(57)【要約】【課題】気体と液体の二相の媒体を同時に流入させることのできるプレート式熱交換器であって、該熱交換器内の各流路に液体を均等に分配することのできるプレート式熱交換器を提供する。また、気体と液体を同時に効率的に流出させることのできるプレート式熱交換器を提供する。【解決手段】積層された複数のプレートが略鉛直に設けられ、該プレート間に第１流路又は第２流路が形成され、該第１流路及び該第２流路にそれぞれ第１媒体入口から分流した第１媒体及び第２媒体入口から分流した第２媒体を流通させ、該プレートを介して第１媒体と第２媒体とを熱交換させるプレート式熱交換器であって、第１媒体入口と第２媒体出口が水平方向の一方の端部側に位置し、第１媒体出口と第２媒体入口が水平方向の他方の端部側に位置するプレート式熱交換器において、第１媒体入口の下方に複数の第１流路を相互に連結する第１連結部が設けられたことを特徴とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数のプレートが略鉛直に設けられ、該プレート間に第１流路又は第２流路が形成され、該第１流路及び該第２流路にそれぞれ第１媒体入口から分流した第１媒体及び第２媒体入口から分流した第２媒体を流通させ、該プレートを介して第１媒体と第２媒体とを熱交換させるプレート式熱交換器であって、第１媒体入口と第２媒体出口が水平方向の一方の端部側に位置し、第１媒体出口と第２媒体入口が水平方向の他方の端部側に位置するプレート式熱交換器において、第１媒体入口の下方に複数の第１流路を相互に連結する第１連結部が設けられたことを特徴とするプレート式熱交換器。
【請求項２】
該第１連結部の外側に、該第１連結部に流体接続され、封鎖し得る第１媒体液入口が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器。
【請求項３】
前記他方の端部側の第１媒体出口の上方に、封鎖し得る第１媒体気体出口が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプレート式熱交換器。
【請求項４】
前記他方の端部側の第２媒体入口の下方に、複数の第２流路を相互に連結する第２連結部が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
【請求項５】
該第２連結部の外側に、該第２連結部に流体接続され、封鎖し得る第２媒体液入口が設けられたことを特徴とする請求項４に記載のプレート式熱交換器。
【請求項６】
前記一方の端部側の第２媒体出口の上方に、封鎖し得る第２媒体気体出口が設けられたことを特徴とする請求項４又は５に記載のプレート式熱交換器。
【請求項７】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器を備え、熱媒体を圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器の順に循環させる吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムにおいて、凝縮器と蒸発器との少なくとも一方に、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器を使用する吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム。
【請求項８】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、および、凝縮器からの熱媒体と蒸発器からの熱媒体とを熱交換する内部熱交換器を備え、熱媒体を圧縮機、凝縮器、内部熱交換器、膨張弁、蒸発器、内部熱交換器の順に循環させる吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムにおいて、凝縮器、蒸発器、および、内部熱交換器の少なくとも一つに、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器を使用する吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム。
【請求項９】
蒸発器と凝縮器との間に、圧縮機を介さずに蒸発器からの熱媒体液を凝縮器に送液する送液通路をさらに備える請求項７に記載の吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム。
【請求項１０】
内部熱交換器と凝縮器との間に、圧縮機を介さずに内部熱交換器からの熱媒体液を凝縮器に送液する送液通路をさらに備える請求項８に記載の吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム。
【請求項１１】
