JP2003056990A - プレート型蒸発装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱流体から被蒸発液体への熱伝達に伝熱プ
レートの複数枚を使用したプレート型の蒸発装置におい
て、前記加熱流体及び被蒸発液体の流れの圧力損失を低
減するとともに、伝熱プレートの全表面のうち熱交換に
使用できる面積の割合を大きくする。 【解決手段】 前記伝熱プレート７の二枚を、その間に
加熱流体が流れる第１熱交換室８を形成するように重
ね、その周囲における一つの辺に前記第１熱交換室に対
する開口部を設ける一方、前記一つの辺を除く他の各辺
において両伝熱プレートを溶接接合して単位プレート体
６を構成し、この単位プレート体の複数個を、当該各単
位プレート体の相互間に、被蒸発液体が流れる第２熱交
換室１０を形成するように並設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気等の加熱流体
による被蒸発液体の間接加熱によって被蒸発液体を蒸発
するようにした蒸発装置のうち、前記加熱流体から被蒸
発液体への熱伝達に伝熱プレートの複数枚を使用したプ
レート型の蒸発装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のプレート型蒸発装置は、
伝熱プレートの複数枚を、その間に周囲が密閉された偏
平な熱交換室を形成するように積層し、この各伝熱プレ
ート間における熱交換室のうち一つ飛ばしの各熱交換室
に供給した加熱流体にて、残りの他の熱交換室に供給し
た被蒸発液体を、各伝熱プレートを介して間接的に加熱
するように構成している（例えば、特許第２９６８０４
１号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来における
プレート型蒸発装置は、複数枚の伝熱プレートを積層し
たとき、その四つの隅部に、一つ飛ばしの各熱交換室に
対する加熱流体の供給通路及び排出通路と、残りの他の
熱交換室に対する被蒸発液体の供給通路及び排出通路と
を設けるという構成にしているから、加熱流体及び被蒸
発液体が各熱交換室に入るときにおける流れ抵抗、及
び、加熱流体及び被蒸発液体が各熱交換室から出るとき
における流れ抵抗が大きくて、ひいては、前記加熱流体
及び被蒸発液体の圧力損失が大きいという問題がある。

【０００４】しかも、前記各伝熱プレートの四隅部に、
加熱流体及び被蒸発液体の供給通路及び排出通路を設け
るという構造であることにより、前記各伝熱プレート
は、その四隅部の各々に前記した各通路を設ける分だけ
大きくしなければならず、換言すると、各伝熱プレート
の全表面のうち実際の熱交換に使用できる伝熱面積の割
合が、その四隅部の各々に前記した各通路を設ける分だ
け縮小されるという問題もあった。

【０００５】本発明は、このような問題を解消したプレ
ート型蒸発装置を提供することを技術的課題とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明の請求項１は、「略矩形にした二枚の伝熱
プレートを、その間に加熱流体が流れる偏平な第１熱交
換室を形成するように重ね、その周囲における一つの辺
に前記第１熱交換室に対する開口部を設け、前記一つの
辺を除く他の各辺において密封して単位プレート体を構
成し、この単位プレート体の複数個を、当該各単位プレ
ート体の相互間に、被蒸発液体が流れる偏平な第２熱交
換室を形成するように並設した。」ことを特徴としてい
る。

【０００７】次に、本発明の請求項２は、「前記請求項
１の記載において、前記各単位プレート体におけるいず
れか一方又は両方の伝熱プレートに、隣接する単位プレ
ート体に接触する突出部を設けた。」ことを特徴として
いる。

【０００８】また、本発明の請求項３は、「前記請求項
１又は２の記載において、前記各単位プレート体におけ
るいずれか一方又は両方の伝熱プレートに、両伝熱プレ
ートの相互間の連結部を設けた。」ことを特徴としてい
る。

【０００９】更にまた、本発明の請求項４は、「前記請
求項１〜３いずれかの記載において、前記各単位プレー
ト体のうちその一つの辺における開口部側の端部を、加
熱流体が流れる側を形成する仕切り板に対して、前記開
口部が前記加熱流体が流れる側に連通するように着脱可
能に接合した。」ことを特徴としている。

