(57)【要約】【課題】入口および出口プレナムならびに流体入口および出口ポートを有する熱交換器シェルと、熱交換器シェルに設けられる管板装置で構成される熱交換器を提供すること。【解決手段】管板装置は、少なくとも２つの別々の管板と、別々の管板間に延びる複数の管とを含む。各管板は、少なくとも２つの平面管板セグメントと、少なくとも２つの管板セグメント間に設けられる介在層と、介在層の各々により支持される少なくとも１つのセンサ要素とを含む。制御モニタが、シェルを通過する流れを、センサから入口制御弁へのフィードバック制御により制御する、および／または刺激装置が媒体層を励起する。【選択図】図２
2016080348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管板と前記管板で支持される複数の細長い管状要素との組み合わせであって、前記管板が複数の別々の平面管板セグメントから構成され、各穴が前記複数の細長い管状要素の１つを収容するためのものである複数の穴が、各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられ、前記平面管板セグメントのすべてが、各平面管板セグメントの前記穴のパターンがすべての他の平面管板セグメントの前記穴のパターンと整列するように整列しており、前記細長い管状要素の各々が、フランジ付き上端と、隣接する管状シャフトとを有し、前記フランジ付き上端が前記管状シャフトの直径よりも大きい直径を有し、前記フランジ付き上端が前記複数の別々の平面管板セグメントの第１の平面管板セグメントの上に支持され、さらに、固定片が前記細長い管状要素の前記管状シャフト周りに構成および配置され、かつ前記複数の別々の平面管板セグメントの第２の平面管板セグメントの下に支持され、前記固定片は、前記フランジ付き上端と前記固定片との間に設けられる前記平面管板セグメントに対して圧縮力を提供するように前記管状シャフトと係合する、管板と細長い管状要素との組み合わせ。
【請求項２】
２つの隣接して設けられる平面管板セグメントと平行して且つそれらの間に設けられる介在層と、前記介在層により支持される少なくとも１つのセンサ要素と、前記平面管板セグメントのすべてと前記介在層を一体に固定するためであり、すべての平面管板セグメントおよび前記介在層が中実の管板構造を形成するようにすべて密接に接触して維持されるように配置される締結具とを含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項３】
前記少なくとも１つのセンサ要素が前記介在層に埋め込まれる、請求項２に記載の組み合わせ。
【請求項４】
前記センサ要素からの信号に応答する制御モニタを含み、前記平面管板セグメントの各々が金属材料で構成される、請求項２に記載の組み合わせ。
【請求項５】
前記センサ要素が温度を感知する、請求項２に記載の組み合わせ。
【請求項６】
同じ前記介在層にすべて支持される複数のセンサ要素を含む、請求項２に記載の組み合わせ。
【請求項７】
前記センサ要素が圧力を感知する、請求項２に記載の組み合わせ。
【請求項８】
各フランジ付き上端が前記介在層に設けられる、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項９】
前記隣接して設けられる平面管板セグメントの両方が絶縁材料で構成され、前記介在層が金属材料で構成される、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１０】
前記介在層にその励起のために接続される刺激装置を含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１１】
前記組み合わせが濾過装置、熱交換器、衛生装置、逆浸透装置、蒸留装置、凝縮器、蒸発器、燃料電池、輸血装置および血液加温装置の１つの一部を形成する、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１２】
前記介在層を刺激するための、前記介在層に結合される刺激装置および前記介在層でパラメータを感知するための、前記介在層に結合される感知装置の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１３】
前記細長い管状要素の前記フランジ付き上端がかしめグロメットとして形成される、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１４】
前記固定片がねじ込みナットから構成される、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１５】
前記管状シャフトが外ねじを有し、前記ナットに内ねじが切られる、請求項１４に記載の組み合わせ。
【請求項１６】
前記ねじ込みナットが最も下側の平面管板セグメントに当接する、請求項１４に記載の組み合わせ。
【請求項１７】
前記固定片がプッシュナットから構成される、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１８】
前記プッシュナットは、前記プッシュナットが前記管状シャフトと係合されるが容易には前記管状シャフトから離脱されないようにすることを可能にする周縁スロット配置を有する、請求項１７に記載の組み合わせ。
【請求項１９】
前記フランジ付き上端が、互いに隣接する平面管板セグメント間に設けられ、前記固定片が最も下側の平面管板セグメントの下に設けられる、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項２０】
前記フランジ付き上端が、最も上側の平面管板セグメントの上に設けられ、前記固定片が最も下側の平面管板セグメントの下に設けられる、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項２１】
複数の別々の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである複数の穴が、各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる平面管板セグメントと、前記複数の別々の管板セグメントと平行して設けられる活性平面層と、前記平面管板セグメントのすべてと前記活性平面層を一体に固定するためであり、すべての平面管板セグメントおよび前記活性平面層が密接に接触して維持されるように配置される締結具とから構成され、前記活性平面層が、外部刺激の１つが層に加えられて応答が前記層から誘発される層を備える、管板装置。
【請求項２２】
前記活性平面層が、前記管板装置と関連付けられるパラメータを感知するための感知層である、請求項２１に記載の管板装置。
【請求項２３】
前記感知層が圧力を感知する、請求項２２に記載の管板装置。
【請求項２４】
前記感知層が温度を感知する、請求項２２に記載の管板装置。
【請求項２５】