前記送液通路は、送液される熱媒体液と凝縮器からの熱媒体とを熱交換させる熱交換器をさらに備える請求項９または１０に記載の吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機、ヒートポンプ、化学装置等における吸収・圧縮ヒートポンプサイクルなどにおいて好適に使用できるプレート式熱交換器に関する。より詳細には、熱媒体として気体と液体との二相流体を熱交換器に流入したり、流出したりする作動媒体とした際にも効率的に熱交換することのできるプレート式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
＜吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムの概要＞
吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムは、沸点の低い物質（以下、「主作動媒体」と言うことがある。）と、その物質を吸収する物質（以下、「吸収剤」と言うことがある。）の混合物を作動媒体として使用する。図１に基本となる吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプサイクル（以下、「単サイクル」と言うことがある。）の概略を示す。該単サイクルの構成機器は圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器である（上方の凝縮器、下方の蒸発器等における斜線部は液体を意味し、斜線部のない空白部分は気体を意味する。以下の図面においても同じ）。この図１の単サイクルは、圧縮機が気液二相圧縮を行なえるものとしているが、気液二相圧縮を行なうことができない圧縮機の場合（気液分離圧縮の場合）は、図２のように送液ポンプを用いて、圧縮機を迂回して高圧側に液体を移動させる（必要に応じ、高圧側への移動途中において、凝縮器からの液体と熱交換を行う）。凝縮器では、主作動媒体が吸収剤に吸収され、溶解熱を放出する。この熱は二次流体で冷却される。この際、二次流体は加熱され、高温領域で他の物質の加熱に利用される。（以下、この二次流体のように、熱交換器内で他の流体を冷却し、自らの温度を上げる作用を行なう流体を冷却流体と言うことがある。）蒸発器では、圧縮機で減圧される際、吸収剤から主作動媒体が蒸発し放出される。この熱は二次流体から供給される。（以下、この二次流体のように熱交換器内で自らの温度を下げることによって他の流体を加熱する作用を行なう流体を加熱流体と言うことがある。）低温側の二次流体は、他の物質から熱を回収し、環境に廃棄される熱の回収を行う。送液ポンプによって凝縮器手前に送られる液体は前述したように必要に応じて凝縮器から出て膨張弁まで至る液体と熱交換する。このサイクルの特徴は、沸点が低い主作動媒体だけでサイクルを構成させる場合に比べて、蒸発、凝縮を低い圧力で行なわせることが可能である。また、主作動媒体が吸収あるいは放出される過程で、温度変化を行なうことが大きな特徴である。なお図２で表されるサイクルも凝縮器から出る流体と、ポンプから出る流体の間で熱交換を行うための熱交換器を有するが、この熱交換器においては熱の授受は液どうしの熱交換であり、主作動媒体の吸収や放出を伴わないのでここでは単サイクルと呼ぶ。
【０００３】
そのほかに、図３、図４に示すように、内部熱交換器（中間熱交換器）を設け、右側の凝縮器を出た後の作動媒体と、左側の蒸発器を出た後の作動媒体を熱交換させる方法がある。内部熱交換器（中間熱交換器）の高温側では主作動媒体は吸収剤によって吸収され、内部熱交換器（中間熱交換器）の低温側では主作動媒体は吸収剤から放出される。この際熱のやり取りはヒートポンプ内を流れる作動媒体（主作動媒体および吸収剤）どうしで行い、サイクルの外部との熱のやり取りは生じない。ここで図３は気液二相圧縮を行なう場合であり、図４は気液分離圧縮を行なう場合である。この内部熱交換器を持つサイクルの特徴は、先述の単サイクルよりも低い圧力で大きな昇温を行なうことができることである。
【０００４】
このような吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムにおける凝縮器、蒸発器、内部熱交換器（中間熱交換器）としては、気体と液体の両方を流入させたり、流出させたりするため、一般的には、二重管式熱交換器が使用されている。
【０００５】
＜従来のプレート式熱交換器＞
プレート式熱交換器は、コンパクトで設置面積が小さくてすむ、熱交換性能が高く、高効率で省エネルギーである等、優れた熱交換器として広く知られている。
プレート式熱交換器は、複数枚の金属等の板（プレート）の間を流路とし、加熱流体と被加熱流体の流路が交互に配置され、それぞれの媒体が対応する流路に分配され出入りできるように、シールが施され、出入口が設けられた装置である。〔あるいは、対象流体の冷却が必要な場合には、これ等の流路には、冷却流体と対象流体である被冷却流体がそれぞれ流路に流される。なお、図５のように、一方の流体をヒートポンプの作動媒体とすると、他方の流体は、加熱流体または冷却流体のいずれかとなる。〕
図５に示すように市販品は、プレートに平行な両端面のうち一方の片面側に作動媒体および加熱流体または冷却流体の出入り口が設けられている（特許文献１参照）
