JP7019696B2 - チャネル形状が改良された液体／気体混合装置を備えた熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換関係で配置される、流体の各々に対する一連の通路を備える熱交換器に関し、交換器は、２つの液相／気相を有する少なくとも１つの混合物を一連の通路のうちの１つに分配するように構成された少なくとも１つの混合装置を備える。

特に、本発明は、熱を少なくとも１種の他の流体、たとえば天然ガスと交換することにより、気液混合物の少なくとも１つの流れ、特に、多成分混合物、たとえば炭化水素の混合物の流れを気化する熱交換器に適用することができる。

交換器に対して一般に採用される技術は、アルミろう付けプレート・フィン交換器の技術であり、それにより、非常に小型でありかつ広い交換表面積を提供する装置を得ることが可能になる。

これらの交換器はプレートを備え、それらプレートの間に、一連のフィンまたは波形脚から形成された熱交換波形部が挿入され、したがって、プレートは、気化通路および凝縮通路の積層体を構成し、一方は、冷却液を気化するように意図され、他方は、熱発生ガスを凝縮するように意図されている。流体間の熱の交換は、相変化があってもなくても発生する可能性がある。

気液混合物を採用する交換器の正確な動作を確実にするために、液相および気相の比率は、通路のすべてにおいて同じである必要があり、１つの同じ通路内で均一である必要がある。

交換器の寸法は、相の均一な分布、したがって、混合物の露点に等しい、液相の気化の終了時の単一温度を想定して計算される。

多成分混合物の場合、気化の終了時の温度は、通路内の液相および気相の比率によって決まることになる。

２つの相の一様でない分布の場合、冷却流体の温度プロファイルは、それにより、通路に応じて変化し、またはさらには、１つの同じ通路内で変化することになる。この不均一な分布のために、２相混合物と熱交換関係にある熱発生流体が、意図された温度より高い交換器出口温度を有する可能性があり、これにより、その結果として熱交換器の性能が劣化する。

混合物の液相および気相を可能な限り均一に分布させるための１つの解決法は、交換器内にそれらを別個に導入し、その後、それらが交換器内部に入ると合わせて混合するというものである。

文献ＦＲ－Ａ－２５６３６２０号明細書は、２相混合物を導くように意図されている一連の通路内に溝付きバーが挿入される、こうした交換器について記載している。この混合装置は、共通の混合容積部内に通じる液相用および気相用の別個の入口を備え、共通の混合容積部には、気液混合物を熱交換ゾーンに分散させる１つの出口が備えられている。

しかしながら、混合装置に供給される液相は、その後、必然的に、他の一連の通路のうちの隣接する通路内で循環している熱発生流体と熱交換状況になる。これにより、対応する入口内で実際に液相の気化が開始することになる可能性があり、それにより、一連の通路うちのいくつかの通路内でかつ１つの同じ通路内のいくつかのゾーンにおいて、混合物の２つの相が不均一に分布することになる。

混合装置において発生する可能性がある熱の交換を最小限にするために、１つの解決法は、他の流体が循環していない交換器のゾーン内に混合装置を設置することであり得る。そして、混合装置は、流体を放出するかまたは流体を供給するいかなる手段もない、交換器の一端に配置されなければならず、それには、交換器の全体を再構築する必要があり、必然的に、交換器のサイズが増大することになる。さらに、こうした解決法により、２相混合物を交換器の中間部内に導入できるようにはならないが、この導入はこの方法の特異性がこれを必要とする場合に望ましいことがある。

本発明の目的は、特に、混合物の液相および気相の分布が可能な限り均一である熱交換器を提案することにより、上述した問題を完全にまたは部分的に解決することと、交換器の構造の複雑性を過度に追加することも交換器のサイズを増大させることもなく解決することとである。

したがって、本発明による解決法は、少なくとも１種の冷却流体を導く第１の一連の通路と、少なくとも前記冷却流体と熱交換関係に配置される少なくとも１種の熱発生流体を導く第２の一連の通路とを画定するように、互いに平行に配置されたいくつかのプレートを備え、第１の一連の通路のうちの少なくとも１つの通路が、第２の一連の通路のうちの隣接する通路を画定する第２プレートと、第１プレートとの間に画定され、混合装置もまた、第１の一連の通路のうちの少なくとも１つの通路内に配置されており、
－冷却流体の気相を導く少なくとも１つの第１チャネルと、
－冷却流体の液相を導く少なくとも１つの第２チャネルと、
を備える熱交換器であって、
第２プレートに対して平行に測定される第２チャネルの長手方向断面が、前記第２プレートの方向に低減していることを特徴とする熱交換器である。

