特表 2022-547329 液体供給物の処理のためのプレート式熱交換器

(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】2022-11-11

(54)【発明の名称】液体供給物の処理のためのプレート式熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28F 3/08 20060101AFI20221104BHJP

   F28F 3/10 20060101ALI20221104BHJP

   F28D 9/00 20060101ALI20221104BHJP

   C02F 1/04 20060101ALI20221104BHJP

   B01D 1/00 20060101ALI20221104BHJP

【ＦＩ】

F28F3/08 311

F28F3/10

F28D9/00

C02F1/04 A

B01D1/00 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022516128

(86)(22)【出願日】2020-09-04

(85)【翻訳文提出日】2022-03-11

(86)【国際出願番号】 EP2020074715

(87)【国際公開番号】W WO2021048008

(87)【国際公開日】2021-03-18

(31)【優先権主張番号】19197273.6

(32)【優先日】2019-09-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(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】フレードリク・ブロムグレン

【テーマコード（参考）】

3L103

4D034

4D076

【Ｆターム（参考）】

3L103AA37

3L103BB28

3L103CC02

3L103CC03

3L103DD18

3L103DD55

3L103DD57

3L103DD58

4D034AA01

4D034BA03

4D034CA12

4D034DA04

4D076AA22

4D076BA50

4D076BC01

4D076CD25

4D076DA12

4D076HA02

4D076JA04

(57)【要約】

本発明は、液体供給物を処理するためのプレート式熱交換器に関する。プレート式熱交換器は、それらの間のプレート隙間を規定する少なくとも２つの対向する熱交換プレートを有するプレートパッケージを備えている。それぞれの熱交換プレートは、第１の非波形ガスケット溝および第２の非波形ガスケット溝を規定し、それにより、第１のガスケット要素が第１のガスケット溝の間をシールし、第２のガスケット要素が対向するプレートの第２のガスケット溝の間をシールする。これにより、プレート隙間内の第１のガスケット要素と第２のガスケット要素との間に流路が確立される。それぞれの熱交換プレートは、第１の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第１の外側波形領域および第１の内側波形領域、ならびに、第２の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第２の外側波形領域および第２の内側波形領域、をさらに規定する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体供給物を処理するためのプレート式熱交換器であって、当該プレート式熱交換器は、間にプレート隙間を規定する少なくとも２つの対向する熱交換プレートを有するプレートパッケージを備え、
それぞれの熱交換プレートが、
第１の非波形ガスケット溝および前記第１の非波形ガスケット溝に平行に延在する第２の非波形ガスケット溝、ならびに、対向する熱交換プレートの第１の非波形ガスケット溝の間をシールする第１のガスケット要素および前記対向する熱交換プレートの第２の非波形ガスケット溝の間をシールする第２のガスケット要素であって、プレート隙間内の前記第１のガスケット要素と前記第２のガスケット要素との間に流路を確立する、第１のガスケット要素および第２のガスケット要素と、
前記第１の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第１の外側波形領域および第１の内側波形領域であって、前記第１の内側波形領域が前記流路内に延在し、交互の上部および下部の第１の列を規定する、第１の外側波形領域および第１の内側波形領域と、
第２の外側波形領域および前記第２の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第２の内側波形領域であって、前記第２の内側波形領域が、前記流路内に延在し、交互の上部および下部の第２の列を規定し、それにより、前記第１の列の上部が前記第２の列の下部と水平であり、その逆も同様である、第２の外側波形領域および第２の内側波形領域と、
を規定していることを特徴とする、プレート式熱交換器。

【請求項2】

前記対向する熱交換プレートの上部が互いに接触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。

【請求項3】

前記外側波形領域はそれぞれ、交互の上部および下部の列を規定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。

【請求項4】

前記流路が分離セクションと出口との間に延在し、前記分離セクションが、互いに落下し、接しない２つの隣り合うプレートの波形パターンを規定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。

【請求項5】

前記第１の外側波形領域が、前記熱交換プレートの垂直側端に隣接して配置されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。

【請求項6】

前記第２の外側波形領域は、蒸発セクションまたは加熱セクションに隣り合って配置され、それにより、前記蒸発セクションおよび凝縮セクションの対向するプレートの波形は、対向する隆起が接する十字型のパターンを形成していることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。

【請求項7】

前記第１の内側波形領域と前記第２の内側波形領域との間に非波形領域が配置されており、さらなる前記非波形領域が前記流路の一部を形成するか、あるいは、前記第１の列が前記第２の列に直接隣接して配置されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。

【請求項8】

それぞれの熱交換プレートが、熱交換プレートの反対側に反対側の流路を規定していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。

【請求項9】

前記熱交換プレートの２つの垂直側端の間に中心軸が規定されており、前記中心軸の反対側に対称的に配置された熱交換プレート上にミラー化された流路が設けられていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。

【請求項10】

前記熱交換プレートが、前記ミラー化された流路の反対側に配置されたさらに別の流路を有していることを特徴とする、請求項９に記載のプレート式熱交換器。

【請求項11】

前記内側波形領域のそれぞれの幅が、前記非波形ガスケット溝のそれぞれの幅よりも小さいことを特徴とする、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。

