JP2003534522A - プレートパック、流れ分配装置、及びプレート熱交換機 - Google Patents
プレートパック、流れ分配装置、及びプレート熱交換機Info
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Abstract
Description
ト熱交換機(plate heat exchanger)のためのプレートパック(plate pack)に関
しており、各伝熱プレートは伝熱部と、幾つかの貫通ポート(through port)と
を有しており、前記複数のプレートは、以下の方法により相互に作用しあってお
り、前記方法とは、第1フローダクト(flow duct)は、複数の第1プレートの間
の空間(interspaces)において、これらの間に形成され、第2フローダクトは
、複数の第2プレートの間の空間に形成され、そして、前記ポートが、前記各フ
ローダクトのための少なくとも1つの入口ダクト並びに出口ダクトにおいて、形
成されていることである。また、方法において、少なくとも第1フローダクトの
入口ダクトは、少なくとも1つの1次ダクトを具備しており、前記1次ダクトは
、前記1次ダクトのための流れを受けるように配置されており、また、前記入口
ダクトは、少なくとも1つの2次ダクトを具備しており、前記2次ダクトは、前
記1次ダクト並びに第1フローダクトに接続されており、1次ダクトからの流体
の流れを受け、第1フローダクトに前記流体の流れを運ぶように配置されている
。
配装置(flow distribution device)と、プレート熱交換機とに関する。
”、及び、「プレートパック」において互いにきつく締められた(clamped)い
くつかの中間の伝熱プレートとを具備し得る。前記伝熱プレートは、流路が、少
なくとも2つの伝熱媒体(heat transfer medium)のために、これらの間に形成
されるように、配置及び設計されている。各伝熱プレートは、幾つかの貫通ポー
トが設けられており、これらは一緒に、前記プレートパックを貫通して延びる少
なくとも2つの入口ダクト並びに2つの出口ダクトを形成する。一方の入口ダク
ト及び一方の出口ダクトは、幾つかの前記流路を介して互いに接続されており、
一方の伝熱媒体のためのフローダクトを形成しており、他方の入口ダクト及び出
口ダクトは、他の幾つかの流路を介して連通され、他方の伝熱媒体のためのフロ
ーダクトを形成している。
フローダクトに提供されている2つの異なる熱交換媒体(heat exchanging medi
a)により働き、加熱媒体(warmer medium)は、自身のエンタルピー(heat cont
ent)の部分を、他の媒体に、伝熱プレートにより伝える。前記2つの媒体は、異
なる液体、気体(gases)、蒸気(vapor)、又はこれらの組み合わせであり得、
2相媒体(two-phase media)と言われている。
対象としたプレート熱交換機と関連してより詳細に説明されるであろし、199
91(IB 67068E)からアルファ ラヴァル エービー 小冊子(Alfa Laval AB
brochure)プレート蒸発装置(plate evaporator)(図1参照)において、説明さ
れるであろう。
ース(juice)、は、フレームプレート中の2つの開口により形成された入口を通
り、前記熱交換機に提供される。これら2つの開口は、前記伝熱プレートのパッ
クを貫通して延びる共通の第1入口ダクトに直接通じている。蒸気が、複数の伝
熱プレート間に形成された前記フローダクトに提供され、この目的のために、前
記第2入口ダクトを通る。前記第2入口ダクトは、前記プレートの上部の上方の
角に位置されており、前記蒸気が比較的多量に上がるため、前記ダクトは、比較
的大きい断面領域を有している。
に流れ、完全又は部分的に、凝縮する。凝縮物は、2つの出口ダクトを通って排
出され、前記出口ダクトは、前記プレートの2つの下部の角中のポートにより画
定されているとともに、前記フレームプレート中の二つの接続ポートを介して前
記プレート熱交換機から外部に通じる。前記第2の媒体は、これの間の空間にお
いて上方に運ばれ、出口ダクトを介して最後に排出される前に、完全又は部分的
に、蒸発され、前記出口ダクトは、前記プレートの他の上部の角に位置されたポ
ートによって画定されているとともに、前記フレームプレート中の接続ポートを
介して前記熱交換機から外部に通じる。
いて多数の伝熱プレートを備えているプレート熱交換機において、前記プレート
の間の空間中の2つの媒体の流れの量が、前記プレート熱交換機の長さに沿って
流れが変化する傾向であることである。このため、プレート熱交換機の最大収容
能力(capacity)は、利用され得ない。一つ又は幾つかのプレートの間の空間が
最大収容能力で使用された場合でさえ、使用レベルが最大収容能力より相当低い
相当多数のプレートの間の空間がある。この問題は、2相の使用において目立ち
、これは、媒体の蒸気相(vapor phase)が、液体相(liquid phase)とは異なる
