JPH04503398A - plate heat exchanger - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 プレート式熱交換器 本発明は、プレート式熱交換器に関する。それは、とりわけ、１０ｍオーダーの 長さのプレートを含む大寸法の熱交換器に通用される。[Detailed description of the invention] plate heat exchanger The present invention relates to a plate heat exchanger. In particular, it is of the order of 10m. Commonly used in large size heat exchangers, including long plates.
既知のプレート式熱交換器は、一般に、締め枠内に積み重ねられ締めつけられた プレートから構成され、それらの間を２種の熱伝達流体が同時に循環する。それ らプレートがそれらの間で、連続の室を形成するプレート間空間を規定すると考 えるならば、第一の流体は一つおきのプレート間空間内を循環し、一方、第二の 流体は残りのプレート間空間内を、一般には向流的に、循環する。締め枠は、両 流体の圧力を吸収するとともに、挿入されたバッキングの圧縮によって密閉性を 確保するためのものである。かかるバッキングは、一般には、弾性のあるプラス チック材料でつくられる。それらは、高い流体圧に対して本来の役割を果しうる ように、プレートを構成する型打ちされた金属板に設けられた溝にはめ込まれる 。Known plate heat exchangers are generally stacked and tightened in a clamping frame. It consists of plates between which two heat transfer fluids circulate simultaneously. that Consider that the plates define an interplate space between them that forms a continuous chamber. If the first fluid circulates in every other interplate space, while the second Fluid circulates within the remaining interplate space, generally countercurrently. The clamping frame is It absorbs the pressure of the fluid and creates a tight seal by compressing the inserted backing. This is to ensure that Such backings are generally elastic plus Made of tick material. They can perform their original role against high fluid pressures The plate is fitted into a groove in the stamped metal plate that makes up the plate. .
これらの標準的な熱交換器のバッキングは、枠によって締めつけられ、一方では 、プレートを相互に隔てて、プレート間空間をつくり出し、プレート間を両流体 が通過できるようにする機能を保障し、他方では、それらの形状によって、関係 するプレート間空間を両流体のうちのどちらが循環するかを規定しながら密閉機 能を保障する。The backing of these standard heat exchangers is tightened by the frame, while , the plates are separated from each other to create an inter-plate space, and both fluids are allowed to flow between the plates. On the other hand, due to their shape, the relationship between The sealing machine determines which of both fluids circulates through the space between the plates. guarantee the ability.
かかる熱交換器は、金属板と型とからの爆発成形という他のタイプのプレート製 作には適応できない。実際、爆発によるプレート成形法では、おおよその極めて 開いた溝しか実現できない。既知の差込みバッキングを効果的に収容するのに必 要なもののごとき溝を実現することはできない。Such heat exchangers can be made of other types of plates, such as explosion molding from metal plates and molds. It cannot be adapted to work. In fact, the explosion plate forming method has approximately Only an open groove can be achieved. Required to effectively accommodate known bayonet backings. It is impossible to realize a groove like the essential one.
爆発により得られたプレートを含む現在の熱交換器は、積み重ねられ、溶接され プレートにより構成されている。金属製の挿入体がプレート隔離機能を保障し、 溶接が密封機能を保障する。かかる熱交換器は、締め枠を必要とせず、爆発成形 によって得られたプレートを使用できるが、分解することができず、そのため、 保守、修理の可能性が損われる。Current heat exchangers, including plates obtained by explosion, are stacked and welded It is made up of plates. Metal insert ensures plate isolation function, Welding ensures sealing function. Such a heat exchanger does not require a clamping frame and can be explode molded. The plates obtained by can be used, but cannot be disassembled and therefore Maintenance and repair possibilities are impaired.
本発明は、取外し可能であり、弾性プラスチックバッキングの必要なしに締め枠 で組立てできる爆発成形プレートを含んだプレート式熱交換器を対象とする。The present invention is removable and provides a fastener without the need for an elastic plastic backing. The target is plate heat exchangers that include explosion-formed plates that can be assembled with.
本発明の主要な特徴に従えば、本発明は、各順次の２枚のプレート間に挿入され た枠と協同して、交互に偶数番および奇数番の順次の一連の室を構成する、積み 重ねられた順次の平行なプレートと、偶数番の室に第一の熱交換流体を循環させ 、奇数番の室に第二の熱交換流体を、第一の流体に対し向流的に循環させる手段 とを包含するプレート式熱交換器であって、該循環手段が、各２枚のプレートの 間に、かつ１つの室から同系列の次の室へと流体が通過するための、該各２枚の プレートにそれぞれ向き合って設けられた各２つの孔（オリフィス）のまわりに 、介在させられた挿入体を包含すること、および、少なくともプレートの周囲に 表面が滑らかな帯域が設けられていて、場合によっての接着層以外にはバッキン グの介在なしに、各プレート上で、該粋の滑らかな表面と協同する面に、密閉性 の支え枠を構成していることを特徴とするプレート式熱交換器に関する。According to the main features of the invention, the invention provides a The stacks, in cooperation with the frames, form a series of alternately even and odd numbered chambers. Circulating a first heat exchange fluid through the stacked sequential parallel plates and even numbered chambers. , means for circulating a second heat exchange fluid countercurrently to the first fluid through the odd numbered chambers; A plate heat exchanger comprising: a heat exchanger for each of the two plates; between each of the two plates for passage of fluid from one chamber to the next in the same series. around each two holes (orifices) facing each other in the plate. , including an interposed insert, and at least around the periphery of the plate. Provided with a smooth surface zone and no backing other than an optional adhesive layer. On each plate, without the intervention of The present invention relates to a plate heat exchanger, characterized in that it constitutes a supporting frame.