場合に応じて、本発明の交換器は、以下の技術的特徴のうちの１つまたは複数を備えることができる。
－オリフィスが、第１チャネルと第２チャネルとの間に配置され、前記オリフィスは、第２チャネル内に通じる入口と、第１チャネル内に通じる出口とを備え、第２チャネルの長手方向断面は、オリフィスの入口から第２プレートに向かって低減している。
－第１チャネルおよび第２チャネルは、第１プレートおよび第２プレートに対して平行に延在している。
－第１チャネルは、第２チャネルと第１プレートとの間に配置されている。
－通路は長手方向に延在し、第１チャネルは長手方向に延在し、第２チャネルは長手方向に対して直交する横方向に延在している。
－第１チャネルは、混合装置内に形成された第１空洞から形成されている。
－混合装置は、第１プレートに面して配置された第１面と、第２プレートに面して配置された第２面とを備え、第１空洞は第１面において開口している。
－第２チャネルは、混合装置内に形成された第２空洞から形成されている。
－第２空洞は、第２面において開口している。
－混合装置は、横方向において互いに連続するいくつかの第１長手方向チャネルを備える。
－第２チャネルは、オリフィスの入口の高さに位置する第１端部と、第２プレートの側に位置する第２端部とを備え、第２端部において測定される第２チャネルの長手方向断面と、第１端部において測定される第２チャネルの長手方向断面との比は、０～０．８、好ましくは０．２～０．８にある。
－２チャネル（３２）の長手方向断面は、第２プレート（２ｂ）に向かって徐々に低減している。
－第２チャネルは横方向に延在し、第２チャネルの断面は、横方向に対して垂直な平面において、少なくとも一部には、第２プレートに向かって幅が狭くなる切頭円錐形状である。
－第２チャネルの長手方向断面の低減は、第２プレートの方向に生じる前記第２チャネルの横方向狭窄部によってもたらされている。
－混合装置は、第１チャネルに対して平行に延在する少なくとも１つの第３チャネルをさらに備え、前記第３チャネルは、第２チャネルと第２プレート）との間に配置されている。

本発明は、熱を少なくとも１種の他の流体、たとえば天然ガスと交換することにより、気液混合物の少なくとも１つの流れ、特に、多成分混合物、たとえば炭化水素の混合物の流れを気化する熱交換器に適用することができる。

「天然ガス」という表現は、少なくともメタンを含む炭化水素を含有する任意の組成物に関する。これは、（任意の処理または洗浄の前の）「加工していない」組成物、ならびに、限定されないが、硫黄、二酸化炭素、水、水銀およびいくつかの重質芳香族炭化水素を含む１種または複数種の化合物の低減および／または除去のために部分的に、実質的にまたは完全に処理された任意の組成物もまた含む。

ここで、本発明は、単に非限定的な例として与えかつ添付図面を参照して行う以下の説明により、より理解されよう。

本発明の一実施形態による液体－気体２相混合物が供給される熱交換器の通路の一部の、長手方向および横方向に対して平行な平面における、断面の概略図である。 図１の交換器の一連の通路の、長手方向に対して平行でありかつ横方向に対して垂直である平面における、断面の概略図である。 本発明による交換器に取り付けられる混合装置の一実施形態を示す、図１の平面に対して垂直な２つの平面における、断面の概略図である。 図３Ａおよび図３Ｂの混合装置およびこうした装置の代替形態の部分図である。 本発明の他の実施形態による混合装置の断面の概略図である。 本発明の他の実施形態による混合装置の断面の概略図である。

図１および図２は、２つの次元、すなわち、長手方向ｚおよび横方向ｙに延在するプレート２ａ、２ｂ、２ｃ…の積層体を備える、本発明の一実施形態による熱交換器１を示す。プレート２ａ、２ｂ、２ｃは、間隔を空けて互いに平行にかつ上下に配置され、したがって、前記プレートを介する間接的熱交換関係にある流体のための複数の通路を形成する。横方向ｙは、長手方向ｚに対して直交しかつプレート２ａ、２ｂ、２ｃ…に対して平行であるように示されている。