【００１０】加えて、本発明の請求項５は、「前記請求
項１〜３いずれかの記載において、加熱流体が流れる側
を形成する仕切り板を合成樹脂製にして、この合成樹脂
製の仕切り板に、前記前記各単位プレート体のうちその
一つの辺における開口部側の端部を埋設した。」ことを
特徴としている。

【００１１】

【発明の作用・効果】前記請求項１に記載の構成におい
て、加熱流体は、各単位プレート体における第１熱交換
室に対して一つの辺に設けた開口部から出入りする一
方、被蒸発液体は、前記各単位プレート体の相互間に形
成される第２熱交換室を流れることにより、前記加熱流
体及び被蒸発液体の流れ抵抗、ひいては、その圧力損失
を、確実に大幅に低減することができるのである。

【００１２】しかも、前記各単位プレート体における両
伝熱プレートに、前記従来のように、加熱流体及び被蒸
発液体の供給通路及び排出通路を設けることを省略で
き、両伝熱プレートの全表面のうち熱交換に使用できる
面積の割合を、確実に大きくすることができるのであ
る。

【００１３】この場合において、請求項２に記載した構
成にすることにより、各単位プレート体の相互間に、所
定の偏平な第２熱交換室を確実に形成することができる
とともに、各単位プレート体を互いに支持することがで
き、しかも、各単位プレート板における伝熱面積を増大
できる。

【００１４】また、請求項３に記載した構成にすること
により、各単位プレート体における両伝熱プレートを互
いに補強できるから、部品としての機械的強度及び耐圧
性を向上できるか、或いは、両伝熱プレートの板厚さを
薄くできる。

【００１５】更にまた、請求項４に記載した構成にする
ことにより、前記各単位プレート体を、当該各単位プレ
ート体ごとに分解することができるから、その伝熱プレ
ートの表面に付着するスケール除去等のような点検・清
掃が、各単位プレート体ごとについて容易にできる。

【００１６】加えて、請求項５に記載した構成にするこ
とにより、合成樹脂製の仕切り板を成形するとき、これ
に各単位プレート体を一体的に連結・接合できるから、
その製造に要するコストの低減を図ることができるとと
もに、仕切り板を合成樹脂製にすることで軽量化を図る
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
について説明する。

【００１８】図１〜図４は、本発明における第１の実施
の形態を示す。

【００１９】この図において、符号１は、蒸発缶を示
し、この蒸発缶１の内部は、二枚の仕切り板２にて、こ
の両仕切り板２より外側に位置する左右一対の加熱流体
室（加熱流体が流れる側）３と、この両仕切り板２間の
蒸発室４とに区画され、前記両加熱流体室３には、図示
しないボイラーから蒸気等の加熱流体の入り口３ａが、
また、前記蒸発室４には、当該蒸発室４内で発生した水
蒸気を図示しない凝縮器に導くための水蒸気出口５が各
々設けられている。

【００２０】そして、符号６は、単位プレート体を示
し、この単位プレート体６は、アルミニウム板等のよう
に熱伝導性に優れた金属板にて矩形に形成した二枚の伝
熱プレート７を、その間に偏平な第１熱交換室８を形成
するように重ね、そして、この両伝熱プレート７の周囲
における一つの辺に前記第１熱交換室８に対する開口部
９を設け、前記一つの辺を除く他の各辺において両伝熱
プレート７の同士を互いに溶接接合したもの、つまり、
前記開口部９を有する一つの辺を除く他の各辺において
密封したものに構成されている。

【００２１】また、この単位プレート体６は、一枚の金
属板を一つの辺を境にして二枚重ねに折り曲げ、その一
つの辺に開口部９を設け、残りの二つの辺において互い
に溶接することによって、前記開口部９を有する一つの
辺を除く他の各辺において密封したものに構成すること
ができる。

【００２２】更にまた、前記単位プレート体６の金属板
は、アルミニウム板に限らず、必要に応じて、銅又は銅
合金板、ステンレス鋼板或いはチタン板を使用すること
ができる。

