JPH07501393A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 熱交換器 発明の背景および要約 本発明は、極めて薄いか強固な熱交換面を使用した新規な熱交換器、およびこの 熱交換器を流下液膜式蒸発器として使用したセルロースバルブミル機から廃液を 蒸発させる方法に関する。

層状（ｌａｍｅｌｌａ）熱交換器のような熱交換装置は従来は例えばステンレス 鋼のような金属て製造されている。例えは蒸発器の熱交換器として作用するよう に、層状体は１〜１．５ｍｍ厚の金属プレーｌ−で作られていた。このような構 造はかなり大きな圧力差を許容できるか、重く高価である。酸溶液か扱われると 腐食の問題か生し、これか再び特殊鋼やチタンを熱交換面の材料として使用する 必要性をもたらし、このことは器具の価格をかなり上昇させる。

軽量で耐腐食性の安価な構造の熱交換器は熱交換面にプラスチック薄膜を使用し て製造され、これにより熱交換部材は例えばバッグ状とされ得る。このような熱 交換器は例えは公開特許ＥＰ３４９２０およびＤＥ２５＋１１４４で知られてい る。しかしなからプラスチックは熱伝導性か悪く、薄膜状では物理的特性か劣る という欠点かある。

ＥＰ２８６４００は、熱交換部材か０．１２ｍｍ−０，７ｍｍ厚の２つの重合体 パネルを互いの間に流路チャンネルを形成するように組合せて製造されたプレ− １〜形式の熱交換器を開示している。一方のパネルの第１面は所望チャンネルパ ターンに特定のけ料を被覆される。この第」面に向い合う他方のパネルの第２面 は、２つの而か組合されたときに流路チャンネルを除いて第１パネル面に取付け られるようにｆオ料で処理される。使用される重合体はポリアミドであることか 好ましく、熱交換特性を改善するために金属フィルムを被覆され得る。

本発明によれは、上述した問題はＩＪＦ除されるか最少限に抑えられる。簡単に 製造でき、熱を良好に伝動する熱交換面か薄く軽量であるど同時に強固な異なる 目的に応用できる熱交換器か提供される。

本発明による熱交換器の特徴は、その熱交換部材の熱交換面かすなオフら２ｆｌ の異なる材料層、すなわち金属膜層およびプラスチック層を含む積層材で形成さ れたことである。

この積層［オはプラスチック層を薄い金属フオリオ層に組合せて製造されること が好ましい。このように形成された熱交換面は軽量で、その強度は単に金属フオ リオで形成されたものよりも遥かに良好であり、その伝熱性はプラスチックの伝 熱性よりも格段に優れている。また、このような熱交換器の製造は金属製のもの より安価である。

好ましい実施例によれは、積層材は３同、すなわち２つのプラスチック層および それらの間に挟まれた１つの金属層を含んでなる。

本発明は、約２００μｍより薄い金属−プラスチック積層材を含んでなる蒸発面 を使ＩＩルで、その金属−プラスチック積層面上に流下液膜として廃液（例えば セルロースバルブミル機から排出される）を流す段階を含むバルブミル廃液を蒸 発させる方法に熱交換器を使用することも考廖する。この段階は、バルブミル廃 液を金属−プラスチック積層材のプラスチック層に接触させて流すことで更に実 現され得る。廃液を蒸発させるための熱を与えるために積層材の内部に蒸気か流 され？Ｊる。

本発明は例として、熱交換面に積層材を使用して層状体か形成された本発明によ る幾つかの実施例を示す添Ｈ図面を参照して、以下に更に詳細に説明される。

図面の簡単な説明 第１図および第２図は本発明による代表的な層状体の断Ｊ１的な横断面図、およ び 第３図は蒸発器としての第１図の層状体の使用を示す概略側面図である。

