JPH03505365A - 熱交換マニホールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 熱交換マニホールド 本発明は、マルチパネル熱交換器に使用するマニホールドの構成に関する。

本発明は、第１図に示すような熱交換器及び発電装置に使用するのに特に適して いる。この図は、海水中の異なる深さに存在する自然な温度差に依存して、海水 からエネルギーを取り出すプラントを示す。第１図を簡単に参照すると、冷水が ポンプ１によって海底から入口２を通ってタンク３Ａ内に収容された熱交換器３ まで液送される。作動流体、代表的にはアンモニアが、熱交換器３内で冷却され 、凝縮される。次いで、流体は、ポンプ４によって、異なるタンク５Ａ内の第２ の熱交換器５の中へ液送され、ここで、ポンプ７によって海面に近い入口８から 供給された温水から潜熱を得て流体は蒸発される。その結果得られた圧力下のア ンモニアガスは、発電機（図示せず）に連結されたタービンを駆動するのに使用 される。次いで、アンモニアガスは、熱交換器３に戻り、ここで海底からの冷水 によって再度凝縮される。熱交換器は、熱交換パネルのバンクからなる。パネル は、環境に対してシールされ、大きいタンク内に配置される。

特に、熱交換器は、複数のロールボンドした熱交換パネルからなる。本発明の目 的は、複数のロールボンドした熱交換パネルを共通の流路に連結するのに適して いるマニホールドを提供することにある。

本発明の第１の観点によれば、各々、縁部の開口で終わる作動流体の流路を構成 する複数の実質的に平行な熱交換パネルと、熱交換パネルと重なり、熱交換パネ ルを差込まれ、かつ重なり領域の熱交換パネルの形状と一致するように形作られ た複数のマニホールド要素からなるマニホールドを有し、前記マニホールド要素 が、互いに、かつ熱交換パネルに固着かつシールされ、各パネルの前記開口への 、或いは前記開口からの作動流体の流路を形成するように形作られている、熱交 換器が提供される。

マニホールド要素は、前記流路を構成する孔を有する本質的に平らなプレートか らなるのが好ましい。

マニホールドは代表的には、孔のまわりに互に係合する構造を備えたかかるプレ ートの積層体からなる。２つの隣接したプレートの重なり領域は、前記開口で、 或いはその近くで熱交換パネルを囲む。積層体のプレートは、有利には、適当な 保持手段、例えば、各プレートに設けた孔を貫通するタイボルトによって、−緒 に保持される。シールを補助するために接着材をプレート間に塗ってもよい。

一実施例では、少な（とも１つ、或いは幾つかの隣接したプレートが、プレート の縁部まで延びた孔を有し、前記流路と連通ずる流路を構成する。盲プレートが 、積層体の上下に設けられ、盲パーティ（Ｐａｒｔｉｅｓ）が前記流路の上下の 境界に設けられる。

作動流体が凝縮後熱交換器の底から導かれる凝縮用熱交換器について潜在的な問 題が予見される。上述した形式のプラントでは、熱交換器の出口は循環ポンプか ら相当な距離隔てられ、タンク側壁よりも上方に出口管を通すことが要求される 。かかる場合に、作動流体は低圧になりやすく、流体は沸点近くにあるので、パ イプライン内での再蒸発とガスロックの形成の問題が起こり、適正な流れを阻害 し、熱交換器の効率に影響を及ぼす。

本発明の第２の観点によれば、凝縮させるべき作動流体の流路を構成し、冷却流 体の容器内に収容される熱交換要素と、作動流体を再循環のために容器の外側の 領域に送出することかできるように、凝縮した作動流体を熱交換要素の底領域か ら上方に推進させる加圧した作動流体を使用するための手段とからなる、凝縮器 を有する上述した熱交換器を提供する。

今、本発明の好ましい実施例を、図面を参照して一例として説明する。

第１図は、本発明を使用するプラントの概略図を示し、第２図は、マニホールド セグメントの一実施例の平面図を示し、第３図は、第２図の側面図を示し、 第４図は、主入口をマニホールドキャビティの中へ形成するセグメントを示し、 第５図は、第２図、第３図及び第４図に示すセグメントから組立てたマニホール ドの斜視図を示し、 第６図は、第５図のＸＸ線における長手方向断面図を示し、第７図及び第８図は 、本発明の第２の観点を有する凝縮器パネルの別の変形例を示し、 第９図は、第７図及び第８図に示す凝縮器を組込む装置の概略図を示す。

