2022-534372 プレート式熱交換器、およびプレート式熱交換器の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-29

(54)【発明の名称】プレート式熱交換器、およびプレート式熱交換器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F28F 3/08 20060101AFI20220722BHJP

   F28D 9/02 20060101ALI20220722BHJP

   B21D 53/04 20060101ALI20220722BHJP

【ＦＩ】

F28F3/08 311

F28D9/02

B21D53/04 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021569171

(86)(22)【出願日】2020-05-08

(85)【翻訳文提出日】2021-11-19

(86)【国際出願番号】 EP2020062863

(87)【国際公開番号】W WO2020234006

(87)【国際公開日】2020-11-26

(31)【優先権主張番号】1950601-3

(32)【優先日】2019-05-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】イェンス・ロムルンド

【テーマコード（参考）】

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L103AA11

3L103DD57

(57)【要約】

プレート式熱交換器およびプレート式熱交換器の製造方法が開示されている。プレート式熱交換器は、複数のプレート（２、３、４）を含み、それぞれのプレートは、隆起および谷部の波形（７）を備えた中央領域（６）であって、隆起および谷部が上位レベル（ｐ´）と下位レベル（ｐ″）との間で延在している中央領域（６）を含む。４つのポートホール領域（１１）のそれぞれは、上位レベルまたは下位レベルに位置する環状平坦領域（１２）を含む。プレートは、熱交換プレート（２）とエンドプレート（３、４）とで構成される。それぞれの熱交換プレートは、それぞれのポートホール領域を貫通する４つのポートホール（１３）を含む。エンドプレートのそれぞれのポートホール領域は、プレート部分（２０）によって閉じられる。所定数の突起が、エンドプレートの環状平坦領域から下位レベルと上位レベルのいずれかに突出している。上位レベルに突出する突起は、隣接する熱交換プレートの環状平坦領域に当接している。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレートパッケージを形成するために互いに並んで配置された複数のプレート（２、３、４）を含むプレート式熱交換器（１）であって、各プレートが、
プレート（２、３、４）の延在面（ｐ）と平行に延在し、隆起部および谷部の波形（７）を含む中央領域（６）であって、前記波形（７）が、主延在面（ｐ）から離れた上位レベル（ｐ´）と、主延在面（ｐ）およびその反対側から離れた下位レベル（ｐ″）との間で延在し、前記隆起部が上位レベル（ｐ´）に到達し、前記谷部が下位レベル（ｐ″）に到達している、中央領域（６）と、
前記中央領域（６）の周りに延在するエッジ領域（１０）と、
４つのポートホール領域（１１）であって、それぞれが環状平坦領域（１２）を含み、前記環状平坦領域（１２）が、前記上位レベル（ｐ´）および下位レベル（ｐ″）のうちの１つに位置する、４つのポートホール領域（１１）と、
を含んでなり、
前記プレート（２、３、４）は、熱交換プレート（２）と、プレートパッケージ（５）内の熱交換プレート（２）の最も外側の１つに隣接して外側に設けられた少なくとも第１のエンドプレート（３）と、を含み、
それぞれの前記熱交換プレート（２）が、前記ポートホール領域（１１）のそれぞれの１つを通って延在する４つのポートホール（１３）を含み、
前記第１のエンドプレート（３）のポートホール領域（１１）のそれぞれが、前記環状平坦領域（１２）によって囲まれたプレート部分（２０）によって閉じられている、プレート式熱交換器（１）において、
前記熱交換プレート（２）のそれぞれのポートホール（１３）が、前記環状平坦領域（１２）によって形成されたポートホールエッジ（１４）によって画定され、
前記第１のエンドプレート（３）のそれぞれのポートホール領域（１１）が、前記環状平坦領域（１２）上に配置され、そこから前記下位レベル（ｐ″）および上位レベル（ｐ´）のいずれか１つに突出する所定数の突起（２２）を含み、
前記上位レベル（ｐ´）に突出する前記第１のエンドプレート（３）の各突起（２２）が、隣接する最も外側の熱交換プレート（２）の環状平坦領域（１２）に当接していることを特徴とする、プレート式熱交換器（１）。

【請求項2】

前記環状平坦領域（１２）が上位レベル（ｐ´）に位置するとき、前記突起（２２）が下位レベル（ｐ″）に突出し、前記環状平坦領域（１２）が下位レベル（ｐ″）に位置するとき、前記突起（２２）が上位レベル（ｐ´）に突出していることを特徴とする、請求項１に記載のプレート式熱交換器（１）。

