JP2001012886A - 液膜式プレート熱交換器 - Google Patents

液膜式プレート熱交換器

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JP2001012886A
JP2001012886A JP11185433A JP18543399A JP2001012886A JP 2001012886 A JP2001012886 A JP 2001012886A JP 11185433 A JP11185433 A JP 11185433A JP 18543399 A JP18543399 A JP 18543399A JP 2001012886 A JP2001012886 A JP 2001012886A
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JP
Japan
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fluid
liquid film
heat exchanger
film type
plate
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JP11185433A
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English (en)
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Tomoyuki Uchimura
知行 内村
Toshio Matsubara
利男 松原
Akiyoshi Suzuki
晃好 鈴木
Tomoyoshi Irie
智芳 入江
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液膜側流体の供給方式を改良した小型かつ安
価に製造できる液膜式プレート熱交換器を提供する。 【解決手段】 内側の密閉された空間を第1流体の通路
とし、外面に沿って第2流体を流下させて、第1流体と
第2流体の間で熱交換させるプレートを所定の隙間を隔
てて複数配置した液膜式プレート熱交換器において、前
記プレート2、2’の外面に流下させる第2流体の流体
供給路9、9’を、プレートの一部分として一体に形成
することとしたものであり、前記流体供給路は、プレー
トの幅方向に沿って供給支路16を設け、該供給支路に
供給孔を設けることができ、前記プレート2、2’は、
左右交互に向い合せに配列し、それぞれ異った流体を通
すことで二組の流体を同時に熱交換させることができ、
また、前記プレート間には、液分布器及び/又は液混合
防止器を設けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレートの面を伝
熱面として伝熱面に沿って流体を流す液膜式プレート熱
交換器に係り、特に吸収冷凍機の蒸発器、凝縮器、低温
再生器、吸収器のように少なくとも一方の流体が低圧蒸
気である場合、流体の一部もしくは全部が相変化して気
化もしくは液化する、あるいは蒸気を発生もしくは吸収
する場合に好適なプレート式熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】シェルアンドチューブ型の熱交換器は、
伝熱面積に比して容積がまだまだ大きく、吸収冷凍機の
容積、設置面積をより縮小しようとすれば、例えばプレ
ート式熱交換器などの採用が検討される。特に、従来か
ら吸収冷凍機の蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再生器と
しては、液膜式のプレート熱交換器が好適であると考え
られている。液膜式のプレート熱交換器の技術的課題の
一つとして、プレート内部及び液膜側への流体の供給が
挙げられる。この方法については、例えば蒸発器21、
吸収器22を左右に配置した図8のような例が知られて
いるが、この方式によっても大掛かりな流体供給機構1
1〜14が必要であり、吸収冷凍機の小型化を妨げ、コ
ストを引き上げるため、実用面では課題が残されてい
る。
【0003】特に、例えば吸収冷凍機の吸収器、蒸発器
として蒸気流速を抑えるため、吸収器となるプレート熱
交換器要素2と蒸発器となる熱交換器要素2’のそれぞ
れの伝熱面を向い合せて配置する案が提案されている
が、このような形の熱交換器は図9のようになり、さら
に複雑となる。このような問題点に対して、本出願人は
先に、図9をさらに改良したプレート式熱交換器を提案
しているが、これはプレート内部の流体12の供給に関
するものであり、液膜側の流体の供給については特には
触れていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術に鑑み、液膜側流体の供給方式を改良した小
型かつ安価に製造できる液膜式プレート熱交換器を提供
することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、内側の密閉された空間を第1流体の通
路とし、外面に沿って第2流体を流下させて、第1流体
と第2流体の間で熱交換させるプレートを、伝熱面同士
が互いに向い合うように、所定の隙間を隔てて複数配置
した液膜式プレート熱交換器において、前記プレートの
外面に流下させる第2流体の流体供給路を、プレートの
一部分として一体に成形したことを特徴とする液膜式プ
レート熱交換器としたものである。前記液膜式熱交換器
において、流体供給路は、プレートの幅方向に沿って供