プレートには、前記の孔のまわりにも表面が滑らかな帯域が設けられていて、各 プレート上で、前記挿入体の滑らかな表面と協同する面に、密閉性の支持枠を構 成していることが好ましい。The plate is also provided with a smooth-surfaced zone around the holes, each with a smooth surface. A hermetic support frame is constructed on the plate on the side that cooperates with the smooth surface of the insert. It is preferable that the
従って、本発明は、積み重ねられた同類のプレート間に熱交換流体を循環させる のに適した起伏をもつ上記タイプの熱交換器用熱交換プレートにも関するもので あり、かかるプレートは、その周囲に表面の滑らかな支え伜を有すること、およ び、向い合った両端の各々に、それぞれプレートに設けられた表面が滑らかな支 え枠によって取り囲まれた２つの流体通過孔を含むことを特徴とする。かかるプ レートは、ただ１枚の金属板から爆発成形によって有利に製作することができる 。Thus, the present invention circulates heat exchange fluid between like stacked plates. It also relates to a heat exchange plate for the above type of heat exchanger that has undulations suitable for Yes, such a plate shall have a smooth supporting surface around its periphery and and a smooth-surfaced support provided on each plate at each of its opposite ends. It is characterized by including two fluid passage holes surrounded by a frame. This process The rate can advantageously be fabricated from a single sheet of metal by explosive forming. .
さらに、本発明の実施に当っては、熱交換器は、一般に、該枠および協同する挿 入体を用いて組立てられた何枚かの積み重ねプレートを包含する熱交換器一式を 機械的に保持するための外枠を含む。Additionally, in practicing the present invention, the heat exchanger generally includes a frame and a cooperating insert. A complete heat exchanger including several stacked plates assembled using a Contains an outer frame for mechanical retention.
該枠および挿入体は金属製であるのが有利であり、本発明のある実施形態では、 プレートの対応する支え枠と協同するところの表面が滑らかなそれらの面は、支 え枠と共に、全体を組立てるための枠により加えられる適当な機械的圧力の下に 、プレート間をＷＩ環する流体に関して密閉性を確保するに十分な金属金属接合 を実現できる。Advantageously, the frame and the insert are made of metal, and in one embodiment of the invention: Those smooth-surfaced surfaces where the plate cooperates with the corresponding support frame are under appropriate mechanical pressure applied by the frame to assemble the whole. , a metal-to-metal bond sufficient to ensure a tight seal with respect to the fluid circulating between the plates. can be realized.
一般には、顕著な機械的圧力以外で、この密閉性の実現を容易にすることが好ま しいが、そのためには、枠および／または挿入体と何枚かの積み重ねられたプレ ートとの間に、対応する滑らかな表面と協同する支え枠の領域で、また、ある室 から同系列の次の室へと流体が通過する孔のまわりで他系列の室を閉じるべき場 合には、挿人体なしで、直接隣接する順次の２枚のプレートの滑らかな表面の帯 域の間に、中間接着層を用意することができよう。かかる接着層は、枠および挿 入体の厚さに比して殆んど無視でき、プレート自体の厚さに対しても僅かな、適 切な厚さで、密閉機能上有効である。It is generally preferred to facilitate achieving this sealing with something other than significant mechanical pressure. However, this requires a frame and/or insert and several stacked plates. In the area of the supporting frame that cooperates with the corresponding smooth surface, there is also a certain chamber between the When a chamber of another series should be closed around a hole through which fluid passes from one chamber to the next chamber of the same series. In the case of a smooth surface strip of two directly adjacent sequential plates without an insert. An intermediate adhesive layer could be provided between the regions. Such an adhesive layer It is almost negligible compared to the thickness of the injected body, and there is a small but appropriate amount compared to the thickness of the plate itself. It has a suitable thickness and is effective in terms of sealing function.
それは、たとえば、フェノール樹脂、ピッチまたはグラファイトから構成できる 。It can be composed of, for example, phenolic resin, pitch or graphite .
実施形態および通用される液圧および機械圧の大きさにもよるが、あまりにも大 きい剪断力が接着層に及ぶのを避けるだけのためにも、全体組立て周枠の作用の 下に、接着層を圧迫するのが有用でありうる。Depending on the embodiment and the magnitude of the prevailing hydraulic and mechanical pressures, too much In order to avoid high shear forces being applied to the adhesive layer, the action of the overall assembly frame should be It may be useful to press the adhesive layer underneath.
