(57)【要約】  プレート熱交換器用のプレート・パッケージの製造方法、そのようなプレート・パッケージを使用するプレート熱交換器、及びそのようなプレート・パッケージを製造するためのレーザー加工、電子ビーム加工、プラズマ加工、パンチング加工又は孔あけ加工を用いた孔形成方法の使用。本発明は、その方法によって形成された、複数の第１熱交換器プレート（Ａ）及び複数の第２熱交換器プレート（Ｂ）を含むプレート・パッケージ（Ｐ）にも関する。各熱交換器プレート（Ａ、Ｂ）は第１ポートホール（８）を有する。そして、熱交換器プレート（Ａ、Ｂ）のうちの少なくとも１つにおける前記ポートホール（８）は周縁（２０）によって囲まれる。複数の周縁（２０）が一緒にプレート・パッケージ（Ｐ）を通って延びているインレットチャネル（９）を画定するような方法で、第１熱交換器プレート（Ａ）及び第２熱交換器プレート（Ｂ）は各々に連結されて、並んで配置される。第１及び／又は第２熱交換器プレート（Ａ、Ｂ）の周縁（２０）は少なくとも一つの貫通孔（２５）を有する。貫通孔（２５）は、インレットチャネル（９）と第１プレート合間（３）とを連通可能とする流体通路（２６）を形成する。少なくとも一つの貫通孔（２５）は、第１及び第２の熱交換器プレート（Ａ、Ｂ）がプレート・パッケージ（Ｐ）を形成するように各々に連結された状態において、形成される。
2016502059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート熱交換器のためのプレート・パッケージ（Ｐ）を製造する方法であって、
複数の第１熱交換器プレート（Ａ）及び複数の第２は交換器プレート（Ｂ）を設けるステップであって、前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２交換器プレート（Ｂ）のそれぞれが第１ポートホール（８）を有し、前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２交換器プレート（Ｂ）のうちの少なくとも１つの前記ポートホール（８）は、周縁（２０）によって、囲まれるステップと、
前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）を交互に並べて配置するステップであって、複数の前記周縁（２０）が、一緒に、前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２交換器プレート（Ｂ）を通って延在するインレットチャネル（９）を画定するステップと、
前記プレート・パッケージ（Ｐ）を形成するために前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）を互いに連結するステップと、
前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）が互いに連結されている状態で、前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び／又は前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の前記周縁（２０）に少なくとも１つの貫通孔（２５）を形成するステップと、
を備えるプレート・パッケージ（Ｐ）を製造する方法。
【請求項２】
前記少なくとも一つの貫通孔（２５）は、レーザービーム加工、電子ビーム加工又はプラズマ加工を用いた熱加工によって形成される、請求項１に記載のプレート・パッケージを製造する方法。
【請求項３】
前記少なくとも一つの貫通孔（２５）は、パンチング加工又は孔あけ加工を用いた機械的加工によって形成される、請求項１に記載のプレート・パッケージを製造する方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の方法によって製造されるプレート熱交換器のためのプレート・パッケージであって、
複数の第１熱交換器プレート（Ａ）及び複数の第２熱交換器プレート（Ｂ）を含み、隣接する第１熱交換器プレート（Ａ）及び第２熱交換器プレート（Ｂ）の各対（Ｐ１、Ｐ２）間に第１プレート合間（３）が形成され、隣接する第２熱交換器プレート（Ｂ）及び第１熱交換器プレート（Ａ）の各対（Ｐ１、Ｐ２）間に第２プレート合間（４）が形成されるように、前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）が互いに連結され、且つ並んで配置されて、前記第１プレート合間（３）及び第２プレート合間（４）は互いに離間しており、プレート・パッケージ（Ｐ）において交互に並んで設けられており、
前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２交換器プレート（Ｂ）のそれぞれが第１ポートホール（８）を有し、前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２交換器プレート（Ｂ）のうちの少なくとも１つの前記ポートホール（８）は、周縁（２０）によって、囲まれており、
複数の前記周縁（２０）が、一緒に、前記プレート・パッケージ（Ｐ）を通って延在するインレットチャネル（９）を画定するように、前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）が互いに連結されており且つ並んで配置されており、  
前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び／又は前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の前記周縁（２０）が、前記インレットチャネル（９）と前記第１プレート合間（３）とを連通可能とする流体通路（２６）を形成する、少なくとも少なくとも１つの貫通孔（２５）を有し、
前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）が互いに連結して前記プレート・パッケージ（Ｐ）を形成している状態で、前記少なくとも一つの貫通孔（２５）が形成れる、プレート・パッケージ。
【請求項５】
前記周縁（２０）は、前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）と一体的に形成されるフランジ部（２１）である、
請求項４に記載のプレート・パッケージ。
【請求項６】
前記周縁（２０）は、前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）と恒久的に結合される縁状部（ｒｉｍ  ｓｈａｐｅｄ  ｉｔｅｍ）である、請求項４に記載のプレート・パッケージ。
【請求項７】
前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）は、ろう付け、溶接、接着剤又はボンディングによって互いに連結される、請求項４〜６の何れか一項に記載のプレート・パッケージ。
【請求項８】
各周縁（２０）の少なくとも一つの貫通孔（２５）は、一つの単一熱交換器プレートの材料の厚みに対応する材料の厚みを有する周縁（２０）の一部分において、又は少なくとも２つの熱交換器プレート（Ａ、Ｂ）の材料の厚みに対応する材料の厚みを有する周縁（２０）の一部分において配置される、請求項４〜７の何れか一項に記載のプレート・パッケージ。
【請求項９】
前記周縁（２０）は、前記インレットチャネル（９）の縦延長（Ｌ）と本質的に平行するか又は前記インレットチャネル（９）の縦延長（Ｌ）に対して本質的に直交する縦延長を有する重ね継手（２２）を形成するように配置される、請求項４〜８の何れか一項に記載のプレート・パッケージ。
【請求項１０】
前記周縁（２０）は、自由エッジ部（２３）を有し、
隣接する第１熱交換器プレート（Ａ）及び第２熱交換器プレート（Ｂ）の一対を構成する第１熱交換器プレート（Ａ）及び第２熱交換器プレート（Ｂ）が互いに連結して、
複数の前記自由エッジ部（２３）が、
少なくとも部分的に重畳している状態において同一方向に、
少なくとも部分的に重畳している状態において反対方向に、又は
当接状態において反対方向に配置される、請求項４〜９の何れか一項に記載のプレート・パッケージ。
