(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換プレート（３１〜３８）を有する少なくとも１つのプレートコアと、少なくとも２つの端部プレート（５）と、熱交換流体のための入口および出口（６）とを含み、
前記熱交換プレートに、前記流体のための、前記プレートコアを通る流入路および流出路を形成するポートホール（１７〜２３，２３’，２４，２４’，２８，２９）が設けられており、１つの流体のための前記流路が、１つおきのプレート間空間で流体が流れるように連通しており、残りの２つの流体の各々のための前記流路が、残りのプレート間空間の１つおきのプレート間空間で交互に流体が流れるように連通しており、
前記熱交換プレート（３１〜３８）には、各々、２つの平行な第１および第２の面により形成された領域内を鉛直方向に延びる１つまたはいくつかの波状部（７）がそれぞれ設けられており、波状部（７）は、互いに間隔をあけて配置され、一緒になって前記プレートの厚みを定め、前記プレートコア内の全てのプレート（３１〜３８）と、前記プレート式熱交換器の前記端部プレート（５）との両方にほぼ平行であり、それにより、前記第１の面は前記第２の面よりも、前記熱交換器の一端にある第１の端部プレート（５）に近く、前記第２の面は前記第１の面よりも、前記熱交換器の他端にある第２の端部に近い、３つの熱交換流体の冷却に用いられるプレート式熱交換器において、
前記熱交換プレート（３１〜３８）が、プレートコア内に４つの異なる実施形態として交互に、すなわち、
第１の実施形態のプレート（３１，３５）が、第２の実施形態のプレート（３２，３６）および第４の実施形態のプレート（３４，３８）の隣りに取り付けられ、
前記第２の実施形態のプレート（３２，３６）が、第３の実施形態のプレート（３３，３７）および前記第１の実施形態のプレート（３１，３５）の隣りに取り付けられ、
前記第３の実施形態のプレート（３３，３７）が、前記第４の実施形態のプレート（３４，３８）および前記第２の実施形態のプレート（３２，３６）の隣りに取り付けられ、
前記第４の実施形態のプレート（３４，３８）が、前記第１の実施形態のプレート（３１，３５）および前記第３の実施形態のプレート（３３，３７）の隣りに取り付けられるように存在し、かつ、
前記流体の２つの各々のための前記ポートホール（１７，１８，２０，２１，２３，２３’，２４，２４’）が、前記プレートコアを通る少なくとも２つの流入路を形成し、これらの流入路が、前記流体の各々のために、流体が、前記一方の流入路から目指すプレート間空間に流れる途中で他方の流入路を通過させられるように、前記流入路に沿った複数の場所にて互いに流体が流れるように連通していることを特徴とするプレート式熱交換器。
【請求項２】
前記第１の実施形態のプレート（３１）が、
互いに対向して配置された、ほぼ円形の２つの第１のポートホール（１９，２２）であって、そのうちの一方のポートホール（１９）が第４の直径を有し、かつ前記第２の面におけるシール領域により取り囲まれており、他方のポートホール（２２）が第５の直径を有し、かつ、前記第１の面における内側シール領域と、前記第２の面における、前記内側シール領域の外周に配置された外側シール領域とにより取り囲まれており、前記第５の直径は前記第４の直径よりも小さい第１のポートホール（１９，２２）と、
対をなして互いに対向して配置されたほぽ円形の４つの第２のポートホール（１７，１８；２０，２１）であって、互いに対向して配置された前記ポートホールの２つ（１７，２０）が、各々、第６の直径を有し、かつ、前記第２の面における第１のシール領域（３９）と、前記第１の面における、前記第１のシール領域の外周の第２のシール領域（８）と、前記第２の面における、前記第２のシール領域の外周の第３のシール領域（３０）とにより取り囲まれており、互いに対向して配置された残りの２つのホール（１８，２１）が、各々、第７の直径を有し、かつ、前記第１の面における第１のシール領域（８）と、前記第２の面における、前記第１のシール領域の外周の第２のシール領域（３０）とにより取り囲まれており、
前記第６の直径を有するポートホール（１７，２０）の周囲の第２のシール領域（８）が、全て、プレート（３１）内で最も近接して配置された、第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の前記第１のシール領域（８）と一体に形成され、それによりこれら２つのシール領域（８）が、一緒になって熱交換流体のための分配領域（８）を構成し、かつ、第６の直径を有するポートホール（１７，２０）の周囲の第３のシール領域（３０）が、全て、前記プレート（３１）内で最も近接して配置された、第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の第２のシール領域（３０）と一体に形成されており、
前記第６の直径を有するポートホール（１７，２０）の周囲の第１のシール領域（３９）が、全て、熱交換流体が前記ポートホール／流路（１７，２０）から前記分配領域（８）に流れることを可能にする、半径方向の溝（９）を有し、同様に、前記第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の第１のシール領域（８）が、全て、前記プレート（３１）内の第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の１つのための、熱交換流体が前記分配領域（８）から前記シール領域（３０）の後ろ側に流れ、そこからさらに前記プレート（３１）上に流出することを可能にする半径方向の溝（１０）を有する第２のポートホール（１７，１８；２１，２１）と、
互いに対向して配置された、第８の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホール（２８，２９）であって、各々が前記第１の面における第１のシール領域により取り囲まれている第３のポートホール（２８，２９）とを有する請求項１に記載のプレート式熱交換器。
【請求項３】
前記第２の実施形態のプレート（３２）が、
互いに対向して配置された、ほぼ円形の２つの第１のポートホール（１９，２２）であって、その一方のポートホール（１９）が第５の直径を有し、かつ前記第２の面における内側シール領域と、前記第１の面における、前記内側シール領域の外周に配置された外側シール領域とにより取り囲まれており、他方のポートホール（２２）が第４の直径を有し、かつ前記第１の面におけるシール領域により取り囲まれており、前記第４の直径は前記第５の直径よりも大きい第１のポートホール（１９，２２）と、
対をなして互いに対向して配置されたほぼ円形の４つの第２のポートホール（１７，１８；２１，２１）であって、互いに対向して配置された前記ポートホールの２つ（１７，２０）が、各々、第６の直径を有し、かつ、前記第１の面における第１のシール領域（３９）と、前記第１のシール領域外周にありかつ前記第２の面に配置された第２のシール領域（８）と、前記第２のシール領域外周にありかつ前記第１の面に配置された第３のシール領域（３０）とにより取り囲まれており、互いに対向して配置された残りの２つのホール（１８，２１）は、各々が第７の直径を有し、かつ、前記第２の面における第１のシール領域（８）と、前記第１のシール領域の外周にありかつ前記第１の面にある第２のシール領域（３０）とにより取り囲まれており、前記第６の直径を有するポートホールの周囲の第２のシール領域（８）は、全て、前記プレート（３２）内で最も近接して配置された、前記第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の第１のシール領域（８）と一体に形成され、これら２つのシール領域（８）は、一緒になって、熱交換流体のための分配領域（８）を構成し、前記第６の直径を有するポートホール（１７，２０）の周囲の第３のシール領域（３０）は、全て、前記プレート（３２）内で最も近接して配置された、前記第７の直径を有する前記ポートホール（１８，２１）の周囲の前記第２のシール領域（３０）と一体に形成されており、
第６の直径を有するポートホール（１７，２０）の周囲の第１のシール領域（３９）は、全て、熱交換流体がポートホール／流路（１７，２０）から前記分配領域（８）に流れることを可能にする半径方向の溝（９）を有し、同様に、前記第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の第１のシール領域（８）が、全て、前記プレート（３２）内の前記第７の直径を有する前記ポートホール（１８，２１）の１つのための、熱交換流体が前記分配領域（８）から前記シール領域（３０）の後ろ側に流れ、そこからさらにプレート（３２）上に流出することを可能にする半径方向の溝（１０）を有する第２のポートホール（１７，１８；２１，２１）と、