本発明の特に有利な他の特徴によれば、表面が滑らかな周囲の支え枠（隣接する 枠と協同）の内部の空間内で各プレートを形成する起伏は、交互にひっ込みある いは突き出て、上記支え枠に対する深さとして、枠の厚みの半分に等しい深さを もつ。換言すると、完全な起伏の振幅は、枠の厚さにほぼ等しい。これらの起伏 は、少なくとも７区画に配分されているのが有利であり、それら区画の各々が、 前記支え枠に対するそれの起伏の頂部の突出またはひっ込み位置によりおよび／ またはそれの起伏の頂部の方位（オリエンテーション）により、隣りの区画から 区別される。この諸区画への起伏の配分およびそれらの方位は、流体循環の最適 の誘導を保障するためのみならず、隣接する２枚のプレートが、少なくとも若干 の区画で、好ましくは少なくとも中央の区画で、それらの起伏の頂点により互に 支え合うのを容易にするためにも、順次のプレート間に適切な変化をもつよう選 択するのが有利である。According to another particularly advantageous feature of the invention, a surrounding support frame with a smooth surface (an adjacent The undulations forming each plate within the internal space (cooperating with the frame) are alternately recessed or protrude, and the depth relative to the support frame is equal to half the thickness of the frame. Motsu. In other words, the amplitude of the complete relief is approximately equal to the thickness of the frame. These undulations is advantageously distributed in at least 7 compartments, each of which comprises: by the protruding or recessed position of the top of its undulation relative to said support frame and/or or from neighboring plots by the orientation of the top of its relief. distinguished. The distribution of relief into these compartments and their orientation are determined by the optimal distribution of fluid circulation. In addition to ensuring that the two adjacent plates are at least slightly sections, preferably at least in the central section, mutually separated by the vertices of their undulations. Suitable variations are chosen between successive plates to facilitate mutual support. It is advantageous to choose.
この配置または他の均等な手段により、組立てられた熱交換器のプレートの積み 重なりにおいて、プレートがそれらのそれぞれの起伏によって互に重なり合い、 各々のプレートがその起伏の頂部により隣接するプレートの起伏の逆の頂部の上 に載るようにできる。従来のプレート式熱交換器では、流体室を密閉するのに弾 性のあるバッキングを圧縮することが必須で、それゆえ、これらのバッキングが それら自体により圧力の大部分を支えなければならなかったが、本発明は、密閉 機能のみを枠−プレート周囲の接合部に割当てることができ、それらの相対的剛 性を考えれば、圧力が受けられ、流体室を形成する間隔が維持されるのは、プレ ートの起伏のある部分の領域においてである。A stack of heat exchanger plates assembled by this arrangement or other equivalent means In superposition, plates overlap each other with their respective undulations, Each plate has the crest of its undulation above the opposite crest of the undulation of the adjacent plate. You can make it appear on . Conventional plate heat exchangers use elastic to seal the fluid chamber. It is essential that these backings be compressed They had to support most of the pressure by themselves, but the present invention Only functions can be assigned to the joints around the frame-plate, and their relative stiffness Given the nature of the in the area of undulating parts of the track.
これらの同じ特徴を、プレートの両端部に設けられた孔の近くにおけるプレート およびそれらの起伏の構成に当っても有利に出すことができる。これらの孔は、 隣接する挿入体の内部空間と連絡して流体を通す導管の境界を定めており、室と 該導管との間に流体を導くためにあけられており、それらは、ある室の流体を挿 入体を横切って同系列の次の室へと移行させる。そのとき、挿入体には、周囲の 枠の厚さの２倍の厚さを持たせ、プレートの隣りの起伏のある区画は、プレート の製作に先立って、あるいは組立て枠による組立てられた全体の圧縮の時のみに 、それに応じた形態とされ、挿入体の協同する面に２つづつ並置されて孔をとり 囲む滑らかな表面の帯域が一つに接合されて、各挿入体が所定系列の室へは通じ るようにするが、隣接する他系列の室は閉じられるような配置をとるようになっ ている。These same features can be applied to the plate near the holes provided at each end of the plate. It can also be advantageously applied to the structure of these ups and downs. These holes are It delimits a conduit for communicating fluid with the interior space of an adjacent insert, and defines a chamber and These conduits are drilled to introduce fluid between them; Move across the entrance to the next chamber in the same series. At that time, the insert has a surrounding The thickness should be twice that of the frame, and the undulating section next to the plate should be prior to fabrication or only at the time of compaction of the assembled whole using an assembly frame. , shaped accordingly, with two holes juxtaposed on the cooperating surfaces of the insert. The surrounding smooth surface bands are joined together so that each insert communicates with a given series of chambers. However, adjacent rooms of other series are now arranged so that they are closed. ing.
