特許 7529798 ガスケット配列、ガスケット配列の製造方法およびそのアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】ガスケット配列、ガスケット配列の製造方法およびそのアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   F28F 3/10 20060101AFI20240730BHJP

   F28F 9/00 20060101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

F28F3/10

F28F9/00 D

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022564627

(86)(22)【出願日】2021-03-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-01

(86)【国際出願番号】 EP2021057681

(87)【国際公開番号】W WO2021213772

(87)【国際公開日】2021-10-28

【審査請求日】2022-10-24

(31)【優先権主張番号】20170989.6

(32)【優先日】2020-04-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】509005513

【氏名又は名称】アルファ－ラヴァル・コーポレート・アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】アンデシュ・ニーアンデル

(72)【発明者】

【氏名】ヘレン・グスタフソン

(72)【発明者】

【氏名】クラス・ベルティルソン

【審査官】大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／２２４５３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第４９９０２２４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特表２０１７－５００５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表昭６０－５０１５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２６８８３２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ ３／１０

Ｆ２８Ｆ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレート熱交換器用のガスケット配列（２）であって、
ガスケット（６）であって、当該ガスケット（６）の下側（２８）が第１の伝熱プレート（４）に当接し、当該ガスケット（６）の反対側の上側（３０）が第２の伝熱プレート（８）に当接する状態のプレート熱交換器における整列した第１および第２の伝熱プレート（４、８）の間に位置するように配置された、ガスケット（６）と、
前記ガスケット（６）の外側（４０）から突出する突出部（３４、３６ａ）であって、長さ延長部を有し、前記第１および第２の伝熱プレート（４、８）の外側に延在するように配置された外側部分（４４、４６）と、前記ガスケット（６）と前記突出部（３４、３６ａ）の外側部分（４４、４６）とを接続する第１の接続部分（４８、５０）とを備えた、突出部（３４、３６ａ）と、
を含んでなる、ガスケット配列（２）において、
前記突出部（３４、３６ａ）の少なくとも外側部分（４４、４６）に少なくとも部分的に埋め込まれているＲＦＩＤタグ（６０）をさらに備えていることを特徴とする、ガスケット配列（２）。

【請求項2】

前記突出部（３４、３６ａ）の外側部分（４４、４６）の長さ延長部が、前記ＲＦＩＤタグ（６０）の長さ延長部と略平行である、請求項１に記載のガスケット配列（２）。

【請求項3】

前記突出部（３４、３６ａ）の外側部分（４４、４６）の長さ延長部が、前記第１の接続部分（４８、５０）におけるガスケット（６）の長さ延長部と略平行である、請求項１または２に記載のガスケット配列（２）。

【請求項4】

前記突出部（３４、３６ａ）の第１の接続部分（４８、５０）の長さ延長部が、前記突出部（３４、３６ａ）の外側部分（４４、４６）の長さ延長部に対して略垂直である、請求項１～３のいずれか一項に記載のガスケット配列（２）。

【請求項5】

前記第１の接続部分（４８）が、前記ガスケット（６）と前記突出部（３４）の外側部分（４４）の中間部分（Ｃ）との間に延在している、請求項１～４のいずれか一項に記載のガスケット配列（２）。

【請求項6】

前記突出部（３６ａ）が、前記突出部（３６ａ）の外側部分（４６）から前記ガスケット（６）に向かって延在する第１のフィンガ（５４）をさらに含み、前記第１の接続部分（５０）と前記突出部（３６ａ）の第１のフィンガ（５４）とが、前記ガスケット（６）を前記第１の伝熱プレート（４）に固定するために、前記第１の伝熱プレート（４）の対向する両側（１２、１４）に係合するように構成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載のガスケット配列（２）。

【請求項7】

前記ガスケット（６）が、前記第１の伝熱プレート（４）の第１のポートホール（１６ａ）の周りに延在するように配置された第１のポートホールガスケット部分（６ａ）と、前記第１の伝熱プレート（４）の第２のポートホール（１６ｂ）の周りに延在するように配置された第２のポートホールガスケット部分（６ｂ）と、環状ガスケット部分（６ｅ）であって、その内側（３２）が前記第１および第２の伝熱プレート（４、８）の間の流体流れチャネルを画定するように構成されている環状ガスケット部分（６ｅ）と、前記第１のポートホールガスケット部分（６ａ）と前記環状ガスケット部分（６ｅ）とを接続する少なくとも１つの第１のリンクガスケット部分（６ｆ）と、前記第２のポートホールガスケット部分（６ｂ）と前記環状ガスケット部分（６ｅ）とを接続する少なくとも１つの第２のリンクガスケット部分（６ｇ）とを備え、
前記突出部（３４、３６ａ）が、前記少なくとも１つの第１のリンクガスケット部分（６ｆ）の外側の一つ（６ｆ’）から突出している、請求項１～６のいずれか一項に記載のガスケット配列（２）。

【請求項8】

前記ガスケット（６）が、前記第１の伝熱プレート（４）の第１のポートホール（１６ａ）の周りに延在するように配置された第１のポートホールガスケット部分（６ａ）を含み、前記突出部（３４、３６ａ）が、前記第１のポートホールガスケット部分（６ａ）の外側（４０）から突出している、請求項１～６のいずれか一項に記載のガスケット配列（２）。

【請求項9】

前記ガスケット（６）が、環状ガスケット部分（６ｅ）であって、その内側（３２）が前記第１および第２の伝熱プレート（４、８）の間の流体流れチャネルを画定するように構成されている環状ガスケット部分（６ｅ）を含み、前記突出部（３４、３６ａ）が、前記環状ガスケット部分（６ｅ）の外側（４０）から突出している、請求項１～６のいずれか一項に記載のガスケット配列（２）。

