JP2519376Y2 - 熱交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は産業用機械主としてガス状流体を利用する
機器の熱交換装置の改良に関する。

（従来の技術） 産業用機械例えばドライクリーニング機では、第５図
のように洗浄ドラムＤ内に適宜の被洗浄物を収容して洗
浄し、洗浄終了後、パークロロエチレンなどの溶剤をド
ラムＤから排出する。そして溶剤を排出した後、ドラム
Ｄ内およびその中の被洗浄物を乾燥させるために、ドラ
ムＤを回転させつつドラムＤ内の蒸発溶剤で充満した空
気を循環用のブロアーＢで取出し、ブロアーＢの吸入側
に設けられたフイルタ室Ｆ内の材Faによってせんい屑
や浮遊水分などの挟雑物を除去し、次いでブロアーＢの
吐出側に配設されたクーラ（熱交換器）Ｃに通して溶剤
ベーパを30℃〜25℃程度に冷却し、一部の溶剤と共にベ
ーパ中に含まれた水分を液化させ、これを戻りダクトｄ
の途中で水分離器側に取出す一方、溶剤分が少なくなり
冷却された大部分の溶剤ベーパは蒸気または電気を熱源
とするヒータＨで再び100℃〜120℃程度に加熱してドラ
ムＤに送り込み、この操作を繰り返して被洗浄物を乾燥
させると共に溶剤の回収を図るようにしている。

そして、上記クーラＣとしては、第６図イ，ロのよう
に外面の軸方向に沢山の伝熱フインｆを取付けた細管ａ
を多数並設し、それらの両端部を端板ｂに架設ろう付け
した熱交換器が用いられ、その並列細管ａが溶剤ベーパ
の流れを横切る状態にブロアー吐出側のダクトｄの途中
に配設され、入口パイプP₁から器体中に送り込んだ冷媒
（主に水道水）を各細管ａに流す一方、その周りのフイ
ン空間に溶媒ベーパを流して相互に熱交換させるように
している。また、ヒータＨとしても蒸気を熱源とするも
のでは主にクーラと同じような多管式の熱交換器が用い
られている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、上記クリーニング機では流量が10cm³／分
程度の溶剤ベーパを処理するところから、熱交換器とし
ては比較的に圧力損失の少ない多管式のものが用いられ
ているが、一面では細管上に多数の伝熱フインをろう付
けするのが厄介で、かつ細管が長いもの（約1.2m）とな
って器体が大きなものとなり、大きな割りに熱交換効率
が低く、そして、クーラ用の熱交換器とヒータ用の熱交
換器は別個のもので各別のハウジングに収容されて用い
られているため設備全体も大型になり、広いセットスペ
ースを必要とし、コスト高を招いている。

そこで、この考案は器体が小型であると共にクーラ用
の器体とヒータ用の器体とが一つにまとまり、広いセッ
トスペースを必要とせずコンパクトで取扱い易い熱交換
装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的のもとにこの考案は、ガス状流体を処理する
熱交換装置として、上下二段にみぞ形に形成された表カ
バープレートと第１プレートと第２プレートおよび裏カ
バープレートからなり、表カバープレートの下表プレー
トには、一端部に冷媒の入口を、他端部には出口を設け
る一方、裏カバープレートの上裏プレートの一端部に熱
媒の入口を、他端部には出口を設け、上記第１プレート
の下第１プレートの両端部には下表プレートの入口と出
口に合せて冷媒通孔を設け、表面には各冷媒通孔を囲む
スペーサと隅部に沿うスペーサを取付けて両端に幅広な
開放口を形成すると共に波板状のフインを配設してその
表面上を下段のベーパ通路となし、上第１プレートの両
端部には上裏プレートの入口と出口に合せて熱媒通孔を
設け、表面には各隅部に沿ったスペーサと熱媒通孔を囲
むスペーサを取付けて両端に幅広な開放口を形成すると
共に波板状のフインを配設して、その表面上を上段のベ
ーパ通路となし、上記第２プレートの下第２プレートの
両端部には上記下第１プレートの冷媒通孔に合せて冷媒
通孔を設け、表面には両端部に端縁と隅部の上下縁に沿
ったスペーサを取付けると共に波板状のフインを配設し
て表面上を冷媒通路となし、また、上第２プレートの両
端部には上第１プレートの熱媒通孔に合せて熱媒通孔を
設け、表面には端縁と隅部の上下縁に沿ったスペーサを
取付けると共に波板状のフインを配設して表面上を熱媒
通路となし、上記表カバープレートと裏カバープレート
の間に第１プレートと第２プレートを所要数交互に重ね
合せ、その重ね合せ体の一端の上下には取出しといと取
入れといを取付ける一方、他端にはドレンパイプを有す
る下といと上といを管体で連結した連絡といを取付けた
ことを特徴としている。