好ましくは、各通路は、平坦かつ平行六面体形状を有する。２つの連続するプレートの間の離隔距離は、各連続するプレートの長さおよび幅と比較して小さい。

交換器１は、２０を超えて、またはさらには１００を超えて、複数のプレートを備えることができ、それらの間に、少なくとも１種の冷却流体Ｆ１を導く第１の一連の通路１０と、少なくとも１種の熱発生流体Ｆ２を導く第２の一連の通路２０（図１では不可視）とを画定し、前記流体の流れは、全体的に長手方向ｚである。第１の一連の通路１０は、それらのすべてまたはいくつかが、第２の一連の通路２０のうちのすべてまたはいくつかと交互であるように、または隣接するように配置され得る。

本質的に既知であるように、交換器１は、さまざまな流体を通路１０、２０内に選択的に分配するように、かつ前記通路１０、２０から前記流体を放出するように構成された、分配および放出手段４３、５２を備える。

プレート２ａ、…の縁部に沿った通路１０、２０の封止は、概して、プレート２ａ、…に取り付けられた横方向および長手方向封止ストリップ４によって提供される。横方向封止ストリップ４は、通路１０、２０を完全には閉鎖せず、有利には、通路の斜めに対向する角に流体入口および出口開口部を残す。

第１の一連の通路１０の開口部は、上下に一致して配置され、第２の一連の通路２０の開口部は、反対側の角に配置される。上下に配置された開口部は、半管形状のマニホールド４０、４５、５０、５５内でそれぞれ互いに結合され、マニホールド４０、４５、５０、５５を介して、流体は分配されかつ放出される。

図１および図２の描写において、半管状マニホールド５０、４５は、流体を交換器１内に導入するために使用され、半管状マニホールド４０、５５は、これらの流体を交換器１から放出するために使用される。

実施形態のこの代替形態において、流体のうちの一方を供給するマニホールドと他方の流体を放出するマニホールドとは、交換器の１つの同じ端部に位置し、したがって、流体Ｆ１、Ｆ２は、交換器１を通って向流であるように流れる。

実施形態の別の代替形態によれば、冷却流体および熱発生流体は、等しく並流であるように循環することができ、それにより、流体のうちの一方を供給する手段と他方の流体を放出する手段とは、交換器１の反対側の端部に位置する。

好ましくは、長手方向は、交換器１が動作しているとき、垂直に向けられる。冷却流体Ｆ１は、概して垂直に、かつその方向の上向きに流れる。本発明の範囲から逸脱することなく、流体Ｆ１、Ｆ２の流れに対する他の方向および向きが当然ながら考えられる。

本発明の文脈では、異なる性質の１種または複数種の冷却流体Ｆ１と１種または複数種の熱発生流体Ｆ２とは、１つの同じ交換器の第１の一連の通路１０および第２の一連の通路２０内で流れることができることが留意されるべきである。

分配および放出手段４３、５２は、有利には、入口開口部および出口開口部から延在する、波形シートの形態の、２つの連続するプレート２ａ、２ｂ、…の間に配置された分配波形部４４、５１、５４を備える。分配波形部４４、５１、５４は、通路１０、２０の幅全体を横切る流体の均一な分配および回収を確実にする。

さらに、通路１０、２０は、有利には、プレート２ａ、２ｂ、…の間に配置された熱交換構造体を備える。これらの構造体の目的は、交換器の熱交換表面積を増大させることである。具体的には、熱交換構造体は、通路内を循環している流体と接触し、熱流を伝導により隣接するプレートに伝達し、熱交換構造体は、隣接するプレートにろう付けにより取り付けることができ、それにより、交換器の機械的強度が増大する。

熱交換構造体はまた、特に、交換器がろう付けにより組み立てられている間、加圧流体の使用中にプレートのいかなる変形も回避するために、プレートの間のスペーサとしても作用する。それらはまた、交換器の通路内の流体の流れのための誘導も提供する。

