(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔のある複数のプレートを積み重ねたプレートパイル構造を有する熱交換器において、
２つのプレート辺縁区域（３、４）の間で相並んだ１つ以上の流路貫通孔（２）と、これらの流路貫通孔から分離して配置された連通路貫通孔（５、６）とを有する流路プレートユニット（１）を設け、
さらに、少なくとも２つのプレート辺縁区域（１５、１６）に配置された連通路貫通孔（１９、２０）を有する連通遮蔽プレートユニット（１３）を設け、
前記流路プレートユニットと前記連通遮蔽プレートユニットは交互に積み重ねられていて、
隣り合う前記流路プレートユニット同士の前記流路貫通孔の間には流体的な連通がなく、
各々の前記流路プレートユニットの前記流路貫通孔の同じ側の端部が、隣接する前記連通遮蔽プレートユニットの重なり合う前記連通路貫通孔を通して互いに流体的に連通し、また前記隣接する連通遮蔽プレートユニットの重なり合う前記連通路貫通孔を通してそれぞれ次の次の前記流路プレートユニットの前記流路貫通孔の同じ側の端部と流体的に連通しており、
前記流路プレートユニットが、相並んだ１組の前記流路貫通孔（４１）と、前記１組の流路貫通孔の端部の両側位置の４つの連通路貫通孔（４４〜４７）とを有する１枚のプレート（４０）からなり、
前記連通遮蔽プレートユニットがそれぞれ１枚の分配プレート（４８）とその上に位置する中間プレート（５６）からなり、
前記分配プレート（４８）は、一方の辺縁区域（４９）に、隣接する前記流路プレートの前記流路貫通孔の同じ側の端部と重なり合う縦長の第１の連通路貫通孔（５１）と、これとは分離した第２の連通路貫通孔（５２）とを有し、反対側の辺縁区域（５０）に前記第１の連通路貫通孔及び前記第２の連通路貫通孔と点対称に配置した２つの対応する別の連通路貫通孔（５３、５４）を有し、
前記中間プレート（５６）はそれぞれ４つの連通路貫通孔（５７〜６０）を有し、これらの前記連通路貫通孔（５７〜６０）は隣接する前記流路プレート（４０）の４つの前記連通路貫通孔（４４〜４７）および隣接する前記分配プレート（４８）の４つの前記連通路貫通孔（５１〜５４）と重なり合い、
連続する前記分配プレート（４８）がそれぞれ互いに１８０°傾けて配置されていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貫通孔のある複数のプレートを積み重ねたプレートパイル構造を有する熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種類の熱交換器は、たとえばドイツ国特許第３２０６３９７Ｃ２号に記載されている。そこでは、１枚のプレートの貫通孔が隣接するプレートの同じ列の隣り合う貫通孔と流体的に連通するように、それぞれ平行な列の縦長の貫通孔を備えた同じ種類のプレートが上下に積み重ねられている。このように構成することによって、互いに上下した貫通孔列のグループは、２次元的な流路ネットワークを形成する。このとき、ネットワーク面は積み重ね方向に対して平行に延在しており、個々のネットワークはパイル内部で互いに流体的に連通していない。ネットワークが開口している方のパイルの端面に適当な流入装置および流出装置を設けることによって、個々のネットワークは幾つかのグループに分割でき、各々のグループに特定の流体が貫流する。
【０００３】
ドイツ国特許第３７０９２７８Ｃ２号により、互いに積み重ねたプレートの２つの扁平側の１つに並行する縦方向溝を設けたプレートパイル構造を有し、これらの縦方向溝を流路として用いるようにした熱交換器が知られている。積み重ねるときに、隣り合うプレートを必要に応じて同じ向きで互いに１８０°傾けるか、互いに９０°回転して配置する。