特徴を有するためであり、そして、前記蒸気相及び液体相は前記熱交換機中にお
いて異なる振る舞いをし、その結果、関係したプレート間の空間内に種々の分配
を与えることを意味する。
ち、前記電熱部全体に渡って流体(fluid)の均一な分配を達成することが困難
であることである。前記分配を改善するための試みの1つの方法は、図1中に示
されているような、細長い形状の入口ダクトを形成するように意図された幾つか
のプレートポートを提供することである。他の部材への接続を容易にするために
、例えば、フレームプレート中の2つの接続ポートを使用することが可能であり
、前記ポートは、細長い断面を有する前記入口ダクトに直接接続する。一般的に
、ダクトにおいて、このような不意な寸法の変化を有していることは望ましくな
く、流れのデッドスペース(dead flow space)が、フレームプレートの接続ポ
ートのすぐ後ろに形成されることから、第1の空間において液体の望ましい分配
を得ることができない。あるいは、存在する所定の気体は、プレート間の空間内
を流れる傾向を有する。
れない場合においてさえ現れるが、この問題は、特に2相の使用において言明さ
れている。
象とするプレート熱交換機が開示されている。このプレート熱交換器は、入口ダ
クト及び分配ダクトを有し、これらはプレート熱交換器を貫通して延びていると
ともに、前記プレート熱交換機の全長に沿って互いに連通されている。特に、分
配ダクトの目的は、前記入口ダクトとプレート間の空間との間の膨張もしくは均
一化チャンバーとして機能することにより、異なるプレート間の空間内の流れを
実質的に均一化させることである。しかしながら、この提案された設計は、従来
の工業用プレート熱交換機が使用される際の全ての作業状況のための完全に満足
な解決を提供することはできない。
間の空間の前区画及び後区画を有する、プレート熱交換機の2つの変形を開示し
ている。前記プレート熱交換機への流れが、前記後区画まで達することを可能に
するために、これらのプレート熱交換機には、パイプにより構成されるバイパス
ダクトが設けられており、このバイパスダクトは、前記入口ダクト中において同
心的に配置されている。同心のパイプの目的は、前記後区画に、前記一部の流れ
を運ぶことである。第1区画のプレートの間の空間は、前記入口ダクトの前部に
直接接続されている。第2区画のプレートの間の空間は、入口ダクトの後部に直
接接続されている。
いて十分な流れの分配を与えるような前記従来の技術の構成はない。上記全てに
おいて、2相の使用においてのこれらの問題を解決するような、前記従来の技術
の構成はない。
ト熱交換機の長さに沿う及び前記プレートの幅に渡る十分な流れを可能にするこ
とであり、このことにより、前記2相の使用における上記分配の問題を避けるこ
とも可能にする。
る形式のプレートパックを用いて達成され、前記導入方法は、1次ダクト(prim
ary duct)と2次ダクトとが、複数のプレート間の空間を渡す(spanning)少な
くとも1つの流路部によって互いに接続し、また、1次ダクトに沿う流路部の延
びが、1次ダクトの延びよりも実質的に小さく、1次ダクトと2次ダクトとの間
の流路は、前記流路部の外には実質的に存在しないという特徴を有する。
、上述されたような流路の構成を追加することによって、前記流体の流れがプレ
ートパックの長さに沿う及び前記プレートの幅に渡る両方において有利に分配さ
れ得るプレートパックが、達成される。1次ダクトから流路を通って流れてくる
流体の流れは、主に流路の制限された延びのために、2次ダクト内で渦を巻き、
その結果、プレートパックの長さに沿って均等に分配される。流体がプレート間
の空間内において1次ダクトと2次ダクトとの間で流れるのを制御することによ
って、2次ダクト内の流れが制御され、これによって、プレートパックの長さに
沿う流れ分配が、制御される。更に、1次ダクトの長さに沿う流路部の制限され
た延びは、異なる流体の相が、1次ダクトと2次ダクトとの間で夫々異なる方法
で流れるのではなく、1次ダクト内の2相流体が2次ダクトへ流れ、これによっ
て異なるプレート間の空間の間に分配されるように、ほぼ同じ相で分配されるの
を好むことを、意味する。1つの1次ダクト及び1つの2次ダクトを使用するこ
とによって、2次ダクトは、各プレートの幅全体に渡って流体の流れを分散させ
るように更に設計され得、1次ダクトは、従来の円管がプレートパックに接続さ
れるのを可能にするように設計され得る。1つの1次ダクト及び1つの2次ダク
トを有する入口ダクトを提供することにより、ダクトと伝熱部表面との接触部分
(interface)、及びダクトと外部接続部との間の接触部分は、互いから比較的
独立して設計され得る。このことは、前記流路において不意な寸法の変化が避け
られ得、この結果、望まない乱流が避けられ得ることを意味する。
距離を置いて位置された少なくとも2つの流路部を通って、2次ダクトと接続さ
れている。これは、流体の流れが、上述された明確に定められた(positive)分