好ましくは、これらの構造体は、有利には、通路１０、２０の長さに沿った分配波形部４４、５１、５４の延長部において、通路１０、２０の幅および長さを横切り、プレートに対して平行に延在する、熱交換波形部１１を備える。したがって、交換器の通路１０、２０は、熱交換構造体によって覆われる、熱交換部を適切に構成するそれらの長さの主要部を呈し、前記主要部は、分配波形部４４、５１、５４で覆われた分配部によって境界が定められる。

図１は、２相気液混合物の形態の冷却流体Ｆ１を分配するように構成された、第１の一連の通路１のうちの１つの通路１０を示す。冷却流体Ｆ１は、分離装置６において気相６１および液相６２に分離され、それらは、側部マニホールド３０およびマニホールド５０を介して交換器１内に別個に導入される。そして、２つの相６１、６２は、通路１０内に配置されかつ図１に概略的に示す混合装置３により、互いに混合される。有利には、第１の一連のいくつかの通路１０、またさらには通路１０のすべてが、混合装置３を備える。

図２は、図１の交換器の、長手方向ｚに対して平行でありかつ横方向ｙに対して垂直である平面における、断面の概略図である。それは、第１の一連の通路１０および第２の一連の通路２０の積層体を示し、２つの通路１０内に混合装置３が配置されている。

本発明による混合装置３は、有利には、バーまたはロッドから構成され、バーまたはロッドは、通路１０内に収容され、好ましくは、混合装置が通路１０を形成する各プレート２ａ、２ｂと接触するように、通路１０の断面において通路１０の高さの略すべてにわたりまたはさらにはすべてにわたり延在している。

混合装置３は、有利には、ろう付けにより隣接するプレート２ａおよび２ｂに固定されている。

混合装置３は、長手方向ｚに対して平行に、２０～２００ｍｍにある第１寸法と、横方向ｙに対して平行に、１００～１４００ｍｍにある第２寸法とを示すことができる。

図３Ａおよび図３Ｂにおいて分かるように、混合装置３は、特に、交換器の第１プレート２ａに面して配置された第１面３ａと、第２プレート２ｂに面して配置された第２面３ｂとにより境界が定められている。第２プレート２ｂは、第３プレート２ｃと、隣接する通路２０を形成している。第１面３ａおよび第２面３ｂは、好ましくは、第１プレート２ａおよび第２プレート２ｂそれぞれに対しておよそ平行に、すなわち平行にまたは略平行に延在する。

混合装置３は、有利には、平行六面体の全体形状である。第１面３ａおよび第２面３ｂは、後に説明するように、全体的に平面であるが、局所的に、流体チャネルを形成する空洞を呈することができる。

混合装置３は、少なくとも、冷却流体Ｆ１の気相６１を導く第１チャネル３１を備え、流体の流れの方向は矢印６１により表されている。

さらに、冷却流体Ｆ１の液相６２を導く少なくとも１つの第２チャネル３２。

本発明によれば、第２チャネル３２の長手方向断面は、第２面３ｂの方向において低減する。

本発明の文脈では、第２チャネル３２の、または前記チャネルの開口部の長手方向断面は、第２面３ｂに対して平行に、すなわち、第２プレート３ｂに対して平行である前記チャネルの切断面において測定されるチャネルの断面を意味することが留意されるべきである。

したがって、図３Ａに示す実施形態では、第１チャネル３１は、長手方向ｚに延在し、第２チャネル３２は、横方向ｙに延在する。したがって、第２チャネル３２の長手方向断面は、矢印ｘによって示す方向に低減する。

第２プレート２ｂの方向における第２チャネル３２の長手方向断面を低減させることにより、液相６２と、混合装置３の高さに延在する第２プレート２ｂのその部分との接触の面積が低減し、それにより、隣接する通路２０内で循環している熱発生流体Ｆ２と冷却流体Ｆ１の液相６２との間で発生する可能性がある熱の交換を低減させることができる。これにより、前記冷却流体Ｆ１の気相と混合する前の液相の気化を制限し、またはさらには回避することができる。したがって、混合物の２つの相は、実際には、２相混合物の場合は通路内部でかつ２相混合物の場合はさまざまな通路の間でもまた、可能な限り均質に分配される。