２種の熱交換流体が互に向流的に循環する熱交換器の一実施Ｂ様では、これは本 発明の適応範囲を限定するものではないが、特定のプレートの一端においてそれ に隣接する２つの挿入体は、該プレートの両側に配置され、その一方、各々の挿 入体は、樅に見て他端でそれと向い合う挿入体とはプレートの同じ側にある。し かも、表面が滑らかな孔の縁の各々は、周囲の縁枠に比して、枠の厚みの半分に 等しい距離だけひっ込みあるいは***していることが理解されよう。In implementation B of a heat exchanger in which two types of heat exchange fluids circulate countercurrently to each other, this is true. Although not limiting the scope of application of the invention, two inserts adjacent to the plate are placed on either side of the plate, while each insert The insert is on the same side of the plate as the insert facing it at the other end when viewed from the fir. death In addition, each smooth-surfaced hole edge has a thickness that is half the thickness of the surrounding edge. It will be understood that it is recessed or raised by an equal distance.
従うて、本発明によれば、既知のバッキングを金属製の枠およびやはり金属製で 、場合により接着層を介在させてプレートに連絡される２つの挿入体によって置 換える。この解決法は、より多数の部品を組立てる必要のあることによって熱交 換器の組立てを複雑にすることにはほとんどならない。なぜなら、それは、対応 する溝にバッキングをはめることから（る不便および締め枠による圧縮の必要性 を除去しているからである。実際、それは、爆発成形法によって得られ、たとえ ば長さが５〜１５ｍのプレートを含む大寸法の熱交換器の建造にとくに良く適合 したプレートを用いて、分解可能な熱交換器を実現することを可能にする。According to the invention, the known backing is therefore combined with a metal frame and also made of metal. , placed by two inserts connected to the plate, optionally with an intervening adhesive layer. exchange. This solution reduces heat exchange by having to assemble a larger number of parts. This does little to complicate the assembly of the converter. Because it corresponds The inconvenience of fitting the backing into the groove and the need for compression by the clamp This is because it removes. In fact, it is obtained by the explosive molding method, even if Particularly well suited for the construction of large-sized heat exchangers, including plates with a length of 5 to 15 m. This makes it possible to realize a decomposable heat exchanger using the plates.
以下、本発明の特定の一実施態様をより詳細に記述して、重要な諸特徴および長 所をよりよく理解できるようにするが、この実施態様は、例として選んだもので あって、何ら限定を意味するものではないことを了解されたい。それは、第１〜 ４図に図示されており、第１図は、本発明の熱交換器の１枚のプレートの正面図 を示し、第２図は、第１図の直線Ｂ−Ｂ’ に対応する切断面で見た本発明の一 熱交換器の部分断面図を示し、 第３図は、第１図の直線ｃ−ｃ’に対応する切断面で見た本発明の一熱交換器の 部分断面図を示し、 第４図は、本発明の一熱交換器の分解斜視図を示す。Below, one particular embodiment of the invention will be described in more detail, including important features and length. This implementation has been chosen as an example. Please understand that this does not imply any limitation. That is the first 4, FIG. 1 is a front view of one plate of the heat exchanger of the present invention. , and FIG. 2 shows an example of the present invention seen at a cross section corresponding to the straight line B-B' in FIG. 1. Showing a partial cross-sectional view of a heat exchanger, FIG. 3 shows a heat exchanger of the present invention as seen from a cut plane corresponding to the straight line c-c' in FIG. Showing a partial cross-sectional view, FIG. 4 shows an exploded perspective view of a heat exchanger of the present invention.
第１図に示したプレー）１は、爆発成形によって変形の行われた金属板である。Play) 1 shown in FIG. 1 is a metal plate that has been deformed by explosive forming.
かかるプレートを作成するには、製作法についてはさらに述べるであろう母型か らプラスチック製の型をつくり、次にこの型の上に金属板を当て、これを爆発時 にその型により変形させる。プレート１が受ける変形は、これらプレートが表面 の大部分にわたって起伏を呈するごときものである。To create such a plate, the fabrication method will be described further below. A plastic mold is made from the metal, and then a metal plate is placed on top of the mold, and this is It is transformed according to its shape. The deformation that plates 1 undergo is due to the fact that these plates It appears to be undulating over most of the area.
その上、プレート１は、その両端２．３の各々に、熱交換流体通過のための孔、 それぞれ４．５および７．６を有する。これらの孔は、円形でも、長方形でも、 正方形でもよく、あるいは、熱交換器における２種の熱交換流体の導入、排出の ための導管への接続に適合した任意の他の形を有していてもよい。これらの接続 手段およびこれらの導管は分りきったことゆえ図示していない。第１図は、その 上部において、正方形の孔４．５をもつ一実施態様を、その下部において円形の 孔をもつ他の一実施態様を示している。Moreover, the plate 1 has holes at each of its ends 2.3 for the passage of a heat exchange fluid. 4.5 and 7.6 respectively. These holes can be circular or rectangular. It can be square, or it can be used for introducing and discharging two heat exchange fluids in a heat exchanger. It may have any other shape suitable for connection to a conduit for. these connections The means and these conduits are not shown for reasons of clarity. Figure 1 shows the One embodiment with a square hole 4.5 in the upper part and a circular one in the lower part. Figure 3 shows another embodiment with holes.