互いに対向して配置された、第８の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホール（２８，２９）であって、各々が前記第２の面における第１のシール領域により取り囲まれている第３のポートホール（２８，２９）とを有する、請求項１または２に記載のプレート式熱交換器。
【請求項４】
前記第３の実施形態のプレート（３３）が、
互いに対向して配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホール（１９，２２）であって、その一方のポートホール（１９）が第５の直径を有し、かつ前記第１の面における内側シール領域と、前記第２の面における、前記内側シール領域の外周に配置された外側シール領域とにより取り囲まれており、他方のポートホール（２２）が第４の直径を有し、かつ前記第２の面におけるシール領域により取り囲まれており、前記第４の直径は前記第５の直径よりも大きい第１のポートホール（１９，２２）と、
対をなして互いに対向して配置されたほぼ円形の４つの第２のポートホール（１７，１８；２０，２１）であって、互いに対向して配置されたポートホールの２つ（１７，２０）は、各々が第６の直径を有し、かつ、前記第２の面における第１のシール領域（３９）と、前記第１のシール領域の外周にありかつ前記第１の面に配置された第２のシール領域（８）と、前記第２のシール領域の外周にありかつ前記第２の面にある第３のシール領域（３０）とにより取り囲まれており、互いに対向して配置された残りの２つのホール（１８，２１）は、各々が第７の直径を有し、かつ、前記第１の面における第１のシール領域（８）と、前記第１のシール領域外周にありかつ前記第２の面にある第２のシール領域（３０）とにより取り囲まれており、
前記第６の直径を有する第２のポートホール（１７，２０）の周囲の第２のシール領域（８）は、全て、前記プレート（３３）内で最も近接して配置された、前記第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の前記第１のシール領域（８）と一体に形成され、それにより、これらの２つのシール領域（８）は、一緒になって熱交換流体のための分配領域（８）を構成し、第６の直径を有するポートホール（１７，２０）の周囲の第３のシール領域（３０）は、全て、前記プレート（３３）内で最も近接して配置された、前記第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の第２のシール領域（３０）と一体に形成され、前記第６の直径を有するポートホール（１７，２０）の周囲の第１のシール領域（３９）は、全て、熱交換流体が前記ポートホール／流路（１７，２０）から分配領域（８）に流れることを可能にする半径方向の溝（９）を有し、同様に、前記第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の第１のシール領域（８）は、全て、前記プレート（３３）内の前記第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の１つのための、熱交換流体が前記第１の分配領域（８）から前記シール領域（３０）の後ろ側に流れ、そこからさらに前記プレート（３３）上に流出することを可能にする半径方向の溝（１０）を有する第２のポートホール（１７，１８；２０，２１）と、
互いに対向して配置された、第８の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホール（２８，２９）であって、各々が前記第１の面における第１のシール領域により取り囲まれている第３のポートホール（２８，２９）とを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項５】
前記第４の実施形態のプレート（３４）が、
互いに対向して配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホール（１９，２２）であって、その一方のポートホール（１９）が第４の直径を有し、かつ前記第１の面におけるシール領域により取り囲まれており、他方のポートホール（２２）が第５の直径を有し、かつ前記第２の面における内側シール領域と、前記第１の面における、前記内側シール領域の外周に配置された外側シール領域とにより取り囲まれており、前記第５の直径は前記第４の直径よりも小さい第１のポートホール（１９，２２）と、
対をなして互いに対向して配置されたほぼ円形の４つの第２のポートホール（１７，１８；２０，２１）であって、互いに対向して配置されたポートホールの２つ（１７，２０）は、各々が第６の直径を有し、かつ、前記第１の面における第１のシール領域（３９）と、前記第１のシール領域の外周にありかつ前記第２の面にある第２のシール領域（８）と、前記第２のシール領域の外周にありかつ前記第１の面にある第３のシール領域（３０）とにより取り囲まれており、互いに対向して配置された残りの２つのホール（１８，２１）は、各々が第７の直径を有し、かつ、前記第２の面における第１のシール領域（８）と、前記第１のシール領域の外周にありかつ前記第１の面にある第２のシール領域（３０）とにより取り囲まれており、前記第６の直径を有するポートホール（１７，２０）の周囲の第２のシール領域（８）が、全て、プレート（３４）内で最も近接して配置された第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の前記第１のシール領域（８）と一体に形成され、これら２つのシール領域（８）が、一緒になって熱交換流体のための分配領域（８）を構成し、かつ、第６の直径を有するポートホール（１７，２０）の周囲の第３のシール領域（３０）が、全て、前記プレート内で最も近接して配置された第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の第２のシール領域（３０）と一体に形成されており、
前記第６の直径を有するポートホール（１７，２０）の周囲の第１のシール領域（３９）が、全て、熱交換流体がポートホール／流路（１７，２０）から前記分配領域（８）に流れることを可能にする半径方向の溝（９）を有し、同様に、前記第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の周囲の第１のシール領域（８）は、全て、前記プレート（３４）内の前記第７の直径を有するポートホール（１８，２１）の１つのための、熱交換流体が前記分配領域（８）から前記シール領域（３０）の後ろ側に流れ、そこからさらに前記プレート（３４）上に流出することを可能にする半径方向の溝（１０）を有する第２のポートホール（１７，１８；２０，２１）と、
互いに対向して配置された、第８の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホール（２８，２９）であって、各々が前記第２の面における第１のシール領域により取り囲まれている第３のポートホール（２８，２９）とを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項６】
前記第１の実施形態のプレート（３５）が、
互いに対向して配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホール（１９，２２）であって、その一方のポートホール（１９）が第４の直径を有し、かつ前記第２の面におけるシール領域により取り囲まれており、他方のポートホール（２２）が第５の直径を有し、かつ前記第１の面における内側シール領域と、前記第２の面における、前記第１のシール領域の外周に配置された外側シール領域とにより取り囲まれており、前記第５の直径は前記第４の直径よりも小さい第１のポートホール（１９，２２）と、