【請求項１１】
前記周縁（２０）がフランジ部（２１）を有し、
前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の第１対（Ｐ１）における前記第１熱交換器プレート（Ａ）の前記フランジ部（２１）が前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の第１対（Ｐ１）における前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の前記フランジ部（２１）に少なくとも部分的に重畳するように配置され、
前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の前記第１対（Ｐ１）における前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の前記フランジ部（２１）が前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の隣接の第２対（Ｐ２）における前記第１熱交換器プレート（Ａ）の前記フランジ部（２１）に少なくとも部分的に重畳するよう配置される、請求項４〜１０の何れか一項に記載のプレート・パッケージ。
【請求項１２】
前記周縁（２０）は、フランジ部（２１）を有し、
前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の第１対（Ｐ１）における前記第１熱交換器プレート（Ａ）の前記フランジ部（２１）が前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の隣接する第２対（Ｐ２）における前記第１熱交換器プレート（Ａ）の前記フランジ部（２１）に少なくとも部分的に重畳するよう配置される、請求項４〜１１の何れか一項に記載のプレート・パッケージ。
【請求項１３】
前記周縁（２０）は、フランジ部（２１）を有し、
前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の第１対（Ｐ１）における前記第１熱交換器プレート（Ａ）の前記フランジ部（２１）が、前記第１熱交換器プレート（Ａ）及び前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の前記第１対（Ｐ１）における前記第２熱交換器プレート（Ｂ）の前記フランジ部（２１）に少なくとも部分的に重畳するよう配置される、請求項４〜１２の何れか一項に記載のプレート・パッケージ。
【請求項１４】
請求項４〜１３の何れか一項に記載のプレート・パッケージ（Ｐ）を備えるプレート熱交換器。
【請求項１５】
プレート・パッケージ（Ｐ）を構成する第１熱交換器プレート（Ａ）及び第２熱交換器プレート（Ｂ）が互いに連結している状態で、前記プレート・パッケージ（Ｐ）のインレットチャネル（９）に少なくとも一つの貫通孔（２５）を形成するためのレーザービーム加工、電子ビーム加工、プラズマ加工、パンチング加工又は孔あけ加工の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレート熱交換器用のプレート・パッケージの製造方法及びそのようなプレート・パッケージに関連する。更に、本発明は、そのようなプレート・パッケージを含むプレート熱交換器及びそのようなプレート・パッケージにおける孔形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は一般にプレート熱交換器、蒸発器の形をとっているプレート熱交換器、例えば冷凍システムの流体蒸発のために設計されたプレート熱交換器において用いられ得るプレート・パッケージを製造するための方法に関する。冷凍システムは、例として空調システム、冷却システム又はヒートポンプシステムであることができる。通常、そのような冷凍システムは、蒸発器に加えて、圧縮器、コンデンサ及び膨張バルブを備え、それらのその全ては直列に連結される。プレート・パッケージが他の流体、例えば蒸気蒸発器の蒸気の分布のために用いられることもできることは言うまでもない。
【０００３】
典型的なプレート熱交換器は、複数の第１熱交換器プレート及び複数の第２熱交換器プレートを有し、第１プレート合間が隣接する第１熱交換器プレート及び第２熱交換器プレートの各対間に形成されると共に、第２プレート合間が隣接する第２熱交換器プレート及び第１熱交換器プレートの各対間に形成されるように、複数の第１熱交換器プレート及び複数の第２熱交換器プレートが互いに連結しており、並んで配置されたプレート・パッケージを含む。第１プレート合間と第２プレート合間とが互いに離間しており、プレート・パッケージにおいて交互に並んで設けられる。実質的に、各熱交換器プレートは、少なくとも第１ポートホール及び第２ポートホールを有する。そこにおいて、第１ポートホールは第１プレート合間に第１インレットチャネルを形成する。そして、第２ポートホールは第１プレート合間から第１アウトレットチャネルを形成する。
【０００４】
この種類のプレート・パッケージにおいて、金属板は、しばしばろう付けされるか、結合（ボンディング）されるか、又は溶接される。しかし、ガスケットが、隣接する熱交換器プレート間の封止手段として用いられることもできる。
【０００５】
流体、すなわち蒸発のためのそのようなプレート熱交換器のインレットチャネルに供給される冷却剤は、通常気相及び液相で存在する。これは、２相蒸発器として公知である。例えば流体の均一であるか最適化された量が提供されて、各プレート合間の中を流れるように、均一分布又は最適分布の流体を異なるプレート合間に提供することは困難である。これの１つの理由は、流体が膨張バルブ（ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｖａｌｖｅ）を通過した後に、流体がインレットチャネルに入るときに、すでに部分的に蒸発して、インレットチャネルの全長さに沿って通過する間に、均質の液体／蒸気の混合の状態のままでなく、それぞれが液体及び蒸気の流れに部分的に分離される傾向にあるからである。
【０００６】
プレート熱交換器内の異なる蒸発流路に対する流体の非均一の分布は、プレート熱交換器の部品の非効率的な使用を招く。さらに、流体は、不必要に過熱状態になる場合がある。また、幾つかのチャネルは液体流体によってあふれる場合があり、また若干の液体がアウトレットに存在する場合もある。後者は、圧縮器へ液体が進入する恐れがあるため回避されなければならない。
【０００７】
上述のタイプのプレート熱交換器内の流体分布の非均一性といった課題を回避するために、規制手段（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ  ｍｅａｎｓ）をプレート熱交換器のインレットチャネルと流体のための蒸発流路を形成している各プレート合間との間の各通路に配置することは、特許文献１において、以前示唆された。その規制手段は、孔を備えていると共にポートホール周辺の熱伝達プレートの隣接対の間に配置されているリング又はワッシャー（ｗａｓｈｅｒ）である場合があった。代替的に、規制手段は、複数の孔又は開口を備えていると共にプレート熱交換器のインレットチャネルにおいて配置されているパイプ（ｐｉｐｅ）である場合があった。更なる変形例として、それぞれ、端部と端部に対する橋台（ａｂｕｔｍｅｎｔ）に対して２つの隣接する熱交換器プレートのインレットポートの範囲を定めるプレートエッチ部を折り曲げることによって熱伝達プレートとの一体的な部分として規制手段を生成することは、特許文献１においても示唆された。しかし、小さい領域において、インレット開口は、流体が隣接するプレートの間の流路に移動することができるように形成される。
【０００８】
上述の種類の規制手段を備えているプレート熱交換器は、その製造の間、いくつかの問題点を引き起こす。プレート熱交換器が組み立てられるときに、別個のリング又はワッシャーの使用は、リングの位置又は正しい位置のワッシャーに関する問題を引き起こした。パイプ形状の規制手段には、それがプレート・パッケージに含まれる熱交換器プレートの数に適している長さを有しなければならないといった問題、及びそれが熱交換器プレートの間に導くインレット通路との関係で正しく配置されなければならないといった不利な点がある。特許文献１において提案されているように、プレート合間に導く明確に画定されたインレット開口を得ることが困難であるという事実に応じて、プレートのポートエッジ部の折りたたみは、現実的でないことも示された。
