(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換デバイス用のプレート・パッケージに使用され、幾何学的な主延長面（ｑ）および周縁部（１０１）を有する熱交換プレート（１００）であって、前記周縁部（１０１）が、湾曲した上部（１０３）、実質的に真っ直ぐな下部（１０４）、および、前記上部と下部（１０３、１０４）を相互接続する２つの対向する側部（１０５）を有する、熱交換プレート（１００）において、
当該熱交換プレート（１００）の上部セクションに配置され、前記周縁部（１０１）の前記上部（１０３）から距離をおいて配置された上部ポートホール（１０８）が、それにより、前記周縁部（１０１）の前記上部（１０３）と前記上部ポートホール（１０８）の周縁（１２１）との間に位置する上部中間部分（１２０）を画定し、前記上部中間部分（１２０）が、前記上部ポートホールの中心と前記周縁部（１０１）の前記上部（１０３）との間の最短距離（ｄ２）を含み、
前記上部中間部分（１２０）の少なくとも一部に沿った、当該熱交換プレート（１００）が、前記周縁部（１０１）の前記上部（１０３）に沿った延長部を有し、幾何学的な前記主延長面（ｑ）からの方向に前記周縁部（１０１）から延びる上部フランジ（１２２）をさらに含み、
前記上部フランジ（１２２）が、前記最短距離（ｄ２）を横切る方向に見て、前記上部ポートホール（１０８）の直径（Ｄ２）の２００〜８０％の長さ（Ｌ２）を有していることを特徴とする、熱交換プレート（１００）。
【請求項２】
当該熱交換プレート（１００）の下部セクションに配置され、前記周縁部（１０１）の前記下部（１０４）から距離をおいて配置された下部ポートホール（１０７）が、それにより、前記周縁部（１０１）の前記下部（１０４）と前記下部ポートホール（１０７）の周縁（１１８）との間に位置する下部中間部分（１１７）を画定し、前記下部中間部分（１１７）が、前記下部ポートホールの中心と前記周縁部（１０１）の前記下部（１０４）との間の最短距離（ｄ１）を含み、
前記下部中間部分（１１７）の少なくとも一部に沿った、当該熱交換プレート（１００）が、前記周縁部（１０１）の前記下部（１０４）に沿った延長部を有し、幾何学的な前記主延長面（ｑ）からの方向に前記周縁部（１０１）から延びる下部フランジ（１１９）をさらに含み、
前記下部フランジ（１１９）が、前記最短距離（ｄ１）を横切る方向に見て、前記下部ポートホール（１０７）の直径（Ｄ１）より小さい長さ（Ｌ１）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の熱交換プレート（１００）。
【請求項３】
下部フランジ（１１９）および／または上部フランジ（１２２）が、当該熱交換プレート（１００）の幾何学的な前記主延長面（ｑ）の法線に沿った構成要素を備えた延長部を有し、幾何学的な前記主延長面（ｑ）の前記法線に対して前記下部フランジ（１１９）および／または前記上部フランジ（１２２）によって形成される角度（α）が、前記法線に対して２０度より小さいことを特徴とする、請求項１または２に記載の熱交換プレート（１００）。
【請求項４】
熱交換デバイス用のプレート・パッケージであって、当該プレート・パッケージは、第１のタイプ（Ａ）の複数の熱交換プレート（１００）と、第２のタイプ（Ｂ）の複数の熱交換プレート（１００）とを含み、プレート・パッケージ（２００）内でそれらが交互に上下に配置されているプレート・パッケージにおいて、少なくとも第１のタイプ（Ａ）の前記熱交換プレート（１００）が請求項１に記載の熱交換プレート（１００）に対応していることを特徴とするプレート・パッケージ。
【請求項５】
前記第１のタイプ（Ａ）の熱交換プレート（１００）と前記第２のタイプ（Ｂ）の熱交換プレート（１００）とが同一である、或いは、前記第１のタイプ（Ａ）の熱交換プレート（１００）が、下部フランジおよび／または上部フランジが切断されていることを除いて、前記第２のタイプ（Ｂ）の熱交換プレート（１００）と同一であることを特徴とする、請求項４に記載のプレート・パッケージ。
【請求項６】
前記第１のタイプ（Ａ）の熱交換プレート（１００）のフランジ（１１９、１２２）が、同一の方向に配向され、第１のタイプ（Ａ）の熱交換プレート（１００）のフランジ（１１９、１２２）が、第１のタイプ（Ａ）の第２の後続の熱交換プレート（１００）のフランジ（１１９、１２２）に当接または重なるように、前記主延長面（ｑ）の法線に沿った成分を有する延長部を有することを特徴とする、請求項４または５に記載のプレート・パッケージ。
【請求項７】
前記熱交換プレート（１００）のフランジ（１１９、１２２）が、同一の方向に配向され、第１のタイプ（Ａ）の第１の熱交換プレート（１００）のフランジ（１１９、１２２）が、後続の熱交換プレート（１００）のフランジ（１１９、１２２）に当接または重なるように、前記主延長面（ｑ）の法線に沿った構成要素を備えた延長部を有し、前記後続の熱交換プレート（１００）が、第２のタイプ（Ｂ）の熱交換プレート（１００）であることを特徴とする、請求項４または５に記載のプレート・パッケージ。
【請求項８】
２つの連続するフランジ（１１９、１２２）間の重なりが、密封接合部を形成していることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか一項に記載のプレート・パッケージ。
【請求項９】
交互に配置された熱交換プレート（１００）が、実質的に開口し、蒸発する媒体の流れが通過するのを許容するように配置された第１のプレート間隙（１２）と、閉じられて、媒体を蒸発させるための流体の流れを許容するように配置された第２のプレート間隙（１３）とを形成し、
第１のタイプ（Ａ）および第２のタイプ（Ｂ）の熱交換プレート（１００）が、対向する前記側部（１０５）の少なくとも一部に沿って、前記周縁部（１０１）から離れて、前記周縁部（１０１）に沿って延在する隆起部（１１０）をさらに含み、それにより、それぞれの前記第１のプレート間隙（１２）を、内側熱伝達部（ＨＴＰ）と２つの外側排出部（ＤＰ）とに分離し、
前記第１のタイプ（Ａ）の少なくとも熱交換プレート（１００）が、対向する前記側部（１０５）の少なくとも一部に沿って、前記周縁部（１０１）から、幾何学的な前記主延長面（ｑ）からの方向に延びる排出チャネル・フランジ（１０９）をさらに含み、
それぞれの前記熱交換プレート（１００）の排出チャネル・フランジ（１０９）が、同一の方向に配向され、第１のタイプ（Ａ）の第１の熱交換プレート（１００）の排出チャネル・フランジ（１０９）が、後続の熱交換プレート（１００）の排出チャネル・フランジ（１０９）に当接または重なるように、前記主延長面（ｑ）の法線に沿った成分を有する延長部を有し、後続の熱交換プレート（１００）が、第１のタイプ（Ａ）の熱交換プレート（１００）または第２のタイプ（Ｂ）の熱交換プレート（１００）のいずれかであり、
