JP2001074391A - 液膜式プレート熱交換器 - Google Patents
液膜式プレート熱交換器Info
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y02B30/62—Absorption based systems
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各プレートに流れる液膜型の流体を、それぞ
れ回収することができる安価で調整の不要な液膜式プレ
ート熱交換器を提供する。 【解決手段】 内側を流れる流体３と外面に沿って流れ
る流体５との間で熱交換する第１プレート２と、該第１
のプレートとは異なった温度の内側及び外面を流れる流
体４、６間で熱交換する第２プレート２’とを、複数交
互に配備した液膜式プレート熱交換器１において、前記
第１又は第２プレートの少なくとも一方の下部を覆うよ
うに、曲げ板で構成された液回収器７、８を設けること
としたものであり、前記液回収器は、曲げ板を接合して
構成し、また、下部に傾斜を設け、回収した液が左右ど
ちらか一方に流れるように構成し、さらに、第１及び第
２プレートの下部にそれぞれ設け、回収した流体を左右
に振り分けるように構成することができる。
れ回収することができる安価で調整の不要な液膜式プレ
ート熱交換器を提供する。 【解決手段】 内側を流れる流体３と外面に沿って流れ
る流体５との間で熱交換する第１プレート２と、該第１
のプレートとは異なった温度の内側及び外面を流れる流
体４、６間で熱交換する第２プレート２’とを、複数交
互に配備した液膜式プレート熱交換器１において、前記
第１又は第２プレートの少なくとも一方の下部を覆うよ
うに、曲げ板で構成された液回収器７、８を設けること
としたものであり、前記液回収器は、曲げ板を接合して
構成し、また、下部に傾斜を設け、回収した液が左右ど
ちらか一方に流れるように構成し、さらに、第１及び第
２プレートの下部にそれぞれ設け、回収した流体を左右
に振り分けるように構成することができる。
Description
【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。
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】吸収冷凍機の容積、設置面積を縮小しよ
うとすれば、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、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、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。特
に、例えば吸収冷凍機の吸収器、蒸発器として使用され
る液膜式プレート熱交換器では、吸収器となるプレート
熱交換器要素と蒸発器となるプレート熱交換器要素のそ
れぞれの伝熱面を向かい合わせて配置することにより、
蒸気流速を大きく抑え、小型化すると同時に高性能化で
きることが知られている。
うとすれば、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、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、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。特
に、例えば吸収冷凍機の吸収器、蒸発器として使用され
る液膜式プレート熱交換器では、吸収器となるプレート
熱交換器要素と蒸発器となるプレート熱交換器要素のそ
れぞれの伝熱面を向かい合わせて配置することにより、
蒸気流速を大きく抑え、小型化すると同時に高性能化で
きることが知られている。
【０００３】このような形の熱交換器の技術的課題とし
ては、液膜側の流体の供給と、回収が大きな課題となっ
ている。すなわち、例えば蒸発器となるプレート面に
は、伝熱面に均一に冷媒を行き渡らせるために、伝熱面
で蒸発する量の数倍の冷媒を供給する必要があるが、こ
の場合、蒸発しなかった冷媒と吸収溶液が混合してしま
うと、冷凍能力に与からない冷媒(無効冷媒)となってし
まうため、冷凍機の効率が悪化する。したがって、隣接
している吸収器プレートと蒸発器プレートとの間で、溶
液と冷媒とを混合させないように回収する手段が必要と
なる。この場合、下部で両液の分離の必要が無いよう
に、蒸発量以上の冷媒を供給しないことも考えられる。
このようにすると、下部では冷媒は全て蒸発・吸収され
