(57)【要約】【課題】蒸気発生側通路において発生した媒体蒸気を上方に速やかに排出し得るように構成することにより、伝熱性能の向上を図る。【解決手段】複数の伝熱プレート１Ａ，１Ａ・・および１Ｂ，１Ｂ・・を交互に積層して蒸気発生側通路２と加熱流体通路３とを隣接積層配置してなる蒸気発生器において、前記蒸気発生側通路２に、媒体蒸気Ｓの上方への排出を促進する蒸気排出促進手段を設けて、蒸気発生側通路２の媒体Ｌが隣接する加熱流体通路３を流れる加熱流体（換言すれば、水蒸気）Ｇにより加熱されて、前記媒体Ｌから発生した媒体蒸気（換言すれば、水蒸気）Ｓの気泡が、媒体Ｌ内を上方に移動するに際して、媒体蒸気Ｓの気泡が、蒸気排出促進手段により上方に速やかに排出されるようにしている。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝熱プレート（１Ａ），（１Ａ）・・および（１Ｂ），（１Ｂ）・・を交互に積層して蒸気発生側通路（２）と加熱流体通路（３）とを隣接積層配置してなり、前記蒸気発生側通路（２）の媒体（Ｌ）と隣接する加熱流体通路（３）を流れる加熱流体（Ｇ）とを熱交換させることにより前記媒体（Ｌ）から発生した媒体蒸気（Ｓ）を前記蒸気発生側通路（２）を介して上方に取り出すように構成した蒸気発生器であって、前記蒸気発生側通路（２）には、前記媒体蒸気（Ｓ）の上方への排出を促進する蒸気排出促進手段を設けたことを特徴とする蒸気発生器。
【請求項２】
前記加熱流体通路（３）を、外周部（４Ａ），（４Ｂ）が互いに接合され且つ該外周部（４Ａ），（４Ｂ）に囲まれた部分が面対称となる凹部（５Ａ），（５Ｂ）とされた皿形状を呈し、該凹部（５Ａ），（５Ｂ）において互いに反対向きに傾斜し且つ互いに接合される山部（６Ａ），（６Ａ）・・および（６Ｂ），（６Ｂ）・・を有する伝熱プレート（１Ａ），（１Ｂ）間に形成する一方、前記蒸気発生側通路（２）を形成する伝熱プレート（１Ａ），（１Ｂ）における凹部（５Ａ），（５Ｂ）には、前記各山部（６Ａ）および（６Ｂ）に隣接する谷部であって互いに接合される深い谷部（７Ａ１），（７Ａ１）・・および（７Ｂ１），（７Ｂ１）・・と、これらの深い谷部（７Ａ１），（７Ａ１）・・および（７Ｂ１），（７Ｂ１）・・間にそれぞれ位置する少なくとも二つの浅い谷部（７Ａ２），（７Ａ２）・・および（７Ｂ２），（７Ｂ２）・・とを形成するとともに、前記蒸気排出促進手段を、前記浅い谷部（７Ａ２），（７Ａ２）と（７Ｂ２），（７Ｂ２）とが対向している部分により構成したことを特徴とする前記請求項１記載の蒸気発生器。
【請求項３】
前記伝熱プレート（１Ａ）における山部（６Ａ），（６Ａ）・・、深い谷部（７Ａ１），（７Ａ１）・・および浅い谷部（７Ａ２），（７Ａ２）・・と、前記伝熱プレート（１Ｂ）における山部（６Ｂ），（６Ｂ）・・、深い谷部（７Ｂ１），（７Ｂ１）・・および浅い谷部（７Ｂ２），（７Ｂ２）・・とを、それぞれ前記伝熱プレート（１Ａ），（１Ｂ）における上下方向中心線（Ｏ１），（Ｏ２）に関して線対称としたことを特徴とする前記請求項２記載の蒸気発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、プレート式熱交換器により構成される蒸気発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、外部熱源により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する再生器と、熱源機から供給される排熱を熱源として吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する排熱回収再生器とを備えた吸収式冷凍装置は、従来からよく知られている（特開２００１−２８９５２９号公報参照）。
【０００３】
上記構成の吸収式冷凍装置に用いられている排熱回収再生器は、蒸気発生側通路となる溶液通路の媒体（例えば、吸収液）と加熱流体通路を流れる加熱流体（例えば、他の熱源機から供給される蒸気）とを熱交換させることにより前記媒体（例えば、吸収液）から発生した蒸気を前記蒸気発生側通路を介して取り出すものであり、蒸気発生器により構成される。