それによって、前記排出チャネル・フランジ（１０９）が、前記外側排出部（ＤＰ）に対する外壁を形成し、それにより、前記外側排出部（ＤＰ）を排出チャネル（１１１）に変換していることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載のプレート・パッケージ。
【請求項１０】
熱交換デバイス（３００）における請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換プレート（１００）の使用。
【請求項１１】
実質的に閉じられた内部空間（２）を形成し、前記内部空間（２）に面する内壁面（３）を含むシェルを含んでなる熱交換デバイスであって、当該熱交換デバイス（３００）が、複数の請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換プレート（１００）を備えたプレートパッケージ（２００）を含むように構成されていることを特徴とする熱交換デバイス。
【請求項１２】
前記上部フランジ（１２２）が、前記最短距離（ｄ２）を横切る方向に見て、前記上部ポートホール（１０８）の直径（Ｄ２）の１８０〜１２０％の長さ（Ｌ２）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の熱交換プレート（１００）。
【請求項１３】
前記下部フランジ（１１９）が、前記最短距離（ｄ１）を横切る方向に見て、前記下部ポートホール（１０７）の直径（Ｄ１）の８０％より小さい長さ（Ｌ１）を有していることを特徴とする、請求項２に記載の熱交換プレート（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換プレート、そのような熱交換プレートを使用するプレート・パッケージ、熱交換デバイスにおけるそのようなタイプの熱交換プレートの使用、さらにはそのようなものとしての熱交換デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレート式熱交換デバイスに使用される典型的なプレート・パッケージは、中間結合材と共に交互に上下に配置された複数の熱交換プレートを含む。それぞれの熱交換プレートは、典型的には複雑なパターンの隆起部および谷部を備え、それによって得られるプレート内に隣接する熱交換プレートの間に流路（フロー・チャンネル）のパターンを形成する。得られた積層体をオーブン内に配置し、そこで熱交換プレートを熱にさらし、それによってそれらの接触面に沿って互いに接着する。その結果、プレート・パッケージが提供される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
プレート・パッケージのプレート間隙を通る流体の流れを可能にするために、それぞれの熱交換プレートは入口ポートホール(porthole)と出口ポートホール(porthole)とを備えている。ポートホールは、典型的には、熱交換プレートの周縁部付近に配置される。プレート・パッケージ内の利用可能な熱伝達面はそれによって影響を受ける程度が低いので、周縁部に近接することは有利である。また、ポートホールと周縁部との間の中間領域に流体を分配することが困難であり、それによって中間領域によってもたらされる効率が典型的には熱交換プレートの残りの領域と比較して低いことは周知の事実である。それはまた、材料消費量、ひいてはプレート・パッケージのコストおよび重量を減らすことの問題でもある。
【０００４】
それでも、その近接は、熱交換プレートおよびプレート・パッケージに対する全体的な弱さをも引き起こすので、小さすぎてはならない。プレートがぎくしゃくしていると経験されるかもしれないので、積み重ねの間に個々の熱交換プレートを取り扱うとき、弱さの減少が明白になる。これは特に、より大きな熱交換プレートの場合に当てはまる。
【０００５】
近接はまた、製造中にプレート・パッケージに品質問題を引き起こし得る。ポートホールが周縁部に非常に接近して配置されていると、オーブン内で積み重ねられた熱交換プレートを結合するステップの間の主延長面を横切る熱伝達は不均一になる。これは、熱交換プレートの全エリア領域と比較して熱交換プレートの表面を横切る、特に熱交換プレートの周縁とポートホールとの間に形成される中間領域における不均一な熱膨張に起因する座屈をもたらす。座屈は、隣接する熱交換プレートの間の意図された接触面に沿って不十分な結合のリスクを引き起こす。結合が不十分であると、２つの隣接する熱交換プレート間の結合によって形成されることになっている意図された流路間での流体の漏れを引き起こす可能性がある。結合が不十分であると、プレート・パッケージの周囲に沿って周囲への流体の漏れも生じる可能性がある。後者は許容できない欠陥である。
【０００６】
従って、ポートホールの位置決めは多くの考慮を必要とする。
【０００７】
本発明の目的は、ポートホールが熱交換プレートの周縁部に近接して配置され、同時に結合中に均一な熱分布を可能にし、それによって改善された接合品質を可能にする熱交換プレートを提供することである。
【０００８】
また、本発明の目的は、熱交換プレートの取り扱いおよび積み重ねを容易にする、全体的により堅い熱交換プレートを提供することである。
【０００９】
さらに別の目的として、熱交換プレートを積み重ねる間により簡単な固定具を使用することを可能にする熱交換プレートを提供すべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的は、熱交換デバイス用のプレート・パッケージに使用するための熱交換プレートによって達成され、この熱交換プレートは、幾何学的な主延長面と周縁部とを有し、周縁部は、湾曲した上部と、実質的に真っ直ぐな下部と、上部と下部とを相互接続する２つの対向する側部とを有し、
そして、熱交換プレートの上部セクションに配置され、周縁部の上部から距離をおいて配置され、それにより周縁部の上部と上部ポートホールの周縁との間に配置される上部中間部分を画定し、上部ポートホールは、上部ポートホールの中心と周縁部の上部との間の最短距離を含み、
熱交換プレートは、上部中間部分の少なくとも一部に沿って、周縁部の上部に沿って延び、幾何学的主延長面からの方向に周縁部から延びる上部フランジをさらに含み、
上部フランジは、最短距離を横断する方向に見たときの長さが、上部ポートホールの直径の２００〜８０％、より好ましくは上部ポートホールの直径の１８０〜１２０％である。
【００１１】
オーブン内で熱交換プレートの積み重ねを結合する間に熱交換プレートを熱にさらすと、熱は熱交換プレートの周囲からその中心に向かって移動する。熱交換プレートに渡って均一な温度勾配を達成するための時間は、加熱されなければならない材料の量に依存するであろう。フランジのない従来技術の熱交換プレートでは、中間部分は熱交換プレートの残りの部分よりも速く加熱されるであろう。このような不均一な温度勾配は、中間部分が熱交換プレートの残りの部分より弱いという事実と相まって、中間部分の熱座屈のリスクをもたらす。座屈は隣接する熱交換プレート間の意図された接触面を危険にさらし、それは結局不十分な結合および接合漏れをもたらす。最悪のシナリオでは、結果として生じるプレート・パッケージは媒体に流体を漏らすことになり、これは許容できない欠陥である。