【００２３】そして、この構成の単位プレート体６の複
数個を、縦向きにした状態で、前記両仕切り板２の蒸発
室４側の内面側に、当該各単位プレート体６の相互間に
偏平な隙間の第２熱交換室１０を形成するように並べて
配設して、この各単位プレート体６における前記開口部
９側の端部を、前記仕切り板２に対して、その開口部９
が前記加熱流体室３内に連通するように、溶接等に一体
的に接合する。

【００２４】この場合において、前記仕切り板２を、合
成樹脂の成形品にし、この合成樹脂製の仕切り板を成形
するときにおいて、これに前記各単位プレート体９にお
ける開口部９側の端部を埋設することによって連結・接
続するように構成しても良い。

【００２５】前記各単位プレート体６における両伝熱プ
レート７には、外向きへの突出部１１の複数個を設け、
この各突出部１１を相隣接する単位プレート体６におい
て互いに接触することにより、各単位プレート体６の相
互間に前記第２熱交換室１０を確保するように構成す
る。この場合、前記各突出部１１を隣接する単位プレー
ト体６における突出部１１に接触することに代えて、隣
接する単位プレート体６における伝熱プレート７に対し
て直接的に接触するように構成しても良い。

【００２６】また、前記各単位プレート体６における両
伝熱プレート７には、内向きへの連結用凹み部１２の複
数個を設けて、この凹み部１２を互いにスポット溶接す
ることにより、両伝熱プレート７を複数箇所において互
いに連結するように構成されている。なお、この連結用
凹み部１２は、両伝熱プレート７のうち一方の伝熱プレ
ートに設けて、これを他方の伝熱プレートに対してスポ
ット溶接するようにしても良い。

【００２７】そして、前記蒸発室４内のうち前記各単位
プレート体６の上方には、散布ノズル１３を配設して、
前記蒸発室４内の底に溜まる被蒸発液体を循環ポンプ１
４にて汲み出したのち前記散布ノズル１３から前記各単
位プレート体６の外表面に散布するようにする。

【００２８】この構成において、前記各単位プレート体
６における第１熱交換室８内には、蒸気等の加熱流体が
流れる一方、前記各単位プレート体６の相互間における
第２熱交換室１０内には、前記散布ノズル１３から散布
された被蒸発液体が各単位プレート体６の表面を伝いな
がら流下することにより、被蒸発液体は、加熱・蒸発さ
れるのである。

【００２９】この場合において、前記各単位プレート体
６に複数個設ける各突出部１１の配列を、図４に示すよ
うに、上段列における各突出部１１の間に、下段列にお
ける各突出部１１が位置するというように千鳥の配列に
することにより、各単位プレート体６の表面を伝って流
下する被蒸発液体を、前記各突出部１１を利用して、広
い部分にわたって均一に分散できるから、伝熱面全体を
有効に利用できるとともに、乾く部分にスケールが発生
することを低減でき、伝熱効率をアップすることができ
る。

【００３０】また、前記各単位プレート体６における第
１熱交換室８内には、必要に応じて、横方向に延びる一
枚又は複数枚の邪魔板１５を設けて、前記加熱流体室３
内の加熱流体が、図４に点線矢印で示すように、前記仕
切り板２に穿設の通孔２ａから前記第１熱交換室８内の
上部に流入し、第１熱交換室８内をジクザク状に折り返
すように流れたのち、第１熱交換室８の下部から前記仕
切り板２に穿設の通孔２ｂを通って前記加熱流体室３へ
流出するように構成されている。

【００３１】次に、図５及び図６は、本発明における第
２の実施の形態を示す。

【００３２】この第２の実施の形態は、前記のように構
成した各単位プレート体６を、前記仕切り板２に対して
着脱可能に接合するという構成にした場合である。

【００３３】すなわち、前記各単位プレート体６におけ
る開口部９側の端部を、前記仕切り板２から突出した接
続管１６に対して、当該端部に溶接にて固着したフラン
ジ部１７と仕切り板２との間にシール用弾性リング１８
を挟んだ状態で着脱可能に被嵌し、この各単位プレート
体６を、前記仕切り板２に対して、各単位プレート体６
の他端側に配設した押さえ板１９を複数本のステーボル
ト２０にて締結することによって、前記シール用弾性リ
ング１８を圧縮するように押圧して、前記各単位プレー
ト体６を、仕切り板２に対して着脱可能に接合したもの
である。

