JPS6041961B2 - プレ−ト式蒸発器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プレート式蒸発器、更に詳しくは。

衝突噴流型プレート式蒸発器に関する。 衝突噴流型プ
レート式熱交換器は、この発明の出願人が特願昭５２−
５２７吟にて既に提案している通り、伝熱プレートと、
多数の小穴を穿設された噴射プレートとを含み、噴射プ
レートの小穴より噴射されて相対する伝熱プレートの伝
熱面に衝突する第１の流体と、その伝熱プレートの裏側
伝熱面に沿つて流通し、又この裏側伝熱面に第１の流体
と同様に噴射されている第２の流体との間て熱交換させ
るというものである。

この発明に係るプレート式蒸発器は、斯る熱交換による
一方の流体（液体）の蒸発を取り扱う。 この種プレー
ト式熱交換器に於ては、それを構成しているフルートは
、各々、第１の流体の入口側通路、第１の流体の出口側
通路、第２の流体の入口側通路及ひ第２の流体の出口側
通路となる４個の通孔を有する。

斯る構成に於ては、しかしながら、一方の例えは第１の
流体を蒸発せしめるためのプレート式蒸発器として供さ
れる場合、第１の流体の出口側通路が１個しかないがた
めに、必然的に、発生した蒸気と残りの未蒸発液体とが
伝熱面上で混合して所謂二相流乃至スラグ流が起こる。
その結果、伝熱面上の至る所に蒸気て覆われたドライス
ポットが形成され、該部では被蒸発液体と伝熱面との接
触が絶たれて熱伝達が著しく阻害される。 この発明は
、この種プレート式蒸発器に於ける上記事情に鑑み、伝
熱面上の未蒸発液体から蒸発蒸気が積極的に分離され得
る様になした伝熱性能の優れる衝突噴流型プレート式蒸
発器を提供することを目的とする。

この目的を達成するための本発明の構成を、以下、図面
に示す実施例に基いて詳細に説明する。本発明の１実施
例を示す第１図及び第２図に於て、１及び２は伝熱プレ
ート、３及び４は噴射プレートてある。

各プレートは４隅に４個と更に伝熱面上部に１個の通孔
を有する。それらの内、５は加熱媒体の入口側通路、６
は同出口側通路となる。７は被蒸発液体の入口通路、８
は被蒸発液体の蒸発蒸気の出口通路、９は残りの未蒸発
液体の出口通路となる。

噴射プレート３，４は被蒸発液体を噴出させるために穿
設された多数の小穴１０を有する。尚、噴射プレートは
両流体間の伝熱に直接関与するものではないのて特別な
材質を要求せず、例えばプラスチック等の熱伝導率の低
い材料の使用も可能てある。これらのプレートが図示の
如く重合されることによつて、各々、被蒸発液体の供給
空間Ａ、被蒸発液体の噴出空間Ｂ１並びに加熱媒体の供
給空間Ｃとなるプレート間隙が形成される。

各空間はプレート間隙に装着された図中太線で示されて
いるガスケットにより規定される。伝熱プレート１及び
２間のプレート間隙に於ては、ガスケット１１が伝熱面
の周囲に伝熱面と加熱媒体の通路５，６及ひ蒸発蒸気の
出口通路８とを取り囲む様にして配置されている。蒸発
蒸気の出口通路８はガスケット１２で以て伝熱面とは断
絶されている。被蒸発液体の入口通路７及び未蒸発液体
の出口通路９は各々ガスケット１３及び１４て以て外部
と断絶されている。而して加熱媒体の通路５，６とのみ
連通する加熱媒体の供給空間Ｃが規定される。伝熱プレ
ート２及び噴射プレート３間のプレート間隙に於ては、
ガスケット１５が伝熱面の周囲に被蒸発液体の入口通路
７、蒸発蒸気の出口通路８及ひ未蒸発液体の出口通路９
を取り囲む様にして配置されている。被蒸発液体の入口
通路７はガスケット１６で以て伝熱面と断絶されている
。加熱媒体の通路５及び６は各々ガスケット１７及び１
８で以て外部と断絶されている。而して蒸発蒸気の出口
通路８及ひ未蒸発液体の出口通路９と連通する被蒸発液
体の噴出空間Ｂが規定される。噴射プレート３及び４間
のプレート間隙に於ては、ガスケット１９が被蒸発液体
の入口通路、蒸発蒸気の出口通路８及ひ未蒸発液体の出
口通路９を取り囲む様にして配置されている。蒸発蒸気
の出口通路８及び未蒸発液体の出口通路９は各々ガスケ
ット２０及び２１で以てプレート中央部と断絶されてい
る。加熱媒体の通路５及び６は各々ガスケット１７及び
１８で以て外部と断絶されている。而して被蒸発液体の
入口通路７と連通する被蒸発液体の供給空間Ａが形成さ
れる。この空間Ａは噴射プレート３の小穴１０を通して
前述の被蒸発液体の噴出空間Ｂと連通している。噴射プ
レート４及び伝熱プレート１間のプレート間隙に於ては
、前述の伝熱プレート２及び噴射プレート３間のプレー
ト間隙と同様に、噴射プレ，ート４の小穴１０を通して
連通すると共に、蒸発蒸気の出口通路８及び未蒸発液体
の出口通路９と連通する被蒸発液体の噴出空間Ｂが形成
される。