【請求項12】

液体供給物の処理のためのプレート式熱交換器用の熱交換プレートであって、
当該熱交換プレートは、
第１の非波形ガスケット溝と前記第１の非波形ガスケット溝に平行に延在する第２の非波形ガスケット溝とであって、第１のガスケット要素および第２のガスケット要素にそれぞれ接触し、それにより、第１の非波形ガスケット溝と第２の非波形ガスケット溝との間に流路を確立する、第１の非波形ガスケット溝および第２の非波形ガスケット溝と、
前記第１の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第１の外側波形領域および第１の内側波形領域であって、前記第１の内側波形領域が前記流路内に延在し、交互の上部および下部の第１の列を規定する、第１の外側波形領域および第１の内側波形領域と、
第２の外側波形領域および前記第２の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第２の内側波形領域であって、前記第２の内側波形領域が、前記流路内に延在し、交互の上部および下部の第２の列を規定し、それにより、前記第１の列の上部が前記第２の列の下部と水平であり、その逆も同様である、第２の外側波形領域および第２の内側波形領域と、
を規定していることを特徴とする、熱交換プレート。

【請求項13】

複数の熱交換プレートを設けることによる、液体供給物を処理するためのプレート式熱交換器の製造方法であって、
それぞれの熱交換プレートが、
第１の非波形ガスケット溝と前記第１の非波形ガスケット溝に平行に延在する第２の非波形ガスケット溝とであって、それにより、第１の非波形ガスケット溝と第２の非波形ガスケット溝との間に流路を確立する、第１の非波形ガスケット溝および第２の非波形ガスケット溝と、
前記第１の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第１の外側波形領域および第１の内側波形領域であって、前記第１の内側波形領域が前記流路内に延在し、交互の上部および下部の第１の列を規定する、第１の外側波形領域および第１の内側波形領域と、
第２の外側波形領域および前記第２の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第２の内側波形領域であって、前記第２の内側波形領域が、前記流路内に延在し、交互の上部および下部の第２の列を規定し、それにより、前記第１の列の上部が前記第２の列の下部と水平であり、その逆も同様である、第２の外側波形領域および第２の内側波形領域と、
を規定し、
当該製造方法は、
前記熱交換プレートの少なくとも２つを互いに向かい合わせに配置するステップであって、それらの間のプレート隙間を規定する、ステップと、
対向する熱交換プレートの第１の非波形ガスケット溝の間に第１のガスケット要素をシールするステップと、
対向する熱交換プレートの第２の非波形ガスケット溝の間に第２のガスケット要素をシールするステップと、
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。

【請求項14】

前記液体供給物が海水であり、前記流路がブラインチャネルであ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の使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体供給物を処理するためのプレート式熱交換器用の熱交換プレート、液体供給物を処理するためのプレート式熱交換器、および液体供給物を処理するためのプレート式熱交換器の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

熱交換プレートの１つまたは複数のプレートパッケージがプロセスの主要コンポーネントを形成する海水淡水化装置は、長年にわたって製造されてきた。出願人企業は、数年前から、プレートパッケージ内で蒸発、分離、凝縮が行われる淡水発生器を製造してきた。詳細は、アルファラバルコーポレートＡＢに割り当てられた国際公開第２００６／１０４４４３号公報に記載されている。この文献は、熱交換器内に交互の順序で形成された第１および第２のタイプのプレート隙間を有する脱塩用のプレート式熱交換器を開示している。第１のタイプのプレート隙間は、蒸発セクション、分離セクション、および凝縮セクションを形成し、第２のタイプのプレート隙間は、加熱セクション、分離セクション、および冷却セクションを形成する。

【0003】

蒸発セクションは、海水などの液体供給物を蒸発させるために使用され、分離セクションは、蒸発した供給物を蒸発していない供給物から分離するために使用され、凝縮セクションは、蒸発した供給物を凝縮するために使用される。加熱セクションは蒸発セクションを加熱し、冷却セクションは凝縮セクションを冷却する。上記の熱交換器の利点は、海水の処理全体がプレートパッケージで行われるため、コンテナが不要なことである。

【0004】

上記のプレート式熱交換器は、中央に配置された加熱流体用、冷却流体用、および淡水用のポートを有し、熱交換プレートの中心軸を中心にブライン用および供給物用のポートが対称的に配置されている。このように、必要なプレートタイプは１つだけである。第１のタイプの隙間と第２のタイプの隙間は、２つの異なるガスケットを使用し、中心軸を中心に熱交換プレートを１つおきに１８０度回転させて、熱交換プレートを向かい合わせに配置することによって形成される。このようにして、蒸発セクションと凝縮セクションの対向するプレートの波形は、対向する隆起が隣接する十字型のパターンを形成する。

【0005】

分離セクションでは、プレートは、隣接する２つのプレートの波形パターンが互いに落下し、隣接しないように設計されている。このようにして、蒸発した供給物が凝縮セクションに通過することができる間、蒸発セクションから放出される蒸発していない供給物の液滴を捕捉する蛇行する流路が達成される。次に、蒸発していない供給物の液滴がプレートの端に導かれ、各端には、分離された液滴を分離セクションから輸送し、蒸発していない供給物を蒸発セクションから蒸発セクションの下に位置するブライン出口に輸送するためのブライン出口チャネルが存在する。