配の特徴を維持しながら、長いプレートパックを横切って分配されることを意味
する。また、この実施形態は、プレートパックの区分けの種々の形式に関して、
相当の柔軟性を与える。
れの一部を流路部を介して逸らせるために、1次ダクト内に配置されている。流
れ分配装置を1次ダクト内に配置することにより、1次ダクトに沿った様々の位
置で1次ダクトから逸らされる所定量の流体の流れが、単純かつ確実な方法で調
整され得る。また、流れ分配装置の逸らす特性が、2次ダクト内の流体の流れの
均等化を促す。
とが、プレートパック全体に流体を供給する単純な方法であることによる。
するように延びている。この設計により、1つの2次ダクトのみがプレートパッ
ク全体のために必要とされる。
られることが出来、前記区画は、プレートパックを単に部分的に貫通して各々延
びている。この設計は、大きい幾つかのプレートから構成されたプレートパック
において特に適しており、各2次ダクト中の幾つかの限定されたプレートの間の
空間のために、流体の流れの均一化を果たすことを可能にする。幾つかに分かれ
た2次ダクトの区画の間において、前記均一化の機能を分配することにより、各
2次ダクトの区画のための僅かに低い程度の均一化は、プレートパックの長さ全
体に沿った十分な分配を獲得しながら、同一な程度の均一化を備えている長い単
一の長い2次ダクトを可能にするものより、許容され得る。このような分割は、
プレートパックが主な能力の損失を起こすことなく、より多様の使用において使
用され得ることを意味する。
は、流体の流れが流れる方向において1次ダクトに沿って減少される。この結果
、1次ダクトから逸らされた流れは、流体技術(fluid technology)と一致する
ような方法で、2次ダクトに提供される。
を囲んでいる管状本体(tubular body)を具備している。前記管形状の本体は、
プレートパックの入口ダクト中に、容易に配置並びに固定されることを可能にし
ている。傾斜したランプは、よい逸らし動作を提供し、これは、流体が、流体の
流れる向きが徐々に変えられるようにランプに沿ってながれることを可能にする
ためである。
おいて有利に位置されている。これは、ランプがダクトの流体の流れ中に延びる
とともに流れのポートを逸らすことを確かにする。
る1次ダクトの管壁に好適に接続されている。これは、逸らされた液体が2次ダ
クトに直接運ばれる結果となる。
れ分配装置の傾斜したランプに、流体の流れと反対の方向に向けられている逸ら
しエッジ(deflecting edge)を提供することである。
y)に延びている。この逸らしエッジの方向は、環状若しくは層状の流れのような
2相の流れが、各異なる相の略等しい割り当てにおいて分けられる点において効
果的である。これは、蒸気及び液体の夫々又は両方の不均一な分配が、プレート
熱交換機の収容能力を減少させ、熱交換機「連続乾燥(running dry)」、言い換
えると、一つ又は幾つかのプレートの間の流体の流れが十分でない、の危険を増
大させ、この危険は、プレートを焦がすとともにプレートにこびりつかせる(st
ick)ような、流体の流れ中の固体の粒子の原因となり得るため、重要である。
具備している。これは、流れ分配装置の逸らし動作を確かにするための単純な方
法である。
差する最も大きい延びより有利に大きい。その結果、達成された逸らしは、種々
の広範囲の乱流を生じない。
互いに隣接して接するプレートの間に固定されるように配置される、いくつかの
外方に延びる接続手段を具備している。これによって、流れ分配装置を固定する
ことにより、前記ダクトに流れ分配装置を固定するための追加の手段を必要とし
ない。この結果、プレートパックを圧縮(compress)するように働く結合棒(ti
e bar)の力はまた、流れ分配装置の固定に使用される。
en, tubular cage structure)を具備しており、この環状かご構造体は、前記傾
斜したランプを囲うとともに支持する。従って、前記ランプを囲っている本体は
、前記ダクト中のランプの正確な位置合わせを容易にする。好ましい実施の形態
に従って、前記本体は、ランプを囲うと共に周面中に開口を提供するパイプを具
備しており、前記傾斜したランプは、前記開口に接続される。この本体の設計は
、とても頑丈であり、ダクト中の流体の流れに大変悪影響を及ぼさない。これは
また、流体の正確な割り当てが、前記2次ダクトに運ばれることを確かにする。
前記管形状は、1次及び2次ダクトの間の望まない漏れの発生を防止することを
確かにする。
、前記流れ分配装置が、とても小さい範囲(extent)に対してのみ流体の流れを妨
害することを意味し、この理由として、おおよそ一致する表面が、使用され得る
ためであり、また、正確な位置取りを達成することを容易にすることを意味する
。
1次及び2次ダクトに沿った伸長長さ(extension length)を有しており、これ
は、互いに沿った各ダクトの伸長長さより小さい。この構成は、2次ダクト中の
