(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの入口から上方に向けて設けた各導入管と、各前記入口に対応する二つの出口から上方に向けて設けた各導出管とを有する熱交換容器の内部に、前記入口及び前記出口と同じ位置に各開口を有する複数の伝熱板を収納するとともに、一方の前記入口から流入した流体と、他方の前記入口から流入した流体とが、各前記伝熱板の異なる面の側に案内され、各前記出口から流出する過程で熱交換を行うように構成したプレート式熱交換器本体部を、内部が減圧される減圧容器の内面と、前記各導入管及び前記各導出管の部分を除く前記熱交換容器の外面とを離間させて、前記減圧容器の内部に収納するとともに、前記各導入管及び前記各導出管を前記減圧容器の天板に溶接して気密状態に固定することにより、前記各導入管及び前記各導出管のみによって前記プレート式熱交換器本体部を前記減圧容器の内部に宙吊り状態にして収納したことを特徴とするプレート式熱交換器。
【請求項２】
減圧容器内に流体の漏込検出手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載のプレート式熱交換器。
【請求項３】
吸収液同士の熱交換に請求項１または２記載のプレート式熱交換器が使用されたことを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項４】
吸収液と冷媒との熱交換に請求項１または２記載のプレート式熱交換器が使用されたことを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項５】
プレート式熱交換器の上流側にフィルタが設けられたことを特徴とする請求項３または４記載の吸収式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体同士の熱交換に使用するプレート式熱交換器と、それを使用した吸収式冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図４に示した二つの入口１Ｌ、１Ｒと、二つの出口２Ｌ、２Ｒを備えた熱交換容器３に、熱交換容器３の前記出入口と同じ位置に開口４を有する複数の伝熱板５を収納し、熱交換容器３の一方の入口から流入した流体と他方の入口から流入した流体を各伝熱板５の異なる面の側に案内し、熱交換容器３の対応する出口から流出する過程で熱交換するプレート式熱交換器１００Ｘがある。
【０００３】
なお、熱交換容器３の入口１Ｌ、１Ｒには導入管６Ｌ、６Ｒが設けられ、出口２Ｌ、２Ｒには導出管７Ｌ、７Ｒが設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のプレート式熱交換器においては、２種類の流体は薄く、表面積の広い伝熱管を介して熱交換するため、熱交換効率には優れているが、熱交換容器内の流体は熱交換容器の壁面を介して外気の影響を強く受けると言った問題点があり、その解決が課題となっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、
二つの入口から上方に向けて設けた各導入管と、各上記の入口に対応する二つの出口から上方に向けて設けた各導出管とを有する熱交換容器の内部に、上記の入口及び上記の出口と同じ位置に各開口を有する複数の伝熱板を収納するとともに、一方の上記の入口から流入した流体と、他方の上記の入口から流入した流体とが、各上記の伝熱板の異なる面の側に案内され、各上記の出口から流出する過程で熱交換を行うように構成したプレート式熱交換器本体部を、内部が減圧される減圧容器の内面と、上記の各導入管及び上記の各導出管の部分を除く上記の熱交換容器の外面とを離間させて、上記の減圧容器の内部に収納するとともに、上記の各導入管及び上記の各導出管を上記の減圧容器の天板に溶接して気密状態に固定することにより、上記の各導入管及び上記の各導出管のみによって上記のプレート式熱交換器本体部を上記の減圧容器の内部に宙吊り状態にして収納した第１のプレート式熱交換器と、
【０００６】
前記第１の構成のプレート式熱交換器において、減圧容器内に流体の漏込検出手段を設けるようにした第２の構成のプレート式熱交換器と、
【０００７】
吸収液同士の熱交換に前記第１または第２の構成のプレート式熱交換器を使用するようにした第１の構成の吸収式冷凍機と、
【０００８】