【0006】

上記の淡水発生器では、ブライン出口チャネルは、２つのガスケット要素の間に半平面を有することによって作成される。それぞれのガスケット要素は、波形領域間のそれぞれの非波形ガスケット溝において所定の位置に保持される。ガスケット溝と半平面との間の各波形領域は、上部および下部の列で構成されている。上部および下部は、隣接するプレートの上部および下部にそれぞれ隣接し、チャネルを形成する。この設計の欠点は、チャネルの有効な流れ面積が、半平面の反対側にあるそれぞれの波形領域の上部および下部の各対の間に作成される最も狭いセクションによって制限されることである。

【0007】

このことは、大型の淡水発電機では満足のいく結果が得られたが、スペースが限られている小型の淡水発電機では、より面積効率の高い解決策が有利である。

【0008】

したがって、本発明の目的は、ブラインチャネルのためのより面積効率の良い解決策を見つけることである。

【0009】

さらなる先行技術は、上から下に順次分割されて凝縮ゾーン、蒸発ゾーン、および加熱ゾーンとなる熱交換プレートを開示する中国実用新案第２０３８２０４８８号明細書を含む。

【0010】

中国実用新案第２０６２６２１１５号明細書は、蒸発－分離－凝縮する３つの海中集水プレートについて説明している。気液分離ゾーン分離構造はフラップを使用する。フラップには補強リブが設けられている。

【0011】

英国特許第１２１１０６５号明細書は、２つのプレートが重ね合わされた関係で組み立てられているプレート式熱交換器について説明している。プレートの１つが他のプレートに対してそれ自体の平面で１８０°回転し、プレート間に通路ができる。

【0012】

韓国特許第１０－１３４５７３３号明細書は、バリア付きの熱交換プレートについて説明している。

【0013】

米国特許第８６４６５１７号明細書には、プレート式熱交換器用の熱交換プレートが記載されており、このプレートは、いくつかのポート、分配領域、熱伝達領域、第１の断熱領域、第２の断熱領域、ならびにポートおよび領域の外側に延在する端領域を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】国際公開第２００６／１０４４４３号公報

【特許文献2】中国実用新案第２０３８２０４８８号明細書

【特許文献3】中国実用新案第２０６２６２１１５号明細書

【特許文献4】英国特許第１２１１０６５号明細書

【特許文献5】韓国特許第１０－１３４５７３３号明細書

【特許文献6】米国特許第８６４６５１７号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記の目的は、液体供給物を処理するためのプレート式熱交換器であって、プレート式熱交換器は、間にプレート隙間を規定する少なくとも２つの対向する熱交換プレートを有するプレートパッケージを備え、
それぞれの熱交換プレートは、
第１の非波形ガスケット溝および第１の非波形ガスケット溝に平行に延在する第２の非波形ガスケット溝、ならびに、対向する熱交換プレートの第１の非波形ガスケット溝の間をシールする第１のガスケット要素および対向する熱交換プレートの第２の非波形ガスケット溝の間をシールする第２のガスケット要素であって、プレート隙間内の第１のガスケット要素と第２のガスケット要素との間に流路を確立する、第１のガスケット要素および第２のガスケット要素と、
第１の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第１の外側波形領域および第１の内側波形領域であって、第１の内側波形領域が流路内に延在し、交互の上部および下部の第１の列を規定する、第１の外側波形領域および第１の内側波形領域と、
第２の外側波形領域および第２の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第２の内側波形領域であって、第２の内側波形領域が、流路内に延在し、交互の上部および下部の第２の列を規定し、それにより、第１の列の上部は第２の列の下部と水平であり、その逆も同様である、第２の外側波形領域および第２の内側波形領域と、
を規定する、プレート式熱交換器による第１の態様において実現される。

【0016】

プレートパッケージは、通常、少なくとも２つ、通常は２つより多くの熱交換プレートを向かい合わせに配置することによって形成され、これにより、１つおきのプレートが１８０度回転される。したがって、前面同士が向かい合っており、背面同士が向かい合っている。対向する前面は第１のプレート隙間を形成し、その結果、対向する背面は第２のプレート隙間を形成する。プレート間にガスケットが提供され、通常は２つの異なるタイプのガスケットが交互に使用され、第１のタイプのプレート隙間および第２のタイプのプレート隙間を形成する。通常、第１のプレート隙間の流体と第２のプレート隙間の流体との間で熱交換が確立される。

【0017】

液体が、例えばプレート隙間の上部領域からプレート隙間の下部領域にプレート隙間内を流れることを可能にするために、流路が設けられる。流路は、非波形領域において両方の対向するプレートに接触する平行ガスケット間のプレート隙間において規定される。波形領域の対向する上部は、対向するプレートの上部が接触し、ガスケットが流路に膨らむのを防ぐため、非波形領域の所定の位置にガスケットを保持する。ガスケットのこのような置き違えは、漏れなどにつながり得る。

