JP2012093085A - 熱交換器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成を有し、保守および洗浄を容易にできるようにした熱交換器装置を提供する。
【解決手段】本発明の熱交換器装置は、第１のプレート空間（６）が、蒸気を凝縮するように構成され、第１のプレート空間（６）と第２のプレート空間（７）がプレート熱交換器（１）内に交互に設けられ、第１のプレート空間（６）への入口流路（２１）が蒸気入口流路として構成され、第１のプレート空間（６）からの出口流路（２２）が凝縮物出口流路として構成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、少なくとも第１の熱交換器を含み、かつ各プレート熱交換器が、フレームプレートと、圧力板と、蒸気を凝縮させる第１のプレート空間および液体を蒸発させる第２のプレート空間が形成されるように、フレームプレートと圧力板との間に互いにプレートパッケージに隣接してプレートパッケージとして設けられた複数の伝熱板とを有する熱交換器であって、各プレート熱交換器が、フレームプレートおよびほぼすべての伝熱板を通って延び、第１のプレート空間と連通する蒸気入口流路と、ほぼすべての伝熱板を通って延び、第１のプレート空間と連通する少なくとも凝縮物出口流路と、ほぼすべての伝熱板を通って延び、第２のプレート空間と連通する液体入口流路と、フレームプレートおよびほぼすべての伝熱板を通って延び、第２のプレート空間と連通する蒸気出口流路とを有する熱交換器装置に関する。本発明は、請求項３３による熱交換器装置および請求項３４による熱交換器装置にも関する。

伝熱板を有するパッケージがプロセスにおける主要な構成部材を形成する、海水を脱塩する機器が数年前から製造されている。各プレートは、蒸気用のポートを有さず、その代わり、容器内にプレート熱交換器が位置しており、各プレートの外側の空間がプロセスの種類に応じて蒸気用の１つまたは２つ以上の流路として使用される。容器は、円筒形の圧力容器であることが少なくない。スウェーデン特許第４６４９３８号は、円筒形容器内に設けられたプレートパッケージを有するそのような脱塩プラントを開示している。いくつかのプレートパッケージを含む大形のプラントでは、これらをシリンダの長手方向に位置させることができる。容器は、プラントに複数の容器を含めるのを可能にすべきでない場合、プラントをどれだけ大きくできるかをある程度制限する。

米国特許第４５１１４３６号は、互いに対を成すように溶接され、プレートパッケージ内で、凝縮用の第１のプレート空間および蒸発用の第２のプレート空間が形成されるように設けられた伝熱板のプレートパッケージを、各熱交換器段が有するいくつかの連続的な熱交換器段を含むプロセスラインを有する他の大型の脱塩プラントを開示している。このプロセスラインは、概略的に示されている密閉圧力容器内に設けられる。米国特許第４５１４２６０号も参照されたい。

少なくともより小型または中程度のサイズのプラントでは、容器のコストがプラントの総コストの大部分を占める。容器の製造と取付けはどちらも、複雑で時間がかかる。さらに、たとえば、容器内で個々のプレートパッケージおよび伝熱板に手を届かせるのが困難であるため、プラントの保守は困難である。

スウェーデン特許第４６４９３８号 米国特許第４５１１４３６号 米国特許第４５１４２６０号

本発明の目的は、簡素な構成を有し、保守および洗浄を容易にできるようにする熱交換器装置を提供することである。本発明の他の目的は、装置をより大型にし、かつ多数の熱交換器段を含めることを可能にする構成を有するこのような熱交換器装置を提供することである。

この目的は、フレームプレートに隣接し、蒸気出口流路から形成された蒸気を受け取るように配置された第１の出口チャンバを形成するハウジングと、ハウジング内に設けられ、第１の出口チャンバを通って流れる蒸気から液体を取り込むようになっている第１の液体分離器とを有することを特徴とする、冒頭に定義された熱交換器装置によって実現される。

このようなハウジングによって、プレート熱交換器を囲む容器無しで熱交換器装置を構成することができる。したがって、熱交換器装置を低コストで製造し取り付けるのに適した条件が確立される。提案される構成は、熱交換器装置を様々なサイズで容易に製造し、すなわち、ほぼ任意の数のプレート熱交換器を有する熱交換器を容易に製造するのも可能にする。したがって、各プレート熱交換器および個々の伝熱板には、検査、保守、および洗浄時に容易に手を届かせることができる。熱交換器装置は、２つの媒質のそれぞれ蒸発および凝縮向けに構成され、したがって、海水の脱塩または他の蒸発もしくは蒸留用途に適している。

本発明の一実施態様では、装置は、蒸気を蒸気入口流路に送り込むように配置された第１の入口チャンバを有する。第１の代替実施態様によれば、第１の入口チャンバは、ハウジングから分離され、かつフレームプレートに隣接する別個のケーシング内に収納することができる。第２の代替実施態様によれば、さらに第１の入口チャンバをハウジング内に収納することができる。さらに、ハウジング内の内壁によって第１の入口チャンバと第２の出口チャンバを分離することができる。

本発明の他の実施態様によれば、プレート熱交換器の数は少なくとも１つである。したがって、本発明による熱交換器装置は有利なことに、プレート熱交換器と、プレート熱交換器のフレームプレートに連結されかつ隣接するハウジングとによって実現することができる。このように、簡素で小形の装置が実現される。有利なことに、装置は、形成された蒸気を第１の出口チャンバから第１の入口チャンバおよび蒸気入口流路に送るように配置された圧縮器を有してもよい。

