JPH0882490A

JPH0882490A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH0882490A
Application number: JP21735894A
Authority: JP
Inventors: Koichi Goto; 功一後藤; Yutaka Watanabe; 裕渡邊; Masato Isobe; 正人磯部
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Instrument Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Instrument Co Ltd
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、直接接触式の熱交換器において、
冷媒等である第２の液体が熱源等である第１の液体に流
出する量を低減させることを目的とする。【構成】第１の比重および第１の温度を有する第１の
液体１が流入され、かつ流出する滞留部４と、第１の液
体１に不溶で、かつ第１の比重よりも大なる第２の比重
を有すると共に第１の温度と異なる第２の温度を有する
第２の液体７を滞留部４内の上方から注入する第２液体
注入部６と、滞留部４内に長手方向が第２液体注入部６
から滞留部４の底部に向かうように配置され、第２液体
注入部６から注入される第２の液体７を表面上に沿って
流下させる少なくとも一つの板状部材１０と、第２の液
体７を滞留部４の下方から回収する第２液体回収部８と
を設けた熱交換器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱エネルギーを交換す
る直接接触式の熱交換器の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品工業、化学工業分野等で使用する装
置、または、海水の淡水化装置等においては、濃度の異
なる同種の液体間で熱のやり取りを高効率に行う必要の
あることが多い。これは、例えばある種の熱処理が行わ
れ、濃度が変化した液体から熱（冷熱を含む）を回収
し、未処理の液体に与える作業等の場合である。

【０００３】この場合、通常、隔壁である伝熱面を挟ん
だ対向流型の熱交換器が用いられるが、このように伝熱
面を介して熱交換をするため熱交換量が十分に上がら
ず、熱的損失や両液体の流動損失を伴うことが問題とな
っている。

【０００４】これらの損失を最小限にするために高性能
伝熱面が採用されているが、十分な効果を得ているとは
言い難い状況にある。また、熱交換器は金属を主な構成
材料とするため、錆発生や腐食がおこる。このため、耐
腐食性を有する高価な材料を使用し、また、なんらかの
保護処理をする必要がある等の欠点を有する。

【０００５】特に、液体が汚く、不純物や異物を含有す
る場合には、伝熱面が短時間で汚れ、熱交換性能が低下
するため、伝熱面の汚れを強制的に除去するブラシやス
ポンジボール等が使用され、異物除去が行われている。
しかしながら、このような対策を講じても、伝熱面の清
掃は困難であるので、定期的な分解清掃が不可欠となっ
ている。

【０００６】そこで、耐腐食性や伝熱面清掃の問題点を
克服していて、それでいて、構成が簡単で且つ高効率に
熱交換可能な熱交換器として、直接接触式の熱交換器が
提案されている。

【０００７】図１８は、このような直接接触式の熱交換
器を示す構成図である。この熱交換器では、熱源として
用いる例えば高温の水からなる第１の液体５１が、第１
のポンプ５２により熱交換タンク５３に供給されてい
る。また、熱交換タンク５３に供給された第１の液体５
１は流出路５４から回収されている。

【０００８】一方、熱交換タンク５３内に流落槽５５が
設けられ、第１の液体５１よりも比重が高く第１の液体
５１に不溶な冷媒として用いる液体、例えば比重１．８
のフッ素系炭素化合物であるフロリナート（米国３Ｍ社
の製品である）からなる第２の液体５６が第２のポンプ
５７によって供給されている。第２の液体５６は、熱交
換タンク５３内の第１の液体５１中を落下して熱交換タ
ンク５３の底部に溜まり、熱交換タンク５３の底面から
回収されている。

【０００９】このような熱交換器の熱交換器タンク５３
内で、第２の液体５６すなわち低温のフロリナートは、
上から下に流れる高温の水の中を液滴５６ｂ群となって
落下する。この落下過程で水とフロリナートの間で熱交
換が行われ、フロリナートによって水から採熱ができ
る。

【００１０】このとき、隔壁を使用しないことで、隔壁
の汚れ、性能劣化、錆、腐食等これまで不可避であった
問題から解放されている。また、この熱交換器は、直接
接触式であるので、例えば設置面積当たりの熱交換量が
大きいという利点もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述した熱
交換器では、次のような問題点がある。冷媒である第２
の液体は液滴５６ｂとして落下するが、この液滴は、落
下していくにつれて分裂し、また、液滴同士で衝突する
際に飛沫を発生する。相対的に高比重である第２の液体
はタンク下部に溜まるが、第１の液体との界面に液滴が
突入する際にも、飛沫を発生する。

【００１２】この飛沫は微小な粒であるため、一部は第
１の液体と共に流れていく。すなわち、熱交換部から第
２の液体が、第１の液体へ流出する。この結果、第２の
液体が少しずつ減少していくので、第２の液体である冷
媒は時々補充される必要が生じる。

【００１３】また、熱交換後の第１の液体を処理あるい
は再利用する場合に、第２の液体の第１の液体への流出
割合が大きいと、第１の液体を利用する系において第２
の液体により支障を生じることがある。

【００１４】このように、冷媒である第２の液体の第１
の液体への流出量が大きいことにより、問題が生じてい
る。本発明は、このような実情を考慮してなされたもの
で、直接接触式の熱交換装置において、冷媒あるいは熱
媒である第２の液体が熱源あるいは冷熱源である第１の
液体に流出する量を低減して頻繁な第２の液体の補充を
不要にすると共に、熱交換後の第１の液体の処理あるい
は再利用に支障を与えることがない熱交換器を提供する
ことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項１に対応する発明は、第１の比重お
よび第１の温度を有する第１の液体が流入され、かつ流
出する滞留部と、第１の液体に不溶で、かつ第１の比重
よりも大なる第２の比重を有すると共に第１の温度と異
なる第２の温度を有する第２の液体を、滞留部内の上方
から注入する第２液体注入部と、滞留部に板面方向が第
２液体注入部から滞留部の下方に向かうように配置さ
れ、第２液体注入部から注入される第２の液体を表面上
に沿って流下させる少なくとも一つの板状部材と、第２
の液体を滞留部の下方から回収する第２液体回収部とを
備えた熱交換器である。

【００１６】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、第２液体注入部は、第２の
液体が流入する液体収容用容器を具備し、鉛直方向に対
して傾斜させて配置された板状部材の上端部を液体収容
用容器に接続し、この液体収容用容器から溢れる第２の
液体を前記板状部材の表面に流出させるようにした熱交
換器である。

【００１７】次に、請求項３に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、第２液体注入部は、板状部
材に対向する少なくとも一つのノズルを具備し、このノ
ズルから第２の液体を板状部材の表面に吹き付けて、第
２の液体を板状部材の表面に流出させるようにした熱交
換器である。

【００１８】さらに、請求項４に対応する発明は、請求
項１に対応する発明において、第２液体注入部は、第２
の液体が流入する液体収容用容器と、一端がこの液体収
容用容器の底面に取り付けられると共に、他端が板状部
材に対向して設けられ、液体収容用容器内の第２の液体
を板状部材の表面に吹き付ける少なくとも一つのノズル
とを具備し、第２の液体を板状部材の表面に流出させる
ようにした熱交換器である。

【００１９】さらにまた、請求項５に対応する発明は、
請求項１に対応する発明において、板状部材は、その下
端を、滞留部内の下方に流下し滞留している第２の液体
内に浸すようにした熱交換器である。

【００２０】また、請求項６に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、板状部材は、第２の液体を
流下させる面の側端面に、流体溢れ防止用の部材を設け
て成る熱交換器である。