【００３４】この構成によると、前記各単位プレート体
６を、当該各単位プレート体６ごとに分解することがで
きるから、その伝熱プレート７の表面に付着するスケー
ル除去等のような点検・清掃が容易にできる。

【００３５】なお、前記複数個の各単位プレート体６
を、押さえ板１９によって同時に押圧するに際しては、
前記押さえ板１９のうち前記各単位プレート体６の個所
ごとに、調節用ボルト２１等の押圧調整手段を設けて、
この押圧調整手段を介して前記単位プレート体６を押圧
することにより、前記各単位プレート体６の仕切り板２
に対する押圧力を、各単位プレート体６における長さ寸
法の誤差にかかわらず、略等しくするように、換言する
と、前記各単位プレート体６を、その長さ寸法の誤差に
かかわらず、仕切り板２に対して確実に押圧できるよう
に構成されている。

【００３６】また、この第２の実施の形態においては、
図７に示す変形例のように、前記各単位プレート体６に
おける開口部９側の端部を、前記仕切り板２に設けた凹
所２２に差し込むことによって着脱可能に接合したり、
或いは、図８に示す別の変形例のように、前記各単位プ
レート体６における開口部９側の端部に設けられるフラ
ンジ部１７を、溶接によることなく、伝熱プレート７に
設けた突起部２３にて支持するように構成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施の形態を適用した蒸
発缶の縦断正面図である。

【図２】前記図１のII−II平断面図である。

【図３】前記図１のIII −III 視拡大断面図である。

【図４】前記図３のIV−IV視側面図である。

【図５】本発明における第２の実施の形態を示す分解図
である。

【図６】前記図５のVI−VI視拡大断面図である。

【図７】前記第２の実施の形態の変形例を示す断面図で
ある。

【図８】前記第２の実施の形態の別の変形例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 蒸発缶 ２ 仕切り板 ３ 加熱流体室 ４ 蒸発室 ６ 単位プレート体 ７ 伝熱プレート ８ 第１熱交換室 ９ 開口部 １０ 第２熱交換室 １１ 突出部 １２ 連結用凹み部 １３ 散布ノズル １４ 循環ポンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略矩形にした二枚の伝熱プレートを、その
   間に加熱流体が流れる偏平な第１熱交換室を形成するよ
   うに重ね、その周囲における一つの辺に前記第１熱交換
   室に対する開口部を設け、前記一つの辺を除く他の各辺
   において密封して単位プレート体を構成し、この単位プ
   レート体の複数個を、当該各単位プレート体の相互間
   に、被蒸発液体が流れる偏平な第２熱交換室を形成する
   ように並設したことを特徴とするプレート型蒸発装置。
2. 【請求項２】前記請求項１の記載において、前記各単位
   プレート体におけるいずれか一方又は両方の伝熱プレー
   トに、隣接する単位プレート体に接触する突出部を設け
   たことを特徴とするプレート型蒸発装置。
3. 【請求項３】前記請求項１又は２の記載において、前記
   各単位プレート体におけるいずれか一方又は両方の伝熱
   プレートに、両伝熱プレートの相互間の連結部を設けた
   ことを特徴とするプレート型蒸発装置。
4. 【請求項４】前記請求項１〜３いずれかの記載におい
   て、前記各単位プレート体のうちその一つの辺における
   開口部側の端部を、加熱流体が流れる側を形成する仕切
   り板に対して、前記開口部が前記加熱流体が流れる側に
   連通するように着脱可能に接合したことを特徴とするプ
   レート型蒸発装置。
5. 【請求項５】前記請求項１〜３いずれかの記載におい
   て、加熱流体が流れる側を形成する仕切り板を合成樹脂
   製にして、この合成樹脂製の仕切り板に、前記前記各単
   位プレート体のうちその一つの辺における開口部側の端
   部を埋設したことを特徴とするプレート型蒸発装置。