【0018】

現在の状況では、前面の上部が背面の下部になることを理解する必要がある。その結果、１つのプレート隙間の上部が隣接するプレート隙間の下部になり、その逆も同様である。１つのスペースの隙間の上部が互いに接触すると、下部が隣接するプレート隙間の上部になり、対向するプレートの対応する上部に接触する。

【0019】

従来技術の流路では、対向する内側の波形領域の上部は水平であり、流路の有効な流れ面積は、対向する内側の波形領域の２つの対向する上部の間の断面積によって与えられる。非波形領域は、半平面、つまり上部と下部との間を規定する。上部領域と下部領域との間のチャネルの最小断面積は、流路を通って輸送され得る液体の流れの限界を規定する。上部が非常に接近している場合、流れ面積が小さくなり、液体の最大流量が減少する。液体の最大流量を増加させるために、上部間の距離を増加させて、対向する内側の波形領域の上部間の距離を広げることができ、上部の間の非波形領域、つまり半平面を広げ得るが、プレート上のスペースを占有する。

【0020】

第１の内側の波形領域の上部が第２の内側の波形領域の下部と水平になるように流路を配置することによって、半プラテン、すなわち、内側の波形領域の間の非波形領域は、より小さくすることができ、または内側の波形領域の間の非波形領域は、第１および第２の内側の波形領域が互いに隣接するように完全に省略され得る。波形領域には、上部および下部を取り囲み、相互接続する側面が含まれる。側面は、上部と下部との間の円滑な移行を形成する。内側の波形領域を第２の内側の波形領域の下部と水平に配置することにより、上部が水平方向および垂直方向の両方でオフセットされるため、内側の波形領域の上部間のより大きな距離が達成される。このようにして、最小流れ面積は、それぞれの内側の波形領域の対向する上部の間の側面によって与えられる。したがって、流れは、第１の波形領域と第２の波形領域との間に確立された流路内を蛇行するパターンで流れ得る。

【0021】

本発明は、典型的には、プレートパッケージの下部にある蒸発セクションと、プレートパッケージの上部にある凝縮セクションと、蒸発セクションと凝縮セクションの間にある分離セクションとを有する淡水発生器に関連して使用される。蒸発セクションと凝縮セクションの熱交換プレートは、隆起と谷の波形で波形に形成されている。それぞれの隆起は上部を形成し、それぞれの谷が下部を形成する。

【0022】

さらなる実施形態によれば、対向する熱交換プレートの上部は互いに接触している。

【0023】

通常、プレート隙間にある対向する熱交換プレートの上部は互いに接触しており、接触点を形成している。このようにして、ガスケット溝においてプレート間の構造安定性が増加し、ガスケットはガスケット溝内の所定の位置によりよく保持される。下部は隣接するプレート隙間に上部を形成し、したがって対向するプレートの対向する上部に接触する。

【0024】

さらなる実施形態によれば、外側の波形領域はそれぞれ、交互の上部および下部の列を規定する。

【0025】

ガスケットの溝でガスケットを支持するために、外側波形領域が上部および下部を形成し得る。構造の安定性を向上させ、ガスケットを所定の位置に保持するために、上部が接触し得る。プレートの端に面する外側領域の上部および下部は、熱伝達領域の外側にあり、ガスケットを所定の位置に保持し、プレートパッケージの構造安定性を向上させるための上部と下部の単純な列を構成し得る。プレートの端から離れて面している、すなわちプレートの内部に面している外側領域は、波形の熱伝達領域の一部を構成し得、したがって、この外側領域の上部および下部は、波形の熱伝達領域の一部を形成すると理解される。

【0026】

さらなる実施形態によれば、流路は、分離セクションと出口との間に延在する。

【0027】

典型的な例では、流路は、淡水発生器の分離セクションと、分離セクションからブラインおよびブライン液滴を除去するための淡水発生器の出口との間に延在する。流れ領域は、通常、プレートの長手方向端と蒸発セクションとの間の蒸発セクション／加熱セクションの反対側に配置される。

【0028】

さらなる実施形態によれば、液体供給物は海水であり、流路はブラインチャネルである。

【0029】

典型的な用途の１つは、海水から淡水を作るための淡水発生器である。副産物はブラインであり、新しい供給物が蒸発セクションに導入されるときに分離セクションから除去する必要がある。その場合、流路がブラインチャネルになる。

【0030】

さらなる実施形態によれば、第１の外側波形領域は、プレートの垂直側縁に隣接して配置される。

【0031】

液滴は、上向きの蒸気の流れによって熱交換プレートの端に押し出され得る。したがって、流路をプレートの端に隣接させることが有益であり得る。

【0032】

さらなる実施形態によれば、第２の外側波形領域は、蒸発セクションまたは加熱セクションに隣接して配置される。

【0033】

さらに、蒸発セクションおよび加熱セクションは、熱交換プレートの中央に配置されているが、プレート隙間の反対側にある。したがって、流路は、分離セクションから加熱セクションと端部との間の出口まで延在し得る。