【００２１】次に、請求項７に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、板状部材は、第２の液体を
流下させる面が第２の液体の流下方向に適宜の角度を存
して開いていくように配置された二枚の板状部材からな
る熱交換器である。

【００２２】さらに、請求項８に対応する発明は、請求
項３又は４に対応する発明において、ノズルは、鉛直方
向に配置された前記板状部材の一面およびそれと対向す
る他面に対して前記第２の液体をそれぞれ吹き付けるよ
うに配置した熱交換器である。

【００２３】さらにまた、請求項９に対応する発明は、
請求項３又は４に対応する発明において、板状部材は、
鉛直方向軸から放射状に配置するようにした熱交換器で
ある。

【００２４】一方、請求項１０に対応する発明は、第１
の比重および第１の温度を有する第１の液体が流入さ
れ、かつ流出する滞留部と、第１の液体に不溶で、かつ
第１の比重よりも大なる第２の比重を有すると共に、第
１の温度と異なる第２の温度を有する第２の液体が注入
され、滞留部内の上方に設けられた液体収容用容器と、
外表面の周方向に凹凸を有し、上端部側が液体収容用容
器の底部に貫通され、かつ軸方向が液体収容用容器から
滞留部の下方に向かうように配置され、第２液体を凹部
の外表面上に沿って流下させる少なくとも一つの棒状部
材と、第２の液体を滞留部の下方から回収する第２液体
回収部とを備えた熱交換器である。

【００２５】また、請求項１１に対応する発明は、請求
項１０に対応する発明において、棒状部材は、複数の板
材を鉛直方向軸から放射状に配置して成るの熱交換器で
ある。

【００２６】さらに、請求項１２に対応する発明は、請
求項１０に対応する発明において、棒状部材は、その内
部を、内表面に凹凸が形成された空洞とし、第２液体を
内表面の凹部に沿って流下させるようにした熱交換器で
ある。

【００２７】さらにまた、請求項１３に対応する発明
は、請求項１０に対応する発明において、棒状部材の液
体収容用容器への貫通部分およびその近傍部分を管状部
材により包み込み、棒状部材の凹部と管状部材の間に、
第２の液体を流入させるようにした熱交換器である。

【００２８】一方、請求項１４に対応する発明は、請求
項１０に対応する発明において、棒状部材は、その下端
を、滞留部内の下方に流下し滞留する第２の液体内に浸
すようにした熱交換器である。

【００２９】また、請求項１５に対応する発明は、請求
項１に対応する発明において、第２の液体が流入する液
体収容用容器と、この液体収容用容器に上端部が接続さ
れると共に、板面方向が滞留部の下方に向かうように配
置され、液体収容用容器に流入する第２の液体を表面上
に沿って流下させる少なくとも一つの板状部材とを、滞
留部の上方から下方にかけて交互に連続して配置するよ
うにした熱交換器である。

【００３０】さらに、請求項１６に対応する発明は、請
求項１０に対応する発明において、第２の液体が流入す
る第２の液体収容用容器と、外表面の周方向に凹凸を有
し、上端部側が液体収容用容器の底部に貫通され、かつ
軸方向が液体収容用容器から滞留部の下方にむけて配置
され、第２液体を凹部の外表面上に沿って流下させる少
なくとも一つの棒状部材とを、滞留部の上方から下方に
かけて交互に連続的に配置するようにした熱交換器であ
る。

【００３１】さらに、請求項１７に対応する発明は、請
求項１又は１０に対応する発明において、第１の液体
は、滞留部の上方から注入し、かつその下方から回収す
るようにした熱交換器である。

【００３２】さらにまた、請求項１８に対応する発明
は、請求項１に対応する発明において、第２の液体は、
フッ素系炭素化合物を主成分とし、板状部材は、少なく
とも第２の液体が流下する面がポリエチレンから成る熱
交換器である。

【００３３】一方、請求項１９に対応する発明は、請求
項１０に対応する発明において、第２の液体は、フッ素
系炭素化合物を主成分とし、棒状部材は、少なくとも第
２の液体が流下する面がポリエチレンから成る熱交換器
である。

【００３４】

【作用】したがって、まず、請求項１に対応する発明の
熱交換器においては、例えば熱交換タンク内のような滞
留部内に第１の比重と第１の温度を有する第１の液体が
外部から流入され、流出されている。

【００３５】次に、第１の比重より大なる第２の比重と
第１の温度と異なる第２の温度を有する第２の液体が第
２液体注入部によって、滞留部内に流入されており、第
２の液体の比重は第１の液体の比重よりも大きいので、
第２の液体は滞留部内の第１の液体中を流下する。

【００３６】また、第２の液体を流下させるように板状
部材が滞留部の下方に向かうように設けられていること
から、第２の液体は、板状部材の表面に沿って流下す
る。この第２の液体の流下時に、２つの液体の温度が異
なっていることから、両液体間で熱交換が行われる。

【００３７】さらに、滞留部下方に達した第２の液体
は、第２液体回収部によって滞留部の外部に回収され
る。また、ここで滞留部とは例えば熱交換タンクの内部
であり、また例えば第１の液体を導くプール内等でもよ
い。さらに例えば、海や川等から出水し、滞留させて元
に戻すのようなものであってもかまわない。

【００３８】また、請求項２に対応する発明の熱交換器
においては、請求項１に対応する発明と同様に作用する
他、第２液体注入部は、液体収容用容器を有し、板状部
材を傾斜させて、その上端部を液体収容用容器に接続さ
せているので、液体収容用容器に流入されている第２の
液体は板状部材の表面に溢れ出し、その上を流下する。

【００３９】さらに、請求項３に対応する発明の熱交換
器においては、請求項１に対応する発明と同様に作用す
る他、板状部材に対向するノズルによって、第２の液体
が板状部材に吹き付けられ、その表面に沿って流下す
る。

【００４０】さらにまた、請求項４に対応する発明の熱
交換器においては、請求項１に対応する発明と同様に作
用する他、ノズルの一端に液体収容用容器を有している
ので、第２の液体を安定してノズルの他端から板状部材
に吹き付けることができる。

【００４１】さらにまた、請求項５に対応する発明の熱
交換器においては、請求項１に対応する発明と同様に作
用する他、板状部材は、滞留部の下方に流下し滞留して
いる第２の液体の中に浸されているので、流下する第２
の液体は、下方に流下している第２の液体の中に連続的
に流下する。

【００４２】また、請求項６に対応する発明の熱交換器
においては、請求項１に対応する発明と同様に作用する
他、板状部材の側端面に液体溢れ防止用の部材を有して
いるので、流下する第２の液体が板状部材からこぼれ落
ちることがない。

【００４３】次に、請求項７に対応する発明の熱交換器
においては、板状部材が、第２の液体を流下させる面が
第２の液体の流下方向に適宜の角度を存して開いていく
ように配置された二枚の板状部材からなっているしたが
って、第２の液体は二枚の板状部材夫々の表面を流下す
るので、両液体の熱交換量を大きくすることができる。

【００４４】さらに、請求項８に対応する発明の熱交換
器においては、請求項３又は４に対応する発明と同様に
作用する他、鉛直方向に配置された板状部材の一面とそ
れに対向する他面に対して第２の液体を吹き付けるよう
に配置されたノズルによって、第２の液体は板状部材の
おもて面とうら面の両面の沿って流下する。