図面の簡単な説明 第１図によれば、積層材て熱交換部［オとして使用できる層状体を形成すること は可能である。積層材３は金属）十り才１およびプラスチックフィルム２を含ん で構成される。これはそれ自体は周知の方法で、例えは金属フィーり才１および プラスチックフィルム２を互いに接着するか、またはプラスチックフィルム２を 金属フィり才１上に押出し形成することにより、製造できる。層状体４は２故の 長方形の積層ストリップ３を互いに反対両側の縁に沿って、例えは接着結合５な とにより取付けて、製造されることか好ましい。１辺に沿って熱交換媒体を供給 するための開口か残され、反対側の辺に沿ってそれを排出する他の開口か残され る。

積層材スＩ・リップ３のプラスチック層２は金属層Ｉより長く、これによりプラ スチックの外側層２は第１図に見られるように接着結合５により互いに対しても 取付けられる。

層状体４の内側層−一第１図の金属層ｌ（例えは蒸気空間）−一の内面を保護す ることは通常は必要ない。しかしながら望まれるならば、金属層ｌの内面は第１ 図に６で見られるように被覆されて、金属フォリオＩの外面（層２による）およ び内面の両方について腐食保護か行われる。保＃！被覆６はフィルムまたはペイ ン１〜で構成され１ｑる。

層状体４内には積層材３を離間保持するための付加的な支持（荷造は要求されな いか、必要ならは内部支持体７を備え得る。層状体４の内圧は外部の圧力より僅 かに高く、積層材壁３はこの圧力差により互いにある距離に保持され、これによ り熱交換媒体の通路か壁間に形成される。積層材３はまた、それらの間を流れる 蒸気のような熱交換媒体の圧力で生じる形状変化を制限するために、スペーサ７ に代えてトツ１へ状の結合点（図示せず）で、例えは接着材を取付けることで、 互いに取（＝１けられることかできる。

第２図による実施例で、積層ｔ第３°は３つの異なる層を含んで構成され、金属 層ｌ°は２枚のプラスチック層２′の間に配置されている。層状体４を形成する この積層材ストリップは、第１図に関連して説明したように例えは接着結合５゛ により互いに取付けられる。

第１図および第２図に示された層状体の内側層ｌ、１゛は金属層であることか好 ましく、外側層２．２′はプラスチック層であることか好ましい。この代りに、 金属層１．１′は層状体４．４°の外面とされ得る。

積層材の金属層１．　１’　はアルミニウム、真鍮または銅のような何れかの知 られた金属または化合物またはそれらの合金を含み得る。最も適当な金属は安価 であることからアルミニウムと考えられる。金属フォリオ＠ｌ、１′の厚さは非 常に薄いか、十分な剛性のｍ肋材３を形成しなければならない。通常は層１．１ ゛の厚さは約１００μｍより薄くて十分であるか、ｆｉｆｌ材層の取（＝ｊけ方 法および熱交換２ｇの構造か必要とするならは、これより厚いフィルム（例えは ２００μｍ）も可能てあ頃使用できる。アルミニウムか使用される場合は、通常 は約５〜４０μｍ１好ましくは約９〜１８μｍの厚さて十分である。

プラスチック層２．２°に応用てきる材料は広く様々である。各種のプラスチッ クか例えはその特定の熱交換器の応用目的に応して選択できる。習２．２′のプ ラスチックｔオｆ１は、その熱交換器の与えられた作動条件に対して十分な機械 的強度および耐腐食性を与えられねはならない。各プラスチックフィルム２．２ ゛の１７さは約１００μｍより薄い。殆との場合、応用可能なプラスチックはポ リエステル、およびポリエチレンおよびポリプロピレン等のポリオレフィンであ り、プラスチック層の厚さは約１２〜２５μｍか好ましい。

積層材の熱伝達効率はプラスチック層２．２°の厚さに直接に逆関与するか、金 ｍｌ、１′の良好な熱（云導率１１は熱伝達効率を大幅に落すことなく異なる厚 さの金属）すりすの自由な使用を可能にすることか注意されるへきである。従っ てプラスチック層２．２′の厚さは、積層材３．３′に１−分な強度を与えるか 、過大１’７さとなって積層ｔ第３．３゛の伝導率をＦげないように調整されね はならない。