【0034】

さらなる実施形態によれば、第１の内側波形領域と第２の内側波形領域との間に非波形領域が配置されており、さらなる非波形領域が流路の一部を形成するか、あるいは、第１の列が第２の列に直接隣接して配置されている。

【0035】

通常、内側波形領域を互いに隣接して配置することにより、流路によって占められるスペースを最小限に抑えることができ、第１および第２の内側波形領域の上部および下部の列の間に非波形領域を必要としない。しかしながら、より大量の液体を輸送する必要がある場合、流れの断面積を増加させるために、第１の内側波形領域と第２の内側波形領域との間に非波形領域が使用され得る。

【0036】

さらなる実施形態によれば、それぞれの熱交換プレートは、熱交換プレートの反対側に反対側の流路を規定する。

【0037】

分離セクションは、通常、それぞれのプレート隙間に確立されるので、それぞれのプレート隙間は、好ましくは、少なくとも１つ、好ましくは２つの流路も有する。熱交換プレートの片側の上部が熱交換プレートの反対側の下部になり、その逆も同様である。ガスケット溝は通常、上部と下部の間に非波形の半平面を形成する。したがって、すべてのプレート隙間に流路が確立され得る。したがって、すべてのプレート隙間の流路は、それぞれの熱交換プレートの同じ場所に形成できるが、上部と下部とが隣接するプレート隙間の場所を変更するという唯一の違いがある。

【0038】

さらなる実施形態によれば、プレートの２つの垂直側端の間に中心軸が規定され、中心軸の反対側に対称的に配置されたプレート上にミラー化された流路が設けられる。

【0039】

液滴が端に導かれるので、長手方向端のそれぞれに隣接する１つの流路を有することが有利である。両方の流路が同じ出口につながる場合もあれば、２つの別々の出口が使用される場合もある。

【0040】

さらなる実施形態によれば、熱交換プレートは、ミラー化された流路の反対側に配置されたさらに別の流路を有する。

【0041】

このように、すべてのプレート隙間には２つの流路があり、１つの流路が各端に隣接している。

【0042】

さらなる実施形態によれば、内側波形領域のそれぞれの幅は、非波形ガスケット溝のそれぞれの幅よりも小さい。

【0043】

液量が少ない場合、熱交換プレートの全幅を減少させ、および／または蒸発セクションの面積を増加させることができるようにするために、内側波形領域のそれぞれは、ガスケット溝のそれぞれよりも狭い幅を有し得る。

【0044】

さらなる実施形態によれば、第１の非波形ガスケット溝と第２の非波形ガスケット溝との間の距離は、非波形ガスケット溝のそれぞれの幅の２倍よりも小さい。

【0045】

液量が少ない場合、熱交換プレートの全幅を減少させ、および／または蒸発セクションの面積を増加させることができるようにするために、内側波形領域のそれぞれは、ガスケット溝のそれぞれよりも狭い幅を有し得る。

【0046】

上記の目的は、液体供給物の処理のためのプレート式熱交換器用の熱交換プレートであって、
熱交換プレートが、
第１の非波形ガスケット溝および第１の非波形ガスケット溝に平行に延在する第２の非波形ガスケット溝であって、第１のガスケット要素および第２のガスケット要素にそれぞれ接触し、それにより、第１の非波形ガスケット溝と第２の非波形ガスケット溝との間に流路を確立する、第１の非波形ガスケット溝および第２の非波形ガスケット溝と、
第１の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第１の外側波形領域および第１の内側波形領域であって、第１の内側波形領域が流路内に延在し、交互の上部および下部の第１の列を規定する、第１の外側波形領域および第１の内側波形領域と、
第２の外側波形領域および第２の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第２の内側波形領域であって、第２の内側波形領域が、流路内に延在し、交互の上部および下部の第２の列を規定し、それにより、第１の列の上部は第２の列の下部と水平であり、その逆も同様である、第２の外側波形領域および第２の内側波形領域と、
を規定する、熱交換プレートによる第２の態様において実現される。

【0047】

第２の態様による熱交換プレートは、好ましくは、第１の態様による熱交換器を製造するために使用される。

【0048】

上記の目的は、複数の熱交換プレートを設けることによる、液体供給物を処理するためのプレート式熱交換器の製造方法であって、
それぞれの熱交換プレートが、
第１の非波形ガスケット溝および第１の非波形ガスケット溝に平行に延在する第２の非波形ガスケット溝であって、それにより、第１の非波形ガスケット溝と第２の非波形ガスケット溝との間に流路を確立する、第１の非波形ガスケット溝および第２の非波形ガスケット溝と、
第１の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第１の外側波形領域および第１の内側波形領域であって、第１の内側波形領域が流路内に延在し、交互の上部および下部の第１の列を規定する、第１の外側波形領域および第１の内側波形領域と、
第２の外側波形領域および第２の非波形ガスケット溝の反対側に延在する第２の内側波形領域であって、第２の内側波形領域が、流路内に延在し、交互の上部および下部の第２の列を規定し、それにより、第１の列の上部は第２の列の下部と水平であり、その逆も同様である、第２の外側波形領域および第２の内側波形領域と、
を規定し、製造方法が、
熱交換プレートの少なくとも２つを互いに向かい合わせに配置するステップであって、それらの間のプレート隙間を規定する、ステップと、対向する熱交換プレートの第１の非波形ガスケット溝の間に第１のガスケット要素をシールするステップと、対向する熱交換プレートの第２の非波形ガスケット溝の間に第２のガスケット要素をシールするステップ、
を含む、プレート式熱交換器の製造方法による第３の態様において実現される。