【０００９】
特許文献２は、冷却剤として二酸化炭素を使用するときに用いられる高い冷却剤圧（ｃｏｏｌａｎｔ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）に耐えるのに十分に丈夫なプレート熱交換器を設計する課題に関する。特許文献２は、引き裂く力（ｔｅａｒｉｎｇ  ａｐａｒｔ  ｆｏｒｃｅ）が、ポート開口周辺で最も高いため、高圧をかけられる場合、溶液をろう付けられた熱交換器がポート開口付近で壊れる傾向があるという事実に対する解決案を提供する。特許文献２は、少なくとも部分的にポート開口を囲んでいるポート裾部（ｐｏｒｔ  ｓｋｉｒｔ）を備えた各熱交換プレートが設けられている、ろう付けられた熱交換器が開示されている。複数の熱交換器プレートが積層されるので、そのポート裾部が互いに重畳しており、それ故パイプのような構成を形成する。ポート裾部は予備成形された孔を備えており、これによって流体がポート開口を通過する間に流体の圧力降下が最小化される。
【００１０】
さらにもう一つの解決案は、個々の熱交換器プレートが、ポートホールを囲んで設けられているつば（ｃｏｌｌａｒ）を有する特許文献３において、開示される。つばによって、熱交換器プレートがプレート・パッケージを形成するために積み重なるときに、滑らかなインレットチャネルが形成される。２つの隣接するプレートの少なくとも一つにおける密封領域は、プレート合間にインレットチャネルからの流体の流れを許容しているインレット通路を形成している少なくとも一つの狭い凹部（ｒｅｃｅｓｓ）又は溝（ｇｒｏｏｖｅ）を備えていることができる。また、ろう付けに起因して、凹部又は溝がはんだによってブロックされるという明白な危険がある。そして、それは制御不可で且つ予測不可である流れパターンを提供する。更に、現実的且つ経済的な理由で、特定の顧客のニーズからみてプレート熱交換器を設計し、最適化する自由度は、流体を分配する貫通孔の数及び位置の観点から制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】スウェーデン特許出願第８７０２６０８‐４号
【特許文献２】国際公開第２０１０／０６９８７２Ａ１号パンフレット
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／０１９６８７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前述の課題及び欠点を解消するか又は少なくとも軽減するプレート熱交換器において用いられるプレート・パッケージを製造するための改良された方法の提供を目的とする。
【００１３】
プレート・パッケージを製造する方法は、容易でなければならず、また対費用効果が高くなければならない。
【００１４】
更に、サイズ及び意図された効率に応じて、すなわち特定の顧客のニーズに対するプレート熱交換器の適合に応じた同じものを設計すると共に、プレート・パッケージを製造する方法は大きい自由度を許容しなければならない。上記したように、その仕事の非常に重要なパラメータは、熱交換器プレート間の様々な蒸発流路に対する流体の均一な分布の供給である。
【００１５】
さらに他の目的は、既製品の熱交換器プレートの使用をかなりの程度まで許容することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的は、プレート熱交換器のためのプレート・パッケージを製造する方法であって、複数の第１熱交換器プレート及び複数の第２は交換器プレートを設けるステップであって、前記第１熱交換器プレート及び前記第２交換器プレートのそれぞれが第１ポートホールを有し、前記第１熱交換器プレート及び前記第２交換器プレートのうちの少なくとも１つの前記ポートホールは、周縁によって、囲まれるステップと、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートを交互に並べて配置するステップであって、複数の前記周縁が、一緒に、前記第１熱交換器プレート及び前記第２交換器プレートを通って延在するインレットチャネルを画定するステップと、前記プレート・パッケージを形成するために前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートを互いに連結するステップと、を備えるプレート・パッケージを製造する方法によって達成される。
【００１７】
前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートが互いに連結されている状態で、前記第１熱交換器プレート及び／又は前記第２熱交換器プレートの前記周縁に少なくとも１つの貫通孔を形成するステップに特徴づけられる。
【００１８】
本明細書の全体にわたって、用語「周縁」が使われる。用語「周縁」はつばとして理解されなければならない。そして、それは、つばは熱交換器プレートと一体的に形成された部分であってもよく、又は、別々の部分は永久に熱交換器プレートと恒久的に連結された別個の部分であってもよい。後者の場合には、半径方向の厚み又は周縁は、熱交換器プレートのベース材料のそれと異なることができる。また、周縁の材料が熱交換器プレートのベース材料の材料とは異なることができることは言うまでもない。
【００１９】
少なくとも一つの貫通孔を作ることによって、熱交換器プレートがプレート・パッケージを形成するために結合されるときに、複数の重要な効果が提供される。
【００２０】
熱交換器金属板は、貫通孔の数及び個々の熱交換器プレートのそれらの位置からみて特注品である必要がなく、むしろ既製品の製品であることができる。これは、このようにプレート・パッケージの製造を容易にする。また、如何なる個々の特注されたプレートのアイデンティティーは取っておくことができるので、熱交換器プレートの積層工程を容易にする。
【００２１】
この方法によって、プレート・パッケージは、非常に高い柔軟性及び精度で、貫通孔をプレート・パッケージの第１合間の全体にわたって流体の最適分布を提供しているパターンに置く観点から、特定の顧客のニーズに適していることができる。この最適化は、コンピュータによる流れシミュレーションに基づいてもよい。後述するように、最適化された流れ／動作を得る貫通孔の位置決めは非常に複雑な問題であることは公知である。更に、個々の熱交換器プレートを結合した後に少なくとも一つの貫通孔を作ることによって、このように形成される貫通孔は、はんだなどでいかなる目詰まりなく、明確な横断面及び明確な通路も常に有する。
【００２２】
前記少なくとも一つの貫通孔は、レーザービーム加工、電子ビーム加工又はプラズマ加工を用いた熱加工によって形成されることができる。さらに、前記少なくとも一つの貫通孔は、パンチング加工又は孔あけ加工を用いた機械的加工によって形成される。
【００２３】
これらの方法によって、孔形成方法が、流れシミュレーション、ノズル、ミラー及び光学素子のために必要とされる動きのシミュレーションのような高度なシミュレーションから生じる数のモデルに基づくことができる。更に、これらの方法によって、周囲の材料にさらに影響を及ぼさないで、通過する材料の厚みのようなパラメータに応じて必要とされる電力の制御の高い自由度が可能となる。
【００２４】