【請求項3】

前記プレート（２、３、４）はまた、前記プレートパッケージ（５）内の第１のエンドプレート（３）の外側に隣接して設けられた第２のエンドプレート（４）を含み、
前記第２のエンドプレート（４）のポートホール領域（１１）のそれぞれが、環状平坦領域（１２）に囲まれたプレート部分（２０）によって閉じられ、
前記第２のエンドプレート（４）のポートホール領域（１１）のそれぞれが、環状平坦領域（１２）上に配置され、そこから下位レベル（ｐ″）および上位レベル（ｐ´）の１つに突出する所定数の突起（２２）を含み、
前記上位レベル（ｐ´）に突出する前記第２のエンドプレート（４）の各突起（２２）が、隣接する前記第１のエンドプレート（３）の環状平坦領域（１２）の突起（２２）のそれぞれに当接していることを特徴とする、請求項１または２に記載のプレート式熱交換器（１）。

【請求項4】

前記環状平坦領域に囲まれたプレート部分は、円形で、前記環状平坦領域が上位レベル（ｐ´）にあるときに下位レベル（ｐ″）に位置し、前記環状平坦領域が下位レベル（ｐ″）にあるときは上位レベル（ｐ´）に位置していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器（１）。

【請求項5】

前記突起（２２）が前記プレート部分（２０）まで延在していることを特徴とする、請求項４に記載のプレート式熱交換器（１）。

【請求項6】

前記突起（２２）が前記環状平坦領域（１２）を横切って延在していることを特徴とする、請求項５に記載のプレート式熱交換器（１）。

【請求項7】

前記突起（２２）が、前記プレート部分（２０）から離れた前記環状平坦領域（１２）上に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載のプレート式熱交換器（１）。

【請求項8】

前記環状平坦領域（１２）が前記プレート部分（２０）に隣接していることを特徴とする、請求項４から７のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器（１）。

【請求項9】

前記プレート部分（２０）が、前記上位レベル（ｐ´）および下位レベル（ｐ″）のそれぞれに平坦拡張部を有する強化領域（２１）を含むことを特徴とする、請求項４から８のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器（１）。

【請求項10】

強化領域（２１）が環状であることを特徴とする、請求項４から９のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器（１）。

【請求項11】

前記突起が、前記上位レベル（ｐ´）および下位レベル（ｐ″）のそれぞれに平坦拡張部を有していることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器（１）。

【請求項12】

プレート式熱交換器の製造方法（１）であって、
－複数のプレート（２、３、４）を設けるステップと、
－複数のプレート（２、３、４）を製造するための第１のプレス操作で複数の前記プレート（２、３、４）をプレスするステップと、
を含んでなり、
それぞれの前記プレート（２、３、４）が、
前記プレート（２、３、４）の延在面（ｐ）と平行に延在し、隆起部および谷部の波形（７）を含む中央領域（６）であって、前記波形（７）が、主延在面（ｐ）から離れた上位レベル（ｐ´）と、主延在面（ｐ）およびその反対側から離れた下位レベル（ｐ″）との間で延在し、前記隆起部が上位レベル（ｐ´）に到達し、前記谷部が下位レベル（ｐ″）に到達している、中央領域（６）と、
前記中央領域（６）の周りに延在するエッジ領域（１０）と、
４つのポートホール領域（１１）であって、それぞれが環状平坦領域（１２）を含み、前記環状平坦領域（１２）が、前記上位レベル（ｐ´）および下位レベル（ｐ″）のうちの１つに位置する、４つのポートホール領域（１１）と、
を備えた、プレート式熱交換器の製造方法（１）において、
－前記複数のプレート（２、３、４）から少なくとも第１のエンドプレート（３）および熱交換プレート（２）を選択するステップと、
－それぞれの前記熱交換プレート（２）のポートホール領域（１１）のそれぞれの１つを貫通する切削操作において４つのポートホール（１３）を切削するステップであって、それぞれの前記ポートホール（１３）が、前記環状平坦領域（１２）によって形成されたポートホールエッジ（１４）によって画定されている、４つのポートホール（１３）を切削するステップと、
－第２のプレス操作で所定数の突起（２２）をプレスするステップであって、前記環状平坦領域（１２）から前記第１のエンドプレート（３）の各ポートホール領域（１１）における下位レベル（ｐ″）および上位レベル（ｐ´）の１つに突出させる、プレスするステップと、
を含んでなることを特徴とする、プレート式熱交換器の製造方法（１）。