【0049】

第３の態様による方法は、好ましくは、第２の態様による熱交換プレートと一緒に使用されて、第１の態様による熱交換器を製造する。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】プレート式熱交換器の側面図である。

【図2】従来技術の熱交換プレートの正面図である。

【図3】水平方向の隆起と谷とがどのように互いに落ちるかを示す図である。

【図4】代替熱交換プレートの正面図である。

【図5】代替熱交換プレートの背面図である。

【図6】従来技術の熱交換プレートのブラインチャネルの近接写真である。

【図7】従来技術の２つの対向する熱交換プレートの近接写真である。

【図8】本発明の熱交換プレートのブラインチャネルの近接写真である。

【図9】本発明のプレートの代替ブラインチャネルの近接写真である。

【図10】本発明の２つの対向する熱交換プレートの近接写真である。

【発明を実施するための形態】

【0051】

図１は、本発明のプレート式熱交換器１０の側面図を示している。以下の説明では、海水の淡水化に関する用途が説明されている。つまり、供給物は海水である。ただし、本発明は、供給物が海水であることに限定されず、他の任意の処理、例えば、液体の蒸留にも言及し得ることに留意されたい。プレート式熱交換器は、多数の圧縮成形された熱交換プレート１２を含み、これらは、互いに平行に、そしてそれらがプレートパッケージ１４を形成するように連続して提供される。プレートパッケージ１４は、フレームプレート１６と圧力プレート１８との間に設けられる。

【0052】

熱交換プレート１２の間に、第１のプレート隙間２０および第２のプレート隙間２２が形成される。第１のプレート隙間２０および第２のプレート隙間２２は、実質的にそれぞれの第１のプレート隙間２０が２つの第２のプレート隙間２２に囲まれ、実質的にそれぞれの第２のプレート隙間２２が２つの第１のプレート隙間２０に囲まれるように、プレートパッケージ１４において交互の順序で設けられる。プレートパッケージ１４内の異なるセクションが、それぞれのプレート隙間内のガスケット（図示せず）によって互いに区切られていることにより、第１のプレート隙間２０は、第１のタイプのガスケット（図示せず）を含み、第２のプレート隙間２２は、第２のタイプのガスケット（図示せず）を含む。プレートパッケージ１４、すなわち熱交換プレート１２とそれらの間に設けられるガスケット（図示せず）は、それ自体が知られている方法で概略的に示された締め付けボルト２４によって一緒に保たれる。

【0053】

プレートパッケージ１４は、冷却水入口導管２６、冷却水出口導管２８、および淡水出口導管３０に接続されている。冷却水は通常、海水であり、したがって、冷却水によって吸収された熱を回収するために、冷却水出口導管２８は、海水入口導管３２に接続されている。プレートパッケージ１２は、加熱流体入口導管３４および加熱流体出口導管３６にさらに接続されている。加熱流体は、供給物、すなわち、海水入口導管３２を通ってプレートパッケージ１４に入る海水を蒸発させるために使用される。加熱流体は、船のエンジンからのジャケット水などの加熱水であってもよい。凝縮された淡水は、淡水出口導管３０を通ってプレートパッケージ１４を出る。

【0054】

図２は、蒸発セクション４０、凝縮セクション４２、および分離セクション４４を有する従来技術の熱交換プレート１２の正面図を開示している。プレート１２はまた、中心軸Ｃに沿って中央に配置されたポート４６、４８、５０、５２、５４を規定している。ポート４６、４８は、冷却流体の出口ポートおよび入口ポートを構成し、ポート５０は、淡水出口ポートを構成し、ポート５２、５４は、加熱流体の入口ポートおよび出口ポートを構成する。熱交換プレート１２は波形を有し、分離セクションは、横方向に配向された隆起５６および谷５８を規定する。プレートはまた、ガスケットを収容するためのガスケット３８を有するガスケット溝を規定する。

【0055】

図３は、水平に配向された隆起５６および谷５８が２つの隣接するプレート１２、１２´において互いにどのように落下するかを示している。また、分離セクションで隆起と谷のプレス深さがどのように増加するかが示されている。隆起５６および谷５８は、上部プレート１２の最も低い部分が隣接するプレート１２の最も高い部分よりも低くなるようにプレス深さを規定する。このようにして、蒸発セクションから凝縮セクションへの流路が増加し、それにより、蒸発した供給物からの液体の分離が改善される。ただし、隆起５６が互いに接触する場所では、隆起５６と谷５８のプレス深さを低減する必要がある。