るために回収するのは吸収溶液のみであり、上述したよ
うな問題は基本的に起こらない。
ては、液膜側の流体の供給と、回収が大きな課題となっ
ている。すなわち、例えば蒸発器となるプレート面に
は、伝熱面に均一に冷媒を行き渡らせるために、伝熱面
で蒸発する量の数倍の冷媒を供給する必要があるが、こ
の場合、蒸発しなかった冷媒と吸収溶液が混合してしま
うと、冷凍能力に与からない冷媒(無効冷媒)となってし
まうため、冷凍機の効率が悪化する。したがって、隣接
している吸収器プレートと蒸発器プレートとの間で、溶
液と冷媒とを混合させないように回収する手段が必要と
なる。この場合、下部で両液の分離の必要が無いよう
に、蒸発量以上の冷媒を供給しないことも考えられる。
このようにすると、下部では冷媒は全て蒸発・吸収され
るために回収するのは吸収溶液のみであり、上述したよ
うな問題は基本的に起こらない。
【０００４】しかし、この場合、冷媒を伝熱面の全面に
均一に分布させるのは困難であり、流下する冷媒の下流
では冷媒のかからない無効な伝熱面が出来てしまう。ま
た、供給する冷媒の量の制御を誤ると、無効冷媒となっ
て冷凍機の能力を大きく低下させる。例えば、本発明者
らが先に提案した図４に示すような、各プレート２の対
応する位置に回収器１０を設ける方法が一つの解決法で
ある。しかし、このような方法では回収器のコストが過
大となるという間題がある。また、プレート部と液回収
器を別に製作するため、製作公差が大きいと回収器とプ
レートとにずれが生じ、ずれを調整する必要が生じた
り、液を確実に回収できなくなる場合がある。特に、熱
交換器を真空ロウ付けで製作しようとする場合、熱交換
器の要素間の間隔は製造工程上一定に保てない場合が有
る。
均一に分布させるのは困難であり、流下する冷媒の下流
では冷媒のかからない無効な伝熱面が出来てしまう。ま
た、供給する冷媒の量の制御を誤ると、無効冷媒となっ
て冷凍機の能力を大きく低下させる。例えば、本発明者
らが先に提案した図４に示すような、各プレート２の対
応する位置に回収器１０を設ける方法が一つの解決法で
ある。しかし、このような方法では回収器のコストが過
大となるという間題がある。また、プレート部と液回収
器を別に製作するため、製作公差が大きいと回収器とプ
レートとにずれが生じ、ずれを調整する必要が生じた
り、液を確実に回収できなくなる場合がある。特に、熱
交換器を真空ロウ付けで製作しようとする場合、熱交換
器の要素間の間隔は製造工程上一定に保てない場合が有
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記先行技
術に鑑み、特に、例えば吸収式冷凍機の蒸発器・吸収器
として働く２種類の液膜式プレート熱交換器要素を交互
に配置した形式の、液膜式熱交換器であって、各要素に
流れる液膜型の流体を、それぞれ回収することのできる
安価で調整の不要な液膜式プレート熱交換器を提供する
ことを課題とする。
術に鑑み、特に、例えば吸収式冷凍機の蒸発器・吸収器
として働く２種類の液膜式プレート熱交換器要素を交互
に配置した形式の、液膜式熱交換器であって、各要素に
流れる液膜型の流体を、それぞれ回収することのできる
安価で調整の不要な液膜式プレート熱交換器を提供する
ことを課題とする。
【０００６】
【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、内側を流れる流体と外面に沿って流れ
る流体との間で熱交換する第１プレートと、該第１のプ
レートとは異なった温度の内側及び外面を流れる流体間
で熱交換する第２プレートとを、各プレート面が向かい
合うようにして、所定の隙間を隔てて、複数交互に配備
したそれぞれ異なった温度を有する２組の流体を同時に
熱交換する液膜式プレート熱交換器において、前記第１
又は第２プレートの少なくとも一方の下部を覆うよう
に、曲げ板で構成された液回収器を設けることとしたも
のである。前記液膜式プレート熱交換器において、液回
収器は、曲げ板を接合して構成することができ、また、
前記液回収器は、下部に傾斜を設け、回収した液が左右
どちらか一方に流れるように構成することができ、さら
に前記液回収器は、第１及び第２プレートの下部にそれ
ぞれ設け、回収した流体を左右に振り分けるように構成
することができる。
に、本発明では、内側を流れる流体と外面に沿って流れ
る流体との間で熱交換する第１プレートと、該第１のプ
レートとは異なった温度の内側及び外面を流れる流体間
で熱交換する第２プレートとを、各プレート面が向かい
合うようにして、所定の隙間を隔てて、複数交互に配備
