JP2004516451A - フィルタ部材を支持する部品、管状のフィルタ部材と前記部品とを含む装置、管状のフィルタ部材と前記部品とを含むプレート熱交換器 - Google Patents

Abstract

本発明は、プレート熱交換器（１）の入口孔流路（２）の中で管状のフィルタ部材（１５）を支持する部品（２０）に関する。本発明は、部品（２０）およびフィルタ部材（１５）を含む装置にも関する。さらに、本発明は、第１のプレート（５）と第２のプレート（６）との間に設けられた伝熱プレート（３）のパッケージを含むプレート熱交換器（１）に関する。フィルタ部材（１５）は、内側の表面および外側の表面を有している。部品（２０）は、部材に入れられ、フィルタ部材の内側の表面に当たるように構成された第１の部分（２１）と、第１および第２のプレート（５，６）のいずれか一方の、入口孔流路（２）の周囲に広がる表面部に当たるように構成された第２の部分（２２）とを含んでいる。

Description

【０００１】
発明の背景および従来技術
本発明は、第１のプレートと第２のプレートとの間に設けられた伝熱プレートのパッケージを含むプレート熱交換器の入口孔流路の中で、内側の表面と外側の表面とを有する管状のフィルタ部材を支持する部品に関する。本発明は、内側の表面と外側の表面とを有する管状のフィルタ部材と、第１のプレートと第２のプレートとの間に設けられた伝熱プレートのパッケージを含むプレート熱交換器の入口孔流路の中でフィルタ部材を支持する部品とを含む装置にも関する。さらに、本発明は、第１のプレートと第２のプレートとの間に設けられた伝熱プレートのパッケージと、内側の表面と外側の表面とを有する管状のフィルタ部材と、入口孔流路の中でフィルタ部材を支持する部品とを含むプレート熱交換器に関する。
【０００２】
様々な用途および流体用の、たとえば、藻類、ごみ、およびその他の粒子を含む海水用のプレート熱交換器にこのような管状のフィルタ部材を使用することが知られている。ほぼ円筒状の多孔板管により形成することができるこのフィルタ部材は、次にプレートパッケージの入口孔流路の中に入れられる。プレートとフィルタ部材との間には、様々な理由ですき間が生じる。フィルタ部材の取付けおよび交換を可能にするには、プレートとフィルタ部材との間にすき間が存在する必要がある。入口孔と流路プレートは、その間にすき間が形成されるような形状となっている。製造公差は小さい。
【０００３】
このような公知のフィルタ部材の１つの問題は、フィルタ部材と伝熱プレートとの間のすき間を密封することである。入口管からプレート熱交換器に入った流体は、その一部がすき間に浸入し、すき間からプレート間の空間に入ることがあり得る。入口管からすき間に浸入するこの液体は、フィルタを通過しない。したがって、流体中に存在する可能性のあるごみおよび他の粒子が、プレート間の空間に入ることがあり得る。もうひとつの問題は、フィルタ部材を容易に取り外せるようにしつつ、フィルタ部材をしっかりと設置することである。フィルタ部材が支持されておらず、定められた位置に固定されていない場合には、フィルタ部材が移動するとフィルタ部材自体、プレート、および他の部品、たとえば、プレート同志間のゴムガスケットの一部が損傷することがある。
【０００４】
イギリス公開特許第Ａ−１２０７９１９号は、第１のエンドプレートと第２のエンドプレートとの間に設けられた、伝熱プレートのパッケージを含むプレート熱交換器を開示している。内側の表面と外側の表面とを有する管状のフィルタ部材が、プレート熱交換器の入口孔流路の中に設けられている。フィルタ部材を入口孔流路の中で位置決めするために、プレートとフィルタ部材との間の入口孔流路の中にスリーブを備えたいくつかのロッドを設けることが提案されている。また、フィルタ部材とプレートとの間のすき間を密封するために、フィルタ部材のエンドプレートに設けられ、フィルタ部材が設けられた入口孔流路に接続された入口流路の内側の壁を密封するように構成された密封リングを備えることが提案されている。
【０００５】
発明の概要
本発明の目的は、フィルタ部材とプレートとの間のすき間を適切に密封できるようにすることである。さらに、本発明の目的は、フィルタ部材をプレート熱交換器の入口孔流路の中に簡単に、かつしっかりと設置することである。
【０００６】