【0056】

図４は、本発明による熱交換プレート１２の下部の正面図を示している。それぞれの熱交換プレート１２は、第１の垂直端６０、第１の垂直端６０と実質的に平行な反対側の第２の垂直端６０´、および垂直端６０、６０´の間で実質的に中央に垂直方向に延在する中心軸Ｃを有する。プレートパッケージが通常の使用位置にある場合、中心軸Ｃは実質的に垂直に延在する。

【0057】

熱交換プレートは、供給物、すなわち海水を蒸発させるための底部の蒸発セクション４０と、蒸発した供給物を凝縮するための上部の凝縮セクション（図示せず）と、蒸発セクション４０と凝縮セクションとの間に配置され、蒸発した供給物と蒸発していない供給物とを分離するための分離セクション４４とを備えている。蒸発した供給物は、蒸発セクション４０から分離セクション４４を経由して凝縮セクション（図示せず）に流れることができる。分離セクション４４の上部および凝縮セクションを含む熱交換プレート１２の上部は、図から省略されており、破線の上に位置している。

【0058】

蒸発セクション４０および凝縮セクション（図示せず）は、熱交換プレート１２を通る熱伝達を増加させるために、対向するプレートと一緒に交差する波形パターンを形成する斜めの角度を有する谷および隆起を規定する波形である。第１のプレート隙間は、熱交換プレートの間に配置された第１のタイプのガスケットを有する２つのプレート１２を向かい合わせに配置することによって形成される。プレート隙間を形成する２つのプレートは同一であるが、熱交換プレートの１つは中心軸Ｃを中心に１８０度回転している。このようにして、熱交換プレートの波形は、対向する隆起が十字型のパターンを形成し、蒸発セクション４０および凝縮セクション４２の接触点で互いに接触するように配置され得る。

【0059】

蒸発セクション４０に隣接して中央に位置するのは、加熱流体入口ポート５２であり、加熱流体出口ポート５４が提供される。加熱流体入口ポート５２は、加熱流体入口導管と連絡しており、加熱流体出口ポート５４は、加熱流体出口導管と連絡している。

【0060】

分離セクション４０からの蒸発していない供給物の液滴および蒸発セクション４０からの蒸発していない供給物の液滴を、熱交換プレート１２の下部に位置する出口６４、６４´に輸送するため、蒸発セクション４０の反対側にブラインチャネル６２、６２´が設けられている。ブラインチャネル６２、６２´は、それぞれの端６０、６０´と蒸発セクション４０との間に配置される。

【0061】

さらに、蒸発セクション４０に海水を供給するための海水入口導管に接続された供給入口ポート６６は、２つの出口ポート６４の間の底部に隣接して中央に配置されている。分離セクション４４から流れ落ちる非蒸発供給物を収集するための、出口６４、６４´は、プレート１２の底部の供給入口ポート６６の反対側にあるが分離されている。

【0062】

さらに、熱交換プレート１２は、蒸発セクション４０からのいくらかの蒸発した供給物が平行分離セクションを含む反対側のプレート隙間に通過することを可能にするために、蒸発セクション４０と分離セクション４４との間に位置する１つまたは複数の開口部６８を規定する。

【0063】

図５は、本発明によるプレート熱交換器の熱交換プレート１２´および第２のタイプのガスケットの背面図を示している。したがって、熱交換プレート１２´は、中心軸４６を中心に１８０度回転していることを除いて、熱交換プレート１２と同じである。これは、蒸発セクションの反対側の加熱セクション４０´を規定する。加熱流体入口ポート５２および加熱流体出口ポート５４は、加熱セクション４０´と連絡している。加熱セクション４０´は、それぞれ、他のポートに対して密閉されている。加熱セクション４０´は、反対側の蒸発セクションを加熱するように配置されている。背面は第２のプレート隙間を形成する。

【0064】

熱交換プレート１２´の裏側はまた、加熱セクション４０´と冷却セクション４２´との間に分離セクション４４´を含む。分離セクション４４´は、この図では部分的にしか表示されていない。蒸発した供給物は、第１のプレート隙間から蒸気開口部６８を介して導入される。分離セクション４４´は、反対側のものと同じように機能し、蒸発した供給物と蒸発していない供給物を分離する。蒸発した供給物は上部蒸気開口部（図示せず）を通って上向きに流れ、一方、蒸発していない供給物は、加熱セクション４０´とそれぞれの垂直端６０、６０´との間に位置するそれぞれのブラインチャネル６２、６２´を介して出口６４、６４´に流れ落ちる。背面のブラインチャネル６２、６２´は、前面のブラインチャネルの真向かいにあり、上部が下部になり、その逆になることを除いて、前面にあるブラインチャネルと同じである。

【0065】

図６は、以下に流路として記載される従来技術によるブラインチャネル／流路６２の近接写真正面図を示している。流路６２は、熱交換プレートの端に配置された第１のガスケット要素７４と、蒸発セクション４０に隣接して配置された第２のガスケット要素７４´との間に確立される。第１のガスケット７４は、熱交換プレートの非波形ガスケット溝に収容されており、流路６２の一部を形成する第１の内側波形領域７０、７２と、熱交換プレートの端に隣接する第１の外側波形領域７６との間の所定の位置に保持される。同様に、第２のガスケット７４´は、熱交換プレートの非波形ガスケット溝に収容されており、流路６２の一部を形成する第２の内側波形領域７０´、７２´と、蒸発セクション４０の一部を形成する第２の外側波形領域７６´との間の所定の位置に保持される。