【請求項10】

プレート式熱交換器用のガスケット配列（２）の製造方法であって、ガスケット配列（２）が、ガスケット（６）であって、当該ガスケット（６）の下側（２８）が第１の伝熱プレート（４）に当接し、当該ガスケット（６）の反対側の上側（３０）が第２の伝熱プレート（８）に当接する状態のプレート熱交換器における整列した第１および第２の伝熱プレート（４、８）の間に位置するように配置された、ガスケット（６）と、前記ガスケット（６）の外側（４０）から突出する突出部（３４、３６ａ）とを含む、ガスケット配列（２）の製造方法において、
第１のエラストマー材料のガスケット（６）を設けるステップと、
第２の材料の突出部（３４、３６ａ）を設けるステップと、
前記ガスケット（６）および前記突出部（３４、３６ａ）を恒久的に接合するステップと、
を含んでなり、
前記突出部（３４、３６ａ）内に少なくとも部分的に成形されたＲＦＩＤタグ（６０）を設けるステップをさらに含む、ガスケット配列（２）の製造方法。

【請求項11】

前記ガスケット（６）を設けるステップが、
ガスケット配列（２）のガスケット（６）を成形するためのガスケット部分を備えた金型を設けるステップと、
前記金型のガスケット部分に第１のエラストマー材料の少なくとも１つのブランクを配置するステップと、
前記金型に熱を加え、前記ガスケット（６）および前記突出部（３４、３６ａ）を接合してガスケット（６）を形成するステップと、
を含む、請求項１０に記載の製造方法。

【請求項12】

前記ガスケット（６）と前記突出部（３４、３６ａ）とを設けるステップが、
ガスケット配列（２）のガスケット（６）を成形するためのガスケット部分と、ガスケット配列（２）の突出部（３４、３６ａ）を成形するための、ガスケット部分の外側から突出する突出部分とを備えた金型を設けるステップと、
前記金型の突出部分にＲＦＩＤタグ（６０）を配置するステップと、
前記金型のガスケット部分に前記第１のエラストマー材料の少なくとも１つのブランクを配置し、前記金型の突出部分に前記第２の材料の少なくとも１つのブランクを配置するステップと、
前記金型に熱を加え、前記ガスケット（６）、前記突出部（３４、３６ａ）、前記突出部（３４、３６ａ）内に少なくとも部分的に成形された前記ＲＦＩＤタグ（６０）、並びに、前記ガスケット（６）および前記突出部（３４、３６ａ）の接合を完成するステップと、
を含む、請求項１０に記載の製造方法。

【請求項13】

前記第１のエラストマー材料と前記第２の材料とが同じ材料である、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項14】

第１の伝熱プレート（４）と、請求項１～９のいずれか一項に記載のガスケット配列（２）とを備えたアセンブリ（５）であって、前記第１の伝熱プレート（４）が、ガスケット（６）を収容する溝（１８）を備え、突出部（３４、３６ａ）の外側部分（４４、４６）が、前記第１の伝熱プレート（４）の外側に延在している、アセンブリ（５）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレート熱交換器用のガスケット配列、その製造方法、並びに、それを含むアセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

プレート式熱交換器は通常、２枚のエンドプレートで構成されており、その間に多数の伝熱プレートが整列して、つまりスタックまたはパックされて配置されている。ＰＨＥ（プレート式熱交換器）の伝熱プレートは、同じタイプでも異なるタイプでもよく、異なる方法で積み重ねることができる。一部のＰＨＥ（プレート式熱交換器）では、伝熱プレートは、１つの伝熱プレートの前面と背面とがそれぞれ他の伝熱プレートの背面と前面とに面するように積み重ねられ、他のすべての伝熱プレートは、残りの伝熱プレートに対して上下逆さまになっている。通常、これは、伝熱プレートが互いに「回転」していると見なされる。他のＰＨＥ（プレート式熱交換器）では、伝熱プレートは、１つの伝熱プレートの前面と背面とがそれぞれ他の伝熱プレートの前面と背面とに面するように積み重ねられ、他のすべての伝熱プレートは、残りの伝熱プレートに対して上下逆さまになっている。通常、これは、伝熱プレートが互いに「反転」しているとみなされる。

【0003】

伝熱プレートは、通常、波状であり、上面に延在する隆起部と下面に延在する谷部とを含む。周知のＰＨＥ（プレート式熱交換器）の１つのタイプ、いわゆるガスケット式プレート熱交換器では、ガスケットは伝熱プレート間に配置され、より具体的には、伝熱プレートの外側エッジ（外縁）に沿って、および伝熱プレートのポートホールの周りに延在するガスケット溝に配置される。ガスケット溝は、下面および／または上面と下面との間に配置された中間平面に延在し得る。中間平面は、上面と下面との間の中間に延在する、すなわち、いわゆる半平面であり得る。エンドプレートにより、伝熱プレートは互いに押し付けられ、それによってガスケットが伝熱プレート間をシールする。ガスケットは、伝熱プレート間に平行な流れチャネルを規定し、伝熱プレートのそれぞれの対の間に１つのチャネルが存在する。最初は異なる温度の２つの流体は、一方の流体から他方の流体に熱を伝達するために、１つおきのチャネルを流れることができる。

【0004】

流体は、それぞれ入口ポートと出口ポートとを通ってチャネルに出入りする。これらのポートは、ＰＨＥ（プレート式熱交換器）を貫通し、伝熱プレートのそれぞれの位置合わせされたポートホールと、ポートホールの周りを完全にまたは部分的にシールするガスケットによって形成される。入口ポートおよび出口ポートは、ＰＨＥ（プレート式熱交換器）へおよびＰＨＥ（プレート式熱交換器）から流体を供給するために、ＰＨＥ（プレート式熱交換器）の入口および出口とそれぞれ連通している。