積層ｔ第３．３′の全圧は典型的に約２００μｍより薄い。

熱交換ユニ・肩・８は図面に従って層状体４．４′からそれ自体知られた手段で 形成され、異なる目的に異なる・１法のユニットを与える。層状体４．４′はそ れ自１斗、７ｄｌられているように、層状体カセットを形成するように支持フレ ーム内に互いに取イー１けられる。蒸発器を形成するために所望数のカセットか 同一ケーシング内に七ソトされる。

従って、例えはセルロースバルブミル機の廃液を蒸発させるための蒸発器として 使用されるような十分に強固な構造の４腐食性の、ともらかといえは剛性である かまた柔軟な熱交換層状体４を製造することかτ１丁能である。これは、例えは 第３図に関しては流Ｆ液ｌＩ！２式蒸発器８として、凝縮水蒸気か人１１１０て 層状体４の内部に供給され、蒸発される液体（廃水）か第３図に９で示すように 層状体４の外面上を流れるようにされて、作動される。蒸発して得られた蒸気は １１て層状体４の間の空間から抜出される。処理済み液体（濃縮液）は１２にて 抜出され、層状体の内部で形成された凝縮液は１３て抜出される。濃縮液＋３（ 清浄）幻は処理工程へ戻されてリサイクルされる。

熱面間に圧力差を生しることて、凝縮温度は蒸発温度より高くなる。従って凝縮 温度を積層材３を通して蒸発部に伝達することか出来る（温度差Ｔは圧力差およ び蒸発される液体の沸点Ｊ−昇の関数である）。

上述は蒸発ｉ！ｇを製造するために少なくとも２つの異なる材料を組合せて形成 した積層−の使用を説明するか、積層材の使用はこれに限定されない。これに代 えて、２つの液体間て熱１云達を行うような多くの池の応用例においても熱伝達 面どして１重用できる。

本発明は現在量も現実的で好ましい実施例と考えられるものに関して説明したか 、本発明はこの開示実施例に限定されず、逆に請求の範囲の欄に記載の精神およ び範囲に含まれる各種変更および等価構造を包含することか意図されることは理 解されるへきである。