この目的は、管状の部材に入れられ、フィルタ部材の内側の表面に当たるように構成された第１の部分と、第１および第２のプレートのいずれか一方の、入口孔流路の周囲に広がる表面部に当たるように構成された第２の部分とを含むことを特徴とする、冒頭に定義された部品によって実現される。
【０００７】
上記の部品のこのような第２の部分は、フィルタ部材と伝熱プレートとの間に形成されたすき間を覆って広がり、液体がフィルタ部材を通過せずにすき間に浸入しないようにすることができる。第２の部分は、第１または第２のプレートのいずれか一方の表面部に密封して当たるように構成されているのが有利である。これらのプレートは、プレート熱交換器のエンドプレート、フレームまたはプレッシャプレートであることが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。
【０００８】
本発明の一実施態様によれば、第１の部分は、フィルタ部材の内側の表面に密封して当たるように構成されている。これにより、伝熱流体は、フィルタ部材を通過することなくすき間に浸入できなくなる。この特徴によって、フィルタ部材は支持され、プレート熱交換器および入口孔流路に対して固定位置が定められるという利点が得られる。これに関して、第１のプレートは、すきまばめによってフィルタ部材の内側の表面に当たるように構成することができる。これにより、部品をフィルタ部材の中に容易に入れることができる。第１の部分は、フィルタ部材と同様、環状であることが好ましい。
【０００９】
他の実施態様によれば、第１の部分は第２の部分から延びており、第１の部分は、その延びている部分の少なくとも一部に沿って、第２の部分から離れる方向に先細りになっている。第１の部分のこのような形状によって、部品を管状のフィルタ部材に容易に入れることができる。
【００１０】
本発明の他の実施態様によれば、第２の部分も環状である。第２の部分はほぼ平坦であるのが有利である。このようにして、効率的かつ容易に、第２の部分を第１または第２のプレートに密封して当てることができる。これに関して、第２の部分は、第１の部分からほぼ半径方向外側に延びるフランジを形成してもよい。
【００１１】
本発明の他の実施態様によれば、第１の部分と第２の部分とは、一体化されたユニットを形成する。第１の部分と第２の部分とは、ほぼ連続した環状の薄板から製造できる。このような板は、塑性変形によって部品の最終的な形状が形成される金属薄板でよい。さらに、金属以外の材料、たとえば、様々な種類のプラスチック材料を部品に用いてもよい。
【００１２】
本発明の他の実施態様によれば、第１の部分が入口孔流路とほぼ同心になるように部品の位置を定める手段が設けられる。このような手段は、たとえば、第１または第２のプレートの取付けボルトによることができる。取付けボルトは、プレート熱交換器の入口孔流路に接続された配管を取り付けるためのものでよく、表面部において第２の部分の位置を定める。上記の手段は、このようにして、フィルタ部材を入口孔流路の中で位置決めし、フィルタ部材とプレートとの間にすき間が形成される。このすき間は、フィルタ部材の全周に広がっているのが好ましく、また、すき間の幅はほぼ一様である方がよい。
【００１３】
本発明の目的は、管状のフィルタ部材に入れられ、フィルタ部材の内側の表面に当たるように構成された第１の部分と、第１および第２のプレートのいずれか一方の、入口孔流路の周囲に広がる表面部に当たるように構成された第２の部分とを含む部品を有することを特徴とする、冒頭に定義された装置によっても達成される。
【００１４】
本発明の一実施態様によれば、フィルタ部材は、部品が入ることができるように配置された第１の端部と、フィルタ部材からほぼ半径方向外側に延びる環状のフランジを有する第２の端部とを有する。フィルタ部材のフランジは、第１および第２のプレートのいずれか一方の、入口孔流路の周囲に広がる表面部に当たるように構成するのが有利である。このようなフランジによって、フィルタ部材と伝熱プレートとの間のすき間を密封することができる。さらに、このようなフランジによって、フィルタ部材を入口孔流路に対して固定位置に保持することができる。本発明によれば、フィルタ部材の第１の開いたエンドプレートに部品を入れるようにするのが有利である。フィルタ部材のフランジは、部品の第２の部分と同様に、表面部に密封して当たるように構成することができ、かつほぼ平坦であるのが有利である。