そうすることによって、流路断面がより大きい、またはより小さい並流配置構成もしくは向流配置構成あるいは直交流配置構成が実現される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、比較的わずかなコストで製造でき、少なくとも２種類の伝熱流体が別々に貫流するのに適し、十分少ない圧力損失、層流特性および十分な伝熱能力を保証する冒頭に記載した種類の熱交換器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、貫通孔のある複数のプレートを積み重ねたプレートパイル構造を有する熱交換器において、２つのプレート辺縁区域の間で相並んだ１つ以上の流路貫通孔と、これらの流路貫通孔から分離して配置された連通路貫通孔とを有する流路プレートユニットを設け、さらに、少なくとも２つのプレート辺縁区域に配置された連通路貫通孔を有する連通遮蔽プレートユニットを設け、前記流路プレートユニットと前記連通遮蔽プレートユニットは交互に積み重ねられていて、隣り合う流路プレートユニット同士の流路貫通孔の間には流体的な連通がなく、各々の流路プレートユニットの流路貫通孔の同じ側の端部が、隣接する連通遮蔽プレートユニットの重なり合う連通路貫通孔を通して互いに流体的に連通し、また隣接する連通遮蔽プレートユニットの重なり合う連通路貫通孔を通してそれぞれ次の次の流路プレートユニットの流路貫通孔の同じ側の端部と流体的に連通していることを特徴とする請求項１に記載した熱交換器によって解決される。この熱交換器のプレートパイル構造を実現するために、打ち抜きなどによりわずかなコストで設けることができる適当な貫通孔を付けたプレートユニットのみ必要とされる。この場合、流路プレートユニットの流路貫通孔は、熱交換の働きをする流路を形成する。したがって、これらの流路は積み重ね方向に対して直角に延び、それぞれ隣り合う連通遮蔽プレートユニットによって限定されている。連通遮蔽プレートユニットはこのような流路を遮蔽する機能のほかに、各々の流路プレートユニットの流路貫通孔の同じ側の端部を、対応する連通路貫通孔によって相互に流体的に連通させる連通機能も同時に有している。隣接するプレートユニット、すなわち連通遮蔽プレートユニットおよび流路プレートユニットの適当に重なり合う別の連通路貫通孔を通して、次の次の流路プレートユニットの流路貫通孔の同じ側の端部がそれぞれ互いに流体的に連通しているが、隣り合う流路プレートユニットの流路貫通孔の間には流体的な連通は存在しない。
【０００６】
このように構成することによって、次の次の流路プレートユニットの第１のグループを通って第１の流体が貫流し、中間にある次の次の流路プレートユニットの第２のグループを通って第２の流体が貫流できるので、それぞれ熱は一方の流体から積み重ね方向に対して平行に他方の流体に伝達される。選択されたプレートパイル構造により層流特性が引き起こされ、低粘性流体に対して伝熱方向における流路幅がたとえば３００μｍ以下の熱交換器を実現することが可能となる。粘性が高い流体に対しては、流路幅を最大約１ｍｍ程度に選択することが好ましい。流路貫通孔の縦方向におけるプレートユニットの長さによって有効熱交換長さを調整でき、上下に重ねるプレートユニットの数により２種類の流体に対するユニット貫流断面積を調整できる。流路プレートユニットおよび連通遮蔽プレートユニットの適当な構造と積み重ねにより、直交流型熱交換器も向流型熱交換器も実現できる。
【０００８】
請求項１に記載の熱交換器において、前記流路プレートユニットが、相並んだ１組の流路貫通孔と、前記１組の流路貫通孔の端部の両側位置の４つの連通路貫通孔とを有する１枚のプレートからなり、連通遮蔽プレートユニットがそれぞれ１枚の分配プレートとその上に位置する中間プレートからなり、前記分配プレートは、一方の辺縁区域に、隣接する流路プレートの流路貫通孔の同じ側の端部と重なり合う縦長の第１の連通路貫通孔と、これとは分離した第２の連通路貫通孔とを有し、反対側の辺縁区域に前記第１の連通路貫通孔及び前記第２の連通路貫通孔と点対称に配置した２つの対応する別の連通路貫通孔を有し、前記中間プレートはそれぞれ４つの連通路貫通孔を有し、これらの連通路貫通孔は隣接する流路プレートの４つの連通路貫通孔および隣接する分配プレートの４つの連通路貫通孔と重なり合い、連続する分配プレートがそれぞれ互いに１８０°傾けて配置されているために、適当な貫通孔を種々に設けた３種類の個別プレートをプレートパイル構造に用いた並流型熱交換器または直交流型熱交換器を実現することができる。