【００４５】さらにまた、請求項９に対応する発明の熱
交換器においては、請求項３又は４に対応する発明と同
様に作用する他、板状部材が鉛直方向軸から放射状に配
置されているので、各板上部材に第２の液体を吹き付け
ることによって、第２の液体が多量に流下する。したが
って、両液体の熱交換量が大きくなる。

【００４６】一方、請求項１０に対応する発明の熱交換
器においては、滞留部内に第１の比重と第１の温度を有
する第１の液体が外部から流入され、流出されている。
次に、第１の比重より大なる第２の比重と第１の温度と
異なる第２の温度を有する第２の液体が液体収容用容器
に流入されている。

【００４７】また、少なくとも一本の棒状部材が、上端
部で液体収容用容器を貫通し、下端部を滞留部の下方に
向かうように配置されている。このため、第２の液体
は、第１の液体より比重が大きいことより、液体収容用
容器貫通部分から流出し、さらに、棒状部材の外表面の
凹凸の凹部に沿って滞留部内の第１の液体中を滞留部下
方に向って流下する。

【００４８】この第２の液体の流下時に、２つの液体の
温度が異なっていることから、両液体間で熱交換が行わ
れる。さらに、滞留部下方に達した第２の液体は、第２
液体回収部によって滞留部の外部に回収される。

【００４９】また、ここで滞留部とは例えば熱交換タン
クの内部であり、また例えば第１の液体を導くプール内
等でもよい。さらに例えば、海や川等から出水し、滞留
させて元に戻すのようなものであってもかまわない。

【００５０】一方、請求項１１に対応する発明の熱交換
器においては、請求項１０に対応する発明と同様に作用
する。さらに、請求項１２に対応する発明の熱交換器に
おいては、請求項１０に対応する発明と同様に作用する
他、棒状部材が中空でその内側表面凹凸の凹部にも沿っ
て第２の液体が流下するので、第２の液体が多量に流下
する。

【００５１】さらに、請求項１３に対応する発明の熱交
換器においては、請求項１０に対応する発明と同様に作
用する他、管状部材によって、第２の液体が、棒状部材
の外表面凹凸の凹部に安定して流入する。

【００５２】さらにまた、請求項１４に対応する発明の
熱交換器においては、請求項１０に対応する発明と同様
に作用する他、棒状部材が下方に流下している第２の液
体の中に浸されているので、流下する第２の液体は、下
方に流下している第２の液体の中に連続的に流下する。

【００５３】また、請求項１５に対応する発明の熱交換
器においては、請求項１に対応する発明と同様に作用す
る他、液体収容用容器に、例えば板状部材に沿って流下
してきた第２の液体が流入される。さらに、液体収容用
容器と板状部材とが滞留部の底部にかけて交互に配置さ
れているので、液体収容用容器から流れ出る第２の液体
は、次の板状部材に沿って流下する。したがって、板状
部材の流下方向の長さは、第２の液体を板状部材に沿っ
て流せる程度の長さに調節できる。さらに、第２の液体
の流下する通算の長さを長くすることができる。

【００５４】さらに、請求項１６に対応する発明の熱交
換器においては、請求項１０に対応する発明と同様に作
用する他、液体収容用容器に、例えば棒状部材に沿って
流下してきた第２の液体が流入される。さらに、液体収
容用容器と棒状部材とが滞留部の底部にかけて交互に配
置されているので、液体収容用容器から流れ出る第２の
液体は、次の棒状部材に沿って流下する。したがって、
棒状部材の流下方向の長さは、第２の液体を棒状部材に
沿って流せる程度の長さに調節できる。さらに、第２の
液体の流下する通算の長さを長くすることができる。

【００５５】さらにまた、請求項１７に対応する発明の
熱交換器においては、請求項１又は１０に対応する発明
と同様に作用する他、第１の液体を滞留部上方から注入
し、下方から回収している。このため、第１の液体と第
２の液体の流れる方向が同じになり、第２の液体は剥が
れにくくなり、液滴が発生しにくくなる。飛沫が発生し
にくくなり、第２の液体の流出量が低減される。

【００５６】また、請求項１８に対応する発明の熱交換
器においては、請求項１に対応する発明と同様に作用す
る他、第２の液体の主成分をフッ素系炭素化合物とし、
板状部材をポリエチレンにすることによって、第２の液
体が板状部材によくなじみ、第２の液体の板状部材から
のはがれ落ちが少なくなる。

【００５７】さらに、請求項１９に対応する発明の熱交
換器においては、請求項１０に対応する発明と同様に作
用する他、第２の液体の主成分をフッ素系炭素化合物と
し、棒状部材をポリエチレンにすることによって、第２
の液体が棒状部材によくなじみ、第２の液体の棒状部材
からのはがれ落ちが少なくなる。

【００５８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。（第１の実施例）図１は、本発明に係る熱交換器の第１
の実施例を示す構成図である。

【００５９】すなわち、図１に示すように、本実施例の
熱交換器は、熱源として用いる第１の液体１を、第１の
ポンプ２により供給路３を通じて滞留部としての熱交換
タンク４の当該タンク上面から供給するようにしてい
る。また、熱交換タンク４に供給された第１の液体１
を、流出路５から流出させるようにしている。ここで、
熱交換タンク４の内部は、第１の液体１が流入し、流出
するための所定の空間を形成しているともいえる。

【００６０】また、第１の液体１は、例えば高温の水か
らなっている。一方、熱交換タンク４内には、そのタン
ク中央よりも上方位置に流落槽６ａを設け、第１の液体
１よりも比重が高く第１の液体１に不溶な冷媒として用
いる第２の液体７を循環路８から第２のポンプ９によっ
て供給するようにしている。また、第２の液体７を、流
落槽６ａに取り付けられた板状部材である流下用板１０
ａに沿って流下させ、熱交換タンク４の底部１１に溜め
て、熱交換タンク４の底面から循環路８に流出させ、循
環路８に設けられたヒートポンプ８ａで採熱するように
している。

【００６１】また、第２の液体７は、例えば比重１．８
のフッ素系炭素化合物であるフロリナート（米国３Ｍ社
の製品、以下同じ）からなっている。次に、図２は、熱
交換タンク４内における流落槽６ａ，流下用板１０ａ等
を示す構成図である。

【００６２】図１，２において、熱交換タンク４内のタ
ンク中央よりも上方位置に流落槽６ａを設けている。流
落槽６ａは、直方体の上面が解放された容器であり、側
面又は底面に循環路８の路管を接続するようにしている
か、もしくは解放された上面に循環路８の路管端を設置
するようにしている。これらのいずれかから、第２の液
体７を流落槽６ａ内に注入するようにしている。

【００６３】また、流落槽６ａの一側面には上面から一
定の切り込み幅で当該側面の途中まで切り込みを設け、
当該切り込み下端に長方形状でポリエチレンからなるの
流下用板１０ａを取り付けるようにしている。流下用板
１０ａの短辺は、流落槽６ａの切り込み幅と同じ長さの
取り付け辺となっている。一方、流下用板１０ａは、鉛
直方向に対して傾斜し、長辺に沿って第２の液体７が流
下するように熱交換タンク４の底面内壁（すなわち、後
述する貯溜槽１２底面内壁）に向かうように配置されて
いる。なお、本実施例では、流下用板１０ａの下端部
は、熱交換タンク４の底面内壁に接している。

【００６４】熱交換タンク４の底部１１には、流下用板
１０ａに沿って流れ落ちる第２の液体７が溜まってお
り、この第２の液体７を溜める場所としての貯溜槽１２
を形成するようにしている。