従来のプレート式熱交換器は、前述のとおり、優れた熱交換器として広く知られているものの、気体または液体のいずれかの単一媒体の流出を前提とするものとされているため、気体と液体の両方を流出させるような熱交換には使用されてこなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２１６７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のようなハイブリッドヒートポンプシステムを高効率化するため、本発明者は、二重管熱交換器より高い熱交換性能が期待できるプレート式熱交換器をハイブリッドヒートポンプシステムにおいて使用することを検討した。
しかしながら、ハイブリッドヒートポンプシステムにおいて、従来のプレート式熱交換器をそのまま使用し、その出口から気体および液体の両方を流出させようとすると、流れの方向に対しほぼ同じ位置において気液の両方を効率的に取り出すことができなかった。また、気体および液体の両方を流入させるとき、液体を各流路に均等に分配することが困難であった。
【０００８】
そのため、プレートが水平となるようにプレート式熱交換器を設置し、液体が取り出しやすいように、出口を入口側と反対の下面に設けることを検討した（図６参照）。
しかし、プレートが水平となるようにして使用する場合、各流路に対し、液体を均等に分配するのが困難であるという問題点は解決されなかった。
【０００９】
そこで、図７に示すように、流路を構成するそれぞれのプレートが鉛直になるようにプレート式熱交換器を設置して使用することを検討した。
しかしながら、この場合においても、気体および液体の両方が出入りする前記ハイブリッドヒートポンプシステムの特徴が生かしきれないことが分かった。すなわち、液体を均等に各流路に分配するのが困難である、気体と液体の両方を流れの方向でほぼ同じ位置で取り出すことが困難である、という問題点が解決できなかった。
【００１０】
本発明は、前述のような従来技術を背景としたものであり、気体と液体の二相の媒体を同時に流入させることのできるプレート式熱交換器であって、該熱交換器内の各流路に液体を均等に分配することのできるプレート式熱交換器を提供することを第１の課題とする。
また、本発明は、気体と液体の両方を同時に効率的に流出させることのできるプレート式熱交換器を提供することを第２の課題とする。
さらに、本発明は、より効率的な吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムを提供することを第３の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムにおいて、効果的に使用できるプレート式熱交換器を開発する多くの試行錯誤の研究過程において、前記課題は、次のような構成により解決できることを見出した。
（１）積層された複数のプレートが略鉛直に設けられ、該プレート間に第１流路又は第２流路が形成され、該第１流路及び該第２流路にそれぞれ第１媒体入口から分流した第１媒体及び第２媒体入口から分流した第２媒体を流通させ、該プレートを介して第１媒体と第２媒体とを熱交換させるプレート式熱交換器であって、第１媒体入口と第２媒体出口が水平方向の一方の端部側に位置し、第１媒体出口と第２媒体入口が水平方向の他方の端部側に位置するプレート式熱交換器において、第１媒体入口の下方に複数の第１流路を相互に連結する第１連結部が設けられたことを特徴とするプレート式熱交換器。
（２）該第１連結部の外側に、該第１連結部に流体接続され、封鎖し得る第１媒体液入口が設けられたことを特徴とする（１）に記載のプレート式熱交換器。
（３）前記他方の端部側の第１媒体出口の上方に、封鎖し得る第１媒体気体出口が設けられたことを特徴とする（１）又は（２）に記載のプレート式熱交換器。
（４）前記他方の端部側の第２媒体入口の下方に、複数の第２流路を相互に連結する第２連結部が設けられたことを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
（５）該第２連結部の外側に、該第２連結部に流体接続され、封鎖し得る第２媒体液入口が設けられたことを特徴とする（４）に記載のプレート式熱交換器。
（６）前記一方の端部側の第２媒体出口の上方に、封鎖し得る第２媒体気体出口が設けられたことを特徴とする（４）又は（５）に記載のプレート式熱交換器。
（７）圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器を備え、熱媒体を圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器の順に循環させる吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムにおいて、凝縮器と蒸発器との少なくとも一方に、（１）〜（６）のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器を使用する吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム。