したそれぞれ異なった温度を有する２組の流体を同時に
熱交換する液膜式プレート熱交換器において、前記第１
又は第２プレートの少なくとも一方の下部を覆うよう
に、曲げ板で構成された液回収器を設けることとしたも
のである。前記液膜式プレート熱交換器において、液回
収器は、曲げ板を接合して構成することができ、また、
前記液回収器は、下部に傾斜を設け、回収した液が左右
どちらか一方に流れるように構成することができ、さら
に前記液回収器は、第１及び第２プレートの下部にそれ
ぞれ設け、回収した流体を左右に振り分けるように構成
することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明においては、液回収器とし
てプレート下部を覆うような曲げ板を用い、液を回収
し、回収した液を所定の方向に流すような構造とした。
この時、液回収器は流体の種類により左右に振り分ける
ような構造にしてもよい。また、一方の流体だけ回収す
るようにしてもよい。また、曲げ板は分割して製作し、
プレートと同時に接合してもよい。
てプレート下部を覆うような曲げ板を用い、液を回収
し、回収した液を所定の方向に流すような構造とした。
この時、液回収器は流体の種類により左右に振り分ける
ような構造にしてもよい。また、一方の流体だけ回収す
るようにしてもよい。また、曲げ板は分割して製作し、
プレートと同時に接合してもよい。
【０００８】本発明のプレートは、外表面を流体が流
れ、内部流体との間でプレートの伝熱面を介して熱交換
を行うため、外表面を流れる流体は、該伝熱面に広が
り、乾いた面がないように濡れ性を良くする必要があ
る。そのため、プレートの表面上部に液分配器を設ける
ことができ、該液分配器は、プレート表面と平行して樋
状に設けられ、プレート表面に向けて液を流下するオリ
フィス穴が側面に設けられており、また、該液分配器
は、樋の一側面として、プレート面を利用してもよい。
これにより、プレート表面に流体を供給する際の液の飛
散を防止して、プレート表面上に流体を満遍なく平均に
流すことができる。また、本発明の伝熱面を構成するプ
レートはステンレス鋼製とし、その外表面に、電解的に
溶解した多孔質層、クロムの溶融塩浴で処理した酸化ク
ロムの拡散層又は小さな多数の凹みを設けるか、あるい
は、梨地状にするのがよい。
れ、内部流体との間でプレートの伝熱面を介して熱交換
を行うため、外表面を流れる流体は、該伝熱面に広が
り、乾いた面がないように濡れ性を良くする必要があ
る。そのため、プレートの表面上部に液分配器を設ける
ことができ、該液分配器は、プレート表面と平行して樋
状に設けられ、プレート表面に向けて液を流下するオリ
フィス穴が側面に設けられており、また、該液分配器
は、樋の一側面として、プレート面を利用してもよい。
これにより、プレート表面に流体を供給する際の液の飛
散を防止して、プレート表面上に流体を満遍なく平均に
流すことができる。また、本発明の伝熱面を構成するプ
レートはステンレス鋼製とし、その外表面に、電解的に
溶解した多孔質層、クロムの溶融塩浴で処理した酸化ク
ロムの拡散層又は小さな多数の凹みを設けるか、あるい
は、梨地状にするのがよい。
【０００９】次に本発明を図面を用いて具体的に説明す
る。図１は、本発明の液膜式プレート熱交換器の一例を
示す断面構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面
図を示す。図１では、４つずつのプレート２、２’を交
互に結合して構成されており、吸収式冷凍機の蒸発・吸
収器として使用したもので、各プレート２、２’に液回
収器７、８を設け、それぞれ流体の種類によって左右に
振り分けて回収する形式のものである。図１において
は、液膜式プレート熱交換器１の各熱交換器要素は、そ
れぞれ蒸発器の役割を担うプレート２（蒸発器プレー
ト）と吸収器の役割を担うプレート２’（吸収器プレー
ト）とが、交互に配置されており、蒸発器プレート２に
は冷媒５が、吸収器プレート２’には吸収溶液６がそれ
ぞれ上部の液分配器により供給されている。
る。図１は、本発明の液膜式プレート熱交換器の一例を
示す断面構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面
図を示す。図１では、４つずつのプレート２、２’を交
互に結合して構成されており、吸収式冷凍機の蒸発・吸
収器として使用したもので、各プレート２、２’に液回
収器７、８を設け、それぞれ流体の種類によって左右に
振り分けて回収する形式のものである。図１において