第２図及び第３図を参照すると、マニホールドセグメント６が薄いアルミニウム プレートから形成され、その中心に孔７を有する。リム８が、両端が縁部６ａで 終わった開ループをなして孔のまわりに配置され、このリムはセグメントと一体 に成形されるか、別の製造段階でセグメントに固定される。リム８の両端の間に 孔７から縁部６ａまで延びる***部分９が、セグメントを他のセグメントに積層 したときに、リム８と一緒に３つの流路開口１０ａ、１０ｂ、及び１０ｃを構成 する。セグメント６を互に組立てたときに、孔１１により、（第６図に示すよう に）タイロッド１４が幾つかのセグメント６を貫通することを可能にする。シー ル材及るようにタイロッドにより、セグメントを一緒に固着することができる。

第４図は、孔７と、流路１０を有する縁部６ａと反対側の縁部６ｂとの間に延び る切欠き２２を有する第２の形式のマニホールドセグメント２１を示す。この第 ２の形式のセグメントは、第５図に示すように第１の形式のセグメントと一緒に 組立てたときに、孔７によって構成されたチャンバとマニホールドの外部との間 に、切欠き２２によって部分的に構成された共通流路４（第５図）を形成する。

この共通流路により、主供給ライン又は主排出ラインとマニホールドキャビティ １３（第５図）との連結を容易にすることができる。

第５図及び第６図は、組立てたマニホールドをエンドプレートを外した状態で示 す。セグメント６及び２１は、マニホールドキャビティへの、或いはマニホール ドキャビティからの共通流路４を形成するように配置される。流体ダクト５をも った熱交換パネル２は、流入口として使用される、共通流路４からマニホールド に入る流体を受は入れるように位置決めされる。流体は矢印Ａの方向に入り、マ ニホールドキャビティ１３を通過し、流路ｌＯを通って熱交換パネル２のダクト ５の中へ分散される。同様のマニホールドが排出側に位置決めされ熱交換パネル を出る流体を受は入れる。マニホールドセグメントは、マニホールドセグメント ６の孔１１を貫通するタイロッド１４により互いに保持される。固定ナツト１６ がタイロッド１４の両端に設けられる。マニホールドは、「サンドイッチ」を形 成するように次々のセグメントを差込むことによって各個々の熱交換パネルのま わりに組立てられるときに熱交換器に取付けることができる。セグメントの両側 にリム８を配置しても良いことは勿論である。

例えば、パネルの数を変えることによって、熱交換装置の寸法を変えるときには 、セグメントを加えたり減らしたりすることによってマニホールド寸法を変更し 、かくして特注のマニホールドを形成する費用を節約することができる。

第９図に示す装置は、凝縮した流体を、管を介して比較的温かい水を収容するタ ンクＣ内の蒸発部Ｂまで送出する循環ポンプＡを備える。蒸発した流体はタービ ンＤを駆動するのに用いられ、引き続いて比較的冷たい水のタンクＨ内の凝縮器 Ｅに供給される。

ジェットポンプＦが凝縮器Ｅの出口に設けられ、凝縮した流体をポンプＡまで戻 す。別の供給ラインＧが、ジェットポンプＥを駆動するためにポンプＡの出口か ら直接取り出される。第７図は、ロールポンディングによって作動流体１２の流 路１１を内部に構成した熱交換要素ＩＯを有する凝縮器Ｅを示す。流体送出ライ ン３０が、熱交換要素の上部領域の入口３１で熱交換要素１０に連結され、凝縮 した作動流体が熱交換要素の下方領域に設けられた出口１５で熱交換要素ｌＯを 出る。

供給ラインＧは、加圧した凝縮駆動流体を出口１５に隣接して設けられたジェッ トポンプ１３に直接供給し、ジェットポンプ１３と出口１５は出口管１８に流体 を供給する。ジェットポンプ１３は、駆動流体のノズル１６と、ノズル１６及び 出口１５に隣接して出口管１８に構成されたキャビティ１７とからなる。

今、第８図を参照すると、この図に示す凝縮器は、第７図に関して上述したもの と本質的に同じ構成部品であり、添字「Ａ」を付けた同じ参照番号で示す。しか し、この場合には、熱交換要素１０Ａ、ジェットポンプ１３Ａ及び出口管１８Ａ は、ロールポンディングによって一体に成形される。この場合、供給ライン１４ Ａは、ｌ、−ルボンディングによって熱交換器１０Ａ内に少なくとも部分的に成 形され、別の入口３２ＡがラインＧとの連結用に設けられる。