（作用） 取入れといから被処理流体を下段の器体中に送り込む
と同時に下表プレートの入口から冷媒を送りかつ上裏プ
レートの入口から熱媒を流入させる。すると、被処理流
体は先ず下第１プレート一端の各開放口から下段のベー
パ通路に入り、その中を直進して他端の開放口から連絡
といの下とい内に出る。その間に冷媒は各冷媒通路に入
り、その中を他端に向って流れていて、両者の間に熱交
換が行われ、被処理流体が冷却され、その流体の一部お
よびその中に入り込んだ水分が液化し、液化したものは
下とい底部のドレーンから外部に排出される。

一方、一たん冷却された被処理流体は連絡といを通
じ、上段器体の他端開放口から上段の各ベーパ通路に入
り、その中を突き進んで取出しとい内に出るが、その間
に各熱媒通路には熱媒が流れており、両者の間に熱交換
が行われ、被処理流体は所要温度に加熱される。

（実施例） 第１図はこの考案に係る熱交換装置を分解して示すも
のであり、A₁は表カバープレートで、上下縁片がそれぞ
れ後向きにハの字状を呈するように曲げられてみぞ形を
なす同じ大きさの下表プレート１と上表プレート11を中
央の帯状片10aで連ねるように所要大きさの一つの金属
板をプレス成形して作られ、上，下の表プレート11,1の
表面の両端部には幅狭縦長な補強用端板11c,1cがそれぞ
れ固定され、下表プレート１の一方（図で左側）の端板
1cの下部と他方の端板1cの上部には冷媒の入口パイプ1a
と出口パイプ1bが一つの対角線上に位置させて取付けら
れている。

A₂は溶剤ベーパ通路用の第１プレートで表カバープレ
ートA₁と同じようにプレス成形され、みぞ形をなす同じ
大きさの下第１プレート２と上第１プレート12が中央帯
状片10bにつながれており、下第１プレート２の左下隅
部と右上隅部には冷媒通孔2a,2bが下第１プレート上の
入口パイプ1aと出口パイプ1bに一致させて設けられ、表
面の下側には左端部が下向きフック状をなして左下隅の
冷媒通孔2aの周りを囲みかつ杆部が右端に向って下がる
ように傾いたかぎ形杆状のスペーサ2cが取付けられ、上
側の両端角隅部には下側スペーサ2cと同じ高さで縦片を
短くした横長Ｌ字状のスペーサ2dが取付けられると共に
右上隅の冷媒通孔2bの周りには同じ高さの環状スペーサ
2eが取付けられ、この下第１プレート２の両端には、上
に他のプレートを重ねたときそれとの間に幅広な開放口
2fを形成するようになされている。

また、下第１プレート２の表面には、下側スペーサ2c
の上で上側両端スペーサ2dの間に当たる部分にこれらと
高さを同じくする波板状のフイン2gが複数列（図では３
列）に分割されて配設され、各列のフイン間には細い縦
隙間2hが設けられると共に下側の杆状スペーサ2cとの間
には横隙間2iが左端部（溶剤ベーパの入口側）を塞ぐよ
うに設けられている。

一方、上第１プレート12の左下隅部と右上隅部には熱
媒通孔12a,12bが一つの対角線上にあるように設けら
れ、上下両端の角隅部には縦片を短くした横長Ｌ字状の
スペーサ12dが取付けられると共に上記二つの熱媒通孔1
2a,12bの周りには同じ高さの環状のスペーサ12eが取付
けられ、この上第１プレート12の両端には、上に他のプ
レートを重ねたときそれとの間に幅広な開放口12fを形
成するようになされており、両端角隅のＬ字状スペーサ
12dの間に当たる表面上には波板状のフイン12gが配設さ
れている。