別の態様によれば、本発明は、上述の方法によって製造されるプレート熱交換器のためのプレート・パッケージであって、複数の第１熱交換器プレート及び複数の第２熱交換器プレートを含み、隣接する第１熱交換器プレート及び第２熱交換器プレートの各対間に第１プレート合間が形成され、隣接する第２熱交換器プレート及び第１熱交換器プレートの各対間に第２プレート合間が形成されるように、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートが互いに連結され、且つ並んで配置されて、前記第１プレート合間及び第２プレート合間は互いに離間しており、プレート・パッケージにおいて交互に並んで設けられており、前記第１熱交換器プレート及び前記第２交換器プレートのそれぞれが第１ポートホールを有し、前記第１熱交換器プレート及び前記第２交換器プレートのうちの少なくとも１つの前記ポートホールは、周縁によって、囲まれており、複数の前記周縁が、一緒に、前記プレート・パッケージを通って延在するインレットチャネルを画定するように、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートが互いに連結されており且つ並んで配置されており、前記第１熱交換器プレート及び／又は前記第２熱交換器プレートの前記周縁が、前記インレットチャネルと前記第１プレート合間とを連通可能とする流体通路を形成する、少なくとも少なくとも１つの貫通孔を有する、プレート・パッケージに関する。
【００２５】
本プレート・パッケージは、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートが互いに連結して前記プレート・パッケージを形成している状態で、前記少なくとも一つの貫通孔が形成れることに特徴付けられる。
【００２６】
前記周縁は、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートと一体的に形成されるフランジ部であることができる。このように、熱交換器プレートを形成する間に、又は分離工程において、周縁は形成されることができる。インレットチャネルの縦延長において見られているようにフランジ部の縦延長（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）は、例えば熱交換器プレート板材の延性（ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ）及び使用する押圧ツールの設計のパラメータに依存する。
【００２７】
前記周縁は、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートと恒久的に結合される縁状部（ｒｉｍ  ｓｈａｐｅｄ  ｉｔｅｍ）であることができる。熱交換器プレートに対する取り付けることは、例えば、ろう付け（ｂｒａｚｉｎｇ）、溶接（ｗｅｌｄｉｎｇ）、結合（ｂｏｎｄｉｎｇ）又は接着剤のいかなる適切な方法によっても形成されることが可能である。縁状部（ｒｉｍ  ｓｈａｐｅｄ  ｉｔｅｍ）が他の材料により製造されることができて、このように熱交換器プレートより他の厚みによって、あることができることを理解すべきである。
【００２８】
プレート・パッケージの前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートは、ろう付け、溶接、接着剤又はボンディングによって互いに連結されることができる。結合が恒久的であることを理解すべきである。周縁が熱交換器プレートに恒久的結合された縁状部（ｒｉｍ  ｓｈａｐｅｄ  ｉｔｅｍ）である場合には、プレート・パッケージの熱交換器プレートを互いに連結する間に周縁が成形されることができる。
【００２９】
各周縁の少なくとも一つの貫通孔は、一つの単一熱交換器プレートの材料の厚みに対応する材料の厚みを有する周縁の一部分において、又は２つ以上の熱交換器プレートの材料の厚みに対応する材料の厚みを有する周縁の一部分において配置されることができる。
【００３０】
前記周縁は、インレットチャネルの縦延長と本質的に平行するか又はインレットチャネルの縦延長に対して本質的に直交する縦延長を有する重ね継手を形成するように配置されることができる。
【００３１】
本質的に平行した延長の場合には、本質的に滑らかな包絡面（ｅｎｖｅｌｏｐｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）を有するインレットチャネルが形成できる。それは、平行した延長を有する結果として生じる重ね継手が同じ方向に方向付けられているか、又は互いに対向して方向付けられている周縁のフランジ部の自由エッジを有して形成されることができることは言うまでもない。
【００３２】
前記周縁は、自由エッジ部を有し、隣接する第１熱交換器プレート及び第２熱交換器プレートの一対を構成する第１熱交換器プレート及び第２熱交換器プレートが互いに連結して、複数の前記自由エッジ部が、少なくとも部分的に重畳している状態において同一方向に、少なくとも部分的に重畳している状態において反対方向に、又は当接状態において反対方向において配置されることができる。それは、一つで且つ同一のプレート・パッケージ内のプレートが重ね継手（ｌａｐ  ｊｏｉｎｔｓ）及び突き合わせ継手（ｂｕｔｔ  ｊｏｉｎｔ）の混成に連結されることができることは言うまでもない。
【００３３】
前記周縁がフランジ部を有し、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートの第１対における前記第１熱交換器プレートの前記フランジ部が前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートの第１対における前記第２熱交換器プレートの前記フランジ部に少なくとも部分的に重畳するように配置され、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートの前記第１対における前記第２熱交換器プレートの前記フランジ部が前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートの隣接の第２対における前記第１熱交換器プレートの前記フランジ部に少なくとも部分的に重畳するよう配置されることができる。
【００３４】
前記周縁は、フランジ部を有し、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートの第１対における前記第１熱交換器プレートの前記フランジ部が前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートの隣接する第２対における前記第１熱交換器プレートの前記フランジ部に少なくとも部分的に重畳するよう配置されることができる。
【００３５】
前記周縁は、フランジ部を有し、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートの第１対における前記第１熱交換器プレートの前記フランジ部が、前記第１熱交換器プレート及び前記第２熱交換器プレートの前記第１対における前記第２熱交換器プレートの前記フランジ部に少なくとも部分的に重畳するよう配置されることができる。
【００３６】
他の態様によれば、本発明は、上記の実施形態に沿ったプレート・パッケージを備えるプレート熱交換器に関する。
【００３７】
さらにもう一つの態様によれば、本発明はプレート・パッケージを構成する第１熱交換器プレート及び第２熱交換器プレートが互いに連結している状態で、前記プレート・パッケージのインレットチャネルに少なくとも一つの貫通孔を形成するためのレーザービーム加工、電子ビーム加工、又はプラズマ加工の使用に関する。これは、このように発明のプレート・パッケージからみて前に述べられた複数の効果を提供する。如何なる過度の反復を回避するためにも、上記の考察を参照されたい。さらに本発明の他の目的、特徴、態様及び効果は、図面及び以下の詳細な説明から現れる。以下において、本発明の実施形態を添付の概略図面を参照して例として記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】典型的なプレート熱交換器の側面図を図式的に開示する図である。
【図２】図１のプレート熱交換器の正面図を図式的に開示する図である。
【図３】プレート熱交換器のインレット又はアウトレットチャネルの横断面を図式的に開示する図である。
【図４】典型的な第１熱交換器プレートの正面を非常に図式的に開示する図である。
【図５】典型的な第２熱交換器プレートの正面を非常に図式的に開示する図である。
【図６】本発明に係るプレート・パッケージのインレットチャネルの横断面の異なる実施形態を開示する図である。