は、液膜式プレート熱交換器１の各熱交換器要素は、そ
れぞれ蒸発器の役割を担うプレート２（蒸発器プレー
ト）と吸収器の役割を担うプレート２’（吸収器プレー
ト）とが、交互に配置されており、蒸発器プレート２に
は冷媒５が、吸収器プレート２’には吸収溶液６がそれ
ぞれ上部の液分配器により供給されている。
【００１０】供給された液５、６は、それぞれプレート
２、２’の表面を伝って流下し、下部の液回収器７、８
で受けられる。液回収器７、８に入った液５、６は、そ
れぞれ下部に設けられた傾斜によって、液の種類別に左
右に振り分けられる。また、プレート内部には、蒸発器
プレート２ではプレート上部を連通する連通管３によっ
て冷水が供給されており、プレート下部の連通管３’か
ら冷却された冷水が抜き出される。一方、吸収プレート
２’では、プレート下部の連通管４’から冷却水が供給
されて、プレート上部の連通管４から排出されている。
このような構造とすると、製造工程上、プレートの厚
み、間隔が厳密にコントロールできなくても、液回収器
７、８はプレートの下部を覆うような構造となっている
ため、位置調整の必要が無い。また、確実に液を回収
し、所望の経路で回収することができる。
２、２’の表面を伝って流下し、下部の液回収器７、８
で受けられる。液回収器７、８に入った液５、６は、そ
れぞれ下部に設けられた傾斜によって、液の種類別に左
右に振り分けられる。また、プレート内部には、蒸発器
プレート２ではプレート上部を連通する連通管３によっ
て冷水が供給されており、プレート下部の連通管３’か
ら冷却された冷水が抜き出される。一方、吸収プレート
２’では、プレート下部の連通管４’から冷却水が供給
されて、プレート上部の連通管４から排出されている。
このような構造とすると、製造工程上、プレートの厚
み、間隔が厳密にコントロールできなくても、液回収器
７、８はプレートの下部を覆うような構造となっている
ため、位置調整の必要が無い。また、確実に液を回収
し、所望の経路で回収することができる。
【００１１】図２は、本発明の液膜式プレート熱交換器
の他の例を示す断面構成図であり、（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図を示す。図２では、液回収器が一方の液
体、ここでは吸収器プレートの吸収溶液６のみを回収す
る液回収器８が設けられている。この場合、液回収器８
で回収されなかった液、ここでは冷媒５は、熱交換器１
の下部に溜まることとなる。液回収器８で回収された液
６は、液回収器８の両端（もしくは片端）から排出さ
れ、所定の場所に滴下される。又は、液回収器８から直
接配管を通じて回収することもでき、この場合配管の所
定の位置に穴を開けておき、滴下するなどの方法を用い
て回収してもよい。図３は、本発明の液膜式プレート熱
交換器を製作する際の説明図で、矢印のように接合して
製作する。このように、プレート２、２’と液分配器９
と曲げ板７’をそれぞれ分割して作製し、プレートと同
時に接合して、液回収器７、８を有する本発明のプレー
ト熱交換器を製作することができる。
の他の例を示す断面構成図であり、（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図を示す。図２では、液回収器が一方の液
体、ここでは吸収器プレートの吸収溶液６のみを回収す
る液回収器８が設けられている。この場合、液回収器８
で回収されなかった液、ここでは冷媒５は、熱交換器１
の下部に溜まることとなる。液回収器８で回収された液
６は、液回収器８の両端（もしくは片端）から排出さ
れ、所定の場所に滴下される。又は、液回収器８から直
接配管を通じて回収することもでき、この場合配管の所
定の位置に穴を開けておき、滴下するなどの方法を用い
て回収してもよい。図３は、本発明の液膜式プレート熱
交換器を製作する際の説明図で、矢印のように接合して
製作する。このように、プレート２、２’と液分配器９
と曲げ板７’をそれぞれ分割して作製し、プレートと同
時に接合して、液回収器７、８を有する本発明のプレー
ト熱交換器を製作することができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明では、プレートの下部を覆うよう
に液回収器を設けることで、簡単な部品で、液が混合し
ないように回収することができると同時に、プレートの
製造上の公差が大きくても調整等の必要無しに液回収を
行うことができる。
に液回収器を設けることで、簡単な部品で、液が混合し
ないように回収することができると同時に、プレートの