【０００４】
この蒸気発生器は、複数枚の伝熱プレートを積層し、これらの伝熱プレートの間に蒸気発生側通路と加熱流体通路とを隣接積層配置するようにしたプレート式熱交換器により構成するのが望ましい。
【０００５】
上記構成のプレート式熱交換器においては、蒸気発生側通路の媒体と加熱流体通路を流れる加熱流体との熱交換面積をできるだけ大きく確保したいという要求から、前記伝熱プレートを、傾斜形状の山部および谷部からなる波形形状となし、山部同士を接合して伝熱プレート間に蒸気発生側通路を形成する一方、谷部同士を接合して加熱流体通路を形成するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成のプレート式熱交換器により蒸気発生器を構成する場合、蒸気発生側通路が上下方向に連通しておらず、谷部の交差部において接合部が形成されるため、蒸気発生側通路の媒体（例えば、吸収液）が加熱流体通路を流れる加熱流体（例えば、水蒸気）によって加熱されることにより発生する媒体蒸気の気泡が、速やかに上昇することができず、伝熱プレートの蒸気発生側伝熱面を覆うこととなる。このように、媒体蒸気の気泡により覆われた蒸気発生側伝熱面には媒体（例えば、吸収液）が存在することができないところから、加熱流体（例えば、水蒸気）から媒体（例えば、吸収液）への伝熱性能が悪くなるという不具合があった。
【０００７】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、蒸気発生側通路において発生した媒体蒸気を上方に速やかに排出し得るように構成することにより、伝熱性能の向上を図ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、複数の伝熱プレート１Ａ，１Ａ・・および１Ｂ，１Ｂ・・を交互に積層して蒸気発生側通路２と加熱流体通路３とを隣接積層配置してなり、前記蒸気発生側通路２の媒体Ｌと隣接する加熱流体通路３を流れる加熱流体Ｇとを熱交換させることにより前記媒体Ｇから発生した媒体蒸気Ｓを前記蒸気発生側通路２を介して上方に取り出すように構成した蒸気発生器において、前記蒸気発生側通路２に、前記媒体蒸気Ｓの上方への排出を促進する蒸気排出促進手段を設けている。
【０００９】
上記のように構成したことにより、蒸気発生側通路２の媒体Ｌが隣接する加熱流体通路３を流れる加熱流体（換言すれば、水蒸気）Ｇにより加熱されると、前記媒体Ｌから媒体蒸気（換言すれば、水蒸気）Ｓが気泡となって発生する（図４参照）。かくして発生した媒体蒸気Ｓの気泡は、媒体Ｌ内を上方に移動することとなるが、媒体蒸気Ｓの気泡は、蒸気排出促進手段により上方に速やかに排出されることとなる。つまり、媒体蒸気Ｓの気泡で持ち上げられた媒体Ｌが容易に伝熱プレート１Ａ，１Ｂの伝熱面に戻ることができることとなっているのである。その結果、媒体蒸気Ｓの気泡により伝熱プレート１Ａ，１Ｂの蒸気発生側伝熱面が覆われることがなくなって、伝熱面には常に媒体Ｌが存在することとなり、伝熱性能が向上する。
【００１０】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた蒸気発生器において、前記加熱流体通路３を、外周部４Ａ，４Ｂが互いに接合され且つ該外周部４Ａ，４Ｂに囲まれた部分が面対称となる凹部５Ａ，５Ｂとされた皿形状を呈し、該凹部５Ａ，５Ｂにおいて互いに反対向きに傾斜し且つ互いに接合される山部６Ａ，６Ａ・・および６Ｂ，６Ｂ・・を有する伝熱プレート１Ａ，１Ｂ間に形成する一方、前記蒸気発生側通路２を形成する伝熱プレート１Ａ，１Ｂにおける凹部５Ａ，５Ｂに、前記各山部６Ａおよび６Ｂに隣接する谷部であって互いに接合される深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・および７Ｂ１，７Ｂ１・・と、これらの深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・および７Ｂ１，７Ｂ１・・間にそれぞれ位置する少なくとも二つの浅い谷部７Ａ２，７Ａ２・・および７Ｂ２，７Ｂ２・・とを形成するとともに、前記蒸気排出促進手段を、前記浅い谷部７Ａ２，７Ａ２と７Ｂ２，７Ｂ２とが対向している部分により構成した場合、蒸気発生側通路２、加熱流体通路３および蒸気排出促進手段が複数の伝熱プレート１Ａ，１Ａ・・および１Ｂ，１Ｂ・・を積層するだけで形成できるとともに、加熱流体通路３の通路長を可及的に長くすることができる。