プレート１の周囲は、滑らかな表面８をもつ縁枠を構成し、金属製の枠９（第２ 図）の滑らかな表面をもつ協同面で密閉性の支持帯域を形成する。プレートの両 面に縁枠の同じ平滑面が見られ、それらは、熱交換器を構成するためにプレート １弐を積み重ねるときに、それらが隣接する２枚のプレートからそのプレートを 隔てる２つの枠９と協同する。The periphery of the plate 1 constitutes an edge frame with a smooth surface 8, and a metal frame 9 (second A cooperating surface with a smooth surface as shown in Figure) forms a hermetic support zone. both sides of the plate The same smooth surface of the edge frame is seen on the surface, and they are plated to form a heat exchanger. When stacking 12, they remove the plate from two adjacent plates. It cooperates with the two frames 9 that separate it.
孔４．５．６および７は、表面の滑らかな帯域により取り囲まれている。これら の帯域は、第１図が示すように、孔４．５．６および７の滑らかな表面をもつ縁 枠１０から構成されていてよく、各々の縁枠がプレートの各面で表面の滑らかな 帯域を呈していてよく、あるいは、長方形の孔４．５の場合には、縁枠８と向き 合わない側で答礼を部分的にとり囲む表面の滑らかな帯域がらなっていて、この 帯域が縁枠８と一緒になってこれと協同して答礼を全体的にとり囲むようになっ ていてもよい。Holes 4.5.6 and 7 are surrounded by a smooth zone of surface. these The zone is located at the smooth-surfaced edges of holes 4.5.6 and 7, as shown in FIG. It may consist of a frame 10, each edge frame having a smooth surface on each side of the plate. It may exhibit a band or, in the case of a rectangular hole 4.5, an orientation with the rim 8. It consists of a smooth band of surface that partially surrounds the answer on the side that does not match. The band joins the border frame 8 and cooperates with it to completely surround the reply. You can leave it there.
プレート１が呈する起伏は、７つの区画に分けられていてもよく、それら区画は 、それらを構成する起伏の方向を異にするものである。The relief exhibited by plate 1 may be divided into seven sections, and these sections are , the directions of the undulations that make up these are different.
中央の区画１１は、ジグザグの縮方向起伏を含み、末端の４区画１２．１３．１ ４．１５はそれぞれ孔４．５．６．７をとり囲み、中間の２区画１６および１７ は、区画１６の場合は、区画１２またはＩ３のいずれかの起伏を中央の区画１１ のそれと、区画１７の場合は、中央の区画１１の起伏を区画１４または１５のい ずれかのそれと、それぞれ結びつけている。第１図に示したプレート１の場合、 区画１６の起伏と協同する末端区画１３の起伏は、縦方向の直線方位をとるのが 好ましく、区画１２の起伏は、縁枠８を起点として区画１３Ｌ二対して傾斜した 方位をとるのが好ましい。この方位は、区画１５および１４についても見られ、 区画１７の起伏と協同する区画１５の起伏は、縦方向の直線状方位を有する。末 端区画の方位は、第４図に示したように、中央区画と連結させたい末端区画につ いてみて、あるプレートとその次のプレートととて交互になっていることが好ま しい。起伏の方位は図示したものと異っていてもよく、とりわけ、区画１３およ び１５の場合のように、起伏が全て同じ縦方向直線状の方位を持っていてもよい 。The central section 11 includes a zigzag contraction undulation, and the four terminal sections 12.13.1 4.15 respectively surround the hole 4.5.6.7 and the two middle compartments 16 and 17 In the case of section 16, the relief of either section 12 or I3 is In the case of section 17, the relief of section 11 in the center is the same as that of section 14 or 15. Each is connected to one of the others. In the case of plate 1 shown in FIG. The undulations of the terminal section 13, which cooperate with the undulations of the section 16, have a longitudinal linear orientation. Preferably, the undulation of the section 12 is inclined with respect to the section 13L with the edge frame 8 as the starting point. It is preferable to take the direction. This orientation is also seen for sections 15 and 14, The undulations of section 15 cooperating with the undulations of section 17 have a longitudinal linear orientation. end The orientation of the end compartments is as shown in Figure 4, with respect to the end compartments that you want to connect with the center compartment. I like that there is a lot of alternation between one plate and the next. Yes. The orientation of the relief may differ from that shown, especially in sections 13 and 13. The undulations may all have the same longitudinal linear orientation, as in the case of .
