JPH044509B2 - - Google Patents

Description

【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、あるいは作動物質
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ツダーとなる
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とを交互に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
容する量によつて大きさは決まる。

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つ
て決まる。しかし、作動物質容収量が多いからと
いつ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を例えば金属水素化物はその
値が0.2kcal／ｍｈ℃であり銅の320kcal／ｍｈ
℃、アルミニウムの170kcal／ｍｈ℃、ステンレ
ス鋼の10〜15kcal／ｍｈ℃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
収容体の伝熱媒体流路溝層との隔壁板となる平板
に共に接するフイ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
部に設けられたフインは、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、フイン
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。

また一般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
Kg／cm²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。このためフイ
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を取付けたフラ
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
とヘツダーとなる切抜部３，４を有する厚さ0.5
〜２mm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0.5〜２mm程度の平板に
エツチングなどで深さ0.25〜１mmの伝熱媒体流路
溝７と、伝熱媒体の流路口とヘツダーとなる切抜
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
にあつて伝熱媒体流路溝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２〜５mm程
度の端板１０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
フイン１１を設ける。フイン１１は、作動物質を
作動物質収容体に充填する際に、フイン両側に作
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ツト１２を有し、またこの
スリツト１２を通つて作動媒体が作動物質収容体
の内部に入り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
イン１１を通つ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。フインの大きさ
は、積層された作動物質収容体の厚さより0.1〜
0.5mm程度大きくすることによりフインと両側の
伝熱媒体流路体および隔板との接触は強化され
る。

第８図はフイ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、フインのおり返し分を
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
の熱交換器であつてもよい。

また、フイ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つて、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ツト付
のフインを設けることにより、作動物質と作動媒
体との反応熱をフイ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り増加させ
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つた作
動物質収容平板の斜視図、第４図は同伝熱媒体流
路溝層を持つ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図は同フインの斜視図、第８図は本発明の他
の実施例のフインの斜視図、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、１０…
…端板、１１……フイン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ツクを有し、
   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
   フインを有する積層式熱交換器。 ２ フインの材質が銅又は、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。