流れを均一化、循環を示すような流体の流れの傾向を高め、その結果、2次ダク
トに接続されている異なるプレートの間の空間を横切った非常によい分配がなさ
れる。
1つの流路のみがある。これは、2次ダクト中に均一化し、循環する流れを提供
するような流体の流れの傾向を高める。
流体の流れが異なるプレートの間の空間を横切って等しく分配されるプレート熱
交換機が達成される。前記等しい分配は、2相の使用、言い換えると、流体が液
体相と気体相との両方を有している場合、においてもまた達成される。前記流体
分配装置が備えている1次ダクトは、2次ダクトに流体の流れを運び、前記流体
の流れは、均一にされる。
レートパックを具備しており、第1プレートパックの1次ダクトは、第2プレー
トパックの1次ダクトと接続されるとともに実質的に一致しており、第1プレー
トパックの2次ダクトは、第2プレートパックの2次ダクトと分離されている。
この構成は、幾分少ない満足の分配が、プレートパック中において局部的に達成
される場合でさえ、プレート熱交換機の長さに沿って、流体の流れのとても有利
な分配を与える。
ート部B、及び中間伝熱部Cを具備している。
ポート120e,fのみならず、第1流体のための2つの1次入口ポート110
a,b並びに2次入口ポート110cを有している。2つの出口ポート120e
,fは、前記プレートの角に位置されている。2つの1次入口ポート110a、
bは、出口ポート120e,fの内側に位置されている。2次入口ポート110
cは、細長い形状を有しており、部分的に2つの1次入口ポート110a、bの
間、及び、2つの1次入口ポート110a、bと中間伝熱部Cとの間に部分的に
位置している。2次入口ポート110cは、細長い形状を有しているとともに、
中間伝熱部Cの幅の主要部(major part)を横切るように延びている。
20a,b及び120c、dを有しており、前記ポートは、前記第2流体のため
に各2つの角部において一連の入口ダクトを形成しており、また、プレート10
0は、第1流体のための中央出口ポート110dを有している。
置されることが意図されている。前記プレート熱交換機は、フレームプレート2
10と、プレッシャープレート220と、幾つかの中間伝熱プレート100とを
具備しており、前記中間伝熱プレート100は、従来の結合棒(図1参照)によ
り互いにきつく締められるように配置されており、前記フレームプレート210
及びプレッシャープレート220を噛み合わせ、互いに向かって引き寄せ合う。
異なる伝熱プレート100のポート110a乃至d、120a乃至fは、プレー
ト熱交換機を貫通して延びる入口及び出口ダクトを形成するように、一致する。
るガスケット溝130若しくは持ち上げられたビード(図示せず)中のガスケッ
ト131を有しており、この結果、囲いに関してプレートの間の空間の境界を定
める。伝熱プレート100はまた、ガスケット若しくは類似のものを有しており
、これらは、幾つかの上述のポート110a乃至d、120a乃至fの周りに延
びている。ポート110a乃至d、120a乃至fの周りのガスケットは、プレ
ート100の伝熱部Cの第1の側部100aに沿って互いの接続を、幾つかのポ
ート110a乃至110dに認めるように、プレート100の側部100a、b
上において、異なる形状を有しており、これと同時に、他のポート120a乃至
fは、プレート100の伝熱部Cの他方の側部100bに沿って互いに接続され
ている。
うにいくつかの波形状(図示せず)を有しており、故に、前記プレート100が
フレームプレート210とプレッシャープレート220との間に圧縮された場合
でさえ、空間は、プレート100の間に形成される。
ているとともに、プレート100の1次入口ポート110a,bと一致している
2つの接続ポート211a,bを介して、プレート熱交換機に供給される。1次
入口ポート110a,bは、プレート熱交換機を貫通して延びる2つの1次入口
ダクト(図4,16,及び17参照)を形成している。前記第1流体は、1次ダ
クト230a,b、330a,bから、2次ポートにより形成された2次ダクト
240,230に流れる。1次ダクト230a,b、330a,b、及び2次ダ
クト240,340は、1次並びに2次ダクト230a,b、330a,b、2
40,340に沿って、制限された伸張部を有している流路を介して、互いに接
続されている。言い換えると、2次ダクト240,340は、第1フローダクト
250aを形成するプレートの間の空間250に接続されている。
1次並びに2次ダクト230a,b、330a,b、240,340の間流路の
前記制限された伸張部は、2次ダクト240,340中に、循環し均一な流体の
流れの原因となり、これは、2次ダクト240,340の長さ、従ってプレート
熱交換機の長さL、に沿って、異なるプレートの間の空間を横切った均一な流れ
の分配を結果として生じさせる。
路の制限された延びは、例えば、流れ分配装置400a,b、500(図5乃至
8参照)により達成され得る。この流れ分配装置400a,b、500は、主ダ