【請求項13】

熱交換プレート（２）と第１のエンドプレート（３）とを組み立てて結合するステップであって、前記熱交換プレート（２）のそれぞれのポートホール（１３）を通って延在し、前記第１のエンドプレート（３）によって閉じられる４つのポートホールチャネル（１４～１７）を備えたプレートパッケージ（５）を取得する、組み立てて結合するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第１のエンドプレート（３）および熱交換プレート（２）の選択に加えて、前記選択するステップが、第２のエンドプレート（４）を選択することも含み、
－所定数の突起（２２）をプレスするステップであって、前記環状平坦領域（１２）から前記第２のエンドプレート（４）の各ポートホール領域（１１）における下位レベル（ｐ″）および上位レベル（ｐ´）の１つに突出させる、プレスするステップをさらに含んでなることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

－前記熱交換プレート（２）と前記第１のエンドプレート（３）と前記第２のエンドプレート（５）とを組み立てて結合するステップであって、前記熱交換プレート（２）のそれぞれのポートホール（１３）を通って延在し、前記第１のエンドプレート（３）および前記第２のエンドプレート（４）によって閉じられる４つのポートホールチャネル（１４～１７）を備えたプレートパッケージ（５）を取得する、組み立てて結合するステップをさらに含んでなることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前文によるプレート式熱交換器に関する。本発明はまた、請求項１２の前文によるプレート式熱交換器を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

多くのプレート式熱交換器の用途では、高強度が必要である。これは、プレート式熱交換器を介して搬送される一方または両方の媒体の使用圧力が高い場合、或いは、一方または両方の媒体の使用圧力が時間の経過とともに変化する場合に重要である。高強度の要件を満たすために、より厚い端部（エンド）プレートまたは強化プレート、つまりプレートパッケージの最も外側の位置にある２つのプレートを使用することが知られている。これらの強化プレートは、アダプタープレート、またはフレームプレートおよびプレッシャープレートとして指定され得る。

【0003】

強化プレートとしてシート、ワッシャー、または厚い平面プレートを使用することも知られている。そのようなシート、ワッシャーまたは厚い平面プレートはまた、フレームプレートおよび／またはプレッシャープレートの外側に設けられ得る。そのような追加のプレート、ワッシャーなどの不利な点は、プレート式熱交換器が製造されるとき、例えばろう付けされるとき、より多くの部品を取り付けなければならないので、製造がより複雑になり、したがってより高価になることである。

【0004】

米国特許第４，９８７，９５５号明細書（特許文献１）は、主延在面に平行に延在する複数のプレートを備えたプレート式熱交換器を開示している。プレートは、複数の熱交換プレートと、最も外側の熱交換プレートのそれぞれの外側に設けられた２つの外側カバープレートと、最も外側の熱交換プレートの１つと外側カバープレートの１つとの間に設けられた波形エンドプレートとを含む。強化外側カバープレートは平面で、熱交換プレートよりもかなり厚い厚さを有している。エンドプレートは、閉じたポートホール領域を有している。

【0005】

国際公開第２００９／１２３５１８号（特許文献２）は、互いに結合された複数の熱交換プレートを含むプレート式熱交換器を開示している。各プレートは、伝熱領域と４つのポートホール領域とを有する。各ポートホール領域は、ポートホールエッジを有するポートホールを取り囲んでいる。この従来技術のプレート式熱交換器は、高強度を有する。高強度を実現するために、例えば、熱交換プレートのポートホール領域など、いくつかの対策が講じられている。熱交換プレートは、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、これらは両方とも平面で、熱交換プレートよりも著しく厚い厚さを有する。

【0006】

より多くの材料を含むより厚い強化プレートのさらなる欠点は、より高い熱慣性である。このより高い熱慣性のために、プレート式熱交換器の熱疲労性能は、特に強化プレートに最も隣接して内部に設けられた熱交換プレートにおいて低下する。熱交換プレートはより薄い材料で製造されているため、媒体の温度により迅速に適応し、それにより、熱交換プレートと強化プレートの間に望ましくない温度差が生じ、熱に依存する応力が発生する。