【００１５】
本発明の目的は、管状のフィルタ部材に入れられ、フィルタ部材の内側の表面に当たるように構成された第１の部分と、第１および第２のプレートのいずれか一方の、入口孔流路の周囲に広がる表面部に当たるように構成された第２の部分とを含む部品を有することを特徴とする、冒頭に定義されたプレート熱交換器によっても達成される。
【００１６】
プレート熱交換器の有利な実施態様は従属請求項２１〜２７に定義されている。
【００１７】
次に、例として示された様々な実施形態の記述によって、および添付の図面を参照して、本発明を詳しく説明する。
【００１８】
発明の様々な実施形態の詳細な説明
図１は、４つの入口孔流路２を有するプレート熱交換器１の平面図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った、プレート熱交換器１および１つの入口孔流路２の断面図である。各入口孔流路２は、プレート熱交換器１を貫いて入口孔流路２の中心軸ｘに沿って延びている。図２から分かるように、プレート熱交換器は、互いに隣接してプレートパッケージを構成する多数の伝熱プレートを含んでいる。伝熱プレート群は、互いに隣接して設けられ、互いに隣接する伝熱プレート３の間にプレート間空間４を形成している。これらのプレート間空間４は、それ自体公知の方法で、第１の媒体および第２の媒体のための、少なくとも２つの別々の流路を形成している。プレートパッケージは、それ自体公知の方法、例えばろう付け、溶接、接着、またはボルトの締付けによって組み立てることができ、流路群を分離するために伝熱プレート３同志の間にガスケットが設けられている。
【００１９】
プレートパッケージは、第１のエンドプレート５および第２のエンドプレート６を有している。図２に開示された実施形態では、第１のエンドプレート５はいわゆるフレームプレートであり、第２のエンドプレートはいわゆるプレッシャプレートである。この実施形態によれば、プレートパッケージは、締付けボルトによって、フレームプレートとプレッシャプレートとを互いに押し付けることによって組み立てることができる。プレートパッケージをろう付けするか、または何らかの方法で永久的に接合する実施形態では、第１のエンドプレート５と第２のエンドプレート６とは、外側の伝熱プレート３によって構成することができる。
【００２０】
第１のエンドプレート５と第２のエンドプレート６は共に、プレートパッケージから外側に延びる取付けボルト７を含んでいる。第１のエンドプレート５の取付けボルトは、開示された実施形態では、接続配管８がプレート熱交換器１に取付けられるように構成されており、接続配管８の取付けフランジがナット９によって第１のエンドプレート５に固定されている。したがって、伝熱媒体は、接続配管８を通って矢印ａの方向に入口孔流路２の中へ流れ、さらに前記流路の１つへと流れることができる。第２のエンドプレート６の取付けボルト７は、入口孔流路２を閉鎖するストッパ１１を取付けることができるように設けられている。
【００２１】
入口孔流路２の中には、管状のフィルタ部材１５が設けられている。フィルタ部材１５は、ほぼ円筒状であり、外側の表面と内側の表面とを有している。フィルタ部材１５は、入口孔流路２の外縁部の近傍で、入口孔流路２の内表面に沿って延びている。しかし、フィルタ部材１５は、伝熱プレート３、第１のプレート５、および第２のプレート６とフィルタ部材１５との間に環状のすき間１６が形成されるように、伝熱プレート３からわずかな距離を隔てて設けられている。フィルタ部材１５は、開示された実施形態では、ほぼ円形の横断面を有している。フィルタ部材１５は、薄板、好ましくはステンレス薄板または他の耐食性金属で製造されている。薄板には、伝熱媒体は通過することができるが、ごみまたは他の粒子はフィルタ部材１５に捕捉されるような大きさの小さな穴が設けられている。したがって、フィルタ部材１５を清掃できるようにするために、フィルタ部材１５がプレート熱交換器１の入口孔流路２から容易に取り外せることが必須である。
【００２２】