複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる複数の別々の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである、平面管板セグメントと、前記複数の別々の管板セグメントと平行して設けられる不活性平面層と、前記平面管板セグメントのすべてと前記不活性平面層を一体に固定するための締結具であって、前記すべての平面管板セグメントおよび前記不活性平面層が密接な接触状態に維持されるように配置される締結具とから構成され、前記不活性平面層が、流れ制御層として形成される管板装置。
【請求項２６】
前記流れ制御層がそれを貫通して延びる１つまたは複数のオリフィスを有する、請求項２５に記載の管板装置。
【請求項２７】
前記オリフィスが前記穴と整列される、請求項２６に記載の管板装置。
【請求項２８】
前記オリフィスが前記穴と整列されない、請求項２６に記載の管板装置。
【請求項２９】
少なくとも２つの平面管板セグメントであって、各穴が管板管を収容するためのものである複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられ、各平面管板セグメントのすべての穴のパターンが整列するように整列している、少なくとも２つの平面管板セグメントと、前記少なくとも２つの平面管板セグメント間に設けられる介在層であって、前記介在層を刺激するための、前記介在層に結合される刺激装置および前記介在層でパラメータを感知するための、前記介在層に結合される感知装置の少なくとも一方を含む介在層と、を含む管板装置。
【請求項３０】
前記感知装置が、前記介在層により支持される少なくとも１つのセンサ要素を備える、請求項２９に記載の管板装置。
【請求項３１】
前記平面管板セグメントのすべてと前記介在層を一体に固定するためであり、前記すべての平面管板セグメントおよび前記介在層が中実の管板構造を形成するようにすべて密接に接触して維持されるように配置される締結具を含む、請求項２９に記載の管板装置。
【請求項３２】
前記管板装置の外部にあり前記感知装置からの信号に応答する制御モニタを含む、請求項２９に記載の管板装置。
【請求項３３】
前記感知装置が温度および圧力の少なくとも１つを感知するセンサを備える、請求項２９に記載の管板装置。
【請求項３４】
前記感知装置がセンサ要素を備え、前記介在層内に設けられる複数のセンサ要素をさらに含む、請求項２９に記載の管板装置。
【請求項３５】
それらの間で前記管板管を支持するために構成および配置される複数の管板を含み、各管板が前記少なくとも２つの平面管板セグメント間に設けられる介在層を有し、前記感知装置が、前記介在層により支持される少なくとも１つのセンサ要素を含む、請求項２９に記載の管板装置。
【請求項３６】
前記管板の外部にありそれぞれのセンサ要素からの信号に応答して温度、力および圧力のうちの１つを求める制御モニタを含む、請求項３４に記載の管板装置。
【請求項３７】
前記管板装置が濾過装置、熱交換器、衛生装置、逆浸透装置、蒸留装置、凝縮器、蒸発器、燃料電池、輸血装置および血液加温装置の１つの一部を形成する、請求項２９に記載の管板装置。
【請求項３８】
前記介在層が、外部刺激の１つが前記層に加えられて応答が前記層から誘発される活性層を備える、請求項２９に記載の管板装置。
【請求項３９】
前記介在層が活性層および不活性層の一方を備える、請求項２９に記載の管板装置。
【請求項４０】
前記管板管の各々が、フランジ付き上端と、隣接する管状シャフトとを有し、前記フランジ付き上端が前記管状シャフトの直径よりも大きい直径を有し、前記フランジ付き上端が前記別々の平面管板セグメントの第１の平面管板セグメントの上に支持され、さらに前記細長い管状要素の前記管状シャフト周りに構成および配置され、かつ前記複数の別々の平面管板セグメントの第２の平面管板セグメントの下に支持される固定片であって、前記フランジ付き上端と前記固定片との間に設けられる前記平面管板セグメントに対して圧縮力を提供するように前記管状シャフトと係合するものである固定片を有する、請求項２９に記載の管板装置。
【請求項４１】
前記固定片がねじ込みナットおよびプッシュナットの一方から構成される、請求項４０に記載の管板装置。
【請求項４２】
前記ねじ込みナットが最も下側の平面管板セグメントに当接する、請求項４１に記載の管板装置。
【請求項４３】
前記フランジ付き上端が、互いに隣接する平面管板セグメント間に設けられ、前記固定片が最も下側の平面管板セグメントの下に設けられる、請求項３０に記載の管板装置。
【請求項４４】
複数の別々の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである複数の穴が、各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられ、各平面管板セグメントの前記穴のパターンがすべての他の平面管板セグメントの前記穴のパターンと整列するように、すべての平面管板セグメントが整列している、平面管板セグメントと、２つの隣接して設けられる平面管板セグメントと平行して且つそれらの間に設けられる介在層と、前記介在層により支持される少なくとも１つのセンサ要素と、前記平面管板セグメントのすべてと前記介在層を一体に固定するためであり、すべての平面管板セグメントおよび前記介在層が中実の管板構造を形成するようにすべて密接に接触して維持されるように配置される締結具と、から構成される管板装置。
【請求項４５】
入口プレナムおよび出口プレナムならびに流体入口ポートおよび流体出口ポートを有するシェルと、前記シェルに設けられる管板装置であって、少なくとも２つの別々の管板と前記別々の管板間に延びる複数の管とを含む管板装置とから構成され、各管板が、少なくとも２つの平面管板セグメントと、前記少なくとも２つの平面管板セグメントと平行して且つそれらの間に設けられる介在層と、前記介在層の各々により支持される少なくとも１つのセンサ要素と、前記平面管板セグメントのすべてと前記介在層を一体に固定するためであり、すべての平面管板セグメントおよび前記介在層が中実の管板構造を形成するようにすべて密接に接触して維持されるように配置される締結具とを含む、管板装置。
【請求項４６】
管板と前記管板で支持される複数の細長い管状要素との組み合わせであって、前記管板が複数の別々の平面管板セグメントから構成され、各穴が前記複数の細長い管状要素の１つを収容するためのものである複数の穴が、各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられ、前記管板セグメントのすべてが、各セグメントの前記穴のパターンがすべての他のセグメントの前記穴のパターンと整列するように整列しており、前記細長い管状要素の各々が、フランジ付き上端と、隣接する管状シャフトとを有し、前記フランジ付き上端が前記管状シャフトの直径よりも大きい直径を有し、前記フランジ付き上端が前記複数の別々の平面管板セグメントの第１の平面管板セグメントの上に支持され、さらに、固定片が、前記細長い管状要素の前記管状シャフト周りに構成および配置され、かつ前記複数の別々の平面管板セグメントの第２の平面管板セグメントの下に支持され、前記固定片は、前記フランジ付き上端と前記固定片との間に設けられる前記管板セグメントに対して圧縮力を提供するように前記管状シャフトと係合する、管板と細長い管状要素との組み合わせ。
【請求項４７】
