JPS5963495A - プレ−ト式凝縮器 - 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】 産業上の利用分野 本発明は気体の凝縮を利用する伶凍ザイクル・ラノキン
サイクル応用産業および気体の液化を目的とする産業、
そして凝縮による熱回収なとに使従あｐ構成とその問題
点 従来、液体冷却の凝縮器に関するものとして、二重管式
又はシェルアンドチューブ式が多かったが、グレート式
熱交換器の小形高性能性に着目して、グレート式の凝縮
器も近年作られるようになった。

始めに従来のプレート式熱交換器の構成について説明す
る。この熱交換器は第１図に示すように伝熱グレート凱
パノキノグをはさんで積層したものである。すなわち、
板面内に流体通路（伝熱面）２１と、前記グレートを積
層した時に流体供給ヘノグーを形成する貫通穴２３．．
２４．２６１２６を設けたＡ、１．２種のプレートを互
に重ね、パノキノグ２２で流路を外界と分離することに
より、並列に多数の流路とこれに流体を供給するへ、ノ
ダーよりなる流体通路全２組構成し、熱的に組合せしめ
、２つの流体間の熱交橡を行わしめるものである。

プレート式凝縮器も基本的にはこれと全く同一の構造で
、少くとも一方の流体が蒸気として流入し液体となって
流出すれば、これはプレート式凝縮器と呼ばれることに
なる。

プレート式熱交換器は小さな空間に大きな伝熱面積を設
けることができ、乱流化を促進する構造が作りやすいの
で小形高性能の熱交換器が作れるため、近年その使用が
増加しつつあるが、凝縮器として使用して商い性能を得
るためにげそれなりの工夫が必要である。

すなわち、凝縮器の凝縮面での伝熱性能を損う要因は、
凝縮により生じた液膜が伝熱面をおおうことによる伝熱
特性の低下であって、この液膜はできるだけすみやかに
除去することが望寸しい。

この観点からは、古くから用いられている／エルアット
チューブ形がよく、チューブ表面で凝縮した液、は、爪
刃で滴下しシェルの底に溜る。この構造では凝縮面には
凝縮液は厚い液膜では存在しえず、自然に滴下するので
都合がよいが、二重管とか、プレート式の場合は凝縮し
た液が、凝縮面に清って下流部で流れてくるだめ、特に
下流部は厚い液膜におおわれたり、時には凝縮液で充た
され十分な凝縮機能を持たなくなる欠点があった。

そこでプレート式の場合は第１図の２７に示すように、
伝熱面に排液溝を作り、できるだけ凝縮液を厚い液膜と
して伝熱面にたすることを避け、これを排液溝２．７に
集めるようにしている。しかし、各プレートに設けた溝
に子分な深さを与えることｉＪプレートの板厚から限度
があり、伝熱面に生じた凝縮液の液膜を十分に除去する
ことができながった。

発明の目的 不発明は伝熱面に生じる凝縮液の嘆を容易に除去して凝
縮能力を十分に発揮させることにある。

発明の構成 本発明に多数のプレートを積層した凝縮器の冷却流体の
通る一方の流体通路と熱交検し、被凝縮流体の通る他方
の流体通路の下部に、この通路にのみ連通し、〃・つ他
方の流体通路の外周長の略％以上の長を有する集液腔を
形成したグレート式凝縮器に係り、凝縮液をプレートの
伝熱面から円滑に排出するものである。

実施例の説明 以下図面にしたがい本発明の一実施例を説明する。１は
プレート式の凝縮器不休で、交互に積層しだ多数のプレ
ート２，３、そして最後に一端面に積層した端板４とを
備え、それぞれプレート２゜３、端板４を溶接にて一体
化している。そして、プレート２は成い金属板からなり
、第３図、第６図のように外周縁を残して板厚の半分位
捷で堀り込んだ一方の流体通路５、その通路の下端部に
連通し、かつ流体通路５の外周長の略％以上の長さを有
する長方形の貴ＪΦ口６、この穴の上端に位置して流体
通路５の朕と一体に形成した多数の補強リプ７、そして
流１体通路らのコーナ底に形成した貫通の穴８．流体通
路５とは独立したＷ通の穴９゜１０を有している。