図２に開示された実施形態では、フィルタ部材１５は、その各エンドプレートで部品２０によって支持されている。各部品２０は、このようにフィルタ部材１５のそれぞれのエンドプレートに入れられている。各部品２０は、管状のフィルタ部材１５の中に、その内側の表面に当たるように入れることのできる第１の部分２１を含んでいる。さらに、各部品は、前記エンドプレート５、６のいずれか一方の表面部に当たる第２の部分２２を有している。第２の部分２２は、ほぼ平坦であり、第１の部分から中心軸ｘに対してほぼ半径方向外側に延びている。図２に開示された取付け状態における中心軸ｘは、実質的に部品２０、フィルタ部材１５および入口孔流路２の中心軸をも形成することに留意されたい。したがって、第２の部分２２はエンドプレート５、６のいずれか一方の外表面に、密封して当たることができる。このように、第２の部分は、フィルタ部材１５と伝熱プレート３との間に形成されたすき間を覆って広がる。さらに、第２の部分２２とそれぞれのエンドプレート５、６の外表面との間に、任意の形のガスケットを設けることもできる。
【００２３】
部品２０の形状は、図３および４により詳しく開示されている。特に図４から分かるように、第１の部分２１は、第２の部分２２から中心軸ｘと同心に延びている第１の円筒部２４と、開示された例では、円筒部２４からほぼ円錐状に延びているテーパ部２５とを有している。このため、第１の部分２１は管状のフィルタ部材１５に容易に入れることができる。第１の部分２１は、円筒部２４がフィルタ部材１５の内側の表面に密封して当たるような寸法であることが好ましい。部品２０は、円筒部２４がすきまばめによってフィルタ部材１５の内側の表面に接するように構成されている。このようにして、フィルタ部材１５を容易に入れ、しっかりと支持することができる。
【００２４】
第１の部分２１と第２の部分２２は、１つの材料から製造される一体構造を形成する。部品２０は、開示された形状に塑性変形される金属材料で製造することが好ましい。もちろん、他の製造方法も可能である。たとえば、第１の部分２１を第２の部分２２に溶接してもよい。金属以外の材料、たとえば様々な種類のプラスチック材料を部品２０に用いてもよい。開示された実施形態では、第１の部分の厚さは約１．５ｍｍであり、第２の部分の厚さは約５ｍｍである。
【００２５】
入口孔流路２の中の第１の部分２１の位置は、取付けボルト７によって同心となるよう決定される。第２の部分２２は、取付けボルト群７に囲まれた円の直径に対応する直径を有する。このようにして、開示された実施形態では、第１の部分２１は、第２の部分２２の外周部分と同心になっている。部品２０は、ナット２９および接続配管８の取付けフランジによって、所定の位置に保持されている。第２の部分２２は、このようにして接続配管８の取付けフランジと第１のエンドプレート５の外表面との間に締付けられている。図２の反対側の部品２０は、これと同様にして、ストッパ１１と他方のエンドプレート６の外表面との間に取り付けられている。中心軸ｘに対する部品２０の位置は、以上のようにして決定される。中心軸ｘに対するフィルタ部材１５の位置も同様に決定される。なお、第１の部分は、第２の部分２２の外周部分と同心である必要はない。取付けボルト７の位置が同心でない場合には、第１の部分２１は第２の部分２２の外周に対して偏心していてもよい。入口孔流路２に対する部品２０の位置は、本明細書で開示された取付けボルト７以外の手段によって定めることもできる。たとえば、エンドプレート５、６の外表面に段を取り付けてもよい。第２の部分２２が所定位置にはまるように配置されたくぼみをエンドプレート５、６に設けてもよい。
【００２６】
図５、６、および７は、本発明の第２の実施形態を開示している。この実施形態では、フィルタ部材１５は、フィルタ部材１５からほぼ半径方向外側に延びる環状のフランジ２８を第２のエンドプレートに有している。
【００２７】
フランジ２８は、部品２０の第２の部分２２の形状に対応する形状を有している。したがって、フランジ２８は、ほぼ平坦であり、第２のエンドプレート６の外表面に当たるように配置されている。環状のフランジ２８はまた、取付けボルト７によって中心軸ｘに対して位置決めされ、第２のエンドプレート６の外表面とストッパ１１との間に締付けられている。このようにして、フィルタ部材１５は、入口孔流路２の中で所定の位置に固定される。図６および７から分かるように、ストッパ１１を取り外したときにフィルタ部材１５を入口孔流路２から容易に持上げるためのハンドルを、フィルタ部材１５の第２のエンドプレートに設けてもよい。
【００２８】