複数の別々の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである複数の穴が、各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる平面管板セグメントと、前記複数の別々の管板セグメントと平行して設けられる活性平面層と、前記平面管板セグメントのすべてと前記活性平面層を一体に固定するためであり、すべての平面管板セグメントおよび前記活性平面層が密接に接触して維持されるように配置される締結具とから構成され、前記活性平面層が、外部刺激の１つが層に加えられて応答が前記層から誘発される層を備える、管板装置。
【請求項４８】
複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる複数の別々の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである、平面管板セグメントと、前記複数の別々の管板セグメントと平行して設けられる不活性平面層と、前記平面管板セグメントのすべてと前記不活性平面層を一体に固定するための締結具であって、前記すべての平面管板セグメントおよび前記不活性平面層が密接な接触状態に維持されるように配置される締結具とから構成され、前記不活性平面層が、流れ制御層として形成される管板装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連事例
本出願は、２０１４年１０月１４日に出願された本出願人が所有する同時係属中の米国仮特許出願第６２／０６３，６８１号に対する米国特許法第１１９条（ｅ）の下での優先権を主張し、かつ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１４年１１月７日に出願された米国特許出願第１４／５３５，６５５号の一部継続出願（ＣＩＰ）である。２０１４年１１月７日に出願された同時係属中の米国特許出願第１４／５３５，５９６号、および本出願と同一日に出願されかつ代理人整理番号０３４１３−２により現在特定される、同時係属中のその一部継続（ＣＩＰ）出願にも参照がなされる。上記特定される出願のすべては参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は一般に、濾過や熱交換などの用途に一般に使用される管板に関する。より詳細には、本発明は、管板の機能を増強しかつ管板がより少ない費用で製造され得るようにする管板の構成の改良に関する。さらにより詳細には本発明は、熱交換器構成に特に使用される管板のために活性媒体層を利用することにより、より高度な工程管理を提供するための改良された管板装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
濾過や熱交換の分野では、分離した領域を生成するために一般に使用される装置があり、一般に管板と呼ばれる。管板はハウジングまたはタンク内で支持されることが意図されており、主として通常濾過または熱交換用の濾過管の形状である複数のフィルタまたは結合エレメントを支持するために使用される。例として、濾過または熱交換さえも影響され得る境界領域を本質的に形成する管板により濾過管が支持される様々なフィルタ構成を記述する米国特許第３，７１５，０３３号、第４，６０９，４６２号および第５，１２８，０３８号を参照されたい。熱交換器用途に関しては、管板装置の使用を示す米国特許第４，４８５，５４７号、第４，７８２，５７１号および第４，８２７，６０５号を参照してよい。管板は管の支持を提供し、しかも管板のどちらの側でも媒体への隔壁として機能し、したがって変換が行われ得るように不連続性を効果的に維持する。
【０００４】
実際の動作時には、管板の両側での差圧が通常の動作差圧、すなわちそれら自身の実質的な圧力を超過する時がある。差圧を克服して構造的剛性を維持するために、管板は典型的には、相当の厚さで生産され、管を受け入れるように高い公差で機械加工される。管板の特定の一開示が‘４６２特許に管板３２として示される。
【０００５】
この管板厚は構造的剛性の問題を解決し、その上同時に、隔壁、および管の間の間隔を維持する手段の目的にかなう。これにはコストがかかる。典型的には穴あけまたは水ジェット切断による機械加工工程は、必要とされる十分に剛性の高公差障壁を生産するのには遅く、コストのかかる工程である。
【０００６】
典型的な管板装置では、管板はステンレス鋼などの金属材料で形成されてよく、１．２７ｃｍ（１／２インチ）程度の厚さを有し得る。ステンレス鋼の薄板は様々な直径、たとえば直径３０．４８ｃｍ（１フィート）未満から最大で直径１５２．４ｃｍ（５フィート）よりも大きい直径に製作され、次いで管要素の挿入を容易にするために、穴［１から２５００以上の穴］が従前のドリルビットまたは水ジェットカッタで開けられる。この工程は煩雑であり、非常に時間もかかり、たとえば直径１５２．４ｃｍ（５フィート）の薄板１枚を生産するのに２０時間以上も要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３，７１５，０３３号
【特許文献２】米国特許第４，６０９，４６２号
【特許文献３】米国特許第５，１２８，０３８号
【特許文献４】米国特許第４，４８５，５４７号
【特許文献５】米国特許第４，７８２，５７１号
【特許文献６】米国特許第４，８２７，６０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
使用されている管板の大多数は、それらが熱交換器やフィルタでの、逆浸透や蒸留のための、もしくは凝縮器や蒸発器としての使用のためであろうと燃料電池用途のためであろうと、このようにして製作される。本発明の目的は、一体の厚板に穴あけする代わりに、管板が構造的剛性を提供するためにやがて一体に締結される複数のセグメントで形成されるマルチセグメント管板を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、当節の管板と同様に高コストで時間がかかる製造ステップを排除する、改良された管板を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、一体に組み立てられると実質的に低減される製造コストだけで当節の管板の構造統合性を提供するより薄い薄板の積層組立体を含む、改良された管板構造を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、より薄い薄板の積層組立体を含み、より薄い薄板が自動プレスで穿孔される、レーザもしくはプラズマカッタで焼かれる、または積層造形技術、すなわち単なる一例として３Ｄ印刷を用いて印刷されることにより形成されることによるなど、その中に穴を作成するためにより容易に加工される、改良された管板構造を提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、媒体層と本明細書で呼ばれる介在層を含み、管板が管板と多機能センサ装置の両方として機能する、改良された管板装置を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、複数の薄板セグメントに加えて、濾過、および熱交換工程に関連付けられる温度または圧力などのパラメータの感知を含む多数の追加機能のいずれか１つを提供するための媒体層と本明細書で呼ばれる固有の中間層を提供する、改良された管板装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点を達成するために、改良された管板構造、および当節の管板装置に関連付けられる上述された問題を解決しつつ、そのような管板を製造する関連方法が提供される。本発明は、管板の高公差、管間隔、および構造的剛性を維持する問題を解決する。これは、組立工程で互いに対してかつ管に対して厳密に整列される薄板の複数のより薄い層から管板を製造し、次いで管板の最終的な構造的統合性と隔壁特性を達成するためにこの組立体を一体に固定することにより、本発明に従って達成される。