製造上の公差が大きくても調整等の必要無しに液回収を
行うことができる。
【図１】本発明の液膜式プレート熱交換器の一例を示す
断面構成図で、（ａ）正面図、（ｂ）側面図。
断面構成図で、（ａ）正面図、（ｂ）側面図。
【図２】本発明の液膜式プレート熱交換器の他の例を示
す断面構成図で、（ａ）正面図、（ｂ）側面図。
す断面構成図で、（ａ）正面図、（ｂ）側面図。
【図３】本発明の液膜式プレート熱交換器を製作するた
めの説明図。
めの説明図。
【図４】先行技術のプレート熱交換器の断面構成図。
１：液膜式プレート熱交換器、２、２’：プレート、
３、４：上部連通管、３’、４’：下部連通管、５：冷
媒、６：吸収溶液、７、８：液回収器、７’：曲げ板、
９：液分配器
３、４：上部連通管、３’、４’：下部連通管、５：冷
媒、６：吸収溶液、７、８：液回収器、７’：曲げ板、
９：液分配器
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２８Ｄ 3/00 Ｆ２８Ｄ 3/00 (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 (72)発明者 内村 知行 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 BB33 BB42 CC18 CC30 DD15 DD22
Claims (4)
- 【請求項１】 内側を流れる流体と外面に沿って流れる
流体との間で熱交換する第１プレートと、該第１のプレ
ートとは異なった温度の内側及び外面を流れる流体間で
熱交換する第２プレートとを、各プレート面が向かい合
うようにして所定の隙間を隔てて、複数交互に配備した
それぞれ異なった温度を有する２組の流体を同時に熱交
換する液膜式プレート熱交換器において、前記第１又は
第２プレートの少なくとも一方の下部を覆うように、曲
げ板で構成された液回収器を設けたことを特徴とする液
膜式プレート熱交換器。 - 【請求項２】 前記液回収器は、曲げ板を接合して構成
したことを特徴とする請求項１に記載の液膜式プレート
熱交換器。 - 【請求項３】 前記液回収器は、下部に傾斜を設け、回
収した流体が左右どちらか一方に流れるように構成した
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液膜式プレー
ト熱交換器。 - 【請求項４】 前記液回収器は、第１及び第２プレート
の下部にそれぞれ設け、回収した流体を左右に振り分け
るように構成したことを特徴とする請求項１、２又は３
に記載の液膜式プレート熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24961599A JP3722347B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 液膜式プレート熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24961599A JP3722347B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 液膜式プレート熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001074391A true JP2001074391A (ja) | 2001-03-23 |
| JP3722347B2 JP3722347B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=17195671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24961599A Expired - Fee Related JP3722347B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 液膜式プレート熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3722347B2 (ja) |
-
1999
- 1999-09-03 JP JP24961599A patent/JP3722347B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3722347B2 (ja) | 2005-11-30 |
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