【００６５】また、流出路５の熱交換タンク４からの出
口は、タンク中央よりは下方で、第２の液体７の底部１
１に溜まっている部分、すなわち貯溜槽１２よりは上に
設けられている。

【００６６】なお、第２液体注入部は、例えば流落槽６
と循環路８とによって構成されており、液体収容用容器
は、例えば流落槽６によって構成されている。また、第
２液体回収部は、例えば貯溜槽１２と循環路８とによっ
て構成されている。

【００６７】次に、以上のように構成された本実施例の
熱交換器の動作について説明する。まず、第２のポンプ
９によって第２の液体７が流落槽６ａに流入されてい
る。流入された第２の液体７は、流落槽６ａの切り込み
から溢れだし、流下用板１０ａの表面に流れ出してい
る。さらに、第２の液体７は、第１の液体１よりも比重
が大きいので、液膜１３の状態で流下用板１０ａの表面
上を重力により流下し、貯溜槽１２内の第２の液体７と
第１の液体１からなる界面１４に液滴として衝突するこ
となく、貯溜槽１２内の第２の液体７に静かに流入す
る。

【００６８】流下した第２の液体７は熱交換タンク４の
底部１１である貯溜槽１２に貯溜される。この貯溜され
た第２の液体７は、第２のポンプ９によって回収され、
循環路８を循環し、ヒートポンプ８ａで採熱されて再び
流落槽６ａに流入される。

【００６９】一方、第１の液体１は、供給路３を通って
第１のポンプ２により熱交換タンク４の上方から注入さ
れ、当該タンクを通過した後、タンク下方に設けられて
いる流出路５へ流出される。したがって、第１と第２の
液体の流れる方向は同じである。また、第１の液体１は
供給路３と熱交換タンク４と流出路５とを循環する場合
もある。

【００７０】第２の液体７が流下している間、第１の液
体１と第２の液体７は、接触しており、直接接触式の熱
交換を行っているので、極めて高効率に熱交換が行われ
ている。つまり、第２の液体７、すなわち、冷媒である
フロリナートは高温の水である第１の液体１から採熱し
ている。

【００７１】上述したように、本実施例による熱交換器
は、２つの流体を直接接触させる熱交換器において、流
落槽６ａと貯溜槽１２との間に流下用板１０ａを設け、
第２の液体７を液膜１３の状態で圧力をかけた噴出でな
く溢れ出しており、重力のみで流下させるようにしたの
で、流下に伴う液膜１３の崩れは起こりにくく、液滴が
発生しない。このため、液滴の分裂、液滴同士の分裂、
液滴の界面１４への衝突等による飛沫が発生しにくい。
したがって、第２の液体７が飛沫の状態で第１の液体１
の流出路５から流出することはほとんどなくなり、冷媒
である第２の液体７の補充頻度を減らすことができる。
また、熱交換後の第１の液体１の処理時、あるいは再利
用時等に第２に液体７によって支障が生じるのを防止す
ることができる。

【００７２】また、上述したように、本実施例による熱
交換器は、流下用板１０ａを貯溜槽１２の底面内壁まで
達するように構成させたので、流下用板１０ａが貯溜槽
１２内で第２の液体７に浸っており、第２の液体７の液
膜１３が連続的にかつ静かに貯溜槽１２内へ流入する。
したがって、貯溜槽１２への流入時に、第２の液体７の
飛沫が発生することはほとんどなく、ひいては第２の液
体７の熱交換タンク４外への流出がより一層少なくな
る。

【００７３】さらに、上述したように、本実施例による
熱交換器は、供給路３と流出路５を設け、第１の液体１
を熱交換タンク４の上方から注入し、下方から回収する
ようにしたので、第１の液体１と第２の液体７がほぼ同
じ方向に流れることにより液膜１３が剥がれにくく、液
滴が発生しにくい。したがって、第２の液体７の飛沫が
発生しにくく、ひいては第２の液体７の熱交換タンク４
外への流出しにくい。

【００７４】さらにまた、上述したように、本実施例に
よる熱交換器は、第２の液体７をフロリナートとし、流
下用板１０ａの材質をポリエチレンとしており、フロリ
ナートとポリエチレンのぬれ性がよいことから液膜１３
が剥がれにくい。

【００７５】なお、本実施例では、流下用板１０ａの短
辺を流落槽６ａに取り付け、第２の液体７が長辺に沿っ
た方向に流れるようにしたが、熱交換タンク４のサイズ
等との関係で、長辺側が流落槽６（本発明において、単
に流落槽を表すときは「流落槽６」と表記する、以下同
じ）に取り付けられる場合もある。このことは、第２の
実施例以下で同様な流下用板１０（本発明において、単
に流下用板を表すときは「流下用板１０」と表記する、
以下同じ）を用いるときすべてに当てはまる。（第２の実施例）図３は、本発明に係る熱交換器の第２
の実施例を示す構成図であり、図１および図２と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。

【００７６】流落槽６ｂは、上面が解放された円筒型の
容器であり、その側面に循環路８の路管を接続し、第２
の液体７を流入させるようにしている。また、長方形状
の流下用板１０ｂの短辺を流落槽６ｂの底面に取り付け
るようにしており、流下用板１０ｂは、傾斜し、貯溜槽
１２底面内壁まで伸びている。さらに、流落槽６ｂの底
面には円筒形のパイプである吹付ノズル１５ｂを、流下
用板１０ｂの短辺と平行な一直線上に４本取り付けてい
る。

【００７７】この吹付ノズル１５ｂは、流落槽６ｂの底
面と流下用板１０ｂとがなす角が鋭角となる側の流落槽
６ｂ底面に設けられている。吹付ノズル１５ｂの取り付
け端１５ｂａにおいて、流落槽６ｂには穴が開けられて
おり、吹付ノズル１５ｂは、流落槽６ｂ内の第２の液体
７が漏れ出すことなく吹付ノズル１５ｂ内に流れ込むよ
うに当該穴に接続されている。一方、取り付け端１５ｂ
ａと反対側の吹き付け端１５ｂｂは流下用板１０ｂに対
向している。

【００７８】なお、第２液体注入部は、例えば流落槽６
と吹付ノズル１５と循環路８とによって構成されてい
る。次に、以上のように構成された本実施例の熱交換器
の動作について説明する。

【００７９】吹付ノズル１５ｂから流出した第２の液体
７は、流下用板１０ｂの表面に向かって吹き付けられ、
流下用板１０ｂの表面に流し出される。その後、第２の
液体７は流下用板１０ｂの表面上を液膜１３となって流
下する。ただし、流下用板１０ｂ上を流れる第２の液体
７は吹き付けがされているので、流下用板１０ｂに良く
馴染んだへばりつくような液膜１３を形成する。

【００８０】その他の動作は、第１の実施例と同様なの
で省略する。上述したように、本実施例による熱交換器
は、第１の実施例と同様な効果の他、吹付ノズル１５ｂ
の吹き付け端１５ｂｂを流下用板１０ｂに対向するよう
に設け、第２の液体７を流下用板１０ｂに吹き付けて、
流下用板１０ｂに良く馴染んだへばりつくような液膜１
３を形成させるので、流下に伴う液膜１３の崩れ、剥が
れ等がより一層起こりにくくなる。このため液滴による
第２の液体７の飛沫発生がより起こりにくく、ひいて
は、第２の液体７の熱交換タンク４外への流出がより一
層少なくなる。