【0007】

さらに、より厚い強化プレートは、材料の消費が大きくなり、したがってプレート式熱交換器のコストが増加するという欠点をもたらす。

【0008】

米国特許第８,１８１,６９６号明細書（特許文献３）は、複数のプレートを備えたプレート式熱交換器を開示している。プレートは主延在面に平行に延在し、いくつかの熱交換プレートと２つの強化エンドプレートとを含む。熱交換プレートは互いに隣り合って設けられ、第１のプレート間隔および第２のプレート間隔を備えたプレートパッケージを形成する。それぞれの熱交換プレートは、プレートパッケージを貫通してポートを形成する４つのポートホールを有する。熱交換プレートは、プレートパッケージの片側にある最も外側の熱交換プレートと、プレートパッケージの反対側にある最も外側の熱交換プレートとを含む。プレートパッケージ内のプレート隙間のうちの２つは、プレートパッケージのそれぞれの側でそれぞれの最も外側のプレート隙間を形成し、これらは、最も外側の熱交換プレートのそれぞれの１つによって外側に区切られている。強化エンドプレートは、最も外側の熱交換プレートのそれぞれの外側に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】米国特許第４，９８７，９５５号明細書

【特許文献2】国際公開第２００９／１２３５１８号

【特許文献3】米国特許第８,１８１,６９６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、上記の欠点を改善し、高強度のプレート式熱交換器を提供することである。特に、閉じたエンドプレートのポートホール領域の強度を向上させることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

目的は、最初に規定されたプレート式熱交換器によって達成され、その特徴は、
熱交換プレートの各ポートホールは、環状平坦領域によって形成されたポートホールのエッジによって画定され、
第１のエンドプレートのそれぞれのポートホール領域は、環状平坦領域上に配置され、環状平坦領域から下位レベルおよび上位レベルの１つに突出する所定数の突起を含み、
上位レベルに突出する、第１のエンドプレートのそれぞれの突起は、隣接する最も外側の熱交換プレートの環状平坦領域に当接している。

【0012】

閉じたポートホール領域を有する第１のエンドプレートは、環状平坦領域から突出する突起のおかげで、特にポートホール領域内および領域で、熱交換プレートよりも高い強度を有し得る。突起が隣接する熱交換プレートの環状平坦領域に隣接しているので、第１のエンドプレートのポートホール領域、さらにはプレートパッケージのすべてのプレートのポートホール領域に対しても堅固な支持が創生され得る。

【0013】

そのような第１のエンドプレートは、多くのプレート式熱交換器用途において、より高価で、プレート式熱交換器を著しく重くする厚い平面カバープレートに取って代わり得る。

【0014】

熱交換プレートの環状平坦領域は、隣接する熱交換プレートの環状平坦領域に隣接することができ、したがって、環状平坦領域は、これらの２つの隣接する熱交換プレート間に形成されるプレート隙間を閉じるためのシーリングとして機能する。

【0015】

熱交換プレートは、プレートパッケージ内に配置されて、第１の流体のための第１のプレート隙間および第２の流体のための第２のプレート隙間を形成し得る。第１のプレート隙間および第２のプレート隙間は、プレートパッケージ内に交互の順序において配置され得る。熱交換プレートは同一であってもよいが、１つおきの熱交換プレートは延在面において１８０°回転され得る。

【0016】

本発明の一実施形態によれば、上位レベルに突出する第１のエンドプレートの各突起は、隣接する最も外側の熱交換プレートの環状平坦領域に接合されている。このような接合により、強度がさらに向上する。

【0017】

本発明の一実施形態によれば、突起は、環状平坦領域が上位レベルに位置する場合は下位レベルに突出し、環状平坦領域が下位レベルに位置する場合は上位レベルに突出する。

【0018】

本発明の一実施形態によれば、プレートはまた、プレートパッケージ内の第１のエンドプレートの外側に隣接して設けられる第２のエンドプレートを含み、
第２のエンドプレートのそれぞれのポートホール領域は、環状平坦領域に囲まれたプレート部分によって閉じられており、
第２のエンドプレートのそれぞれのポートホール領域は、環状平坦領域上に配置され、環状平坦領域から下位レベルおよび上位レベルの１つに突出する所定数の突起を含み、
上位レベルに突出する、第２のエンドプレートの各突起が、隣接する第１のエンドプレートの環状平坦領域の突起のそれぞれに当接している。

【0019】

第１のエンドプレートの外側に設けられたそのような第２のエンドプレートは、特にポートホール領域内およびその領域で、強度をさらに改善し得る。

【0020】

本発明の一実施形態によれば、上位レベルに突出する、第２のエンドプレートの突起のそれぞれは、隣接する第１のエンドプレートの環状平坦領域の突起のそれぞれの１つに接合されている。このような接合により、強度がさらに向上する。

【0021】

本発明の一実施形態によれば、環状平坦領域に囲まれるプレート部分は円形で、環状平坦領域が上位レベルに位置する場合は下位レベルに強化領域を含み、環状平面領域が下位レベルに位置する場合は上位レベルに強化領域を含む。環状平坦領域に対するプレート部分の強化領域のそのような突起は、ポートホール領域を強化し得る。

