JP7278489B2

JP7278489B2 - プレート式熱交換器のためのガスケットおよび組立体

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Publication number: JP7278489B2
Application number: JP2022529363A
Authority: JP
Inventors: マルティン・サンドグレン
Original assignee: アルファ－ラヴァル・コーポレート・アーベー
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2023-05-19
Anticipated expiration: 2040-10-20
Also published as: JP2022551334A; ES2916724T3; BR112022007237B1; EP3825637B1; KR20220098014A; EP3825637A1; US11639829B2; US20220404108A1; CN114667430A; CN114667430B; BR112022007237A2; WO2021099048A1; DK3825637T3; PL3825637T3

Description

本発明は、プレート式熱交換器のためのガスケットと、その設計とに関する。本発明は、このようなガスケットを備えるプレート式熱交換器のための組立体にも関する。

プレート式熱交換器は、多くの伝熱板が並べられた手法で間に配置される、つまり、積み重ねまたは一纏めで間に配置される2枚の端板から、典型的には成る。PHEの伝熱板は、同じ種類または異なる種類のものとでき、異なる方法で積み重ねられてもよい。一部のPHEでは、伝熱板は、1枚の伝熱板の前側および後側が他の伝熱板の後側および前側をそれぞれ向き、1枚おきの伝熱板が伝熱板のうちの残りのものに対して上下逆さまにされた状態で、積み重ねられる。典型的には、これは、互いに対して「回転」させられた伝熱板と称される。他のPHEでは、伝熱板は、1枚の伝熱板の前側および後側が他の伝熱板の前側および後側をそれぞれ向き、1枚おきの伝熱板が伝熱板のうちの残りのものに対して上下逆さまにされた状態で、積み重ねられる。典型的には、これは、互いに対して「反転」された伝熱板と称される。

伝熱板は、上平面において延びる山部と、下平面において延びる谷部とを備えるように、典型的には波形とされる。いわゆるガスケット式プレート式熱交換器といった、ある種類の良く知られているPHEでは、ガスケットが、伝熱板同士の間に配置され、より具体的には、伝熱板の外縁に沿ってポート孔の周りで延びるガスケット溝に配置される。ガスケット溝は、下平面において、および/または、上平面と下平面との間に配置される中間平面において、延び得る。中間平面は、上平面と下平面との間の中間で延びることができ、つまり、いわゆる半平面となり得る。端板、延いては伝熱板は、互いに向けて押圧され、それによってガスケットは伝熱板同士の間を封止する。ガスケットは、伝熱板同士の間に並流通路を定め、伝熱板の各々の対の間に1つの通路を定める。初期に異なる温度の2つの流体が、一方の流体から他方の流体へと熱を伝えるために、1つおきの通路を通じて流れることができる。

流体は、入口ポートおよび出口ポートをそれぞれ通じて通路に出入りし、それらポートは、PHEを通じて延び、伝熱板におけるそれぞれの位置合わせされたポート孔と、ポート孔の周りの全部または一部でのガスケット封止とによって形成される。入口ポートおよび出口ポートは、流体をPHEに送り込んだりPHEから送り出したりするために、PHEの入り口および出口とそれぞれ連通する。

プレート式熱交換器が漏れないようにするために、ガスケットは伝熱板同士の間で適切に封止しなければならない。このような適切な封止を達成するために、ガスケットは適切な設計を有していなければならない。プレート式熱交換器についてのある種類の知られているガスケットは、2つの隣接する伝熱板のそれぞれ1つを向くように配置される本質的に平行な平面の上面および下面を有する細長い本体を備える。この種類のガスケットは、ガスケット本体の上面および/または下面から突出する長手方向の隆条部をさらに備える。隆条部の目的は、ガスケットの封止能力を増加させることである。

動作の準備ができたプレート式熱交換器では、端板同士が互いに向けて強く押され、これは、伝熱板同士の間のガスケットに大きな圧縮力を受けさせる。このような圧縮力は、特には、ガスケット本体において中心に配置されていない隆条部の内側において、隆条部とガスケット本体との間の境界でガスケットに大きなせん断応力をもたらす可能性がある。この大きなせん断応力は、さらに、プレート式熱交換器の結果生じる不具合によって、ガスケットに損傷をもたらす可能性がある。したがって、これらの隆条部が設けられたガスケットは、良好な封止能力を有するとしても、プレート式熱交換器における2つの隣接する伝熱板の間で圧縮されるときに損傷しやすい。

本発明の目的は、圧縮下においてより損傷しにくいが、プレート式熱交換器における2つの隣接する伝熱板の間に効果的に封止することができる、プレート式熱交換器のためのガスケットを提供することである。本発明の基本的な概念は、圧縮下においてガスケットにより小さいせん断応力をもたらす設計を有する少なくとも1つの長手方向の隆条部または突出部をガスケットに提供することである。上記の目的を達成するためのガスケットと、このようなガスケットを備える組立体とが、添付の特許請求の範囲において定められており、以下でさらに詳細に検討されている。