（８）圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、および、凝縮器からの熱媒体と蒸発器からの熱媒体とを熱交換する内部熱交換器を備え、熱媒体を圧縮機、凝縮器、内部熱交換器、膨張弁、蒸発器、内部熱交換器の順に循環させる吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムにおいて、凝縮器、蒸発器、および、内部熱交換器の少なくとも一つに、（１）〜（６）のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器を使用する吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム。
（９）蒸発器と凝縮器との間に、圧縮機を介さずに蒸発器からの熱媒体液を凝縮器に送液する送液通路をさらに備える（７）に記載の吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム。
（１０）内部熱交換器と凝縮器との間に、圧縮機を介さずに内部熱交換器からの熱媒体液を凝縮器に送液する送液通路をさらに備える（８）に記載の吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム。
（１１）前記送液通路は、送液される熱媒体液と凝縮器からの熱媒体とを熱交換させる熱交換器をさらに備える（９）または（１０）に記載の吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム。
【００１２】
さらに、本発明は、次のような態様を含むことができる。
（１２）隣接するプレート間のシールが、ロウ付け、溶接、または、パッキンを使ったボルト締めによってなされた（１）〜（６）のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
（１３）第１媒体入口、出口、第２媒体入口、出口が、プレートに平行な両端面のうち一方の端面に設けられた（１）〜（６）、（１２）のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
（１４）第１媒体入口、出口が、プレートに平行な両端面のうち一方の端面に設けられ、第２媒体入口、出口が、他方の端面に設けられた（１）〜（６）、（１２）のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
（１５）第１媒体入口、第２媒体入口が、プレートに平行な両端面のうち一方の端面に設けられ、第１媒体出口、第２媒体出口が、他方の端面に設けられた（１）〜（６）、（１２）のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器。
（１６）（１）〜（６）、（１２）〜（１５）のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器からなる凝縮器。
（１７）（１）〜（６）、（１２）〜（１５）のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器からなる蒸発器。
（１８）（１）〜（６）、（１２）〜（１５）のいずれか１項に記載のプレート式熱交換器からなる中間熱交換器。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の熱交換器は、熱媒体として気体と液体の両方を流入させる場合において、その熱媒体流路を相互に連結する連結部を設けたことにより、複数の該熱媒体流路に対し、液体を均等に分配することが可能となる。
また、該連結部の外側に、該連結部と流体接続する液体入口を設けることにより、熱媒体としての気体と液体の両方を効率的に流入させることが可能となる。
また、熱媒体として気体と液体の両方を流出させる場合において、その媒体出口の上方に、気体出口を設けたことにより、気体と液体の両方を効率的に流出させることが可能となる。
以上のような、複数の熱媒体流路に対する液体の均等な分配、気体と液体の両方の効果的な流入や流出は、プレートを介した第１媒体と第２媒体との熱交換をより効率化し、プレート式熱交換器や該熱交換器を使用するシステムを高性能化することができる。
【００１４】
本発明のプレート式熱交換器は、吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムにおいて、その特徴を活かすように使用することが可能となり、該システムを高性能のものとすることができる。
また、本発明のプレート式熱交換器は、吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステム以外の、熱媒体として気体と液体の両方を流入させたり、流出させたりする熱交換器としても効果的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】気液二相圧縮を行う吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプサイクルを示す図面。
【図２】気液分離圧縮を行う吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプサイクルを示す図面。