【００１１】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第２の手段を備えた蒸気発生器において、前記伝熱プレート１Ａにおける山部６Ａ，６Ａ・・、深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・および浅い谷部７Ａ２，７Ａ２・・と、前記伝熱プレート１Ｂにおける山部６Ｂ，６Ｂ・・、深い谷部７Ｂ１，７Ｂ１・・および浅い谷部７Ｂ２，７Ｂ２・・とを、それぞれ前記伝熱プレート１Ａ，１Ｂにおける上下方向中心線Ｏ１，Ｏ２に関して線対称とした場合、加熱流体通路３の通路長をより一層長くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施の形態について詳述する。
【００１３】
この蒸気発生器は、従来技術の項において説明した吸収式冷凍装置における排熱回収再生器として用いられるものであり、図１ないし図７に示すように、複数の伝熱プレート１Ａ，１Ａ・・および１Ｂ，１Ｂ・・を交互に積層して蒸気発生側通路２と加熱流体通路３とを隣接積層配置しなるプレート式熱交換器により構成されている。
【００１４】
前記各伝熱プレート１Ａ，１Ｂは、図６および図７に示すように、外周部４Ａ，４Ｂが互いに接合され且つ該外周部４Ａ，４Ｂに囲まれた部分が面対称となる凹部５Ａ，５Ｂとされた皿形状とされており、外周部４Ａ，４Ｂを接合して積層した状態においてはモナカ形状を呈することとなっている。
【００１５】
前記凹部５Ａ，５Ｂには、互いに反対向きに傾斜し且つ互いに接合される山部６Ａ，６Ａ・・および６Ｂ，６Ｂ・・と、該各山部６Ａおよび６Ｂに隣接する谷部であって互いに接合される深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・および７Ｂ１，７Ｂ１・・と、これらの深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・および７Ｂ１，７Ｂ１・・間にそれぞれ位置する少なくとも二つの浅い谷部７Ａ２，７Ａ２・・および７Ｂ２，７Ｂ２・・とが形成されている。前記伝熱プレート１Ａにおける山部６Ａ，６Ａ・・、深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・および浅い谷部７Ａ２，７Ａ２・・と、前記伝熱プレート１Ｂにおける山部６Ｂ，６Ｂ・・、深い谷部７Ｂ１，７Ｂ１・・および浅い谷部７Ｂ２，７Ｂ２・・とは、それぞれ前記伝熱プレート１Ａ，１Ｂにおける上下方向中心線Ｏ１，Ｏ２に関して線対称とされている。
【００１６】
そして、図２ないし図５に示すように、前記伝熱プレート１Ａ，１Ｂにおける外周部４Ａ，４Ｂ同士を接合し且つ伝熱プレート１Ａにおける山部６Ａ，６Ａ・・と伝熱プレート１Ｂにおける山部６Ｂ，６Ｂ・・とを接合して両者間に前記加熱流体通路３が形成される一方、隣り合う加熱流体通路３，３を形成している伝熱プレート１Ｂ，１Ａにおける深い谷部７Ａ１，７Ｂ１とを接合して両者間に前記蒸気発生側通路２が形成されることとなっている。
【００１７】
上記構成において、前記伝熱プレート１Ａにおける浅い谷部７Ａ２，７Ａ２・・と伝熱プレート１Ｂにおける浅い谷部７Ｂ２，７Ｂ２・・とが対向している部分（換言すれば、伝熱プレート１Ｂ，１Ａが接合されていない部分）により、媒体蒸気Ｓの上方への排出を促進する蒸気排出促進手段が構成されることとなっている。
【００１８】