本発明によるプレート式熱交換器のためのガスケットが、プレート式熱交換器の第1の伝熱板と、プレート式熱交換器の隣接する第2の伝熱板との間を封止するように配置される。ガスケットは、ガスケットの厚さまたは高さの方向において、平行になった仮想的な第1および第2の平面の間で延びる細長い本体を備える。第1の伝熱板を向くように配置される本体の下側が仮想的な第1の平面を向く。第2の伝熱板を向くように配置される本体の反対の上側が仮想的な第2の平面を向く。ガスケットは、本体の上側から突出する1以上の第1の数の細長い突出部をさらに備える。突出部は、ガスケットの長手方向延在に沿って延びる。突出部の各々は、上部と、上部からガスケットの本体へと延びる2つの反対の横側面とによって定められる。ガスケットの幅方向が、ガスケットの厚さ方向および長手方向延在に対して垂直に延びる。ガスケットの長手方向延在を貫き、長手方向延在に対して垂直な断面を参照して、前記突出部のうちの1以上の第2の数の非対称な突出部の各々について、前記横側面のうちの外側横側面と、本体の上側と、非対称な突出部の上部を貫いて延びる本体の上側の法線とによって定められる第1の面積が、前記横側面のうちの内側横側面と、本体の上側と、非対称な突出部の上部を貫いて延びる本体の上側の前記法線とによって定められる第2の面積より小さいことにおいて、ガスケットは特徴付けられる。この法線は、本体の上側の中心法線からずらされ、その中心法線はガスケット本体の長手方向中心軸と位置合わせされる。これは、非対称な突出部がガスケット本体において中心に配置されないことを意味する。さらに、本体は、非対称な突出部の外側横側面のそれぞれの外側に棚部を形成する。

ガスケットは1つまたは複数の突出部を備えてもよく、突出部のうちの1つまたは複数は非対称である。突出部は、隆条部、突起、縁、帯片と称されてもよい。ガスケットが2つ以上の突出部を備える場合、それら突出部は互いに沿って延び得る、および、それら突出部の一部または全部が同様の設計を有してもよいし、有していなくてもよい。ガスケットが正に1つの突出部を備える場合、これは非対称な突出部である。

複数の形態での突出部および非対称な突出部が、1つだけの突出部および非対称な突出部がそれぞれあり得る場合であっても、本明細書において簡潔性の理由のために使用され得ることは、強調されるべきである。

ガスケットが2つ以上の突出部を備える場合、突出部は、それらの長さの一部または全長に沿って、互いから別にされてもよい、および/または、互いと平行に延びてもよい。ガスケットが3つ以上の突出部を備える場合、突出部のうちのそれぞれ2つの隣接するものの間の距離は同じであり得る。

この文章を通じて、「内側」および「内部」といった接頭辞は、何かが、対応する「外側」および「外部」の何かよりガスケット本体の長手方向中心軸の近くに配置されることを意味する。

大きなせん断応力が出現する可能性があるのは、典型的には、ガスケット本体において中心に配置されない隆条部または突出部においてである。本開示によるガスケット設計は、中心に配置されていない突出部のうちの1つまたは複数が、それぞれの突出部の上部を通じて、前記仮想的な第1および第2の平面に対して垂直に延びるこれらの突出部のそれぞれの平面に対して、非対称であることを伴う。より詳細には、非対称な突出部の内側部分は、比較的多くのガスケット材料を含み、第1の伝熱板と第2の伝熱板との間で圧縮されるときにガスケットに比較的小さいせん断応力を生じさせる。さらに、非対称な突出部の外側部分が比較的少ないガスケット材料を含み、これは、比較的明確で鋭利または尖った非対称な突出部を可能にすることができ、これはさらにガスケットの封止能力を向上させることができる。さらに、非対称な突出部の外側における棚部、高台部、または肩部は、これが第1の伝熱板と第2の伝熱板との間で圧縮されるとき、ガスケットに低下した応力をもたらすことができる。

非対称な突出部の各々の外側における棚部は、仮想的な第2の平面など、仮想的な第1および第2の平面と本質的に平行に延びてもよく、これは、封止について、ガスケットと第1および第2の伝熱板との間に最適な接触を可能にすることができる。

本発明の一実施形態によれば、ガスケットの突出部は中心突出部を備える。中心突出部の上部と前記非対称な突出部のうちの第1の非対称な突出部との間に配置される、この中心突出部の横側面のうちの第1の横側面が、第1の非対称な突出部の外側横側面と同じ形を有し得る。これは、比較的明確で鋭利または尖った中心突出部を可能とすることができ、これはさらにガスケットの封止能力を向上させることができる。中心突出部は、ガスケット本体の中心部分に配置され、ガスケット本体に中心に配置されてもよいし、配置されなくてもよい。中心突出部は、中心突出部の上部を通じて、前記仮想的な第1および第2の平面に対して垂直に延びる平面に対して、非対称であり得る。中心突出部は、2つの非対称な突出部の間に配置されてもよいし、配置されなくてもよい。