【００１５】
本発明に関して、この配置の同じ最終用途の管板は、自動プレスで穿孔され、レーザもしくはプラズマカッタで焼かれ、または積層造形技術［すなわち単なる一例として３Ｄ印刷］を用いて印刷され、組み立てられ、固定されれば、主として個々の薄板の実質的に低減される厚さのために、製造するのに要する時間はわずかであろう。本発明に従う追加特徴は、管板の成層化が、その全体が管板と多機能濾過装置または膜の両方として機能する非均質装置を作成する材料の介在配置を可能にすることである。薄板を接触させて固定することは、隔壁効果と構造的統合性を、および所望の管間隔をも維持する目的にかなう。すべての層または薄板を管板として機能する単一体として一体に固定するために、１つまたは複数の締結具が使用される。「締結具」により、個々の層または薄板が一体に固定される多数の装置または技法のいずれか１つに言及がなされ得る。
【００１６】
本発明の上記ならびに他の目的、特徴および利点を達成するために、少なくとも２つの平面管板セグメントであって、各穴が管板管を収容するためのものである複数の穴が各薄板に所定のパターンで設けられ、各薄板のすべての穴パターンが整列するように整列している管板セグメントと、少なくとも２つの管板セグメント間に設けられる介在層と、介在層により支持される少なくとも１つのセンサ要素とを含む管板装置が提供される。
【００１７】
本発明の他の態様に従って、管板セグメントと介在層を一体に固定するための締結具を含み、管板装置の外部にありセンサ要素からの信号に応答する制御モニタを含み、センサ要素は温度を感知し、介在層内にすべて設けられる複数のセンサ要素を含み、センサ要素は圧力を感知し、その間の管板管の支持のために構成および配置される複数の管板を含み、各管板とそのそれぞれの管板で圧力を感知する各別々のセンサ要素と共に介在層を含み、その間の管板管の支持のために構成および配置される複数の管板を含み、管板の外部にありそれぞれのセンサ要素からの信号に応答して差圧を求める制御モニタを含む。
【００１８】
本発明の別の実施形態に従って、入口および出口プレナムならびに流体入口および出口ポートを有する熱交換器シェルと、熱交換器シェルに設けられる管板装置であって、少なくとも２つの別々の管板と別々の管板間に延びる複数の管とを含む管板装置とから構成され、各管板が、少なくとも２つの平面管板セグメントと、少なくとも２つの管板セグメント間に設けられる介在層と、介在層の各々により支持される少なくとも１つのセンサ要素とを含む、熱交換器が提供される。
【００１９】
本発明のさらに他の態様に従って、各管板に所定のパターンで設けられる複数の穴であって、各々が管板管を収容するための穴を含み、管板セグメントが各薄板のすべての穴パターンが整列するように整列しており、管板セグメントと介在層を一体に固定するための締結具を含み、管板装置の外部にあり各センサ要素からの信号に応答する制御モニタを含み、センサ要素は温度を感知し、介在層内にすべて設けられる複数のセンサ要素を含み、センサ要素は圧力を感知し、その間の管板管の支持のために構成および配置される少なくとも３つの管板を含む。
【００２０】
本発明の別の実施形態では、管板と管板で支持される複数の細長い管状要素の組み合わせにおいて、上記管板が複数の別々の平面管板セグメントから構成され、各穴が複数の細長い管状要素の１つを収容するためのものである複数の穴が、各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられ、管板セグメントのすべてが、各セグメントの穴パターンがすべての他のセグメントの穴パターンと整列するように整列している、管板と複数の細長い管状要素の組み合わせが提供される。各細長い管状要素はフランジ付き上端と隣接する管状シャフトとを有し、フランジ付き上端は管状シャフトの直径よりも大きい直径を有し、上記フランジ付き上端は上記複数の別々の平面管板セグメントの第１の平面管板セグメントの上に支持され、固定片が細長い管状要素の管状シャフト回りに構成および配置され、かつ上記複数の別々の平面管板セグメントの第２の平面管板セグメントの下に支持される。固定片は、フランジ付き上端と固定片との間に設けられる管板セグメントに対して圧縮力を提供するために管状シャフトと係合するものである。
【００２１】
本発明の別の形態に従って、複数の別々の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる平面管板セグメントと、複数の別々の管板セグメントと平行して設けられる活性平面層と、平面管板セグメントのすべてと活性平面層を一体に固定するためであり、すべての平面管板セグメントおよび上記活性平面層が密接に接触して維持されるように配置される締結具とから構成される管板装置が提供される。活性層は外部刺激の１つが層に加えられて応答が層から誘発される層を備える。
【００２２】
本発明のさらに別の形態では、複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる複数の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである、平面管板セグメントと、複数の別々の管板セグメントと平行して設けられる不動態平面層と、平面管板セグメントのすべてと不動態平面層を一体に固定するための締結具であって、すべての平面管板セグメントおよび上記不動態平面層が密接な接触に維持されるように配置される締結具とから構成される管板装置が提供される。不動態層は、流れ制御層として形成される。
【００２３】
図面は例示のみの目的で提供されており、開示の範囲を定めるものとは意図されないことが理解されるべきである。本発明を描く図面では、すべての寸法は一定の縮尺である。
本明細書に記載される実施形態の上記および他の目的および利点は、添付図面と併せて以下の詳細な説明を参照することで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】先行技術の熱交換器システムの概要図である。
【図２】改良された熱交換器構成、特に熱交換器と関連付けられる改良された管板装置を組み込む熱交換器システムの概要図である。
【図３】図３は改良された管板装置を組み込む熱交換器容器の拡大図及び図示される管板の一方の拡大部分横断面図である。
【図４】管板装置の拡大横断面図である。