対をなして互いに対向して配置されたほぼ円形の４つの第２のポートホール（２３，２３’，２４，２４’）であって、互いに対向して配置されたポートホールの２つ（２３，２３’）は、各々が第６の直径を有し、かつ、前記第２の面における第１のシール領域（４０）と、前記第１のシール領域の外周にありかつ前記第１の面にある第２のシール領域（２５）とにより取り囲まれており、互いに対向して配置された残りの２つのホール（２４，２４’）は、各々が第７の直径を有し、かつ、前記第２の面における第１のシール領域（４１）と、前記第１のシール領域外周にありかつ前記第１の面にある第２のシール領域（２５）とにより取り囲まれており、前記第２の面におけるさらなるシール領域（４２）と前記第１の面におけるシール領域（４３）が、前記第２のシール領域（２５）の各々を前記プレートの波状部（７）から分割し、前記第６の直径を有するポートホール（２３，２３’）の周囲の第２のシール領域（２５）が、プレート内で最も近接して配置された、前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）の周囲の第２のシール領域（２５）と一体に形成され、このように一体に形成されたシール領域（２５）が、全て、前記ポートホール（２３，２３’，２４，２４’）と関連する２つのほぼ半径方向の溝（２６，２７）を有し、一方の前記溝（２６）が、前記第６の直径を有するポートホール（２３，２３’）と、最も近接して配置された前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）とを連結し、溝（２６）による連結は、熱交換流体が前記ポートホール（２３，２３’，２４，２４’）間を流れることを可能にし、プレート（３５）内の、前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）の１つにある他方の前記溝（２７）が、流体がまたさらなるシール領域（４２）を通り、そしてプレート（３５）の波状部（７）上に流出することを可能にする、第２のポートホール（２３，２３’，２４，２４’）と、
互いに対向して配置された、第８の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホール（２８，２９）であって、各々が前記第１の面における第１のシール領域により取り囲まれている第３のポートホール（２８，２９）とを有する請求項１に記載のプレート式熱交換器。
【請求項７】
前記第２の実施形態のプレート（３６）が、
互いに対向して配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホール（１９，２２）であって、その一方のポートホール（１９）が、第５の直径を有し、かつ、前記第２の面における内側シール領域と、前記第１の面における、前記内側シール領域の外周に配置された外側シール領域とにより取り囲まれており、他方のポートホール（２２）が第４の直径を有し、かつ前記第１の面におけるシール領域により取り囲まれており、前記第４の直径が前記第５の直径よりも大きい第１のポートホール（１９，２２）と、
対をなして互いに対向して配置されたほぼ円形の４つの第２のポートホール（２３，２３’，２４，２４’）であって、互いに対向して配置されたポートホールの２つ（２３，２３’）は、各々が第６の直径を有し、かつ、前記第１の面における第１のシール領域（４０）と、前記第１のシール領域の外周にありかつ前記第２の面にある第２のシール領域（２５）とにより取り囲まれており、互いに対向して配置された残りの２つのホール（２４，２４’）は、各々が第７の直径を有し、かつ、前記第１の面における第１のシール領域（４１）と、前記第１のシール領域の外周にありかつ前記第２の面にある第２のシール領域（２５）とにより取り囲まれており、前記第１の面におけるさらなるシール領域（４２）と前記第２の面におけるシール領域（４３）が、前記第２のシール領域（２５）の各々を前記プレートの波状部（７）から分割し、
第６の直径を有するポートホール（２３，２３’）の周囲の第２のシール領域（２５）が、全て、プレート内で最も近接して配置された、前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）の周囲の前記第２のシール領域（２５）と一体に形成され、このように一体に形成されたシール領域（２５）が、全て、ポートホール（２３，２３’，２４，２４’）と関連するほぼ半径方向の２つの溝（２６，２７）を有し、一方の前記溝（２６）は、前記第６の直径を有するポートホール（２３，２３’）と、最も近接して配置された前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）とを連結し、熱交換流体が前記ポートホール（２３，２３’，２４，２４’）間を流れることを可能にし、他方の前記溝（２７）は、プレート（３６）内の、前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）の１つにあり、流体がまたさらなるシール領域（４２）を通り、そしてプレート（３６）の波状部（７）上に流出することを可能にする、第２のポートホール（２３，２３’，２４，２４’）と、
互いに対向して配置された、第８の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホール（２８，２９）であって、各々が前記第２の面における第１のシール領域により取り囲まれている第３のポートホール（２８，２９）とを有する請求項１または６に記載のプレート式熱交換器。
【請求項８】
前記第４の実施形態のプレート（３７）が、
互いに対向して配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホール（１９，２２）であって、その一方のポートホール（１９）が、第５の直径を有し、かつ、前記第１の面における内側シール領域と、前記第２の面における、前記内側シール領域の外周に配置された外側シール面とにより取り囲まれており、他方のポートホール（２２）が第４の直径を有しかつ前記第２の面におけるシール領域により取り囲まれており、前記第４の直径が前記第５の直径よりも大きい第１のポートホール（１９，２２）と、
対をなして互いに対向して配置されたほぼ円形の４つの第２のポートホール（２３，２３’，２４，２４’）であって、互いに対向して配置されたポートホールの２つ（２３，２３’）は、各々が第６の直径を有し、かつ、前記第２の面における第１のシール領域（４０）と、前記第１のシール領域外周にありかつ前記第１の面にある第２のシール領域（２５）とにより取り囲まれており、互いに対向して配置された残りの２つのホール（２４，２４’）は、各々が第７の直径を有し、かつ、前記第２の面における第１のシール領域（４１）と、前記第１のシール領域外周にありかつ前記第１の面にある第２のシール領域（２５）とにより取り囲まれており、前記第２の面におけるさらなるシール領域（４２）と前記第１の面におけるシール領域（４３）が、前記第２のシール領域（２５）の各々を前記プレートの波状部（７）から分割し、前記第６の直径を有するポートホール（２３，２３’）の周囲の第２のシール領域（２５）が、前記プレート内で最も近接して配置された前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）の周囲の第２のシール領域（２５）と一体に形成され、このように一体に形成されたシール領域（２５）が、全て、ポートホール（２３，２３’，２４，２４’）と連結する２つのほぼ半径方向の溝（２６，２７）を有し、一方の前記溝（２６）は、前記第６の直径を有するポートホール（２３，２３’）と、最も近接して配置された、前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）とを連結し、熱交換流体が前記ポートホール（２３，２３’，２４，２４’）間を流れることを可能にし、他方の前記溝（２７）は、前記プレート（３７）の前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）の１つにあり、流体がまたさらなるシール領域（４２）を通り、そして前記プレート（３７）の波状部（７）上に流出することを可能にする、第２のポートホール（２３，２３’，２４，２４’）と、
互いに対向して配置された、第８の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホール（２８，２９）であって、各々が前記第１の面における第１のシール領域により取り囲まれている第３のポートホール（２８，２９）とを有する請求項１、６、７のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項９】
前記第４の実施形態のプレート（３８）が、
互いに対向して配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホール（１９，２２）であって、その一方のポートホール（１９）が、第４の直径を有しかつ前記第１の面におけるシール領域により取り囲まれ、他方のポートホール（２２）が第５の直径を有し、かつ、前記第２の面における内側シール領域と、前記第１の面における、前記内側シール領域の外周に配置された外側シール面とにより取り囲まれており、前記第５の直径が前記第４の直径よりも小さい第１のポートホール（１９，２２）と、