【００１２】
本発明は、ポートホールに近接した中間部分の少なくとも延長部に沿ってフランジを配置するという着想にある。それにより、遮熱効果が提供される。遮熱効果は、中間部分の前に加熱しなければならない局所的に添加された材料によって引き起こされる。局所的に添加された材料をフランジとして提供することによって、添加された材料は、熱交換プレートの利用可能な熱伝達領域／フットプリントの一部を形成せず、むしろ形成されるプレート・パッケージの周方向側壁に沿って延びる。したがって、より均一な温度勾配が提供され得る。改善された熱分布は、全体としてより高い接合品質を可能にし、それによって漏れに対するより低いリスクを可能にする。
【００１３】
フランジは遮熱として作用するだけでなく、熱交換プレートに全体的に改善された剛性を与え、それにより熱交換プレートを取扱い中に弛みが少なくなる。後者は、より大きな熱交換プレートの場合に特に当てはまる。さらに、フランジは、積み重ねの間の熱交換プレートの案内および結合までの積み重ねの取り扱いに寄与する。それによって固定具はより複雑でなくなり得る。
【００１４】
フランジの広がりは、それに沿ってポートホールが配置されている周縁部の部分の曲率、ポートホールの中心と周縁との間の最短距離、ポートホールの直径、および熱交換プレートの材質の厚さのようなパラメータに依存する。
【００１５】
この場合、上部ポートホールは熱交換プレートの上部セクションに配置され、上部湾曲縁部から距離を置いて配置されている。湾曲縁部は、中間部分の面積が、上部が直線であるべきである場合よりも小さいという結果になる。シミュレーションおよびトライアルは、上縁部が湾曲しているならば、周縁部の上部と上部ポートホールの中心との間の最短距離を横断する方向に見て、フランジは、上部ポートホールの直径の２００〜８０％、より好ましくは、上部ポートホールの直径の１８０〜１２０％である長さを有し得ることを示した。
【００１６】
上部フランジが幾何学的主延長面からの方向に周縁部から延びるという定式化の代替または補足として、上部フランジは周縁部から幾何学的主延長面の法線に対して角度αで延び得る。
【００１７】
熱交換プレートは、熱交換プレートの下部セクションに配置され、周縁部の下部から距離をおいて配置され、それにより周縁部の下部と下部ポートホールの周縁との間に配置される下部中間部分を画定する下部ポートホールをさらに含み得る。下部ポートホールは、下部ポートホールの中心と周縁部の下部との間の最短距離を含み、熱交換プレートは、下部中間部分の少なくとも一部に沿って、周縁部の下部に沿って延び、幾何学的主延長面からの方向に周縁部から延びる下部フランジをさらに含み、下部フランジは、最短距離を横断する方向に見たときの長さが、下部ポートホールの直径より小さく、より好ましくは下部ポートホールの直径の８０％より小さい。
【００１８】
下部フランジは、上述した上部フランジと同じ目的を果たし、過度の繰り返しを避けるために上記を参照する。上述した上部中間部分との相違点として、下部中間部分は、周縁部の直線状下部と下部ポートホールとの間に配置されている。２つの状況における最短距離が同じであり、また下部および上部ポートホールの直径も同じであると仮定すると、上部中間部分の面積は下部中間部分よりも小さくなるであろう。対応する遮熱効果を可能にするためには、上部フランジを下部フランジよりも長くする必要がある。シミュレーションおよびトライアルにより、下部フランジは最短距離を横断する方向に見られるような長さ、すなわち下部ポートホールの直径よりも小さい、より好ましくは下部ポートホールの直径の８０％よりも小さい長さを有し得ることが示された。
【００１９】
下部フランジが幾何学的主延長面からの方向に周縁部から延びるという定式化の代替または補足として、下部フランジは周縁部から幾何学的主延長面の法線に対して角度αで延び得る。
【００２０】
下部フランジおよび／または上部フランジは、熱交換プレートの主延長面の法線に沿った構成要素（成分）を有する延長部を有することができ、幾何学的主延長面に対して下部フランジおよび／または上部フランジによって形成される角度αは、通常に対して２０度小さい。角度αは、接合されるべき対のプレートの２つの連続する熱交換プレートの両方にフランジが設けられているか、或いは、一方の熱交換プレートだけがフランジを有するかに依存する。一方のプレートのみがフランジを有する場合、角度αは、例えば、１０度未満など、より小さくすることができる。
【００２１】
別の態様によれば、本発明は、プレート・パッケージ内に上下に交互に配置された、第１のタイプの複数の熱交換プレートと第２のタイプの複数の熱交換プレートとを含むプレート・パッケージに関し、第１のタイプの熱交換プレートは、前述した熱交換プレートに対応する。
【００２２】
ポートホール間に形成された中間部分に沿って局所的で限定された長手方向の延長部と周縁部の上部および下部とを有するフランジを設けるという本質を前述した議論を参照することによって、プレート・パッケージの製造中に遮熱効果が得られる。これにより、より均一な温度勾配が可能になる。結果として生じる改善された熱分布は、全体としてより高い接合品質を可能にし、それによって漏れに対するより低いリスクを可能にする。
【００２３】
第１のタイプの熱交換プレートは、第２のタイプの熱交換プレートと同一であってもよく、あるいは、下部および／または上部フランジがカットオフされていることを除き、第１のタイプの熱交換プレートは、第２のタイプの熱交換プレートと同一であってもよい。それにより、同一のプレス工具を使用することができる。
【００２４】
第１のタイプの熱交換プレートのフランジは、同一方向に向けられ、第１のタイプの熱交換プレートのフランジが当接、または、第１のタイプに後続する第２の熱交換プレートのフランジと重なるように、主延長面の法線に沿った構成要素を有する延長部を有し得る。
【００２５】
熱遮蔽の観点からは、この重なりは、結合作業中にプレート・パッケージの縁を横切って促進され高められた熱分布をもたらす。これは、局所的に追加された材料（２倍の材料の厚さ）によるものである。また、熱交換プレートの全体的に改善された補強がもたらされ、それにより熱処理の間に中間部分で座屈するリスクを減らす。座屈のリスクが減少することにより、隣接する熱交換プレート間の接触面に沿って不十分な結合が生じ、それによって漏れが発生するリスクが減少する。さらに、この重なりは、熱交換プレートの積み重ね中に案内効果をもたらし、それによって固定具に課される要求を減少させる。
【００２６】