クト230a,b、330a,b中に配置されており、主ダクト230a,b、
330a,b中の流れの一部分を逸らし、ダクトの延びに沿った正確な位置(図
16、17参照)において2次ダクトにこの部分を運ぶ。
記装置は、管状で、引き伸ばされ、開放された、かご状構造体の本体を具備して
いる。図5、6中の2つの流れ分配装置は、互いの変形例であり、同一の参照符
号は、上記2つの変形例において、設計の一致する要素に使用されている。前記
開放されたかご状構造体は、傾斜したランプ410を囲み、支持している。開放
されたかご状構造体は、幾つかのリング411と、幾つかの支柱(strut)41
2を具備しており、この支柱は、リング412を互いに連結するのに役立つ。両
方の変形例に従って、流れ分配装置400a,bは、3つのリング411を具備
している。一方の変形例において、流れ分配装置400aは、3つの支柱を具備
し、他方において、流れ分配装置400bは、4つの支柱412を具備している
。
を具備しており、パイプ501は、自身の周面中に開口502を有している。前
記流れ分配装置500はさらに、傾斜したランプ510を具備しており、このラ
ンプは、開口502を覆うように配置されている。
向(図8中において矢印Fと反対)において、2つのエッジ503a,bにより
規定されており、前記2つのエッジ503a,bは、周面501上の点から延び
ており、これらの相対距離は、エッジ503a,bが前記外周方向において互い
から増加した距離で位置されるように、次第に増大することである。この方法に
おいて、第1端(方向Fに従って)で、開口502は、周面501の周のほぼ半
分まで囲まれており、第2端で、開口502は、エッジ503a,bが一点に収
束し、周面501に接続されることにより、終端になっている。開口502の前
記第1端において、開口502により規定されているような周面501のエッジ
503は、もとの周面501から第1半径方向Hに位置されている。
10を配置していることにより、笛(whistle)状の構造が、達成されている。前
記距離Hは、逸らされるパイプ501中の流れFの量を決定する。
て使用されることが意図されている。一つまたはそれ以上の流れ分配装置は、図
4、16、及び17中に示されるように、ダクトの長さに沿った異なる位置にお
いて、1次ダクト中に配置される。
の一部分を逸らすことの目的に役立つ。図3及ぶ図9乃至11は、傾斜したラン
プ410,510がどのような方向にされて配置されているか示す。図3及ぶ図
9乃至11は、流れ方向F(図5乃至8参照)から見た際の流れ分配装置を示す
。前記傾斜ランプの逸らしエッジ410a,510aは、前記ランプの前部に位
置されており、この逸らしエッジ410a,510aは、管壁から半径方向の距
離Hで位置されており、前記分配装置は、前記管壁を貫通して、部分的流れを逸
らすように、配置されている。逸らしエッジ410a、510aは、1次ダクト
中の流れを、主流れFH及び、2次ダクトを対象とする2次流れFSに分ける。
使用(図10,11)において、有利な分配機能を有することも意味する。「層
状の流れ」(気体相が液体相の上に位置される)、及び「管状の流れ」(液体相
が気体相を囲う)の両方において、流れ分配装置は、主流れFHにおいて示され
るような2相の実質的に同一な比率を逸らす。これは、2相の使用において他の
方法でも共通である分配の門対を回避され得ることを意味する。伝統的なプレー
ト熱交換器において、第1プレートの間の空間を貫通して範囲全体に上方に流れ
る。前記逸らしエッジ410a.510aの半径方向の位置は、多量の流体の流
れが逸らされる大きい角度に確定される。
1次ダクトに沿った延びもまた変化可能である。前記延びは、中間領域、1次及
び2次ダクトの間の流路の延びにより、画定される。前記延びはまた、望まない
乱れ、及び導入された圧力降下がなく、使用され得る傾斜の最大角度により画定
される。言い換えると、前記傾斜は、前記逸らしエッジの半径方向の位置並びに
前記ランプの延びに従っている。パラメータの値の各々の選定は、他のパラメー
タの値の選定により影響を受けるとともに、プレート熱交換機が使用される使用
法により影響を受ける。好ましい実施の形態に従って、前記傾斜されたランプ4
10,510は、15度の傾斜角度を有している(図16参照)。
つの異なる変形例を示している。1次及び2次ダクトの間の流路の制限された延
びを提供するもう1つの方法は、幾つかのプレートの間の空間250(図18参
照)中の1次ポート110a,bの周りにガスケット131を配置することであ
り、1次流体に、制限された幾つかのプレートの間の空間中の1次及び2次ダク
トの間を流れることを認める。前記流路部分に隣接した部分的に凹む若しくは切
断されたガスケット131’を使用することにより、1次ダクト及び2次ダクト
の間の流路中の流れは、調整され得る。ガスケット131’の凹みのレベル又は
切断量は、逸らすことを画定し、その結果、機能に関して、前記場がレ分配装置
において、傾斜したランプのための傾斜、延び、及び半径方向の挿入の角度の選