【図７】本発明に係るプレート・パッケージのインレットチャネルの横断面の異なる実施形態を開示する図である。
【図８】本発明に係るプレート・パッケージのインレットチャネルの横断面の異なる実施形態を開示する図である。
【図９】本発明に係るプレート・パッケージのインレットチャネルの横断面の異なる実施形態を開示する図である。
【図１０】本発明に係るプレート・パッケージのインレットチャネルの横断面の一部の更なる一実施形態を非常に図式的に開示する図である。
【図１１】本発明に係るプレート・パッケージのインレットチャネルの横断面の一部の更なる一実施形態を非常に図式的に開示する図である。
【図１２】いわゆる半溶接（ｓｅｍｉ−ｗｅｌｄｅｄ）又は半結合（ｓｅｍｉ−ｂｏｎｄｅｄ）されたプレート・パッケージに適用された本発明を非常に図式的に開示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１〜図３は、プレート熱交換器１の典型的な実施形態を開示する。プレート熱交換器１は、プレート・パッケージＰを含む。プレート・パッケージＰは複数の熱交換器プレートＡ、Ｂにより形成される。熱交換器プレートＡ、Ｂは、互いに並んで設けられる。プレート熱交換器１は、２種類の異なる熱交換器プレートを備えており、それらは、以下において、第１熱交換器プレートＡ（図３及び図４を参照）及び第２熱交換器プレートＢ（図３及び図５を参照）と呼ばれる。プレート・パッケージＰは、実質的に同じ数の第１熱交換器プレートＡ及び第２熱交換器プレートＢを含む。図３から明らかであるように、第１プレート合間３が隣接する第１熱交換器プレートＡ及び第２熱交換器プレートＢの各組間に形成され、第２プレート合間４が隣接する第２熱交換器プレートＢ及び第１熱交換器プレートＡの各組間に形成されるように、熱交換器プレートＡ，Ｂが並んで設けられる。
【００４０】
このように、全ての第２プレート合間はそれぞれの第１プレート合間３を形成する。そして、残りのプレート合間はそれぞれの第２プレート合間４を形成する。すなわち、第１及び第２プレート合間３、４は、プレート・パッケージＰにおいて交互に提供される。さらに、第１及び第２プレート合間３、４は各々から実質的に完全に離間する。
【００４１】
プレート熱交換器１は、図示されていないが、冷却剤回路（ｃｏｏｌｉｎｇ  ａｇｅｎｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）内の蒸発器として作動するのに都合よく適していてもよい。そのような蒸発器用途において、第１プレート合間３は、第１流体が冷却剤である場合のための第１通路を形成し、第２プレート合間４は第２流体のための第２通路を形成できる。第２流体は第１流体により冷却されるのに適している。
【００４２】
開示されたプレート・パッケージＰは上側端部プレート６及び下側端部プレート７を備えている。そして、それはプレート・パッケージＰのそれぞれの側に設けられている。
【００４３】
開示される実施形態において、熱交換器プレートＡ、Ｂ及び端部プレート６、７は、各々に恒久的に連結される。そのような恒久的な接合は、ろう付け、溶接、接着剤又は結合（ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、都合よく実行されることができる。典型的に、適切な数の熱交換器プレートは、ろう付けによって連結することの間、隣接する熱交換器プレートＡ、Ｂの間に位置する薄シート、ディスク又はペーストの形をしているはんだ（図示せず）によって各々の上に積層されて、その後、そのはんだが溶解するまで全部のプレート・パッケージＰがオーブン内で加熱される。これによってベアリング接触面間に恒久的な継手が形成される。
【００４４】
特に図２、図４及び図５に示されているように、実質的に各熱交換器プレートＡ、Ｂは４つのポートホール８を有する。第１ポートホール８は、第１プレート合間３に第１インレットチャネル９を形成する。第１インレットチャネル９は実質的に全体のプレート・パッケージＰ、すなわち、プレートＡ、Ｂ及び上側端部プレート６の全てを通って延在する。第２ポートホール８は、第１アウトレットチャネル１０を第１プレート合間３から形成する。また、第１アウトレットチャネル１０も実質的に全体のプレート・パッケージＰ、すなわち、プレートＡ、Ｂ及び上側端部プレート６の全てを通って延在する。第３のポートホール８は、第２プレート合間４に第２インレットチャネル１１を形成する。第４のポートホール８は第２アウトレットチャネル１２を第２プレート合間４から形成する。また、これらの２つのチャネル１１及び１２は、実質的に全体のプレート・パッケージＰ、すなわち、プレートＡ、Ｂ及び上側端部プレート６の全てを通って延在する。本実施形態における４つのポートホール８は、実質的に矩形の熱交換器プレートＡ、Ｂのそれぞれの角の付近に設けられる。しかし、他の位置に設けられることもできることは理解されるべきであり、本発明は図示され且つ開示された位置に限定されてはならない。
【００４５】
各熱交換器プレートＡ、Ｂの中央領域に、能動的な伝熱領域（ａｃｔｉｖｅ  ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ａｒｅａ）１８が位置する。能動的な伝熱領域１８はそれ自体が周知である隆起（ｒｉｄｇｅｓ）及び谷（ｖａｌｌｅｙｓ）の波形構造１９を備えている。伝熱領域１８は、他の種類のパターンを有することができ、また如何なるパターンさえ有していないこともできる。
【００４６】
以下において、図６を参照して、本発明に係るプレート・パッケージＰの第１実施形態を説明する。より正確には、図６は第１インレットチャネル９とその周辺部分を開示する。上記の従来技術のプレート熱交換器と同様に、複数の熱交換器プレートＡ、Ｂが並んで設けられて、第１プレート合間３が隣接する第１熱交換器プレートＡ及び第２熱交換器プレートＢの各対の間に形成され、第２プレート合間４が隣接する第２熱交換器プレートＢ及び第１熱交換器プレートＢの各対の間に形成される。このように、第２プレート合間のそれぞれは、第１プレート合間３を形成して、残りのプレート合間のそれぞれは、第２プレート合間４を形成する。このように、第１及び第２プレート合間３、４は、プレート・パッケージＰにおいて交互に設けられる。更に、第１及び第２プレート合間３、４はそれぞれから実質的に完全に離間している。
【００４７】
各熱交換器プレートＡ、Ｂにおける第１ポートホール８のそれぞれは、それぞれの熱交換器プレートＡ、Ｂと一体的に形成されたフランジ部２１の形での周縁２０によって囲まれることができる。このように、周縁２０は熱交換器プレートを形成する間に形成される。周縁２０が熱交換器プレートに恒久的に連結される縁状部（ｒｉｍ  ｓｈａｐｅｄ  ｉｔｅｍ）でもよいことを理解すべきである。そのような連結は、プレート・パッケージＰを形成するために、熱交換器プレートＡ、Ｂを連結する際になさられ得る。連結は、熱交換器プレートＡ、Ｂを積み重ねる前に、別個のステップとしてなされることもできる。
【００４８】
第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂは積層されて、第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂの第１対Ｐ１における第１熱交換器プレートＡの周縁２０が第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂの第１対Ｐ１における第２熱交換器プレートＢの周縁２０と少なくとも部分的に重畳するように配置される。第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂの第１対Ｐ１における第２熱交換器プレートＢの周縁２０は、隣接する第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂの第２対Ｐ２における第１熱交換器プレートＡの周縁２０と少なくとも部分的に重畳するように配置される。こうして、この重畳関係がインレットチャネル９の円周方向に延在する重ね継手２２を形成する。更に、重ね継手２２は、第１インレットチャネル９の縦延長（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）Ｌに本質的に対応する縦延長を有する。更に、周縁２０の自由縁部２３は全て、第１インレットチャネル９の縦延長Ｌと並列に且つ本質的に同じ方向に向けられている。このことにより、インレットチャネル９の本質的に滑らかな包絡面２４が形成される。自由縁部は、インレットチャネル９を通る意図された上流の流れ又は意図された下流の流れに対向して向けられることができる。