【図３】内部熱交換器を有する気液二相圧縮式を用いた吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプサイクルを示す図面。
【図４】内部熱交換器を有する気液分離圧縮式を用いた吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプサイクルを示す図面。
【図５】従来のプレート式熱交換器を示す図面。
【図６】出入り口を改良したプレート式熱交換器を示す図面。
【図７】プレート式熱交換器の改良した配置を示す図面。
【図８】本発明の実施例のプレート式熱交換器を単サイクルの凝縮器に適用した場合の適用例を示す図面。
【図９】本発明の実施例のプレート式熱交換器を単サイクルの凝縮器に適用した場合の変形例を示す図面。
【図１０】本発明の実施例のプレート式熱交換器を単サイクルの蒸発器に適用した場合の適用例を示す図面。
【図１１】本発明の実施例のプレート式熱交換器を単サイクルの蒸発器に適用した場合の変形例を示す図面。
【図１２】本発明の実施例のプレート式熱交換器を内部熱交換器に適用した場合の適用例を示す図面。
【図１３】本発明の実施例のプレート式熱交換器を内部熱交換器に適用した場合の変形例を示す図面。
【図１４】本発明の実施例のプレート式熱交換器を内部熱交換器に適用した場合の別の変形例を示す図面。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のプレート式熱交換器は、積層された複数のプレートが略鉛直に設けられ、該プレート間に第１流路又は第２流路が形成され、該第１流路及び該第２流路にそれぞれ第１媒体入口から分流した第１媒体及び第２媒体入口から分流した第２媒体を流通させ、該プレートを介して第１媒体と第２媒体とを熱交換させるものであって、第１媒体入口と第２媒体出口が水平方向の一方の端部側に位置し、第１媒体出口と第２媒体入口が水平方向の他方の端部側に位置するプレート式熱交換器を基本とし、
（１）第１媒体入口の下方に複数の第１流路を相互に連結する第１連結部が設けられたこと、
（２）該第１連結部の外側に、該第１連結部に流体接続され、封鎖し得る第１媒体液入口が設けられたこと、
（３）前記他方の端部側の第１媒体出口の上方に、封鎖し得る第１媒体気体出口が設けられたこと、
（４）前記他方の端部側の第２媒体入口の下方に、複数の第２流路を相互に連結する第２連結部が設けられたこと、
（５）該第２連結部の外側に、該第２連結部に流体接続され、封鎖し得る第２媒体液入口が設けられたこと、
（６）前記一方の端部側の第２媒体出口の上方に、封鎖し得る第２媒体気体出口が設けられたこと、
等を特徴とし、この（１）〜（６）のうちの１または複数を前述の基本のプレート式熱交換器に組み合わせることができる。
【００１７】
本発明のプレート式熱交換器の構成要素である略鉛直に設けられた複数のプレートは、積層されるとともに、隣接するプレート間は、ロウ付け、溶接、パッキンを使ったボルト締め等の公知のシール手段によってシールされ、それによって、第１媒体入口から分流した第１媒体が流通する第１流路と、第２媒体入口から分流した第２媒体が流れる第２流路とは、プレートを挟んで交互に設けられ、プレートを介して第１媒体と第２媒体とが熱交換されるように構成される。また、第１媒体入口と第２媒体出口が水平方向の一方の端部側に位置し、第１媒体出口と第２媒体入口が水平方向の他方の端部側に位置するように構成される。
【００１８】
プレートの設置方向である「略鉛直」とは、鉛直方向に対し±３０°（好ましくは±２０°、より好ましくは±１０°、さらに好ましくは±５°）の範囲内であることを意味する。最も好ましい設置方向は鉛直方向である。
プレートの設置方向をこのような角度に設定することにより、入口から各流路に対する媒体の均等な分配を確保できるとともに、プレート式熱交換器の設置スペースを比較的小さく、かつ、保守作業を容易化することができる。
【００１９】
第１媒体入口と出口、第２媒体入口と出口、および、必要に応じて設けられる第１媒体液入口、第１媒体気体出口、第２媒体液入口、第２媒体気体出口は、プレートと平行な両端面のうちの一方の面に設けても良いし、また、両面に設けても良い。両面に設ける場合、これら４〜８個の出入り口をどのような組み合わせで配置するかは自由に決めることができる。例えば、第１媒体入口と出口を一方の端面に、第２媒体入口と出口を他方の端面に設けても良いし、また、第１媒体入口と第２媒体入口を一方の端面に、第１媒体出口と第２媒体出口を他方の端面に設けても良いし、それ以外の組み合わせでも良い。
【００２０】
第１媒体入口から各第１流路へ第１媒体を分流するための第１連結分流路、第２媒体入口から各第２流路へ第２媒体を分流するための第２連結分流路、各第１流路からの第１媒体を合流させて第１媒体出口へ導く第１連結合流路、および、各第２流路からの第２媒体を合流させて第２媒体出口へ導く第２連結合流路は、プレートを貫通して設けられ、それら分流路や合流路の軸線方向は、均等な分流や効果的な合流を行うため、水平方向に対し±１５°（より好ましくは±１０°）の範囲内とすることが好ましい。また、各分流路や各合流路は、流れる媒体の流量に合わせて、媒体入口または媒体出口から離れるに従い、その断面積を小さくすることができる。その場合、各分流路や各合流路の下端が水平となるようにそれらの軸線方向を設定することもできる。