本発明の他の実施態様によれば、プレート熱交換器の数は少なくとも２つであり、第１の出口チャンバが両方の第１のプレート熱交換器のフレームプレートに隣接し、かつ両方の第１のプレート熱交換器の蒸気出口流路に連結されるように互いに平行な２つのそのような第１のプレート熱交換器を含み、第１の液体分離器は、両方の第１のプレート熱交換器から来る蒸気から液体を取り込む。この実施態様は原則的に、定義済みの実施態様と同様に作用するが、蒸気が２つのプレート熱交換器に同時に運ばれ、プレート熱交換器で生成された蒸気が、以後の段でさらに使用できるようにあるいは２つの平行なプレート熱交換器への入口蒸気として共通の出口チャンバに排出されるという点が異なる。

他の実施態様によれば、第１の入口チャンバは、両方の第１のプレート熱交換器の蒸気入口流路に連結される。したがって、入口チャンバは２つのプレート熱交換器に共通であってもよい。有利なことに、ハウジングは、互いに向かい合うほぼ平行な２枚の側壁を有してよく、プレート熱交換器はそれぞれの側壁から外側に互いにほぼ逆方向に延びる。このように、取付けを容易にしかつ適切に手を届かせるのを可能にする有利なレイアウトが実現される。

本発明の他の実施態様によれば、プレート熱交換器の数は少なくとも２つであり、装置は、少なくとも第１のプレート熱交換器を含む第１の段と、少なくとも１つの最終のそのようなプレート熱交換器を含む最終段とを有する。このように、プロセスをいくつかの段またはいわゆる効果において行うことのできる装置が実現される。また、この装置は、共通のハウジングといくつかのプレート熱交換器とを有し、容易に製造することができ、保守および洗浄時に適切に手を届かすのを可能にする。

本発明の他の実施態様によれば、ハウジングは、最終プレート熱交換器のフレームプレートに隣接しており、最終プレート熱交換器の蒸気出口流路から形成された蒸気を受け取るように配置された最終出口チャンバを形成する。さらに、装置は、蒸気を最終プレート熱交換器の蒸気入口流路に送り込むように配置された最終入口チャンバを有してもよい。有利なことに、最終入口チャンバもハウジング内に収納される。

本発明の他の実施態様によれば、第１の出口チャンバは、最終入口チャンバに連結され、第１のプレート熱交換器内で形成された蒸気を最終プレート熱交換器の蒸気入口流路に送るのを可能にする。したがって、いくつかの段または効果を有する熱交換器装置が容易に実現される。代替実施態様によれば、装置は、形成された蒸気を最終出口チャンバから第１の入口チャンバに送るように配置された好ましくは機械製の圧縮器を有してもよい。さらに、装置は、最終出口チャンバに設けられ、最終出口チャンバを通って流れる蒸気から液体を取り込むようになっている最終液体分離器を有してもよい。

本発明の代替実施態様によれば、ハウジングは少なくとも１枚の側壁を有し、第１のプレート熱交換器および第２のプレート熱交換器は側壁から外側にほぼ同じ方向に延びる。

本発明の他の代替実施態様によれば、ハウジングは、互いに向かい合うほぼ平行な２枚の側壁を有してよく、第１のプレート熱交換器および第２のプレート熱交換器はそれぞれの側壁から外側に互いにほぼ逆方向に延びる。

本発明の他の実施態様によれば、装置は、少なくとも１つの中間プレート熱交換器を含む少なくとも１つの中間段を有し、中間入口チャンバが、蒸気を中間プレート熱交換器の蒸気入口流路に送り込むように配置され、中間出口チャンバが、中間プレート熱交換器の蒸気出口流路から蒸気を受け取るように配置され、中間出口チャンバは中間液体分離器を介して最終入口チャンバと連通する。装置は有利なことに、各々が少なくとも１つの中間的なそのようなプレート熱交換器を有する１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、またはそれ以上の連続的な中間段を有してもよい。本発明の構成によって、すべてが共通のハウジングに連結された非常に多数の段または効果を有する非常に大型の熱交換器プラントを非常に容易に製造し取り付けることが可能になる。

本発明の他の実施態様によれば、装置は、最終出口チャンバの下流側に配置され、最終出口チャンバに送られる蒸気を凝縮させる凝縮器を有する。有利なことに、装置は、高圧の外部蒸気を供給することによって動作するようになっており、かつ最終出口チャンバまたは最終出口チャンバのうちの１つに送られた蒸気の少なくとも一部を受け取り、この一部の蒸気と外部蒸気を混合するようになっている熱圧縮器を有してもよく、混合物は第１の入口チャンバに供給される蒸気を形成する。

本発明の他の実施態様によれば、各段は少なくとも２つのそのようなプレート熱交換器を有する。このように、プラントの物理寸法を比較的低いレベルに維持することができる。有利なことに、ハウジングは、互いに向かい合うほぼ平行な２枚の側壁を有してもよく、各段のプレート熱交換器はそれぞれの側壁から外側に互いにほぼ逆方向に延びる。この場合、ハウジングは、中央に位置するハウジングの互いにほぼ平行な２枚の長手方向壁からほぼ垂直に外側に延びてもよい。