定に対応する。流路は、比較的制限された延びの流路を横切って単に延びている
ため、この構成はまた、幾つかの2相の使用において、使用され得る。
が幾つかの区画に分けられることは好ましい。幾つかの区画中に分けられた2次
ダクト240,340、640により、区分けは行われ、前記各区画は、幾つか
のプレートの間の空間に接続している。2次ダクトの各区画は、幾つかの確かな
プレートの間の空間の役に立つ。2次ダクト240,340,640の区分けを
行うことの1つの方法は、2次ポート110cが消滅(stamped out)されないよ
うに、プレート100を補助的に配置することである。
の区分けは、2次ダクト中の均一な流れを創造する、流路及び流れ分配装置の傾
向がまた、長いプレート熱交換機で使用され得ることを意味する。
れており、特に2相の使用において、図12並びに図13は、プレート熱交換機
に沿った制限された流れの分配傾向を説明している。プレート熱交換機中の一致
された傾向は、図14及び15に示されている。前記区分けをすることにより、
プレート熱交換機の長さに沿って概して良い流れの分配は、獲得される。
さえ認め得ることを意味する。しかしながら、区分けすることにより、各区画の
ために十分な分配を容易に獲得する。これは、全体の分配が、区分けされていな
い長いプレート熱交換機よりも確実によいことを意味する。
区分けが追加されている1次ダクト230a,b及び2次ダクト240の構成を
示す。この実施の形態において、各1次ダクト230a,bは、2つの流路部を
介して各2次ダクト240a,bに接続されており、前記2つの流路部に隣接す
るように、流れ分配装置が1次ダクト230a,b中に配置される。1次ダクト
から導く異なる通路部は、互いに距離Pで位置されていることは、悪くない。さ
らに、1次ダクト230aから導く前記流路部は、他方の1次ダクト230bか
ら導く流路部を一致することに対して、置き換えられる。このことは、2次ダク
ト240の異なる区画240a,b中の均一な流れを達成させることを認める。
分けられた2次ダクト340の構成を示す。2次ダクト340の第1区画340
aは、1つの1次ダクト330bからの流体が供給され、2次ダクト340の第
2区画340bは、他方の1次ダクト330aからの流体が提供される。この実
施の形態において、流路部331が示されており、この流路部331は、完全な
シーリングガスケット(fully sealing gasket)(図19参照)の欠如(absence
)により画定されている。前記流路部331は、2次ダクトの区画340a,b
中において十分に均一な流れを提供するように、流れ方向Fに関して、2次ダク
ト340a,bの後部中に位置されている。2次ダクトの後部区画340bに供
給する前記1次ダクト340aは、プレートの間の空間中のガスケット332に
より2次ダクトの全部の区画34aから分離されている。2次ダクト340の区
画340a,bは、プレート100’により互いから分離されており、この場合
において、2次ポートが、消滅されていない(図2中の2次ポート110c参照
)。2次ダクトの前部の区画340aを供給する1次ダクト330の後部は、ガ
スケット332により2次ダクトの後部区画から部分的に分けられるとともに、
プレート100’を用いた1次ダクト330bの前部から部分的に分けられる。
プレートパックが流体の圧力を支持することを確実にするために、小さい流れは
、プレート100’中の小さい開口を通るだけでなく前記部分に平行に走ってい
る2次ダクトから後部に運ばれる。代わりに、1次ダクト330b’と2次ダク
ト340bとの間の全てのガスケットは、取り外され得る。
次ダクト330bの後部330b’中に、淀んだ流体があり得る。
クトは、3つの区画640a乃至cに分割され、各々プレートの間の幾つかの空
間を提供する。この構成は、3つの流れ分配装置を具備しており、これらは、1
次ダクト630中に配置されており、1次ダクト630中の流体の流れの一部分
を2次ダクトの対応する区画640a乃至cに逸らすことが意図されている。
は、1次ダクト中において異なる延びを有している。異なる傾斜したランプが1
次ダクト630中に延びることに関する距離は、プレート熱交換機中の流れFの
方向において、増大する。第1流れ分配装置631aは、1次ダクト630中の
流体の流れの正確な量を逸らす。同一の流量が、第2区画640bに運ばれるこ
とを確実にするために、第2流れ分配装置は、1次ダクト中の留まっている流体
の流れの大きい割り当てを逸らす。次の流れ分配装置631cは、1次ダクト6
30中のさらに減少し残った流れの同等の大きい割り当てを逸らす。流れ分配装
置の異なる導入距離により獲得されたこの動作は、プレート熱交換機の長さに沿
った流路部分の寸法を変更することにより、前記ガスケットの変形例において有
る程度達成され得る。この結果、小さい流路部分は、小さい導入距離と一致し、
大きい流路部分は、大きい導入距離に一致する。
され得る。この調整は、例えば、種々の傾斜角度を有する前記傾斜したランプに