ガスケットの設計は、突出部の上部が、仮想的な第1および第2の平面と平行である仮想的な第3の平面によって定められるように、または、そのような仮想的な第3の平面へと延びるようにされ得る。明確には、仮想的な第2の平面は、仮想的な第1の平面と仮想的な第3の平面との間に配置される。この実施形態は、すべての突出部が等しい高さのものであることを伴い、これは均一なガスケット圧力をもたらすことができる。

本発明によるガスケットの突出部は、多くの異なる方法で設計され得る。一実施形態によれば、ガスケットの前記断面を参照すると、突出部のそれぞれの上部分が丸められる。それによって、ガスケットはより損傷されにくく成り得る。さらに、このような丸められた上部分は、封止するために間にガスケットが配置される伝熱板の適切な位置合わせを容易にすることができる。

先に明示されたように定められる第1の面積は、同じく先に明示されたように定められる第2の面積より小さく、ガスケットの異なる設計によって得ることができる。

ガスケットの一実施形態によれば、面積差は、ガスケットの前記断面を参照して、前記非対称な突出部の各々について、内側横側面より急勾配な外側横側面を有することによって得られる。このような実施形態は、比較的明確で鋭利または尖った非対称な突出部を可能とすることができ、これはさらにガスケットの封止能力を向上させることができる。

このようなより急勾配の外側横側面は、ガスケットの前記断面を参照して、前記非対称な突出部の各々について、平面中心部分を備える内側横側面を有することで、および、湾曲させられて本体に向けて内方へ膨れる外側横側面を有することで、得ることができる。このような実施形態は、ガスケットが第1の伝熱板と第2の伝熱板との間で圧縮されるとき、ガスケットにおいて比較的非常に小さいせん断応力を可能にすることができる。

代替で、このようなより急勾配の外側横側面は、ガスケットの前記断面を参照して、前記非対称な突出部の各々について、湾曲させられて本体に向けて内方へ異なる角度まで膨れる内側横側面と外側横側面との両方を有することで、得られてもよい。このような実施形態は、比較的明確で鋭利または尖った非対称な突出部を可能とすることができ、これはさらにガスケットの封止能力を向上させることができる。

ガスケットの他の実施形態によれば、面積差は、ガスケットの前記断面を参照して、前記非対称な突出部の各々について、湾曲させられて本体から外方へ膨れる内側横側面を有すること、および、湾曲させられて本体に向けて内方へ膨れる外側横側面を有することで、得られる。このような実施形態は、ガスケットが第1の伝熱板と第2の伝熱板との間で圧縮されるとき、ガスケットにおいて比較的さらにより小さいせん断応力を可能にすることができる。

ガスケットは、仮想的な第1および第2の平面の間の中間で、仮想的な第1および第2の平面と平行に延びる仮想的な第4の平面が、ガスケットの本体の対称面となるようにされ得る。ガスケットは、第1の伝熱板のガスケット溝と、第2の伝熱板における反対のガスケット溝とに受け入れられるように配置され得る。ガスケット溝は同じ設計を典型的には有する。このような場合、対称的な本体を備えるガスケットが、ガスケットと第1および第2の伝熱板との間に良好な適合を提供することができる。

ガスケットは、非対称な突出部の幅が、例えば中心突出部といった、突出部のうちの他のものの幅より大きくなるように設計されてもよい。このような実施形態は、比較的明確で鋭利または尖った非対称な突出部と、先に明示されているように定められた第2の面積より小さい、同じく先に明示されているように定められた第1の面積とを有するガスケットを得ることをより容易にしてもよい。

ガスケットは、第1および第2の伝熱板のそれぞれの外縁に沿って延びるように配置されるフィールド部分と、第1および第2の伝熱板のそれぞれのポート孔を包囲するように配置され、内側区域および外側区域を備えるポート部分と、ポート部分の内側区域の内側において、ガスケットのフィールド部分の2つの区域の間で延びる斜め部分とを備え得る。フィールド部分の中のガスケットの厚さが、斜め部分の中のガスケットの厚さより小さく成り得る。代替/追加で、フィールド部分の中のガスケットの厚さは、ポート部分の内側区域の中のガスケットの厚さより小さく成り得る。典型的には、ガスケット付きプレート式熱交換器では、ガスケットは、同一の伝熱板の両側面において、伝熱板の外縁およびポート孔の外側区域に沿って延びる一方で、伝熱板の一方の側面のみにおいて、伝熱板の斜め線およびポート孔の内側区域に沿って延び得る。そのため、プレート式熱交換器における2つの隣接する伝熱板は、外縁およびポート孔の外側区域に沿って互いを支持するが、斜め線およびポート孔の内側区域に沿っては互いを支持しない。斜め線およびポート孔の内側区域に沿ってガスケットの厚さを増加させることで、適切なガスケット圧力が維持され、延いては、適切な封止が維持さ得る。

さらに、ガスケットは、フィールド部分の中のガスケットの幅が、斜め部分の中のガスケットの幅より大きいようにされ得る。代替/追加で、フィールド部分の中のガスケットの幅は、ポート部分の内側区域の中のガスケットの幅より大きく成り得る。ガスケットの厚さが増加させられるガスケットの幅を低下させることで、ガスケットに沿って本質的に均一なガスケット体積が得られ得る。