本発明の他の実施態様によれば、実質的に各伝熱板は、第１の蒸気入口流路を形成する第１のポートホールと、凝縮物出口流路を形成する少なくとも第２のポートホールと、液体入口流路を形成する第３のポートホールと、蒸気出口流路を形成する少なくとも第４のポートホールとを有する。さらに、実質的に各伝熱板は、中央伝熱領域を有してもよく、第１のポートホールは中央伝熱領域の上方に配置され、第２のポートホールは中央伝熱領域の下方に配置される。有利なことに、第３のポートホールは、中央伝熱領域の上端の近くに配置することができ、中央伝熱領域の上端に沿って伝熱板を横切って延び、かつ、中央伝熱領域全体にわたって液体を分散させるようになっている分散空間が、第２のプレート空間のそれぞれに形成されるように、伝熱板は構成される。

本発明の他の実施態様によれば、各プレート熱交換器は、フレームプレートからほぼ垂直に延びる少なくとも１つの細長い支持部材を有し、伝熱板および圧力板は支持部材に取り付けられる。さらに、各プレート熱交換器は、フレームプレートと圧力板との間を延び、伝熱板を圧縮するのを可能にするように配置された多数のタイボルトを有してもよい。

本目的は、冒頭に定義された熱交換器装置であって、各プレート熱交換器のフレームプレートに隣接するハウジングを有し、ハウジングが、第１のプレート熱交換器の蒸気出口流路から形成された蒸気を受け取るように配置された第１の出口チャンバと、最終プレート熱交換器の蒸気出口流路から形成された蒸気を受け取るように配置された最終出口チャンバとを形成することを特徴とする熱交換器装置によっても実現される。

さらに、本目的は、冒頭に定義された熱交換器装置であって、各プレート熱交換器のフレームプレートに隣接し、第１の段のプレート熱交換器の蒸気入口流路に蒸気を送り込むように配置された第１の入口チャンバと、第１の段のプレート熱交換器の蒸気出口流路から蒸気を受け取るように配置された第１の出口チャンバと、第２の段のプレート熱交換器の蒸気入口流路に蒸気を送り込むように配置された最終入口チャンバと、第２の段のプレート熱交換器の蒸気出口流路から蒸気を受け取るように配置された最終出口チャンバとを形成するハウジングを有することを特徴とする熱交換器装置によって実現される。

本発明の第１の実施形態による熱交換器装置の上からの概略図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った熱交換器装置の概略部分断面側面図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 図２の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。 図１の熱交換器装置の第１の伝熱板の平面図である。 図１の熱交換器装置の第２の伝熱板の平面図である。 本発明の第２の実施形態による熱交換器装置の上からの概略図である。 図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った熱交換器装置の概略部分断面側面図である。 図８の線ＩＸ−ＩＸに沿った断面図である。 図７の熱交換器装置の第１の伝熱板の平面図である。 図７の熱交換器装置の第２の伝熱板の平面図である。 本発明の第３の実施形態による熱交換器装置の上からの概略図である。 図１２の熱交換器装置の概略部分断面側面図である。 本発明の第４の実施形態による熱交換器装置の上からの概略図である。 図１４の線ＸＶ−ＸＶに沿った断面図である。 図１４の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿った断面図である。 本発明の第５の実施形態による熱交換器装置の図１６の断面図と同様の概略断面図である。

次に、本発明を、一例として添付の図面を参照して説明する実施形態によってより詳しく説明する。

図１〜６は、第１の実施形態による熱交換器装置を開示している。開示される実施形態は、第１に、塩含有液体、いわゆる塩水の脱塩を目的としているが、この用途に限定されず、他の用途で蒸留または蒸発に使用することができる。熱交換器装置は、互いに近接してプレートパッケージとして配置されたフレームプレート２、圧力板３、および複数の伝熱板４、５を有するプレート熱交換器１を有している。図５、６を参照されたい。伝熱板４および５は、蒸気を凝縮させる第１のプレート空間６および液体を蒸発させる第２のプレート空間７が形成されるように、プレート熱交換器１内のフレームプレート２と圧力板３との間に互いに隣接して交互に配置されている（図８も参照されたい）。伝熱板４、５およびプレート空間６、７の総数のうちの少数が概略的に示されている。

各伝熱板４、５およびフレームプレート２は、蒸気入口流路２１を形成する２つの第１のポートホール１１と、凝縮物出口流路２２を形成する第２のポートホール１２と、液体入口流路２３を形成する第３のポートホール１３と、蒸気出口流路２４を形成する２つの第４のポートホール１４とを有している。各伝熱板４、５は中央伝熱領域１５も有している。第１のポートホール１１は、伝熱板４、５がプレート熱交換器１内の通常の使用位置に配置されたときに中央伝熱領域１５の上方に配置される。このとき、第２のポートホール１２は、中央伝熱領域１５の下方に配置される。第３のポートホール１３は、中央伝熱領域１５の上縁部の近くに配置され、第４のポートホール１４は通常の使用位置で中央伝熱領域１５の下方に配置される。圧力板３は、開示された実施形態では連続的であり、すなわち、圧力板３にはポートホールがない。