この解決法は、実施が簡単であり、交換器のサイズを変更せず、交換器の構造をより複雑にすることがないという利点を提供する。

有利には、長手方向チャネル３１および第２チャネル３２は、第１チャネル３１と第２チャネル３２との間に配置された少なくとも１つのオリフィス３４を介して流体連通している。オリフィス３４は、第２チャネル３２内に通じる入口３４２と、第１チャネル３１内に通じる出口３４１とを備える。１つまたは複数のオリフィス３４は、ｙ方向に沿って配置することができる。

第２チャネル３２の長手方向断面は、オリフィス３４の入口３４２から第２面３ｂに向かって低減する。

動作時、液相６２および気相６１の混合は、全体的に出口３４１の下流で発生し、２相気液混合物は、１つまたは複数の通路３３を介して混合装置から分配される。

チャネル３１、３２および／または通路３３は、混合装置３の端面３５、３６で、または前記面３５、３６から装置３の内側に向かって引っ込んだ面で開口することができる。

好ましくは、第１チャネル３１および第２チャネル３２は、細長い形状であり、それらの長さは、それらの幅と比較して大きい。

有利には、第１チャネル３１および第２チャネル３２は、混合装置３を横切る。したがって、第２チャネル３２は、横方向ｙに測定される、通路１０の幅の略すべてにわたり、またはさらにはすべてにわたり延在する。

本発明の文脈では、第１の一連の通路のうちの少なくとも１つの通路１０は、第１プレート２ａと第２プレート２ｂとの間に画定され、第１プレート２ａはまた、関係する通路１０に直接隣接する第２の一連の通路のうちの隣接する通路２０もまた画定している。関係する第１の一連の通路１０内に混合装置３が配置されている。

有利には、第１チャネル３１は、混合装置３内に形成された空洞から形成されている。

図３Ａ～図６に示す代替形態によれば、第１チャネル３１は、混合装置３内に形成されかつ第１面３１ａに開口する空洞から形成することができる。好ましくは、第２チャネル３２は、混合装置３内に形成された空洞から形成される。

特に図４Ａに示す実施形態の一形態では、第２チャネル３２を形成する空洞は、第２面３ｂで開口している。そして、第２チャネル３２は、第２面３ｂに位置する開放した第２端部３２１を備える。

図４Ｂに示す代替形態によれば、第２チャネル３２は、非貫通内部空洞によって形成されている。

図３Ａ～図６は、単一の第２チャネル３２を備える混合装置３を示す。装置３はまた、有利には、長手方向ｚにおいて互いに連続するいくつかの横方向チャネル３２も備えることができる。

同様に、混合装置３は、１つまたは複数の長手方向チャネル３１を備えることができる。図３Ｂは、横方向ｙにおいて互いに連続する長手方向チャネル３１の列を備える装置３を示す。好ましくは、長手方向チャネル３１は、互いに実質的に平行に延在している。第１長手方向チャネル３１は、有利には、第２チャネル３２と第１面３ａとの間に配置されている。

より具体的には、第２チャネル３２は、有利には、オリフィス３４の入口３４２の高さに位置する第１端部３２２と、第２面３ｂの側に位置する第２端部３２１とを備える。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、第２チャネル３２の長手方向断面は、第２端部３２１において測定される第２チャネル３２の長手方向断面と、第１端部３２２において測定される第２チャネル３２の長手方向断面との間の比は、０～０．８、好ましくは０．２～０．８にあるように、低減する。

こうしたサイズ決めにより、第２チャネル３２内を循環している液体と隣接する流体との間の熱の交換を最小限にすることができる。

例として、図４Ａまたは図４Ｂに示す構成では、０に等しい第２チャネル３２の長手方向断面の比は、断面の形状が三角形である第２チャネル３２に対応する。

端部が開放している第２チャネル３２の場合、開口部３２１の長手方向断面と第１端部３２２すなわち底部３２２において測定される第２チャネルの幅との比は、０．２～０．８にある。

特に、図３Ａ、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、第２チャネル３２の長手方向断面は、第２面３ｂに向かって徐々に低減することができる。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、かつ図３Ａ、図４Ａおよび図４Ｂにおいて可視であるように、第２チャネル３２の断面は、少なくとも部分的に、第２面３ｂに向かって幅が狭くなる切頭円錐形である。