上記構成に於て、各々、細線、鎖線、破線で示される加
熱媒体、被蒸発液体、蒸発蒸気の流通系統に従つて本発
明のプレート式蒸発器の作用に関して説明すると次の通
りである。先ず、加熱媒体は全プレートに亘つて整列し
ている加熱媒体の入口側通路５を通つて各々の加熱媒体
の供給空間Ｃに分配供給され、該空間を流下して出口側
通路６へ流出する。

一力、被蒸発液体はその入口通路７を通つて各々の供給
空間Ａ内へ分配供給される。

供給空間Ａ内へ流入した被蒸発液体は、噴射プレート３
及び４の小穴１０を通して隣位の噴出空間Ｂ及びＢへ噴
射され、隣接対向している伝熱プレート２及び１の伝熱
面に衝突し、その際、伝熱プレート２及び１を介した隣
位の供給空間Ｃ及びＣ内を流通する前述の加熱媒体によ
つて加熱されて蒸発する。この蒸発蒸気は伝熱面上部の
蒸発蒸気出口通路８へ流出する。また、蒸発しなかつた
未蒸発液体は伝熱面を伝つて流下し下部の出口通路９へ
流出する。次に、第３図乃至第５図に示される本発明の
もう１つの実施例について説明する。

２２及び２３は伝熱プレート、２４及び２５は噴射プレ
ートであつて、これらのプレートは重合した状態で容器
又はシェル２６内に収容され、加熱媒体を供給する空間
、被蒸発液体を供給する空間、並びに被蒸発液体が噴出
させられる空間となるプレート問隙を形成する。

即ち、伝熱プレート２２及び２３間のプレート間隙に於
ては、ガスケット３０が伝熱面の周囲に伝熱面と加熱媒
体の通路２７及び２８とを取り囲む様にして装着され、
被蒸発液体の入口通路２９はガスケット３１で以て外部
と断絶されており、これにより、加熱媒体の通路２７及
び２８と連通し、シェル２６内空間に対して閉じた加熱
媒体の供給空間Ｃが規定される。

伝熱プレート２３と噴射プレート２４との間のプレート
間隙に於ては、加熱媒体の通路２７，２８及び被蒸発液
体の入口通路２９が各々ガスケット３２，３３及び３１
て以て外部と断絶されており、これにより、シェル２６
内空間に対して開放せる被蒸発液体の噴出空間Ｂが規定
される。

噴射プレート２４及２５間のプレート間隙に於ては、ガ
スケット３４がプレート中央部と被蒸発液体の入口通路
２９とを取り囲む様にして装着され、加熱媒体の通路２
７及び２８は各々ガスケット３２及ひ３３で以て外部と
断絶されており、これにより、シェル２６内空間に対し
て閉じた被蒸発液体の供給空間Ａが規定される。噴射プ
レート２５と伝熱プレート２２との間のプレート間隙に
於ては、前述の伝熱プレート２３と噴射プレート２４間
のプレート間隙と同様に、シェル２６内空間に対して開
放せる被蒸発液体の噴出空間Ｂが規定される。

噴射プレート２４及び２５は、被蒸発液体を噴出させる
ために穿設された多数の小穴３５の間に、プレート表面
の上下方向に関して並列に配されたプレート中央部から
側方へ向つて斜降せる突片３６を具備している。