蒸気入口流路２１は、フレームプレート２およびほぼすべての伝熱板４、５を通って延び、第１のプレート空間６と連通している。凝縮物出口流路２２は、フレームプレート２およびほぼすべての伝熱板４、５を通って延び、第１のプレート空間６と連通している。液体入口流路２３は、フレームプレート２およびほぼすべての伝熱板４、５を通って延び、第２のプレート空間７と連通している。蒸気出口流路２４は、フレームプレート２およびほぼすべての伝熱板４、５を通って延び、第２のプレート空間７と連通している。

伝熱板４、５は、第２のプレート空間７の各々に分散空間１６が形成されるように構成されている。分散空間１６は、中央伝熱領域１５の上端に沿って伝熱板４、５を横切って延びており、液体入口流路２３からの液体を中央伝熱領域１５全体にわたって分散させるようになっている。

プレート熱交換器１は、伝熱板４、５および圧力板３が取り付けられた細長い支持部材１７、１８を有している。支持部材１７、１８は、通常の使用位置でフレームプレート２からほぼ水平に延びるビームとして構成されている。さらに、プレート熱交換器１は、フレームプレート２と圧力板３との間を延び、伝熱板４、５の圧縮を可能にするように配置された多数のタイボルト１９（図７参照）を有している。開示された実施形態では、ガスケット２１が伝熱板４、５の間に設けられ、第１のプレート空間６を周囲、液体入口流路２３、および蒸気出口流路２４に対して密封し、第２のプレート空間７を周囲、蒸気入口流路２１、および凝縮物出口流路２２に対して密封する。対を形成する溶接、対を形成する接着、完全に溶接されたプレートパッケージ、または完全に接着されたプレートパッケージによる互いに隣接する伝熱板４、５の永久的な連結を利用することも可能である。

熱交換器装置は、伝熱板４、５の近くに配置され、より具体的にはフレームプレート２に隣接するハウジング３０も有している。第１の実施形態では、ハウジング３０は、蒸気出口流路２４から形成された蒸気を受け取るように配置された第１の出口チャンバ３１を形成する。ハウジング３０内の第１の出口流路３１内に設けられ、第１の出口チャンバ３１を通って流れる蒸気から液体を取り込むようになっている第１の液体分離器３２も熱交換器装置は有している。さらに、熱交換器装置は、蒸気を第１の入口流路２１に送り込むように配置された第１の入口チャンバ３３を有している。第１の実施形態によれば、第１の入口チャンバ３３は、やはりフレームプレート２に隣接するが、ハウジング３０から分離されている別個のケーシング３４内に収納されている。

熱交換器装置は、ポンプまたはファン部材の形をした機械的圧縮器４０も有している。圧縮器４０は、第１の液体分離器３２と第１の入口チャンバ３３との間に設けられている。したがって、圧縮器４０は、形成された蒸気を第１の出口チャンバ３１から第１の液体分離器３２を通し連結流路３９を介して第１の入口チャンバ３３および蒸気入口流路２１に送るように配置されている。塩含有液体、いわゆる塩水が、液体導管４１を介して液体入口流路２３に供給される。形成された凝縮物は、凝縮物導管４２を介して凝縮物出口流路２２から排出される。第１液体分離器３２によって分離された塩含有液体は、底部空間４３に回収され、導管４４によって排出される。

図７〜１１は、第２の実施形態による熱交換器装置を開示している。対応する機能を有する部材および構成部材について、すべての実施形態で同じ参照符号が使用されていることに留意されたい。第２の実施形態は、第１の入口チャンバ３３がハウジング３０、すなわち、第１の出口チャンバ３１と同じハウジング３０に収納されるという点で第１の実施形態と異なる。第１の入口チャンバ３３と第１の出口チャンバ３３は、ハウジング３０内の内壁４６によって互いに分離されている。

さらに、第２の実施態様では、伝熱板４、５がいくらか異なるように構成されている。伝熱板４、５は、蒸気入口流路２１を形成する第１のポートホール１１と、蒸気出口流路２４を形成する第４のポートホール１４とを有している。さらに、各伝熱板４、５は、凝縮物出口流路２２を形成する２つの第２のポートホール１２を有している。

さらに、第２の実施形態は、図１、２、および４に開示された種類の機械的圧縮器を含んでよい。

図１２および１３は、第３の実施形態による熱交換器装置を概略的に開示している。この熱交換器装置は、各プレート熱交換器１が、第２の実施形態のプレート熱交換器１とほぼ同じ構成を有する２つのプレート熱交換器１を有している。説明を単純にするために、図７〜１１に開示されているある詳細は図１２および１３には示されていない。２つのプレート熱交換器１は、少なくとも第１のプレート熱交換器１を有する第１の段と少なくとも最終プレート熱交換器１を有する最終段とを形成するように互いに直列に設けられている。第３の実施形態は、両方のプレート熱交換器１または段用に共通のハウジング３０を有している。ハウジング３０は、両方のプレート熱交換器１のフレームプレート２に隣接しており、それぞれのプレート熱交換器１の蒸気出口流路２４から形成された蒸気を受け取るように配置された第１の出口チャンバ３１および最終出口チャンバ３１を形成している。それぞれの出口チャンバ３１を通って流れる蒸気から液体を取り込む液体分離器３２が、各出口チャンバ３１内に設けられている。ハウジング３０は、それぞれのプレート熱交換器１の蒸気入口流路２１に蒸気を送り込むように配置された第１の入口チャンバ３３および最終入口チャンバ３３も形成している。