より達成される。前記プレート熱交換機は、必要なコントロール機器を含んでい
るコントロールユニット700と、作動手段(actuating means)632a乃至c
とを具備している。図20中において、作動手段632a乃至cは、伸長支柱(
elongate strut)をとして示されている。この伸長支柱は、前記コントロールユ
ニット中の幾つかの種類のモータ、若しくはピストンにより、作動される。幾つ
かの他の方法において、調整を達成し得る。上記調整は、例えば、前記傾斜した
ランプを支持するサーボモータ(servomotor)を使用すること、又は、示された
支柱の代わりにワイヤーロープ(wire rope)を使用することにより達成され得、
これは、前記ランプの種々のバックスプリングサスペンション(back spring su
spension)を正確な傾斜角度αにこれらが呈することを認めるように組み合わせ
る。
は、従来のプレート熱交換機より、相当大きい収容能力範囲内において、使用さ
れ得る。入ってくる全体の流体の流れに従って、小さい又は大きい量は、プレー
ト熱交換機の異なる区画に逸らされ得る。流れ分配装置631a乃至cを完全に
閉じることにより、異なる収容能力の要求を処理する又は、これらを清掃するた
めに前記プレート熱交換機の一つ又はそれ以上の区画を除外することさえ可能で
ある。1次若しくは2次ダクト又は区画が設けられていない従来のプレート熱交
換機において、もし提供された流体の流れが、熱交換機が設計された際の流体の
流れに一致しない場合、流体の流れは、他の点で均一でない分配につながる。
規定された発明の範囲内で可能であることは、認識されるであろう。
しくは部分的に切断されたガスケットの異なる構成は、異なる使用法のための現
在の要求に従って、変形され得る。なお、前記流れ分配装置の導入距離は、プレ
ート熱交換機の長さに沿って、増大する若しくはしなくされ得る。
、前記図面により、異なる態様に従った本発明の目下の好ましい実施の形態が示
される。
を示す。
を概略的に提案する。
ある。
能を示す。
機能を示す。
機能を示す。
うに分配されるかを示す。
うに分配されるかを示す。
さに沿ってどのように分配されるかを示す。
さに沿ってどのように分配されるかを示す。
てどのように配置されるかを示す上面図である。
形態の上面図である。
る。
る。
形態を示す。
Claims (23)
- 【請求項1】 プレート熱交換機のためのプレートパックは、幾つかの伝熱
プレート(100)を具備しており、前記各プレートは、伝熱部(C)及び幾つ
かの貫通ポート(110a及びb、120a乃至f)を有しており、前記プレー
ト(100)は、以下の方法により互いに作用し、前記方法とは、第1フローダ
クトが、複数の第1プレートの間の空間(250)中のプレート(100)の間
に形成され、第2フローダクトは、複数の第2プレートの間の空間(250)中
のこれらの間に形成され、前記ポート(110a及びb、120a乃至f)は、
前記各フローダクトのための少なくとも1つの入口ダクト及び少なくとも1つの
出口ダクト(110a乃至d、120a乃至f;230,240;330,34
0;630,640)を形成し、前記少なくとも第1フローダクトの前記入口ダ
クトは、少なくとも1つの1次ダクト(230a並びにb、330a並びにb、
630)を具備し、前記1次ダクトは、前記1次ダクトのための流体の流れを受
けるように配置されており、また、前記入口ダクトは、少なくとも1つの2次ダ
クト(240;340;640)を具備し、前記2次ダクトは、流路を介して1
次ダクト及び第1フローダクトに接続されているとともに、1次ダクトからの流
体の流れを受け、前記第1フローダクトにこの流れを運ぶように配置されている
ことであり、このような前記プレートパックにおいて、 1次ダクト(230a並びにb;330a並びにb;630)と2次ダクトと
が、複数のプレート間の空間(250)を渡す少なくとも1つの流路部(231
,331,631)によって互いに接続し、 前記1次ダクト(230a並びにb;330a並びにb;630)に沿う流路
部(231,331,631)の延びが、1次ダクト(230a並びにb;33
0a並びにb;630)の延びよりも実質的に小さく、 1次ダクトと2次ダクト(230a並びにb、240;330a並びにb、3
40;630、640)との間の流路は、前記流路部(231,331,631
)の外には実質的に存在しないということを特徴とするプレートバック。 - 【請求項2】 前記1次ダクトは、前記1次ダクトに沿って互いからある距
離に位置された少なくとも2つの流路部を通って、前記2次ダクトに接続されて
いる請求項1に記載のプレートパック。 - 【請求項3】 流れ分配装置(400,500)は、前記流路部(231,
331,631)及び、少なくとも1つの前記流路部(231,331,631
)の各々において、前記1次ダクト中の前記流体の流れの一部分を前記2次ダク
トに逸らすために、1次ダクト中に配置されている請求項1又は2に記載のプレ