【００１０】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１から図３に、プレートパイル構造を有する直交流型熱交換器に使用されるプレート要素を示す。図１は流路プレート（１）、図２は連通遮蔽プレート（１３）、図３は接続プレート（２７）の平面図である。すべてのプレート（１、１３、２７）は、個々のシートプレートとして、たとえば打ち抜き、レーザー光切断、噴射水切断またはエッチングによって、わずかな製造コストで安価に製造でき、一様の正方形の外形を有する。個々のプレートの厚さは、約３００μｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
図１を参照すると、流路プレート（１）は平行に並んだ４つの流路貫通孔（２）を、流路プレート（１）の互いに向き合う２つの辺縁区域（３、４）の間に延在する直線的な開口部として有している。この流路貫通孔（２）の列の両側には、それぞれ１つの縦長の連通路貫通孔（５、６）が設けられている。２つの連通路貫通孔（５、６）は別の２つの辺縁区域（７、８）に沿って延在しており、それぞれプレート角区域の手前で終端している。これらの角区域にはそれぞれ１つの孔（９〜１２）が設けられており、プレートパイル構造を構成する際にそれぞれ１つのターンバックルをこの孔に通すことができる。
【００１３】
連通遮蔽プレート（１３）は孔をあけていない中央遮蔽区域（１４）と、４つの辺縁区域（１５〜１８）の各々に沿ってプレート角区域の手前まで延在している連通路貫通孔（１９〜２２）とを有する。これらの角区域にも、４つのターンバックル孔（２３〜２６）がある。
【００１４】
熱交換器用プレートパイル構造を構成するために、流路プレート（１）と連通遮蔽プレート（１３）とを１枚ずつ交互に重ねる。このとき、それぞれ次の流路プレート（１）はそれぞれ先行の流路プレート（１）に対して９０°回転して配置する。このようにすることによって、連通遮蔽プレート（１３）の連通路貫通孔（１９〜２２）の各々２つは、隣接する流路プレート（１）の２つの連通路貫通孔（５、６）と重なり合う。他の２つの連通路貫通孔は、この流路プレート（１）の流路貫通孔（２）の、対応する辺縁区域にある端部と重なり合うので、これらの端部は伝熱流体を平行に流入もしくは流出させる目的で互いに流体的に連通している。たとえば、図２に示した位置の連通遮蔽プレート（１３）を、図１に示した位置の流路プレート（１）の上に置くと、図１と図２で上側の連通路貫通孔（５、２１）もしくは下側の連通路貫通孔（６、２２）がそれぞれ重なり合って、互いに対向する２つの側部連通路、すなわち流路プレート（１）の流路貫通孔（２）から分離した分配路と集合路が提供される。連通遮蔽プレート（１３）の左側連通路貫通孔（１９）もしくは右側連通路貫通孔（２０）は、流路貫通孔（２）の左側もしくは右側の端部と重なり合う。次に、図１に対して９０°回転した位置で連通遮蔽プレート（１３）に載せた流路プレート（１）においては、この流路プレート（１）の左側の連通路貫通孔もしくは右側の連通路貫通孔は、連通遮蔽プレート（１３）の対応する２つの連通路貫通孔（１９、２０）と重なり合う。連通遮蔽プレート（１３）の他の２つの連通路用通孔（２１、２２）は、この流路プレート（１）の流路貫通孔（２）の同じ側の端部と互いに流体的に連通している。
【００１５】
このように構成することにより、積み重ね方向に延在する４つの側部連通路が形成される。これらの連通路のうち、それぞれ１つの連通路は分配路、反対側の連通路は集合路に用いられる。パイル内の流路プレート（１）は、それぞれ同じ方向を向いて他のグループに対し９０°回転して配置されたプレートの２つのグループを形成する。この場合、パイル内で一方のグループの流路プレートは他方のグループの流路プレートと交互に配置されている。こうすることによって、それぞれ次の次の流路プレートの流路貫通孔（２）が、パイル内の分配路を反対側の集合路と連通する。中間の流路プレートの流路貫通孔（２）はこれと交差して、他方の分配路を対向する集合路と連通する。
【００１６】