最終出口チャンバ３１は、連結流路３９を介して最終入口チャンバ３３に連結され、形成された蒸気を最終出口チャンバ３１から第１の入口チャンバ３３に送るように配置された圧縮器４０によって、第１のプレート熱交換器１内で形成された蒸気を最終プレート熱交換器１の蒸気入口流路２１に送るのを可能にする。第３の実施形態では、ハウジング３０は、代替実施形態によれば、それぞれのプレート熱交換器１のフレームプレート２によって形成することのできる、互いに向かい合うほぼ平行な２枚の側壁５０を有している。図１２および１３を見ると分かるように、第１のプレート熱交換器１および第２のプレート熱交換器１は、これらの側壁５０のそれぞれから外側に互いにほぼ逆方向に延びている。互いに異なるチャンバ３１、３３を互いに分離する内壁４６がハウジング３０内に設けられている。

図１４〜１６は、第４の実施形態による熱交換器装置を概略的に開示している。この熱交換器装置は、各プレート熱交換器１が、第２および第３の実施形態のプレート熱交換器１とほぼ同じ構成を有する１０個のプレート熱交換器１を有している。説明を単純にするために、図７〜１１に開示されているある詳細は図１４〜１６にも示されていない。

第４の実施形態による熱交換器装置も、すべてのプレート熱交換器１について共通のハウジング３０を有している。ハウジング３０は、互いに向かい合うほぼ平行な２枚の側壁５０を有し、プレート熱交換器１は、これらの側壁５０から外側に互いにほぼ逆方向に延びている。各プレート熱交換器１は対を成して配置されており、プレート熱交換器１の各対は、プロセスにおける段、またはいわゆる効果を形成している。各段におけるプレート熱交換器１は、長手方向側壁５０から外側に互いにほぼ逆方向に延びるように中央に配置された細長いハウジング３０の両側に互いに向かい合って配置されている。したがって、各段のプレート熱交換器１は、互いに平行であり、共通の出口チャンバ３１および共通の入口チャンバ３３を有し、すなわち、第１の出口チャンバ３１は、第１の段の両方のプレート熱交換器１のフレームプレート２に隣接し、最終段の両方のプレート熱交換器１の蒸気出口流路２４に連結されている。同様に、第１の入口チャンバ３２は、第１の段の両方のプレート熱交換器１のフレームプレート２に隣接し、最終段の両方のプレート熱交換器１の蒸気入口流路２１に連結されている。各段の間に、１つの段の出口チャンバ３１とそれに続く段の入口チャンバ３３との間の境界として働く液体分離器３２がある。図１６を参照されたい。１つの段の入口チャンバ３３は、傾斜した内壁４６によって同じ段の出口チャンバ３１から分離されている。

第４の実施形態による熱交換器装置は、最終出口チャンバ３１の下流側に設けられ、最終出口チャンバ３１に送られる蒸気を凝縮させる凝縮器５５を有している。凝縮器５５は、開示された実施形態では、ハウジング３０から外側にプレート熱交換器１に対応するように互いに逆方向に延びる互いに平行な２つのプレート熱交換器を有している。凝縮器５５は、最終出口チャンバ３１に送られる蒸気を最終的に凝縮させるようになっている。凝縮器５５には外部冷却媒体が供給される。凝縮器５５を図１４に開示されている方法とは別の方法で構成できることに留意されたい。第４の実施形態による熱交換器装置は、本質的に公知のように高圧の外部蒸気の供給を通じて動作するようになっている熱圧縮器６０も有している。外部蒸気は、供給導管６１を介して熱圧縮器６０に供給される。熱圧縮器６０は、ある圧縮およびある温度の蒸気を供給導管６２を介して第１の入口チャンバ３３に供給する。この圧力およびこの温度は、第１の入口チャンバおよび第１の段のプレート熱交換器１の第１のプレート空間６内の圧力および温度に相当するが、それぞれ周囲の大気圧および周囲温度より低い。次に、圧力および温度は、以後の段で連続的に低下する。最終段のうちの１つまたはいくつかから送られた蒸気の一部は、導管６３を介して熱圧縮器６０に戻される。熱圧縮器６０は、戻された蒸気を外部蒸気によって供給導管６２に再循環させるノズルを有している。

図１７は、第５の実施形態を例証しており、ハウジング３０の各側に２つの、４つのプレート熱交換器１を有するという点で第４の実施形態とは異なる。

第４または第５の実施形態の変形実施形態である第６の実施形態によれば、各段は、細長いハウジング３０の１つの同じ側壁５０から外側にほぼ同じ方向に延びるプレート熱交換器１を有してもよい。他の点では、第５の実施形態は第４の実施形態と同様に構成することができる。

本発明は、開示された実施形態に限定されないが、特許請求の範囲内で変形し修正することができる。

Claims (34)