本発明は、開示された実施形態に限られず、特許請求の範囲内で変形し修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
プレート熱交換器の平面図である。
【図２】
本発明の第１の実施態様による部品およびフィルタ部材の、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】
図２の部品の平面図である。
【図４】
図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った部品の断面図である。
【図５】
本発明の第２の実施態様による部品およびフィルタ部材の、図２に対応する図である。
【図６】
図５のフィルタ部材の平面図である。
【図７】
図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿ったフィルタ部材の断面図である。

Claims (27)

1. 第１のプレート（５）と第２のプレート（６）との間に設けられた、伝熱プレート（３）のパッケージを含むプレート熱交換器（１）の入口孔流路（２）の中で、内側の表面と外側の表面とを有する管状のフィルタ部材（１５）を支持する部品において、前記管状のフィルタ部材（１５）の中に入れられ、前記フィルタ部材の内側の表面に当たるように構成された第１の部分（２１）と、前記第１および第２のプレート（５，６）のいずれか一方の、前記入口孔流路（２）の周囲に広がる表面部に当たるように構成された第２の部分（２２）とを含むことを特徴とする部品。
2. 前記第２の部分（２２）は、前記表面部に密封して当たるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の部品。
3. 前記第１の部分（２１）は、前記フィルタ部材（１５）の前記内側の表面に密封して当たるように構成されていることを特徴とする、請求項１および２のいずれか１項に記載の部品。
4. 前記第１の部分（１２）は、すきまばめによって前記フィルタ部材（１５）の前記内側の表面に当たるように構成されていることを特徴とする、請求項１および２のいずれか１項に記載の部品。
5. 前記第１の部分（２１）は環状であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の部品。
6. 前記第１の部分（２１）は前記第２の部分（２２）から延びており、前記第１の部分（２１）は、前記延びている部分の少なくとも一部に沿って、前記第２の部分（２２）から離れる方向に先細りになっていることを特徴とする、請求項５に記載の部品。
7. 前記第２の部分（２２）は環状であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の部品。
8. 前記第２の部分（２２）はほぼ平坦であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の部品。
9. 前記第２の部分（２２）は、前記第１の部分（２１）からほぼ半径方向外側に延びるフランジを形成していることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の部品。
10. 前記第１の部分（２１）と前記第２の部分（２２）とは、一体化されたユニットを形成していることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の部品。
11. 前記第１の部分（２１）および前記第２の部分（２２）は、ほぼ連続した環状の薄板から製造されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の部品。
12. 前記第１の部分（２１）が前記入口孔流路（２）とほぼ同心になるように、前記部品（２０）の位置を定めるよう構成された手段（７）を有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の部品。
13. 前記手段（７）は、前記フィルタ部材（１５）と前記プレート（３、５、６）との間にすき間（１６）が形成されるように、前記フィルタ部材（１５）を前記入口孔流路（２）の中で位置決めするように構成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の部品。