熱交換器を構成するには、多数のプレート、たとえば５０〜２００枚を、互に平 行に積み重ねる。それらは、少なくとも中央の区画において、それらの起伏の頂 点を隣接するプレートの逆の起伏の頂点と対応させて、上下させて置く。この積 み重ねのとき、プレート間に、プレート周縁に、枠９を挿入し、第４図に見られ る挿入体１８を、末端の孔の各々のまわりで、ただしプレート１枚おきごとに、 積み上げられたプレートの一方の側および他の側に交互にくるように、プレート ではさむ。これらの枠および挿入体は、プレートと共に１．偶数系列２０および 奇数系列２１の交互に前後する室を構成する。それらは、偶数系列２０の室内に 第一〇熱交換流体（破線の矢印）が循環し、奇数系列２１の室には第二の熱交換 流体（実線の矢印）が第一の流体に対して向流的に循環するように配置される。To construct a heat exchanger, a large number of plates, for example 50 to 200, are placed flat against each other. Stack them in rows. They are located at the top of their undulations, at least in the central section. Place the points one above the other in correspondence with the vertices of the opposite relief of the adjacent plate. This product When stacking the plates, a frame 9 is inserted between the plates and around the plate periphery, as shown in Figure 4. inserts 18 around each of the distal holes, but every other plate. Plates alternately on one side and the other side of the stack of plates. Sandwich it. These frames and inserts, together with the plates, are 1. Even number series 20 and An odd series 21 of alternately successive chambers is constructed. They are in the room of even number series 20. The first heat exchange fluid (dashed arrow) circulates, and the second heat exchange fluid is circulated in the odd series 21 chambers. A fluid (solid arrow) is arranged to circulate countercurrently to the first fluid.
第４図に示したプレート１および１゛は、全て第１図に示したタイプのものであ るが、流体の循環を適切に編成するという同じ目的で、それらの起伏の若干の区 画が異なる２タイプとなっている。中間区画１６の起伏が末端区画１３の起伏を 中央区画１１の起伏と結び付けており、かつ区画１７の起伏が中央区画１１の起 伏を末端区画１５の起伏と結び付けているプレート１の次に、中間区画１６の起 伏が末端区画１２の起伏を中央区画１１の起伏と結び付けており、かつ区画１７ の起伏が中央区画１１の起伏を末端区画１４の起伏と結び付けているプレート１ ′がきており、プレート１′にはプレート１が続いており、以後同様になってい る。Plates 1 and 1'' shown in Figure 4 are all of the type shown in Figure 1. However, with the same purpose of properly organizing the fluid circulation, some divisions of their undulations may be used. There are two types with different images. The undulations of the intermediate section 16 correspond to the undulations of the end section 13. The undulations of the central section 11 are connected to the undulations of the central section 11, and the undulations of the section 17 are connected to the undulations of the central section 11. Next to the plate 1 connecting the undulations with the undulations of the terminal section 15, the undulations of the intermediate section 16 The undulations connect the undulations of the terminal sections 12 with the undulations of the central section 11, and the undulations of the section 17 plate 1 whose undulations connect the undulations of the central section 11 with the undulations of the terminal section 14; ' has come, plate 1' is followed by plate 1, and so on. Ru.
異なる室を密閉できるよう、各枠９および各挿入体１８は、プレート１または１ ′と接するそれらの両面に、それぞれ周辺縁枠８およびプレート１または１′の 孔１０の縁枠に合わされる表面の滑らかな協同面を有する。さらに、各挿入体１ ８には、それが配置されるプレートの末端ヘリとは逆の、流体室に向いた側を構 成する柱材１９を貫通して流路２２（第２および４図）が穿孔されている。かく して、異なる室と、積み上げ体を通して、孔４．５．６または７と接続する順次 の挿入体を規定する導路との間の必要な連絡が確保される。Each frame 9 and each insert 18 is connected to a plate 1 or 1 so that different chambers can be sealed. ’, respectively, the peripheral frame 8 and the plate 1 or 1’. It has a smooth cooperating surface that matches the rim of the hole 10. Furthermore, each insert 1 8, the side facing the fluid chamber opposite the end edge of the plate on which it is placed. A channel 22 (FIGS. 2 and 4) is bored through the pillar material 19. write and sequentially connecting different chambers and holes 4.5.6 or 7 through the stack. The necessary communication with the conduit defining the insert is ensured.
挿入体１８は各室に２個づつ配設され、偶数系列の孔４および６が、偶数系列の 室２０を介して互に通じ合い、奇数系列の孔５および７が奇数系列の室２１を介 して互に通じ合うようにされる。偶数系列の孔４および６をとり囲む縁枠１０の 表面の滑らかな帯域は、互に合わされて第一の流体に対して奇数系列の室２１を 閉ざし、奇数系列の孔５および７をとり囲むそれらは、互に合わされて第二の流 体に対して偶数系列の室２０を閉じ、かくして両流体は混合しない。Two inserts 18 are arranged in each chamber, with holes 4 and 6 in the even series being inserted into the holes 4 and 6 in the even series. The holes 5 and 7 in the odd series communicate with each other through the chambers 20, and the holes 5 and 7 in the odd series communicate with each other through the chambers 21 in the odd series. so that they can communicate with each other. of the frame 10 surrounding the even series of holes 4 and 6; The smooth-surfaced zones are joined together to form an odd series of chambers 21 for the first fluid. Those that close and surround the odd series of holes 5 and 7 are joined together to form a second stream. An even series of chambers 20 are closed to the body, so that both fluids do not mix.