1. 熱交換器装置であって、
   少なくとも第１のプレート熱交換器（１）を含み、かつ各プレート熱交換器（１）が、フレームプレート（２）と、圧力板（３）と、第１のプレート空間（６）および液体を蒸発させるための第２のプレート空間（７）が形成されるように、互いに隣接して設けられ前記フレームプレート（２）と前記圧力板（３）との間にプレートパッケージを形成する複数の伝熱板（４、５）とを有する多数のプレート熱交換器（１）を有し、
   各プレート熱交換器（１）は、
   前記フレームプレート（２）およびほぼすべての伝熱板（４、５）を通って延び、前記第１のプレート空間（６）と連通する入口流路（２１）と、
   ほぼすべての伝熱板（４、５）を通って延び、前記第１のプレート空間（６）と連通する出口流路（２２）と、
   ほぼすべての伝熱板（４、５）を通って延び、前記第２のプレート空間（７）と連通する液体入口流路（２３）と、
   前記フレームプレート（２）およびほぼすべての伝熱板（４、５）を通って延び、前記第２のプレート空間（７）と連通する蒸気出口流路（２４）と、
   を有し、
   前記熱交換器装置は、前記フレームプレート（２）に隣接し、前記蒸気出口流路から、生成された蒸気を受け取るように配置された第１の出口チャンバを形成するハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記第１の出口チャンバを通って流れる前記蒸気から液体を取り込むようになっている第１の液体分離器と、
   を有する、
   熱交換器装置において、
   前記第１のプレート空間（６）が、蒸気を凝縮するように構成され、
   前記第１のプレート空間（６）と前記第２のプレート空間（７）が前記プレート熱交換器（１）内に交互に設けられ、
   前記第１のプレート空間（６）への前記入口流路（２１）が蒸気入口流路として構成され、
   前記第１のプレート空間（６）からの前記出口流路（２２）が凝縮物出口流路として構成されている、
   ことを特徴とする熱交換器装置。
2. 前記装置は、蒸気を前記蒸気入口流路（２１）に送り込むように配置された第１の入口チャンバ（３３）を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の入口チャンバ（３３）は、前記ハウジング（３０）から分離され、かつ前記フレームプレート（２）に隣接する別個のケーシング（３４）内に収納されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記第１の入口チャンバ（３３）は前記ハウジング（３０）内に収納されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
5. 前記第１の入口チャンバ（３３）と前記第１の出口チャンバ（３１）は、前記ハウジング（３０）内の内壁（４６）によって分離されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記プレート熱交換器（１）の数は少なくとも１つである、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記装置は、前記形成された蒸気を前記第１の出口チャンバ（３１）から前記第１の入口チャンバ（３３）および前記蒸気入口流路（２１）に送るように配置された圧縮器（４０）を有することを特徴とする、請求項２および６に記載の装置。
8. 前記プレート熱交換器の（１）は少なくとも２つであり、前記第１の出口チャンバ（３１）が両方の前記第１のプレート熱交換器（１）の前記フレームプレート（２）に隣接し、かつ両方の前記第１のプレート熱交換器（１）の前記蒸気出口流路（２４）に連結されるように互いに平行な２つのそのような第１のプレート熱交換器（１）を含み、
   前記第１の液体分離器（３２）は、両方の前記第１のプレート熱交換器（１）から来る前記蒸気から液体を取り込む、
   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装置。
9. 前記第１の入口チャンバ（３３）は、両方の前記第１のプレート熱交換器（１）の前記蒸気入口流路（２４）に連結されていることを特徴とする、請求項２から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記ハウジングは、互いに向かい合うほぼ平行な２枚の側壁（５０）を有し、前記プレート熱交換器（１）はそれぞれの前記側壁（５０）から外側に互いにほぼ逆方向に延びることを特徴とする、請求項８および９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記プレート熱交換器（１）の数は少なくとも２つであり、前記装置は、少なくとも前記第１のプレート熱交換器（１）を含む第１の段と、少なくとも１つの最終のプレート熱交換器（１）を含む最終段とを有す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装置。
12. 前記ハウジング（３０）は、前記最終のプレート熱交換器（１）の前記フレームプレート（２）に隣接しており、前記最終のプレート熱交換器（１）の前記蒸気出口流路（２４）から形成された蒸気を受け取るように配置された最終の出口チャンバ（３１）を形成することを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 前記装置は、蒸気を前記最終のプレート熱交換器（１）の前記蒸気入口流路（２１）に送り込むように配置された最終の入口チャンバ（３３）を有することを特徴とする、請求項２および１２に記載の装置。
14. 前記最終の入口チャンバ（３３）は前記ハウジング（３０）内に収納されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