【0005】

ガスケットには、多くの場合、ガスケットに関する情報、より具体的には、ガスケットの商品番号や材料など、特定のタイプのガスケットに共通の情報が記載されている。しかしながら、ガスケットには、バッチ番号、製造日などの「動的な」情報は提供されない。代わりに、ガスケットメーカーは通常、この「動的な」情報を、ガスケットまたはガスケットのパッケージに貼り付けられた簡単に剥がせるラベルで提供する。プレート式熱交換器のガスケットの組み立てに関連して、ラベルは通常、ガスケットから分離されて失われる。これにより、後でガスケットを追跡することができなくなり、例えば、問題の原因を見つけることができるという要求に関連する多くの状況において望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】米国特許第４，６３５，７１５号明細書

【文献】米国特許第１０，４５１，３６１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、上記の問題を少なくとも部分的に解決する、プレート熱交換器用のガスケット配列、そのようなガスケット配列を製造する方法、並びに、そのようなガスケット配列を含むアセンブリを提供することである。本発明の基本概念は、ガスケットのシール機能を損なわず、外部リーダーによって読み取ることができる場所に情報を格納するためのＲＦＩＤタグを有するガスケットを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配列、その方法、およびそのアセンブリは、添付の特許請求の範囲で規定され、以下で説明される。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明によるガスケット配列は、プレート熱交換器での使用に適合している。それは、ガスケットの下側が第１の伝熱プレートに当接し、ガスケットの反対の上側が第２の伝熱プレートに当接する状態のプレート式熱交換器における整列した第１および第２の伝熱プレートの間に位置するように配置されたガスケットを備えている。それは、ガスケットの外側から突出する突出部をさらに備える。突出部は、長さまたは長手方向の延長部を有し、第１および第２の伝熱プレートの外側またはそれを越えて延在するように配置された外側部分と、ガスケットと突出部の外側部分とを接続する第１の接続部分とを備えている。ガスケット配列は、突出部の少なくとも前記外側部分に少なくとも部分的に埋め込まれたＲＦＩＤタグをさらに備えていることを特徴とする。

【0009】

ガスケットの外側と内側とは向かい合っており、ガスケットの上側と下側との間に延在している。

【0010】

ＲＦＩＤタグは、突出部の外側部分を越えて延在してもしなくてもよく、例えば、部分的に第１の接続部分に延在し得る。

【0011】

ＲＦＩＤタグは、ガスケット配列の突出部に完全に埋め込まれていてもいなくてもよい。

【0012】

ガスケット配列がＲＦＩＤタグを備えるという点で、バッチ番号などのあらゆる種類の情報、また「動的な」情報で容易にプログラムすることができ、固定された、または手持ちの適切な外部リーダーによって後で読み取ることができる。一例として、ＲＦＩＤタグには、データベースに格納された異なる種類の情報に関連付けることができる番号などの特異なコードが設けられ得る。ＲＦＩＤタグは、完全なトレーサビリティ、純正部品の識別、在庫管理などを容易にし得る。

【0013】

ＲＦＩＤタグがガスケット配列の突出部に少なくとも部分的に埋め込まれているという点で、ＲＦＩＤタグは、ガスケットアセンブリに関連してガスケットから切り離されるのではなく、ガスケットに追従し、その寿命を通じてそのもののトレーサビリティを可能にする。

【0014】

ＲＦＩＤタグは、０．５～１メートルの読み取り距離を有するＮＦＣ標準、またはＵＨＦ標準など、任意の適切な種類のものであり得る。これにより、ガスケット配列を含むパッケージを通して、リーダーによるＲＦＩＤタグの容易な読み取りが可能になる。さらに、ガスケットアセンブリがプレート熱交換器に取り付けられると、ＲＦＩＤタグは少なくとも部分的にガスケット配列の外側部分に配置されるため、第１および第２の伝熱プレートの外側に延在し、したがって、プレート熱交換器の完全なプレートパックであり、プレートパックによって「遮蔽」されることはない。これにより、ガスケット配列がプレート式熱交換器に組み込まれている場合でも、リーダーによるＲＦＩＤタグの容易な読み取りが可能になる。

【0015】

ガスケット配列は、突出部の外側部分の長さ延長部がＲＦＩＤタグの長さ延長部とほぼ平行になるように設計され得る。これにより、ＲＦＩＤタグを突出部の外側部分に埋め込むことが容易になり、ガスケット配列の比較的コンパクトで洗練された設計が可能になる。さらに、これは、ＲＦＩＤタグの読み取り距離を延ばし得る。

【0016】

突出部の外側部分の長さ延長部は、第１の接続部分、すなわち、第１の接続部分がガスケットに接合する場所で、ガスケットの長さ延長部にほぼ平行であり得る。これにより、ガスケット配列の比較的コンパクトで洗練された設計が可能になり得る。

【0017】

さらに、突出部の第１の接続部分の長さ延長部は、突出部の外側部分の長さ延長部に対してほぼ垂直であり得る。これにより、ガスケット配列の比較的材料効率の高い設計が可能になる。さらに、プレート熱交換器内のガスケット配列と係合するように配置された第１および第２の伝熱プレートの比較的簡単な従来の設計を可能にし得る。

【0018】

ガスケット配列は、第１の接続部分がガスケットと突出部の外側部分の中間部分との間に延在するように設計され得る。これにより、絡まりにくい比較的機械的に頑丈なガスケット配列が可能になる。

【0019】

ガスケット配列の突出部は、任意の適切な設計および／または機能を有し得る。一例として、ガスケットに関する情報を印刷またはエンボス加工して提供することもできる専用のマーキングタブとして設計され得る。あるいは、ガスケットを第１の伝熱プレートに取り付けるための手段として設計することもできる。それに応じて、ガスケット配列は、突出部が、突出部の外側部分からガスケットに向かって延在する第１のフィンガをさらに備え、フィンガの自由端がガスケットに面するように設計され得る。さらに、第１の接続部分および突出部の第１のフィンガは、ガスケットを第１の伝熱プレートに固定するために第１の伝熱プレートの両側に係合するように配置され得る。このような設計により、ＲＦＩＤタグを収容する機能に加えて、ガスケット配列の突出部に１つ以上の機能を与えることが可能になる。