【0066】

第１および第２の内側の波形領域は、上部７０、７０´および下部７２、７２´のそれぞれの列で構成され、それらの間に側面を形成する。第１の内側波形領域の上部７０は、第２の内側波形領域の上部７０と水平に配置され、第１の内側波形領域の下部７２は、第２の内側波形領域の下部７２と水平に配置される。流路６２は、第１の内側波形領域と第２の内側波形領域との間の非波形領域として形成され、それにより、隣接する上部７０、７０´の間の断面積が流れを制限する。

【0067】

図７は、従来技術によるブラインチャネル６２の近接写真側面図を示している。明確に見ることができるように、有効な流路は、接触する上部７０、７０Ａと接触する上部７０´、７０´Ａとの間の非波形領域６２の領域に限定される。ガスケット７４、７４´も表示される。

【0068】

図８は、本発明によるブラインチャネル／流路６２の近接写真正面図を示している。従来技術と同様に、流路６２は、熱交換プレートの端に配置された第１のガスケット要素７４と、蒸発セクション４０に隣接して配置された第２のガスケット要素７４´との間に確立される。第１のガスケット７４は、熱交換プレートの非波形ガスケット溝に収容されており、流路６２の一部を形成する第１の内側波形領域７０、７２と、熱交換プレートの端に隣接する第１の外側波形領域７６との間の所定の位置に保持される。同様に、第２のガスケット７４´は、熱交換プレートの非波形ガスケット溝に収容されており、流路６２の一部を形成する第２の内側波形領域７０´、７２´と、蒸発セクション４０の一部を形成する第２の外側波形領域７６´との間の所定の位置に保持される。同じく６２と呼ばれる非波形領域もまた、第１の内側波形領域と第２の内側波形領域との間に設けられる。

【0069】

第１および第２の内側の波形領域は、上部７０、７０´および下部７２、７２´のそれぞれの列で構成され、それらの間に側面を形成する。第１の内側波形領域の上部７０は、第２の内側波形領域の下部７２´と水平に配置され、第１の内側波形領域の下部７２は、第２の内側波形領域の上部７´と水平に配置される。このようにして、第１のガスケット要素と第２のガスケット要素との間の距離７０、７０´を大きくする必要なしに、従来技術と比較して、より大きな有効流れ面積が流路６２で達成される。

【0070】

この場合、有効な流路は蛇行する形状を有し、それぞれの第１および第２の内側波形領域の隣接する上部７０、７０´の間に規定される。したがって、流れの限界断面積は、それぞれの第１および第２の内側波形領域の隣接する上部７０、７０´の間、隣接する上部の間の非波形領域７０、７０´それぞれの第１および第２の内側波形領域、それぞれの第１および第２の内側波形領域の隣接する上部７０、７０´を相互接続する側面、隣接する上部の間の非波形領域７０、７０´それぞれの第１および第２の内側波形領域、に延在する。

【0071】

図９は、本発明による代替流路６２の近接写真側面図を示している。本実施形態は、第１の内側波形領域と第２の内側波形領域との間に非波形領域がないことを除いて、前の実施形態と同一である。したがって、流れの限界断面積は、それぞれの第１および第２の内側波形領域の隣接する上部７０、７０´と、それぞれの第１および第２の内側波形領域の隣接する上部７０、７０´を相互接続する側面との間に延在する。

【0072】

図１０は、本発明によるブラインチャネル６２の近接写真側面図を示している。本実施形態は、前の実施形態と同一である、すなわち、それぞれの第１および第２の内側波形領域の隣接する上部７０、７０´の間に非波形領域がない。したがって、それぞれの第１および第２の内側波形領域の隣接する上部７０、７０´を相互接続する側面の間に流路が確立される。見てわかるように、第１の列の上部は第２の列の下部と水平であり、その逆も同様である。

【符号の説明】

【0073】

１０ プレート式熱交換器
１２ 熱交換プレート
１４ プレートパッケージ
１６ フレームプレート
１８ 圧力プレート
２０ 第１のプレート隙間
２２ 第２のプレート隙間
２４ 締め付けボルト
２６ 冷却水入口導管
２８ 冷却水出口導管
３０ 淡水出口導管
３２ 海水入口導管
３４ 加熱流体入口導管
３６ 加熱流体出口導管
４０ 蒸発セクション
４２ 凝縮セクション
４４ 分離セクション
４６ 冷却流体出口
４８ 冷却流体入口
５０ 淡水出口
５２ 加熱流体入口
５４ 加熱流体出口
５６ 隆起
５８ 谷
６０ 垂直端
６２ ブラインチャネル
６４ 出口ポート
６６ 供給入口ポート
６８ 蒸気開口部
７０ 内側波形領域
７２ 内側波形領域
７４ ガスケット
７６ 外側波形領域
Ｃ 中心軸
（´）は、異なる実施形態における同様の特徴を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】