熱交換プレートのフランジは、同一方向に配向されてもよく、第１のタイプの第１の熱交換プレートのフランジが当接、または、後続の熱交換プレートのフランジに重なるように、主延長面の法線に沿った構成要素を有する延長部を有し得る。ここで、後続の熱交換プレートは第２のタイプの熱交換プレートである。
【００２７】
２つの連続するフランジ間の重なりは、密封接合部を形成し得る。したがって、結合材料は、熱交換プレートの伝熱面を横切って意図された接触点と結合点との間だけでなく、熱交換プレートの積み重ね中にフランジに沿っても配置されることが好ましい。
【００２８】
交互に配置された熱交換プレートは、実質的に開いて蒸発させる媒体の流れを許容するように配置された第１のプレート間隔と、閉鎖して蒸発させる媒体ための流体の流れを許容するように配置された第２のプレート間隔とを形成し、
第１のタイプおよび第２のタイプの熱交換プレートは、対向する側部の少なくとも一部分に沿って、周縁部に沿って間隔をおいて延びる嵌合当接部をさらに含み、それによって、それぞれの第１プレート間隙を、内側の熱伝達部内と２つの外側の排出部内とに分離し、
少なくとも第１のタイプの熱交換プレートは、対向する側部の少なくとも一部分に沿って、幾何学的主延長面からの方向に周縁部から延びる排出チャネル・フランジをさらに含み、
それぞれの熱交換プレートの排出チャネル・フランジは、同一方向に配向され、第１の熱交換プレートの排出チャネル・フランジが第１の熱交換プレートの排出チャネル・フランジと同じになるように、主延長平面の法線に沿った構成要素を有する延長部を有し、前記後続の熱交換プレートは、第１のタイプの熱交換プレートまたは第２のタイプの熱交換プレートのいずれかであり、
それによって、排出チャネル・フランジは、外側排出部に対して外壁を形成し、それにより外側排出部を排出チャネルに変換する。
【００２９】
排出チャネル・フランジが幾何学的主延長面からの方向に周縁部から延びるという定式化の代替または補足として、排出チャネル・フランジは周縁部から幾何学的主延長面の法線に対して角度βで延び得る。
【００３０】
熱交換デバイスは、例えば、冷却を生じさせるための用途においてアンモニアのような様々な種類の冷却媒体を蒸発させることでよく知られている。蒸発した媒体は熱交換デバイスから圧縮機へ運ばれ、その後圧縮された気体媒体は凝縮器で凝縮される。その後、媒体は膨張することが許容され、さらに、熱交換デバイスに再循環される。このような熱交換デバイスの一例は、プレート・シェル型の熱交換器で、例えば、実質的に半円形の熱交換プレートからなるプレート・パッケージを開示している国際公開第２００４／１１１５６４号を参照されたい。半円形の熱交換プレートの使用は、それがプレート・パッケージの上の領域においてシェルの内側に大きな容積をもたらすので有利であり、その容積は液体と気体の分離を改善する。分離された液体は、内部空間の上部から内部空間の下部の収集空間に間隙を介して移送される。間隙は、シェルの内壁とプレート・パッケージの外壁との間に形成されている。間隙は、液体をシェルの収集空間に向かって吸い込むサーモサイフォン・ループの一部である。
【００３１】
したがって、上記タイプのプレート・パッケージ設計によって、シェルの上部に存在する液体形態の冷却媒体を、その内側壁の対向する側部に沿って延びる複数の排出チャネルの内側に沿って案内することができ、熱交換プレートの対向する主面の間に形成された第１のプレート間隙からも離間している。この距離は、排出チャネルの断面をそれぞれ画定する壁および接合部の設計に応じて、少なくとも熱交換プレートを構成するシート材料の材料厚さによってもたらされる。形成された距離は、シェルの内壁からプレート・パッケージ内のプレート間隙から排出チャネルへの熱伝達を減少させ、それによって液体媒体が排出チャネル内で蒸発し、それによって液体チャネルが蒸発するリスクを減少させ、さらに、サーモサイフォン・ループの妨害または停止する断熱材と見なすことができる。それにより、より安定した液体の流れが促進される。
【００３２】
また、排出チャネルは、通常ステンレス鋼よりも炭素鋼との親和性が強いために、シェルの内壁の曲率に追従する傾向がある圧縮機オイルがプレート・パッケージの第１の間隙に移動するのを防止する。排出チャネルが存在することによって、シェルの内壁とプレート・パッケージの外側境界との間の空間内に存在する圧縮機オイルが、第１のプレート間隙内へ排出チャネルの長手方向延長部を横断する方向に移動することが防止される。代わりに、第１のプレート間隙への圧縮機オイルの流入は、シェルの上部に面し、第１の間隙に向かって開口部を形成する長手方向の隙間に制限される。
【００３３】
第１のプレート間隙と接触することになる圧縮機オイルの量を減らすことによって、伝熱面上に断熱堆積物が形成されるリスクが低減される。これにより、効率を維持しながら、フットプリントに関して、またはプレート・パッケージに含まれる熱交換プレートの数に関して、プレート・パッケージをより小さくすることができる。それによって、全体的なコストが削減され得る。
【００３４】
さらなる態様によれば、本発明は、熱交換デバイスにおける上記の特徴を有する熱交換プレートの使用に関する。本発明による熱交換プレートの利点は上述した通りであり、過度の繰り返しを避けるために上述した部分を参照する。
【００３５】
他の態様によれば、本発明は、実質的に閉じられた内部空間を形成し、内部空間に面する内壁面を備えたシェルを含む熱交換デバイスに関し、前記熱交換デバイスは、上述したタイプの熱交換プレートを複数備えたプレート・パッケージを含むように構成される。本発明による熱交換プレートの利点は上述した通りであり、過度の繰り返しを避けるために上述した部分を参照する。
【００３６】
別の態様によれば、本発明は、実質的に閉じられた内部空間を形成し、内部空間に面する内壁面を備えたシェルを含む熱交換デバイスに関し、前記熱交換デバイスは、上述したタイプのプレート・パッケージを含むように構成される。本発明による熱交換プレートの利点は上述した通りであり、過度の繰り返しを避けるために上述した部分を参照する。
【００３７】
さらに別の態様によれば、本発明は、実質的に閉じられた内部空間を形成し、内部空間に面する内壁面を備えたシェルを含む熱交換デバイスに関し、前記熱交換デバイスは、プレート・パッケージを含むように構成され、前記プレート・パッケージは、
プレート・パッケージ内に上下に交互に配置された、第１のタイプの複数の熱交換プレートと第２のタイプの複数の熱交換プレートとを含むプレート・パッケージであって、それぞれの熱交換プレートは幾何学的な主延長面を有し、主延長面が実質的に垂直となるように設けられ、交互に配置された熱交換プレートは、第１のプレート間隙が内部空間に向かって実質的に開口し、且つ、蒸発する媒体の内部空間の下部から内部空間の上部に向かった上方の循環を許容し、第２のプレート間隙が内部空間に閉じられ、媒体を蒸発させるための流体の流れを可能に配置されるように、第１のプレート間隙および第２のプレート間隙を形成し、