【0020】

ガスケットは、第１の伝熱プレートの第１のポートホールの周りに延在するように配置された第１のポートホールガスケット部分と、第１の伝熱プレートの第２のポートホールの周りに延在するように配置された第２のポートホールガスケット部分と、第１および第２の伝熱プレート間に流体流れチャネルを画定するように配置された内側を有する環状ガスケット部分とを備えている。ガスケットは、第１のポートホールガスケット部分と環状ガスケット部分とを接続する少なくとも１つの第１のリンクガスケット部分と、第２のポートホールガスケット部分と環状ガスケット部分とを接続する少なくとも１つの第２のリンクガスケット部分とをさらに備え得る。突出部は、前記少なくとも１つの第１のリンクガスケット部分の外側の一つから突出し得る。これにより、ガスケットのシール機能への影響を最小限に抑えながら、ガスケット上に突出部を位置決めすることが可能になり得る。

【0021】

上記の代替として、ガスケットは、第１の伝熱プレートの第１のポートホールの周りに延在するように配置された第１のポートホールガスケット部分を備えることができ、突出部が第１のポートホールガスケット部分の外側から突出する。この構成は、ガスケットが第１のポートホールガスケット部分からなる場合に適している。半溶接プレート熱交換器での使用に適合したガスケットの場合であるように、ガスケットがポートホールガスケット部分と環状ガスケット部分とを分離するように接続するリンクガスケット部分を欠いている場合にも適している。

【0022】

さらに代替として、ガスケットは、その内部が第１および第２の伝熱プレート間の流体流れチャネルを規定するように配置された環状ガスケット部分を備えてもよく、突出部は、環状ガスケット部分の外側から突出する。この構成は、ガスケットが環状ガスケット部分からなる場合に適している。また、ガスケットがポートホールガスケット部分と環状ガスケット部分とを分離するように接続するリンクガスケット部分を欠いている場合にも適している。

【0023】

第１および第２のポートホールガスケット部分ならびに環状ガスケット部分は、それらが分離されているか接続されているかに関係なく、同じまたは異なる材料で作られ得る。

【0024】

本発明による方法は、プレート式熱交換器用のガスケット配列を製造するためのものであり、このガスケット配列は、ガスケットと、ガスケットの外側から突出する突出部とを備えている。この方法は、第１のエラストマー材料のガスケットを設けるステップと、第２の材料の突出部を設けるステップと、ガスケットおよび突出部を恒久的に接合するステップとを含む。この方法は、突出部に少なくとも部分的に成形されたＲＦＩＤタグを設けるステップをさらに含むことを特徴とする。

【0025】

第１のエラストマー材料は、ゴム、例えば、ＥＰＤＭ、ＦＫＭ、またはＮＢＲなどの任意の適切な材料であり得る。

【0026】

第２の材料は、プラスチック、例えば、熱可塑性または熱硬化性プラスチック、若しくは、ゴム、例えば、ＥＰＤＭ、ＦＫＭまたはＮＢＲなどの任意の適切な材料であり得る。第２の材料がゴムである場合、ＲＦＩＤタグを埋め込むために、加硫または可塑化され得る。第２の材料が熱可塑性樹脂である場合、ＲＦＩＤタグの周りに射出成形して埋め込むか、ＲＦＩＤタグの周りにスナップ留めされる「クリップ」に予備成形され得る。第２の材料が熱硬化性プラスチックである場合、ＲＦＩＤタグを埋め込むためのＲＦＩＤタグの周囲に、熱またはＵＶ光によって硬化する１液型または化学反応によって硬化する２液型であり得る。

【0027】

ガスケットおよび突出部は、恒久的に接合される前に別々に製造され得る。しかしながら、本発明による方法の一実施形態によれば、ガスケットを設けるステップは、ガスケット配列のガスケットを成形するためのガスケット部分を備えた金型を設けるサブステップと、金型のガスケット部分に第１のエラストマー材料の少なくとも１つのブランクを配置するサブステップと、金型に熱を加えて、ガスケットとガスケットおよび突出部の永久接合とを達成するサブステップを含む。この実施形態によれば、突出部は、ガスケットの成形に関連してガスケットと永久的に接合される前に、別々に製造され得る。

【0028】

本発明による方法の別の実施形態によれば、ガスケットおよび突出部を設けるステップは、ガスケット配列のガスケットを成形するためのガスケット部分と、ガスケット配列の突出部を成形するためのガスケット部分の外側から突出する突出部分とを備えた、金型を設けるサブステップと、金型の突出部分にＲＦＩＤタグを配置するサブステップと、金型のガスケット部分に第１のエラストマー材料の少なくとも１つのブランクを配置し、金型の突出部分にある少なくとも１つの第２の材料のブランクを配置するサブステップと、金型に熱を加えて、ガスケット、突出部、突出部に少なくとも部分的に成形されたＲＦＩＤタグ、並びに、ガスケットと突出部との永久接合を達成するサブステップを含む。この実施形態によれば、ガスケットおよび突出部は、同時に製造され、一体的に形成される。

【0029】

第１のエラストマー材料と第２の材料は異なる材料であり得る。しかしながら、本発明の方法の一実施形態によれば、第１の材料と第２の材料とは同じ材料であり、これはエラストマー材料である。これにより、突出部とガスケットとの恒久的な接合が容易になる。