本発明によるプレート式熱交換器についての組立体が、先に記載されているようなガスケットと、前記第1の伝熱板とを備える。第1の伝熱板は、反対の第1の側面および第2の側面と、仮想的な第5および第6の平面の間、および、仮想的な第5および第6の平面において延びる波形を備える縁部分とを備える。仮想的な第5の平面と仮想的な第6の平面とは、それらの間に配置される仮想的な中間平面と平行である。波形は、第1の伝熱板がプレート式熱交換器において配置されるとき、伝熱板の第1の側面において前記第2の伝熱板に当接し、伝熱板の第2の側面において第3の伝熱板に当接するように配置される。第1の伝熱板は、ガスケットを第1の伝熱板の第1の側面において受け入れるための溝を備え、溝の底が中間平面において延びる。

中間平面は、仮想的な第5の平面と仮想的な第6の平面との間の中間に配置されてもよいし、配置されなくてもよい。

本発明によるガスケットの異なる設計の先に記載した利点は、本発明によるプレート式熱交換器のための組立体がガスケットを備えるため、その組立体に移植させることができる。

さらなる目的、特徴、および利点は、図面を参照して、本発明の実施形態の以下の詳細な記載から明らかとなる。

第1の伝熱板とガスケットとを備える、プレート式熱交換器のための組立体の概略図である。図1における線X-Xに沿っての組立体の概略的な部分断面図である。図1における線Y-Yに沿っての組立体の概略的な部分断面図である。符号、仮想的な平面などが明確性の理由のために取り除かれている図2の一部の繰り返しの拡大図である。符号、仮想的な平面などが明確性の理由のために取り除かれている図3の一部の繰り返しの拡大図である。他の実施形態についての図2と同じ図である。なおも他の実施形態についての図2と同じ図である。

図1、図2、および図3において、プレート式熱交換器(図示されていない)のための組立体1が示されている。組立体1は、ステンレス鋼の本質的に矩形の第1の伝熱板3と、ゴムのガスケット5とを備える。プレート式熱交換器では、第1の伝熱板3は第2の伝熱板と第3の伝熱板との間に配置され、ガスケット5は、第1の伝熱板3と第2の伝熱板(図示されていない)との間を封止する。第1、第2、および第3の伝熱板は同じ種類のものであるが、代替の実施形態では、異なる種類のものであり得る。さらに、本発明の背景技術を記載する本文章の節を参照すると、第1、第2、および第3の伝熱板は、互いに対して「回転」させられるが、代替の実施形態では、代わりに互いに対して「反転」させられ得る。

第1の伝熱板3は、第1の伝熱板3の角にそれぞれ配置される4つのポート孔9を備える。第1の伝熱板3の異なる領域には異なる波形パターンが設けられており、特定のプレート領域の中の波形パターンは、このプレート領域の主要な機能に適合させられている。より具体的には、第1の伝熱板3はポート孔9の内側に断熱領域7を備え、断熱領域には断熱パターンが設けられている。さらに、第1の伝熱板3は、分配パターンが設けられた第1の分配領域11と、熱伝達パターン(一部だけが図示されている)が設けられた熱伝達領域13と、分配パターンが設けられた第2の分配領域15とを備え、それらの領域は、第1の伝熱板3の長手方向中心軸cに沿って連続して配置されている。さらに、第1の伝熱板3の縁部分17には波形パターン(図1に示されていない)が設けられている。この波形パターンは、波上の形を与えるために、第1の伝熱板3の外縁19のほとんどに沿って延びる。縁部分17の中の波形21(図2)と、プレートの種類に依存する、第1の分配領域11および第2の分配領域15の中の可及的な波形、ならびに/または、熱伝達領域13の中の波形は、仮想的な第5の平面p5と仮想的な第6の平面p6との間で、仮想的な第5の平面p5および仮想的な第6の平面p6において延び、それら平面は図2および図3に示されている。第1の伝熱板3は、ガスケット5を受け入れるための溝23をさらに備える。溝23の底25が、仮想的な第5の平面p5と仮想的な第6の平面p6との間の中間で、仮想的な第5の平面p5および仮想的な第6の平面p6と平行に延びる中間平面iにおいて延びている。図1を参照すると、溝23は、ポート孔9を包囲する第1の伝熱板3の外縁19に沿って延びている。さらに、溝23は、ポート孔9を包囲する第1の伝熱板3のポート孔9のうちの2つの周りで完全に延びており、包囲されたポート孔9に最も隣接する断熱領域7と、分配領域11との間で斜めに延びている。

第1、第2、および第3の伝熱板がすべて同じ種類のものであるため、第1の伝熱板3の先の記載は、第2および第3の伝熱板についても当てはまる。

プレート式熱交換器において、第1の伝熱板3の第1の側面27は第2の伝熱板を向き、第1の伝熱板3の第2の反対の側面29は第3の伝熱板を向く。そのように配置されると、第1の伝熱板3の縁部分17の中の波形21は、第2および第3の伝熱板の縁部分の中の波形と当接する。同時に、第1の伝熱板3の溝23に配置されたガスケット5は、第1の伝熱板と第2の伝熱板との間で圧縮される。同様のガスケットが、第1の伝熱板と第3の伝熱板との間で、対応するように配置されて圧縮される。