A₃は第２プレートで、表カバープレートA₁や第１プレ
ートA₂と同様にプレス形成され、同じ大きさでみぞ形を
なす冷媒通路用の下第２プレート３と熱媒通路用の上第
２プレート13とが中央帯状片10cによって連なってお
り、上第２プレート３の左下隅部と右上隅部には冷媒通
孔3a,3bが下表プレート１上の入口パイプ1aと出口パイ
プ1bに一致させて設けられ、両端部には第１プレート上
のスペーサと高さを同じくし各端縁と角隅の上下縁に沿
ったコ字状のスペーサ3cが取付けられ、両端スペーサ3c
の間の表面上にはスペーサ3cと同じ高さの波板状のフイ
ン3gが配設されており、上第２プレート13の左下隅部と
右上隅部には熱媒通孔13a,13bが対角線上に位置するよ
うに設けられ、両端部には第１プレート上のスペーサと
同じ高さで各端縁と角隅の上下縁に沿ったコ字状のスペ
ーサ13cがそれぞれ取付けられ、両端スペーサ13cの間の
表面上にはスペーサ13cと同じ高さの波板状のフイン13g
が配設されている。

A₄は裏カバープレートで上記各プレートと同じ形体を
なし、みぞ形で同じ大きさの下裏プレート４と上裏プレ
ート14が中央の帯状片10dを介して連なっており、上下
のプレート14,4の裏面の両端部には幅狭縦長な補強用端
板14c,4cが固定され、上裏プレート14の一方（図で左
側）の端板14cの下部と他方の端板14cの上部には熱媒の
入口パイプ14aと出口パイプ14bが上第２プレート13の左
右隅部の熱媒通孔13a,13bと一致させて取付けられてい
る。

また、5,15は上記各プレートを重ね合せたものの上，
下一端面に接合される溶剤ベーパの取入れといまたは取
出しとい（両者は同じ構造なので１図では１つだけを示
した）で、各下プレートまたは各上プレートとの接合側
が拡張された角形の漏斗状をなしていて、両端に長尺，
短尺の接続用のつば5a,5b（15a,15b）を備えている。

A₅は上記各プレートを重ね合せたものの上，下の他端
面に接合される連絡といで、重ね合せ下プレートに接合
される下とい６と上プレートに接合される上とい16とが
コ字状の管体７によって連結されており、上，下のとい
16,6は取入れとい５と同じようにプレートとの接合側が
拡張されて漏斗状をなし、開口端には接続用のつば16a,
6aを備え、下とい６の拡張室の底部は中くぼみしていて
中心部にはドレーンパイプ6bが設けられている。

かくて、上記のような第１プレートA₂と第２プレート
A₃とを交互に所要数、上プレートは上プレート同士、下
プレートは下プレート同士、一致させて重ね合せ、その
前後には表カバープレートA₁を重ねると共に後側には裏
カバープレートA₄を重ね、その重ね合せ体の一端の下側
端面と上側端面に取入れとい5,取出しとい15をそれぞれ
長尺のつば5a,15aを介して接合し、また、他端の下側端
面には連絡といA₅の下とい６をつば6aを介して接合する
一方、上側端面には上とい16をつば16aを介して接合す
ることにより、第２図のような２段式のハウジングレス
の熱交換装置として組み立てられる。

その際には、各下プレート1,2,3,4および各上プレー
ト11,12,13,14の上下縁片が第３図のようう前側のもの
に後側のものが嵌まり込む状態になり、そして、下段に
おいては第４図ロのように下第１プレート２上の杆状の
スペーサ2c,L字状のスペーサ2d,環状スペーサ2eの表面
と複数列に分割された波板状のフイン2gの波山ならびに
下第２プレート３上の両端部コ字状のスペーサ3cの表面
と両スペーサ間に配設された波板状フイン3gの波山が前
側プレートの裏面にそれぞれ当接するすることになり、
前後のプレートの間にはベーパ通路７と冷媒通路８が交
互に形成され、下プレート重ね合せ体の両端面の周囲部
は取入れとい５と下とい６のつば5a,6aによって密封さ
れ、各冷媒通路８の両端はスペーサ3cによって閉じられ
るが、各ベーパ通路７の両端は幅広な開放口2fを介して
とい5,6に通じている。

また、上段において、第４図イのように上第１プレー
ト12上の角隅のＬ字状のスペーサ12d,環状のスペーサ12
eの表面と波板状のフイン12gの波山ならびに上第２プレ
ート13上の両端部のコ字状スペーサ13cの表面とその間
における波板状のフイン13gの波山が前側のプレートの
裏面に当接することになり、前後のプレートの間にはベ
ーパ通路17と熱媒通路18が交互に形成され、上プレート
重ね合せ体の両端面の周囲部は取出しとい15と上とい16
のつば15a,16aによって密封され、各熱媒通路18の両端
はスペーサ13cによって閉じられるが、各熱媒通路の両
端は幅広な開放口12fによってとい15,16内に通じてい
る。