【0030】

上記の方法のステップおよびサブステップは、上述した特定の順序で実行する必要はなく、他の順序でも実行され得る。

【0031】

本発明によるアセンブリは、上述したように、第１の伝熱プレートおよびガスケット配列を備えている。第１の伝熱プレートは、ガスケットを収容する溝を含み、突出部の外側部分が、第１の伝熱プレートの外側に延在する。

【0032】

本発明によるガスケット配列の異なる実施形態における上述した利点は、当然、本発明による方法およびアセンブリの異なる実施形態にも転用可能である。

【0033】

本発明のさらに他の目的、特徴、態様および利点は、以下の詳細な説明および図面から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0034】

ここで、添付の概略図を参照して、本発明をより詳細に説明する。

【0035】

【図1】アセンブリを示し、すなわち伝熱プレートと、伝熱プレートの上に配置されたガスケット配列を概略的に示す。

【図2】プレートパックの長辺の外側から見た、プレートパック内の当接する伝熱プレートの当接する外側エッジを概略的に示す。

【図3】図１のガスケットのシール部分の断面を模式的に示す。

【図4】図１のガスケット配列の第１の部分の拡大図を含み、本発明の第１の実施形態を示す。

【図5】図１のガスケット配列の第２の部分の拡大図を含み、本発明の第２の実施形態を示す。

【図6】図１の伝熱プレートとガスケット配列との間の適切な係合を概略的に示す。

【図7】ＲＦＩＤタグを模式的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0036】

図１には、プレート熱交換器（図示せず）用のガスケット配列２および第１の伝熱プレート４が示されている。ガスケット配列２および第１の伝熱プレート４は、アセンブリ５を構成する。ガスケット配列２は、ゴム製ガスケット６を備えている。第１の伝熱プレートは実質的に長方形であり、ステンレス鋼で作られている。プレート式熱交換器では、第１の伝熱プレート４は、第２の伝熱プレート８（図２に示す）と第３の伝熱プレート１０（図２に示す）との間に配置され、ガスケット６は、第１の伝熱プレート４と第２の伝熱プレート８との間をシールする。プレート式熱交換器では、第１、第２および第３の伝熱プレートがプレートパックの一部を形成する。プレートパック内のプレートはすべて同じタイプであるが、別の実施形態では異なるタイプであり得る。さらに、本発明の背景を説明する本文のセクションを参照すると、プレートパック内の伝熱プレートは互いに対して「回転」しているが、代替の実施形態では、それぞれ互いに対して「反転」し得る。

【0037】

第１の伝熱プレート４は、第１の側１２、対向する第２の側１４、並びに、第１の伝熱プレート４のそれぞれのコーナーに配置された第１、第２、第３、第４のポートホール１６ａ～ｄを備えている（図１および図２）。第１の伝熱プレート４は、ガスケット６を受容するための溝１８を第１の面１２上にさらに備えている。溝１８の第１および第２のポートホール溝部分１８ａ、１８ｂは、それぞれ、第１および第２のポートホール１６ａ、１６ｂの対応する１つの周りに完全に延在する。溝１８の環状溝部分１８ｅは、第１の伝熱プレート４の外側エッジ（外縁）２０に沿って、溝１８の第１および第２のポートホール溝部分１８ａ、１８ｂのそれぞれの内側に延在する。溝１８の複数の第１のリンク溝部分１８ｆ、ここでは７つが、第１のポートホール溝部分１８ａと環状溝部分１８ｅとの間に延在し、溝１８の複数の第２のリンク溝部分１８ｇ、ここでは７つが、第２のポートホール溝部分１８ｂと環状溝部分１８ｅとの間に延在する。

【0038】

第１の伝熱プレート４の異なる領域には異なる波状パターン（図１には示されず）が設けられ、特定のプレート領域内の波状パターンは、このプレート領域の主な機能に適合している。例えば、図１、図２、および図６を参照すると、第１の伝熱プレート４の外側エッジ部分２２には、第１の伝熱プレート４の外側エッジ２０の大部分に沿って延在する強化波状部が設けられており、それは波形を与えている。伝熱プレート４の第１の側１２から見た場合に交互に配置された隆起部（ridges）２４と谷部（valleys）２６とを含むこの波状部、並びに、伝熱プレート４の他の領域内の波状部もまた、仮想の第１の平面ｐ１と仮想の第２の平面ｐ２との間およびそれらの平面に延在する。ガスケット溝１８の底は、第１平面ｐ１に延在する。仮想の第１の平面ｐ１および第２の平面ｐ２の間の中間に配置され、仮想の第１の平面ｐ１および第２の平面ｐ２と平行に配置された仮想の中間平面ｐｉは、第１の伝熱プレート４の外側エッジ部分２２内の隆起部２４と谷部２６との間の境界を規定する。

【0039】

第１、第２および第３の伝熱プレートはすべて同じ種類のものであるため、第１の伝熱プレート４に関して上述した説明は、第２および第３の伝熱プレート８、１０にも当てはまる。

【0040】

プレート式熱交換器では、第１の伝熱プレート４の第１の側１２は、第２の伝熱プレート８に面し、第１の伝熱プレート４の第２の反対側１４は、第３の伝熱プレート１０に面する。そのように配置すると、第１の伝熱プレート４の波状部が、第２および第３の伝熱プレート８、１０の波状部に当接する。同時に、ガスケット６は、ガスケット６の下側２８が第１の伝熱プレート４に面し（図３）、ガスケット６の上側３０が第２の伝熱プレート８に面する（図３）状態で、第１および第２の伝熱プレート４、８のガスケット溝に収容されて、その間で圧縮される。同様のガスケットが対応して配置され、第１および第３の伝熱プレート４、１０の間で圧縮される。