対をなして互いに対向して配置されたほぼ円形の４つの第２のポートホール（２３，２３’，２４，２４’）であって、互いに対向して配置されたポートホールの２つ（２３，２３’）は、各々が第６の直径を有し、かつ、前記第１の面における第１のシール領域（４０）と、前記第１のシール領域の外周にありかつ前記第２の面にある第２のシール領域（２５）とにより取り囲まれており、互いに対向して配置された残りの２つのホール（２４，２４’）は、各々が第７の直径を有し、かつ、前記第１の面における第１のシール領域（４１）と、前記第１のシール領域の外周にありかつ前記第２の面にある第２のシール領域（２５）とにより取り囲まれており、前記第１の面におけるさらなるシール領域（４２）と前記第２の面におけるシール領域（４３）が、前記第２のシール領域（２５）の各々を前記プレートの波状部（７）から分割し、
前記第６の直径を有するポートホール（２３，２３’）の周囲の第２のシール領域（２５）が、プレート内で最も近接して配置された、第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）の周囲の第２のシール領域（２５）と一体に形成され、このように一体に形成されたシール領域（２５）が、全て、ポートホール（２３，２３’，２４，２４’）と関連する２つのほぼ半径方向の溝（２６，２７）を有し、一方の前記溝（２６）は、前記第６の直径を有するポートホール（２３，２３’）と、最も近接して配置された前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）とを連結し、熱交換流体が前記ポートホール（２３，２３’，２４，２４’）間を流れることを可能にし、他方の前記溝（２７）は、前記プレート（３８）の、前記第７の直径を有するポートホール（２４，２４’）の１つにあり、流体がまたさらなるシール領域（４２）を通り、そして前記プレート（３８）の波状部（７）上に流出することを可能にする、第２のポートホール（２３，２３’，２４，２４’）と、
互いに対向して配置された、第８の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホール（２８，２９）であって、各々が前記第２の面における第１のシール領域により取り囲まれている第３のポートホール（２８，２９）とを有する請求項１、６、７、８のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１０】
前記第５の直径が前記第８の直径と同一寸法である請求項２〜９のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１１】
前記第６の直径が前記第７の直径と同一寸法である請求項２〜１０のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１２】
熱交換プレート（３１〜３８）が、ほぼ矩形または正方形であり、全てのプレート（３１〜３８）が３つのポートホール（１１，１４，１６，１９，２２，２８）を第１の側方縁部に沿って有し、かつ、少なくとも３つのポートホール（１２，１３，１５，１７，１８，２０，２１，２３，２４，２９）を、前記第１の側方縁部に対向する第２の側方縁部に沿って有する、請求項２〜１１のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１３】
熱交換プレート（３１〜３８）の各々が、プレートの全周囲に沿って存在するフランジ状の縁部を有するように形成され、前記縁部が、プレートの延長部の主面とある角度を成し、かつプレートコア内の隣接するプレート上の対応する縁部に支持されている、請求項２〜１２のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項１４】
プレートコア内で互いに接触する面が、例えば鑞付けにより流体が漏れないように緊密に接合されている、請求項２〜１３のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱交換プレートを有する少なくとも１つのプレートのコアと、少なくとも２つの端部プレートと、熱交換流体のための入口および出口とを含む、３つの熱交換流体のためのプレート式熱交換器に関する。本発明は、また、冷却に用いられるプレート式熱交換器に関する。
技術分野
３つの熱交換流体のためのプレート式熱交換器は、多くの可能な適用分野を有する。プレート式熱交換器は、例えば、冷却システム内を流れる冷媒を蒸発させるための蒸発器として用いられ得る。このような冷却システムは、通常、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁および蒸発器を含む。この種のシステムにおいて蒸発器として用いられるプレート式熱交換器は、しばしば、互いに溶接またはろう付けされた熱交換プレートを有するが、熱伝達プレート間をシールするためのパッキンもまた用いられ得る。
背景技術
米国特許第５の，４６２，１１３号は、３つの異なる流体のための流路をプレート間に有するプレート式熱交換器を開示している。３つの流体は、第１の流体のための通路が、残りの２つの流体のための全ての通路の両側に存在するように、プレートコアに配送される。好ましい実施形態において、通路は２つの異なる種類のプレートを用いてつくられる。３つの流体のための流入路および流出路を形成する開口部にて隣接しているプレート間の良好なシールは、ポートの周囲に領域を設け、それにより環状の平坦な領域を有するシステムを作ることにより形成される。
３つの熱交換流体のための熱交換器の構造は、部分負荷に関する動作上の柔軟な解決の可能性をもたらす。しかしながら、熱交換器は、まだ最大限に効率的ではない。
発明の開示
本発明は、熱交換プレートを有する少なくとも１つのプレートコアと、少なくとも２つの端部プレートと、熱交換流体のための入口および出口と含む、３つの熱交換流体のためのプレート式熱交換器を含む。各熱交換プレートには、各流体のための、プレートコア内を通じる流入路および流出路を形成する、６つのポートホールが設けられている。１つの流体のための前記流路は、１つおきのプレート間空間と流体が流れるように連通しており、残りの２つの前記流体の各々のための前記流路が、残りのプレート間空間の１つおきのプレート間空間で交互に流体が流れるように連通している。
各熱交換プレートには、２つの平行な第１および第２の面により形成された領域内を鉛直方向に延びる１つまたはいくつかの波状部を有する中央熱交換部が設けられており、波状部は、それぞれ互いに間隔をあけて配置されており、一緒になってプレートの厚みを定め、いずれもプレートコア内の全てのプレートおよびプレート式熱交換器の端部プレートとほぼ平行である。第１面は第２の面よりも、熱交換器の一端の第１の端部プレートに近く、かつ、第２の面は第１面よりも、熱交換器の他端の第２の端部プレートに近い。
熱交換プレートは、プレートコア内に、４つの異なる実施形態として交互に存在する。それにより、第１の実施形態のプレートが第２の実施形態のプレートおよび第４の実施形態のプレートの隣りに取り付けられている。第２の実施形態のプレートが第３の実施形態のプレートおよび第１の実施形態のプレートの隣りに取り付けられている。第３の実施形態のプレートが第４の実施形態のプレートおよび第２の実施形態のプレートの隣りに取り付けられている。さらに、第４の実施形態のプレートが第１の実施形態のプレートおよび第３の実施形態のプレートの隣りに取り付けられている。
ポートホールは対で、それぞれの熱交換流体が通過するようになっており、このような対の各々のポートホールは、ポートホールの中心間に引かれた真直な線が熱伝達部分を同様な２つの部分に分割するように、熱伝達部分の両側に配置されている。
第１の実施形態のプレートは、第１の流体のためのほぼ円形の２つの第１のポートホールであって、各々が、第１の直径を有し、前記プレートコア内で最も近くに隣接して接触する２つのプレートの第１のプレートのポートホールの周囲のシール領域をシールする前記第１面におけるシール領域により取り囲まれている第１のポートホールと、
第２の流体のためのほぼ円形の２つの第２のポートホールであって、各々が前記第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、かつ、前記プレートコア内で最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの第２のプレートのポートホールの周囲のシール領域をシールする前記第２の面における第１のシール領域と、前記第１のシール領域の外側に配置されかつ前記第１面にあり、プレートコア内で最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの前記第１のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする第２のシール領域とにより取り囲まれている第２のポートホールと、