給支路を設け、該供給支路に供給孔を設けることがで
き、該供給支路は、プレートの一部分として一体に成形
することができ、こうすることで供給孔の大きさと数
で、流体の供給量が調製でき、また、穿孔しないことで
部分的に閉止し、供給を止めることができる。
【0006】また、本発明では、前記プレートは、左右
交互に向い合せに配列し、それぞれ異った流体を通すこ
とで二組の流体を同時に熱交換させることができる液膜
式プレート熱交換器とすることができ、前記プレートと
プレートの間には、液分布器及び/又は液混合防止器を
設けることができ、前記液分布器と液混合防止器は、一
体に成形することができる。本発明の熱交換器は、吸収
式冷凍機の吸収器、蒸発器、低温再生器として、また、
これらを複合した吸収式冷凍機の吸収・蒸発器、再生・
凝縮器として使用できるし、吸収式冷凍機の吸収器、吸
収・蒸発器として使用する場合、同様にして、不凝縮ガ
スの抽気配管も一体として成形できる。特にプレートを
上下対称として成形すると、溶液(もしくは溶液・冷
媒)の供給路が下部にも構成されるので、これを不凝縮
性ガスの抽気配管として用いることが出来る。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図1は、本発明の液膜式プレート熱交換器
の一例を示す斜視図で、3つずつのプレート2、2’を
交互に結合した熱交換構造体3、3’で構成されてい
る。プレート2は、2つのプレート要素4を重ね合せ、
その凹凸パターンの接触部と周縁部の間を溶接又はろう
接することにより、固着して作成されている。熱交換構
造体3、3’は、この例ではそれぞれ3つの上記プレー
ト2、2’が向きを逆にしながら重ねられて構成され、
開口部7、7’、9、9’の連通管6、6’、8、8’
同士を溶接又はろう接することにより一挙に固着して組
み立てられている。なお、図1では、二組の流体を同時
に熱交換させる形式の液膜式プレート熱交換器であり、
7、7’は、プレート内側を通る第1流体の導入路とな
り、9、9’は、プレート外面を流下する第2流体の導
入路(流体供給路)であり、16は供給支路である。こ
のように構成することにより、液膜側の流体供給路も一
体として一挙に組み立てられる。
【0008】図2は、一組の流体を熱交換する場合の液
膜式プレート熱交換器の一例を示す構成図であり、
(a)は正面図、(b)は(a)のA−A断面図を示
す。図2中、10は隙間であり、15は液分布器であ
る。図2では、中央に液膜側の流体の供給路9を設け、
その下部に液分布器15を設ける構造とした。液膜側の
流体は供給路9から、プレート2の隙間10を抜けてプ
レート間の液分布器15に供給される。液膜側の流体の
供給量は、この隙間10の大きさで決定される。この図
2では、対称性を優先してプレート内側の流体の流体供
給路7を出入共に2つ設けたが、本質的なものではな
い。
【0009】図3に、一組の流体を熱交換する場合の別
の例を示し、図3の(a)は正面図、(b)は(a)の
A−A断面図である。図3では、プレート2とプレート
2の間に供給支路16を設け、溶液をプレート2に均一
に分布させようとする方式である。図3の供給支路16
は、プレート2と別に構成された流路を有する平板で、
供給孔17が開けられている。また、この場合、各プレ
ート2面に供給される流体の量は、供給支路16に設け
られた供給孔17の大きさと数で決定される。次に、二
組の流体を熱交換する場合について、図4を用いて説明
する。図4の(a)は正面図、(b)は(a)のA−A
断面図である。この場合液膜側の流体は2種類あるの
で、供給路も図4のように2本9、9’必要となる。こ
の図4では、プレートと一体として供給路9から供給支
路16を設け、液膜側の流体を供給している。
【0010】図5に二組の流体をそれぞれ熱交換する場
合の別の例を示し、(a)は正面図、(b)は(a)の
A−A断面図である。図5では、液分布器15と混合防
止器18を用いて、溶液の混合を防止するとともに、液
を均一に供給している。この混合防止器18は先が二股
に分かれた平板の形状をしており、一枚の板の曲げ加工
で製作できる。この例では向かい合う二枚のプレート
2,2’の間に挟み込むようにして固定されている。ま
た、液分布器15は両端にスリットを設けた曲げ板であ
り、ばね性を有しており二枚のプし一ト2、2’に挟ま
れるようにして固定されている。この時、プレートには
位置決めのための細溝を設けるのが良い。なお、液分布
器15、混合防止器18ともに、散布される2種類の流
体が熱交換しないように曲げ板構成などで間隔をあけて
構成するのが良い。
【0011】図6は、図5において混合防止器18と液
分布器15を一体として形成した、混合防止器兼液分布
器19を用いた例であり、(a)は正面図、(b)は
(a)のA−A断面図である。また、この時、プレート
2、2’毎の伝熱面への流体の供給量と分布は、供給孔
17の大きさと数で決定することが出来る。この時、必
要があればプレート2、2’毎に供給孔17の大きさと
数を変えて供給量を調整することも可能である。また、
例えば最背面や最前面のプレートなどで溶液を供給する
必要の無いところがあれば、供給孔18を閉止あるいは
穿孔しないことで対応できる。
【0012】なお、本発明の熱交換構造体のプレート
は、前記各図に示すような形状とすることで、上下対称
のものを使用でき、この場合、同一のプレートを表裏接
合したものを左右交互に重ねることで、少なくとも二組
の流体の熱交換を行う場合であっても、一種類の成形型
で製作することが出来る。この場合、上部にある場合は
液膜側流体の供給流路として使用される空間は、下部に