ところで、上記の組立過程において、各部材間の所要
の箇所に箔状のろう材を介在させて適宜の治具でクラン
プし、これを炉中に収容して各部材を全一体的にろう付
けする。

使用時には、第２図、第３図のように下段の取入れと
い５をつば5bを介して前記ブロアーの吐出側ダクトに接
続する一方、取出しとい15をつば15bを介してドラムへ
の戻りダクトに接続し、表カバープレート側の入口パイ
プ1aと出口パイプ1bには冷媒の供給管と排出管をそれぞ
れ連結すると共に裏カバープレート側の入口パイプ14a
と出口パイプ14bには熱媒の供給管と排出管を連結し、
また、下とい６のドレーンパイプ6aは配管を介して水分
離器に連結する。

そして、前記ブロアーにより使用ずみの溶剤ベーパを
取入れとい５から下段の器体（重ね合せ体）中に送り込
むと同時に表カバープレートの入口パイプ1aから冷媒と
しての冷却水を送り込みかつ裏カバープレートの入口パ
イプ14aから熱媒としての蒸気を送り込む。

すると、第４図ロのように溶剤ベーパは先ず下段の器
体中に前後一つおきに形成された一端（左側）の開放口
2fを通って実線矢印のように各ベーパ通路７に入り、そ
の中を突き進んで他端（右側）の開放口2fを経て連絡と
いA₅の下とい６内に出て、管体７を通じ上段の器体側に
流れていく。一方、冷却水は各下プレートの一端側の冷
媒通孔2a,3aを通って点線矢印のように各冷媒通路８内
に入り、その中を突き進んで他端側の冷媒通孔2b,3bを
経て出口パイプ1bから外部に出していく。

その間において、高温の溶剤ベーパと低温の冷却水と
の間に熱交換が伝熱面積の大きな波板状フイン2g,3gの
介在により高率よく行なわれ、溶剤ベーパは速やかに冷
却作用で溶剤ベーパの一部と洗浄作業中にベーパ中に入
り込んだ水分が液化し、その液化したものの多くはベー
パに連行されることなく、直ちに分割フイン2g間の縦隙
間2hを伝って流れ落ち、杆状スペーサ2cの傾斜杆部に沿
って停滞することなく順次に下とい６中に入り、各フイ
ン2gを通り抜けたものと一しよになってドレーンパイプ
6aから水分離器側に排出される。

このように冷却され溶剤分や水分の少なくなった溶剤
ベーパは、今度は上とい16から上段器体の他端に前後一
つおきに設けられた幅広な開放口12fを通って各ベーパ
通路17中に入り、その中を下段とは反対向きに直進して
一端開放口12fを経て取出しとい15内に出ていくが、そ
の間に各熱媒通路18中には裏カバープレートの入口パイ
プ14aから各上プレートの一端側の熱媒通孔13a,12aを経
て鎖線矢印のように蒸気が流されており、波板状フイン
13g,12g介在のもとに両者の間に効率よく熱交換が行な
われ、溶剤ベーパは100℃〜120℃に加熱され、被洗浄物
の乾燥のために取出しとい15から再びドラムに送られ
る。

なお、図示の例では下段、上段とも前側から奇数番目
の空間を溶剤ベーパの通路となし、偶数番目を冷媒また
は熱媒の通路としたが、これは逆でもよく、また、下第
１プレート上にフインを複数列に分割して設け、液化し
たものをまんべんなく取出し易くしたものを示したが、
必ずしもこの必要はなく他のプレートと同じく一枚もの
でもよい。その場合には下側スペーサは杆部の中央部分
は省略したものになる。

そして、上述の例ではドライクリーニング機の溶剤ベ
ーパの処理について説明したが、この考案はこれに限ら
ず、蒸気状の流体を一つの回路中に循環させ、その途中
で入り込んだ水分などを冷却して除去し、再び流体を加
熱することを必要とする機器に使用することができる。