【００８１】なお、本実施例では、流落槽６ｂに上面が
解放された円筒型の容器を用いたが、容器上面に蓋１６
を設けても構わない。また、循環路３の路管先端をこの
流落槽６ｂ上面に設けるか、当該容器上面の蓋１６に接
続して、第２の液体７が流入するようにしてもよい。こ
れらのことは、第３の実施例以下で同様な流落槽６を用
いるときすべてに当てはまる。

【００８２】また、本実施例では、吹付ノズル１５ｂの
本数を４本としたが、第２の液体７の流量、熱交換器の
構成、その他の要因から決まる他の適切な本数があれ
ば、その本数だけ設ける。このことは、第３の実施例以
下で同様な吹付ノズル１５（本発明において、単に吹付
ノズルを表すときは「吹付ノズル１５」と表記する、以
下同じ）を用いるときすべてに当てはまる。（第３の実施例）図４は、本発明に係る熱交換器の第３
の実施例を示す構成図であり、図１，２および３と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。

【００８３】円筒形容器である流落槽６ｃの底面の中央
には、第２の実施例と同様な第１の流下用板１０ｃ１が
第２の実施例と同様に設けられ、さらに、第２の実施例
と同様な第１の吹付ノズル１５ｃ１が第１の流下用板１
０ｃ１に対して第２の実施例と同様に設けられている。

【００８４】一方、第１の流下用板１０ｃ１と鉛直軸に
対して対称に底面の中央に、第２の流下用板１０ｃ２を
取り付けている。この第２の流下用板１０ｃ２も傾斜方
向が異なることを除けば、第１の流下用板１０ｃ１と同
様に設けられている。また、第２の実施例と同様な第２
の吹付ノズル１５ｃ２を、第２の流下用板１０ｃ２に対
して第２の実施例と同様に設けている。

【００８５】次に、以上のように構成された本実施例の
熱交換器の動作について説明する。第１の流下用板１０
ｃ１および第１の吹付ノズル１５ｃ１と第２の流下用板
１０ｃ２および第２の吹付ノズル１５ｃ２は、それぞれ
第２の実施例の流下用板１０ｂおよび吹付ノズル１５ｂ
と同様に動作する。

【００８６】また、その他の動作は、第１の実施例と同
様なので省略する。上述したように、本実施例による熱
交換器は、第２の実施例と同様な効果の他、流下用板１
０および吹付ノズル１５を２組設けているので、第２の
液体７を流せる量が倍になり、熱交換量を２倍にするこ
とができる。このとき、熱交換器の設置面積、占有体積
は２倍以下で済むので、効率的な熱交換器とすることが
できる。（第４の実施例）図５は、本発明に係る熱交換器の第４
の実施例を示す構成図であり、図１，２，３および４と
同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。

【００８７】円筒形容器である流落槽６ｄの底面の中央
に、流下用板１０ｄを鉛直軸と平行に、かつ、流落槽６
ｄの底面から貯溜槽１２底面に渡って設けている。ま
た、第２の実施例と同様な吹付ノズル１５ｄ１，１５ｄ
２を、流下用板１０ｄのおもて面１０ｄ１とうら面１０
ｄ２のそれぞれに対して設けている。

【００８８】この吹付ノズル１５ｄ１，１５ｄ２は、第
２の実施例の吹付ノズル１５ｂと同様に流落槽６ｄの底
面に取り付けられており、その吹き付け端１５ｄ１ｂ，
１５ｄ２ｂは，それぞれ流下用板１０ｄのおもて面１０
ｄ１およびうら面１０ｄ２に対向している。

【００８９】次に、以上のように構成された本実施例の
熱交換器の動作について説明する。流下用板１０ｄのお
もて面１０ｄ１および吹付ノズル１５ｄ１と流下用板１
０ｄのうら面１０ｄ２および吹付ノズル１５ｄ２は、そ
れぞれ第２の実施例の流下用板１０ｂおよび吹付ノズル
１５ｂと同様に動作する。

【００９０】また、その他の動作は、第１の実施例と同
様なので省略する。上述したように、本実施例による熱
交換器は、第２の実施例と同様な効果の他、吹付ノズル
１５ｄ１，１５ｄ２を２組と１枚の流下用板１０ｄを設
け、２組の吹付ノズル１５ｄ１，１５ｄ２からの第２の
液体７の吹き付けを１枚の流下用板１０ｄのおもて面１
０ｄ１とうら面１０ｄ２に対して行うようにしたので、
第２の液体７を流せる量が倍になり、熱交換量を２倍に
することができる。このときの熱交換器の設置面積およ
び占有体積を第３の実施例の場合よりさらに小さくする
ことができ、より一層効率的な熱交換器とすることがで
きる。（第５の実施例）図６は、本発明に係る熱交換器の第５
の実施例で用いる流下用板を示す構成図である。本実施
例で図１〜５と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００９１】本実施例では、本発明で使用する流下用板
１０（例えば１０ａ，１０ｂ，１０ｃ１，１０ｃ２，１
０ｄ（１０ｄ１，１０ｄ２）に側板１７を設けている。
この側板１７は、流落槽６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）
に対する流下用板１０の取り付け辺に直交する２辺全辺
に渡って流落槽６および貯溜槽１２の邪魔にならないよ
うに取り付けられている。

【００９２】次に、以上のように構成された本実施例の
熱交換器の動作について説明する。流下用板１０に側板
１７がない場合、第２の液体７の液膜１３が流下する
際、第２の液体７が流下用板１０の左右端部から外れて
しまい、液滴となって落下する場合がある。しかし、側
板１７を設けた場合、側板１７によって液膜１３の外れ
が防止されるのでこのようなことは生じない。

【００９３】また、その他の動作は、第１の実施例と同
様なので省略する。上述したように、本実施例による熱
交換器は、第１〜４の実施例と同様な効果の他、流下用
板１０に側板１７を設けて、第２の液体７の左右端部か
らの液膜１３の外れを防止するようにしたので、流下用
板１０の端部から外れた液膜１３が液滴となりひいては
第２の液体７の飛沫となることがなく、第２の液体７の
熱交換タンク４からの流出をより一層防止することがで
きる。（第６の実施例）図７は、本発明に係る熱交換器の第６
の実施例で用いる流下用板を示す構成図である。本実施
例で図１〜６と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００９４】本実施例において、流下用板１０は、複数
の長方形の板を、取り付け辺側又はその反対の辺側から
見たときに、各取り付け辺又はその反対の辺のなす複数
の線によって放射状に見えるように組み合わせられてい
る。

【００９５】図７（ａ）は、４枚の長方形板を組み合わ
せて流下用板１０ｆとしたときの様子を示している。こ
のとき、長方形板の取り付け辺の長さは、円筒形容器で
ある流落槽６ｆ（図示せず）の半径と同じ長さである。
また、同形状の流下用板１０ｆを２枚の長方形板をはめ
合わせて作成することも可能であり、このときは、長方
形板の取り付け辺の長さは、円筒形容器である流落槽６
ｆ（図示せず）の直径と同じ長さになる。

【００９６】図７（ｂ）に、流下用板１０ｆを熱交換タ
ンク４（一部分を図示）に挿入した場合を示すが、この
とき、流下用板１０ｆを、熱交換タンク４内壁に接する
ように組み込んでもよいし、熱交換タンク４内壁に接す
るようにしていなくてもよい。また、内壁に接していな
い場合には第５の実施例の側板１７を使用することがで
きる。