【0041】

溝１８にフィットするために、ガスケット６は、図１を参照すると、それぞれ第１および第２のポートホール溝部分１８ａ、１８ｂに受容されるように配置された第１および第２のポートホールガスケット部分６ａ、６ｂと、環状溝部分１８ｅに受容されるように配置された環状ガスケット部分６ｅと、第１のリンク溝部分１８ｆの対応する１つに受容されるように配置された、ここでは７つである複数の第１のリンクガスケット部分６ｆと、第２のリンク溝部分１８ｇの対応する１つに受容されるように配置された、ここでは７つである複数の第２のリンクガスケット部分６ｇとを備えている。したがって、プレート式熱交換器では、ガスケット６の第１および第２のポートホールガスケット部分６ａ、６ｂは、第１の伝熱プレート４の第１および第２のポートホール１６ａ、１６ｂの対応する１つと、第２の伝熱プレート８の対応するそれぞれ１つのポートホールとを囲むように配置され、ガスケット６の環状ガスケット部分６ｅの内側３２が、第１および第２の伝熱プレート４、８の間の流体流れチャネルを画定するように配置されている。第１および第２のリンクガスケット部分６ｆ、６ｇは、第１および第２のポートホールガスケット部分６ａ、６ｂと環状ガスケット部分６ｅとを接続する低い高さの非シール部分である。別の実施形態では、これらの非シールガスケット部分は、ガスケットの残りの部分と同じ高さであり得る。

【0042】

ゴム製ガスケット６に加えて、ガスケット配列２は、マーキングタブ３４、外側ガスケット取り付け手段３６、および内側ガスケット取り付け手段３８の形態であるゴム製突出部を備えている。マーキングタブ３４および外側ガスケット取り付け手段３６は、ガスケット６の外側４０から突出し、内側ガスケット取り付け手段３８は、ガスケット６の第１および第２のポートホールガスケット部分６ａ、６ｂの内側４２、および環状ガスケット部分６ｅの内側３２から突出する。

【0043】

マーキングタブ３４と外側ガスケット取り付け手段３６の第１の一つ３６ａとは、第１のリンクガスケット部分６ｆの外側の一つ６ｆ’から突出し、それぞれ図４および５により詳細に示されている。マーキングタブ３４および第１の外側ガスケット取り付け手段３６ａのそれぞれは、対応する外側部分またはブリッジ４４、４６と、対応する第１の接続部分４８、５０とを備えている。第１の接続部分４８、５０は、外側部分４４、４６をガスケット６に接続するように配置されている。第１の接続部分４８、５０は、第１の接続部分４８、５０がガスケット６に接合するガスケット６の長さ延長部に対してほぼ垂直にガスケット６から延在する。さらに、外側部分４４、４６のそれぞれの長さ延長部は、第１の接続部分４８、５０がガスケット６に接合するガスケット６の長さ延長部とほぼ平行である。図１および図４～６から明らかなように、第１の接続部分４８、５０は、外側部分４４、４６が第１の伝熱プレート４のすぐ外側、つまりプレート熱交換器のプレートパックのすぐ外側に延在するように配置される。

【0044】

マーキングタブ３４の第１の接続部分４８は、マーキングタブ３４の外側部分４４の中間または中央部分Ｃに接続し、外側ガスケット取り付け手段３６ａの第１の接続部分５０は、外側ガスケット取り付け手段３６ａの外側部分４６の第１の端部Ｅ１に接続する。外側ガスケット取り付け手段３６ａは、外側部分４６をガスケット６に接続するように配置された第２の接続部分５２をさらに備える。第２の接続部分５２は、第１の接続部分５０とほぼ平行に延在し、同様の長さを有する。外側ガスケット取り付け手段３６ａの第２の接続部分５２は、外側ガスケット取り付け手段３６ａの外側部分４６の第２の端部Ｅ２に接続する。最後に、外側ガスケット取り付け手段３６ａは、外側ガスケット取り付け手段３６ａの外側部分４６からガスケット６に向かって、第１および第２の接続部分５０、５２にほぼ平行にそれぞれ延在する、第１、第２、および第３のフィンガ５４、５６、５８を備えている。

【0045】

すべての外側ガスケット取り付け手段３６は、外側ガスケット取り付け手段３６ａの上述した説明にしたがって構成される。それらは、ガスケット６を取り付けるために第１の伝熱プレート４と係合するように配置される。図６では、第１の伝熱プレート４と外側ガスケット取り付け手段３６の１つとの間の係合が示されているが、外側ガスケット取り付け手段３６のすべてが同様の方法で第１の伝熱プレート４と係合する。外側ガスケット取り付け手段３６が第１の伝熱プレート４と適切に係合すると、第１および第２の接続部分５０、５２および第２のフィンガ５６は、外側エッジ部分２２の谷部２６の対応する１つに配置され、第１および第３のフィンガ５４、５８は、外側エッジ部分２２の隆起部２４の対応する一つの下に配置され、外側部分４６は、第１の伝熱プレート４の外側に延在し、その外側エッジ２０にほぼ平行である。したがって、第１および第２の接続部分５０、５２と外側ガスケット取り付け手段３６の第２のフィンガ５６とは、第１の伝熱プレート４の第１の側１２と係合する一方、外側ガスケット取り付け手段３６の第１および第３のフィンガ５４、５８は、第１の伝熱プレート４の対向する第２の側１４（図２）と係合して、ガスケット６を第１の伝熱プレート４に固定する。

【0046】

ガスケット配列２が第１の伝熱プレート４に適切に固定されると、ガスケット６は溝１８内に配置され、外側ガスケット取り付け手段３６はすべて、上述したように第１の伝熱プレート４と係合し、内側ガスケット取り付け手段３８はすべて、第１伝熱プレート４のポートホール縁部に係合し、これ以上は説明しないが、マーキングタブ３４の第１の接続部分４８が、第１の伝熱プレート４の外側エッジ部分２２の谷部２６の１つに配置され、マーキングタブ３４の外側部分４４が、第１の伝熱プレート４の外側に延在し、その外側エッジ２０とほぼ平行である。

