】
第１に、それぞれが波状部を複数備えた中央部分と表面が平滑な縁部とを有するプレートであって、該プレートの間に少なくとも２つの流体の循環経路のための入口および出口の区域を規定する各リップ体によって相互に接続されたプレートの積み重ねによって形成される熱交換器のプレート束のプレートの組立方法において、
所定の位置でプレート束のプレートの縁部の上面と下面に各リップ体を位置付ける過程と、
溶接棒を用いない横断型の連続溶接自己溶融ビードによって、それぞれのリップ体と対応するプレートを溶接する過程と、
リップ体を備えたプレートを重ね、保持する過程と、
前記プレートの自由端と前記リップ体とを覆う、溶接棒を用いるか、または溶接棒なしの、連続した水密の溶接ビードによって前記各リップ体を備えたプレートを溶接する過程とから成ることを特徴とする、プレート式熱交換器のプレート束のプレートの組立方法。
第２に、前記の横断型の連続溶接自己溶融ビードが、高密度エネルギービームによって実現されることを特徴とする上記第１に記載の方法。
第３に、上記第１または２に記載の方法によって重ねられ組み立てられたプレートを有することを特徴とする、プレート式熱交換器のプレート束。
【００２４】
【実施例】
【００２５】
本発明は、例として挙げられた以下の説明を、添付の図面を参照して説明を読むことでいっそう明らかになるだろう。
【００２６】
図１は、本発明による方法によってプレートが組み立てられた熱交換器のプレート束の概略斜視図である。
【００２７】
図２は、プレート束のプレートの概略平面図である。
【００２８】
図３は、本発明によるプレートの組立方法の様々な過程を示す概略横断面図である。
【００２９】
図４は、熱交換器のプレート束の側面の部分側面図である。
【００３０】
図５は、図４の線５−５に沿った部分断面図である。
【００３１】
図１には、直方体状の熱交換器のプレート束１の全体の概略斜視図が図示されている。
【００３２】
この熱交換器のプレート束１は、互いに平行で、それぞれがたいていの場合はステンレススチールまたは十分な展延性のある一切の他の材料製の、薄プレートで構成されたプレート２の積み重ねから成る。
【００３３】
図２に示したごとく、それぞれのプレート２は、表面が平滑な長手方向と横断方向の縁３と概略的に示す複数の波状部５を備えた中央部分４を有し、その複数の波状部によって互いに接触し、それによって複数の独立した流体の循環経路を規定する。
【００３４】
図１に示した実施例において、プレート束１は逆流と交差流れの３つの流体の循環経路Ａ、ＢとＣを備えている。
【００３５】
このために、プレート束１はその側面に閉鎖端区域１０と開放端区域１１を備えて、循環経路Ａ、ＢとＣの中を流れる流体のための入口と出口を形成している。
【００３６】
プレート束１の閉鎖端区域１０は、図５に示すごとく、隣接するプレート２と組み合わされたリップ体１２によって閉じられている。
【００３７】
次に、図３中のＡからＤを参照してプレート束１のプレート２の組立方法を説明する。
【００３８】
まず最初に、組立は、閉鎖端区域１０に対応する位置で、図３中のＡに示したごとく、プレート２の縁の上下の面にリップ体１２を位置付けることから成る。
【００３９】
図３中のＢに示したごとく、それぞれのリップ体１２は、連続溶接自己溶融ビード１６によって対応するプレート２に溶接されている。
【００４０】
横断型の連続溶接自己溶融ビード１６は、溶接棒を用いないものであり、例えば、レーザービームなどの、高密度エネルギーのビームによって実現される。
【００４１】
リップ体１２を備えたプレート２は図４に示したごとく積み重ねられ、例えば、プレスによって上下に保持される。
【００４２】
ついで、リップ体１２を備えたプレート２は、図３中のＤと図５に示したごとく、前記プレート２と前記リップ体１２の自由端を覆う連続した、水密の、溶接棒による、または溶接棒なしの外側溶接ビード１７によって互いに溶接される。
【００４３】
この外側溶接ビード１７は、ＴＩＧ法またはＭＩＧ法によって実現される。
【００４４】
連続溶接自己溶融ビード１６と対応するリップ体１２の内端の間の距離ｄは、高密度エネルギーのビームによる溶接技術の規則に従って最小に減らされ、それによって対応するプレート２の曲がる可能性が大幅に抑制される。
【００４５】
図１、図４及び図５に示したごとく、プレート束１はその側面に、リップ体１２によって閉鎖端区域１０と開放端区域１１を備えて、循環経路の中を流れる流体のための入口と出口を形成している。
【００４６】
プレート対のこの組立法を考慮に入れて、プレート束１は、従来技術による方法で実現されたプレート束では不可能であった比較的高い内圧で使用することができる。
【００４７】
他方、高密度エネルギーのビームによって実現されたそれぞれの連続溶接自己溶融ビード１６によって溶接された部分は内部流体と接触し、外側溶接ビード１７を付着または詰まりによる一切の汚染から保護する障壁を形成する。
【００４８】
このため、この外側溶接ビード１７は、完全に清潔にそして漏浅の場合、常に修理可能に保たれる。
【００４９】
【発明の効果】
【００５０】
本発明による組立方法は、流体の循環経路のより高い水密性、ならびに比較的高い差圧にも耐えることのできる、完全な強度のある機械的連結を得ることを可能とし、それによってかかるプレート束の適用分野が拡大される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による方法によってプレートが組み立てられた熱交換器のプレート束の概略斜視図である。
【図２】  プレート束のプレートの概略平面図
【図３】  本発明によるプレートの組立方法の様々な過程を示す概略横断面図
【図４】  熱交換器のプレート束の側面の部分側面図
【図５】  図４の線５−５に沿った部分断面図
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ  循環経路
１  プレート束
２  プレート
３  縁
４  中央部分
５  波状部
１０  閉鎖端区域
１１  開放端区域
１２  リップ体
１６  連続溶接自己溶融ビード
１７  外側溶接ビード
【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５】
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