分配路と集合路に対してそれぞれ外部から、もしくは外部への接続を作るために、パイルの一方の端面には、最後の連通遮蔽プレートに隣接して、図３のような接続プレート（２７）を配置する。この接続プレート（２７）は各々の辺縁区域の中央に凹部を付けており、これに接続部（２８〜３１）が挿入されている。これらの接続部（２８〜３１）により、図３に破線で示した隣接する連通遮蔽プレートの連通路貫通孔（３２〜３５）と外部との流体的な連通が形成される。遮蔽プレート（２７）も、４つの角区域にターンバックル孔（３６〜３９）が設けられている。遮蔽プレート（２７）の中央区域（２７ａ）には、連通遮蔽プレート（１３）の中央区域（１４）と同様に貫通孔がない。接続プレート（２７）を配置する代わりに、プレートパイルの側壁に孔をあけて側方接続部を設けることもできる。次に、やはり４つの角区域に４つのターンバックル孔のみを有する図示されていない２枚の等しいベースプレートを、プレートパイルの両端面に載せることによってプレートパイルの構造が完成する。次に、４つの角区域で同列をなす孔（９〜１２、２３〜２６、３６〜３９）にターンバックルを通して、個々のプレートを互いに固く連結する。密閉性、耐熱性、耐腐食性および耐圧性に対する要求に応じて、個々のプレートを強固に密着させ連結して直交流プレートパイルを構成するために、接着、はんだ付け、溶接、特に拡散溶接、または機械的固定など、従来の適当なすべての連結法を使用可能である。
【００１７】
このように構成した熱交換器プレートパイル構造により、相互に熱を交換する２種類の流体を直交流法で貫流させることができる。一方の流体は、このプレートパイル構造の一方の側で流入して、そこの垂直路から、次の次の流路プレートの一方のグループの流路貫通孔（２）に達する。反対側の集合路には、流路貫通孔（２）から出た流体が集まり、外部に流出する。同様に、他方の流体は別の垂直路に送られ、そこから流路プレートの他方のグループの流路貫通孔（２）を通って、反対側の集合路から再び抜き取られる。したがって、熱交換はそれぞれ隣り合う流路プレートの流路貫通孔（２）の交差区域で積み重ね方向と平行に行われる。その際、２種類の流体は、この有効伝熱路に沿ってわずかな圧力損失で層状に、一方は積み重ね方向に対して垂直に、他方はこれと互いに垂直に流れる。このように比較的わずかなコストで作製できる直交流型熱交換器は、伝熱方向における流路幅が３００μｍ以下と小さいことが好ましく、その他の伝熱特性を個々のプレートを適当に設計することにより、その都度必要に応じて調整できる。特に、一方では、プレートの形状、例えば、流路貫通孔（２）の長さを適当に選択することによって、有効熱交換距離の長さをその都度所望の値に調整でき、他方では、各々の連通遮蔽プレート（１３）を間にはさんで対応する数の流路プレート（１）を交差して積み重ねることによって、全体的な交差流路断面積をその都度所望する値に調整できる。最小のプレート構成は、２枚の端面側ベースプレート、および場合によって接続プレート（２７）のほかに、交差して延在する流路貫通孔（２）を有する２枚の流路プレート（１）と２枚の連通遮蔽プレート（１３）を含んでいることは明らかである。
【００１８】
図４から図６に、それぞれ流路プレート（４０）、分配プレート（４８）および中間プレート（５６）の平面図を示す。これらのプレートによって直流型熱交換器または向流型熱交換器に対するプレートパイル構造を構成できる。これらのプレートも、適当な貫通孔を付けた穿孔シートプレートによって簡単に製造できる。これら３種類のプレート（４０、４８、５６）は同じ外形の矩形である。この熱交換器プレート構造では、積み重ね方向に流路プレート（４０）と交互の連通遮蔽プレートユニットは、図５に示す分配プレート（４８）と、図６に示す隣接した中間プレート（５６）とからなる。流路プレート（４０）は、前述の例と同様に、プレート（４０）の互いに向き合う２つの辺縁区域（４２、４３）の間に延在するそれぞれ平行に並んだ４つの直線的な流路貫通孔（４１）を有する。プレート（４０）の４つの角区域には、この例では流体を流す機能を果たす４つの円形連通路貫通孔（４４〜４７）が設けられている。
【００１９】