【0022】

本発明の一実施形態によれば、突起はプレート部分まで延在する。したがって、突起は、プレート部分に向かっておよびプレート部分まで延在するビームとして形作られ得る。したがって、突起はプレート部分に隣接し得る。

【0023】

本発明の一実施形態によれば、突起は、環状平坦領域を横切って延在する。例えば、突起は、環状平坦領域の幅全体にわたって延在し得る。

【0024】

本発明の一実施形態によれば、突起は、プレート部分から離れた環状平坦領域上に配置されている。

【0025】

本発明の一実施形態によれば、環状平坦領域はプレート部分に隣接している。例えば、環状平坦領域は、環状平坦領域の全内周に沿ってプレート部分に隣接し得る。

【0026】

本発明の一実施形態によれば、強化領域は、上位レベルおよび下位レベルのうちの１つに平坦拡張部を有する。

【0027】

本発明の一実施形態によれば、強化領域は環状である。強化領域のそのような環状形状は、プレート部分の強度をさらに改善することができる。

【0028】

本発明の一実施形態によれば、突起は、それぞれ、上位レベルおよび下位レベルに平坦拡張部を有する。突起の平坦拡張部は、隣接する熱交換プレートの環状平坦領域に対して、または隣接する第１または第２のエンドプレートのそれぞれの突起に対して比較的大きな接触領域を確保し得る。

【0029】

この目的は、最初に規定された方法によっても達成され、この方法は、
－複数のプレートから少なくとも第１のエンドプレートおよび熱交換プレートを選択するステップと、
－それぞれの熱交換プレートの各ポートホール領域に４つのポートホールを切削するステップであって、各ポートホールが、環状平坦領域によって形成されるポートホールのエッジによって画定される、４つのポートホールを切削するステップと、
－第２のプレス操作で所定数の突起をプレスするステップであって、突起が環状平坦領域から、第１のエンドプレートの各ポートホール領域の下位レベルおよび上位レベルのいずれかに突出している、プレスするステップと、
によって特徴付けられる。

【0030】

本発明の変形によれば、この方法は、
－熱交換プレートと第１のエンドプレートとを組み立てて結合するステップであって、熱交換プレートのそれぞれのポートホールを通って延在し、第１のエンドプレートによって閉じられる４つのポートホールチャネルを備えたプレートパッケージを取得する。上位レベルに突出する、第１のエンドプレートの各突起は、隣接する最も外側の熱交換プレートの環状平坦領域に隣接し得る。

【0031】

本発明の変形例によれば、第１のエンドプレートおよび熱交換プレートの選択に加えて、選択ステップが、第２のエンドプレートを選択することも含み、この方法は、
－所定数の突起をプレスするステップであって、突起を環状平坦領域から第２のエンドプレートの各ポートホール領域における下位レベルおよび上位レベルの１つに突出させる、突起をプレスするステップをさらに含む。

【0032】

本発明の変形例によれば、この方法は、
－熱交換プレートと第１エンドプレートと第２エンドプレートとを組み立てて結合するステップであって、熱交換プレートのそれぞれのポートホールを通って延在し、第１のエンドプレートおよび第２のエンドプレートによって閉じられる４つのポートホールチャネルを備えたプレートパッケージを取得する、組み立てて結合するステップをさらに含み得る。上位レベルに突出する、第２のエンドプレートのそれぞれの突起は、隣接する第１のエンドプレートの環状平坦領域の突起のそれぞれの１つに当接し得る。

【図面の簡単な説明】

【0033】

本発明は、様々な実施形態の説明を通じて、そして本明細書に添付された図面を参照して、より詳細に説明される。

【0034】

【図1】本発明の第１の実施形態によるプレート式熱交換器の平面図を概略的に示す。

【図2】図１の線ＩＩ－ＩＩに沿った長手方向断面図を概略的に示す。

【図3】図１のプレート式熱交換器のプレートの平面図を概略的に示す。

【図4】図１のプレート式熱交換器の熱交換プレートの一部の平面図を概略的に示す。

【図5】図１のプレート式熱交換器の第１または第２のエンドプレートの一部の平面図を概略的に示す。

【図6】図１のプレート式熱交換器の第２の実施形態による、第１または第２のエンドプレートの一部の平面図を概略的に示す。

【図7】第１の実施形態による、プレートパッケージ内の第１および第２のエンドプレートのポートホール領域のうちの２つを通る断面図を概略的に示す。

【図8】第１の実施形態による、プレートパッケージ内の第１および第２のエンドプレートのポートホール領域のうちの２つを通る断面図を概略的に示す。

【図9】熱交換プレートまたは第１若しくは第２のエンドプレートにさらに処理される中間プレートの一部の平面図を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0035】