溝23に嵌まるために、ガスケット5は、図1を参照すると、第1の伝熱板3の外縁19に沿って延びるフィールド部分31を備える。さらに、ガスケット5は、第1の伝熱板3のポート孔9のうちの1つをそれぞれ包囲する2つのポート部分33を備える。ポート部分33の各々は内側区域35と外側区域37とから成る。さらに、ガスケット5は2つの斜め部分39を備え、それら斜め部分39は、ポート部分33の内側区域35のそれぞれ1つの内側において、フィールド部分31の2つの区域41と43との間でそれぞれ延びる。

ガスケット5を無荷重状態で示す図2および図3を参照すると、ガスケット5は、平行な仮想的な第1の平面p1と仮想的な第2の平面p2との間で厚さ方向T(図3)に延びる本体45を備える。本体45の上側53が第2の伝熱板を向くように配置されている一方で、本体45の下側55は第1の伝熱板3を向くように配置されている。本体45は、仮想的な第1の平面p1および仮想的な第2の平面p2と平行に、仮想的な第1の平面p1と仮想的な第2の平面p2との間の中間で延びる仮想的な第4の平面p4に対して対称である。ガスケット5は、本体45の上側53から、仮想的な第1の平面p1および仮想的な第2の平面p2と平行である仮想的な第3の平面p3まで突出する外側の第1の非対称な突出部47と、対称な中心突出部49と、外側の第2の非対称な突出部51とをさらに備える。中心突出部49は、ガスケット本体45において中心に配置されているが、第1の非対称な突出部47および第2の非対称な突出部51は、中心突出部49の両側において、中心突出部49から同じ距離に配置されている。突出部47、49、および51は、隆条部を形成し、ガスケット5の長手方向延在L(図3)に沿って互いから分離されて平行に延びるように、細長くなっている。突出部47、49、および51の各々は、上部57と、上部57からガスケット5の本体45へと延びる2つの反対の横側面59(図2および図3における左のもの)および61(図2および図3における右のもの)とによって定められる。上部57と横側面59および61とは、突出部47、49、および51にそれぞれの丸められた上部分63を与えるように設計される。

第1の非対称な突出部47の外側横側面59と、中心突出部49の横側面59(請求項における第1の横側面)とは、同じ形を有し、湾曲させられ、ガスケット5の本体45に向けて内方へ膨れている。同様に、第2の非対称な突出部51の外側横側面61と、中心突出部49の横側面61とは、同じ形を有し、湾曲させられ、ガスケット5の本体45に向けて内方へ膨れている。中心突出部49の横側面59と61とは、同じ形を有するが、互いの鏡像である。

第1の非対称な突出部47の外側横側面59は、第1の非対称な突出部47の内側横側面61より急勾配である。第1の非対称な突出部47の内側横側面61は、その完全な延在を通じて、つまり、完全な延在全体にわたって、または、完全な延在に沿って、湾曲されていないが、平面中心部分65を備える。さらに、ガスケット5の幅方向W(図3)が厚さ方向Tおよび長手方向延在Lに対して垂直に延びており、第1の非対称な突出部47は幅woを有し、中心突出部49は幅wcを有し、woはwcより大きい。突出部47、49、および51のこの設計であれば、第1の非対称な突出部47は、第1の非対称な突出部47の上部57を通じて延びる本体45の上側53の法線nに対して非対称である。第1の非対称な突出部47がガスケット本体45において中心に配置されないため、法線nはガスケット本体45の上側53の中心法線ncからずらされており、中心法線ncは、本体45の長手方向中心軸c(図2)と位置合わせされる。中心法線ncは中心突出部49の上部57を通じて延びる。

図2および図3に示されている断面を参照すると、第1の非対称な突出部47の外側横側面59と、本体45の上側53と、前記法線nとによって定められる第1の面積a1は、第1の非対称な突出部47の内側横側面61と、本体45の上側53と、前記法線nとによって定められる第2の面積a2より小さい。第1の非対称な突出部47の内側横側面61と、第2の非対称な突出部51の内側横側面59とは、互いの鏡像である。