【００４９】
このような重畳を可能にするために、周縁２０のフランジ部２１が第１インレットチャネル９の縦延長Ｌからみて、少ない角度αを形成することを理解すべきである。角度αは、限定されないが、角度５〜２５°の範囲内、より好ましくは、７〜１２°の範囲内のものであることができる。適切な角度αはプレス深さ（ｐｒｅｓｓｉｎｇ  ｄｅｐｔｈ）のようなパラメータに依存する。一方、プレス深は、インレットチャネル９を形成するために用いる前もってカットされた孔（図示せず）のベース材料及び設計に依存する。周縁が熱交換器プレートに連結された別個の部分（ｓｅｐａｒａｔｅ  ｉｔｅｍ）である場合には、角度αが０〜１０°程度に小さいことができることは言うまでもない。
【００５０】
インレットチャネル９の縦延長Ｌにおいて見られるように、重ね継手２２の重畳距離は、好ましくはタイトな継手（ｔｉｇｈｔ  ｊｏｉｎｔ）を提供するのに十分に大きくなければならない。タイトな継手とは、如何なる流体の流れも継手を介してインレットチャネルの包絡面２４を通ることができないことを意味する。概して、非限定的な例として、継手の重畳距離は、１〜３ｍｍの範囲内のものであることができる。影響しているパラメータは、例としてプレシングの際の耐久性（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）、如何なるはね返り（ｓｐｒｉｎｇ  ｂａｃｋ）、ベース材料のタイプ、連結方法のタイプなどである。
【００５１】
そのようにプレート・パッケージＰを形成して連結する間に、重ね継手２２が形成される。好ましくは、重ね継手２２は、同じ連結方法、すなわち、プレート・パッケージＰを連結するときに使われるろう付け、溶接、接着剤又は結合（ｂｏｎｄｉｎｇ）を形成される。このように、重ね継手２２は、恒久的な継手として考えられるべきである。連結材料、例えばはんだが、図６に図示されないことが強調されるべきである。
【００５２】
複数の貫通孔２５は、第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂの周縁２０のフランジ部２１において配列される。貫通孔２５はそれぞれ、インレットチャネル９と第１プレート合間３とを連通可能とする流体通路２６を形成する。
【００５３】
貫通孔２５は、一つの単一の熱交換器プレートＡ、Ｂの材料の厚みに対応する材料の厚みを有する一部の周縁２０及びそのフランジ部２１に形成されることが可能である。貫通孔が重ね継手２２の重畳領域に形成される場合において、貫通孔２５は材料の２倍の厚みを通って延在するように形成されることができることが理解されるべきである。状況によっては、貫通孔２５が材料の３倍の厚みさえ通って延在するように形成されることができる。孔形成工程中に材料を貫通するために必要とされるエネルギーを考慮すると、単一厚みの材料が好ましいことを理解すべきである。また、厚みが薄い材料であるほど、貫通孔２５の縦延長に沿ってより均一な横断面が形成される。貫通孔２５は円形孔として図示されているが、実質的にはいかなる横断面も可能であることを理解すべきである。円形孔の場合には、典型的な直径は、０．２〜３ｍｍの範囲内のものである。しかし、これは、非限定的な例として考えられるべきである。
【００５４】
第１及び第２交換器プレートＡ、Ｂが互いに連結されてプレート・パッケージＰを形成する状態で、少なくとも一つの貫通孔２５が形成される。このように、個々の熱交換器プレートＡ、Ｂが積層されて連結され、プレート・パッケージＰが形成される。その後に、貫通孔２５が形成される。貫通孔２５の数、インレットチャネル９の円周方向及び縦方向の延長Ｌにおいて見られるそれらの位置、そして重ね継手２２の重畳領域からみてそれらの位置に関して言えば、これによって大きな自由度が許容される。後者は通過する材料の厚みに関連して重要である。
【００５５】
したがって、個々の熱交換器プレートＡ、Ｂ自体が貫通孔２５の数及び位置に関連してオーダーメイドであってはならない。むしろ、熱交換器プレートＡ、Ｂは、既製品の製品であることができる。更に、連結工程中において、いかなる予め作られている貫通孔もはんだ、接着剤、溶接材料等によって、ブロックされる恐れがない。
【００５６】
貫通孔２５は、好ましくは、レーザービーム加工、電子ビーム加工又はプラズマ方法を使用している熱方法によって形成される。代替的に、貫通孔２５は、パンチング加工又は孔あけ加工を用いた機械的加工によって形成される。これらの工程は以下において別途に論じられる。
【００５７】
図７には、本発明の第２実施形態が開示されている。図７は、プレート・パッケージＰの第１インレットチャネル９及びその周辺部分を開示する。プレート・パッケージＰの全体的な設計自体は、上で説明したので、過度の反復を回避するために、上述の内容を参照されたい。
【００５８】
第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂは積層されて、第１熱交換器プレートＡ及び第２熱交換器プレートＢの第１対Ｐ１における第１熱交換器プレートＡの周縁２０が第１熱交換器プレートＡ及び第２熱交換器プレートＢの同じ第１対Ｐ１の第２熱交換器プレートＢの周縁２０と少なくとも部分的に重畳する状態に配置される。このように、重なり合う状態は、インレットチャネル９の円周方向に延在する重ね継手２２を形成する。更に、重ね継手２２は、インレットチャネル９の縦延長Ｌに本質的に対応する縦延長を有する。周縁２０の自由縁部２３は、第１インレットチャネル９の縦延長Ｌと平行に且つ本質的に同じ方向に向けられる。
【００５９】
熱交換器プレートＡ、Ｂの第１対Ｐ１の重ね継手２２と熱交換器プレートＡ、Ｂの隣接する第２対Ｐ２の重ね継手２２との間には如何なる連結も存在しない。このように、小さいチャンバ２７は、熱交換器プレートＡ、Ｂの各対の間に画定される。そして、チャンバ２７はインレットチャネル９に対向する１つの開放端部を有する。しかし、熱交換器プレートＡ、Ｂの隣接する第１対Ｐ１及び第２対Ｐ２間の後部継手部２８によって、チャンバ２７は後方へ配列された第１及び第２プレート合間３、４と連通しない。
【００６０】
したがって、本実施形態において、インレットチャネル９は、本質的に滑らかな包絡面２４を有しない。
【００６１】
複数の貫通孔２５は、第１熱交換器プレートＡのフランジ部２１に配列される。貫通孔２５はそれぞれ、インレットチャネル９を第１プレート合間３と連通させる流体通路２６を形成する。第１及び第２が交換器プレートＡ、Ｂが互いに連結されてプレート・パッケージＰを形成する状態で、少なくとも一つの貫通孔２５が、形成される。
【００６２】
１つの単一熱交換器プレートの材料の厚みに対応する材料の厚みを有する周縁２０の一部のフランジ部２１に、貫通孔２５が形成されることが可能である。
【００６３】
貫通孔２５は、好ましくはレーザービーム加工又は電子ビーム加工を用いた熱方法によって形成される。代替的に、貫通孔２５は、パンチング加工又は孔あけ加工を用いた機械的加工によって形成される。これらの方法は、以下において別途説明する。
【００６４】
図８には、本発明に係る第３実施形態が開示されている。図８は、プレート・パッケージＰの第１インレットチャネル９及びその周辺部分を開示する。プレート・パッケージＰの全体設計自体は、上で説明しているため、過度の反復を回避するために、以前の説明を参照されたい。
【００６５】
第１熱交換器プレートＡの周縁２０は、インレットチャネル９の縦延長Ｌと本質的に平行して延在するフランジ部２１を有する。第２熱交換器プレートＢの周縁２０は、インレットチャネル９の縦延長Ｌと本質的に直交するフランジ部２１を有する。
【００６６】