吸収液と冷媒との熱交換に前記第１または第２の構成のプレート式熱交換器を使用するようにした第２の構成の吸収式冷凍機と、
【０００９】
前記第１または第２の構成のプレート式熱交換器において、プレート式熱交換器の上流側にフィルタを設けるようにした第３の構成の吸収式冷凍機と、
を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１と図２に例示したプレート式熱交換器１００は、前記図４に示した構成のプレート式熱交換器１００Ｘを、例えば鉄製の堅牢な減圧容器１０１内に収納設置したものである。つまり、プレート式熱交換器１００Ｘが、上記の解決手段におけるプレート式熱交換器本体部に相当するものである。
【００１２】
減圧容器１０１の天板には４個の穴が開設され、そこに熱交換容器３の導入管６Ｌ、６Ｒ、導出管７Ｌ、７Ｒが挿し込まれ、それぞれが減圧容器１０１の天板に溶接により気密状態に固定され、減圧容器１０１内にプレート式熱交換器１００Ｘが減圧容器１０１の内面と接触しない宙吊状態に収納されている。
【００１３】
また、減圧容器１０１の底板には、ポンプ１０２と開閉弁１０３が介在する排気管１０４が連結され、減圧容器１０１の内部空間１０１Ａの空気などの排出が可能となっている。つまり、減圧容器１０１の内部の減圧が可能になっている。
【００１４】
また、減圧容器１０１の底板内面側最低部位には、液体漏込検出センサ１０５が設けられている。液体漏込検出センサ１０５は、プレート式熱交換器１００で熱交換する液体の種類に応じて、適宜のタイプのものが選択される。
【００１５】
例えば、導電性の液体同士を熱交換させるプレート式熱交換器１００においては、その導電性液体が触れることで生じる電圧の変化などにより、液体の内部空間１０１Ａへの漏込みの有無を判断するように構成し、内部空間１０１Ａへの液体の漏込みを検出したときに、所定の検出信号を出力するように構成されている。
【００１６】
上記構成のプレート式熱交換器１００においては、開閉弁１０３を開放した状態でポンプ１０２を起動し、内部空間１０１Ａにある気体（空気）の対流による減圧容器１０１とプレート式熱交換器１００Ｘの熱交換容器３との間の熱移動を実質的に防止する観点から、内部空間１０１Ａを例えば５００Ｐａ程度の真空にし、開閉弁１０３が閉じられる。
【００１７】
したがって、本発明のプレート式熱交換器１００においては、減圧容器１０１とプレート式熱交換器１００Ｘの熱交換容器３との間の熱移動は、導入管６Ｌ、６Ｒ、導出管７Ｌ、７Ｒを介した熱伝導による僅かな熱移動と、内部空間１０１Ａを介しての輻射熱による僅かな熱移動に限定されるので、プレート式熱交換器１００内を流れて熱交換する二つの流体は、外気から影響され難くなる。
【００１８】
上記構成の本発明のプレート式熱交換器１００は、例えば特願２００２−９２０９１などの吸収式冷凍機の溶液熱交換器として使用することができる。図３は、本発明のプレート式熱交換器１００を、低温熱交換器２０９、つまり、吸収液同士の熱交換を行う熱交換器、高温熱交換器２１０、つまり、吸収液同士の熱交換を行う熱交換器、冷媒熱回収器２２８、つまり、吸収液と冷媒との熱交換を行う熱交換器に使用した吸収式冷凍機２００の配管を示したものであり、この吸収式冷凍機２００においては、各プレート式熱交換器の上流側にはフィルタＦ１〜Ｆ６が設置されている。
【００１９】
なお、図中２０１は、例えば都市ガスを燃料とするガスバーナ２０２の火力により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離するように構成された高温再生器、２０３は低温再生器、２０４は凝縮器、２０５は低温再生器２０３と凝縮器２０４が収納されている高温胴、２０６は蒸発器、２０７は吸収器、２０８は蒸発器２０６と吸収器２０７が収納されている低温胴、２１１〜２１３は吸収液管、２１４は吸収液ポンプ、２１５〜２１８は冷媒管、２１９は冷媒ポンプ、２２０は冷水管、２２１は冷却水管、２２２はガスバーナ２０２から出る排ガスが通る排気管、２２３は第１の排ガス熱回収器、２２４は第２の排ガス熱回収器、２２５は流量制御弁である。
【００２０】
したがって、本発明の吸収式冷凍機２００においては、管路を流れる吸収液と冷媒に固形の不純物が混入しても、その不純物はフィルタＦ１〜Ｆ６により確実に除去されるので、流路が狭いプレート式熱交換器１００からなる低温熱交換器２０９、高温熱交換器２１０、冷媒熱回収器２２８が不純物で詰まると云った不都合が生じることはない。
