JPH07280472A - プレート式流下薄膜蒸発装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝熱プレート間のシールやプレート交換が容
易で良好な薄膜を形成させうるプレート式流下薄膜蒸発
装置を提供する。 【構成】 伝熱プレート１は、伝熱部Ｆに設けられた凹
凸により必要な間隔が保たれている。伝熱部Ｆの上方と
下方にはそれぞれ被加熱流体の通路Ａ，Ｂとなる矩形状
の穴が設けられている。加熱流体が流される伝熱プレー
ト１間では、前記した穴の周辺部をガスケット２ａ，２
ｂでシールされている。被加熱流体が流される伝熱プレ
ート１間には伝熱プレート１の最外周全周を囲む外周部
３−１、及び該外周部に連設され、穴の下辺に伸びてい
て複数個のノズル穴Ｅが設けられた給液部３−２を有す
るガスケット３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伝熱プレートの二流体
間のシール構造及び被加熱流体の分散構造に改良を加え
たプレート式流下薄膜蒸発装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレートを介して二流体間の熱交換を行
わせるプレート熱交換装置は、各種濃縮装置、多重効用
缶、海水淡水化装置等に広く用いられている。通常のプ
レート熱交換装置はその一例を図６に示すように、伝熱
プレート１の四隅に熱交換される流体の通路となる開口
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが設けられている。

【０００３】そして一枚のプレート１ａは対角線上に位
置する二つの開口Ａ，Ｂを連通し、かつ、他の二つの開
口Ｃ，Ｄを閉塞するようにプレートの周辺部をガスケッ
ト２又は３で囲み、他の一枚のプレート１ｂは逆に初め
の開口Ａ，Ｂを閉塞し、他の二つの開口Ｃ，Ｄを連通す
るようにガスケット３又は２で囲み、これらのプレート
１ａ，１ｂを交互に複数枚重ね合わせ、両端を取付座４
及び蓋板５で挟みつけボルト６で締付けて、二つの流体
をそれぞれ交互のプレートの間の連通する開口間に流し
て熱交換させている。

【０００４】一方、流下薄膜蒸発装置に使用されている
プレート式熱交換装置の一例として、図７に示すような
直交流式プレート熱交換装置がある。これは、複数枚の
伝熱プレート１の直交する二方向の各辺を交互に溶接９
して伝熱プレート群を構成し、各伝熱プレートのコーナ
部を枠または押え板８に溶接、またはガスケットを押え
板８でボルト締めし、コーナ部をシールして二つの流体
の出入口を限定している。なお、枠または押え板８は溶
接またはボルト締めで本体胴に取付けられ、各プレート
上辺の上方には別途液分散装置が設置される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】流下薄膜蒸発装置の場
合、伝熱プレートと伝熱プレートの間に蒸発空間が必要
で、かつ、この空間に面した両プレート面全面に薄膜で
流体を流してやる必要がある。しかしながら図６に示す
ような通常のプレート式熱交の場合、伝熱プレート１
ａ，１ｂの開口ＡまたはＣから直接伝熱面Ｆに流体が流
入するため、プレート間に蒸発空間を作りながらプレー
ト面上に薄膜で流体を流すということは不可能である。

【０００６】一方、図７に示す直交流式プレート熱交換
装置の場合、各伝熱プレート１が溶接９でつながってい
るため、伝熱プレート１に穴があくなどの不具合が生じ
た場合、不具合の発生したプレート１のみの交換または
補修は不可能であり、プレート群一式の取替えとなる。

【０００７】また、伝熱プレート１は非常に薄肉である
ため溶接が難しく、特にコーナ部の溶接は非常に難し
く、溶接費用が高くつき、また、ガスケットを用いる場
合はそれを薄板の先端に押しつけるためガスケットの切
断という不具合が発生する問題があった。

【０００８】また、別途伝熱プレート１の上方に被蒸発
液の薄膜をつくるための液分散装置を設置する必要があ
るが、プレート群と分散装置との間に設置誤差が生じ、
必ずしも最適な状態の液分散が行えるとは限らなかっ
た。