図１および図２は、プレート式熱交換器１を開示している。プレート式熱交換器１は、プレート式熱交換器１のプレートパッケージ５を形成するように互いに並んで配置された複数のプレート２、３、４を含む。

【0036】

プレートパッケージ５のプレート２、３、３は、例えば、ろう付け材料によって、そしてろう付けプロセスを通じて、互いに恒久的に接合され得る。

【0037】

プレート２、３、４のそれぞれは、それぞれの延在面ｐと平行に延在する。

【0038】

プレート２、３、４のそれぞれは、図３を参照して、プレート２、３、４の延在面ｐと平行に延在する中央領域６を含む。中央領域６は、隆起部および谷部の波形７を含むか、またはそれらからなる。波形７は、主延在面ｐから離れた上位レベルｐ´と、主延在面ｐから離れ、主延在面ｐの反対側にある下位レベルｐ″との間で延在し、隆起部が上位レベルｐ´に到達し、谷部が下位レベルｐ″に到達する。

【0039】

プレート２、３は、プレートパッケージ内で互いに積み重ねられて、第１の媒体用の第１のプレート隙間８と、第２の媒体用の第２のプレート隙間９とを形成する。第１のプレート隙間８および第２のプレート隙間９は、図２に示されるように、プレートパッケージ５内で交互の順序で配置されている。

【0040】

プレート２、３、４のそれぞれは、中央領域６の周りに延在し、それを取り囲むエッジ領域１０を備えている。エッジ領域１０は、中央領域６に隣接し得る。エッジ領域１０は、延在面ｐに対して傾斜したフランジからなるか、またはそれを含み得る。図２を参照されたい。

【0041】

プレート２、３、４のそれぞれは、４つのポートホール領域１１を含み、エッジ領域１０内に、好ましくはプレート２、３、４のそれぞれのコーナー領域に設けられ。図３を参照されたい。ポートホール領域１１は、中央エリア６に配置されてもよい。

【0042】

ポートホール領域１１のそれぞれは、環状平坦領域１２を備える。環状平坦領域１２は、上位レベルｐ´および下位レベルｐ″のうちの１つに位置する。開示された実施形態において、環状平坦領域１２のうちの２つは、上位レベルｐ´に位置し、他の２つの環状平坦領域１２は、下位レベルｐ″に位置する。

【0043】

第１の実施形態では、プレート２、３、４は、熱交換プレート２と、プレートパッケージ５内の熱交換プレート２の最も外側の１つに隣接して外側に設けられた第１のエンドプレート３と、図２に見られ得るように、プレートパッケージ５の第１のエンドプレート３に隣接して外側に設けられた第２のエンドプレート４とを含む。

【0044】

［熱交換プレート２］
図３に見られるように、熱交換プレート２のそれぞれは、対応するポートホール領域１１を通って延在する４つのポートホール１３を備える。熱交換プレート２のポートホール１３のそれぞれは、環状平坦領域１２によって形成されたポートホールエッジ１４によって規定される。

【0045】

熱交換プレート２のポートホール１３は、４つのポートホールチャネル１４～１７を形成し、これらは、第１のプレート隙間８への第１の媒体用の第１の入口ポートホール１４と、第１のプレート隙間８からの第１の媒体用の第１の出口ポートホール１５と、第２のプレート隙間８への第２の媒体用の第２の入口ポートホール１６と、第２のプレート隙間８からの第２の媒体用の第２の出口ポートホール１７とを形成し得る。

【0046】

プレートパッケージ５の第１のエンドプレート３および第２のエンドプレート４の反対側に位置する最も外側の熱交換プレート２は、第１の媒体および第２の媒体のためのポートホールチャネル１４～１７との連通を可能にする導管を取り付けるための最も外側のフレームプレートを形成し得る。

【0047】

それぞれの熱交換プレート２は同一である。熱交換プレート２がプレートパッケージ５内に互いに配置される場合、１つおきの熱交換プレート２は、延在面ｐにおいて１８０°回転され得る。その結果、１つおきの熱交換プレート２は、下位レベルｐ″に位置する２つの環状平坦領域１２であって、隣接する熱交換プレート２がある場合に、隣接する熱交換プレート２の上位レベルｐ´に位置するそれぞれの環状平坦領域１２に隣接する２つの環状平坦領域１２を有し得る。１つおきの熱交換プレート２はまた、上位レベルｐ´に位置する２つの環状平坦領域１２を有し、隣接する熱交換プレート２が存在する場合に、隣接する熱交換プレート２上のそれぞれの環状平坦領域１２に隣接する。