ＦＩＧ、　Ｉ　ＦＩＧ、２ Ｆ！６．３ 補正書の写しく翻訳文）提出書（９η許演法第１８４）８）平成　６年　５月　 １８　日）（社）払

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. １．材料の異なる少なくとも２つの層、すなわち金属フォリオ層およびプラスチ ック層の積層材で構成されたプレート状熱交換部材を有する熱交換器。
2. ２．請求項１に記載の熱交換器であって、前記積層材が本質的に３つの層、すな わち２つのプラスチック層の間に１つの金属フォリオ層が挟まれて構成された熱 交換器。
3. ３．請求項１に記載の熱交換器であって、前記金属−プラスチック積層材が約２ ００μｍより薄い厚さを有する熱交換器。
4. ４．請求項３に記載の熱交換器てあって、前記金属フォリオ層が約１００μｍよ り薄い厚さを有する熱交換器。
5. ５．請求項４に記載の熱交換器であって、前記プラスチック層が約１００μｍよ り薄い厚さを有する熱交換器。
6. ６．請求項３に記載の熱交換器であって、前記金属フォリオがアルミニウムフォ リオである熱交換器。
7. ７．請求項６に記載の熱交換器であって、前記アルミニウムフォリオが約５〜４ ０μｍの厚さを有する熱交換器。
8. ８．請求項６に記載の熱交換器であって、前記アルミニウムフォリオが約９〜１ ８μｍの厚さを有する熱交換器。
9. ９．請求項３に記載の熱交換器であって、前記金属フォリオがアルミニウム、真 鍮および銅を本質的に含んでなる族から選択された熱交換器。
10. １０．請求項９に記載の熱交換器であって、前記プラスチック層がポリエステル およびポリオレフィンを本質的に含んでなる族から選択された熱交換器。
11. １１．請求項１に記載の熱交換器であって、前記プラスチック層がポリエステル およびポリオレフィンを木質的に含んでなる族から選択された熱交換器。
12. １２．請求項１１に記載の熱交換器であって、前記プラスチック層が約１２〜２ ５μｍの厚さを有する熱交換器。
13. １３．請求項２に記載の熱交換器であって、前記プラスチック層の各々が約１０ ０μｍより薄い厚さを有する熱交換器。
14. １４．請求項１３に記載の熱交換器であって、前記プラスチック層の各々が約１ ２〜２５μｍの厚さを有する熱交換器。
15. １５．請求項１４に記載の熱交換器であって、前記プラスチック層が約１２〜２ ５μｍの厚さを有する熱交換器。
16. １６．請求項１５に記載の熱交換器であって、前記金属フォリオが約５〜４０μ ｍの厚さを有する熱交換器。
17. １７．請求項１に記載の熱交換器であって、前記金属フォリオが約５〜４０μｍ の厚さを有する熱交換器。
18. １８．請求項１に記載の熱交換器であって、前記金属フォリオ層およびプラスチ ック層が接着剤で互いに積層された熱交換器。
19. １９．第１および第２の間隔を隔てたプレート伏の熱交換部材を含み、各部材は 金属フォリオ層およびプラスチック層の製品材料で構成され、部材間には熱交換 流体を流す間隔が備えられた蒸発器。
20. ２０．請求項１９に記載の蒸発器であって、各プレート状部材の金属フォリオ層 が前記蒸発器の内側に位置し、前記内部通路を境界した蒸発器。
21. ２１．請求項１９に記載の蒸発器であって、プラスチック材料の第３の層を更に 含み、前記金属フォリオ層が前記プラスチック層の間に挟まれた蒸発器。
22. ２２．請求項１９に記載の蒸発器てあって、前記積層材が約２００μｍより薄い 厚さを有する蒸発器。
23. ２３．請求項２２に記載の蒸発器であって、前記金属フォリオ層がアルミニウム 、頁鍮および銅を本質的に含んでなる族から選択された蒸発器。
24. ２４．請求項２３に記載の蒸発器であって、前記プラスチック層がポリエステル およびポリオレフィンを本質的に含んでなる族から選択された蒸発器。
25. ２５．請求項２４に記載の蒸発器であって、前記金属フォリオが約５〜４０μｍ の厚さを有し、前記プラスチック層が約１２〜２５μｍの厚さを有する蒸発器。
26. ２６．請求項２０に記載の蒸発器であって、前記金属フォリオ上の内側の耐腐食 被覆を更に含む蒸発器。
27. ２７．約２００μｍより薄い厚さを有する金属−プラスチック積層材を含む蒸発 面を使用したセルロースパルブミル機から廃液を蒸発させる方法であって、ａ） バルプミル廃液を金属−プラスチック積層材面上に流下液膜として流す段階を含 む方法。
28. ２８．請求項２７に記載の方法であって、前記段階ａ）が更にバルプミル廃液を 金属−プラスチック積層材のプラスチック層に接触させて流すことで実施される 方法。
29. ２９．請求項２８に記載の方法であって、金属−プラスチック積層材の金属層に 接触させて水蒸気を流す段階を更に含む方法。
30. ３０．請求項２７に記載の方法てあって、前記積層材が３つの層、すなわち２つ のプラスチック層の間に金属フォリオ層か挟まれて本質的に構成された方法。
31. ３１．請求項３０に記載の方法てあって、前記段階ａ）が更にバルプミル廃液を 金属−プラスチック積層材のプラスチック層に接触させて流すことで実施される 方法。
32. ３２．請求項３１に記載の方法であって、金属−プラスチック積層材の金属層に 水蒸気を接触させて流す段階を更に含む方法。
33. ３３．約２００μｍより薄い厚さを有する金属−プラスチック積層材を含む蒸発 面を使用した廃液を蒸発させる方法であって、廃液を金属−プラスチック積層材 上に流下液膜として流す段階を含む方法。
34. ３４．請求項３３に記載の方法であって、前記段階が更に廃液を金属−プラスチ ック積層材のプラスチック層に接触させて流すことで実施される方法。