15. 前記第１の出口チャンバ（３１）は、前記最終の入口チャンバ（３３）に連結され、前記第１のプレート熱交換器（１）内で形成された前記蒸気を前記最終のプレート熱交換器（１）の前記蒸気入口流路（２１）に送るのを可能にすることを特徴とする、請求項１３および１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記装置は、前記形成された蒸気を前記最終の出口チャンバ（３１）から前記第１の入口チャンバ（３３）に送るように配置された圧縮器（４０）を有することを特徴とする、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の装置。
17. 前記装置は、前記最終の出口チャンバ（３１）内に設けられ、前記最終の出口チャンバ（３１）を通って流れる前記蒸気から液体を取り込むようになっている最終の液体分離器（３２）を有することを特徴とする、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の装置。
18. 前記ハウジング（３０）は少なくとも１枚の側壁（５０）を有し、前記第１のプレート熱交換器（１）および前記第２のプレート熱交換器（１）は前記側壁（５０）から外側にほぼ同じ方向に延びることを特徴とする、請求項１１から１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 前記ハウジングは、互いに向かい合うほぼ平行な２枚の側壁（５０）を有し、前記第１のプレート熱交換器（１）および前記第２のプレート熱交換器（１）はそれぞれの前記側壁（５０）から外側に互いにほぼ逆方向に延びることを特徴とする、請求項１１から１７のいずれか一項に記載の装置。
20. 前記装置は、中間入口チャンバ（３３）が、蒸気を中間プレート熱交換器（１）の前記蒸気入口流路（２１）に送り込むように配置された、少なくとも１つの前記中間プレート熱交換器（１）を含む少なくとも１つの中間段と、前記中間プレート熱交換器（１）の前記蒸気出口流路（２４）から蒸気を受け取るように配置された中間出口チャンバ（３１）と、を有し、
    前記中間出口チャンバ（３１）は中間液体分離器（３２）を介して前記の最終入口チャンバ（３３）と連通する、
    ことを特徴とする、請求項１１から２０のいずれか一項に記載の装置。
21. 前記装置は、各々が少なくとも１つの前記中間プレート熱交換器（１）を有する少なくとも２つの連続した中間段を有することを特徴とする、請求項２０に記載の装置。
22. 前記装置は、各々が少なくとも１つの前記中間プレート熱交換器（１）を有する少なくとも３つの連続した中間段を有することを特徴とする、請求項２０に記載の装置。
23. 前記装置は、前記最終の出口チャンバ（３１）の下流側に配置され、前記最終の出口チャンバ（３１）に送られる前記蒸気を凝縮させる凝縮器（５５）を有することを特徴とする、請求項１１から２２のいずれか一項に記載の装置。
24. 前記装置は、高圧の外部蒸気の供給を通じて動作するようになっており、かつ前記最終の出口チャンバ（３１）に送られた蒸気の少なくとも一部を受け取り、この一部分の蒸気と前記外部蒸気を混合するようになっている熱圧縮器（６０）を有し、混合物は前記第１の入口チャンバ（３３）に供給される蒸気を形成することを特徴とする、請求項２３に記載の装置。
25. 前記装置は、高圧の外部蒸気の供給を通じて動作するようになっており、かつ前記最終の出口チャンバ（３１）のうちの１つに送られた蒸気の少なくとも一部を受け取り、この一部の蒸気と前記外部蒸気を混合するようになっている熱圧縮器（６０）を有し、混合物は前記第１の入口チャンバ（３３）に供給される蒸気を形成することを特徴とする、請求項２２および２３に記載の装置。
26. 各段は少なくとも２つの前記プレート熱交換器（１）を有することを特徴とする、請求項１１から２５のいずれか一項に記載の装置。
27. 前記ハウジング（３０）は、互いに向かい合うほぼ平行な２枚の側壁（５０）を有し、各段の前記プレート熱交換器（１）はそれぞれの前記側壁（５０）から外側に互いにほぼ逆方向に延びることを特徴とする、請求項２６に記載の装置。
28. 実質的に各伝熱板は、
    前記蒸気入口流路（２１）を形成する第１のポートホール（１１）と、
    前記凝縮物出口流路（２２）を形成する少なくとも第２のポートホール（１２）と、
    前記液体入口流路（２３）を形成する第３のポートホール（１３）と、
    前記蒸気出口流路（２４）を形成する少なくとも第４のポートホール（１４）と、
    を有することを特徴とする、請求項１から２７のいずれか一項に記載の装置。
29. 実質的に各伝熱板（４、５）は中央伝熱領域（１５）を有し、前記第１のポートホール（１１）は前記中央伝熱領域（１５）の上方に配置され、前記第４のポートホール（１４）は前記中央伝熱領域（１５）の下方に配置されていることを特徴とする、請求項２８に記載の装置。
30. 前記第３のポートホールは前記中央伝熱領域の上端の近くに配置され、前記中央伝熱領域（１５）の上端に沿って前記伝熱板（４、５）を横切って延び、かつ、前記中央伝熱領域（１５）全体にわたって前記液体を分散させるようになっている分散空間（１６）が、第２のプレート空間（７）のそれぞれに形成されるように、前記伝熱板は構成されていることを特徴とする、請求項２９に記載の装置。
31. 前記各プレート熱交換器（１）は、前記フレームプレート（２）からほぼ垂直に延びる少なくとも１つの細長い支持部材（１７、１８）を有し、前記伝熱板（４、５）および前記圧力板（３）は前記支持部材（１７、１８）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１から３０のいずれか一項に記載の装置。