【0048】

［第１のエンドプレート３および第２のエンドプレート４］
第１のエンドプレート３の４つのポートホール領域１１は、上位レベルｐ´に位置する２つの環状平坦領域１２であって、隣接する熱交換プレート２上で下位レベルｐ″に位置するそれぞれの環状平坦領域１２に隣接する２つの環状平坦領域１２を形成し、さらに、下位レベルｐ″に位置する２つの環状平坦領域１２であって、第２のエンドプレート４上で上位レベルｐ´に位置するそれぞれの環状平坦領域１２に隣接する２つの環状平坦領域１２を形成する。図５および図７を参照されたい。

【0049】

図５では、上位レベルｐ´の１つの環状平坦領域１２が右側に開示され、下位レベルｐ″の１つの環状平坦領域１２が左側に開示されている。

【0050】

第１のエンドプレート３および第２のエンドプレート４のポートホール領域１１のそれぞれは、環状平坦領域１２に囲まれたプレート部分２０によって閉じられている。プレート部分２０は、円形であってもよく、または少なくとも環状平坦領域１２に隣接する円形の外側輪郭を有し得る。プレート部分２０は、プレートの一部、例えば金属プレートであり、プレス操作方法によってプレート２、３、４に形成された開始プレートを形成している。熱交換プレート２において、プレート部分２０は、切削操作によって除去されている。

【0051】

プレート部分２０は、環状平坦領域１２が上位レベルｐ´に位置する場合は下位レベルｐ″に位置し、環状平坦領域が下位レベルｐ″に位置する場合は上位レベルｐ´に位置する強化領域２１を有し得る。強化領域２１は、それぞれ、上位レベルｐ´および下位レベルｐ″に平坦拡張部を有し得る。強化領域２１は環状であり得る。

【0052】

図５および図７に見られるように、第１のエンドプレート３のポートホール領域１１のそれぞれは、環状平坦領域１２上に配置され、環状平坦領域１２から下位レベルｐ″および上位レベルｐ´の１つに突出する所定数の突起２２を備えている。突起２２は、環状平坦領域１２が上位レベルｐ´に位置する場合、下位レベルｐ″に突出し、環状平坦領域１２が下位レベルｐ″に位置する場合、上位レベルｐ´に突出し得る。図５の左側の上位レベルｐ´に突出する第１のエンドプレート３のそれぞれの突起２２は、隣接する最も外側の熱交換プレート２の環状平坦領域１２に当接している。

【0053】

また、図５および図７を参照すると、第２のエンドプレート４のポートホール領域１１のそれぞれはまた、環状平坦領域１２上に配置され、環状平坦領域１２から下位レベルｐ″および上位レベルｐ´の１つに突出する所定数の突起２２を含み得ることが分かる。また、第２のエンドプレート４に関して、突起２２は、環状平坦領域１２が上位レベルｐ´に位置する場合、下位レベルｐ″に突出し、環状平坦領域１２が下位レベルｐ″に位置する場合、上位レベルｐ´に突出し得る。図５の左側の上位レベルｐ´に突出する第２のエンドプレート４のそれぞれの突起は、隣接する第１のエンドプレート３の環状平坦領域１２の突起２２のそれぞれの１つに当接し得る。

【0054】

したがって、図５および図７は、第１のエンドプレート３および第２のエンドプレート４の両方を示し得る。第１のエンドプレート３および第２のエンドプレート４は、プレートパッケージ５の延在面ｐにおいて互いに１８０°回転されていることに留意されたい。

【0055】

図５に示された第１の実施形態では、突起２２はプレート部分２０まで延在する。特に、突起２２は、環状平坦領域１２を横切って延在し、例えば、ポートホール領域１１の中心点に対して半径方向に沿って、環状平坦領域１２を横切ってビームを形成し得る。突起２２の間で、環状平坦領域１２は、プレート部分２０に隣接し得る。

【0056】

図６は、第１のエンドプレート３および第２のエンドプレート４の第２の実施形態を示し、これは、突起２２がプレート部分２０から離れた環状平坦領域１２上に配置されているという点で第１の実施形態とは異なる。第２の実施形態では、突起２２は、環状平坦領域１２上に孤立した突起または島を形成し得る。したがって、環状平坦領域１２は、図６に示されるように、環状平坦領域の全周長に沿ってプレート部分２０に隣接し得る。