【図５】管板装置内の差圧を感知するための制御モニタの使用を示す本発明の代替実施形態の概要図である。
【図６】媒体層を、および感知回路をも励起するための刺激装置の使用を示す本発明のなおさらなる形態の概要図である。
【図７】管板の代替実施形態の横断面図である。
【図８】濾過管に関連付けられる固定片を含む本発明の別の実施形態を示す部分横断面図である。
【図９】一濾過管での固定ナットを利用する構成を示す拡大横断面図である。
【図１０】一濾過管でのプッシュナットを利用する構成を示す拡大横断面図である。
【図１０Ａ】濾過管に設けられるプッシュナットを例示する部分斜視図である。
【図１１】固定片を利用する本発明の別の実施形態の部分横断面図である。
【図１２】各濾過管と関連付けられる固定片およびセンサの使用を示す部分横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
従来技術図
ここで図１を参照すると、熱交換器１０のための典型的な制御システムが例示される。これはフィードバックループ１７を含み、これがフィードバックループ１７を形成する構成部分を相互接続するためのいくつかの長さの結合配管を有する。このフィードバックループは本質的に、シェル１２のシェル側出口１６から図１に示される様々な構成部分を経てシェル１２のシェル側入口１５に戻るように延在する。基本熱交換器構成がシェル１２、およびシェルから内部に離間されて支持される一対の中実管板２０と管板により支持されてその間に延びる複数の管とから構成される管板構造により形成される。図１はまた管側入口を１３で、管側出口を１４で描き、ここで主流体が処理される。図１では管板２０は従前の設計によるものと見なされ、すなわち一体の中実金属部材で構成される。
【００２６】
前述のフィードバックループ１７は吸引蓄圧器３０、密閉型圧縮機３２、ファン冷却式凝縮器３４および受入タンク３６を直列に含むと見なされ、その機能は当該分野で周知である。この配置では制御要素の１つが、キャピラリ２６を介して検出バルブ２７から制御される熱膨張弁２４を含む。ＴＸＶ熱膨張弁２４は、弁２４の弁棒に対する弁座の粗いプレセットを有するダイアフラム式のものである。そのような配置では弁のダイアフラム装着弁棒が弁棒／弁座を通る流れを制御する。弁２４のこの制御は、ＴＸＶバルブ２７から熱膨張弁２４のダイアフラムへの距離にわたるガス入りキャピラリチューブ２６を経由して圧力バルブ２７から行われる。動作条件下で、熱交換器のシェル側の制御流は、それぞれの管板２０間に装着される管２２周りの流体流を制御するために、ＴＸＶ熱膨張弁２４にフィードバックを提供する。
【００２７】
フィードバック制御ループは、他端がＴＸＶ熱膨張弁２４のダイアフラムに接続されるキャピラリチューブ２６に取り付けられるガス入りバルブ２７の作用により、熱交換器のシェル側に図１の１５で入り１６で出る気体または液体の調節を制御する。このバルブ２７は、配管と密接に接触するように、バルブ２７での熱ペーストの好適な使用に加え、クランプ２８により挟持される。
【００２８】
管側流体が通過する際に放棄される熱負荷の関数であるプロセスガスの温度は、キャピラリチューブ２６を通じてＴＸＶ熱膨張弁２４のダイアフラムに伝達される、バルブ２７内の気体圧力の変化を引き起こす。これは冒険的な努力であり、というのはＴＸＶバルブ２７の精密な位置付けが保証されておらず、また温度の完全伝導性、または熱交換器の管側を通過する流体の温度を変化させるために利用可能である熱伝達流体の量を最終的に決定する、弁２４での流れを弁作動に制御させるために協同して作用しなくてはならない装置の大きさの製造公差の考慮が見られないためである。
代替実施形態の詳細な説明
前述されたように、本発明によれば、組立工程で互いに対してかつ管に対して整列される薄板材料の複数のより薄い層から管板が構成され、次いで管板の最終的な構造的統合性と隔壁特性を達成するためにこの組立体を一体に固定する。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、同時係属中の米国特許出願第１４／５３５，５９６号（代理人整理番号０３４１３−１）の図面では、本発明の原理の濾過構造への適用の例示である図５の図に加えて、管板装置のいくつかの異なる形態が図１〜４のように記載される。
【００２９】
本発明の一態様によれば、図７に層または薄板１〜６として示されるような複数の別々の薄い管板セグメントを形成することにより管板を製造する方法が提供される。次のステップは、各薄板に複数の穴を１１で例示されるような所定のパターンで形成することである。各穴１１は管板濾過管８を収容するためである。次のステップは、複数の管板セグメント１〜６のすべてを、各薄板の穴パターンが複数の管板セグメントのすべての他の薄板の穴パターンと整列するように整列させ、さらに図７の実施形態での締結具１２の使用によるような単一の管板を形成するために管板セグメントのすべてを一体に固定することである。おそらく、固定される単一構造を提供するために、いくつかの締結具が管板を通じて利用されるであろう。すべての締結具または他の固定手段は、すべての薄板または層を一体に保持するように定められる。本実施形態では、本明細書に記載される他の実施形態同様に、締結具は、層間の隙間なく中実の管板構造を維持するように、すべての別々の層が隣接する層と密接に接触して保持されるように配置される。この密接な接触は、使用される任意の媒体層との接触にも当てはまる。
【００３０】
加えて、本発明の一態様は、管板層の積層だけではなく、実際にはセグメント型管板層間での他の濾過または変換媒体の積層および保持を可能にする。この今や不連続の管板装置で、介在層が電気接点に取り付けられて、介在層自体が通過する標的分子を計数する装置である状況を想定できよう（計数が起こり得る手段の例として図６の感知回路８７を参照）。この追加の媒体薄板は本明細書の図面に例示される。たとえば媒体層は、装置の幅にわたり任意の数の差異、たとえば、単一の熱交換器が複数の管板を活用する場合の差圧などを感知することができる励磁介在層の形態であってよい。管板の１つまたは複数の層内のさらに別の想定される介在層は、新しい種類の高度にインタラクティブな管板装置を可能にする改良された開または閉ループ構成を形成するように計算流体力学ソフトウェアを強化するため、管板を横切って温度差を測定してリアルタイムでフィードバックを提供するために使用され得よう。
【００３１】
図面で層１０により本明細書で識別され、介在層とも呼ばれる「媒体」層は多数の形態を取ることができることが注目される。そのような媒体層は、一つには、管板を構成するその他の層とは異なる材料のものである。この層は本明細書でこの特定の用途で「不活性(passive；換言すれば、不動態)層」または「活性(active)層」のいずれかであると言及され得る。いずれの場合もこの層は、従来の管板装置では不可能な固有の特性を提供するために組立体（管板）全体と協同して作用する以外に、本質的に組立体全体のサブコンポーネントである中間層を表す。「不動態」層は、その層のための（かつ管板の他の層とは異なる）異なる材料の選択により、システムを通る流体流に異なる効果を提供できるものと見なされてよい一方で同時に、任意の能動的な刺激または応答を提供するとは見なされない。他方「活性」層は、外部刺激が層に加えられるか応答が層から誘発されるかのいずれかのものと見なされてよい。「不動態」層の例は、媒体層が濾過、流量制御、衝撃吸収、磁気特性、投薬、化学的処理もしくは医療、またはイオン交換を提供する場合である。「活性」層の例は、媒体層が圧力または温度などの管板内のパラメータを感知するために使用される場合（応答）または媒体層が、磁界を層に印加することによるなど、外部から励起される場合（刺激）である。他の例は本明細書に記載される。
