JPS62293064A - 積層式熱交換器 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、給湯冷暖房に用いる吸蔵、放出の際の反応熱
を利用する間欠式ヒートポンプ装置や、水素を吸蔵、放
出する金属水素化物等の収容容器となる熱交換器に関す
るものである。

従来の技術 一般に、作動物質はゼオライトのごとき顆粒状の物質ま
たは、金属水素化物のごとき微粉末であり、このような
作動物質に水蒸気あるいは水素等の作動媒体を供給し吸
蔵させ、あるいけ作動物質から作動媒体を放出させよう
とする場合、作動物質の熱伝導が悪いため作動物質の発
熱および吸熱を有効に取り出すための伝熱面積の大きく
なる第９図に示すような積層式熱交換器が考えられる。

すなわち第９図に示すような作動物質を収容する複数の
櫛形切込部１および作動媒体の流通口となる切込部２と
伝熱媒体の流通口とヘッダーとなる切抜部３，４を有す
る平板５を複数枚重ねた作動物質収容体６と、伝熱媒体
流路溝層７を有する平板状の流路体８と、前記作動物質
収容体と前記流路体との隔壁板９とを交互て積層してな
る積層式熱交換器がある。

発明が解決しようとする問題点 このような積層式の熱交換器において、作動物質を収容
する作動物質収容体は、作動物質が作動媒体を吸蔵、放
出するさいに伴う熱の出入を伝熱媒体流路を流れる伝熱
媒体に伝え必要な熱量をとり出せるだけの反応が行なえ
るよう作動物質を収容する量によって大きさは決まる。

積層式の場合、作動物質収容体を形成する積み重ねられ
た平板の枚数が、作動物質収容量によって決まる。しか
し、作動物質収容量が多いからといって積み重ねられる
平板の枚数を多くすると、作動物質の熱伝導率が例えば
金属水素化物はその値が０２１ａｌ／ｍｈｔ：であり銅
の３２０１ａｌ／ｍｈｔ：　　、　フルミニラムの１７
０１ｍ／ｍｈ　℃、ステンレス鋼の１０〜１６１ａｌ／
ｍｈｔ：に比べ極端に小さいので作動物質と作動媒体と
の反応熱が伝熱媒体へ充分熱伝達されない。逆に積み重
ねられる平板の枚数を少くすると、作動物質と伝熱媒体
との距離が短かくなり熱伝達率は向上するが、その分伝
熱媒体流路体と、隔壁板とが多く必要となり熱交換器の
大きさも大きくなり、反応熱の授受に寄与しない熱交換
器の顕熱量も増えてくるという問題が生じる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、熱交換器に
おける熱貫流率の向上を目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明上記問題点を解決するため、作動物質を収容する
櫛形切込部を有する平板複数枚積層されて形成された作
動物質収容体の内部に、櫛形切込部と平行に、両側の伝
熱媒体流路体と、作動物質収容体と伝熱媒体流路溝層と
の隔壁板となる平板に共に接するフィンを設けたもので
ある。

作　　用 作動物質収容体の作動物質を収容する櫛形切込部に設け
られたフィンは、収容された作動物質と接し、作動物質
と作動媒体との反応熱を、作動物質の低い熱伝導率より
数桁高い値のため、フィン両側で接する伝熱媒体流路内
内部を流れる伝熱媒体に効率よく熱伝達する。

また−搬にこの種の積層式熱交換器は、高い熱伝達率を
得るための伝熱媒体として潜熱を利用できる水などを用
いるため高温度の飽和圧力が数十Ｋｆ／ｉ　と高くなり
耐圧上ステンレス鋼のような高強度の金属で作られるこ
とが多い。このためフィンに高い熱伝率を持つ銅やアル
ミニウムなどの金属を用いることにより、より一層の熱
伝達を期待することができる。

実施例 以下は本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図は本発明の一実施例の積層式熱交換器１の全体
の斜視図であり、第２図の積層式熱交換器の積層組立の
構造により接合されたものに作動媒体流出入口のパイプ
１３を取付けた７ランジと、伝熱媒体流出入口のパイプ
１４，１５を穴加工後溶接したものを示す。第２図にお
いて作動物質を収容する複数の櫛形切込部５および作動
媒体の流通口となる切込部２と伝熱媒体の流通口とヘッ
ダーとなる切抜部３，４を有する厚さ０．５〜２ａｌｌ
程度の平板１６（第３図）をエツチングもしくはプレス
などで加工し、複数枚重ねてなる作動物質収容体６と、
厚さ０６〜２ｒｒｒＩｎ程度の平板にエツチングなどで
深さ０２５〜１ｔｒｒｍの伝熱媒体流路溝７と、伝熱媒
体の流路口とヘッダーとなる切抜部３．４を有する伝熱
媒体流路体８（第４図）と、作動物質収容体６と伝熱媒
体流路体８との間にあって伝熱媒体流路溝７の隔壁とな
る隔板９（第５図）とを交互に順次積層し端板に第６図
の各種積層してきた平板より厚さの厚い２〜６ｒＩａｎ
程度の端板１ｏを補強のため重ね合わせてロー付あるい
は拡散溶接等の固相溶接で密接する面を接合させて積層
式熱交換器とする。