第1の非対称な突出部47および第2の非対称な突出部51のそれぞれの外側では、本体45の上側53が、仮想的な第2の平面p2において延びる平面棚部を形成している。

ガスケット5が、本質的にその完全な延在に沿って先に明示されたように定められる場合であっても、ガスケット5の異なる部分は異なる断面を有し、フィールド部分31およびポート部分33の外側区域37の断面が図2に示されており、斜め部分39およびポート部分33の内側区域35の断面が図3に示されている。図から明らかなように、仮想的な第2の平面p2および仮想的な第3の平面p3は、フィールド部分31およびポート部分33の外側区域37に沿ってよりも、斜め部分39およびポート部分33の内側区域35に沿って、仮想的な第1の平面p1からより大きな距離に配置されている。しかしながら、平面p2とp3との間の距離は一定である。結果として、フィールド部分31およびポート部分33の外側区域37に沿ってのガスケット5の厚さt1は、斜め部分39およびポート部分33の内側区域35に沿ってのガスケット5の厚さt2より小さい。したがって、ここでは、ガスケット5の厚さは、フィールド部分31およびポート部分33の外側区域37に沿って同じであるが、代替の実施形態ではそうである必要はない。同様に、ここでは、ガスケット5の厚さは、斜め部分39およびポート部分33の内側区域35に沿って同じであるが、代替の実施形態ではそうである必要はない。さらに、フィールド部分31およびポート部分33の外側区域37に沿ってのガスケット5の幅w1は、斜め部分39およびポート部分33の内側区域35に沿ってのガスケット5の幅w2より大きい。さらに、突出部47、49、および51は、フィールド部分31およびポート部分33の外側区域37に沿ってよりも、斜め部分39およびポート部分33の内側区域35に沿って、少しだけ互いのより近くに配置されている。したがって、ここでは、ガスケット5の幅は、フィールド部分31およびポート部分33の外側区域37に沿って同じであるが、代替の実施形態ではそうである必要はない。同様に、ここでは、ガスケット5の幅は、斜め部分39およびポート部分33の内側区域35に沿って同じであるが、代替の実施形態ではそうである必要はない。

先に記載されている実施形態では、第1の非対称な突出部47および第2の非対称な突出部51の異なる面積a1およびa2は、それぞれ内方へ膨れている外側横側面59および61と、それぞれの平面中心部分65を備える内側横側面59および61とを用いて達成されている。異なる面積a1およびa2は、代替の方法で得られてもよい。図6に示されている第1の代替によれば、外側横側面59および61がそれぞれなおも内方へ膨らんでいる一方で、内側横側面61および59もそれぞれ内側へ膨らむが、より鋭くなく、つまり、外側横側面より大きい「半径」で膨らむ。図7に示されている第2の代替によれば、外側横側面59および61がそれぞれなおも内方へ膨らんでいる一方で、内側横側面61および59は、本体45から外方へそれぞれ膨らむ。

本発明の前述の実施形態は、例として見られるだけであるべきである。当業者は、検討された実施形態が本発明の概念から逸脱することなく、多くの方法で変化および組み合わせさせることができることを理解している。

例として、ガスケット突出部の数は3つである必要はなく、より多くてもよいし、より少なくてもよい。同様に、非対称な突出部の数は2つである必要はなく、より多くてもよいし、より少なくてもよい。さらに、突出部の設計は、限りなく変更することができる。例として、突出部は、図に示されているものより丸くされてもよいし、丸くされなくてもよい。

ガスケットは、ガスケット本体の下側から突出する突出部も備え得る。これらの突出部は、ガスケット本体の上側から突出する突出部のように設計され得る。

図1に示されている組立体は、並流式のプレート式熱交換器における使用のために適合されている。必然的に、本発明は、斜流式のプレート式熱交換器との関連で等しく適用可能である。

突出部は、すべてが同じ高さを有する必要はない。例として、第1および第2の非対称な突出部が、中心突出部より高くてもよい、または、中心突出部より低くてもよい。

第1および第2の非対称な突出部は、互いの鏡像である必要はなく、異なる設計を有してもよい。

ガスケットの本体の上側は、その延在の全体/一部に沿って、仮想的な第2の平面において延びている必要はない。例として、ガスケットの本体の上側は、程度の差はあれど屋根状に成形でき、つまり、互いに対して傾斜させられ、本体の下側から離れる方向において尖った2つの平面を備えてもよい。このようなガスケット本体は、本体の縁における厚さより大きい厚さを本体の中心において有し、これは結局は、ガスケットと伝熱板との間の接触圧力の増加をもたらすことができる。

ガスケットの各部分が一体に形成される必要はない。例えば、ポート部分は、ガスケットの残りの部分と別とできる。

本明細書では、非対称な突出部の外側における棚部または高台部は、非対称な突出部の外側横側面と異なる傾斜で延びるガスケット本体の上側の一部分である。より具体的には、非対称な突出部の各々について、棚部は、先の実施形態におけるように、仮想的な第2の平面において延びる、または、中間高さ、つまり、第2の仮想的な平面と第3の仮想的な平面との間の中間で外側横側面への接線について180度未満である角度α(図3)で、仮想的な第1の平面と仮想的な第2の平面との間で延びる。したがって、代替の実施形態では、棚部は仮想的な第1および第2の平面と平行に延びる必要はなく、代わりに、仮想的な第1および第2の平面に対して傾斜して延びてもよい。