別法として、第２チャネル３２の長手方向断面の低減は、第２面３ｂの方向における前記第２チャネル３２の横方向狭窄部３２４によってもたらすことができる。「狭窄部」が意味するものは、第２チャネル３２の幅の急な低減、典型的には、上に定義した長手方向断面の比が０．２～０．８にあるような縮小部であり、この縮小部は、第２面３ｂの方向における、典型的には４ｍｍより短い距離にわたって生じる。

このように、隣接する通路２０内で循環している熱発生流体Ｆ２と気相と混合する前の冷却流体Ｆ１の液相との間で生じる可能性がある熱の交換は、さらに低減する。

好ましくは、狭窄部３２４は、実質的に対称的に生じる。

有利には、狭窄部は、図５および図６に示すように、第２チャネル３２が、反転したＴの形状の断面を有するようなものである。

より具体的には、第２チャネル３２は、底部３２２に対して垂直に配置されている側壁３２３を備えることができ、前記底部３２２は、長手方向ｚに対して平行に配置することができる。

図３Ｂの表現は、図５または図６の平面に対して垂直な平面における混合装置３の表現に依然として適用可能である。

図６に示す本発明の１つの特定の実施形態によれば、混合装置３は、冷却流体Ｆ１の気相６１を導く第３チャネル３７をさらに備え、前記第３チャネル３７は、第２チャネルと第２面３ｂとの間において長手方向ｚに延在している。

この第３チャネル３７の存在により、第２チャネル内を循環している液体と隣接する通路内を循環している流体との間の熱の交換をさらに最小限にすることができる。これにより、実質的に、第２チャネルと第２プレート２ｂとの間の断熱材として作用するガス障壁をもたらすことができる。

第１チャネル３１および第３チャネル３７は、同じ形状および量を有する場合もあれば、異なる形状および量を有する場合もあることが強調される。図６に示すように、第２チャネル３２の開口部３２１は、有利には、第３チャネル３７内に通じている。この実施形態では、混合装置３は、２相気液混合物のために少なくとも２つの通路３３を備える。

当然ながら、本発明は、本明細書に記載し例示する特定の例に限定されない。本発明の範囲から逸脱することなく、当業者の能力の範囲内の他の代替形態または実施形態もまた考慮することができる。