【００２１】
必要に応じて設けられる第１媒体液出口、第１媒体気体出口、第２媒体液入口、第２媒体気体出口にそれぞれ流体接続される各連結部は、上記連結分流路や上記連結合流路と同様に、それらの軸線方向や断面積を設定することができる。
各媒体液出口、および、各媒体気体出口は、それぞれの連結部軸線方向の延長上のプレート式熱交換器端面に設けることが好ましい。
【００２２】
プレート式熱交換器は、その使用態様に応じて、第１媒体液出口、第１媒体気体出口、第２媒体液入口、第２媒体気体出口の一部または全部を、栓、封鎖蓋等の封鎖手段により封鎖して使用することもできる。そのため、第１媒体液出口、第１媒体気体出口、第２媒体液入口、第２媒体気体出口のうちの多く具備するほど、封鎖手段を併せ具備することによって、高い汎用性を発揮することができる。
【００２３】
第１連結部および第２連結部は、それぞれ、第１媒体入口の下方、第２媒体入口の下方に位置すれば各媒体液を複数の流路に均等に分配する効果をそれなりに奏することができるが、第１流路や第２流路の上下方向の中間より下方側（より好ましくは、第１流路や第２流路の上下方向の最下端またはその近傍）に位置するよう構成することが各媒体液を複数の流路に均等に分配する上で好ましい。
また、第１連結部および第２連結部のプレート式熱交換器における水平方向の位置は、各媒体入口の直下、乃至、各媒体入口直下から出口側までの経路長の３０％以内（より好ましくは２０％以内、さらに好ましくは１０％以内）であることが好ましい。
【００２４】
必要に応じて設けられる第１媒体気体出口および第２媒体気体出口は、それぞれ、第１媒体出口の上方、第２媒体出口の上方に位置すれば各媒体気体を複数の流路から効率的に合流させ、各気体出口から効率的に流出させる効果をそれなりに奏することができるが、第１流路や第２流路の上下方向の中間より上方側（より好ましくは、第１流路や第２流路の上下方向の最上端またはその近傍）に位置するよう構成することが各媒体気体を複数の流路から効率的に合流させ、各気体出口から効率的に流出させる上で好ましい。
また、第１媒体気体出口および第２媒体気体出口のプレート式熱交換器における水平方向の位置は、各媒体出口の直上、乃至、各媒体出口直上から入口側までの経路長の３０％以内（より好ましくは２０％以内、さらに好ましくは１０％以内）であることが好ましい。
【００２５】
本発明のプレート式熱交換器は、限定するものではないが、好適には、吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムにおける凝縮器、蒸発器、内部熱交換器、その他の補助的熱交換器の少なくとも一つとして使用することができるが、それ以外にも、気体と液体の二相の媒体を同時に流入させたり、流出させたりする熱交換器として効果的に使用することができる。
【００２６】
本発明のプレート式熱交換器が適用される吸収・圧縮ハイブリッドヒートポンプシステムとしては、限定するものではないが、次の（１）〜（６）のようなものを挙げることができる。
（１）圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器を備え、熱媒体を圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器の順に循環させるもの。
（２）圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、および、凝縮器からの熱媒体と蒸発器からの熱媒体とを熱交換する内部熱交換器を備え、熱媒体を圧縮機、凝縮器、内部熱交換器、膨張弁、蒸発器、内部熱交換器の順に循環させるもの。
（３）上記（１）において、蒸発器と凝縮器との間に、圧縮機を介さずに蒸発器からの熱媒体液を凝縮器に送液する送液通路をさらに備えるもの。
（４）上記（２）において、内部熱交換器と凝縮器との間に、圧縮機を介さずに内部熱交換器からの熱媒体を凝縮器に送液する送液通路をさらに備えるもの。
（５）上記（３）または（４）において、前記送液通路は、送液される熱媒体液と凝縮器からの熱媒体とを熱交換させる熱交換器をさらに備えるもの。
（６）上記（３）〜（５）のいずれかにおいて、凝縮器として、第１媒体液入口を具備するプレート式熱交換器を用い、送液通路からの熱媒体液を第１媒体液入口に流入させるもの。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更、設定調整することができる。
【００２８】
＜実施例１＞凝縮器（単サイクル）への適用例、変形例：図８、図９
本発明のプレート式熱交換器を、図１に示す単サイクルの場合の凝縮器（図１で上方のもの）に適用した場合の適用例を図８に示す。