【0057】

第１のエンドプレート３と第２のエンドプレート４との間のプレート隙間を通って媒体が流れてはならず、最も外側の熱交換プレート２と第１のエンドプレート３との間のプレート隙間を通って媒体が流れてはならないことに留意されたい。

【0058】

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態は、第２のエンドプレート４が省略されているという点で、第１および第２の実施形態とは異なる。したがって、プレート式熱交換器１は、熱交換プレート２を有し、第１のエンドプレート３がプレートパッケージ５の外側エンドプレートを形成するプレートパッケージ５を備えている。したがって、ポートホールチャネル１４～１７は、第１のエンドプレート３のそれぞれのプレート部分２０によって閉じられている。媒体は、第１のエンドプレート３と最も外側の熱交換プレート２との間のプレート隙間を通って流れることはできない。

【0059】

［製造方法］
第１および第２の実施形態によるプレート式熱交換器は、以下に説明するように製造され得る。

【0060】

平面金属板などの複数のプレート２、３、４が提供される。複数のプレート２、３、４は、第１のプレス操作でプレスされて、複数のプレート２、３、４が生成され、プレート２、３、４のそれぞれは、中央領域６、エッジ領域１０、および４つのポートホール領域１１を備える。第１のプレス操作により、中央領域６は、プレート２、３、４の延在面ｐと平行に延在し、隆起部および谷部の波形７を含み得る。上述したように、波形（７）が、主延在面（ｐ）から離れた上位レベル（ｐ´）と、主延在面（ｐ）およびその反対側から離れた下位レベル（ｐ″）との間で延在し、隆起部が上位レベル（ｐ´）に到達し、谷部が下位レベル（ｐ″）に到達している。さらに、第１のプレス操作によって、中央領域６の周りに延在するエッジ領域１０と、上位レベルｐ´および下位レベルｐ″の１つに位置する環状平坦領域１２を備えた４つのポートホール領域１１のそれぞれをもたらし得る。中間プレートを形成するプレート２、３、４の一部が図９に示されている。

【0061】

次に、この方法は、前記複数のプレート２、３、４から第１のエンドプレート３、第２のエンドプレート４、および所定数の熱交換プレート２を選択する次のステップを含む。

【0062】

次に、４つのポートホール１３が、図９に示され上述された第１のプレス操作によって得られたそれぞれの熱交換プレート２のポートホール領域１１のそれぞれの１つを貫通させる次の切削操作により切削される。切削操作は、それぞれのポートホール１３が、環状平坦領域１２によって形成されたポートホールエッジ１４によって画定されるように実行され得る。

【0063】

第２のプレス操作では、図９に示される中間プレートがプレスされて、環状平坦領域１２から第１エンドプレート３のそれぞれのポートホール領域１１の下位レベルｐ″と上位レベルｐ´のいずれか１つに突出する所定数の突起２２が作成される。

【0064】

次に、この方法は、熱交換プレート２、第１のエンドプレート３および第２のエンドプレート４を互いに組み立てて接合するステップであって、熱交換プレート２のそれぞれのポートホール１３を通って延在し、第１のエンドプレート３および第２のエンドプレート４によって閉じられている４つのポートホールチャネル１４～１７を有するプレートパッケージ５を得る、ステップを含む。

【0065】

第３の実施形態によるプレート式熱交換器を製造するために、第１のエンドプレート３のみがプレート式熱交換器のプレートパッケージ５に含まれているので、第２のエンドプレート４の第２のプレス操作を省くことができる。

【0066】

本発明は、上記で開示および説明された実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲内で修正および変更することができる。

【符号の説明】

【0067】

１ プレート式熱交換器
２ 熱交換プレート
３ 第１のエンドプレート
４ 第２のエンドプレート
５ プレートパッケージ
６ 中央領域
８ 第１のプレート隙間
９ 第２のプレート隙間
１０ エッジ領域
１１ ポートホール領域
１２ 環状平坦領域
１３ ポートホール
１４ 第１の入口ポートホール、ポートホールチャネル、ポートホールエッジ
１５ 第１の出口ポートホール、ポートホールチャネル
１６ 第２の入口ポートホール、ポートホールチャネル
１７ 第２の出口ポートホール、ポートホールチャネル
２０ プレート部分
２１ 強化領域
２２ 突起
ｐ 延在面
ｐ´ 上位レベル
ｐ″ 下位レベル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】