(57)【要約】【課題】伝熱面外部を流下する流体側の伝熱性能を改善し、コンパクトで高性能な流下液膜式熱交換器を提供する。【解決手段】伝熱面内部を流れる第一の流体と伝熱面外部を上方から下方に流下する第二の流体間で熱交換を行う流下液膜式熱交換器において、前記伝熱面外部には、表面に親水性物質を含有する光触媒層が形成されていることとしたものであり、また、前記熱交換器１を密閉容器６内に収容し、該密閉容器は１以上の光を透過する手段７を設けると共に、該光を通過する手段を通して、前記伝熱面外部の表面に形成された光触媒層４に光を照射するための光源８を前記密閉容器６の外部に１以上設けることとしたものであり、前記光を透過する手段は、前記密閉容器を構成するシェル部材に開口部を設け、該開口部を光を通過する材料で覆った覗き窓で構成することができる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱面内部を流れる第一の流体と伝熱面外部を上方から下方に流下する第二の流体間で熱交換を行う流下液膜式熱交換器において、前記伝熱面外部の表面には、親水性物質を含有する光触媒層が形成されていることを特徴とする流下液膜式熱交換器。
【請求項２】
伝熱面内部を流れる第一の流体と伝熱面外部を上方から下方に流下する第二の流体間で熱交換を行い、該伝熱面外部の表面に光触媒層が形成された伝熱部を有し、該伝熱部を密閉容器内に収容した流下液膜式熱交換器であって、前記密閉容器には、１以上の光を透過する手段を設けると共に、該光を通過する手段を通して、前記伝熱面外部の表面に形成された光触媒層に、光を照射するための光源を前記密閉容器の外部に１以上設けたことを特徴とする流下液膜式熱交換器。
【請求項３】
前記光を透過する手段は、前記密閉容器を構成するシェル部材に開口部を設け、該開口部が光を通過する材料で覆った覗き窓で構成されたことを特徴とする請求項２記載の流下液膜式熱交換器。
【請求項４】
前記光源は、照射される光を伝熱面外部表面に均等に分散するための光反射手段を有することを特徴とする請求項２又は３記載の流下液膜式熱交換器。
【請求項５】
光源からの光照射は、流下液膜式熱交換器の稼動時との関連により、又は、流下液膜式熱交換器の能力判定手段を有し、該能力判定手段が所定の能力低下を検知した場合に、行うように構成したことを特徴とする請求項２、３又は４記載の流下液膜式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流下液膜式熱交換器に係り、特に伝熱性能を改善しコンパクトで高性能な流下液膜式熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流下液膜式熱交換器は、通常の熱交換器のように、伝熱面の内部流体と外部流体が共にポンプ等により強制循環される構造と異なり、伝熱面を流下する流体は、自然流下の形態をとるために、流下側伝熱面の濡れ性を確保することが難しく、設置された伝熱面積を有効に利用できないという問題があった。このような問題点を解決するための親水性処理として、ショットブラストや酸化皮膜により、伝熱面に微細な凹凸を形成する試みがなされてきたが、その親水性効果はまだ不十分であった。
一方、近年、親水性処理として超親水性を有する各種光触媒が提案されており、中には接触角が０℃に近いような超親水性を有するものも提案されている。
これらの光触媒は、親水性を発揮するためには紫外線を照射する必要があったために、流下液膜式熱交換器には適用されていないのが実情である。
しかし、近年は、光触媒層に親水性層（例えば水酸基置換シリコン樹脂など）を含有することにより、暗所でも実用的な親水性を長期間発揮できる光触媒も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑み、優れた特性のある光触媒を用いて、伝熱面外部を流下する流体側の伝熱改善を行い、コンパクトで高性能な流下液膜式熱交換器を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、伝熱面内部を流れる第一の流体と伝熱面外部を上方から下方に流下する第二の流体間で熱交換を行う流下液膜式熱交換器において、前記伝熱面外部の表面には、親水性物質を含有する光触媒層が形成されていることを特徴とする流下液膜式熱交換器としたものである。
また、本発明では、伝熱面内部を流れる第一の流体と伝熱面外部を上方から下方に流下する第二の流体間で熱交換を行い、該伝熱面外部の表面に光触媒層が形成された伝熱部を有し、該伝熱部を密閉容器内に収容した流下液膜式熱交換器であって、前記密閉容器には、１以上の光を透過する手段を設けると共に、該光を通過する手段を通して、前記伝熱面外部の表面に形成された光触媒層に、光を照射するための光源を前記密閉容器の外部に１以上設けたことを特徴とする流下液膜式熱交換器としたものである。
【０００５】
前記流下液膜式熱交換器において、光を透過する手段は、前記密閉容器を構成するシェル部材に開口部を設け、該開口部が光を通過する材料で覆った覗き窓で構成されることができ、また、前記光源は、照射される光を伝熱面外部表面に均等に分散するための光反射手段を有することができ、また、前記光源は、照射される光を伝熱面外部表面に均等に分散するための光反射手段を有することができ、光源からの光照射は、流下液膜式熱交換器の稼動時との関連により、又は、流下液膜式熱交換器の能力判定手段を有し、該能力判定手段が所定の能力低下を検知した場合に、行うように構成することができ、前記能力判定手段が、第一の流体又は第二の流体の入口温度と出口温度の温度差、或いは、該温度差に第一流体又は第二流体の流量を乗じた熱量とすることができる。