【0047】

ガスケット配列２は、図７に示されるＵＨＦ規格のＲＦＩＤタグ６０をさらに備える。図４および図５は、ＲＦＩＤタグ６０の２つの可能な位置を示し、つまり、本発明によるガスケット配列２の２つの異なる実施形態を示す。図４では、ＲＦＩＤタグ６０は、マーキングタブ３４の外側部分４４に配置され、図５では、ＲＦＩＤタグ６０は、第１の外側ガスケット取り付け手段３６ａの外側部分４６に配置される。両方の実施形態において、ＲＦＩＤタグ６０はゴムに埋め込まれており、外側からは見えないため、図４および図５に破線で示されている。さらに、両方の実施形態において、ＲＦＩＤタグ６０の長さ延長部、特にそのチップ６１から延在する２つのアンテナ６２の長手方向の中心軸（図７）は、対応する外側部分４４、４６の長さ延長部とほぼ平行である。アンテナ６２は、図では実線で示されているが、実際にはアンテナの長手方向中心軸の周りに延在する螺旋として形成されている。

【0048】

ガスケット６を成形するためのガスケット部分と、マーキングタブ３４、外側ガスケット取り付け手段３６、および内側ガスケット取り付け手段３８を成形するための突出部分とを備えた金型（図示せず）を使用して、ガスケット配列２が製造される。金型は、互いに押し付けられて金型キャビティを画定する２つの対向する部品を備えた従来の金型であり、本明細書ではこれ以上詳細に説明しない。マーキングタブ３４および外側ガスケット取り付け手段３６を成形するための突出部分は、ガスケット部分の外側から突出する一方、内側ガスケット取り付け手段３８を成形するための突出部分が、ガスケット部分の内側から突出する。第１のステップでは、ＲＦＩＤタグ６０は、図４または図５のどちらのガスケット配列を製造するかによって、マーキングタブ３４を成形するための突出部分の外側部分、或いは、第１の外側ガスケット取り付け手段３６ａを成形するための突出部分の外側部分に配置される。第２のステップでは、金型のガスケット部分および突出部分にゴムのブランクを充填する。第３のステップでは、金型を加熱してゴムのブランクを可塑化または加硫化してガスケット配列を実現する。これに関連して、可塑化または加硫化されたゴムがＲＦＩＤタグ６０を封入し、これによりマーキングタブ３４または第１の外側ガスケット配列３６ａに埋め込まれる。成形後、ガスケット配列は金型から一体的に取り出される。

【0049】

ＲＦＩＤタグは、ガスケットの製造元が受け取ったときに乱数で事前にプログラムされているか、ガスケットの製造元がＲＦＩＤタグに乱数をプログラムしている。乱数は、繰り返しや他のシステムとの干渉の可能性を最小限に抑える必要がある。例えば、乱数はＵＵＩＤ４テクノロジを使用して生成され得る。乱数は、データベース内の対応する製造バッチ番号とペアになり、そのバッチ番号から、物品番号、材料の品質、製造日、製造パラメータなどに関する情報が提供される。後の段階で、ガスケット配列２のＲＦＩＤタグ６０は、その製品ライフサイクル全体にわたるガスケット配列の完全なトレーサビリティのために、これらのすべての情報にアクセスするための適切なリーダーによって読み取ることができる。例えば、これによりクレーム処理が容易になる。乱数は、ガスケット配列を購入した顧客に関する情報、ガスケット配列を含むプレート式熱交換器の識別情報、設置日、プレート式熱交換器の動作パラメータなどの追加情報とペアにされ、必要に応じて更新され得る。このような追加情報は、プレート式熱交換器のデジタルツイン（digital twins）を作成し、それらのサービスおよびメンテナンスを促進および予測するために使用され得る。

【0050】

本発明の上述した実施形態は、例としてのみ参照されるべきである。当業者は、議論された実施形態が、本発明の概念から逸脱することなく、多くの方法で変更され得ることを理解する。

【0051】

一例として、第１の外側ガスケット取り付け手段３６ａおよびマーキングタブ３４は、図１に示されるように配置される必要はなく、他の配置を有し得る。例えば、第１の外側ガスケット取り付け手段３６ａおよびマーキングタブ３４は、代わりに、第１のリンクガスケット部分６ｆのうちの他方の外側の一つから、或いは、第１の伝熱プレート４の中央凹部の下に配置されるように構成されたガスケット６のブリッジ部分から突出し得る。このブリッジ部分は図１に示されている。別の例として、第１の外側ガスケット取り付け手段３６ａおよびマーキングタブ３４は、代わりに、例えば図１の「Ａ」で、第１のポートホールガスケット部分６ａ、或いは、例えば図１の「Ｂ」で、環状ガスケット部分６ｅなどのガスケットのシール部分から突出し得る。当然、ガスケット配列は、それぞれのＲＦＩＤタグを収容する２つのマーキングタブであって、例えば、１つのマーキングタブが第１ポートホールガスケット部分６ａから突出し、１つのマーキングタブが環状ガスケット部分６ｅから突出する、２つのマーキングタブを備えることもできる。そのような実施形態は、第１のポートホールガスケット部分および環状ガスケット部分の別々のトレーサビリティを可能にし得る。

【0052】

上述したように突出部の外側部分だけに埋め込まれる代わりに、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤタグの長さ延長部が第１の接続部分の長さ延長部に対してほぼ平行またはそうではない状態で、突出部の第１の接続部分にも埋め込まれ得る。