（考案の効果） 以上のようにこの考案では、多量のガス状の被処理流
体を取扱い、冷却と加熱とを繰り返すことを必要とする
熱交換装置として、表裏のカバープレートと、その間に
交互に重ね合わされる被処理流体の通路用となる第１プ
レートと冷媒または熱媒の通路用となる第２プレートの
すべてを上下二段のみぞ形に形成し、それらのプレート
を重ね合せて下段にはハウジングレスの冷却用の熱交換
器を構成すると共に上段にはハウジングレスの加熱用の
熱交換器を構成したので、冷却用の熱交換器と加熱用の
熱交換器を別個のものとし各別のハウジングに収容する
これまでのものに比べ、装置が著しく簡素化され小型コ
ンパクトにまとめることができ、そして、各プレートの
間には伝熱面積の大きな波板状のフインを介在させて熱
交換を行うようにしたので、これまでの多管式のものに
比べ、熱交換効率を高めることができ、また、器体中の
被処理流体の通路の両端には幅広の開放口を形成し、こ
の開放口を通じて被処理流体の流入，流出を行うように
したので、圧力損失が軽減され、流体を滞ることなく円
滑に処理することができ、更に、冷却用の熱交換器にド
レーンパイプを設けて液化物を取出すようにしたので、
液化溶剤などの回収率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の分解斜視図。 第２図はその組立状態の正面図。 第３図は第２図のイ−イ線に沿った断面図。 第４図イは第２図のロ−ロ線に沿った平断面図。 同図ロは第２図のハ−ハ線に沿った平断面図。 第５図はドライクリーニング機の一部の回路図。 第６図イは従来の熱交換器の断面図。 同図ロはその平断面図。 図中 A₁……表カバープレート A₂……第１プレート、A₃……第２プレート A₄……裏カバープレート A₅……連絡とい、１……下表プレート 1a……入口パイプ、1b……出口パイプ 11……上表プレート、２……下第１プレート 2a,2b……冷媒通孔 2c,2d,2e……スペーサ 2h……縦隙間、2g……フイン 12……上第１プレート、12a,12b……熱媒通孔 12d,12e……スペーサ、12g……フイン ３……下第２プレート、3a,3b……冷媒通孔 3c……スペーサ、3g……フイン 13……上第２プレート、13a,13b……熱媒通孔 13c……スペーサ、13g……フイン ４……下裏プレート、14……上裏プレート 14a……入口パイプ、14b……出口パイプ ５……取入れとい、15……取出しとい ６……下とい、6a……ドレーンパイプ 16……上とい

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上下二段にみぞ形に形成された表カバープ
   レートA₁と第１プレートA₂と第２プレートA₃および裏カ
   バープレートA₄からなり、表カバープレートの下表プレ
   ート１には、一端部に冷媒の入口を、他端部には出口を
   設ける一方、裏カバープレートの上裏プレート14の一端
   部に熱媒の入口を、他端部には出口を設け、上記第１プ
   レートの下第１プレート２の両端部には下表プレート１
   の入口と出口に合せて冷媒通孔2a,2bを設け、表面には
   各冷媒通孔2a,2bを囲むスペーサ2c,2eと隅部に沿うスペ
   ーサ2dを取付けて両端に幅広な開放口2fを形成すると共
   に波板状のフイン2gを配設してその表面を下段のベーパ
   通路７となし上第１プレート12の両端部には上裏プレー
   ト14の入口と出口に合せて熱媒通孔12a,12bを設け、表
   面には各隅部に沿ったスペーサ12dと熱媒通孔を囲むス
   ペーサ12eを取付けて両端に幅広な開放口12fを形成する
   と共に波板状のフイン12gを配設して、その表面を上段
   のベーパ通路17となし、上記第２プレートの下第２プレ
   ート３の両端部には上記下第１プレートの冷媒通孔2a,2
   bに合せて冷媒通孔3a,3bを設け、表面には両端部に端縁
   と隅部の上下縁に沿ったスペーサ3cを取付けると共に波
   板状のフイン3gを配設して表面上を冷媒通路８となし、
   また、上第２プレート13の両端部には上第１プレートの
   熱媒通孔に合せて熱媒通孔13a,13bを設け、表面には端
   縁と隅部の上下縁に沿ったスペーサ13cを取付けると共
   に波板状のフイン13gを配設して表面上を熱媒通路18と
   なし、上記表カバープレートA₁と裏カバープレートA₄の
   間に第１プレートA₂と第２プレートA₃を所要数交互に重
   ね合せ、その重ね合せ体の一端の上下には取出しとい15
   と取入れとい５を取付ける一方、他端にはドレンパイプ
   6aを有する下とい６と上とい16を管体で連結した連絡と
   いA₅を取付けてなる熱交換装置。