熱交換器の室と外部との間の気密性は、プレート１または１′の周縁枠８の全て および枠９の表面の滑らかな面との間の接着層２４によって保障される（第３図 ）。偶数系列の室２０と隣接する奇数系列の２つの室２１との間の密閉性は、互 に合わされた、奇数系列の孔５および７をとり囲む縁枠１０の表面の滑らかな領 域相互間の接着層により、奇数系列の室２１と隣接する偶数系列の２つの室２０ との間の密閉性は、互に合わされた、偶数系列の孔４および６をとり囲む縁枠１ ０の表面の滑らかな帯域相互間の接着層により保障される。The airtightness between the heat exchanger chamber and the outside is ensured by the entire peripheral frame 8 of the plate 1 or 1'. and the smooth surface of the frame 9 by the adhesive layer 24 (Fig. 3). ). The airtightness between the chamber 20 of the even series and the two adjacent chambers 21 of the odd series is mutually A smooth area on the surface of the edge frame 10 surrounding the odd series of holes 5 and 7, aligned with the Due to the adhesive layer between the regions, an odd series chamber 21 and two adjacent even series chambers 20 are formed. The sealing between the edge frame 1 surrounding the even series of holes 4 and 6 aligned with each other 0 surface is ensured by an adhesive layer between the smooth zones.
熱交換器全体は、枠２３により機械的に維持される（第２図）。The entire heat exchanger is mechanically maintained by a frame 23 (FIG. 2).
該枠は、熱交換器全体を締めつける２枚のプレート２５により構成される。それ らプレート２５の維持は、それらを貫通し、ポルト２７によって固定された控え 柱２６によって確保される。プレート２５は、枠を形成する横材で置換えてもよ く、他の場合にはそれらを完全に廃止して、枠を、ボルトまたは他の類似の手段 を備えた控え柱だけにしてもよい。The frame is composed of two plates 25 that clamp the entire heat exchanger. that The maintenance of the plates 25 consists of retainers passing through them and fixed by ports 27. Secured by pillar 26. The plate 25 may be replaced by a cross member forming a frame. or in other cases do away with them completely, replacing the frame with bolts or other similar means. It is also possible to have only a buttress with a .
流体圧が十分に弱い場合には、密閉機能は、接着層に顛らなくても、平滑な表面 によるだけでも確保でき、このときは、積み重ねられたプレートを締めつけて、 枠９および挿入体１８の滑らかな面をプレートに設けられた対応する平滑な表面 をもつ縁枠に押しつける締め枠が必要である。この枠は前記の枠と同様であるが 、それが及ぼす圧力によって密閉という機能をも保障してくれるのである。If the fluid pressure is low enough, the sealing function can be achieved by forming a smooth surface without the need to adhere to the adhesive layer. It can also be secured by simply tightening the stacked plates. The smooth surfaces of the frame 9 and the insert 18 are connected to a corresponding smooth surface provided on the plate. A clamping frame is required that can be pressed against the edge frame. This frame is similar to the previous frame, but The pressure it exerts also guarantees the sealing function.
なお、特定の用途に関連して好ましいとされうる若干の実施態様にあっては、熱 交換器一式を、はめ輪または任意のタイプの囲いの中へ圧力下に組み込んでもよ い。かかる囲いの中の圧は、熱交換器のプレート間を循環中の流体の圧を越える ことができる。このことは、力を、耐圧性のかかる囲いと、囲い内の枠との間に 分配して、枠および挿入体と熱交換器のプレートとの漏れのない関係を維持する ことを可能ならしめてくれる。Note that in some embodiments that may be considered preferable in relation to specific applications, heat The complete exchanger may be assembled under pressure into a ferrule or any type of enclosure. stomach. The pressure within such an enclosure exceeds the pressure of the fluid circulating between the plates of the heat exchanger. be able to. This transfers forces between the pressure-resistant enclosure and the frame within the enclosure. distribute to maintain a leak-tight relationship between the frame and insert and the plates of the heat exchanger. It makes things possible.
第２および３図は、熱交換器を構成するプレートを積み重ねたものの部分断面図 である。それらは、プレートの横断面における形をより良く分らせてくれ、また 、中央で、縁枠および平滑な帯域ならびに起伏をも示している。Figures 2 and 3 are partial cross-sectional views of the stacked plates that make up the heat exchanger. It is. They give a better idea of the cross-sectional shape of the plate and , in the center also shows a border frame and a smooth band as well as undulations.