【００９７】流下用板１０ｆは、流落槽６ｆ（図示せ
ず）の底面に取り付けられている。また、４枚の長方形
板のおもて面とうら面の合計８つの面１０ｆ１ａ，１０
ｆ１ｂ，１０ｆ２ａ，１０ｆ２ｂ，１０ｆ３ａ，１０ｆ
３ｂ，１０ｆ４ａ，１０ｆ４ｂに対して第４の実施例の
場合と同様にそれぞれ吹付ノズル１５ｆ１ａ，１５ｆ１
ｂ，１５ｆ２ａ，１５ｆ２ｂ，１５ｆ３ａ，１５ｆ３
ｂ，１５ｆ４ａ，１５ｆ４ｂ（図示せず）を設けてい
る。

【００９８】次に、以上のように構成された本実施例の
熱交換器の動作について説明する。お互いに対応する流
下用板１０ｆの面および吹付ノズル１５ｆは、第４の実
施例の流下用板１０ｄの面および吹付ノズル１５ｄと同
様に動作する。

【００９９】また、その他の動作は、第１の実施例と同
様なので省略する。上述したように、本実施例による熱
交換器は、第５の実施例と同様な効果の他、第５の実施
例で用いた流下用板１０ｄと比べて取付け辺の長さが半
分の長方形の板，４枚で流下用板１０ｆを構成させたの
で、第５の実施例に比べて、熱交換タンク４の設置面
積、占有体積を同じにして熱交換量を２倍にすることが
できる。

【０１００】なお、本実施例では、長方形の板４枚を組
み合わせて流下用板１０ｆとしたが、長方形の板２枚に
切り込みを入れて組み合わせて同様な構成のものとして
もよい。

【０１０１】また、流下用板１０ｆを構成する長方形の
板の枚数をふやして、熱交換量をさらにふやすことも可
能である。（第７の実施例）図８は、本発明に係る熱交換器の第７
の実施例で用いる流下用板を示す構成図である。本実施
例で図１〜７と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【０１０２】本実施例において、流下用板１０は、長方
形の板でなく、熱交換タンク４の側面内壁４ｂを用いて
いる。また、貯溜槽１２は熱交換タンク４の底部１１で
形成されているので、この側面内壁４ｂは貯溜槽１２へ
連続的に続いている。

【０１０３】一方、吹付ノズル１５ｇの吹き付け端１５
ｇｂ（図示せず）は、側面内壁４ｂに対向しており、第
２の液体７が熱交換タンク４の側面内壁４ｂに対して吹
き付けられるように設けられている。

【０１０４】次に、以上のように構成された本実施例の
熱交換器の動作について説明する。側面内壁４ｂに対し
て吹き付けられる第２の液体７は、当該側面内壁４ｂに
沿って流下し、側面内壁４ｂから引き続いて構成されて
いる貯溜槽１２内の第２の液体７に連続的に流入する。

【０１０５】その他の動作は、第２，第４の実施例と同
様であるので省略する。上述したように、本実施例によ
る熱交換器は、第２，第４の実施例と同様な効果の他、
流下用板を熱交換タンク４の側面内壁４ｂで代用してい
るので、簡便であり、コストを低減できる。（第８の実
施例）図９は、本発明に係る熱交換器の第８の実施例を
示す構成図であり、図１〜８と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について
のみ述べる。

【０１０６】この熱交換器には、円筒形容器からなる流
落槽６ｈの底面に開口である円形の穴１８を設けてお
り、穴１８を貫通する棒状部材である流下用棒１９ｈ
を、底面から流落槽６ｈに鉛直方向と平行に挿入するよ
うにしている。流下用棒１９ｈの流落槽挿入端とは反対
側の端は、貯溜槽１２の底面内壁に達している。

【０１０７】図１０（ａ）は、流下用棒１９ｈの斜視
図、図１０（ｂ）又は図１１は、流下用棒１９（本発明
において、単に流下用棒を表すときは「流下用棒１９」
と表記する、以下同じ）の流落槽６ｈの方向から見たと
きの断面図である。

【０１０８】つまり、流下用棒１９は、ポリエチレンか
らなる複数の長方形の板を、取り付け辺側又はその反対
の辺側から見たときに、各取り付け辺又はその反対の辺
のなす複数の線によって放射状に見えるように組み合わ
せられている。したがって、例えば図１０（ｂ）のよう
に４方向に放射した形状でもよいし、例えば図１１のよ
うに８方向に放射した形状でもよい。このとき放射端を
繋いでなす円の直径は、流落槽６ｈの底面に円形の穴１
８の直径と同じである。

【０１０９】図９には、このような流下用棒１９ｈと穴
１８の組み合わせが１組しか図示されていないが、この
組み合わせは複数組みあってもよい。次に、以上のよう
に構成された本実施例の熱交換器の動作について説明す
る。

【０１１０】まず、流落槽６ｈに第２の液体７を流入す
ると、第２の流体２は穴１８を通じて流落槽６ｈから流
れ出る。このとき第２の流体２は流下用棒１９の複数の
長方形板から構成されるへこみに入り込み、表面張力に
よって外側流下液膜２０を形成して流下する。

【０１１１】流下した外側流下液膜２０は、流下用板１
０を用いたときに生じる液膜１３と同様に、流下の過程
で熱交換を行い、そして、貯溜槽１２に流れ込む。ま
た、その他の動作は、第１の実施例と同様なので省略す
る。

【０１１２】上述したように、本実施例による熱交換器
は、第１、４の実施例と同様な効果の他、流下用棒１９
ｈを用いて、外側流下液膜２０を形成させているので、
コンパクトな構成にすることができる。つまり、第１の
液体１と第２の液体７との間の熱交換量は、２つの液体
の接触面積が大きいほど大きい。

【０１１３】したがって、本実施例の装置で、流下用棒
１９の数をふやすことによって、第１の液体１との接触
面積を大きくすることができ、さらに、流下させる第２
の液体７の量をふやすことができるので、熱交換量を大
きくすることができる。

【０１１４】さらに、流下用棒１９を構成する長方形板
の数を変えて放射状形状を変更することにより、２つの
液体の接触する面積を大きくすることができ、また、例
えば第２の液体７の粘性に応じて適正な表面張力が加わ
るように調整することもできる。

【０１１５】また、本実施例による熱交換器は、第１の
実施例と同様に、供給路３と流出路５を設けられてお
り、第１の液体１を熱交換タンク４の上方から注入し、
下方から回収するようにしているので、第１の液体１と
第２の液体７がほぼ同じ方向に流れることにより外側流
下液膜２０が剥がれにくく、液滴が発生しにくい。した
がって、第２の液体７の飛沫が発生しにくく、ひいては
第２の液体７の熱交換タンク４外への流出しにくい。

【０１１６】さらに、本実施例による熱交換器は、第１
の実施例と同様に、第２の液体７をフロリナートとし、
流下用棒１９の材質をポリエチレンとしており、フロリ
ナートとポリエチレンのぬれ性がよいことから外側流下
液膜２０が剥がれにくい。（第９の実施例）図１２は、
本発明に係る熱交換器の第９の実施例における流下用棒
の断面形状を示す図であり、図１〜１１と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【０１１７】本実施例における流下用棒１９ｉは、その
断面が６つの稜を持った星形となっている。また、その
外面を一定の厚さの板で構成させており、その内部を中
空なパイプとしている。この６つの稜を結んでなす円の
直径は、第８の実施例の場合と同様に、穴１８の直径と
同径である。

