(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝熱プレートを積層した状態でフレーム間に保持してなるプレート式熱交換器において、フレームと伝熱プレートとの間に装着する端ガスケットと接するフレーム側のガスケット当たり面を、フレームの伝熱プレートと接する面よりも後退させ、その分だけ端ガスケットの厚さを増したことを特徴とするプレート式熱交換器。
【請求項２】
端ガスケットが伝熱プレートに装着されている請求項１のプレート式熱交換器。
【請求項３】
端ガスケットがフレームまたは当て板に装着されている請求項１のプレート式熱交換器。
【請求項４】
伝熱プレートのガスケット溝底面が成形深さの概中段に位置する請求項１，２または３のプレート式熱交換器。
【請求項５】
伝熱プレートのガスケット溝底面が成形深さの下段に位置する請求項１，２または３のプレート式熱交換器。
【請求項６】
中間ガスケットを端ガスケットとして用いた請求項１，２，３，４または５のプレート式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はプレート式熱交換器に関するものであり、より詳しくは、プレート式熱交換器に使用する端プレートのガスケットとフレームとの当たり構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プレート式熱交換器は、複数の伝熱プレートを積層して相互間に熱交換媒体用の流体通路を交互に形成し、伝熱プレートを介して隣り合った流体通路内を流れる熱交換媒体間で間接的に熱交換を行なわせるようにしている。積層した伝熱プレート群の両端にフレームを配置し、フレーム同士をステーボルトで締結して、それらの間に伝熱プレートを積層した状態に保持する。熱交換媒体の通路を規定するとともに器外への漏洩を防止するため、伝熱プレート間、および、端の伝熱プレートとフレームとの間にガスケットを装着してある。伝熱プレート間に装着されるガスケットを中間ガスケットと呼び、伝熱プレートとフレームとの間に装着されるガスケットを端ガスケットと呼ぶこととする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、図７（Ａ）に示すように、ガスケット溝（１５）底面が成形深さの概中段に位置する構造の伝熱プレート（１０）では、中間ガスケット（３）の厚み（寸法ｄのガスケット溝で適切な圧縮率となる厚み）よりも端ガスケット（４）の厚み（寸法１／２ｄのガスケット溝で適切な圧縮率となる厚み）が小さいため、特に高温で使用する場合に熱老化によって圧縮永久歪みが生じると圧縮代が少なくなってシールの安定が得られず、漏れやすくなるという問題があった。なお、単に例として端ガスケット（４）の厚みが中間ガスケット（３）の１／２の場合を図示してある。
【０００４】
また、図７（Ｂ）に示すように、ガスケット溝（１５）が成形深さの下段に位置する構造の伝熱プレート（１０）で、プレートの成形深さが小さい場合は、ガスケットの圧縮代が小さいために、端ガスケット（４）のフレーム（２０）側の当たり面の段差（破線で囲んだ部分参照）すなわち、端ガスケット（４）の当たり面と伝熱プレート（１０）の当たり面との段差が生じないようにして適切な端ガスケット（４）の圧縮代を確保し、安定したシール性を得る必要があるが、そのためには、精度の高いフレームおよび部品の加工が必要となり、加工コストアップと精度管理が問題であった。
【０００５】
そこで、この発明の主要な目的は、上記問題点を解消して、プレート式熱交換器の伝熱プレートとフレームとの間に装着する端ガスケットのシール性を向上させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、フレーム側の、端ガスケットと接する面をプレートと接する面よりも後退させ、その分だけ端ガスケットの厚みを大きくして適切な圧縮代を確保し、シールの安定性を向上させるようにしたものである。
【０００７】
すなわち、請求項１の発明によるプレート式熱交換器は、複数の伝熱プレートをフレーム間に保持したプレート式熱交換器において、フレームと伝熱プレートとの間に介在させた端ガスケットと接するフレーム側のガスケット当り面を、伝熱プレートと接する面よりも後退させたことを特徴とする。
【０００８】
伝熱プレートとフレームとの間に介在させる端ガスケットは伝熱プレート側、フレーム側のいずれに装着してもよい。すなわち、請求項２の発明のように伝熱プレートに装着してもよいし、請求項３の発明のようにフレームに、あるいは当て板付きの場合はその当て板に、装着してもよい。
【０００９】
伝熱プレートのガスケット溝の構造には、溝底面が成形深さの概中段に位置する構造のものと、溝底面が成形深さの下段に位置する構造のものがあるが、この発明はいずれの場合にも適用できる（請求項４，５）。
【００１０】
請求項６の発明は、中間ガスケットを端ガスケットとして用いたことを特徴としている。つまり、フレーム側のガスケット当たり面を後退させる量によっては、端ガスケットの厚みを中間ガスケットと同等とすることも可能である。その場合、中間ガスケットを端ガスケットとしても使用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明は、図１に例示するように、フレーム（２０）側の、端ガスケット（４）と接する面すなわちガスケット当たり面（２４）を、伝熱プレート（１０）と接する面（２２）よりも後退させ、その分だけ端ガスケット（４）の厚みを大きくしたものであるが、発明の実施の形態を詳細に説明するにあたり、図２および図３に従ってプレート式熱交換器の基本的構成について述べる。なお、図１は図２および図３のＡ−Ａ断面に相当する。
【００１２】