たとえば、本発明による交換器は、特に、通路１０、２０が長手方向ｚに延在し、第１チャネル３１が長手方向ｚに延在し、第２チャネル３２が、長手方向ｚに対して直交する横方向ｙに延在する場合に対して記載している。逆、すなわち、第１チャネル３１が横方向ｙに延在し、第２チャネル３２が長手方向ｚに延在することも考えられる。横方向ｙおよび長手方向ｚは、相互に直交してない場合もある。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ 少なくとも１種の冷却流体（Ｆ１）を導く第１の一連の通路（１０）と、少なくとも前記冷却流体（Ｆ１）と熱交換関係に配置される少なくとも１種の熱発生流体（Ｆ２）を導く第２の一連の通路（２０）とを画定するように、互いに平行に配置されたいくつかのプレート（２ａ、２ｂ、２ｃ、…）を備え、前記第１の一連の通路のうちの少なくとも１つの通路（１０）が、前記第２の一連の通路のうちの隣接する通路（２０）を画定する第２プレート（２ｂ）と、第１プレート（２ａ）との間に画定され、混合装置（３）もまた、前記第１の一連の通路のうちの前記少なくとも１つの通路（１０）内に配置されており、
前記冷却流体（Ｆ１）の気相（６１）を導く少なくとも１つの第１チャネル（３１）と、
前記冷却流体（Ｆ１）の液相（６２）を導く少なくとも１つの第２チャネル（３２）と、
を備える熱交換器（１）において、
前記第２プレート（３ｂ）に対して平行に測定される前記第２チャネル（３２）の長手方向断面が、前記第２プレート（３ｂ）の方向に低減していることを特徴とする熱交換器。
［２］ オリフィス（３４）が、前記第１チャネル（３１）と前記第２チャネル（３２）との間に配置され、前記オリフィス（３４）が、前記第２チャネル（３２）内に通じる入口（３４２）と、前記第１チャネル（３１）内に通じる出口（３４１）とを備え、前記第２チャネル（３２）の前記長手方向断面が、前記オリフィス（３４）の前記入口（３４２）から前記第２プレート（２ｂ）に向かって低減していることを特徴とする、［１］に記載の熱交換器。
［３］ 前記第１チャネル（３１）および前記第２チャネル（３２）が、前記第１プレート（２ａ）および前記第２プレート（２ｂ）に対して平行に延在していることを特徴とする、［１］または［２］に記載の熱交換器。
［４］ 前記第１チャネル（３１）が、前記第２チャネル（３２）と前記第１プレート（２ａ）との間に配置されていることを特徴とする、［１］～［３］のいずれか一項に記載の熱交換器。
［５］ 前記通路（１０、２０）が長手方向（ｚ）に延在し、前記第１チャネル（３１）が前記長手方向（ｚ）に延在し、前記第２チャネル（３２）が、前記長手方向（ｚ）に対して直交する横方向（ｙ）に延在していることを特徴とする、［１］～［４］のいずれか一項に記載の熱交換器。
［６］ 前記第１チャネル（３１）が、前記混合装置（３）内に形成された第１空洞から形成されていることを特徴とする、［１］～［５］のいずれか一項に記載の熱交換器。
［７］ 前記混合装置（３）が、前記第１プレート（２ａ）に面して配置された第１面（３ａ）と、前記第２プレート（２ｂ）に面して配置された第２面（３ｂ）とを備え、前記第１空洞が前記第１面（３ａ）において開口していることを特徴とする、［６］に記載の熱交換器。
［８］ 前記第２チャネル（３２）が、前記混合装置（３）内に形成された第２空洞から形成されていることを特徴とする、［１］～［７］のいずれか一項に記載の熱交換器。
［９］ 前記混合装置（３）内に形成された前記第２空洞が、前記第２面（３ｂ）において開口していることを特徴とする、［８］に記載の熱交換器。
［１０］ 前記混合装置（３）が、前記横方向（ｙ）において互いに連続するいくつかの第１長手方向チャネル（３１）を備えることを特徴とする、［１］～［９］のいずれか一項に記載の熱交換器。
［１１］ 前記第２チャネル（３２）が、前記オリフィス（３４）の前記入口（３４２）の高さに位置する第１端部（３２２）と、前記第２プレート（２ｂ）の側に位置する第２端部（３２１）とを備え、前記第２端部（３２１）において測定される前記第２チャネル（３２）の前記長手方向断面と、前記第１端部（３２２）において測定される前記第２チャネル（３２）の前記長手方向断面との比が、０～０．８、好ましくは０．２～０．８にあることを特徴とする、［１］～［１０］のいずれか一項に記載の熱交換器。
［１２］ 前記第２チャネル（３２）の前記長手方向断面が、前記第２プレート（２ｂ）に向かって徐々に低減していることを特徴とする、［１］～［１１］のいずれか一項に記載の熱交換器。
［１３］ 前記第２チャネルが前記横方向（ｙ）に延在し、前記第２チャネル（３２）の前記断面が、前記横方向（ｙ）に対して垂直な平面において、少なくとも一部には、前記第２プレート（２ｂ）に向かって幅が狭くなる切頭円錐形状であることを特徴とする、［１］～［１２］のいずれか一項に記載の熱交換器。
［１４］ 前記第２チャネル（３２）の前記長手方向断面の前記低減が、前記第２プレート（２ｂ）の方向に生じる前記第２チャネル（３２）の横方向狭窄部（３２４）によってもたらされていることを特徴とする、［１］～［１１］のいずれか一項に記載の熱交換器。
［１５］ 前記混合装置（３）が、前記第１チャネル（３１）に対して平行に延在する少なくとも１つの第３チャネル（３７）をさらに備え、前記第３チャネル（３７）が、前記第２チャネル（３２）と前記第２プレート（２ｂ）との間に配置されていることを特徴とする、［１４］に記載の熱交換器。

Claims (13)