【０１１８】次に、以上のように構成された本実施例の
熱交換器の動作について説明する。まず、第２の液体７
は、流下用棒１９ｉを流下するとき、第８の実施例の場
合と同様に、そのへこみに入って流下液膜を形成する。
ただし、本実施例の場合、第２の液体７は、流下用棒１
９ｉの外側のみならず、中空になっている内側にも流れ
る。このとき、流下用棒１９ｉ内面のへこみにも第２の
液体７が流入することによって、内側流下液膜２１が形
成される。また、流下用棒１９ｉ内側で内側流下液膜２
１が形成されていない部分には第１の液体が入ってい
る。

【０１１９】したがって、第２の液体７は、外側流下液
膜２０と内側流下液膜２１の２つの流下液膜によって流
下することになる。また、その他の動作は、第８の実施
例と同様なので省略する。

【０１２０】上述したように、本実施例による熱交換器
は、第８の実施例と同様な効果の他、流下用棒１９を中
空パイプとして、外側流下液膜２０と内側流下液膜２１
の２つの流下液膜を形成させるようにしたので、流下用
棒１９の占有体積を変えずに第１の液体１との接触面積
を大きくし、より効率的に熱交換を行うことができる。（第１０の実施例）図１３は、本発明に係る熱交換器の
第１０の実施例を示す構成図であり、図１〜１２と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。

【０１２１】本実施例では、穴１８と流下用棒１９との
間，流下用棒１９の流落槽６ｊに対する貫通部分に、助
走管２２を設けている。また、この助走管２２の長さ
を、外側流下液膜２０が安定に形成される程度の長さに
している。さらに、穴１８の径と助走管２２の外径は同
じであり、助走管２２の内径と流下用棒１９の放射端を
繋いでなす円の直径は同じである。

【０１２２】図１３（ｂ）に、助走管２２を挿入された
部分の流下用棒１９を含んだ断面を示す。次に、以上の
ように構成された本実施例の熱交換器の動作について説
明する。

【０１２３】第２の液体７は、まず、助走管２２と流下
用棒１９との間に流入する。次に、第２の液体７の流下
に伴って、流下用棒１９表面に外側流下液膜２０が完全
に形成され、助走管２２の存在する部分を抜け出て安定
した状態で流下する。

【０１２４】また、その他の動作は、第８の実施例と同
様なので省略する。上述したように、本実施例による熱
交換器は、第８，９の実施例と同様な効果の他、助走管
２２を設けて、外側流下液膜２０が安定した後に助走管
２２部分を抜け出るようにしたので、第２の液体７の流
下を安定して行うことができ、また、穴１８から流下用
棒１９に第２の液体を流し出すときに、液滴が発生して
飛沫の原因となることもない。（第１１の実施例）図１４，１５，１６，１７は、本発
明に係る熱交換器の第１１の実施例を示す構成図であ
り、図１〜１３と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【０１２５】本実施例では第１〜６の実施例において、
流落槽６と貯溜槽１２の間に液体収容用容器である貯溜
流落槽２３を少なくとも一つ設けている。第１〜６の実
施例の流下用板１０，吹付ノズル１５等は、第１〜６の
実施例における流落槽６と貯溜槽１２に対する関係と同
様な関係に、流落槽６と貯溜流落槽２３、貯溜流落槽２
３と貯溜流落槽２３、貯溜流落槽２３と貯溜槽１２に必
要な数だけ設けられている。

【０１２６】また、貯溜流落槽２３は、流下用板１０の
高さ方向の長さが液膜１３の剥がれの発生しない程度の
長さにとどめられるような間隔で、必要な数だけ設けら
れている。したがって、例えば熱交換タンク４の高さ方
向の距離が大きく、流落槽６と貯溜槽１２の距離が大き
くなるほど、必要とされる貯溜流落槽２３の数は多い。

【０１２７】図１４，１５，１６，１７は、貯溜流落槽
２３を流落槽６と貯溜槽１２との間に１つだけ設けた場
合の構成例である。なお、第２の板状部材は、例えば貯
溜流落槽２３に取り付けられた流下用板１０である。

【０１２８】次に、以上のように構成された本実施例の
熱交換器では、貯溜流落槽２３が流落槽６と貯溜槽１２
の双方の役割を果たし、その他の動作は、第１〜６の実
施例と同様なので省略する。

【０１２９】上述したように、本実施例による熱交換器
は、第１〜６の実施例と同様な効果の他、貯溜流落槽２
３を設け、流下用板１０を液膜１３が剥がれない程度の
長さに抑えることができるので、熱交換量を大きくする
ため等の理由で熱交換タンク４を巨大化させ、流落槽６
と貯溜槽１２の距離を大きくさせた場合であっても、液
膜１３の剥がれを抑えて、液滴発生を防止し、ひいては
第２の液体７の飛沫が生じないので、第２の液体７の流
出を防止することができる。

【０１３０】また、本実施例による熱交換器は、図１５
に示すように流落槽６から流下用板１０を２枚設けて、
それぞれから貯溜流落槽２３に第２の液体７を流下でき
るようにしたので、熱交換量を大きくすることができ
る。（第１２の実施例）次に、本発明に係る熱交換器の第１
２の実施例について述べる。

【０１３１】流下用棒１９を用いる第８〜１０の実施例
に対して、第１１の実施例と同様に、第２の液体収容用
容器である貯溜流落槽２３を設けている。なお、第２の
棒状部材は、例えば貯溜流落槽２３に取り付けられた流
下用棒１９である。

【０１３２】次に、以上のように構成された本実施例の
熱交換器の動作について説明する。本実施例では、貯溜
流落槽２３が流落槽６と貯溜槽１２の双方の役割を果た
し、その他の動作は、第８〜１０の実施例と同様なので
省略する。

【０１３３】上述したように、本実施例による熱交換器
は、第８〜１０の実施例と同様な効果の他、第１１の実
施例特有の効果をも得ることができる。なお、第１０、
第１１の実施例による熱交換器は、流下用板１０と流下
用棒１９が混在したものであってもよい。

【０１３４】なお、本発明の各実施例において、流下用
板１０あるいは流下用棒１９は、貯溜槽１２あるいは貯
溜流落槽２３の底面内壁に達するとしたが、装置の配置
上の都合等に合わせて、底面内壁の手前で止めてもよ
い。このとき、流下用板１０あるいは流下用棒１９の下
端が、第２の液体７と第１の液体１からなる界面１４よ
りも下にあれば、各実施例と同様な効果が得られる。

【０１３５】なお、本発明において、第１の液体１は高
温の水とし、第２の液体７は低温のフロリナートとし、
第１の液体の熱を第２の液体で採熱するようにしたが、
第１の液体と第２の液体との温度の高さの関係を反対に
して、すなわち、第２の液体７を熱媒として用いて、第
２の液体で採冷熱するようにしてもよい。また、使用す
る液体も、これらに限られるものではなく、必要に応じ
て種々の液体を用いることができる。さらに、第１の液
体１を冷媒又は熱媒にしてもよい。

【０１３６】なお、本発明の第１，１１，１２の実施例
においては、流落槽６の形状を直方体状の容器とし、第
２〜１２の実施例においては、流落槽６の形状を円筒形
状の容器としたが、これらに限られるものではなく、必
要に応じて種々の形状の容器を用いることができる。

【０１３７】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、直
接接触式の熱交換器において、冷媒あるいは熱媒である
第２の液体が熱源あるいは冷熱源である第１の液体に流
出する量を低減して頻繁な第２の液体の補充を不要にす
ると共に、熱交換後の第１の液体の処理あるいは再利用
に支障を与えることがない熱交換器を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱交換器の第１の実施例を示す構
成図。