第１のタイプおよび第２のタイプの熱交換プレートのそれぞれは、周縁部を有し、周縁部は、湾曲した上部、実質的に真っ直ぐな下部、および上部と下部を相互接続する２つの対向する側部を有し、
第１のタイプおよび第２のタイプの熱交換プレートのそれぞれは、熱交換プレートの上部セクションに配置され、周縁部の上部から距離をおいて配置され、それにより周縁部の上部と上部ポートホールの周縁との間に配置される上部中間部分を画定し、上部ポートホールは、上部ポートホールの中心と周縁部の上部との間の最短距離を含み、
熱交換プレートは、上部中間部分の少なくとも一部に沿って、周縁部の上部に沿って延び、幾何学的主延長面からの方向に周縁部から延びる上部フランジをさらに含み、
上部フランジは、最短距離を横断する方向に見たときの長さが、上部ポートホールの直径の２００〜８０％、より好ましくは上部ポートホールの直径の１８０〜１２０％であり、
第１のタイプおよび第２のタイプの熱交換プレートのそれぞれは、熱交換プレートの下部セクションに配置され、周縁部の下部から距離をおいて配置され、それにより周縁部の下部と下部ポートホールの周縁との間に配置される下部中間部分を画定する下部ポートホールをさらに含み得、下部ポートホールは、下部ポートホールの中心と周縁部の下部との間の最短距離を含み、
熱交換プレートは、下部中間部分の少なくとも一部に沿って、周縁部の下部に沿って延び、幾何学的主延長面からの方向に周縁部から延びる下部フランジをさらに含み、
下部フランジは、最短距離を横断する方向に見たときの長さが、下部ポートホールの直径より小さく、より好ましくは下部ポートホールの直径の８０％より小さい、
それぞれの熱交換プレートの下部および上部フランジは、同一方向に配向されてもよく、第１のタイプの第１の熱交換プレートのフランジが当接、または、後続の熱交換プレートのフランジに重なるように、主延長面の法線に沿った構成要素を有する延長部を有し得、ここで、後続の熱交換プレートは第２のタイプの熱交換プレートである。
【００３８】
本発明の熱交換プレートおよび本発明のプレート・パッケージ自体の利点は上述した通りであり、過度の繰り返しを避けるために上述した部分を参照する。
【００３９】
少なくとも第１のタイプの熱交換プレートは、対向する側部の少なくとも一部分に沿って、幾何学的主延長面からの方向に周縁部から延びる排出チャネル・フランジをさらに含み、それぞれの熱交換プレートの排出チャネル・フランジは、同一方向に配向され、第１の熱交換プレートの排出チャネル・フランジが第１の熱交換プレートの排出チャネル・フランジと同じになるように、主延長平面の法線に沿った構成要素を有する延長部を有し、前記後続の熱交換プレートは、第１のタイプの熱交換プレートまたは第２のタイプの熱交換プレートのいずれかであり、それによって、排出チャネル・フランジは、外側排出部に対して外壁を形成し、それによって外側排出部を排出チャネルに変換する。
【００４０】
好ましい実施形態は、従属請求項および明細書に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
本発明は、本発明の現時点で好ましい実施形態を示す添付の概略図を参照しつつ、例としてさらに詳細に説明される。
【００４２】
【図１】プレート・シェル型の典型的な熱交換デバイスの側部からの概略断面図を示す。
【図２】図１の熱交換デバイスの他の断面図を概略的に示す。
【図３】熱交換プレートを示す。
【図４】下部フランジを横切るプレート・パッケージの断面を示す。
【図５】排出フランジを横切るプレート・パッケージの断面を示す。
【図６】熱交換デバイスの概略断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１および図２を参照すると、プレート・シェル型の典型的な熱交換デバイスの概略断面図が示されている。熱交換デバイスは、実質的に閉じられた内部空間２を形成するシェル１を含む。示された実施形態において、シェル１は、実質的に円筒形のシェル壁３（図１参照）と（図２に示すように）２つの実質的に平坦な端壁（２）を有する実質的に円筒形を有する。端壁は、例えば、半球形状を有することもできる。シェル１の他の形状も可能である。シェル１は、内部空間２に面する円筒状の内壁面３を備える。断面ｐは、シェル１と内部空間２とを貫通する。シェル１は、断面ｐが実質的に垂直になるように設けられて配置される。シェル１は、例えば、炭素鋼製であり得る。
【００４４】
シェル１は、内部空間２に液体状態の二相媒体を供給するための入口５と、内部空間２から気体状態の媒体を排出するための出口６とを含む。入口５は、内部空間２の下部空間２´で終わる入口導管を含む。出口６は、内部空間２の上部空間２″から延びる出口導管を含む。冷却を生成する場合、媒体は例としてアンモニアであり得る。
【００４５】
熱交換デバイスは、内部空間２に設けられ、互いに隣接して設けられた複数の熱交換プレート１００を含むプレート・パッケージ２００を含む。熱交換プレート１００は、図３を参照しつつ以下により詳細に説明される。熱交換プレート１００は、プレート・パッケージ２００内で、例えば、溶接、銅ろう付けなどのろう付け、融着、或いは、糊付けなどによって恒久的に互いに接続されている。溶接、ろう付け、および糊付けは周知の技術であり、融着は国際公開第２０１３／１４４２５１号に記載されているように実行され得る。熱交換プレート１００は、鉄、ニッケル、チタン、アルミニウム、銅、またはコバルト系材料などの金属材料、すなわち、鉄、ニッケル、チタン、アルミニウム、銅、またはコバルトを主成分として有する金属材料（例えば、合金）で作ることができる。鉄、ニッケル、チタン、アルミニウム、銅またはコバルトが主成分であり、したがって最大の重量パーセントを有する成分であり得る。金属材料は、少なくとも３０重量％、例えば、少なくとも５０重量％、例えば、少なくとも７０重量％の鉄、ニッケル、チタン、アルミニウム、銅またはコバルトの含有量を有し得る。熱交換プレート１００は、耐食材料、例えば、ステンレス鋼またはチタンで製造されるのが好ましい。
【００４６】
それぞれの熱交換プレート１００は、主延長面ｑを有し、延長面ｑが実質的に垂直で、断面ｐに対して実質的に垂直であるようにプレート・パッケージ２００内およびシェル１内に設けられている。断面ｐもそれぞれの熱交換プレート１００を横切って横断方向に延びる。示された実施形態では、断面ｐもそれぞれ個々の熱交換プレート１００を通る垂直中心面を形成する。
【００４７】
熱交換プレート１００は、プレート・パッケージ２００内に、内部空間２に向かって開いている第１の空隙１２と、内部空間２に向かって閉じている第２のプレート空隙１３とを形成している。したがって、入口５を介してシェル１に供給される上述の媒体は、プレート・パッケージ２００内および第１のプレート間隙１２内に入る。
【００４８】