【００３２】
濾過および熱交換用途には、ステンレス鋼などの金属材料の管板を構成することが一般的である。しかしながら、本発明によれば、管板またはその特定の層は、ガラス強化プラスチック材料などの絶縁または非金属材料でも形成され得る。また、様々な層のための導電および非導電交互の材料が提供され得、その例は後に記載される。
【００３３】
ここで図２、３、および４を参照すると、本発明が本発明の改良された管板装置の組み込みによりシステム動作を改良するように指向される種類の典型的な管板熱交換器装置が４０で示される。たとえば、いくぶん従来のシェル側管上での温度の間接測定とは対照的に、ここに管板自体内で温度の直接測定が行われ得る。これは別々の媒体層内への管板センサの組み込みによって達成され、本特定実施形態に関しては、図３および４に描かれるセンサ６５などの温度センサである。本明細書に記載される別の実施形態では圧力が感知され、さらに他の実施形態では任意の数の他のパラメータが管板自体内で直接感知され得る。ｎ＝１から上限なしのセンサが図３の媒体層６０に埋め込まれることで、著しい温度分解能が直接認められ、また管板装置の新しい実施形態を念頭に設計されるいくつかの新しい日和見的に考案される制御アルゴリズムの１つで適切に扱われてよい。たとえば、バルブおよびキャピラリ構成（図１参照）を分離して、たとえば管板での管の潜在的にあらゆる入口およびあらゆる出口で、ならびに熱交換器管の中間位置でリアルタイムデータを捕捉するアルゴリズムを実行してよい制御モニタ７０により駆動されるステッパモータ付き制御弁、すなわちＥＸＶ電子膨張弁２５（図２参照）を取り付け得る。図２では本明細書に従う改良が記載される一方、既知の構成部分である吸引蓄圧器３０、密閉型圧縮機３２、ファン冷却式凝縮器３４および受入タンク３６も例示する。
【００３４】
図２および３では管板５０の配置が例示される。本特定実施形態では、管板５０は図３で熱交換器の両端に据え付けられて例示され、熱交換器の改良された動作特性およびエネルギー効率に帰着する。これは計算流体力学（ＣＦＤ）ソフトウェアの改善、ならびにより効率的な熱交換器のモデル化および構成への備えとなる。また、キャピラリチューブおよびバルブ構成とは異なり、層６０に埋め込まれるセンサ６５は層との密接な接触を、およびシステムを最適化するために必要なプロセス計測に関する精密な位置付けを保つであろうため、熱交換器の制御はより標準化されるであろう。加えて、１つの温度センサが故障したとしても、システムは非常に高いレベルの信頼性で動作し続けるであろう。熱交換器例での先行技術のシステムでは温度フィードバックループで１つの部品が故障すると、制御が失われてシステムが故障する。本発明は熱交換器の向上された動作効率および信頼性を活用する。図２はまた、端管板間に離間される任意選択のさらなる管板５０’を点線の輪郭で例示する。管５２はこの中央管板５０’を通過してもよいし、または中央管板５０’で様々な方法で接続されてもよい。また、温度、力、または圧力などの測定を含むがそれらに限定されない追加の測定を容易にするために、センサ層付きの追加の管板が管に沿って利用されてよい。
【００３５】
図３および４は、マルチセグメント型管板５０を含む改良された管板装置のさらなる詳細を例示し、ここでｎ＝２が別々の薄板の最小数であってその上限はなく、さらに最小管数はｎ＝１であってその上限はない。本特定実施形態では、マルチセグメント型管板は薄板６２および６４として識別される２枚のみの主要な薄板で示され、それらは管５２がその端を基本的に薄板またはセグメント６２および６４間で支持されるように配置される。加えて、図４に見られるように、最上薄板６２直下に設けられる単一の媒体薄板または層６０が示される。本特定実施形態では、本質的に２枚の薄板６２および６４間に設けられる各管５２のフランジ面６６が設けられる。フランジ６６は各管５２の一部でありかつその端に付設されるものと見なされ、さらに管を薄板に対して所定の位置に保持するための手段である。第１の薄板６２はこの場合、管状要素５２および追加感知層６０を含むすべての他の薄板に対する押さえ具として本質的に機能し、追加感知層は、プロセス媒体が未処理側から処理側に通過する際にそれに対する濾過障壁または変換媒体として作用してよく、さらに媒体が管板の一次から二次側に移行する際のそれへの所望の作用に応じてこの場所に据え付けられてもられなくてもよい。組み立てられた形態の管板積層体は、リベット、溶接、はんだ、ろう、エポキシなど（締結具７３参照）でのように恒久的に構成され、またはボルト、ねじ、取り外し可能なリベットなどの取り外し可能な締結具で構成され、または媒体の装填を容易にするためにいくつかの基準点間に単に浮動されてよく、その上同時に、単に隔壁、および管板の一次および二次側間の境界位置として作用する旧来の管板の目的にかなう。
【００３６】
図２〜４に示される実施形態では複数のセンサ６５が感知層６０に埋め込まれる。しかしながら、感知層当たり単一のセンサでも設けられ得る。また、管板媒体層の３つ以上のセグメントが設けられ得、その場合温度感知は管板の複数の場所で起こり得る。この点に関して、２０１４年１１月７日に出願された本出願人による同時係属中の米国特許出願第１４／５３５，５９６号を参照されたく、それは参照によりその全体が本明細書に組み込まれ、また一実施形態で示される６枚の層など、複数の層を持ついくつかの異なる管板装置を例示する。一実施形態では、単一の管板装置にいくつかの別々の媒体層が存在する。この場合、１つまたは複数のセンサがこれらの感知層の１つまたは複数に埋め込まれ得る。また、３つ以上の管板が、各々熱交換器またはフィルタの横手長さに沿って離間されて利用されてよい。各々が感知媒体層を有する管板がより多く設けられる程、感知されるパラメータのより広いスペクトルが得られる。
【００３７】
本明細書の図２では中央管板５０’が点線の輪郭で描かれる。１つまたは複数の温度または他のパラメータセンサを使用する１つまたは複数の感知層を有する能力を各々が有する状態で、追加の管板が管に沿って積層されてもよい。その場合、中央管板５０’の１つまたは複数のセンサも例示される制御モニタ７０に接続するものとなろう。以下、その管板から制御モニタ７０に同様に結合する信号を有する中央管板５０’の使用の例示に関して論ぜられる図５も参照されたい。中央管板５０’は４５から４６へ流れを通す。
【００３８】
図２では、制御モニタ７０に加えてまた、１つのセンサまたは２つ以上のセンサからの信号の受信を本質的に表す受信機ボックス６７が、管板５０の一方の層６０上にまたはそこに埋め込まれて、さらに１つのセンサまたは２つ以上のセンサからの信号の受信を本質的に表す受信機ボックス６８が、反対の管板５０の層６０上にまたはそこに埋め込まれて、描かれる。それゆえ図２では、各ボックス６７、６８を対応する管板センサ６５と接続する制御線、およびそこから制御モニタ７０への結合が例示される。制御線６９での制御モニタの出力は弁２５に接続し、弁２５を通る流れを制御モニタ７０から電子制御下で制御する。