ある場合はその用途としては使用できない。その場合、
あえて穿孔せずにおくことでこの空間を密閉することが
出来る。一般に穿孔型は、部分的に脱着可能とすること
で、穿孔の有無を同一の型を用いながら選択することが
可能であるので、穿孔型も表用、裏用とも共通のものを
使用できる。これはプレートの生産コストを抑えること
に大きく寄与する。
【0013】また、吸収冷凍機の吸収器として本発明の
プレート熱交換器を用いる場合、不燃性ガスの抽気配管
を、同じくプレートと一体として成形することが出来
る。特に、上述のように対称型で成形したプレートを組
み合わせて熱交換構造体を構成する場合、図7に示すよ
うに、溶液の供給路として作った流路9がそのまま不凝
縮性ガスの抽気流路20と出来る。特に、不凝縮ガスは
一般に吸収溶液流の下流側で濃度が高くなるため、効果
的である。図7の(a)は正面図、(b)は(a)のA
−A断面図である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液膜式プレート熱交換器の一例を示す
斜視図。
【図2】本発明の液膜式プレート熱交換器の一例を示す
構成図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A断
面図。
【図3】本発明の液膜式プレート熱交換器の他の例を示
す構成図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A
断面図。
【図4】本発明の液膜式プレート熱交換器の他の例を示
す構成図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A
断面図。
【図5】本発明の液膜式プレート熱交換器の他の例を示
す構成図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A
断面図。
【図6】本発明の液膜式プレート熱交換器の他の例を示
す構成図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A
断面図。
【図7】本発明の液膜式プレート熱交換器の他の例を示
す構成図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A
断面図。
【図8】従来の液膜式プレート熱交換器と流体供給装置
の一例を示す説明図。
【図9】従来の液膜式プレート熱交換器と流体供給装置
の別の例を示す説明図。
【符号の説明】
1:液膜式プレート熱交換器、2、2’:プレート、
3、3’:熱交換構造体、4:プレート要素、6、
6’:連通管(第1流体)、7,7’:第1流体導入
路、8、8’:連通管(第2流体)、9,9’:第2流
体導入路(流体供給路)、10:隙間、15:液分布
器、16:供給支路、17:供給孔、18:混合防止
器、19:混合防止器兼液分布器、20:抽気流路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F28F 25/04 F28F 25/04 (72)発明者 鈴木 晃好 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 入江 智芳 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 3L103 AA01 AA05 BB42 CC18 CC30 DD12 DD57 DD58

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内側の密閉された空間を第1流体の通路
    とし、外面に沿って第2流体を流下させて、第1流体と
    第2流体の間で熱交換させるプレートを、伝熱面同士が
    互いに向い合うように、所定の隙間を隔てて複数配置し
    た液膜式プレート熱交換器において、前記プレートの外
    面に流下させる第2流体の流体供給路を、プレートの一
    部分として一体に成形したことを特徴とする液膜式プレ
    ート熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記流体供給路は、プレートの幅方向に
    沿って供給支路を設け、該供給支路に供給孔を設けたこ
    とを特徴とする請求項1記載の液膜式プレート熱交換
    器。
  3. 【請求項3】 前記流体供給支路は、プレートの一部分
    として一体に成形したことを特徴とする請求項2記載の
    液膜式プレート熱交換器。
  4. 【請求項4】 前記プレートは、左右交互に向い合せに
    配列し、それぞれ異った流体を通すことで二組の流体を
    同時に熱交換させることを特徴とする請求項1、2又は
    3記載の液膜式プレート熱交換器。
  5. 【請求項5】 前記プレートとプレートの間には、液分
    布器及び/又は液混合防止器を設けたことを特徴とする
    請求項1〜4のいずれか1項記載の液膜式プレート熱交
    換器。
  6. 【請求項6】 前記液分布器と液混合防止器は、一体に
    成形されることを特徴とする請求項5記載の液膜式プレ
    ート熱交換器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004197984A (ja) * 2002-12-17 2004-07-15 Toyo Radiator Co Ltd 一体型多板式熱交換器

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