1. 少なくとも１種の冷却流体（Ｆ１）を導く第１の一連の通路（１０）と、少なくとも前記冷却流体（Ｆ１）と熱交換関係に配置される少なくとも１種の熱発生流体（Ｆ２）を導く第２の一連の通路（２０）とを画定するように、互いに平行に配置されたいくつかのプレート（２ａ、２ｂ、２ｃ、…）を備え、
   前記第１の一連の通路のうちの少なくとも１つの通路（１０）が、前記第２の一連の通路のうちの隣接する通路（２０）を画定する第２プレート（２ｂ）と、第１プレート（２ａ）との間に画定され、前記冷却流体（Ｆ１）の気相（６１）と液相（６２）を混合する混合装置（３）もまた、前記第１の一連の通路のうちの前記少なくとも１つの通路（１０）内に配置されており、
   前記冷却流体（Ｆ１）の気相（６１）を導く少なくとも１つの第１チャネル（３１）と、
   前記冷却流体（Ｆ１）の液相（６２）を導く少なくとも１つの第２チャネル（３２）と、を備え、前記第１チャネル（３１）は、前記第２チャネル（３２）と前記第１プレート（２ａ）との間に配置されており、
   オリフィス（３４）が、前記第１チャネル（３１）と前記第２チャネル（３２）との間に配置され、前記オリフィス（３４）が、前記第２チャネル（３２）内に通じる入口（３４２）と、前記第１チャネル（３１）内に通じる出口（３４１）とを備え、
   前記第２プレート（２ｂ）に平行に測った前記第２チャネル（３２）の長手方向断面が、前記オリフィス（３４）の前記入口（３４２）から前記第２プレート（２ｂ）に向かって低減している、熱交換器（１）。
2. 前記第１チャネル（３１）および前記第２チャネル（３２）が、前記第１プレート（２ａ）および前記第２プレート（２ｂ）に対して平行に延在していることを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記通路（１０、２０）が長手方向（ｚ）に延在し、前記第１チャネル（３１）が前記長手方向（ｚ）に延在し、前記第２チャネル（３２）が、前記長手方向（ｚ）に対して直交する横方向（ｙ）に延在していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記第１チャネル（３１）が、前記混合装置（３）内に形成された第１空洞から形成されていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 前記混合装置（３）が、前記第１プレート（２ａ）に面して配置された第１面（３ａ）と、前記第２プレート（２ｂ）に面して配置された第２面（３ｂ）とを備え、前記第１空洞が前記第１面（３ａ）において開口していることを特徴とする、請求項４に記載の熱交換器。
6. 前記第２チャネル（３２）が、前記混合装置（３）内に形成された第２空洞から形成されていることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の熱交換器。
7. 前記混合装置（３）内に形成された前記第２空洞が、前記第２面（３ｂ）において開口していることを特徴とする、請求項５に従属する請求項６に記載の熱交換器。
8. 前記混合装置（３）が、前記通路（１０，２０）が延在する長手方向（ｚ）に対して直交する横方向（ｙ）において互いに連続するいくつかの第１チャネル（３１）を備えることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の熱交換器。
9. 前記第２チャネル（３２）が、前記オリフィス（３４）の前記入口（３４２）の高さに位置する第１端部（３２２）と、前記第２プレート（２ｂ）の側に位置する第２端部（３２１）とを備え、前記第２端部（３２１）において測定される前記第２チャネル（３２）の前記長手方向断面の大きさと、前記第１端部（３２２）において測定される前記第２チャネル（３２）の前記長手方向断面の大きさとの比が、０～０．８、好ましくは０．２～０．８にあることを特徴とする、請求項２～８のいずれか一項に記載の熱交換器。
10. 前記第２チャネル（３２）の前記長手方向断面が、前記第２プレート（２ｂ）に向かって徐々に低減していることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の熱交換器。
11. 前記第２チャネルが、前記通路（１０，２０）が延在する長手方向（ｚ）に対して直交する横方向（ｙ）に延在し、前記第２チャネル（３２）の前記長手方向断面が、前記横方向（ｙ）に対して垂直な平面において、少なくとも一部には、前記第２プレート（２ｂ）に向かって幅が狭くなる切頭円錐形状であることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載の熱交換器。
12. 前記第２チャネル（３２）の前記長手方向断面の前記低減が、前記第２プレート（２ｂ）の方向に生じる前記第２チャネル（３２）の横方向狭窄部（３２４）によってもたらされていることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の熱交換器。
13. 前記混合装置（３）が、前記第１チャネル（３１）に対して平行に延在する少なくとも１つの第３チャネル（３７）をさらに備え、前記第３チャネル（３７）が、前記第２チャネル（３２）と前記第２プレート（２ｂ）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の熱交換器。

Images