第３の流体のための、第３の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホールであって、各々がプレートコア内で最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの前記第２のプレート内の同一寸法のポートホールの周囲のシール領域をシールする前記第２の面におけるシール領域により取り囲まれている第３のポートホールとを有する。
前記第２の実施形態のプレートは、第１の流体のためのほぼ円形の２つの第１のポートホールであって、各々が、第１の直径を有し、前記プレートコア内で最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの第２のプレートのポートホールの周囲のシール領域をシールする前記第２の面におけるシール領域により取り囲まれている第１のポートホールと、
第２の流体のためのほぼ円形の２つの第２のポートホールであって、各々が第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、かつ、プレートコア内で最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの第１のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする前記第１面における第１のシール領域と、前記第２の面において第１のシール領域の外側にこれと同心状に配置されて、プレートコア内で最も近くに隣接して接触する前記２つのプレートのうちの前記第２のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする第２のシール領域とにより取り囲まれている第２のポートホールと、
第３の流体のための、第３の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホールであって、各々がプレートコア内で最も近くに隣接して接触する前記２つのプレートのうちの前記第１のプレート内の同一寸法のポートホールの周囲のシール領域をシールする前記第１面に配置されたシール領域により取り囲まれている第３のポートホールとを有する。
第３の実施形態のプレートは、前記第２の流体のためのほぼ円形の２つの第１のポートホールであって、各々が第１の直径を有し、プレートコア内で最も近くに隣接した２つのプレートのうちの第１のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする前記第１面におけるシール領域により取り囲まれており、対応するシール領域を有する前記第１のポートホールが、前記プレート上で、第１の実施形態のプレート上の、対応するシール領域を有する第２のポートホールの位置に対応する位置に配置されている第１のポートホールと、
前記第１の流体のためのほぼ円形の２つの第２のポートホールであって、各々が第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、かつ、プレートコア内で最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの第２のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールするための前記第２の面における第１のシール領域と、第１のシール領域の外側にこれと同心状に配置されかつ前記第１面にあり、プレートコア内で最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの前記第１のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする第２のシール領域とにより取り囲まれている第２のポートホールと、
前記第３の流体のための、第３の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホールであって、各々がプレートコア内で最も近くに隣接して接触する前記２つのプレートのうちの前記第２のプレート内の同一寸法のポートホールの周囲のシール領域をシールする第２の面におけるシール領域により取り囲まれている第３のポートホールとを有する。
第４の実施形態のプレートは、前記第２の流体のためのほぼ円形の２つの第１のポートホールであって、各々が第１の直径を有し、プレートコア内で最も近くに隣接した２つのプレートのうちの第２のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする前記第２の面におけるシール領域により取り囲まれており、対応するシール領域を有する第１のポートホールが、プレート上で、第２の実施形態のプレート上の、対応するシール領域を有する第２のポートホールの位置に対応する位置に配置されている第１のポートホールと、
前記第１の流体のためのほぼ円形の２つの第２のポートホールであって、各々が第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、かつ、プレートコア内で最も近くに隣接した２つのプレートのうちの第１のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする前記第１面における第１のシール領域と、第１のシール領域の外側にこれと同心状に配置されかつ前記第２の面にあり、プレートコア内で最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの前記第２のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする第２のシール領域とにより取り囲まれている第２のポートホールと、
前記第３の流体のための、第３の直径を有するほぼ円形の２つの第３のポートホールであって、各々がプレートコア内で最も近くに隣接した２つのプレートのうちの前記第１のプレート内の同一寸法のポートホールの周囲のシール領域をシールする前記第１面におけるシール領域により取り囲まれている第３のポートホールとを有する。
熱交換の本実施形態は、協働して熱交換する２つの流体がプレート間空間内でプレート上を対角線状に流れ得るため、熱伝達面の効率的な利用を開示している。これにより流体は、プレートの全幅にわたって良好に拡がり、プレート間空間内の流路は良好に利用される。
本発明は、また、熱交換プレートを有する少なくとも１つのプレートコアと、少なくとも２つの端部プレートと、熱交換流体のための入口および出口とを含む、３つの熱交換流体の冷却に用いられるプレート式熱交換器を含む。熱交換プレートには、プレートコアを通過する流体のための流入路および流出路を形成するポートホールが設けられており、１つの流体のための流路が、１つおきのプレート間空間で流体が流れるように連通しており、残りの２つの流体の各々のための前記流路が、残りのプレート間空間の１つおきのプレート間空間で交互に流体が流れるように連通している。
熱交換プレートには、各々が２つの平行な第１および第２の面により形成された領域内を鉛直方向に延びる１つまたはいくつかの波状部が設けられており、波状部は、それぞれ、互いに間隔をあけて配置され、一緒になって前記プレートの厚みを定め、プレートコア内の全てのプレートと、プレート式熱交換器の端部プレートとの両方にほぼ平行であり、それにより、第１面は第２の面よりも、熱交換器の一端にある第１の端部プレートに近く、第２の面は第１面よりも、熱交換器の他端にある第２の端部プレートに近い。
熱交換プレートが、プレートコア内に４つの異なる実施形態として交互に存在する。第１の実施形態のプレートが、第２の実施形態のプレートおよび第４の実施形態のプレートの隣りに取り付けられている。第２の実施形態のプレートが、第３の実施形態のプレートおよび前記第１の実施形態のプレートの隣りに取り付けられている。第３の実施形態のプレートが、第４の実施形態のプレートおよび前記第２の実施形態のプレートの隣りに取り付けられている。さらに、第４の実施形態のプレートが、第１の実施形態のプレートおよび第３の実施形態のプレートの隣りに取り付けられている。
流体の２つの各々のためのポートホールが、プレートコアを通る少なくとも２つの流入路を形成し、これらの流入路が、流体の各々のために、流体が、一方の流入路から目的のプレート間空間に流れる途中で他方の流入路を通過させられるように、流入路に沿った幾つかの場所にて互いに流体が流れるように連通している。
熱交換器の実施形態は、熱伝達面の効率的な利用を示す。なぜなら、２つの流体の各々のための２つの流入路が、これらの流体を、それぞれの流体が向けられるプレート間空間に特に均等に分配することに役立ち、それによりプレート式熱交換器が効率的になるからである。
本発明を特徴づける事項は特許請求の範囲から明らかである。