【0053】

ＲＦＩＤタグは、上述して図面に示したように設計する必要はなく、任意の適切な設計を有し得る。一例として、アンテナは三次元螺旋として形成される必要はなく、任意の適切な方法で平面に延在し得る。一例として、アンテナは、チップの反対側から波状に延在し得る。別の例として、アンテナは、チップの周りに１つまたは複数のターンを延在させ、ターンは、円形または多角形などの任意の形状を有し得る。さらに、ＲＦＩＤタグは２つより多いまたは少ないアンテナを含むことができ、チップは任意の適切な設計を有し得る。最後に、ＲＦＩＤタグはラベルに含まれており、突出部に埋め込まれ得るサポート上に設けられ得る。

【0054】

突出部の外側部分の長さ延長部は、突出部の第１の接続部分の長さ延長部に対してほぼ垂直に延在する必要はなく、その代わりにそれに対してほぼ平行に延びて、第１の接続部分の「延長部」を形成し得る。

【0055】

第１の外側ガスケット取り付け手段３６ａは、図示されるように設計される必要はなく、他の設計を有し得る。例えば、第１の外側ガスケット取り付け手段は、米国特許第４，６３５，７１５号または米国特許第１０，４５１，３６１号にしたがって設計され得る。

【0056】

すべての外側ガスケット取り付け手段は、同様の設計であってもなくてもよい。

【0057】

図１に示されたガスケットアセンブリは、平行流タイプのプレート熱交換器で使用されるように構成されており、これは、第１および第２のポートホールガスケット部分６ａ、６ｂが、ガスケット配列の長手方向中心軸の同じ側に配置されることを意味する。当然のことながら、本発明は、第１および第２のポートホールガスケット部分６ａ、６ｂがガスケット配列の長手方向中心軸の両側に配置された対角流タイプのプレート熱交換器に関しても同様に適用可能である。さらに、本発明は、プレート熱交換器の長手方向中心軸に沿って配置されたポートホールを有する清水発生器など、他のタイプのプレート熱交換器に関連しても適用可能である。

【0058】

完全なガスケット配列は、１つのステップで成形される必要はない。例えば、ＲＦＩＤタグを含むマーキングタブを第１のステップで成形し、残りのガスケット配列を第２のステップで成形してもよい。次に、ガスケット配列を作るために、ＲＦＩＤタグを含む予備成形されたマーキングタブが金型内に配置され、ガスケット配列の残りの成形に関連してガスケットに「自動的に」接合され得る。あるいは、ＲＦＩＤタグを含むマーキングタブが分離された金型で成形され、残りのガスケットが分離された金型で成形され、次に、マーキングタブと残りのガスケット配列とが別のステップで接続され得る。当然ながら、代わりにＲＦＩＤタグが第１の外側ガスケット取り付け手段に埋め込まれた状態における、対応する代替の製造方法が可能である。

【0059】

ＲＦＩＤタグは、可塑化または加硫ゴムまたは他の材料でＲＦＩＤタグをカプセル化することにより、マーキングタブまたは第１の外側ガスケット取り付け手段に成形する必要はない。別の製造方法によれば、成形後にマーキングタブまたは第１の外側ガスケット取り付け手段に切り込みが入れられ、ＲＦＩＤタグがこの切り込みを通して挿入される。

【0060】

ガスケット配列の全部または一部は、ゴム以外の材料で作られ得る。同様に、伝熱プレートは、チタンやアルミニウムなど、ステンレス鋼以外の材料で作られ得る。

【0061】

上述した伝熱プレートは、ガスケット溝と外側エッジ部分内の谷部とが同一平面内にあるように設計されている。当然のことながら、本発明は、他の設計の伝熱プレート、例えば、半平面に配置されたガスケット溝を備えた伝熱プレートに関して同様に適用可能である。

【0062】

最後に、本発明は、純粋にガスケットで覆われたプレート熱交換器以外の他のタイプのプレート熱交換器、例えば、溶接熱交換器や半溶接熱交換器など、部分的／永久的のみに接合された伝熱プレートを備えたプレート熱交換器に関して使用され得る。

【0063】

本発明に関係のない詳細な説明は省略されていること、並びに、図は単に概略的なものであり、縮尺通りに描かれていないことを強調しておくべきである。また、一部の数値は他の数値よりも単純化されていることにも注意していただきたい。したがって、一部のコンポーネントは、ある図では示されていても、別の図では省略されている場合がある。最後に、本明細書で使用する接頭語「第１」、「第２」、「上部」、「下部」、「上側」、「下側」、「水平」、「垂直」などは、異なるコンポーネントと相対的な位置や向きに関して要件を課すことはない。

【符号の説明】

【0064】

２ ガスケット配列
４ 第１の伝熱プレート
５ アセンブリ
６ ガスケット
６ａ 第１のポートホールガスケット部分
６ｂ 第２のポートホールガスケット部分
６ｅ 環状ガスケット部分
６ｆ 第１のリンクガスケット部分
８ 第２の伝熱プレート
１０ 第３の伝熱プレート
１２ 第１の側、第１の面
１４ 第２の側
１６ ポートホール
１８ 溝
１８ａ 第１のポートホール溝部分
１８ｂ 第２のポートホール溝部分
１８ｅ 環状溝部分
１８ｆ 第１のリンク溝部分
１８ｇ 第２のリンク溝部分
２０ 外側エッジ
２２ 外側エッジ部分
２４ 隆起部
２６ 谷部
２８ 下側
３０ 上側
３４ マーキングタブ
３６ 外側ガスケット取り付け手段
３８ 内側ガスケット取り付け手段
４０ 外側
４２ 内側
４４、４６ 外側部分またはブリッジ
４８、５０ 第１の接続部分
５２ 第２の接続部分
５４ 第１のフィンガ
５６ 第２のフィンガ
５８ 第３のフィンガ
６０ ＲＦＩＤタグ
６２ アンテナ
ｐ１ 仮想の第１の平面
ｐ２ 仮想の第２の平面
ｐｉ 中間平面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】