32. 前記各プレート熱交換器（１）は、前記フレームプレート（２）と前記圧力板（３）との間を延び、前記伝熱板（４、５）を圧縮するのを可能にするように配置された多数のタイボルト（１９）を有することを特徴とする、請求項１から３１のいずれか一項に記載の装置。
33. 熱交換器装置であって、
    少なくとも第１のプレート熱交換器（１）と最終のプレート熱交換器（１）とを有し、各前記プレート熱交換器（１）が、フレームプレート（２）と、圧力板（３）と、第１のプレート空間（６）および液体を蒸発させる第２のプレート空間（７）が形成されるように、互いに隣接して設けられ前記フレームプレート（２）と前記圧力板（３）との間にプレートパッケージを形成する多数の伝熱板（４、５）とを有し、
    実質的に各伝熱板（４、５）は、
    前記フレームプレート（２）およびほぼすべての伝熱板（４、５）を通って延び、前記第１のプレート空間（６）と連通する入口流路（２１）と、
    ほぼすべての前記伝熱板（４、５）を通って延び、前記第１のプレート空間（６）と連通する出口流路（２２）と、
    ほぼすべての前記伝熱板（４、５）を通って延び、前記第２のプレート空間（７）と連通する液体入口流路（２３）と、
    前記フレームプレート（２）およびほぼすべての前記伝熱板（４、５）を通って延び、前記第２のプレート空間（７）と連通する蒸気出口流路（２４）と、
    を有し、
    前記熱交換器装置は、各前記プレート熱交換器（１）の前記フレームプレート（２）に隣接するハウジング（３０）を有し、前記ハウジング（３０）は、第１の出口チャンバ（３１）であって、前記第１のプレート熱交換器（１）の前記蒸気出口流路（２４）から、生成された蒸気を受け取るように配置され、かつ前記第１の出口チャンバ（３１）を通って流れる前記蒸気から液体を取り込む、前記ハウジング内に設けられた第１の液体分離器（３２）を含む第１の出口チャンバ（３１）と、最終の出口チャンバ（３１）であって、前記最終のプレート熱交換器（１）の前記蒸気出口流路（２４）から、生成された蒸気を受け取るように配置され、かつ前記最終の出口チャンバ（３１）を通って流れる前記蒸気から液体を取り込む、前記ハウジング内に設けられた最終の液体分離器（３２）を含む最終の出口チャンバ（３１）と、を形成する、
    熱交換器装置において、
    前記第１のプレート空間（６）が、蒸気を凝縮するように構成され、
    前記第１のプレート空間（６）と前記第２のプレート空間（７）が前記プレート熱交換器（１）内に交互に設けられ、
    前記第１のプレート空間（６）への前記入口流路（２１）が蒸気入口流路として構成され、
    前記第１のプレート空間（６）からの前記出口流路（２２）が凝縮物出口流路として構成されている、
    ことを特徴とする熱交換器装置。
34. 熱交換器装置であって、
    少なくとも２つのプレート熱交換器（１）を含む少なくとも第１の段と、少なくとも２つのプレート熱交換器（１）を含む第２の段とを有し、各前記プレート熱交換器（１）が、フレームプレート（２）と、圧力板（３）と、第１のプレート空間（６）および液体を蒸発させる第２のプレート空間（７）が形成されるように、互いに隣接して設けられ前記フレームプレート（２）と前記圧力板（３）との間にプレートパッケージを形成する複数の伝熱板（４、５）とを有し、
    実質的に各伝熱板（４、５）は、
    前記フレームプレート（２）およびほぼすべての前記伝熱板（４、５）を通って延び、前記第１のプレート空間（６）と連通する入口流路（２１）と、
    ほぼすべての前記伝熱板（４、５）を通って延び、前記第１のプレート空間（６）と連通する少なくとも出口流路（２２）と、
    ほぼすべての前記伝熱板（４、５）を通って延び、前記第２のプレート空間（７）と連通する液体入口流路（２３）と、
    前記フレームプレート（２）およびほぼすべての前記伝熱板（４、５）を通って延び、前記第２のプレート空間（７）と連通する蒸気出口流路（２４）と、
    を有し、
    前記熱交換器装置は、各前記プレート熱交換器（１）の前記フレームプレート（２）に隣接するハウジング（３０）を有し、該ハウジング（３０）は、前記第１の段の前記プレート熱交換器（１）の前記入口流路（２１）に蒸気を送り込むように配置された第１の入口チャンバ（３３）と、第１の出口チャンバ（３１）であって、前記第１の段の前記プレート熱交換器（１）の前記蒸気出口流路（２４）から蒸気を受け取るように配置され、かつ前記第１の出口チャンバ（３１）を通って流れる前記蒸気から液体を取り込む、前記ハウジング内に設けられた第１の液体分離器（３２）を含む第１の出口チャンバ（３１）と、前記第２の段の前記プレート熱交換器（１）の前記入口流路（２１）に蒸気を送り込むように配置された最終の入口チャンバ（３３）と、最終の出口チャンバ（３１）であって、前記第２の段の前記プレート熱交換器（１）の前記蒸気出口流路（２４）から蒸気を受け取るように配置され、かつ前記最終の出口チャンバ（３１）を通って流れる前記蒸気から液体を取り込む、前記ハウジング内に設けられた最終の液体分離器（３２）を含む最終の出口チャンバ（３１）と、を形成する、
    熱交換器装置において、
    前記第１のプレート空間（６）が、蒸気を凝縮するように構成され、
    前記第１のプレート空間（６）と前記第２のプレート空間（７）が前記プレート熱交換器（１）内に交互に設けられ、
    前記第１のプレート空間（６）への前記入口流路（２１）が蒸気入口流路として構成され、
    前記第１のプレート空間（６）からの前記出口流路（２２）が凝縮物出口流路として構成されている、
    ことを特徴とする熱交換器装置。

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