分配プレート（４８）には、互いに向き合う２つの辺縁区域（４９、５０）に、それぞれ１つの連通路貫通孔（５１〜５４）が、プレート中心点に対して点対称に設けられている。このうち、一方の連通路貫通孔（５１、５３）は一方の角区域を包含した縦長のスリットとして辺縁区域（４９、５０）に沿って延在しており、他方の連通路貫通孔は他方の角区域にある別の円形開口部（５２、５４）として形成されている。残りの分配プレート中央区域（５５）は、プレートの縦長の連通路貫通孔（５１〜５４）と重なり合って適当な流体結合を形成する端部を除き、それぞれ隣接する流路プレート（４０）の流路貫通孔（４１）を遮蔽するのに用いられる。
【００２０】
図６に示すように、第３のプレートパイル要素として用いる中間プレート（５６）は、４つの角区域に４つの円形連通路貫通孔（５７〜６０）を有し、残りの遮蔽区域（６１）にはそれ以外の孔がない。熱交換器プレートパイル構造を構成する際は、図４から６のような３種類のプレートをそれぞれ交互に繰り返して積み重ねる。このとき、すべての流路プレート（４０）は同じ向きに配置するが、後続の分配プレート（４８）はそれぞれ１８０°傾けて、すなわち反転して配置する。そうすることによって、２種類の伝熱流体に対する並流配置構成または向流配置構成が実現する。
【００２１】
図４から６に示す向きで３種類のプレート（４０、４８、５６）を積み重ねると、一方では、円形連通路貫通孔（４４、５２、５７もしくは４６、５４、５９）が同列に重なり合うことによって、図４から６の左上もしくは右下の角区域に、導通した２つの円形連通路が生じる。これら２つの連通路は、対応する流路プレート（４０）の流路貫通孔（４１）の傍らを流体的に連通することなく積み重ね方向に延びている。他方では、分配プレート（４８）の２つの縦長の連通路貫通孔（５１、５３）が、対応する辺縁区域にある隣接する流路貫通孔（４１）の端部と重なり合う。そうすることによって、流路貫通孔（４１）は互いに流体的に連通する。さらに、連通路貫通孔（５１、５３）は、それぞれ１つの角区域内に延在していることによって、隣接する２枚のプレート（４０、５６）のそこにある円形連通路貫通孔、すなわち流路プレート（４０）もしくは中間プレート（５６）の図４および６における左下の連通路貫通孔（４７、６０）もしくは右上の連通路貫通孔（４５、５８）と重なり合う。
【００２２】
流路プレート、分配プレートおよび中間プレート（４０、４８、５６）の３枚組の連続するグループにおいて分配プレート（４８）を傾けて配置することにより、次の流路プレート（４０）の流路貫通孔（４１）の端部と、互いに対角線状に向き合う２つの連通路との間に流体的な連通が形成される。これらの連通路は先行の流路プレートの流路貫通孔の傍ら、すなわち図４の向きでは左上もしくは右下の連通路貫通孔を貫通している。これに対して、対角線状に向き合う他の２つの連通路は、図５に対して向きを１８０°傾けているために左下もしくは右上の角区域にある分配プレート（４８）の２つの円形連通路貫通孔（５２、５４）を通り、それから後続の流路プレートの流路貫通孔の傍らを流体的に連通することなく通過する。
【００２３】
このようにすることによって、このプレートパイル構造は互いに分離した２つの流路系を構成する。その際、それぞれ次の次の流路プレート（４０）の流路貫通孔（４１）は同じ流路系に属する。すべての流路貫通孔（４１）はパイル内で平行に延びているので、このプレート構成は並流型熱交換器だけでなく、向流型熱交換器としても使用できる点が好都合である。この場合、一方の端面の中間プレート（５６）の４つの円形連通路貫通孔（５７〜６０）は、接続部として用いることができ、プレートパイル構造の反対側は孔のないベースプレートで遮蔽する。あるいは、端面の中間プレート（５６）の４つの連通路貫通孔（５７〜６０）の２つを通し、それぞれ残りの２つの貫通孔を遮蔽することによって、プレートパイルの両端面にも接続部を設けることができる。いずれの場合も、中間プレート（５６）のそれぞれ一方の貫通孔が、１つの分配路に対する接続部を形成し、対角線状に向き合う他方の貫通孔が同じ流路系の有する集合路に対する接続部を形成する。この並流型熱交換器もしくは向流型熱交換器の寸法および流動特性については、前述の例に関連して述べたことが相応に当てはまる。