ートパック。 - 【請求項4】 前記1次ダクトは、前記プレートパック全体を貫通して延び
ている請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプレートパック。 - 【請求項5】 前記2次ダクトは、前記プレートパック全体を貫通して延び
ている請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプレートパック。 - 【請求項6】 前記2次ダクトは、幾つかの区画(240a並びにb;34
0a並びにb;640a乃至c)に分けられており、前記区画の各々は、前記プ
レートパックの一部分のみに延びている請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
プレートパック。 - 【請求項7】 前記流れ分配装置は、前記1次ダクトの断面領域の区画の範
囲を設定し、前記区画は、前記流体の流れの流れる方向において、前記1次ダク
トに沿って減少される請求項3乃至6のいずれか1項に記載のプレートパック。 - 【請求項8】 前記流れ分配装置は、管状の本体を具備しており、この本体
は、傾斜したランプ(410;510)を囲んでいる請求項3乃至7のいずれか
1項に記載のプレートパック。 - 【請求項9】 前記傾斜したランプ(410;510)の前部(410a;
510a)は、前記1次ダクトの管壁からのある距離に位置されている請求項8
に記載のプレートパック。 - 【請求項10】 前記傾斜したランプ(410;510)の後部は、前記1
次ダクトと2次ダクトとの間の流路に隣接する前記1次ダクトの管壁に接続され
ている請求項8又は9に記載のプレートパック。 - 【請求項11】 前記流れ分配装置の傾斜したランプ(410;510)は
、逸らしエッジ(410a:510a)を有しており、前記逸らしエッジは、前
記流体の流れと反対方向に向けられている請求項8乃至10のいずれか1項に記
載のプレートパック。 - 【請求項12】 前記逸らしエッジは(410a;510a)は、実質的に
垂直な延びを有している請求項11に記載のプレートパック。 - 【請求項13】 前記傾斜したランプは、実質的に平らで、半楕円形のシー
トを具備している請求項8乃至12のいずれか1項に記載のプレートパック。 - 【請求項14】 前記逸らしエッジ(410a;510a)は、前記シート
の主な楕円の軸の一つにより画定されている請求項12及び13に記載のプレー
トパック。 - 【請求項15】 前記1次ダクトに沿った前記傾斜したランプ(410;5
10)の延びは、前記1次ダクトを横切った自身の最大の延びより大きい請求項
8乃至14のいずれか1項に記載のプレートパック。 - 【請求項16】 前記流れ分配装置(400,500)は、幾つかの外方に
延びる接続手段(413,513)を具備しており、前記接続手段は、前記1次
ダクトの周りで、互いに隣接するプレートにおいて、これらのプレートの間に固
定されるように配置されている請求項3乃至15のいずれか1項に記載のプレー
トパック。 - 【請求項17】 前記本体は、開放された管状のかご状構造体(400a並
びにb)を具備しており、前記構造体は、傾斜したランプ(410)を囲うとと
もに支持している請求項8乃至16のいずれか1項に記載のプレートパック。 - 【請求項18】 前記本体は、パイプ(501)を具備しており、このパイ
プは、前記傾斜したランプを囲んでいるとともに、自身の周面中に開口(502
)が設けられており、前記傾斜したランプ(510)は、前記開口(502)に
接続されている請求項8乃至16のいずれか1項に記載のプレートパック。 - 【請求項19】 前記流れ分配装置は、前記1次ダクトの内部形状に一致し
ている外部形状を有している請求項3乃至18のいずれか1項に記載のプレート
パック。 - 【請求項20】 前記1次ダクト並びに2次ダクトに沿った前記1次ダクト
並びに2次ダクトの間の流路(231,331,631)は、互いに沿った各ダ
クトの延びより小さい延びを有している請求項1乃至19のいずれか1項に記載
のプレートパック。 - 【請求項21】 前記各1次ダクトと2次ダクトとの間には、1つの流路の
みがある請求項1乃至20のいずれか1項に記載のプレートパック。 - 【請求項22】 前記第1フローダクトの前記入口ダクトは、2つの1次ダ
クト(330a、330b)を具備しており、前記1次ダクトの一方(330b
)は、前記2次ダクトの第1区画(340a)に流路を介して接続されており、
第2の1次ダクト(330a)は、第2ダクトの第2区画(340b)に流路を
介して接続されている請求項6乃至21のいずれか1項に記載のプレートパック
。 - 【請求項23】 プレート熱交換機において、請求項1乃至22に従った少
なくとも1つのプレートパックを具備していることを特徴とするプレート熱交換
機。
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