【００２１】
また、本発明の吸収式冷凍機２００においては、内部空間１０１Ａへの吸収液などの洩れ込みが液体漏込検出センサ１０５により検出されたときには、ポンプ１０２を起動し、開閉弁１０３を開弁することで、内部空間１０１Ａに漏れ込んだ吸収液などを器外に排出することが可能であり、したがって内部空間１０１Ａに漏れ込んだ吸収液などの影響により、上昇した熱交換容器３と減圧容器１０１との間の熱伝導を低下させることができる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００２３】
例えば、減圧容器１０１内に収納するプレート式熱交換器１００Ｘは、特開昭６２−１３１１９６号公報、特開平３−２７１６９７号公報、特開平４−７３５９５号公報、特開平７−１９０６４９号公報、特開平７−２２９６８７号公報などに提案されたプレート式熱交換器であっても良い。
【００２４】
また、上記実施形態においては、符号１（Ｌ、Ｒ）を流体の流入口、符号２（Ｌ、Ｒ）を流体の流出口として説明したが、２種類の流体が逆方向に流れる対向流となるように、例えば符号１Ｌを一方の流体の流入口、符号２Ｌをその流体の流出口、符号２Ｒを他方の流体の流入口、符号１Ｒをその流体の流出口として使用することもできる。
【００２５】
また、フィルタＦ１〜Ｆ６それぞれの前後に圧力計を設置してフィルタの前後の圧力を検出し、フィルタの前後で所定の圧力差が検出されなくなったときに当該フィルタの清掃を指示する警報手段を設けることも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は出入口をそれぞれ２個備えた熱交換容器に、熱交換容器の前記出入口と同じ位置に開口部を有する複数の伝熱板を収納し、熱交換容器の一方の入口から流入した流体と他方の入口から流入した流体が各伝熱板の異なる面の側に案内され、熱交換容器の対応する出口から流出する過程で熱交換するプレート式熱交換器本体部を、内部が減圧された減圧容器内に減圧容器内面と離間して収納したプレート式熱交換器であり、そのプレート式熱交換器を吸収液同士および／または吸収液と冷媒との熱交換器として使用するようにした吸収式冷凍機であるので、熱交換する流体は外気の影響を受け難い。
【００２７】
また、減圧容器内に流体の漏込検出手段を設けるようにしたものにあっては、熱交換容器と減圧容器との間の内部空間に漏れ込んだ吸収液などを器外に排出することが可能であり、したがって前記内部空間に漏れ込んだ吸収液などの影響により上昇した熱交換容器と減圧容器との間の熱伝導を低下させることができる。
【００２８】
また、プレート式熱交換器の上流側にフィルタを設置するようにした吸収式冷凍機においては、管路を流れる吸収液と冷媒に固形の不純物が混入しても、その固形の不純物はフィルタにより除去されるので、流路の狭いプレート式熱交換器からなる低温熱交換器、高温熱交換器、冷媒熱回収器などが不純物で詰まると云った不都合が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す説明図である。
【図４】従来のプレート式熱交換器を示す説明図であり、（Ａ）は一部を破断して示す平面説明図、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ断面を示す説明図である。
【符号の説明】
１Ｌ、１Ｒ  入口
２Ｌ、２Ｒ  出口
３  熱交換容器
４  開口
５  伝熱板
６Ｌ、６Ｒ  導入管
７Ｌ、７Ｒ  導出管
１０１  減圧容器
１０１Ａ  内部空間
１０２  ポンプ
１０３  開閉弁
１０４  排気管
１０５  液体漏込検出センサ
１７  開閉弁
１００、１００Ｘ  プレート式熱交換器
２００  吸収式冷凍機
２０１  高温再生器
２０３  低温再生器
２０４  凝縮器
２０６  蒸発器
２０７  吸収器
２０９  低温熱交換器
２１０  高温熱交換器
２１１〜２１３  吸収液管
２１４  吸収液ポンプ
２１５〜２１９  冷媒管
２１９  冷媒ポンプ
２２０  冷水管
２２１  冷却水管
２２２排気管
２２３  第１の排ガス熱回収器
２４  第２の排ガス熱回収器
２２５  流量制御弁
２２８  冷媒熱回収器
Ｆ１〜Ｆ６  フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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