それぞれの熱交換プレート１００は、下部ポートホール１０７と上部ポートホール１０８とを含む。下部ポートホール１０７は、入口導管１６に接続された入口チャネルを形成する。上部ポートホール１０８は、出口導管１７に接続された出口チャネルを形成する。別の構成では、下部ポートホール１０７が出口チャネルを形成し、上部ポートホール１０８が入口チャネルを形成することに留意されたい。断面ｐは、下部ポートホール１０７と上部ポートホール１０８の両方を貫通している。熱交換プレート１００は、入口チャネルおよび出口チャネルが第１のプレート間隙１２に対して閉じているが第２のプレート間隙１３に対して開いているように、ポートホール１０７および１０８の周りで互いに接続されている。したがって、流体は、入口導管１６および下部ポートホール１０７によって形成される関連する入口チャネルを介して第２のプレート間隙１３に供給され、上部ポートホール１０７および出口導管１７によって形成される出口チャネルを介して第２のプレート間隙１３から排出され得る。
【００４９】
図１に示されるように、プレート・パッケージ２００は上側と下側と、２つの対向する横断方向側部とを有する。プレート・パッケージ２００は、実質的に下部スペース２´内に配置され、且つ、プレート・パッケージ２００の下側と内壁面３の底部との間のプレート・パッケージ２００の真下に収集スペース１８が形成されるように、内部スペース２に設けられる。
【００５０】
さらに、再循環チャネル１９がプレート・パッケージ２００のそれぞれの側部に形成される。これらは、内壁面３とそれぞれの横断方向側部との間の間隙によって、またはプレート・パッケージ２００内に形成された内部再循環チャネルとして形成され得る。
【００５１】
それぞれの熱交換プレート１００は、実質的に熱交換プレート１００全体の周りに延び、熱交換プレート１００同士の恒久的な接続を可能にする周縁部２０を含む。これらの周縁部２０は、横断方向側部に沿ってシェル１の内側円筒形壁面３に当接する。再循環チャネル１９は、それぞれ対の熱交換プレート１００間の横断方向側部に沿って延びる内部または外部ギャップによって形成されている。また、熱交換プレート１００は、第１のプレート間隙１２が横断方向側部に沿って、すなわち内部空間２の再循環チャネル１９に向かって閉じられるように互いに接続されていることにも留意されたい。
【００５２】
本願に開示された熱交換デバイスの実施形態は、入口５を介して液体状態で供給され、出口６を介して気体状態で排出される二相媒体を蒸発させるために使用され得る。蒸発のために必要な熱は、プレート・パッケージ２００により供給され、プレート・パッケージ２００には、入口導管１６を介して流体、例えば、第２のプレート間隙１３を通って循環し、出口導管１７を介して排出される水が供給される。蒸発した媒体は、したがって、内部空間２内に液体状態で少なくとも部分的に存在する。その結果、実質的に下部空間２´全体が液体状態の媒体で満たされ、上部空間２″は主に気体状態の媒体を含んでいる。
【００５３】
図３を参照すると、本発明による熱交換プレート１００の第１の実施形態が開示されている。熱交換プレート１００は、本発明によるプレート・パッケージの一部を形成するように意図されている。熱交換プレート１００は、以下のようにして容易に第１のタイプＡまたは第２のタイプＢに変換され得る。
【００５４】
熱交換プレート１００は、プレスされた薄壁の板金プレートによってなされている。熱交換プレート１００は、一例として、ステンレス鋼で製造され得る。熱交換プレート１００は、幾何学的主延長面ｑと周縁部１０１とを有する。周縁部１０１は、実質的に幾何学的主面ｑに渡って広がる熱伝達面１０２を画定する。
【００５５】
周縁部１０１は、湾曲した上部１０３、実質的に真っ直ぐな下部１０４、および上部１０３と下部１０３とを相互接続する２つの対向する側部１０５を含む。２つの対向する側部１０５はそれぞれ、熱交換デバイス３００のシェル１の内壁３の曲率に対応する曲率を有する。
【００５６】
伝熱面１０２は、隆起部および谷部の波形パターン１０６を含む。本発明の理解を容易にするために、（後述する）上部および下部ポートホール１０７、１０８内およびその周囲の波形は除去されている。波形パターン１０６は、熱交換プレート１００の異なる部分で異なる方向に延びている。複数の熱交換プレート１００を上下に積み重ねることによってプレート・パッケージ２００を形成するときには、すべての第２の熱交換プレート１００（第１のタイプＡの熱交換プレート）が図３に開示された方法でターンする一方、他のすべてのプレート（第２のタイプＢの熱交換プレート）が、断面ｐと一致する実質的に垂直な回転軸を中心にして１８０度回転する。それによって、隣接する熱交換プレート１００の波形１０６は互いに交差する。また、隣接する熱交換プレート１００の隆起部同士が当接する箇所に複数の接点が形成されることになる。積み重ね中に、結合材料の層（図示せず）が熱交換プレート１００の間に配置され得る。後に積み重ねがオーブン内で熱を受けると、熱交換プレート１００は接触点に沿って互いに結合し、それによって複雑なパターンの流体チャネルを形成する。このようにして、プレート・パッケージに含まれるプレートが必要な機械的支持を与えられると同時に、流体から媒体への効率的な熱伝達が保証される。
【００５７】
プレート・パッケージ２００を形成するための熱交換プレート１００の結合は、上述したようにろう付けまたは融着によって実施され得る。熱交換プレート１００がステンレス鋼で作られているとき、融着は特に適している。
【００５８】
熱交換プレート１００がプレート・パッケージ２００内でどのように配向されるかに応じて、熱交換デバイス３００内でのプレート・パッケージ２００の動作中、熱交換プレート１００の一方の側が第１のプレート間隙１２に面し、したがって二相媒体に接触する一方、熱交換プレート１００の反対側が、第２のプレート間隙１３に面し、したがって流体と接触している。
【００５９】
熱交換プレート１００は、入口ポートを形成するように意図された下部ポートホール１０７と、出口ポートを形成するように意図された上部ポートホール１０８とを備える。開示された実施形態では、下部ポートホール１０７は下部１０４の近傍に配置され、上部ポートホール１０８は上部１０３の近傍に配置されている。熱交換プレート１００がプレート・パッケージの一部を形成するように配置される場合、従って、作動中、流体はプレート・パッケージ２００内の第２のプレート間隙１３を通って上方に流れる。熱交換プレート１００上の他の位置にポートホール１０７、１０８を設けることが可能であることを理解されたい。
【００６０】
下部ポートホール１０７は、熱交換プレート１００の下部セクションに配置され、周縁部１０１の下部１０４から距離をおいて配置されている。これにより、周縁部１０１と下部ポートホール１０７の周縁１１８との間に配置される下部中間部分１１７が画定される。下部中間部分１１７は、下部ポートホール１０７の中心と周縁部１０１の下部１０４との間の最短距離ｄ１を含む。また、下部中間部分１１７は、最短距離に沿って高さＹ１を有し、最短距離ｄ１を横切る幅Ｘ１を有する。