前記の本発明の流下液膜式熱交換器は、吸収冷凍機の蒸発器、吸収器、再生器のうち、少なくとも１つ以上に適用することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、親水性物質を含有した光触媒を伝熱面外表面に形成することによって流下液膜式熱交換器の伝熱性能を改善するものである。
伝熱面の形状としては、水平伝熱管、コイル状伝熱管、プレート状伝熱体のいずれにも適用可能である。
光触媒としては、公知のアナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化亜鉛、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウム、酸化錫、三酸化タングステン等の酸化物を用いることができ、特にアナターゼ型酸化チタンが一般的に使用できる。
また、本発明においては、光触媒の親水性を更に高めるために、紫外線を効果的に照射するすることが有効である。
そのために、密閉容器に光を透過する手段を設け、密閉容器外部に設けられた光源から伝熱面外表面に形成された光触媒層に励起用の光を照射するようにしたものである。
このような構成にすることにより、光源のメンテナンスを容易にすることができる。
【０００７】
光源として利用できるものとしては、太陽光、室内の照明、蛍光灯、白熱電灯、水銀灯、キセノンライト、ＢＬＢランプ等があり、任意に選定することができる。
また、利用できる光源の波長は、光触媒により異なるが、例えばアナターゼ型酸化チタンの場合を例にすれば、およそ３８０ｎｍ以下である。これより波長の長い光は、親水性効果を発揮できない。
前記の密閉容器に設ける光透過手段としては、密閉容器に覗き窓を設け、この覗き窓を構成する部材としてガラス、アクリル樹脂等の光を透過できる材料を使用しているが、これ以外の材質でも光を透過できる材料であれば構わない。
また、この覗き窓は、密閉容器と気密に接合されるべきであり、できれば交換可能な構造が好ましい。
また、密閉容器の構造や大きさに応じて、複数の光透過手段を設けることにより効果的な光の照射を行うことが可能となる。
【０００８】
さらに、密閉容器内に収納された伝熱面外表面に光源から照射された光を均等に分散するための光反射手段を設けることが好ましい。例えば、鏡等により光を反射することも可能である。この鏡は、密閉容器内部に設けても良いし、また密閉容器の外部に設けても良いが、メンテナンスを考慮すれば密閉容器の外部に設けるのが好ましい。
外部に設けた光源から常時光を照射する必要は無く、光源の寿命やエネルギー消費を考えれば、必要なときのみ照射することが好ましい。
例えば、流下液膜式熱交換器の運転時のみ照射する、或いは流下液膜熱交換器の運転・停止指令と連動して自動的に照射をするようにしても良い。
また、流下液膜式熱交換器の能力が低下したときのみ、光源から光を照射することも可能である。
本発明の流下液膜式熱交換器は、吸収冷凍機用の蒸発器、吸収器、再生器等にも応用することが可能であり、これにより高性能な吸収冷凍機を提供することができる。
【０００９】
次に、本発明を図面を用いて具体的に説明する。
図１は、本発明の液膜式熱交換器の一例を示す概略構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
図１において、１は二枚の薄板を接合した伝熱プレートであり、二枚の薄板は、外周を接合され、その内部に第一の流体を入口２から導入し、出口３から排出する。
斜線部の伝熱面の外部表面には、第二の流体が流下し、内部を流れる第一の流体と熱交換をする。この斜線部には、親水性成分を含有した光触媒層４が形成されている。
図２は、本発明の液膜式熱交換器の他の例を示す概略構成図であり、図３は図２の光透過手段の要部拡大図である。
【００１０】
図２において、伝熱面の外部表面に光触媒層４が形成された伝熱プレート１は、図１と同じであり、該伝熱プレート１が密閉容器６内に収納されている。
伝熱プレート１の上部には伝熱プレート１に第二の流体を流下させるための
液体散布装置５が設けられている。
密閉容器６には、光を透過させる手段７が設けられ、ここから密閉容器６の外部に、光源８が設けられて構成されている。
図２では、光透過手段７と光源８が左右に配置されているが、これは密閉容器６の大きさと形状により、その数と位置を任意に決定することが出来る。
また、一方の光源８を光反射手段９（例えば反射鏡など）とすることも可能である。
光透過手段７は、図３に拡大図が記載されているように、密閉容器６に開口部１０を設け、ここに光透過手段７として覗き窓を設けており、この覗き窓はケーシング１２を密閉容器に気密に接合（例えば溶接）されていて光を透過する部材１１がフランジにて固定されている。
光を透過する部材１１はガラス、アクリル樹脂等が使用される。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、前記ような構成としたことにより、伝熱面外部を流下する流体が親水性を有する光触媒層により、流下側伝熱面の濡れ性を確保することができ、伝熱性能を改善してコンパクトで高性能な流下液膜式熱交換器とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液膜式熱交換器の一例を示す概略構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図。
【図２】本発明の液膜式熱交換器の他の例を示す概略構成図。
【図３】図２の光透過手段の要部拡大図。
【符号の説明】
１：伝熱プレート、２：第一流体入口、３：第一流体出口、４：光触媒層、５：第二流体液体散布装置、６：密閉容器、７：光透過手段、８：光源、９：光反射手段、１０：開口部、１１：光透過部材、１２：ケーシング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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