ところで、加熱流体Ｇが流通する加熱流体通路３は高圧となるため、伝熱プレート１Ａにおける山部６Ａ，６Ａ・・と伝熱プレート１Ｂにおける山部６Ｂ，６Ｂ・・との接合部は全てロー付けされる。一方、蒸気発生側通路２は高圧とならないため、伝熱プレート１Ａにおける深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・と伝熱プレート１Ｂにおける深い谷部７Ｂ１，７Ｂ１との接合部は、ロー付けしてもよいが、接するのみとしてもよい。符号８は加熱流体配管１２が接続される加熱流体入口、９は凝縮水通路、１０は連絡配管１３が接続される凝縮流体出口、１１は蒸気発生側通路２において発生した蒸気Ｓが排出される蒸気出口である。
【００１９】
上記構成の蒸気発生器Ｚは、例えば、図８に示すように、高温再生器（図示省略）において濃縮された吸収液（即ち、媒体）Ｌが供給される吸収液入口１４と、該吸収液Ｌを加熱濃縮することにより得られる濃溶液（即ち、濃縮媒体）Ｌ′が排出される濃溶液出口１５を備えたケーシング１６内に収容されて排熱回収再生器として使用されるものであり、蒸気発生側通路２の約２／３は吸収液（即ち、媒体）Ｌに浸漬されている。
【００２０】
上記のように構成された蒸気発生器においては、次のような作用効果が得られる。
【００２１】
蒸気発生側通路２の媒体（例えば、吸収液）Ｌが隣接する加熱流体通路３を流れる加熱流体（例えば、水蒸気）Ｇにより加熱されると、媒体Ｌから媒体蒸気（例えば、水蒸気）Ｓが気泡となって発生する（図４参照）。かくして発生した媒体蒸気Ｓの気泡は、媒体（例えば、吸収液）Ｌ内を上方に移動するが、伝熱プレート１Ａにおける浅い谷部７Ａ２，７Ａ２・・と伝熱プレート１Ｂにおける浅い谷部７Ｂ２，７Ｂ２・・とが対向している部分（換言すれば、伝熱プレート１Ｂ，１Ａが接合されていない部分）により構成された蒸気排出促進手段により上方に速やかに排出されることとなる。つまり、媒体蒸気Ｓの気泡で持ち上げられた媒体（即ち、吸収液）Ｌが容易に伝熱プレート１Ｂ，１Ａの伝熱面に戻ることができることとなっているのである。従って、媒体蒸気Ｓの気泡により伝熱プレート１Ｂ，１Ａの蒸気発生側伝熱面が覆われるということがなくなって、伝熱面に常に媒体（即ち、吸収液）Ｌが存在することとなるため、伝熱性能が向上する。
【００２２】
また、蒸気発生側通路２、加熱流体通路３および蒸気排出促進手段が複数の伝熱プレート１Ａ，１Ａ・・および１Ｂ，１Ｂ・・を交互に積層するだけで形成できるとともに、加熱流体通路３の通路長を可及的に長くすることができる。
【００２３】
さらに、伝熱プレート１Ａにおける山部６Ａ，６Ａ・・、深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・および浅い谷部７Ａ２，７Ａ２・・と、前記伝熱プレート１Ｂにおける山部６Ｂ，６Ｂ・・、深い谷部７Ｂ１，７Ｂ１・・および浅い谷部７Ｂ２，７Ｂ２・・とを、それぞれ前記伝熱プレート１Ａ，１Ｂにおける上下方向中心線Ｏ１，Ｏ２に関して線対称とされているため、加熱流体通路３の通路長をより一層長くすることができる。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、排熱回収再生器として用いられた蒸気発生器について説明したが、この蒸気発生器は、高温再生器から供給される冷媒を熱源として吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する低温再生器あるいは３個以上の再生器を備えた多重効用吸収式冷凍装置における中温再生器および低温再生器としても使用可能なことは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
本願発明の第１の手段によれば、複数の伝熱プレート１Ａ，１Ａ・・および１Ｂ，１Ｂ・・を交互に積層して蒸気発生側通路２と加熱流体通路３とを隣接積層配置してなり、前記蒸気発生側通路２の媒体Ｌと隣接する加熱流体通路３を流れる加熱流体Ｇとを熱交換させることにより前記媒体Ｇから発生した媒体蒸気Ｓを前記蒸気発生側通路２を介して上方に取り出すように構成した蒸気発生器において、前記蒸気発生側通路２に、前記媒体蒸気Ｓの上方への排出を促進する蒸気排出促進手段を設け、蒸気発生側通路２の媒体Ｌが隣接する加熱流体通路３を流れる加熱流体（換言すれば、水蒸気）Ｇにより加熱されて、前記媒体Ｌから発生した媒体蒸気（換言すれば、水蒸気）Ｓの気泡が、媒体Ｌ内を上方に移動するに際して、媒体蒸気Ｓの気泡が、蒸気排出促進手段により上方に速やかに排出されるようにしたので、媒体蒸気Ｓの気泡で持ち上げられた媒体Ｌが容易に伝熱プレート１Ａ，１Ｂの伝熱面に戻ることができることとなり、媒体蒸気Ｓの気泡により伝熱プレート１Ａ，１Ｂの蒸気発生側伝熱面が覆われることがなくなって、伝熱面には常に媒体Ｌが存在することとなるため、伝熱性能が向上するという効果がある。