【００６１】
下部フランジ１１９は、周縁部１０１の下部１０４に沿って延びるように配置される。下部フランジ１１９は、下部中間部分１１７の少なくとも一部に沿って延びるように配置される。下部フランジ１１９は、流体と接触するように意図されている熱交換プレート１００の表面に向かって延び、すなわち、表面が第２のプレート間隙１３に面するように意図されている。下部フランジ１１９は、周縁部１０１から、幾何学的主延長面ｑからの方向に延びている。下部フランジ１０９は、周縁部１０１から幾何学的主延長面ｑの法線に対して角度αで延びている。
【００６２】
下部フランジ１１９は、最短距離ｄ１を横断する方向に見て長さＬ１を有し、下部ポートホール１０７の直径Ｄ１よりも小さく、より好ましくは下部ポートホール１０７の直径Ｄ１の８０％よりも小さい。
【００６３】
上部ポートホール１０８は、熱交換プレート１００の上部セクションに配置され、周縁部１０１の上部１０３から距離を置いて配置されている。これにより、周縁部１０１と上部ポートホール１０８の周縁１２１との間に配置される上部中間部分１２０が画定される。上部中間部分１２０は、上部ポートホール１０８の中心と周縁部１０１の上部１０３との間の最短距離ｄ２を含む。また、上部中間部分１２０は、最短距離ｄ２に沿って高さＹ２を有し、最短距離ｄ２を横切る幅Ｘ２を有する。
【００６４】
上部フランジ１２２は、周縁部１０１の上部１０３に沿って延びるように配置される。上部フランジ１２２は、上部中間部分１２０の少なくとも一部に沿って延びるように配置される。上部フランジ１２２は、流体と接触するように意図されている熱交換プレート１００の表面に向かって延び、すなわち、表面が第２のプレート間隙１３に面するように意図されている。上部フランジ１２２は、周縁部１０１から、幾何学的主延長面ｑからの方向に延びている。上部フランジ１０９は、周縁部１０１から幾何学的主延長面ｑの法線に対して角度αで延びている。
【００６５】
上部フランジ１２２は、最短距離ｄ２を横断する方向に見て長さＬ２を有し、上部ポートホール１０８の直径Ｄ２の２００〜８０％、より好ましくは上部ポートホール１０８の直径Ｄ２の１８０〜１２０％である。
【００６６】
図３および図６に最もよく示されように、熱交換プレート１００の周縁部１０１の上部１０３の曲率は、熱交換プレート１００の下部１０４の曲率とは異なる。熱交換プレート１００がプレート・パッケージ２００に含まれ、熱交換デバイス３００に使用される場合、下部１０４は、プレート・パッケージ２００の真下のシェル１に形成された収集空間１８に面するように意図されている。収集空間１８が一定の容積を有することを可能にするために、開示された実施形態では下部１０４は多かれ少なかれまっすぐであるが、シェル１の上部空間２″に面するように意図される上部１０３は凸状湾曲を有する。したがって、ポートホール１０７、１０８に隣接する周縁部１０１の延長部は、利用可能な中間部分１１７、１２０のエリアに影響を及ぼす。
【００６７】
下部１０４が本質的に直線状である場合、下部１０４と下部ポートホール１０７の周縁部１０１との間の下部中間部分１１７の高さＹ１は、断面ｐからの距離Ｘ１と共にかなり急速に増加する。
【００６８】
これは、上部湾曲部１０３に隣接する上部ポートホール１０８と比較することができ、湾曲した上部１０３と上部ポートホール１０８の周縁１０１との間の上部中間部分１２０の高さＹ２は、断面ｐからの距離Ｘ２と共によりゆっくりと増加する。この場合の決定的な要因は、湾曲縁部の半径である。
【００６９】
この違いからの影響は、熱交換プレート１００の積み重ねを結合目的で、オーブン内で加熱するときの温度勾配を調べることによって理解され得る。湾曲した上部１０３を有する上部中間部分１２０は、真っ直ぐな縁部１０４を有する下部中間部分１１７よりも急速に加熱される。下部フランジ１１９および上部フランジ１２２を導入し、それらの長さＬ１、Ｌ２を、それぞれのポートホール１０７、１０８の直径Ｄ１、Ｄ２に調整することによって、加熱の差を補償することができる。それによって、不均一な熱膨張に起因する座屈およびそれに起因する不十分な結合のリスクが対処され得る。
【００７０】
ここで図３および図５を参照すると、熱交換プレート１００は、対向する側部１０５の少なくとも一部分に沿って、周縁部１０１の２つの対向する側部１０５に沿って間隔をおいて延びる隆起部１１０を含み得る。熱交換プレート１００を積み重ねると、第１のタイプＡの熱交換プレート１００の隆起部１１０が、第２のタイプＢの隣接する熱交換プレート１００の隆起部１１０に当接するように配置されている。これにより、それぞれの第２プレート間隙１３は、内側伝熱部ＨＴＰと２つの外側排出部ＤＰとに分離されている。それぞれの排出部ＤＰは、熱交換プレート１００のそれぞれの側部１０５に沿って延長部を有することになる。する第２のタイプの熱交換プレート１００の隆起部１１０と当接するように配置される。
【００７１】
隆起部１１０は、上部１０３とそれぞれの側部１０５との間の移行部を越えて延びる延長部を有し得る。また、隆起部１１０は、それぞれの対向する側部１０５と下部１０４との間の移行部を越えて延びる延長部を有し得る。
【００７２】
熱交換プレート１００はさらに、２つの対向する側部１０３の少なくとも一部分に沿って排出チャネル・フランジ１０９を備える。排出チャネル・フランジ１０９は、流体と接触するように意図されている熱交換プレート１００の表面に向かって延び、すなわち、表面が第２のプレート間隙１３に面するように意図されている。排出チャネル・フランジ１０９は、周縁部１０１から、幾何学的主延長面ｑからの方向に延びている。排出チャネル・フランジ１０９は、周縁部１０１から幾何学的主延長面ｑの法線に対して角度αで延びている。
【００７３】
ここで図４および５を参照すると、上記タイプの複数の熱交換プレート１００からなるプレート・パッケージ２００の２つの概略断面図が示されている。図４の断面は下部フランジ１１９を横断して切り取られている。参考のために、上部フランジ１２２を横断して切り取られる対応する断面は同じに見え得る。図５の断面は、排出チャネル・フランジ１０９を横断するように切り取られている。図５には、熱交換デバイス３００のシェル１の壁３も示されている。
【００７４】
上述したように、本発明による熱交換プレート１００は、単に、プレス加工後に、下部フランジ１１０および上部フランジ１２２と排出チャネル・フランジ１０９とを切り離すことによって、第１のタイプＡの熱交換プレート１００または第２のタイプＢの熱交換プレート１００に容易に変換され得る。
【００７５】
熱交換プレート１００を積み重ねてプレート・パッケージ２００を形成するとき、２つ毎に熱交換プレート１００を図３に開示した方法でターンさせる一方、他のすべての熱交換プレート１００を断面ｐと一致する実質的に垂直な回転軸を中心にして約１８０度回転させる。それによって、隣接するプレート１１の波形パターン１０６は互いに交差する。また、隣接する熱交換プレート１００の隆起部１１０が互いに当接する箇所に複数の接点が形成される。積み重ね中に、結合材料の層（図示せず）が熱交換プレート１００の間に配置され得る。後に積み重ねがオーブン内で熱を受けると、熱交換プレート１００は接触点に沿って互いに結合し、それによって複雑なパターンの流体チャネルを形成する。接合部の幅は波形の断面に依存することが理解される。