この突片３６は噴射プレート表面から噴出空間Ｂ側へ突
出しており、噴射．プレート２４，２５に一体的にブレ
ス成型し、或は別個の帯状部材を噴射プレート２４，２
５に固着して得られる。突片３６の突出高さはプレート
重合時にその突出端部３７が相手側の伝熱プレート２３
，２２に当接する様に設定されており、従．つて、該当
接部には符号３８で表わされる様な集液溝が構成される
。上記実施例に於ける作用を各流体の流通系統に従つて
説明すると次の通りである。

加熱媒体は、第３図中細線で示される様に、加一熱媒体
の入口側通路２７を通つて各々の供給空間Ｃ内へ分配供
給され、該空間Ｃ内を流下して下部の出口側通路２８へ
流出する。

被蒸発液体は、鎖線で示される様に、被蒸発液体の入口
側通路２９を通つて各々の供給空間Ａ内へ分配供給され
る。

供給空間Ａ内へ流入した被蒸発液体は噴射プレート２４
及び２５の小穴３５を通して隣位の噴出空間Ｂ及びＢに
噴射されて、隣接対向している伝熱プレート２３及び２
２の伝熱面に衝突する。その際、伝熱プレート２３及び
２ノ２を介した隣位の供給空間Ｃ及びＣ内を流通する前
述の加熱媒体によつて加熱されて蒸発する。蒸発しきら
なかつた残りの未蒸発液体は、第５図に示される様に、
噴射プレート２４の突片３６の先端部３７と伝熱プレー
ト２３との当接部に突片３６の斜降方向に沿つて形成さ
れた集液溝３８に沿つて斜降し、突片３６の斜降端部か
ら落下してシェル２６の下部に設けられた排液口３９か
ら排出される。一方、引き続き発生する蒸気は、破線で
示される様に、噴出空間Ｂ内の残りの空間４０を、被蒸
発液体乃至未蒸発液体と混合することなしに、シェル２
６内空間へ向けて流れ、シェル２６の上部に設けられた
排気口４１から排出される。以上の通り、本発明による
と、蒸発蒸気と未蒸発液体は各々別々の出口へ導かれ、
然も、蒸発蒸気の出口の方が高レベルであるため、伝熱
面上に於て、引き続き発生する蒸気と未蒸発液体とは互
いに逆方向に流れ、蒸気は液体から分離して上方の出口
へ向けて流出し、未蒸発液体は重力の作用に従つて下方
の出口へ向けて流下する。

結果、伝熱面上の被蒸発液は、従来の如く蒸気に阻害さ
れることなしに伝熱面と接触し、層流熱伝達により蒸発
せしめられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すプレート群の分解
斜視図、第２図は同じく重合状態のプレート群の要部縦
断面図、第３図は本発明の第２の実施例を示すプレート
群の分解斜視図、第４図は第２の実施例のプレート式凝
縮器の縦断面図、第５図は第２の実施例に於けるプレー
トの要部縦断側面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 伝熱プレートと、多数の小穴を穿設された噴射プレ
   ートとを含み、被蒸発液体をそれの供給空間から噴射プ
   レートの小穴を通して噴出空間へ噴出させて隣接対向す
   る伝熱プレートの伝熱面に衝突させ、以て前記伝熱プレ
   ートを介した隣位の加熱媒体の供給空間内の加熱媒体と
   熱交換させて蒸発せしめる様になした衝突噴流型プレー
   ト式蒸発器に於て、蒸発蒸気の導出口を未蒸発液体の導
   出口に対して別個に且つ高レベルに設け、伝熱面上の被
   蒸発液体から蒸発蒸気を積極的に分離せしめる様にした
   ことを特徴とするプレート式蒸発器。 ２ 被蒸発液体の噴出空間に連通させて各プレートの上
   部及び下部に、各々、蒸発蒸気の出口孔及び未蒸発液体
   の出口孔が設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲の記載１のプレート式蒸発器。 ３ プレートが重合した状態でシェル内に収容されてい
   ると共に、被蒸発液体の噴出空間はシェル内空間に対し
   て開放してなり、前記シェルの上部及び下部に、各々、
   蒸発蒸気の出口孔及び未蒸発液体の出口孔が設けられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲の記載１のプレー
   ト式蒸発器。