ここで本発明のプレート式熱交換器の実施形態に関し、添付の図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
図１は、熱交換プレートと、端部プレートと、熱交換流体のための入口および出口とを有する、本発明による永久接合プレート式熱交換器の断面図である。
図２は、図１の熱交換プレートの異なる４つの実施形態の各々の要部正面図を示す。
図３ａは、冷却用の熱交換プレートの実施形態の要部斜視図を示し、プレートには分配領域が設けられている。
図３ｂは、図３ａのプレートの分配領域を有する部分の拡大図である。
図４ａは、図３のプレートからつくられたプレートコア内の前面プレートを示す。
図４ｂは、プレートコアを図４ａのＥ−Ｅで切った断面図である。
図４ｃは、プレートコアを図４ａのＢ−Ｂで切った断面図である。
図４ｄは、プレートコアを図４ａのＡ−Ａで切った断面図である。
図５ａは、冷却用の熱交換プレートの第１の別の実施形態の一部（角部）の要部正面図を示す。
図５ｂは、流入路が開放される前の図５ａのプレート角部の一部を示す。
図６ａは、流入路が開放される前の冷却用の熱交換プレートの第１の別の実施形態の正面図を示す。
図６ｂは、流入路が開放される前の冷却用の熱交換プレートの第２の別の実施形態の正面図を示す。
図６ｃは、流入路が開放される前の冷却用の熱交換プレートの第３の別の実施形態の正面図を示す。
図６ｄは、流入路が開放される前の冷却用の熱交換プレートの第４の別の実施形態の正面図を示す。
発明を実施するための最良の形態
図１に、図２の熱交換プレートを有する永久的接合プレート式熱交換器の断面図が示されている。プレートは４つの異なる実施形態１〜４を含む。この実施形態では１６のプレートから成るプレートコアは、もちろん所望の寸法につくられ得る。プレートコアは、その端部が、熱交換プレートよりも厚い端部プレート５によって完成されている。この実施形態では熱交換流体の入口および出口を構成する６つの連結部６が、端部プレート５の一方に存在する。
熱交換プレート１〜４には、ポートホール１１〜１６が設けられている。プレートコア内で、それらのポートホールは、ポートホール１１が、熱交換流体、例えば冷却される流体の流入路を形成し、また、ポートホール１３および１５が、それぞれ、残りの２つの流体、例えば２つの冷媒の流入路を形成するように、一列に並んでいる。同様に、ポートホール１２は、熱交換流体、例えば冷却される流体の１つのための流出路を形成し、ポートホール１４および１６は、それぞれ、残りの２つの熱交換流体、例えば冷媒の流出路を形成する。
プレート式熱交換器には、慣用的に、熱交換プレート間にシール部材が備えられている。これにより、シールされた流体路がプレート間に形成される。熱交換流体の１つ、例えば前記した冷却される流体が、１つおきのプレート間空間に流れ込み得る。他の熱交換流体、例えば前記した冷媒は、残りの１つおきのプレート間空間に、交互に流れ込み得る。このように、本発明に従えば、冷却される熱交換流体を含む全てのプレート間空間が、その一方の側に、１つの冷媒を有するプレート間空間を有し、かつ、他方の側に、もう１つの冷媒を有するプレート間空間を有する。
熱交換プレート１〜４には、平行な尾根状部を形成する波状部が設けられており、この波状部は、隣接する熱交換プレートの尾根状部とプレート間空間において互いに交差しかつ互いに支え合うように延びている。冷却される流体の流路として機能するプレート間空間の全てが、ポートホール１１により形成された流入路と連通している。同様に、それぞれの冷媒の流路として機能するプレート間空間が、各々、ポートホール１３および１５のそれぞれにより形成された流入路と連通している。ポートホール１２により形成された流出路は、流体の１つ、例えば冷却される流体のためのプレート間空間と連通しており、また、ポートホール１４および１６により形成された流出路は、それぞれ、残りの２つの流体、例えば冷媒１および冷媒２のためのプレート間空間と連通している。
ポートホール／流路１１および１２を利用する流体は、プレートの長辺またはプレートの側方縁部の２つとほぼ平行に流れる。残りの２つの流体、例えば冷媒は、プレート上をほぼ斜め方向に流れる。すなわち、冷媒１はポートホール／流路１３を通って流入し、そしてポートホール／流路１４を通って流出し、一方、冷媒２はポートホール／流路１５を通って流入し、そしてポートホール／流路１６を通って流出する。図２において、矢印が媒体の主な流れの方向を示しており、実線の矢印は、プレートの片側における流れ、すなわち図２のプレートの手前側における流れを示し、点線の矢印は、プレートの他方側における流れ、すなわち図２のプレートの後ろ側における流れを示す。プレートは、共通に、ほぼ矩形または正方形である。他の形状ももちろん可能である。
図２に見られるように、プレートコアは、４つの異なる実施形態のプレートからつくられており、ポートホール１３〜１６の寸法および実施形態を考慮しなければ、４つのプレートは１つおきに同一の実施形態である。ポートホールの内側円はポート縁部を示し、ポートホールの他の同心円はシール縁部を示す。これらの他の同心円が実線で描かれている場合には、シール縁部はプレートの片側、すなわち図２のプレートの手前側にあり、同心円が点線で描かれている場合には、シール縁部はプレートの他方の側、すなわち図２のプレートの後ろ側にある。
４つのポートホール１３〜１６は、最初から２つの同心状のシール領域と共に構成されており、２つのうち１つの領域は、波状部の一方の面、すなわち図２のプレートの手前側にあり、もう１つの領域は、波状部の他方の面、すなわち図２のプレートの後ろ側にある。これらのシール領域のうち半径方向外側にあるものは、処理流体のポー卜流路と処理される流体のプレート間空間との間をシールするために、図１の２８に示すように、隣接して接触するプレート上の対応する領域と永久的に接合されている。半径方向内側のシール領域は、それぞれのポート流路１３〜１６に対応する処理流体のための１つおきのプレート間空間にあり、処理流体の２つの循環路の間にシールを形成するために、図１の２９に示すように、近接して接触するプレート上の対応する面と永久的に接合されている。処理流体の一方のために用いられるポート流路は、他方の処理流体のためのプレート間空間と連結しないものとする。しかし、当該ポート流路と連結される、処理流体のための残りのプレート間空間においては、内側のシール面は取り除かれている。
図２のプレートのポートホールは、同一寸法のホールが対になっており、かかる対のホールは、ホールの中心間に引かれた真直のラインが熱伝達部分を２つの同様な部分に分割するように熱交換部分の両側に配置されている。第１の実施形態のプレートは、プレート内でプレートの対角線上に互いに対向して配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホール１３，１４を有する。各ホールは第１の直径を有する。各ホールは、前記外側シール領域によって取り囲まれており、該外側シール領域は、プレートコア内で最も近くに隣接した２つのプレートのうちの第１のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする。シール領域は第１面にあり、第１面は、プレートコアの一端にある第１の端部プレートに対して、他方の面よりも近い位置にあり、第１および第２の面は、一緒になってプレートの厚みを定め、第１の端部プレートには、熱交換流体のための、プレート式熱交換器の連結部６が設けられている。
第１の実施形態のプレートは、さらに、第２の流体のためのほぼ円形の２つの第２のポートホール１５，１６を有する。ポートホール１５，１６は、プレート内でプレートの対角線上に互いに対向して配置されており、各々が第１の直径よりも小さい第２の直径を有する。また、ポートホール１５，１６は、前記第２の面にある第１のシール領域と、第１のシール領域の外側に同心状に配置されかつ前記第１の面にある第２のシール領域とによって取り囲まれている。第１のシール領域は、プレートコア内で第１の実施形態のプレートの最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの第２のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールし、第２のシール領域は、コアプレート内で第１の実施形態のプレートの最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの前記第１のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする。