【００７６】
図４および図５の実施形態に見られるように、第２の熱交換プレート１００、すなわち第２のタイプＢの熱交換プレート１００ごとのフランジは切断されている。また、第１のタイプのそれぞれの熱交換プレート１００のフランジ１１９、１２２、１０９は、同一の方向に配向され、第１のタイプＡの熱交換プレート１００のフランジ１１９、１２２、１０９が、第１のタイプＡの第２の後続の熱交換プレート１００のフランジ１１９、１２２、１０９に隣接するかまたはこれと重なるように、主延長面ｑの法線に沿った構成要素を備えた延長部を有する。このようにして形成された２つの後続するフランジ１１９、１２２、１０９の間の重なりは、幾何学的主延長平面ｑの法線に対応する方向に見られるように、フランジ１１９、１２２、１０９の高さｆの５〜９０％に対応する長さｅを有する。
【００７７】
第１のタイプＡの熱交換プレート１００のフランジ１１９、１２２、１０９が、後続の熱交換プレート１００のフランジ１１９、１２２、１０９に当接すれば十分であり得ることを理解されたい。
【００７８】
フランジ１１９、１２２、１０９は、周縁部１０１の下部１０４に沿った延長部を有し、周縁部１０１から幾何学的主延長面ｑの法線に対して角度α、βで延びるように示されている。角度α、βは、法線に対して２０度より小さいことが好ましく、さらに、法線に対して１５度より小さいことがより好ましい。角度α、βは、接合されるプレート対の２つの連続する熱交換プレート１００の両方にフランジ１１９、１２２、１０９が設けられているか、或いは、一方の熱交換プレート１００だけがフランジを有するかによって決まる。１つのみのプレートがフランジ１１９、１２２、１０９を有する場合、角度α、βは、例えば１０度未満、例えば８度未満、典型的には約６〜７度など、より小さくされ得る。角度α、βは０度でさえあり得ることもまた理解されるべきである。角度α、βは、同じでも異なっていてもよい。
【００７９】
下部および上部フランジ１１９、１２２ならびに排出チャネル・フランジ１０９の存在は、積み重ね中の熱交換プレートの案内に寄与することを理解されたい。それによって固定具をより簡単にすることができる。
【００８０】
ここで図６を参照すると、本発明によるプレート・パッケージ２００の一実施形態が、熱交換デバイス３００内に含まれるものとして概略的に示されている。この図から、下部および上部フランジ１１９、１２２、さらに２つの対向する排出チャネル・フランジ１０９が、プレート・パッケージ２００の密封された周方向側壁をどのように形成するかを明確に見ることができる。下部および上部フランジ１１９、１２２の制限された長さによって、シェル１の上部空間２″と第１のプレート間隙１２との間の連通は、実質的な影響を受けない。
【００８１】
シェル１の上部空間２″内に存在する液体形態の媒体は、  シェル１の内壁面３の対向する側部に沿って延びるがそこから離れた、複数の排出チャネル１１１の内部あるいはそれに沿って案内され得る。さらに、熱交換プレート１００の対向する主面間に形成された第１のプレート間隙１２からもまた離れている。その距離は、少なくとも熱交換プレート１００を構成するシート材料の材料厚によって、排出チャネル１１１の断面をそれぞれ画定する壁および接合部の設計に応じて提供される。形成された距離は、シェル１の内壁面３およびプレート・パッケージ２００内の第１のプレート間隙１２から排出チャネル１１１への熱伝達を減少させ、それによって、排出チャネル１１１の内部で液体媒体が蒸発するリスクを減少させ、それにより熱サイフォン・ループを邪魔または停止する、断熱として理解され得る。それにより、より安定した液体の流れが促進される。
【００８２】
また、排出チャネル１１１は、通常ステンレス鋼よりも炭素鋼との親和性が強いためにシェル１の内壁面３の湾曲に追従する傾向がある圧縮機オイルが、第１の隙間１２に移動するのを防止する。排出チャネル１１１の存在により、シェル１の内壁面３とプレート・パッケージ２００の外側境界との間の空隙内に存在する圧縮機オイルが、排出チャネル１１１の長手方向延長部の横断方向に第１のプレート間隙１２内へ移動するのが防止される。代わりに、第１のプレート間隙１２への圧縮機オイルの流入は、シェル１の上部空間２″に面する長手方向のギャップ１１６に制限され、それにより、第１の間隙１２に向かって開口を形成する。
【００８３】
本明細書に記載されている実施形態には、添付の特許請求の範囲によって規定されるように依然として本発明の範囲内にある多数の修正があることが企図されている。
【００８４】
一例として、第１および第２のタイプＡ、Ｂの熱交換プレート１００のそれぞれのタイプの熱交換プレート１００は、一例として、１つおきに２つの熱交換プレート１００上の下部および上部フランジ１１９、１２２と排出チャネル・フランジ１０９とが切断されていることを除いて同一であって、それにより、それらが第１および第２のタイプＡ、Ｂの熱交換プレート１００に変換され得る。したがって、同一のプレス工具が使用され得る。
【００８５】
第２のタイプＢの熱交換プレート１００にも、上述したタイプのフランジ１１９、１２２、１０９であって、切断されていないフランジを設けることができることを理解されたい。これにより、第１のタイプＡの熱交換プレート１００のフランジ１１９、１２２、１０９が第２のタイプＢの熱交換プレートＡのフランジにシール当接することが可能になる。
【符号の説明】
【００８６】
１  シェル
２  端壁、内部空間
３  シェル壁、内壁面
５  入口
６  出口
１２  第１のプレート空隙
１３  第２のプレート空隙
１６  入口導管
１７  出口導管
１８  収集空間
１９  再循環チャネル
２０  周縁部
１００  熱交換プレート
１０１  周縁部
１０２  熱伝達面
１０３  上部
１０４  下部
１０５  側部
１０６  波形パターン
１０７  下部ポートホール
１０８  上部ポートホール
１０９  排出チャネル・フランジ
１１０  隆起部
１１１  排出チャネル
１１２  嵌合当接部
１１７  下部中間部分
１１９  下部フランジ
１２０  上部中間部分
１２２  上部フランジ
２００  プレート・パッケージ
３００  熱交換デバイス
ｐ  断面
ｑ  主延長面
ＤＰ  外側排出部
ＨＴＰ  内側熱伝達部
【図１】
0006920450.tif 000002
【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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