【図２】同実施例の熱交換タンク内の流落槽および流下
用板を示す構成図。

【図３】本発明に係る熱交換器の第２の実施例を示す構
成図。

【図４】本発明に係る熱交換器の第３の実施例を示す構
成図。

【図５】本発明に係る熱交換器の第４の実施例を示す構
成図。

【図６】本発明に係る熱交換器の第５の実施例を示す構
成図。

【図７】本発明に係る熱交換器の第６の実施例を示す構
成図。

【図８】本発明に係る熱交換器の第７の実施例を示す構
成図。

【図９】本発明に係る熱交換器の第８の実施例を示す構
成図。

【図１０】同実施例の流下用棒を示す構成図。

【図１１】同実施例の流下用棒の変形例を示す断面図。

【図１２】本発明に係る熱交換器の第９の実施例を示す
構成図。

【図１３】本発明に係る熱交換器の第１０の実施例を示
す構成図。

【図１４】本発明に係る熱交換器の第１１の実施例を示
す構成図。

【図１５】本発明に係る熱交換器の第１１の実施例を示
す構成図。

【図１６】本発明に係る熱交換器の第１１の実施例を示
す構成図。

【図１７】本発明に係る熱交換器の第１１の実施例を示
す構成図。

【図１８】直接接触式の熱交換器を示す構成図。

【符号の説明】

１…第１の液体、２…第１のポンプ、３…供給路、４…
熱交換タンク、５…流出路、６…流落槽、７…第２の液
体、８…循環路、９…第２のポンプ、１０…流下用板、
１２…貯溜槽、１３…液膜、１４…界面、１５…吹付ノ
ズル、１８…穴、１９…流下用棒、２０…外側流下液
膜、２３…貯溜流落槽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者磯部正人東京都府中市寿町１−１−11第２福井ビル３Ｆ東芝計装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の比重および第１の温度を有する第
１の液体が流入され、かつ流出する滞留部と、前記第１の液体に不溶で、かつ第１の比重よりも大なる
第２の比重を有すると共に第１の温度と異なる第２の温
度を有する第２の液体を、前記滞留部内の上方から注入
する第２液体注入部と、前記滞留部に板面方向が前記第２液体注入部から滞留部
の下方に向かうように配置され、前記第２液体注入部か
ら注入される第２の液体を表面上に沿って流下させる少
なくとも一つの板状部材と、前記第２の液体を前記滞留部の下方から回収する第２液
体回収部とを備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記第２液体注入部は、第２の液体が流
入する液体収容用容器を具備し、鉛直方向に対して傾斜
させて配置された前記板状部材の上端部を前記液体収容
用容器に接続し、この液体収容用容器から溢れる第２の
液体を前記板状部材の表面に流出させるようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】前記第２液体注入部は、前記板状部材に
対向する少なくとも一つのノズルを具備し、このノズル
から第２の液体を前記板状部材の表面に吹き付けて、前
記第２の液体を前記板状部材の表面に流出させるように
したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項４】前記第２液体注入部は、第２の液体が流入する液体収容用容器と、一端がこの液体収容用容器の底面に取り付けられると共
に、他端が前記板状部材に対向して設けられ、液体収容
用容器内の第２の液体を前記板状部材の表面に吹き付け
る少なくとも一つのノズルとを具備し、前記第２の液体
を前記板状部材の表面に流出させるようにしたことを特
徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項５】前記板状部材は、その下端を、前記滞留
部内の下方に流下し滞留している第２の液体内に浸すよ
うにしたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項６】前記板状部材は、第２の液体を流下させ
る面の側端面に、流体溢れ防止用の部材を設けて成るこ
とを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項７】前記板状部材は、前記第２の液体を流下
させる面が前記第２の液体の流下方向に適宜の角度を存
して開いていくように配置された二枚の板状部材からな
ることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項８】前記ノズルは、鉛直方向に配置された前
記板状部材の一面およびそれと対向する他面に対して前
記第２の液体をそれぞれ吹き付けるように配置したこと
を特徴とする請求項３又は４記載の熱交換器。
【請求項９】前記板状部材は、鉛直方向軸から放射状
に配置するようにしたことを特徴とする請求項３又は４
記載の熱交換器。
【請求項１０】第１の比重および第１の温度を有する
第１の液体が流入され、かつ流出する滞留部と、前記第１の液体に不溶で、かつ第１の比重よりも大なる
第２の比重を有すると共に、第１の温度と異なる第２の
温度を有する第２の液体が注入され、前記滞留部内の上
方に設けられた液体収容用容器と、外表面の周方向に凹凸を有し、上端部側が前記液体収容
用容器の底部に貫通され、かつ軸方向が前記液体収容用
容器から滞留部の下方に向かうように配置され、前記第
２液体を前記凹部の外表面上に沿って流下させる少なく
とも一つの棒状部材と、前記第２の液体を前記滞留部の下方から回収する第２液
体回収部とを備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項１１】前記棒状部材は、複数の板材を鉛直方
向軸から放射状に配置して成ることを特徴とする請求項
１０記載の熱交換器。
【請求項１２】前記棒状部材は、その内部を、内表面
に凹凸が形成された空洞とし、前記第２液体を内表面の
凹部に沿って流下させるようにしたことを特徴とする請
求項１０記載の熱交換器。
【請求項１３】請求項１０記載の熱交換器において、前記棒状部材の前記液体収容用容器への貫通部分および
その近傍部分を管状部材により包み込み、前記棒状部材
の凹部と前記管状部材の間に、前記第２の液体を流入さ
せるようにしたことを特徴とする熱交換器。
【請求項１４】前記棒状部材は、その下端を、前記滞
留部内の下方に流下し滞留する第２の液体内に浸すよう
にしたことを特徴とする請求項１０記載の熱交換器。
【請求項１５】請求項１記載の熱交換器において、第２の液体が流入する液体収容用容器と、この液体収容用容器に上端部が接続されると共に、板面
方向が前記滞留部の下方に向かうように配置され、前記
液体収容用容器に流入する第２の液体を表面上に沿って
流下させる少なくとも一つの板状部材とを、前記滞留部
の上方から下方にかけて交互に連続して配置するように
したことを特徴とする熱交換器。
【請求項１６】請求項１０記載の熱交換器において、第２の液体が流入する第２の液体収容用容器と、外表面の周方向に凹凸を有し、上端部側が前記液体収容
用容器の底部に貫通され、かつ軸方向が前記液体収容用
容器から滞留部の下方にむけて配置され、前記第２液体
を前記凹部の外表面上に沿って流下させる少なくとも一
つの棒状部材とを、前記滞留部の上方から下方にかけて
交互に連続的に配置するようにしたことを特徴とする熱
交換器。
【請求項１７】前記第１の液体は、前記滞留部の上方
から注入し、かつその下方から回収するようにしたこと
を特徴とする請求項１又は１０記載の熱交換器。
【請求項１８】前記第２の液体は、フッ素系炭素化合
物を主成分とし、前記板状部材は、少なくとも第２の液
体が流下する面がポリエチレンから成ることを特徴とす
る請求項１記載の熱交換器。
【請求項１９】前記第２の液体は、フッ素系炭素化合
物を主成分とし、前記棒状部材は、少なくとも第２の液
体が流下する面がポリエチレンから成ることを特徴とす
る請求項１０記載の熱交換器。