さらに、ほぼ円形の２つの第３のポートホール１１，１２が、第３の流体のために第１の実施形態のプレート内にあり、プレート内で互いに真正面に対向して配置され、第３の直径を有している。ポートホール１１，１２は、各々が前記第２の面におけるシール領域によって取り囲まれている。このシール領域は、プレートコア内で第１の実施形態のプレートの最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの前記第２のプレート内のポートホールと同一寸法のポートホールの周囲のシール領域をシールする。
第１の実施形態のプレートと第２の実施形態のプレートを比較して、以下にその違いを示す。
前記第１の流体のためのほぼ円形の２つの第１のポートホールは、このシール領域は、プレートコア内で第２の実施形態のプレートの最も近くに隣接して接触する２つのプレートのうちの第２のプレート内のポートホールの周囲のシール領域をシールする、前記第２の面におけるシール領域を示している。他の２つのポートホールは、前記第２の流体のためのものであり、前記第１の面における第１のシール領域と、第１のシール領域の外側に同心的に配置され前記第２の面にある第２のシール領域とを示す。前記第３の流体のための２つの第３のポートホールは、各々が前記第１の面にあるシール面により取り囲まれている。波状部は別の方向に向けられている。
図２による第３の実施形態のプレートは、第１の実施形態によるプレートと以下のように異なる。
対角線上に互いに対向して配置され、各々が第１の直径を有し、かつ前記第１の面にあるシール領域により取り囲まれている２つの円形の第１のポートホールは、プレート上で、第１の実施形態におけるプレート内の対応するシール領域を有する第２のポートホールの位置に対応する位置に配置されており、そうして前記第２の流体のためのものである。２つの円形の第２のポートホールは、対角線上に対向して配置され、かつ、第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、前記第２の面における第１のシール領域と、前記第１の面において第１のシール領域の外側に同心状に配置された第２のシール領域とにより取り囲まれており、プレート上で、第１の実施形態におけるプレート内の対応するシール領域を有する第１のポートホールの位置に対応する位置にあり、そうして前記第１の流体のためのものである。前記第３の流体のための、互いに対向して配置された２つの円形の第３のポートホールに関しては、第３の実施形態のプレートと第１の実施形態のプレートとは同一である。
図２による第４の実施形態のプレートは、前記第２の実施形態のプレートと比較して、以下のように異なる。
対角線上に互いに対向して配置された、シール領域を有する２つの円形の第１のポートホールは、プレート上で、第２の実施形態におけるプレート内の対応するシール領域を有する第２のポートホールの位置に対応する位置に存在し、そうして前記第２の流体のためのものである。対角線上に互いに対向して配置されかつシール領域を有する２つの円形の第２のポートホールは、プレート上で、第２の実施形態におけるプレート内の関連するシール領域を有する第１のポートホールの位置に対応する位置に存在し、そうして第１の流体のためのものである。前記第３の流体のためにあり、真直方向に互いに対向して配置され、かつ各々がシール領域に取り囲まれた２つの円形の第３のポートホールは、第４の実施形態のプレートにおいては、第２の実施形態のプレートと違いがない。
実施例において、前記第２の直径は前記第３の直径と同じ長さである。
プレートが蒸発器内で用いられる場合には、冷媒を全ての当該冷媒用プレート間空間に均等に分配することを保証する、特別に設計された入口構造が必要である。これを目的とした異なるタイプの分配装置が図３〜５に示されている。分配器を有するプレートは、通常、分配装置が直立プレートを有するプレートコアの下方部分にあるように向けられるが、他の使用形態もまた知られている。
図３および４によるプレートであって、正面から観察したプレートの参照番号を有するプレートを有するプレートコアにおいて、冷媒の１つは、斜め方向の流れに関連し、ポートホール／流路１７内に流入され、溝９内に流れ込み、溝９から流出し、隣接する２つのプレートのための、第１の分配領域８により形成された空間に入り、さらに、ポートホール／流路１８内に流れ込み、そして、溝１０を通ってプレート上に流出されて適切なプレート間空間内に入る。同様に、第２の冷媒がポートホール／流路２０に流入され、溝９の類似部分に流れ込み、そこから出て、隣接する２つのプレートのための、第１の分配領域８により作られた空間に入り、さらに、ポートホール／流路２１内に流れ込み、そして、溝１０の類似部分を通ってプレート上に流出されて適切なプレート間空間に入る。溝１０のうち１つのみが、各々のプレート上で開放されている。第１の冷媒はポートホール／流路１９を通り、また、他方の冷媒はポートホール／流路２２を通って、それぞれ熱交換器から出る。
また、図３および４によるプレートのタイプは、４つの実施形態３１〜３４に見られる。第１の実施形態のプレートは、プレートの同じ側縁に沿ってプレート内に対向して配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホール１９，２２を有する。２つのホールのうち１つのポートホール１９は第４の直径を有し、かつ前記第２の面にあるシール領域により取り囲まれており、２つめのポートホール２２は第５の直径を有し、かつ、前記第１の面にある内側シール領域と、内側シール領域の外周に配置された前記第２の面における外側シール領域とにより取り囲まれている。第５の直径は第４の直径よりも小さい。
さらに、第２のプレートタイプの第１の実施形態は、ほぼ円形の４つの第２のポートホール１７，１８，２０，２１を有する。ポートホール１７，１８，２０，２１の各対はプレートの同じ側縁に沿ってプレート内に対向的に配置されている。これらのホールのうち、互いに対向して配置された２つのホール１７，２０は、各々が、第６の直径を有し、前記第２の面における第１のシール領域３９と、第１のシール領域の外周に配置されかつ前記第１の面にある第２のシール領域８と、第２のシール領域の外周に配置されかつ前記第２の面にある第３のシール領域３０とによって取り囲まれている。互いに対向して配置された残りの２つのホール１８，２１は、各々が第７の直径を有し、かつ、前記第１の面にある第１のシール領域８と、第１のシール領域の外周に配置されかつ前記第２の面にあるシール領域３０とにより取り囲まれている。
シール領域は、第６の直径を有するポートホール１７，２０の周囲の第２のシール領域８が、全て、プレート内でポートホール１７，２０と最も近接して配置された、第７の直径を有するポートホール１８，２１の周囲の第１のシール領域８と一体構造に、そして、これら２つのシール領域８が、プレートの第２の側、すなわち図３のプレートの後ろ側に、共に熱交換流体のための分配領域８を形成するように、特別に設計されている。さらに、第６の直径を有するポートホールの周囲の第３のシール領域３０は、全て、プレート内でこのポートホールと最も近接して配置された、第７の直径を有するポートホールの周囲の第２のシール領域と一体的に設計される。
第６の直径を有するポートホール１７，２０の周囲の第１のシール領域３９は、全て、熱交換流体がポートホール／ポート流路１７，２０から分配領域８へと送られることを可能にする半径方向の溝９を有する。同様に、第７の直径を有するポートホール１８，２１の周囲の第１のシール領域８は、全て、半径方向の溝１０を有する。溝１０は、プレート内の第７の直径を有するポートホール１８，２１のうちの１つのためにあり、熱交換流体が分配領域８からシール領域３０の後ろ側に配送され、そこからさらにプレート上に配送されることを可能にする。すなわち、全てのプレート上の２つの溝１０の一方が「開放」されているときに他方は「閉鎖」されている。
前記第１の実施形態のプレート上に、真正面に対向して配置されかつ第８の直径を有する、ほぼ円形の２つの第３のポートホール２８，２９があり、各々が前記第１の面における第１のシール領域によって取り囲まれている。
第２の実施形態であるプレート３２は、第１の実施形態のプレート３１と以下のように異なる。
互いに対向して配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホールは、プレート内で位置が変更されている。さらに、全てのシール領域の位置が、第１の面から第２の面に、または前記第２の面から前記第１の面に変更されている。
対をなして互いに対向してプレート内に配置されている４つの円形の第２のポートホールに関しては、存在する全てのシール領域の位置が、前記第１の面から前記第２の面に、または逆に変更されている。
真正面に互いに対向して配置された２つの円形の第３のポートホールに関しては、各々が、前記第２の面にあるシール領域によって取り囲まれている。