14. 内側の表面と外側の表面とを有する管状のフィルタ部材（１５）と、第１のプレート（５）と第２のプレート（６）との間に設けられた伝熱プレート（３）のパッケージを含むプレート熱交換器（１）の入口孔流路（２）の中で、前記フィルタ部材（１５）を支持する部品（２０）とを含む装置において、前記部品（２０）は、管状のフィルタ部材（１５）の中に入れられ、前記フィルタ部材の内側の表面に当たるように配置された第１の部分（２１）と、前記第１および第２のプレート（５，６）のいずれか一方の、前記入口孔流路（２）の周囲に広がる表面部に当たるように配置された前記第２の部分（２２）とを含むことを特徴とする装置。
15. 請求項２から１３のいずれか１項に記載の前記部品（２０）を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
16. 前記フィルタ部材（１５）は、前記部品（２０）が入ることができるように構成された第１の開いた端部と、前記フィルタ部材（１５）からほぼ半径方向外側に延びる環状のフランジ（２８）を有する第２の端部とを有することを特徴とする、請求項１４および１５のいずれか１項に記載の装置。
17. 前記フィルタ部材（１５）の前記フランジ（２８）は、前記第１および第２のプレート（５、６）のいずれか一方の、前記入口孔流路（２）の周囲に広がる表面部に当たるように構成されていることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
18. 前記フィルタ部材（１５）の前記フランジ（２８）は、前記表面部に密封して当たるように構成されていることを特徴とする、請求項１６および１７のいずれか１項に記載の装置。
19. 前記フィルタ部材（１５）の前記フランジ（２８）はほぼ平坦であることを特徴とする、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の装置。
20. 第１のプレート（５）と第２のプレート（６）との間に設けられた伝熱プレート（３）のパッケージと、内側の表面と外側の表面とを有する管状のフィルタ部材（１５）と、プレート熱交換器（１）の入口孔流路（２）の中で前記フィルタ部材（１５）を支持する部品とを有するプレート熱交換器において、前記部品（２０）は、管状のフィルタ部材（１５）の中に入れられ、前記フィルタ部材の内側の表面に当たるように構成された第１の部分（２１）と、前記第１および第２のプレート（５，６）のいずれか一方の、前記入口孔流路（２）の周囲に広がる表面部に当たるように構成された前記第２の部分（２２）とを有することを特徴とする装置。
21. 請求項２から１１のいずれか１項に記載の前記部品（２０）を含むことを特徴とする、請求項２０に記載のプレート熱交換器。
22. 前記第１の部分（２１）が前記入口孔流路（２）とほぼ同心になるように前記部品（２０）の位置を定めるように構成された手段（７）を有することを特徴とする、請求項２０および２１のいずれか１項に記載のプレート熱交換器。
23. 前記手段（７）は、前記フィルタ部材（１５）と前記プレート（３）との間にすき間が形成されるように、前記フィルタ部材（１５）を前記入口孔流路（２）の中に位置決めするように構成されていることを特徴とする、請求項２２に記載のプレート熱交換器。
24. 前記フィルタ部材（１５）は、前記部品（２０）が入ることができるように構成された第１の開いた端部と、前記フィルタ部材（１５）からほぼ半径方向外側に延びる環状のフランジ（２８）を有する第２の端部とを有することを特徴とする、請求項２０および２３のいずれか１項に記載のプレート熱交換器。
25. 前記フィルタ部材（１５）の前記フランジ（２８）は、前記第１および第２のプレート（５、６）のいずれか一方の、前記入口孔流路（２）の周囲に広がる表面部に当たるように構成されていることを特徴とする、請求項２４に記載のプレート熱交換器。
26. 前記フィルタ部材（１５）の前記フランジ（２８）は、前記表面部に密封して当たるように構成されていることを特徴とする、請求項２４および２５のいずれか１項に記載のプレート熱交換器。
27. 前記フィルタ部材（１５）の前記フランジ（２８）はほぼ平坦であることを特徴とする、請求項２４から２６のいずれか１項に記載のプレート熱交換器。