少なくとも伝熱方向、すなわち積み重ね方向に、流路幅が小さく圧力損失の少ない層流が実現される。流路貫通孔の長さは有効熱交換距離の長さを規定し、パイル内に設けた流路プレート（４０）の数は、向流または並流で貫流する２種類の流体に対する全体的な有効流路通路断面積を規定する。最小の構成では、プレートパイルはベースプレートのほかに、流路プレート（４０）、分配プレート（４８）および中間プレート（５６）を１枚ずつ有する２組のプレートからなる。その際、２枚の分配プレート（４８）は互いに１８０°傾けて配置されている。
【００２４】
図７および８に、別の向流型熱交換器もしくは並流型熱交換器に対するプレートパイル構造を実現するのに用いる流路プレート（７０）と連通遮蔽プレート（８０）をそれぞれ平面図で示す。流路プレート（７０）は、それぞれ平行にずれて相並んだ４つの流路貫通孔（７１）を含んでいる。これらの流路貫通孔（７１）は中央区域では矩形プレートの縦軸心（７４）と平行に延び、それぞれ互いに向き合う辺縁区域（７２、７３）に位置する端部（７７、７８）に向かって折れ曲がり、一方の端部（７７）はすべてプレート縦軸心（７４）を基準にして一方の半分（７６）側にあり、他方の端部（７８）は他方の半分（７５）側にあって対角線状に向き合っている。これに対応して連通遮蔽プレート（８０）は、互いに向き合う辺縁区域（８８、８９）に、プレート縦軸心（８１）によって規定されたプレート半分（８２、８３）の各々に、このプレート縦軸心（８１）に対して対称的にそれぞれ１つの縦長の連通路貫通孔（８４〜８７）を有している。残りのプレート区域は、隣接する流路プレート（７０）の流路貫通孔（７１）を遮蔽するために用いられ、したがって貫通孔がない。
【００２５】
このプレートパイル構造を構成するために、それぞれ１枚の流路プレート（７０）と連通遮蔽プレート（８０）を上下に重ねる。このとき、連続する流路プレートは互いに１８０°傾けて、すなわち反転して配置する。その結果として、図７に示すプレート下半分の左側辺縁区域とプレート上半分の右側辺縁区域に端部（７７、７８）を有する向きの流路プレートから出発して、後続の流路プレートの流路貫通孔の対応する端部は、それぞれ他方のプレート半分の同じ辺縁区域、すなわち図７の向きに対応してプレート上半分の左側辺縁区域とプレート下半分の右側辺縁区域で終わっている。それゆえ、パイル内で連続する流路プレート（７０）の流路貫通孔（７１）の端部（７７、７８）は、それらの間の連通遮蔽プレート（８０）の対角線状に向き合う連通路貫通孔（８４、８７；８５、８６）の一方または他方の対と交互に重なり合う。このとき、流路貫通孔（７１）の同じ側の端部は、これらの端部と重なり合う隣接する連通遮蔽プレート（８０）の対応する連通路貫通孔を通して互いに流体的に連通しており、また後続の反転して配置した流路プレートの同じ側の連通路貫通孔と次の連通遮蔽プレート（８０）の同じ側の連通路貫通孔を通してそれぞれ次の次の流路プレートの流路貫通孔の同じ側の端部と流体的に連通している。これに対し、それぞれ連続する流路プレート（７０）の流路貫通孔（７１）は流体的に連通しないままである。
【００２６】
このように構成することによって、前述の例のように、このプレートパイル構造により２つの互いに分離した流路系が構成される。これらの流路系には、パイル内で連続する流路プレート（７０）が交互に属し、対角線状に向き合うそれぞれ２つの連通路が分配路もしくは集合路として具備されている。これらの連通路は半分ずつ当該プレートパイル側で積み重ね方向に延在して、連続する連通路貫通孔（７９ａ、７９ｂ、８４〜８７）と流路貫通孔の端部（７７、７８）とが重なり合うことによって形成されている。前述の例のように、対向するパイル構造端面を孔のないベースプレートで遮蔽することによって、パイル構造端面に置かれた連通遮蔽プレートは接続プレートとして用いることができる。あるいは、４つの連通路貫通孔（８４〜８７）のそれぞれ２つを適当に遮蔽することによって、互いに反対側のパイル端面に置かれた連通遮蔽プレート（８０）は接続プレートとして機能できる。