第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂは積み重ねられて、第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂの第１対Ｐ１における第１熱交換器プレートＡのフランジ部２１が第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂの第２対Ｐ２における第１熱交換器プレートＡのフランジ部２１と少なくとも部分的に重畳する状態であるように配置される。こうして、２つの連続した第１熱交換器プレートＡ、Ｂのフランジ部２１か第１インレットチャネル９の縦延長Ｌと本質的に平行して延在する重ね継手２２を形成する。更に、重ね継手２２は、インレットチャネル９の円周方向に延在する。その結果、第１インレットチャネル９の本質的に滑らかな包絡面２４をもたらす。
【００６７】
更に、第１熱交換器プレートＡ、Ｂの第１対Ｐ１における第２熱交換器プレートＢのフランジ部２１は、第１熱交換器プレートＡ、Ｂの隣接する第２対Ｐ２における第１熱交換器プレートＡの周縁２０の部分２８と当接して連結されるように配置される。部分２８は、インレットチャネル９の縦延長Ｌに対して本質的に直交して配置される。部分２８は、重ね継手２２と共に第１プレート合間３を画定するタイトな継手を提供する。
【００６８】
複数の貫通孔２５は、第１熱交換器プレートＡの周縁２０のフランジ部２１に配列される。貫通孔２５のそれぞれは、インレットチャネル９と第１プレート合間３とを連通可能とする流体通路２６を形成する。少なくとも一つの貫通孔２５は、第１及び第２が交換器プレートＡ、Ｂがプレート・パッケージＰを形成するために、互いに取り付けられた状態で、形成される。
【００６９】
本実施形態において、貫通孔２５は、１つの単一熱交換器プレートＡ、Ｂの材料の厚みに対応する材料の厚みを有する周縁２０の一部のフランジ部２１において形成される。
【００７０】
貫通孔２５は、好ましくは、レーザービーム加工又は電子ビーム加工を用いた熱方法によって形成される。代替的に、貫通孔２５は、パンチング加工又は孔あけ加工を用いた機械的加工によって形成される。これらの方法は、以下において別途説明する。
【００７１】
図９には、本発明の第４の実施態様が開示されている。図９はプレート・パッケージＰの第１インレットチャネル９及びその周辺部分を開示する。図９は、一部の第１プレート合間３だけを開示する。プレート・パッケージＰの全体設計自体は、上で説明しているため、過度の反復を回避するために、以前の説明を参照されたい。
【００７２】
第１及び第２の熱交換器プレートＡ、Ｂの周縁２０のそれぞれは、インレットチャネル９の縦延長Ｌに対して本質的に直交する平面において延在するフランジ部２１を有する。２つのフランジ部２１は、互いに当接して連結されるように配置されて、重ね継手２２を形成する。
【００７３】
第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂは積み重ねられて、第１及び第２の熱交換器プレートＡ、Ｂの第１対Ｐ１の第１熱交換器プレートＡの周縁２０のフランジ部２１が第１及び第２の熱交換器プレートＡ、Ｂの第１対Ｐ１の第２熱交換器プレートＢの周縁２０の対応するフランジ部２１と少なくとも部分的に重畳する状態に配置される。このように、第１対Ｐ１を形成する第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂのフランジ部２１が第１インレットチャネル９の縦延長Ｌに対して本質的に直交して延在する重ね継手２２を形成する。更に、重ね継手２２は、インレットチャネル９の円周方向に延在する。これによって、第１インレットチャネル９の非平坦で且つ広げられた包絡面２４をもたらす。
【００７４】
複数の貫通孔２５は、第１又は第２熱交換器プレートＡ、Ｂの周縁２０のフランジ部２１に配列される。貫通孔２５それぞれは、インレットチャネル９と第１プレート合間３とを連通可能とする流体通路２６を形成する。
【００７５】
この実施形態において、貫通孔２５は、第１又は第２熱交換器プレートＡ、Ｂに形成され得る。更に、貫通孔２５は、１つの単一熱交換器プレートＡ、Ｂの材料の厚みに対応する材料の厚みを有するフランジ部に配列される。
【００７６】
第１又は第２熱交換器プレートＡ、Ｂが互いに連結されてプレート・パッケージＰを形成する状態で、少なくとも一つの貫通孔２５は形成される。
【００７７】
貫通孔２５は、好ましくは、レーザービーム加工又は電子ビーム加工を用いた熱方法によって形成される。代替的に、貫通孔２５は、パンチング加工又は孔あけ加工を用いた機械的加工によって形成される。これらの方法は、以下において別途説明される。
【００７８】
以下、図１０及び図１１を用いて、本発明のプレート・パッケージＰに係る更なる２つの実施形態を説明する。図１０及び図１１は、一部のインレットチャネルを開示するだけであって、非常に模式的である。例えば、それらは、第１及び第２プレート合間を例示しない。プレート・パッケージＰの全体設計は上で説明しているので、過度の反復を回避するために、以前の説明を参照されたい。
【００７９】
開示された実施形態において、第１及び第２の熱交換器プレートＡ、Ｂの周縁２０がそれぞれ、インレットチャネル９の縦延長Ｌと本質的に平行する平面において延在するフランジ部２１を有する。図１０において、フランジ部２１の自由縁部２３は互いに対向する反対方向に配置されており、少なくとも部分的重畳して重ね継手２２を形成する状況において互いに連結されている。図１１において、フランジ部２１の自由縁部２３は、対向する反対方向に配置されて、端部と端部が当接する関係で互いに連結される。このように、それらは突き合わせ継手（ｂｕｔｔ  ｊｏｉｎｔ）を形成する。
【００８０】
上記の実施形態と同様に、複数の貫通孔２５は、第１又は第２熱交換器プレートＡ、Ｂの周縁２０のフランジ部２１に配列される。貫通孔２５はそれぞれ、インレットチャネル９と第１プレート合間３とを連通可能とする流体通路２６を形成する。少なくとも一つの貫通孔２５は、第１及び第２熱交換器プレートＡ、Ｂが互いに連結されてプレート・パッケージＰを形成する状態で、形成される。好ましくは、レーザビーム加工又は電子ビーム加工を用いた熱方法によって、貫通孔２５が形成される。代替的に、貫通孔２５は、パンチング加工又は孔あけ加工を用いた機械的加工によって、形成される。これらの方法は、以下において別途説明する。
【００８１】
図１２には、いわゆる半溶接（ｓｅｍｉ−ｗｅｌｄｅｄ）又は半結合（ｓｅｍｉ−ｂｏｎｄｅｄ）のプレート・パッケージに適用された場合の本発明が開示されている。開示された本実施形態は、図９には既に開示したそれに対応する全体的な設計を有する熱交換器がプレート・パッケージＰに基づいている。このプレート・パッケージに含まれる熱交換器プレートＡ、Ｂが恒久的に対となっており、対Ｐ１及びＰ２のそれぞれがカセット３０（ｃａｓｓｅｔｔｅ）を形成する点に相違する。更に、ガスケット２９は、各カセット３０の間に配置される。
【００８２】
以下において、言及された孔形成工程が議論される。上述したように、貫通孔２５は、好ましくはレーザービーム加工又は電子ビーム加工を用いた熱方法によって形成される。代替的に、貫通孔２５は、パンチング加工又は孔あけ加工を用いた機械的加工によって形成される。
【００８３】
レーザーをはじめとして、レーザービーム機械加工（ＬＢＭ）との知られているレーザービーム加工は、レーザービームと呼ばれる非常にコヒーレントな光がワークピースへ導かれる機械加工（ｍａｃｈｉｎｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）である。レーザービームの光線が単色且つ平行なビームであるので、非常に小さな直径に集光されて厳しく限られた領域で非常に高いエネルギー量（ｅｎｅｒｇｙ  ｃｏｎｔｅｎｔ）を生成する。そして、ＣＯ２―レーザー、ネオジム・レーザー（Ｎｄ―レーザー）及びネオジム・イットリウム‐アルミニウム−ガーネット（Ｎｄ−ＹＡＧ）レーザー）として当業者に周知である、複数のレーザーが可能である。
【００８４】