この作動物質収容体６の櫛形切込部１に、櫛形切込部と
平行に、作動物質収容体の両側の伝熱媒体流路体８と隔
板９と接するように第７図に示すフィン１１を設ける。

フィン１１は、作動物質を作動物質収容体に充填する際
に、フィン両側に作動物質が分配収容されるように作動
物質の通り抜けられる大きさのスリット１２を有し、ま
たこのスリット１２を通って作動媒体が作動物質収容体
の内部に入シ込み作動物質と充分なる反応が行なえる。

作動物質と作動媒体との反応熱は、このフィン１１を通
って両側の伝熱媒体流路体の内部を流れる伝熱媒体へ熱
伝達される。フィンの大きさは、積層された作動物質収
容体の厚さより０１〜０５聴程度大きくすることにより
フィンと両側の伝熱媒体流路体および隔板との接触は強
化される。

第８図はフィンの形状を変えたもので、両側の伝熱媒体
流路体および隔板との接触面をおり返して広くとり接触
熱抵抗を低減したものである。このとき作動物質を収容
する積層された平板の両側の板の櫛歯の幅を狭くし、フ
ィンのおり返し分をもはさんで重ねることにより接触面
はより強固なものとなる。

なお、作動物質の作動媒体を吸蔵、放出する際の反応熱
を伝熱媒体へ熱交換する熱交換器に限らず作動物質への
伝熱媒体からの熱の授受による作動媒体の吸蔵、放出す
る作動物質収容容器としての熱交換器であってもよい。

また、フィンの材質についても耐圧を考慮した熱交換器
の材質と異なって、耐圧上全く問題のないもので、高熱
伝導率の銅やアルミニウムなどの金属を用いることによ
りさらに高い熱伝達を得ることができる。

発明の効果 本発明は、作動特質を収容する作動物質収容体の櫛形の
切込部に、作動物質と接するスリット付のフィンを設け
ることにより、作動物質と作動媒体との反応熱をフィン
を通じて伝熱媒体に伝えることができ、熱交換器の顕熱
量をあまシ増加させることなく熱貫流率を高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の積層式熱交換器の全体斜視
図、第２図は同積層式熱交換器の分解斜視図、第３図は
同積層式熱交換器の一構成品である作動物質収容を収容
する櫛形切込部を持った作動物質収容平板の斜視図、第
４図は同伝熱媒体流路溝層を持った伝熱媒体流路体の斜
視図、第５図は同作動物質収容体と伝熱媒体流路溝層と
の隔壁となる隔板の斜視図、第６図は同端板の斜視図、
第７図は同フィンの斜視図、第８図は本発明の他の実施
例のフィンの斜視図、第９図は従来例の積層式熱交換器
の組立の構成を示す斜視図である。 １・・・・・・積層式熱交換器、６・・・・・・作動媒
体収容体、８・・・・・・伝熱媒体流路体、９・・・・
・・隔板、１ｏ・・・・・・端板、１１−＝・フィン。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 ！ 第３図 第５図 第７図 第８図 第９図 ９′ ５′２′

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）作動物質を収容する櫛形切込部と前記櫛形切込部
   と連通する作動媒体流入口を有する平板を１ないし複数
   数積層してなる作動物質収容体と、前記作動物質と前記
   作動媒体との反応熱を授受する伝熱媒体の流路溝を有す
   る伝熱媒体流路板と、前記作動物質収容体と前記伝熱媒
   体流路体との隔壁となる平板とを交互に積層したブロッ
   クを有し、前記作動物質収容体内部に櫛形切込部と平行
   に両側の前記伝熱媒体流路体と前記隔壁板とに接するフ
   ィンを有する積層式熱交換器。
2. （２）フィンの材質が銅又は、アルミニウムからなる特
   許請求の範囲第１項記載の積層式熱交換器。