いずれの場合も、熱を伝達する２種類の流体は、別々に、交互の面上で必要に応じて並流または向流で熱交換器プレート構造を貫流できる。ここでも、流路貫通孔（７１）の長さが有効熱交換距離を規定し、流路プレート（７０）の数が層流特性を有する熱交換器の全体的な有効流路通路断面積を規定する。伝熱方向、すなわち積み重ね方向で小さい流路幅を実現するために、プレートの厚さはやはり２００μｍを越えないように形成されていることが好ましい。最小のプレート構成は、１枚のベースプレートのほかに、反転位置で連続する２枚の流路プレート（７０）と、それらの間に置かれた連通遮蔽プレート（８０）を含んでいる。上下に積み重ねた個々のプレートは、やはりはんだ付け、拡散溶接などで互いに液密に連結できる。
【００２７】
前述の３つの実施例の説明から、本発明により、技術的に簡単に製造できる少ない種類の個々のプレートから容易に構成でき、伝熱方向に小さい流路幅で２種類の伝熱流体の層流を直交流、向流または並流で貫流できるプレートパイル構造を有する熱交換器を提供できることは明らかである。このような熱交換器は、高温バッテリーの冷却部材など、さまざまな用途に用いることができる。プレートには上述の矩形のほかに、すべての２次元的な形態を選択でき、また流路貫通孔は必ずしも互いに向き合うプレート辺縁区域の間で延びている必要がないことは言うまでもない。たとえば、これらの貫通孔はプレート面内部で一方の辺縁区域から、対角線状に向き合っていない辺縁区域に弓形に延びることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直交流熱交換器に対するプレートパイル構造を実現するために、それぞれ適当に交互に数枚積み重ねられる二種類のプレートの一方である流路プレートの平面図である。
【図２】直交流熱交換器に対するプレートパイル構造を実現するために、それぞれ適当に交互に数枚積み重ねられる二種類のプレートの他方である連通遮蔽プレートの平面図である。
【図３】図１および２のプレートによって実現可能な熱交換器プレートパイル構造に使用できる接続プレートの平面図である。
【図４】並流型熱交換器または直交流型熱交換器に対するプレートパイル構造を実現するためにそれぞれ周期的な順序で幾つか積み重ねられる三種類のプレートのうちの流路プレートの平面図である。
【図５】並流型熱交換器または直交流型熱交換器に対するプレートパイル構造を実現するためにそれぞれ周期的な順序で幾つか積み重ねられる三種類のプレートのうちの分配プレートの平面図である。
【図６】並流型熱交換器または直交流型熱交換器に対するプレートパイル構造を実現するためにそれぞれ周期的な順序で幾つか積み重ねられる三種類のプレートのうちの中間プレートの平面図である。
【図７】別の並流型熱交換器または直交流型熱交換器に対するプレートパイル構造を実現するために好適な仕方で交互に積み重ねられる二種類のプレートのうちの流路プレートの平面図である。
【図８】別の並流型熱交換器または直交流型熱交換器に対するプレートパイル構造を実現するために好適な仕方で交互に積み重ねられる二種類のプレートのうちの連通遮蔽プレートの平面図である。
【符号の説明】
１，４０…流路プレート
２…流路貫通孔
５，６…連通路貫通孔
１３…連通遮蔽プレート
１９，２０，２１，２２…連通路貫通孔
２７…接続プレート
２８，２９，３０，３１…接続部
４８…分配プレート
５６…中間プレート
５１，５２，５３，５４…連通路貫通孔
５７，５８，５９，６０…連通路貫通孔
７０…流路プレート
７１…流路貫通孔
７９ａ，７９ｂ…連通路貫通孔
８０…連通遮蔽プレート
８４，８５，８６，８７…連通路貫通孔
【図１】
0003803429.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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【図７】
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【図８】
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