孔形成工程の間、光学素子及び鏡（図示せず）を備える数値制御式ヘッド１００（図３を参照）は、インレットチャネルの内部に嵌入されて移動する。それによって、複数の貫通孔は、形成される孔の意図された位置にレーザービームをあてることによって、形成されることが可能である。孔の形成は、穿孔（ｄｒｉｌｌｉｎｇ）又は切削（ｃｕｔｔｉｎｇ）作業とみなされることができる。いわゆるパルスレーザーを使用することは、可能である。そこにおいて、エネルギーの高出力バースト（ｈｉｇｈ−ｐｏｗｅｒ  ｂｕｒｓｔ）は、短時間の間に提供される。いかなる冷却が必要とされるならば、これも提供され得る。
【００８５】
一般に、円筒形孔のレーザー穿孔は、レーザービームからのエネルギーの吸収によるワークピース材の溶解及び／又は蒸発（また、除去と呼ばれる）によって発生する。このように、レーザービーム加工はチップ構造を本質的に必要としない孔形成加工を提供する。したがって、将来の動作課題の危険を冒しているプレート・パッケージ内部にそのチップが集められる恐れがない。
【００８６】
代替的な方式として、電子ビーム機械加工（ＥＢＭ）を使用することが可能である。ＥＢＭは、細いビームに集中された高速度電子がワークピースへ導かれて、溶解して及び／又は材料を気化させる熱を生成する。ＥＢＭが、非常に正確な切削又は穿孔のために用いられ得る。電子が非常に少ない体積内で運動エネルギーを熱に変換するので、光線によって影響を受ける材料は非常に短時間で蒸発する。孔形成工程の間、必要なノズル（図示せず）を備える数値制御式ヘッド１００（図３を参照）は、プレート・パッケージのインレットチャネルの内部に嵌入されて移動する。それによって、複数の貫通孔は、非常に高い精度で形成され得る。
【００８７】
プラズマ・切削又はプラズマ穿孔は、プラズマトーチを用いた方法である。その過程で、不活性ガスは、幾つかのユニット圧縮空気内でノズルから高速で吹きつけられる。同時に、電気アークは、ノズルから切削される表面までガスを介して形成される。これは、ガスの一部をプラズマに変える。プラズマは切削される金属を溶解するために十分に熱く、また、それは切断から溶融金属を吹き飛ばすために十分に速く移動する。
孔形成工程中、必要なノズル（図示せず）を備える数値制御式ヘッド１００（図３を参照）は、プレート・パッケージのインレットチャネルの内部に嵌入されて移動する。それによって複数の貫通孔は、非常に高い精度で形成され得る。
【００８８】
上述した実施形態において、貫通孔２５の数、サイズ、構造（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）及び位置は、非常に図式的に例示された。貫通孔２５は円形孔として例示されているが、他の構造が可能であることを理解すべきである。
【００８９】
第１及び第２が交換器プレートＡ、Ｂが互いに連結してプレート・パッケージＰを形成する状態で少なくとも一つの貫通孔２５が形成されるので、大きな可撓性が提供される。既製品の熱交換器プレートは、プレート・パッケージＰを形成するのに用いられる。そして、結果として生じるプレート・パッケージＰは、インレットチャネル９から個々の第１プレート合間３まで流体を分配している貫通孔２５の数、サイズ、構造及び位置に関してオーダーメイドされてもよい。
【００９０】
これは、非常に高い可撓性を可能とする新可能性を提供する。例えば、プレート・パッケージＰは、熱交換器の意図された使用、及び必要な大きさにされた効率に応じて、熱交換器プレートＡ、Ｂの数及び熱交換器プレートの種類に関連して、必要な大きさにされることができる。この加工の全部にわたって、既製品の熱交換器プレートが用いられることが可能である。それから、プレート・パッケージＰは、組み立てられて、いかなる所望の方法、例えばろう付け、溶接、接着剤又は結合（ｂｏｎｄｉｎｇ）によって連結され得る。その後、結果として生じるプレート・パッケージＰは、オーダーメイドの貫通孔２５の特定パターンが形成されるレーザービーム加工、電子ビーム加工又はプラズマ加工を使用している熱加工を受ける。孔パターンは、数値制御式動作を用いて高い精度で形成され得る。孔パターンは、特定の顧客のニーズに基づいて流体の流れの算出又はシミュレーションに基づくことができる。
【００９１】
プレート熱交換器を設計する際に解決すべき課題の一つは、インレットチャネル内部、そして、個々の第１プレート合間内へ均一な分布の流体を供給し、各プレート合間内の均一は分布を可能にして熱交換器プレートの利用可能な伝熱面をできるだけ効果的に使用することである。第１プレート合間へのその分布は貫通孔によって提供される。インレットチャネルの円周方向の包絡面の周囲、及びそれ沿った貫通孔の分布が顧客のニーズに応じて熱交換器によって変更できることを理解すべきである。インレットチャネルの長手方向に沿って見られる全く同一のプレート・パッケージ内で分布が変化することさえできるとも理解される。
【００９２】
このように、一旦プレート・パッケージが形成されて、連結されると貫通孔が形成されるという本発明の実施形態による事実は、貫通孔の位置及び分布の複雑さに従って、顧客の特定のニーズ及び効率性の最適化に基づいてプレート熱交換器の設計に完全に新しい可能性を提供する。
【００９３】
本明細書の全体にわたって、本発明はポートホール８と、それによって矩形の熱交換器プレートＡ、Ｂの角において配置される第１インレットチャネル９と共に例示されて開示された。また、他の構造及び位置が保護の範囲内に含まれ得ることも理解される。また、ポートホール８は、円形孔として例示されて開示された。他の構造が保護の範囲内に含まれ得ることも理解される。
【００９４】
また、本発明が、プレート・パッケージが、熱交換器プレート及び上下の端部プレートを通って延在する締付ボルトによって一緒に保持されるタイプ（開示されない）のプレート熱交換器にも適用できることを理解すべきである。後者の場合、ガスケットが、熱交換器プレート間に用いられることが可能である。
【００９５】
プレート熱交換器はいくつかのインレットチャネル及びアウトレットチャネルを備えていることができるが、それらのチャネルの形状及び位置は自由に選択され得る。例えば、プレート熱交換器は、６つのポートを有する３つの異なる流体のための二重回路熱交換器であることができる。後者の場合、すべての熱交換器プレート又は２つ毎の熱交換器プレート及びその関連した縁が少なくとも１つの貫通孔を有するわけではなく、むしろ４つ毎の熱交換器プレート及びその関連した縁が少なくとも１つの貫通孔を有する。
【００９６】
したがって、今まで本発明を説明してきたが、個々の熱交換器プレート又は２つ毎の熱交換器プレート及びそれらに関連した縁が少なくとも１つの貫通孔を備えているので、これはそのケースであってはならないことを理解すべきである。むしろ、交互に連結された複数の熱交換プレートの縁によって形成される実際のインレットチャンネルを介して供給される流体を受けることが意図されたプレート合間への通路（ａｃｃｅｓｓ）を提供する縁に、貫通孔が配置されるべきであることを理解すべきである。
【００９７】
孔形成方法がレーザー、電子ビーム又はプラズマを用いた熱加工として説明されたが、研磨材を伴うか伴わないウォータジェット方法、又はパンチング又は孔明けのような機械的な孔形成加工さえも用いることができることを理解すべきである。
【００９８】
開示された実施形態において、プレート・パッケージは、インレットチャネルの全長に沿って、全く同一の継手・タイプを示す。プレート・パッケージのインレットチャネルが異なる継ぎ手タイプの組み合わせ、すなわち、重ね継手及び突き合わせ継ぎ手の組合せを示すことできることを理解すべきである。
【００９９】
今まで、本発明の様々な実施形態が記載及び図示されているが、本発明はそれに制限されなくて、以下の特許請求の範囲において定められる内容の範囲内の他の方法においても具現される。
【符号の説明】
【０１００】
Ｐ  プレート・パッケージ
Ａ、Ｂ    熱交換器プレート
１  プレート熱交換器
３  第１プレート合間
４  第２プレート合間
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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