【００３９】
図５では、差圧が測定される本発明の別の実施形態が例示される。図５では、図２で前述されたものと同じ参照番号の多くが使用される。制御モニタ７０の出力が弁２５に結合することに加えて、差圧がディスプレイ６１に表示され得ることも注目される。図５では、制御モニタ７０に加えてまた、１つのセンサまたは２つ以上のセンサからの信号の受信を本質的に表す受信機ボックス６７が、管板５０の一方の層６０上にまたはそこに埋め込まれて、さらに１つのセンサまたは２つ以上のセンサからの信号の受信を本質的に表す受信機ボックス６８が、反対の管板５０の層６０上にまたはそこに埋め込まれて、さらに１つのセンサまたは２つ以上のセンサからの信号の受信を本質的に表す第３の受信機ボックス６３が、中央管板５０’の層６０上にまたはそこに埋め込まれて、描かれる。それゆえ図５では、各ボックス６３、６７、６８を対応する管板センサと接続する制御線、およびそこから制御モニタ７０への結合が例示される。制御線６９での制御モニタ７０の出力は弁２５に接続し、弁２５を通る流れを制御モニタ７０から電子制御下で制御する。
【００４０】
以下は応答または刺激のいずれかの概念を用いる一次活性媒体層を使用する本発明の様々な実施形態の追加例である。「応答」概念に関して、これは媒体層でいくつかのセンサから感知が起こることを意味する。「刺激」概念に関して、これは媒体層で要素の外部刺激が存在することを意味する。「刺激」概念の例が図６に概略的に例示され、ここでは制御モニタは刺激を管板の媒体層に付与するための刺激装置８０で置き換えられる。
【００４１】
図３および４でのような管板装置を参照し、かつ図６の励起概念に従い、主要な層６２および６４は一対のそれぞれの絶縁層であってよい。これらの層６２および６４はガラス強化プラスチック材料などの非導電材料で構成されてよく、介在層６０は焼結銅で作製されてよい。次いで図６に概略的に例示される刺激装置８０によって、電荷が層６０に付与される。この刺激装置は電気または磁気チャージまたはバイアスを層６０に付与するために層６０に直接接続する。刺激装置８０は電気充電回路、バッテリ装置または磁束装置を備えてよい。この十分に絶縁される媒体層６０は、絶縁層６２および６４間で管板装置の上部構造内の静電フィルタとして機能する。図６の管板を流れが通過する際、流れは層６２および６４間に配置される励磁金属層６０を通過し、層６０の表面に粒子が捕捉される。流れを逆にして層６０を逆洗することで、チャージを取り除くまたは逆にしてシステムから粒子を放出する。
【００４２】
図３および４に例示される管板装置を使用する別の動作配置は磁性粒子フィルタリングへの備えとなる。そのようなフィルタリングは、同時係属中の米国特許出願第１４／５３５，５９６号（代理人整理番号０３４１３−１）に、ならびに本明細書に記載される実施形態に見られるように、かつ設けられる管板層の数に関係なく、熱交換用を含む多くの異なる用途で起こり得る。それゆえ、図４の層６０は、外部電流または別の磁界（図６の刺激装置８０）との結合により作動されると、磁気特性で満たされる材料から構成されてよく、結果管板で磁気微粒子を直接フィルタリングする能力を作成する。この場合、層６２および６４は磁性層６０の強度を拡大しないように非磁性材料で構成されてよく、またはまさにその効果を望む場合は、層６２および６４は共に、強磁性（たとえば鉄）、フェリ磁性（たとえば磁鉄鉱）、または反強磁性（たとえば鉄マンガン、酸化ニッケル）を有するものなど、磁化率を示す材料、および反強磁性の場合には、有機分子（たとえば５−デヒドロ−ｍ−キシレン）のものとなろう。
【００４３】
ここに記載された例では、「刺激」と「応答」の両方が可能にされるハイブリッドシステムを本質的に提供するようにさらなる特徴が追加され得る。上記示されるように、刺激装置は励起信号を媒体層に提供する。加えて、図６にも描かれる外部感知回路８７が、磁性、強磁性、または反強磁性特性の通過粒子による層６０での磁束の変化を検出する。ここで磁性層６０は感知装置（８７）および濾過装置（８０）に関して両方の機能を同時にまたは交互に提供する。
【００４４】
管板内にプラズマ層が本質的に確立される本発明のさらに別の実施形態が実施される。そのようなプラズマ層は、本明細書に記載される実施形態ならびに同時係属中の米国特許出願第１４／５３５，５９６号（代理人整理番号０３４１３−１）に開示される管板の他の実施形態のいずれにも適用されるものと想定され得る。本明細書で図４に例示される管板形態に関して、層６２および６４は、高性能ガラス材料で構成されるなど、その間にプラズマを含有するのに十分な構成のものである。プラズマの気体主成分はこの介在位置に、ｎ＝１で上限なしの、いくつかの数の層６２および６４間の区域への調節管５２を介して送出される。この場合、刺激は本質的に、プラズマが層６２および６４間の区域に、言い換えると層６０で生成されるように気体の変化を送出するための装置である。管板を流れが通過する際、それは層６２および６４間に配置されるプラズマ層６０を通過する。こうして、除染熱交換器の一部であってよい本実施形態の例で、粒子は全滅される。
【００４５】
本発明を実施するためのさらに別の実施形態では、ＵＶ光送出区域として機能する活性層が設けられる。この点に関して、本明細書の図７に例示されるような管板のさらなる形態を参照されたい。この形態では層４または他の層が、選択的にＵＶスペクトルで送信する天然もしくは人工水晶または強化ガラス製品であってよい。ＵＶ線量は、ｎ＝１の上限なしの、いくつかの数の層３および５間の区域への、言い換えると、層４への光ファイバ管８を介してこの介在位置に送出される。流れが管板を通過すると、それは層３および５の間隔を通過する。通過する流れは層４から発散するＵＶ光を供与されるであろうし、おそらく衛生装置の一部であってよい本実施形態の例ではいかなる生体もそのＤＮＡが崩壊されまたは全滅されるであろう。図７では光ファイバ要素または管８ａ、８ｂが設けられる。層３は管８ａ、８ｂの箇所のみ層４へ反射する。管の位置では他の層で整列される穴は任意選択である。
【００４６】
企図されるさらなる実施形態は媒体層を、この層により課される特定の制限によって管板を通して流量レベルを制御できるものとして提供する。本明細書の図７を参照されたい。たとえば、媒体層１０は構成的にフィルタリング用などの均一な材料で構成されてよいが、流量を制御するために、その表面を貫通する１つまたは複数の制限オリフィス１９が設けられてもよい。オリフィスの数だけでなく、各オリフィス１９の大きさ（直径）が管板を通る流量を決定する。そのような媒体層はそれゆえ、流れおよび／または圧力などの何らかの入力条件が与えられると出力流を調節するように、管板自体内の絞り機構として機能する。１つまたは複数のオリフィス１９を有する媒体層は、非オリフィス位置を介する濾過のためにも機能できる。それゆえ、任意の一媒体層が複数の機能を有するものと見なされてよい。図７ではオリフィス１９が穴１１と整列されて示されるが、しかしながら他の実施形態では、オリフィスはそのように整列されないことがある。層１０がいくらか多孔性であれば、オリフィスは層１０内の多くの異なる位置に設けられ得る。