【０００９】本発明はこのような現状に鑑み、プレート
間のシールを容易に行い、同時にプレート伝熱部上に良
好な薄膜を形成させる機能を持ち、かつ、伝熱プレート
の交換または補修をも容易にするコストの安いプレート
式流下薄膜蒸発装置を提供することを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上方から下方
へ薄膜で被加熱流体を、横方向に加熱流体を、複数の伝
熱プレート交互の間を互いに略直交して流し、被加熱流
体を蒸発させるプレート式流下薄膜蒸発装置における前
記課題を解決するため、その伝熱プレートは、伝熱部に
設けられた凹凸により必要な間隔が保たれると共にその
伝熱部の上方と下方にはそれぞれ被加熱流体の通路とな
る矩形状の穴を設ける。

【００１１】そして、加熱流体が流される伝熱プレート
間では前記した穴の周辺部をガスケットによってシール
する。一方、被加熱流体が流される伝熱プレート間に
は、伝熱プレートの最外周全周を囲む外周部と、該外周
部に連設され前記した穴の下辺と伝熱部の上辺との間に
伸びていて伝熱面に被加熱流体の薄膜を形成させるため
の複数個のノズル穴が設けられた給液部とを有するガス
ケットを設けた構造とする。

【００１２】なお、本発明によるプレート式流下薄膜蒸
発装置では、前記した被加熱流体の通路となる矩形状の
穴に加え、加熱流体の通路となる穴を伝熱プレートに形
成した構成としてもよい。加熱流体のための穴を伝熱プ
レートに設けた場合は、その穴の周辺部は前記したと同
様、ガスケットによってシールした構造とする。

【００１３】

【作用】本発明によるプレート式流下薄膜蒸発装置は前
記した構成をもつので、伝熱プレートの伝熱部の上方に
設けられた矩形状の穴に流入した被加熱流体はガスケッ
トにより加熱流体から遮断され、その穴の下辺に伸びて
いるガスケットの給液部に設けられた複数のノズル穴よ
り伝熱プレートの両面に吹き付けられて拡がり、伝熱部
を薄膜で流下しながら反対側の面に沿って流れる加熱流
体により伝熱部を介して加熱され蒸発する。

【００１４】被加熱流体の蒸気と未蒸発液体は、ガスケ
ットにより加熱流体から遮断された下部の通路部分とな
る穴を通って外部に流出する。加熱流体は伝熱プレート
を挟んで被加熱流体の反対の面側の伝熱プレート間に流
入し、伝熱プレートを介して、被加熱流体と熱交換を行
う。

【００１５】本発明によるプレート式流下薄膜蒸発装置
においては、複数の伝熱プレートとガスケットから成る
伝熱プレート群は、通常のプレート式熱交換器と同様に
両面を取付座及び蓋板等で挟みつけボルトで締めつける
ことによって組み立てた構造とすることができるので容
易に組立、解体ができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明によるプレート式流下薄膜蒸発
装置を図示した実施例によって具体的に説明する。

【００１７】（第１実施例）まず、図１〜図３に示した
第１実施例について説明する。図１に示すように、伝熱
プレート１は交互に向い合わせに重ねられ、伝熱部Ｆに
設けられた多数の凹凸により必要な間隔が保たれてい
る。伝熱プレート１の伝熱部Ｆの上方には被加熱流体の
流入通路Ａとなるべき矩形状の穴が設けられ、また、伝
熱部Ｆの下方には被加熱流体の流出通路Ｂとなるべき矩
形状穴が設けられている。

【００１８】加熱流体の流れるプレート間は、伝熱プレ
ート１の全周から流れ込む加熱流体を通路Ａ，Ｂを流れ
る被加熱流体から遮断するよう上部矩形状穴と下部矩形
状穴との外周部に加熱側ガスケット２ａ，２ｂが設けら
れている。

【００１９】被加熱流体の流れるプレート間は、被加熱
流体の伝熱部Ｆと通路Ａ，Ｂとを加熱流体から遮断する
よう伝熱プレート１の最外周部全周を囲む外周部３−１
と、被加熱流体の薄膜を作るための複数の液分散用ノズ
ル穴Ｅを設けるため上部流入通路Ａの下辺と伝熱部Ｆの
上辺との間に伸びていて外周部３−１に連設された給液
部３−２とをもつ被加熱側ガスケット３が設けられてい
る。

【００２０】４は伝熱プレートを固定し、かつ、加熱側
流体と被加熱側流体とを遮断する取付座、５は伝熱プレ
ート群をボルト・ナット６にて締めつけ固定すべき蓋
板、７は加熱流体の流れる容器壁である。このようにし
て、流入通路Ａに流入した被加熱流体は被加熱側ガスケ
ット３の給液部３−２に設けられた液分散ノズル穴Ｅか
ら伝熱プレート１の適切な位置に吹き付けられて拡が
り、伝熱面Ｆを薄膜で流下する。