【００２６】
本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた蒸気発生器において、前記加熱流体通路３を、外周部４Ａ，４Ｂが互いに接合され且つ該外周部４Ａ，４Ｂに囲まれた部分が面対称となる凹部５Ａ，５Ｂとされた皿形状を呈し、該凹部５Ａ，５Ｂにおいて互いに反対向きに傾斜し且つ互いに接合される山部６Ａ，６Ａ・・および６Ｂ，６Ｂ・・を有する伝熱プレート１Ａ，１Ｂ間に形成する一方、前記蒸気発生側通路２を形成する伝熱プレート１Ａ，１Ｂにおける凹部５Ａ，５Ｂに、前記各山部６Ａおよび６Ｂに隣接する谷部であって互いに接合される深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・および７Ｂ１，７Ｂ１・・と、これらの深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・および７Ｂ１，７Ｂ１・・間にそれぞれ位置する少なくとも二つの浅い谷部７Ａ２，７Ａ２・・および７Ｂ２，７Ｂ２・・とを形成するとともに、前記蒸気排出促進手段を、前記浅い谷部７Ａ２，７Ａ２と７Ｂ２，７Ｂ２とが対向している部分により構成した場合、蒸気発生側通路２、加熱流体通路３および蒸気排出促進手段が複数の伝熱プレート１Ａ，１Ａ・・および１Ｂ，１Ｂ・・を積層するだけで形成できるとともに、加熱流体通路３の通路長を可及的に長くすることができる。
【００２７】
本願発明の第３の手段におけるように、上記第２の手段を備えた蒸気発生器において、前記伝熱プレート１Ａにおける山部６Ａ，６Ａ・・、深い谷部７Ａ１，７Ａ１・・および浅い谷部７Ａ２，７Ａ２・・と、前記伝熱プレート１Ｂにおける山部６Ｂ，６Ｂ・・、深い谷部７Ｂ１，７Ｂ１・・および浅い谷部７Ｂ２，７Ｂ２・・とを、それぞれ前記伝熱プレート１Ａ，１Ｂにおける上下方向中心線Ｏ１，Ｏ２に関して線対称とした場合、加熱流体通路３の通路長をより一層長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態にかかる蒸気発生器の正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ拡大断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ拡大断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ拡大断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ拡大断面図である。
【図６】本願発明の実施の形態にかかる蒸気発生器における一方の伝熱プレートの正面図である。
【図７】本願発明の実施の形態にかかる蒸気発生器における他方の伝熱プレートの正面図である。
【図８】本願発明の実施の形態にかかる蒸気発生器の使用例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂは伝熱プレート、２は蒸気発生側通路、３は加熱流体通路、４Ａ，４Ｂは外周部、５Ａ，５Ｂは凹部、６Ａ，６Ｂは山部、７Ａ１，７Ｂ１は深い谷部、７Ａ２，７Ｂ２は浅い谷部、Ｇは加熱流体（水蒸気）、Ｌは媒体（吸収液）、Ｓは媒体蒸気（水蒸気）、Ｏ１，Ｏ２は中心線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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