波状部は、別の方向に向けられている。
第３の実施形態のプレート３３は、第１の実施形態のプレート３１と比較して以下のように異なる。
プレート内で互いに対向して配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホールは、プレート内で位置が変更されている。
第４の実施形態のプレート３４は、第１の実施形態のプレート３１と比較して以下のように異なる。
全てのシール領域は、その位置が、前記第１の面から前記第２の面に、または逆に変更されている。波状部は別の方向に向けられている。
図５ａのプレートを有するプレートパッケージにおいては、図３および４のプレートと比較すると、分配領域８が、排水領域２５と組み合わされた溝２６，２７に替えられており、それにより、ポートホール／流路２３内に流入した冷媒は、溝２６を通ってポートホール／流路２４に流れ込み、そして、溝２７を通ってプレート全体の好適なプレート間空間に分配される。溝２７のうち、冷媒を分配することを目的とする溝のみが、ポートホール／流路２４と流体が流れるように連通しており、他の溝は「閉鎖」されている。詳細は図５ｂのＢを参照されたい。溝２７は、熱交換器の組立てに関連して、プレートを押すときに押されて「閉鎖」され、また、その後、必要であれば開放され得る。また、例えば長さおよび断面積が異なる幾つかの溝２７であって、開放に最も便利であると思われる溝のみが、圧力降下が異なる冷媒に適合するため、全てのプレート上で、ポートホール／流路２４とプレート間空間の熱交換部分との間に平行に存在し得る。プレートの１つの角部のみが図５ａに示されている。それにより、対向する角部は同一の外観を有するが左右が逆であること、そして、ポートホール２３に対応する部分としてポートホール２３’が示され、ポートホール２４に対応する部分としてポートホール２４’が示されることが理解されるであろう。
したがって、図５ａの第１の実施形態のプレート３５は、プレート３１と同様に、プレート内で互いに対向しかつ同一の側縁に沿って配置されたほぼ円形の２つの第１のポートホール１９，２２を有する。それらの１つであるポートホール１９は、第４の直径を有し、かつ前記第２の面にあるシール領域によって取り囲まれている。他方のポートホール２２は第５の直径を有し、かつ、前記第１の面にある内側シール領域と、内側シール領域の外側に配置された前記第２の面の外側シール領域とにより取り囲まれている。第５の直径は第４の直径よりも小さい。
プレート３５は、さらに、ほぼ円形の４つの第２のポートホール２３，２３’，２４，２４’を有する。ポートホールの各対は、プレート内で同一側縁に沿って互いに対向して配置されている。互いに対向して配置されている２つのホール２３，２３’は、各々第６の直径を有し、前記第２の面における第１のシール領域４０と、第１のシール領域の外周に配置されかつ前記第１の面にある第２のシール領域２５とにより取り囲まれている。互いに対向して配置されている残りの２つのホール２４，２４’は、各々第７の直径を有し、前記第２の面における第１のシール領域４１と、第１のシール領域の外周に配置されかつ前記第１の面にある第２のシール領域２５とにより取り囲まれている。前記第２の面におけるさらに別のシール領域４２と、前記第１の面におけるシール領域４３は、他のシール領域２５の各々をプレートの波状部から分割し、それにより、シール領域４３はシール領域４２と波状部との間に延びる。
第６の直径を有するポートホールの周囲の第２のシール領域２５は、全て、プレート内で最も近接して配置されており、第７の直径を有するポートホールの周囲のシール領域２５と一体的につくられ、ポートホールに対してほぼ半径方向の２つの溝２６，２７を有している。１つの溝２６は、第６の直径のポートホール２３と、ポートホール２３に最も近接して配置された第７の直径のポートホール２４とを連結して、熱交換流体がポートホール２３と２４の間を流れることを可能にしている。プレート内にある、ポートホールの１つの第７の直径のポートホール２４にある第２の溝２７は、流体が、また、さらなるシール領域４２に流れ、プレートの波状部の上に流出することを可能にする。
プレート３１と同様に、真正面に互いに対向して配置されたほぼ円形の２つの第３のポートホール２８，２９がある。ポートホール２８，２９は第８の直径を有し、各々が前記第１の面における第１のシール領域によって取り囲まれている。
第２の実施形態のプレート３６は、第１の実施形態のプレート３５と以下のように異なる。
互いに対向して配置されている円形の２つの第１のポートホール１９，２２は、プレート内で位置が変更されている。さらに、プレート上の全てのシール領域の位置が、前記第１の面から前記第２の面に、または逆に変更されている。波状部が別の方向に向けられている。
第３の実施形態のプレート３７は、第１の実施形態のプレート３５と比較して以下のように異なる。
互いに対向して配置された円形の２つの第１のポートホールは、プレート内で位置が変更されている。
第４の実施形態のプレート３８は、第１の実施形態のプレート３５と比較して以下のように異なる。
全てのシール領域の位置が、前記第１の面から前記第２の面に、または逆に変更されている。波状部は別の方向に向けられている。
前記第５の直径は、前記第８の直径と同一の寸法であり得る。前記第６の直径は前記第７の直径と同一の寸法であり得る。
全てのタイプのプレートが、わずかな改良を施こされれば、流体がプレートの側方縁部の２つとほぼ平行に流れるようになっているプレート式熱交換器においても用いられ得る。これは特に、図３〜５のプレートにあてはまる。なぜなら、図３〜５の実施形態のポートホールの直径が、斜め方向の流れに適合するのと全く同様に平行な流れにも適合するからである。しかし、シール領域が存する面は、適切に変更されなければならない。
プレートのタイプまたは実施形態に関係なく、全ての熱交換プレートの各々が、プレートの全周を取り囲むフランジ状の縁部を有するように形成され得る。この縁部は、プレートの延長部の主面とある角度を成し、かつ、プレートコア内の隣接するプレート上の対応する縁部に支持される。プレートコア内の相互支持面に、例えば新たに述べたフランジ状の縁部が、例えば鑞付けにより流体を漏らさないように緊密に接合され得る。
プレートは、しばしば、薄いスチールプレートとしてつくられるが、他の材料、例えばチタン、セラミック材料なども用いられ得る。
前記の発明は、整然とした方法で、一方で、斜め方向の流れの原理および／または熱調節流体の幾つかの流入路を用いる有効な熱伝達器と、他方で、３つの流体が存在することによる熱交換器の柔軟な部分負荷調節の可能性とを組み合わせている。熱調節される流体は、全て、熱調節流体の両方と接触しているプレート間空間内にある。熱交換器に送られる熱調節流体の１つの配送を減少または排除することで熱交換器の作用を意図的に縮小することにより、全てのプレート間空間で、排除されていない熱調節流体と調節される流体との接触が残される。この残った作用が有効であるということは、除去されなかった熱調節流体がプレート上を斜めに流れ、それにより熱調節流体がプレートの全幅にわたって効率的に拡がり、それは、より広い幅を有する熱交換プレートにとってより重要となるということ、および／または、変わらない流体が、いくつかの流入路を通過させられることにより、当該プレート間空間の全てにわたって一様に分配されるということにより保証される。
厚い端部プレート５を有さないプレート式熱交換器を考えることも可能である。その代わり、プレートコアは、その両端部が、プレスされた熱交換プレートにより完成され、したがって、プレートコアの一端部のプレートにはホールが全くなくてよい。
プレートの製造を単純化するために、例えば、図２のプレートの実施形態に関し、プレートの角部の４つのポートホール１３，１４，１５，１６が全て同一の直径を有するようにつくられた２つのタイプのプレートのみをプレスすることが可能であり、熱交換器の構成時にはさらに大きくなくてはならないポートホールは、プレス後にある程度まで、例えばホールの周りを取り囲むシール領域の範囲内で切断されまたはパンチ抜きされる。
さらに、本発明のプレートをプレート式熱交換器内で２つの流体のみのために単純化して用いることが可能である。これにより、１つの流体は、例えば、図２の第１および第２の実施形態のプレートのみを用い得る。１つの冷媒の流路への入口を完全に閉鎖し、同時に２つの流出路を統合することも可能である。
本発明は、ここに示した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に合わせて変更され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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