中間平面は、仮想的な第5の平面と仮想的な第6の平面との間の中間で延びる必要はなく、ガスケット溝の底と一緒に上方または下方に変位させられてもよい。

ガスケット溝の底は、いわゆる半平面において延びる必要はなく、プレートの下平面において延びてもよく、つまり、上記の平面は仮想的な第5の平面と称される。

ポート孔ガスケットは、ゴム以外の材料から作られてもよい。同様に、伝熱板は、チタンまたはアルミニウムなど、ステンレス鋼以外の材料から作られてもよい。

ガスケットは、例えば、接着剤、接着テープ、または、ガスケットに含まれ、伝熱板と係合するように配置される、図1に示されたような例えばいわゆるクリップオンタブなど、ある種類の留め付け手段によってといった、異なる方法で伝熱板に留め付けられるように配置され得る。

本発明に関連しない細部の記載が省略されていることと、図が概略的であり、一定の縮尺で描写されていないこととは、強調しておかなければならない。図の一部は他の一部より単純化されていることも言っておかなければならない。そのため、一部の構成要素は、ある図では示されているが、他の図では除外されている可能性がある。最後に、本明細書で使用されているように、「第1」、「第2」、「上」、「下」、「上方」、「下方」、「水平」、「鉛直」などの接頭辞は、異なる構成要素の間で区別するために使用されるだけであり、相対的な位置または配向に関して要件を課すことはない。

1 組立体
3 第1の伝熱板
5 ガスケット
7 断熱領域
9 ポート孔
17 縁部分
19 外縁
23 溝
25 底
27 第1の側面
29 第2の側面
31 フィールド部分
33 ポート部分
35 内側区域
37 外側区域
39 斜め部分
41、43 区域
45 ガスケット本体
47 第1の非対称な突出部
49 対称な中心突出部
51 第2の非対称な突出部
53 上側
55 下側
57 上部
59 外側横側面
61 内側横側面
59 第1の非対称な突出部47の外側横側面、第2の非対称な突出部51の内側横側面
61 第1の非対称な突出部47の内側横側面、第2の非対称な突出部51の外側横側面
63 上部分
65 平面中心部分
a1 第1の面積
a2 第2の面積
c 長手方向中心軸
i 中間平面
L 長手方向延在
n 法線
p1 仮想的な第1の平面
p2 仮想的な第2の平面
p3 仮想的な第3の平面
p4 仮想的な第4の平面
p5 仮想的な第5の平面
p6 仮想的な第6の平面
T 厚さ方向
t1、t2 ガスケット5の厚さ
w1、w2 ガスケット5の幅
wo 第1の非対称な突出部47の幅
wc 中心突出部49の幅