【００４７】
本発明の代替実施形態がここで図８〜１２に例示される。図８は、濾過管に関連付けられる固定片を含む本発明の別の実施形態を示す部分横断面図である。図９は、一濾過管での固定ナットを利用する構成を示す拡大横断面図である。図１０は、一濾過管でのプッシュナットを利用する構成を示す拡大横断面図である。図１０Ａは、濾過管に設けられるプッシュナットを例示する部分斜視図である。図１１は、固定片を利用する本発明の別の実施形態の部分横断面図である。図１２は、各濾過管と関連付けられる固定片とセンサの使用を示す部分横断面図である。図８〜１２に記載される実施形態は管板装置のさらなる改良を表す。これは主として、管状要素または濾過管の回りに設けられるように構成および配置され、細長い管状要素のフランジ付き端と協同して、フランジ付き上端と固定片との間に設けられる管板セグメントに対して圧縮力を提供するように機能する固定片の使用を含む。この構成は、図８の部分横断面図に例示されるなどの管板装置で使用されてよい。本特定実施形態では管板装置は媒体層１０を含んで示されるが、本発明の原理は媒体層が設けられない管板装置にも使用されてよい。
【００４８】
図８の部分横断面図はフランジ付き端を９で例示する。これは、細長い中空管状要素８の端回りにかしめられるグロメットで構成されてよい。本発明の他の実施形態では、このフランジ付き部材９は細長い管状要素８に沿う他の位置回りでかしめられてもよい。図８はまた、要素８と螺合されるナット７５の形態の固定片も例示する。この点に関して、おねじ７９を有する細長い管状シャフト８と係合されるナットを７５で例示する図９のいくらかより詳細な部分横断面図を参照されたい。固定片の異なる実施形態を示す図１０の部分横断面図にもここで参照がなされてよい。これはプッシュナット７６の形態で例示される。プッシュナット７６のさらなる詳細を示す図１０Ａの部分斜視図をも参照されたい。プッシュナット７６はそれが濾過管の軸へ押し当てられ得るように機能するが、しかしそれが一度押し込まれると所定位置にロックされ、かつ濾過管８から簡単には外れないように構成される。図１０では、濾過管８は滑らかな外側面を有するように示される。しかしながら、本発明の別の実施形態では、それはプッシュナット７６の濾過管８との位置決めおよび係合の補助となる小さい円形陥凹リングが設けられてよい。
【００４９】
ここで、グロメットまたはフランジ付き端が９で例示されナット７５の形態の固定片が層６下に設けられる複数の管状要素８を示すさらなる部分横断面図である図１１を参照する。フランジ付き端９は複数の管板セグメントの最上層１上に設けられる。ナット７５は複数の別々の平面管板セグメントの最下層６下に設けられる。ナット７５を締結することにより、ナット７５とフランジ９との間に圧縮力が発生し、その間の管板セグメントの圧縮を提供する。カバーに追加の締結具１２が設けられても、管板セグメントは直径が比較的に大きてよく、また本明細書に記載されるような固定片を設けることにより、管板セグメントには濾過管の事実上あらゆる場所に追加の圧縮および追加の張力が発生する。図１１では固定片は管８の各々に例示されるけれども、固定片を細長い濾過管８の所定のもののみに設けることも可能である。固定片の使用は、一連の固定片を管板装置全体に分散させて、各々が例示されるように濾過管と関連付けられて提供するように構成され得、その結果いくつかの場所で追加の圧縮が印加される。また、フランジ付き端９はそれが係合される管板セグメントの上側面と、フランジ付き端の直径よりも小さく、フランジ付き端の環状の係合面を、通常はその上側面である、管板セグメント面に対して直接残すセグメントの穴の存在によって、堅固に係合するように設けられる。
【００５０】
プッシュナットを利用する図１０に例示される実施形態の一特定利点は、それが構造全体をより不正防止または耐不正にすることである。また前述の通り、フランジ付き端および固定片のこの組み合わせは、薄板セグメントへの管の固定に別レベルの張力を導入する。
【００５１】
ここで、層６０、６２および６４を含む簡易管板装置に適用されるフランジ付き端および固定片の原理を示す図１２の部分横断面図を参照する。本実施形態では濾過管８の各々上に、フランジ付き端が９で、固定片が７５で設けられる。本特定実施形態では、固定ナット７５の各々と層７４との間にＯリング７８も設けられてよい。このＯリング７８は各濾過管と管板装置との間に追加の密閉を提供できる。加えて、図１２はまた、センサ７７を例示する。複数のセンサが層６０に設けられてよいが、図１２には１つのセンサ７７のみが示される。これは温度もしくは圧力センサ、または流量制御用など事実上任意の他の種類のセンサであってよい。加えて、図１１に点線の輪郭で例示されるように、センサ７７は管板装置の異なる層に設けられてもよい。図１２では、センサ７７は媒体層６０に例示される。図１１では、点線の輪郭で示される２つのセンサ７７はそれぞれの平面管板セグメント１および６にある。センサを管板装置内の異なる場所に配置することで、管板装置にわたる異なる圧力または温度などの異なるパラメータが感知され得る。
【００５２】
限られた数の本発明の実施形態を説明してきたが、多数の他の実施形態およびその変形例は、添付の特許請求の範囲により定められるような本発明の範囲内に入るものと企図されることは当業者にはもはや明らかであるはずである。
【符号の説明】
【００５３】
１  層
２  層
３  層
４  層
５  層
６  層
８  管
８ａ  管
８ｂ  管
９  フランジ付き端
１０  媒体層
１１  穴
１２  シェル
１９  オリフィス
２５  ＥＸＶ電子膨張弁、弁
３０  吸引蓄圧器
３２  密閉型圧縮機
３４  ファン冷却式凝縮器
３６  受入タンク
４０  管板熱交換器装置
５０  管板
５０’  管板
５２  管
６０  媒体層
６１  ディスプレイ
６２  薄板
６３  受信機ボックス
６４  薄板
６５  センサ
６６  フランジ面
６７  受信機ボックス
６８  受信機ボックス
６９  制御線
７０  制御モニタ
７５  ナット
７６  プッシュナット
７７  センサ
７８  Ｏリング
７９  おねじ
８０  刺激装置
８７  感知回路
【図１】
2016080348.tif 000003
【図２】
2016080348.tif 000004
【図３】
2016080348.tif 000005
【図４】
2016080348.tif 000006
【図５】
2016080348.tif 000007
【図６】
2016080348.tif 000008
【図７】
2016080348.tif 000009
【図８】
2016080348.tif 000010
【図９】
2016080348.tif 000011
【図１０】
2016080348.tif 000012
【図１０Ａ】
2016080348.tif 000013
【図１１】
2016080348.tif 000014
【図１２】
2016080348.tif 000015
【外国語明細書】
2016080348000001.pdf