【００２１】その間、加熱側の伝熱プレート間に流入し
た加熱流体により、伝熱プレート１を介して加熱され蒸
発する。蒸発した被加熱流体蒸気と未蒸発液体は流出通
路Ｂを通って外部に流出する。なお、前記した第１実施
例では、伝熱プレート１には加熱流体の為の通路となる
穴は形成されていないが、当然ながら加熱流体の通路を
設ける場合もある。

【００２２】（第２実施例）図４及び図５には、伝熱プ
レート１に加熱流体に対する通路となる穴を形成した場
合の第２実施例が示されている。すなわち、図４及び図
５は、第１実施例における図２と図３に対応する図面で
あるが、これら図４，図５から明らかなように、伝熱プ
レート１には、加熱流体流入通路Ｃを与える穴と、加熱
流体流出通路Ｄを与える穴が形成されており、それらの
穴のまわりを外周部３−１と共に囲むように内周部３−
３がガスケット３から連設されている。

【００２３】また、被加熱流体の通路Ａ，Ｂを与える穴
の周辺部をシールするガスケット２は、図４に示すよう
に伝熱プレート１の全外周をシールするよう矩形の枠状
になっている。その他の構成は第１実施例のものと同様
である。

【００２４】以上、本発明を図示した実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定さ
れず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その形
状、構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもな
い。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る薄膜蒸発装置では、伝熱プレート間に介在され流体を
シールするガスケットに設けられた液分散ノズルは伝熱
プレートと共に移動するためノズル穴の吹出口と伝熱プ
レートの伝熱部は常に適切な位置関係が保て、分散装置
としてのノズル穴と伝熱プレートとの設置誤差による被
加熱液の吹出し位置のずれの心配がなく、常に良好な伝
熱性能を発揮できる。また、本発明による装置では、ガ
スケットに液分散機能を持たせてあるため、別途に分散
箱、分散ノズルなどの分散装置の設置が不要となり、組
立容易、材料節減等のコスト低減となる。

【００２６】更に、本発明による装置では、伝熱プレー
トは１枚１枚がボルト締めにて取付け可能なので容易に
交換または補修ができる。このように、本発明の装置で
は、従来のものに見られたような伝熱プレート同志の難
しく高価な溶接がなく、ガスケットのみでシールされる
ため安価となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプレート式流下薄膜蒸発装置の第１実
施例の断面図。

【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図。

【図３】図１のＹ−Ｙ線に沿う断面図。

【図４】本発明のプレート式流下薄膜蒸発装置の第２実
施例における、図２に対応した断面図。

【図５】本発明のプレート式流下薄膜蒸発装置の第２実
施例における、図３に対応した断面図。

【図６】従来の通常のプレート式熱交を示す斜視図。

【図７】従来の直交流式プレート式熱交の部分斜視図。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ 伝熱プレート ２，２ａ，２ｂ 加熱側のガスケット ３ 被加熱側のガスケット ３−１ 外周部 ３−２ 給液部 ４ 取付座 ５ 蓋板 ６ ボルト・ナット ７ 加熱流体側の容器壁 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 流体通路 Ｅ 液分散ノズル穴 Ｆ 伝熱プレートの伝熱部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方から下方へ薄膜で被加熱流体を、横
   方向に加熱流体を、複数の伝熱プレート交互の間を互い
   に略直交して流し、被加熱流体を蒸発させるプレート式
   流下薄膜蒸発装置において、前記伝熱プレート（１）
   は、伝熱部（Ｆ）に設けられた凹凸により必要な間隔が
   保たれると共に該伝熱部（Ｆ）の上方と下方にはそれぞ
   れ被加熱流体の通路（Ａ，Ｂ）となる矩形状の穴を有
   し、加熱流体が流される伝熱プレート（１）間では前記
   穴の周辺部をガスケット（２ａ，２ｂ）によってシール
   され、被加熱流体が流される伝熱プレート（１）間に
   は、該伝熱プレート（１）の最外周全周を囲む外周部
   （３−１）、及び該外周部（３−１）に連設され前記穴
   の下辺と前記伝熱部（Ｆ）の上辺との間に伸びていて複
   数個のノズル穴（Ｅ）が設けられた給液部（３−２）を
   有するガスケット（３）を設けてなることを特徴とする
   プレート式流下薄膜蒸発装置。