Claims

プレート式熱交換器の第1の伝熱板(3)と、前記プレート式熱交換器の隣接する第2の伝熱板との間を封止するように配置される前記プレート式熱交換器のためのガスケット(5)であって、
前記ガスケット(5)は、細長形状を有しかつ前記ガスケット(5)の厚さ方向(T)において、平行になった仮想的な第1および第2の平面(p1、p2)の間で延びる本体(45)を備え、
前記第1の伝熱板(3)を向くように配置される前記本体(45)の下側(55)が前記仮想的な第1の平面(p1)を向き、前記第2の伝熱板を向くように配置される前記本体(45)の反対の上側(53)が前記仮想的な第2の平面(p2)を向き、
前記ガスケットは、細長形状を有し、前記本体(45)の前記上側(53)から突出し、且つ前記ガスケット(5)の長手方向延在(L)に沿って延びる1以上の第1の数の突出部(47、49、51)をさらに備え、前記突出部(47、49、51)の各々は、上部(57)と、前記上部(57)から前記ガスケット(5)の前記本体(45)へと延びる2つの反対の横側面(59、61)とによって定められ、前記ガスケット(5)の幅方向(W)が、前記ガスケット(5)の前記厚さ方向(T)および前記長手方向延在(L)に対して垂直に延び、
前記ガスケット(5)の前記長手方向延在(L)を貫き、前記長手方向延在(L)に対して垂直な断面において見た場合に、前記上部(57)を貫いて延びる前記本体(45)の前記上側(53)の法線(n)に対して前記突出部(47、49、51)のうちの1以上の第2の数の非対称な突出部(47、51)の各々について、前記横側面(59、61)のうちの外側横側面(59、61)と、前記本体(45)の前記上側(53)と、前記非対称な突出部(47、51)の前記上部(57)を貫いて延びる前記本体(45)の前記上側(53)の法線(n)とによって定められる第1の面積(a1)が、前記横側面(59、61)のうちの内側横側面(59、61)と、前記本体(45)の前記上側(53)と、前記非対称な突出部(47、51)の前記上部(57)を貫いて延びる前記本体(45)の前記上側(53)の前記法線(n)とによって定められる第2の面積(a2)より小さく、
前記法線は、前記本体(45)の長手方向中心軸(C)と位置合わせされた前記本体(45)の前記上側(53)の中心法線(nc)からずらされ、前記本体(45)は、前記非対称な突出部(47、51)の前記外側横側面(59、61)のそれぞれの外側に棚部(67)を形成することを特徴とするガスケット(5)。
前記棚部(67)は、前記仮想的な第1および第2の平面(p1、p2)と平行に延びる、請求項1に記載のガスケット(5)。
前記第1の数は、2以上であり、
前記突出部(47、49、51)のうちの中心突出部(49)の前記横側面(59、61)のうちの第1の横側面(59)が、前記中心突出部(49)の前記上部(57)と前記非対称な突出部(47、51)のうちの第1の非対称な突出部(47)との間に配置され、前記第1の非対称な突出部(47)の前記外側横側面(59)と同じ形を有し、
前記中心突出部(49)は、前記ガスケット(5)の前記本体(45)の中央部分に配置される、請求項1または2に記載のガスケット(5)。
前記突出部(47、49、51)の前記上部(57)は、前記仮想的な第1および第2の平面(p1、p2)と平行である仮想的な第3の平面(p3)によって定められる、請求項1から3のいずれか一項に記載のガスケット(5)。
前記断面において見た場合に、前記突出部(47、49、51)のそれぞれの上部分(63)が丸められる、請求項1から4のいずれか一項に記載のガスケット(5)。
前記断面において見た場合に、前記非対称な突出部(47、51)の各々について、前記外側横側面(59、61)は前記内側横側面(59、61)より急勾配である、請求項1から5のいずれか一項に記載のガスケット(5)。
前記断面において見た場合に、前記非対称な突出部(47、51)の各々について、前記内側横側面(59、61)は平面中心部分(65)を備え、前記外側横側面(59、61)は、湾曲させられ、前記本体(45)に向けて内方へ膨れる、請求項1から6のいずれか一項に記載のガスケット(5)。
前記断面において見た場合に、前記非対称な突出部(47、51)の各々について、前記内側横側面および外側横側面(59、61)は、湾曲させられ、前記本体(45)に向けて内方へ膨れる、請求項1から6のいずれか一項に記載のガスケット(5)。
前記断面において見た場合に、前記非対称な突出部(47、51)の各々について、前記内側横側面(59、61)は、湾曲させられ、前記本体(45)から外方へ膨れ、前記外側横側面(59、61)は、湾曲させられ、前記本体(45)に向けて内方へ膨れる、請求項1から5のいずれか一項に記載のガスケット(5)。
前記仮想的な第1および第2の平面(p1、p2)の間の中間で、前記仮想的な第1および第2の平面(p1、p2)と平行に延びる仮想的な第4の平面(p4)が、前記ガスケット(5)の前記本体(45)の対称面である、請求項1から9のいずれか一項に記載のガスケット(5)。
前記第1の数は、2以上であり、
前記非対称な突出部(47、51)の幅(wo)が、前記突出部(47、49、51)のうちの別の1つの突出部(49)の幅(wc)より大きい、請求項1から10のいずれか一項に記載のガスケット(5)。
前記第1の伝熱板(3)および前記第2の伝熱板のそれぞれの外縁(19)に沿って延びるように配置されるフィールド部分(31)と、
前記第1および第2の伝熱板のそれぞれのポート孔(9)を包囲するように配置され、内側および外側の区域(35、37)を備えるポート部分(33)と、
前記ポート部分(33)の前記内側区域(35)の内側において、前記ガスケット(5)の前記フィールド部分(31)の2つの区域(41、43)の間で延びる斜め部分(39)と、
を備えており、
前記フィールド部分(31)内での前記ガスケット(5)の厚さ(t1)が、前記斜め部分(39)内での前記ガスケット(5)の厚さ(t2)より小さい、請求項1から11のいずれか一項に記載のガスケット(5)。
前記フィールド部分(31)内での前記ガスケット(5)の前記厚さ(t1)は、前記ポート部分(33)の前記内側区域(35)内での前記ガスケット(5)の厚さ(t2)より小さい、請求項12に記載のガスケット(5)。
前記フィールド部分(31)内での前記ガスケット(5)の幅(w1)は、前記斜め部分(39)内での前記ガスケット(5)の幅(w2)および前記ポート部分(33)の前記内側区域(35)内での前記ガスケット(5)の幅(w2)より大きい、請求項12または13に記載のガスケット(5)。
請求項1から14のいずれか一項に記載のガスケット(5)と、前記第1の伝熱板(3)とを備えるプレート式熱交換器のための組立体(1)であって、
前記第1の伝熱板(3)は、反対の第1および第2の側面(27、29)と、間に配置される仮想的な中間平面(i)と平行である仮想的な第5および第6の平面(p5、p6)の間、および、前記仮想的な第5および第6の平面(p5、p6)において延びる波形(21)を備える縁部分(17)とを備え、
前記波形(21)は、前記第1の伝熱板(3)がプレート式熱交換器に配置されるとき、前記伝熱板の前記第1の側面(27)において、前記第2の伝熱板に当接するように、且つ、前記伝熱板の前記第2の側面(29)において、第3の伝熱板に当接するように配置され、
前記第1の伝熱板(3)は、前記ガスケット(5)を前記第1の伝熱板(3)の前記第1の側面(27)において受け入れるための溝(23)を備え、前記溝(23)の底(25)が前記中間平面(i)において延びる、組立体(1)。