第２図は、第１図の直線Ｂ−Ｂ’に沿っての断面に対応する断面図である。プレ ート１”がプレート１と交互になっている。プレート１または１′の周囲の縁枠 が枠９と協同する。孔１０の縁枠は、挿入体１８かまたは隣接プレートの同様の 縁枠と協同する。挿入体１８はそれの支え材１９の孔２２を明らかにする直線に 沿っての断面が示されている。FIG. 2 is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the straight line B-B' in FIG. pre 1” alternating with plate 1. Border frame around plate 1 or 1' cooperates with frame 9. The rim of the hole 10 is formed by the insert 18 or a similar one of the adjacent plate. Cooperates with the border frame. The insert 18 is straight to reveal the hole 22 in the support 19 thereof. A cross section along is shown.
この図上は、プレートの異なる区画の起伏は示されていないが、第３図には若干 が見られる。後者の図では、第１図の直線Ｃ−Ｃ”に沿っての断面内に、枠９の 近傍の、積み重ねられた順次のプレートの中央の起伏区画が見られる０周囲の縁 枠に対して起伏が対称的に配置されて、系列にかかわらず同体積の室を得ること ができ、順次の２枚のプレートの起伏の頂点による接触によって機械的力の吸収 が保障されているのが注目される。This figure does not show the undulations of different sections of the plate, but Figure 3 shows some can be seen. In the latter figure, the frame 9 is shown in the cross section along the straight line C-C'' in Figure 1. 0 peripheral edge where the central undulating section of a stacked sequential plate is seen in the vicinity The undulations are arranged symmetrically with respect to the frame to obtain a chamber with the same volume regardless of the series. The mechanical force is absorbed by the contact between the undulations of the two plates in sequence. It is noteworthy that this is guaranteed.
プレートの作成には、母型から作成したプラスチック製の型を用いる。この母型 は、機械加工された金属板と金属製舌片体との集合体からなる。母型のプレート は起伏を呈するように加工され、起伏の１区画当り少なくとも１枚の機械加ニブ レートを用いる。加工されたプレートが集まると、平らな表面をもち、周囲の縁 枠ならびに、孔をとり囲む平滑帯域を構成するための金属製舌片体により母型を 完成させる。これらの舌片体は、滑らかな表面を呈するよう、精密に加工する。A plastic mold made from a mother mold is used to create the plate. This matrix consists of an assembly of a machined metal plate and a metal tongue piece. matrix plate is processed to exhibit undulations, with at least one machined nib per section of undulations. Use rate. When the machined plates come together, they have a flat surface and a surrounding edge. The matrix is formed by a frame and a metal tongue piece that forms a smooth zone surrounding the hole. Finalize. These tongue pieces are precisely machined to have a smooth surface.
起伏つき区画には、それらの表面が確保すべき密閉機能を持たないので、それほ どの精密さを必要としない。Relief areas are less likely to be used as their surfaces do not have the necessary sealing properties. Doesn't require any precision.
特定の一実施例では、枠９は、厚さが数ミリメートル、幅が１〜５ｃｍ、長さが ５〜１５ｍである。挿入体１８の支柱は、枠９の厚みの２倍に等しい厚さをもち 、幅は１〜５ｃｍである。プレート１または１°は、枠９の長さと同じ長さをも ち、それらの、表面が滑らかな縁枠８の幅は枠９の幅と同じであり、それらの表 面が滑らかな帯域１０は、挿入体１８の支柱の幅と同じ幅をもつ。接着層はピッ チで作成される。In one particular embodiment, the frame 9 has a thickness of several millimeters, a width of 1 to 5 cm and a length of It is 5-15m. The struts of the insert 18 have a thickness equal to twice the thickness of the frame 9. , the width is 1-5 cm. Plate 1 or 1° also has the same length as frame 9. The width of the edge frame 8 with a smooth surface is the same as the width of the frame 9, and The smooth-faced zone 10 has the same width as the width of the struts of the insert 18. The adhesive layer is Created with
プレート１とプレート１“の区別は、異なる作成法あるいは、横断線に対して、 ついで縦方向線に対しての２重の方向変換による末端の位置の対角線的反転から 生じうる。この場合、末端区画は全て同じ起伏を呈していてもよい。The difference between plate 1 and plate 1'' is due to different production methods or to the transverse line. Then, from the diagonal reversal of the end position by a double direction change with respect to the longitudinal line, It can occur. In this case, the end sections may all exhibit the same relief.
当然のことながら、本発明は、上記したところで詳述した諸特徴あるいは、本発 明の説明のために選択した特定の実施１１様の細部によって何ら限定されるもの ではない０例として記述した特定の実施態様およびその構成要素に対して、本発 明の範囲を逸脱することなくあらゆる種類の変形をなしうるちのである０本発明 の範囲は、記述した手段ならびにそれらの組合せに対する技術的均等物を構成す る全ての手段をも包含するものである。Naturally, the present invention does not differ from the features detailed above or from the invention. Nothing is limited by the details of the particular implementation chosen for purposes of illustration. For specific embodiments and components thereof, which are described as examples that are not The invention is subject to all kinds of modifications without departing from the scope of the invention. constitutes technical equivalents to the described means as well as combinations thereof. It also includes all means to do so.
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