図２および図３に示すように、伝熱プレート（１０）は矩形で、四隅に熱交換媒体の出入り口となる貫通孔（１１，１２，１３，１４）を備えている。また、伝熱プレート（１０）の外周と各貫通孔（１１，１２，１３，１４）の周囲には、ガスケットを装着するためのガスケット溝（１５）が形成されている。そして、図２は、太い実線で示される中間ガスケット（３）を装着した伝熱プレート（１０）の平面図である。中間ガスケット（３）は、伝熱面を貫通孔（１１，１２）と共に取り囲んで一方の熱交換媒体の通路（Ｃ）を形成する部分と、貫通孔（１３，１４）をそれぞれ独立に取り囲む部分と一体的に備えている。なお、図示は省略するが、図２の紙背側では、中間ガスケットが伝熱面と貫通孔（１３，１４）とを取り囲んで他方の熱交換媒体の通路を形成している。したがって、伝熱プレート（１０）の両側の伝熱面に沿って流れる熱交換媒体間で、伝熱プレート（１０）を介して間接的に熱交換が行われるのである。
【００１３】
図３は端ガスケット（４）を装着した伝熱プレート（１０）の平面図である。端ガスケット（４）は伝熱プレート（１０）とフレーム（図示せず）との間に介在して、伝熱プレート（１０）の貫通孔（１１，１２，１３，１４）とフレームのノズルとの間を流れる流体の漏洩を防止するためのもので、そのために端ガスケット（４）は、それぞれ、各貫通孔（１１，１２，１３，１４）の周囲のみを取り囲んでいる。ここで、ガスケット溝（１５）のうち端ガスケット（４）が装着された部分以外の部分が白抜きの状態で図に現れている。このことから理解できるように、平面形状に関する限り、図３の伝熱プレート（１０）において、端ガスケット（４）を装着する代りに中間ガスケット（３）を装着することも可能である。
【００１４】
次に、フレーム（２０）側の、ガスケット当たり面（２４）を伝熱プレート（１０）と接する面（２２）よりも後退させて、端ガスケット（４）の厚みを大きくするための具体的な諸形態について述べる。
【００１５】
図１（Ａ）は、符号２０ａで指すようにフレーム（２０）に段を設けることによって、端ガスケット（４）と接する面すなわちガスケット当たり面（２４）を伝熱プレート（１０）と接する面（２２）よりも後退させた場合を示している。段差の分だけ端ガスケットの締付け間隙が大きくなることから端ガスケット（４）の厚みを厚くすることができる。さらに、端ガスケット（４）の厚さが中間ガスケット（３）の厚さと同等になるように段差の寸法を設定することもでき、そうすることによって、従来端ガスケット（４）を装着していたところに端ガスケット（４）に代えて中間ガスケット（３）を装着することができるため、部品点数が少なくなり、部品管理や取扱いその他の作業性の面で有利である。
【００１６】
図１（Ｂ）は当て板（２６）を使用した場合を例示し、ここでは当て板（２６）がガスケット当たり面（２４）を提供する。当て板（２６）はフレーム（２０）の段部にはめ込み式で装着されている。この場合もガスケット当たり面（２４）は伝熱プレート（１０）が接する面（２２）よりも後退している。図４に示すように、当て板（２６）に段（２６ａ）を付けてもよい。
【００１７】
上述のようにフレーム（２０）または当て板（２６）に段（２０ａ，２６ａ）を付ける代わりに、図５に示すように、その段差に相当する厚さのスペーサ（２８）をフレーム（２０）と伝熱プレート（１０）との間に介在させてもよい。この場合、フレーム側の伝熱プレート（１０）と接する面（２２）はスペーサ（２８）によって提供される。なお、図５ではフレーム（２０）に当て板（２６）を装着した場合を図示したが、当て板（２６）は省略することもできる。
【００１８】
また、図６（Ａ）は、当て板（２６）に端ガスケット（４）を受け入れるための溝（２６ｂ）を設けた場合を示している。換言すれば、図４における段（２６ａ）を溝（２６ｂ）に変更したものであって、溝（２６ｂ）の底面がガスケット当たり面（２４）となる。
【００１９】
図６（Ｂ）は、当て板（２６）を用いないで、フレーム（２０）に直接、溝（２０ｂ）を設けた構造を示しており、図１における段（２０ａ）を溝（２０ｂ）に変更したものに相当する。この場合も溝（２０ｂ）の底面がガスケット当たり面（２４）となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、フレーム側の、ガスケット当たり面をプレートと接する面よりも後退させ、それによって端ガスケットの厚みを大きくしたものであるから、端ガスケットの適切な圧縮代を確保することができ、シールの安定性を高めることができる。また、ガスケット当たり面を後退させる寸法の設定によっては中間ガスケットを端ガスケットとして使用できるようになるため、部品点数が少なくなりコストと管理面でメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態を示す要部断面図である。
【図２】中間ガスケットを装着した伝熱プレートの平面図である。
【図３】端ガスケットを装着した伝熱プレートの平面図である。
【図４】別の実施の形態を示す図１と類似の断面図である。
【図５】別の実施の形態を示す図１と類似の断面図である。
【図６】別の実施の形態を示す図１と類似の断面図である。
【図７】従来の技術を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０  伝熱プレート
１１，１２，１３，１４  貫通孔
１５  ガスケット溝
２０  フレーム
２０ａ  段
２０ｂ  溝
２２  伝熱プレートと接する面
２４  端ガスケットと接する面（ガスケット当たり面）
２６  当て板
２６ａ  段
２６ｂ  溝
２８  スペーサ
３  中間ガスケット
４  端ガスケット
【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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