圧縮機から出た気体と液体は、作動媒体入口（第１媒体入口）からプレート式熱交換器内に注入される。市販の熱交換器をそのまま使用するためには、ガス（気体）と分離した形で液体のみを各流路に同量分配しながら注入する液体の輸送管を作動媒体入口から挿入することが必要となる。ここでは、プレート式熱交換器の作動媒体入口の下部に、該熱交換器における該作動媒体（第１媒体）用の複数の流路（第１流路）を相互に連結する連結部を設ける。この連結部により、作動媒体（第１媒体）の流れ方向の一点において、プレートに対して垂直方向に均一な液の分布が得られる。
【００２９】
図９は図８の作動媒体（第１媒体）用の複数の流路を相互に連結する連結部の外側の前記熱交換器外面に、該連結部と流体接続する接続口（第１媒体液入口）を設けたものである。気液分離圧縮する際には、圧縮器からの気体を作動媒体入口に注入し、ポンプからの液をこの接続口に導くことができる。また、この接続口に栓をすると、図８に示した熱交換器と同等の機能となる。
【００３０】
＜実施例２＞蒸発器（単サイクルなど）への適用例、変形例：図１０、図１１
単サイクルの場合の蒸発器および内部熱交換器（中間熱交換器）を有するサイクルの凝縮器は気体と液体が流入し、気体と液体が流出する。したがって図１０に示すように、図８で示したプレート式熱交換器に新たに気体の作動媒体の出口〔作動媒体出口（気体）、第１媒体気体出口〕を設ける。この場合は、作動媒体入口は基本的に一箇所のため、気液を一緒に導く。
【００３１】
また、膨張弁（絞り装置）を出た後に、気液分離器を設ければ、図１１に示した熱交換器で、液体の作動媒体を注入する口〔作動媒体入口（液）、第１媒体液入口〕から液体の作動媒体を注入することも可能となる。言うまでもなく、図１１のプレート式熱交換器の液体作動媒体注入口〔作動媒体入口（液）、第１媒体液入口〕に栓を設ければ、図１０のプレート式熱交換器と同等になる。
【００３２】
また、図１０および図１１に示したプレート式熱交換器で気体の作動媒体の出口〔作動媒体出口（気体）、第１媒体気体出口〕に栓を設けると、図８および図９と同等の機能を持つ単サイクルのプレート式熱交換器として使用することができる。図８および図９に追加される機能は、作動媒体出口（気体）において、ガスの経路が貫通し、作動媒体用の複数の流路がその部分で相互に連結されているため、ここでも液面が等しくなろうとする作用が働く。
【００３３】
図３に示されるように、内部熱交換器（中間熱交換器）を持つサイクルの凝縮器は、気体および液体が流入し、同じく気体および液体が流出するため、図１０または図１１に示したプレート式熱交換器を使用する。同じく、内部熱交換器（中間熱交換器）を持つサイクルの蒸発器も図１０または図１１に示したプレート式熱交換器を使用する。
【００３４】
＜実施例３＞内部熱交換器（中間熱交換器）への適用例、変形例：図１２〜図１４
内部熱交換器（中間熱交換器）は、高温側には液体および気体（第１媒体）が流入し、液体のみが流出する。低温側は液体および気体（第２媒体）が流入し、液体および気体が流出する。そこで、高温側および低温側の流入に関してはそれぞれ１箇所〔高温側作動媒体入口（第１媒体入口）、低温側作動媒体入口（第２媒体入口）〕からとし、低温側作動媒体の流出は気液を分離する〔低温側作動媒体液出口（第２媒体液出口）、低温側作動媒体気体出口（第２媒体気体出口）〕と、熱交換器の出入り口は図１２のように、５箇所となる。また、注入した液体が、各々の複数の通路に均等に分配されるように、内部に各媒体用の複数の通路を相互に連結する連結部をそれぞれ設ける〔高温側作動媒体液連結部（第１連結部）、低温側作動体体液連結部（第２連結部）〕。
【００３５】
図１３に示した内部熱交換器は、図１２に示した内部熱交換器の内部連結部を外部に開口させたものである。ここから液体の作動媒体を注入することが可能である。また、これらに栓をして使用すると、図１２の熱交換器と同じ機能となる。
【００３６】
図１４に示す熱交換器は、図１３の内部熱交換器において、高温側作動媒体（第１媒体）の出口上部に、高温側作動媒体の接続口（第１媒体気体出口）を設けたものである。熱交換器を傾けて使用する場合（この場合、該接続口の位置が上部でも液面が該接続口の上部に達する）には、ここから液体を取り出すことも可能であるし、また、栓をすればほぼ図１３と同じ機能を得る事ができる。この図１４の熱交換器のメリットは、出入り口が対称となり、レイアウトがしやすくなることである。
この図１２、１３、１４に示した熱交換器は、不要な開口部に栓、封鎖蓋等の封鎖手段を設けることにより、図８、９、１０、１１で示した熱交換器に代替することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の熱交換器は、冷凍機、ヒートポンプ、化学装置等における吸収・圧縮ヒートポンプサイクルにおいて、凝縮器、蒸発器、内部熱交換器、補助的熱交換器の少なくとも一つとして好適に使用できる。また、吸収・圧縮ヒートポンプサイクル以外においても、気体と液体の二相の媒体を同時に流入させたり、流出させたりする熱交換器として効果的に使用することができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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