寸だグレート３は薄い金属板からなり、第４図。

第７図のように外周縁を残して板厚の半分位捷で掘り込
んだ他方の流体通路１１．この１ｍ路の下部にこの通路
と独立して形成し、かつ上記貫通０６と同位置に同一大
きさの直通口１２、そして流体通路１１の略対角線上の
コーナ底に上記グレート２の穴９，１０と連通する穴９
ａ、１０ａｉ、上言己ブレー１−２の穴８と連通し、か
つ流体通路１１と独立した穴８ａを有している。さらに
端板４は上記プレート２．３の穴８，８ａ、穴９　Ｈ９
ａｓ穴１０，１０１に連通する穴Ｂｂ、　９ｂ、　　Ｉ
　Ｑｂを有し、そして直通口６，１２に連通する穴１３
を有する。このように形成した第２図、第３図のプレー
）２．３［この状態で交互に所定の多数枚を漬層踵最後
に一端面に端板４を積層し、そしてこれらが一体になる
ように各プレートの接合面を接合できる拡散溶接等の手
法で接合する。もちろん、各プレート間にパノキノグを
介在して組み立てる従来の方法であってもよい。以上の
ようにして組み立てた結果、第２図のように巾一方体の
凝縮器本体１が構成され、さらに点線で示すように一力
の各流体通路６に連通してその下端部に直通口６．１２
の集合により、り／り状の果液腔１４が形成される。１
５．１６げ穴Ｂｂ、ｉ３に接続し、一方の流体通路６．
集液腔１４に連通した流入管、出口管、寸た１７１１８
は穴９ｂ、１０ｂに接続し、他方の流体通路１１に連通
した浦、入管。

出口管である。

上記実施例において、流入管１７から冷却水をｔｄｆ、
人させると各プレート３の各流１本通路１１螢通って流
出′＃１８より流出する。一方、流入管１５の・ら被凝
縮蒸気全流入させると、各プレート２の各流体通路５を
通り、そして各グレート２と隣合うプレート３の、流体
通路１１を流れる冷却水と熱交換して凝縮する。この凝
縮水は流体通路５を流下して下部の果液腔１４に集水さ
れ、出口管１６より排出される。

筐だ、補助リブ７は各プレートの流体通路を流れる流体
の圧力差によってプレート２が変形するのを防ぐだめの
補強部である。そして、グレート３の流体通路１１の［
１１分にも必要であれば、このようなリブを設ければよ
い。

とこに示した実施例において、果液腔１４に開口する流
体通路５の開口部の長さは、各流体通路６０出１債、す
なわち伝熱面積に対し出来るたけ長いことが好ましい。

この長さは周囲長の１／！を越えることはないが、％以
下の場会は、％以上の辺を見出してその辺を下辺として
集液腔１４をその下に設ける必要がある。

発明の効果５ 一般に凝縮器（は伝熱面に凝縮する凝縮液によって、伝
熱特性が阻害され性能が低下するのであるから、凝縮し
た液を出来るだけ伝熱面の上を流動させずに除去するこ
とが、性能のよい凝縮器を作る要点である。

一方プレート式の凝縮器は、２つの伝熱面ではさまれた
狭い通路を多数並列にしたものであり、小さな体積中に
大きな伝熱面積を持たせることができるため、゛従来の
ンエルアノドチューブ式凝縮器に比へて小形高性能化が
はかれる。しかし、従来のプレート式でに、伝熱面の長
面に凝縮した液が、プレートの端部に設けた穴に蒸気の
圧力および（あるいは）重力によって押し出されてくる
ので、プＬ／−ト間流体通路のかなりの部分に液がつま
った状態で作動することになり、折角の伝熱面のかなり
の部分を無効にしてしまっていた。

本発明によれば、各々のプレート間の流体通路の周囲長
の％以上の辺が広い果液腔に開口しており、この条件か
ら伝熱面の任意の点から上記開口＆（（１での距離は周
囲長のＶ４を越えないため、凝縮した液は、圧力と車力
の作用で、伝熱面の上に永く停滞せず、又伝熱面の−に
ヲ長く流動することなく、′容易に集液腔Ｖこ押し出さ
れてくる。従って、伝熱面の殆んどすべてが有効な凝縮
１ハ１として修ｊくため、プレート式とンエルア／トチ
ューブ式の両者の長所をあわせ持つ、（’Ｍめで小Ｉ！
＞で、・パ、性能の凝縮器が得られ、省資源、省エネル
ギーの観点から鴎めて有効である。

【図面の簡単な説明】 第１図Ａ、　　Ｂｌｒ！ｉ従来のプレート式凝縮器をｌ
ｆｆ１成する２棟類のプレートの平面図、第２図は本発
明プレー１〜式凝縮器の一実弛ψ１ｊを示す斜視図、第
３図９第４図は同凝縮器全構成する各プレートの３１７
面図、第６図は同ｌ疑縮器の構成する端板の平面図、第
６図は第３図のＶｌ−Ｖｌ線の断凶図、第７図Ｉ−Ｉ第
４図の■−■１線の断面図である。 ２．３　・・・・プレート、５，１１・・・・・・流体
通路。 １４・・・・・・東Ｋ１．腔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数のグレートを積層してプレート間に、プレートを介
   して熱交俟する被凝縮流体と冷却流体の通る複数の流体
   通路を形成し、被凝縮流体の通る流体通路にその路外用
   」灸の１／１以上の長さを有して連通し、他の流体通路
   とは連通しない集液腔を」１記積層した各グレートの下
   部を巴通して形成したプレート式凝縮器。