運転では、第７図及び第８図に示す実施例は両方とも、同じ仕方で機能する。各 場合に、凝縮器は第１図及び第４図に関して説明したプラントの部分、すなわち タンク３Ａ内の凝縮器３又はタンクＨ内の凝縮器Ｅを形成する。作動流体は、循 環ポンプ４、Ａから送出ライン３０．３０Ａに供給される。作動流体１２．１２ Ａの流れは、熱交換要素１０．ＩＯＡ内の流路１１．ＩＩＡへ差し向けられ、流 路１１、ＩＩＡ内で凝縮され、出口１５．１５Ａに送出されて、出口管１８．１ ８Ａへ送出される。凝縮作動流体よりも高圧である駆動流体は、循環ポンプ４、 Ａからジェットポンプ１３．１３Ａに直接送出され、ここで駆動流体はノズルＩ ６．１６Ａからキャビティ１７．１７Ａへ噴出される。キャビティ１７．１７Ａ 内の圧力は、流路１１、ＩＩＡ内よりも低いので、凝縮作動流体１２．１２Ａは 、出口１５．１５Ａから常に流れる。

ジェットポンプ　１３．１３Ａからの駆動流体は、出口管１８．１８Ａ内の流体 に圧力を与え、流体を凝縮器から循環ポンプまで駆動するのに役立つ。この仕方 で、気泡の形成が減じられ、かりに気泡が形成されても、ポンプの作用は、流体 が凝縮器Ｅから循環ポンプＡまで駆動されることを意味する。

上述したジェットポンプは、凝縮器の製造中に簡単に成形され、可動部品を必要 とせず、かつ本質的にメンテナンスフリーである利点を有する。しかし、他の形 式のポンプを使用して熱交換要素の出口に加圧した作動流体を作っても良い。

本発明の範囲内で変更を行うことができる。

本発明のこの観点を熱交換器の特定の実施例で説明したが、本ＦＩＧ、１ 国際調査報告 ＋ｍ−ｍ１ｌ＋Ｍ＠１ｈａ−べ１ｒ−−Ｎ＠ｐｃ’ｒ／ＧＢ９０１０Ｏ３６４国 際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．各々、縁部の開口で終わる作動流体の流路を構成する複数の実質的に平行な 熱交換パネルと、熱交換パネルと重なり、熱交換パネルを差込まれ、かつ重なり 領域の熱交換パネルの形状と一致するように形作られた複数のマニホールド要素 からなるマニホールドとを有し、前記マニホールド要素が、互いに、かつ熱交換 パネルに固着かつシールされ、各パネルの前記開口への、或いは前記開口からの 作動流体の流路を形成するように形作られている、熱交換器。
2. ２．マニホールドは複数のセグメントから形成され、各々のセグメントはこれを 貫通する孔と、セグメントの表面にセグメントの孔と縁部との間を延びる少なく とも１つの凹部を有し、複数のセグメントを互いに固着させたときに、孔が一緒 になってマニホールドチャンバを形成し、凹部がセグメント間にチャンバヘの流 路開口を構成し、更にマニホールドはチャンバの各端に閉鎖部材を有し、共通の 流路がチャンバとマニホールドの外部との間に設けられる、請求の範囲第１項に 記載の熱交換器。
3. ３．マニホールド要素は、前記流路を構成する孔を有する本質的に平らなプレー トからなる、請求の範囲第１項に記載の熱交換器。
4. ４．マニホールドの少なくとも１つのセグメントが、共通流路を構成するように セグメントの孔と縁部との間に延びる開口を有する、請求の範囲第２項に記載の 熱交換器。
5. ５．２つ又はそれ以上のセグメントが各々セグメントの孔と縁部との間に延びる 開口を有し、該開口は一緒になって共通流路を構成する、請求の範囲第４項に記 載の熱交換器。
6. ６．各開口が，セグメントの凹部と反対の側にある、請求の範囲第４項に記載の 熱交換器。
7. ７．少なくとも２つの流路が孔からマニホールドセグメントの外縁部まで延びる 、請求の範囲第２項に記載の熱交換器。
8. ８．マニホールドのセグメントが、孔を部分的に取囲み、孔の各端でセグメント の縁部まで延びる***したリムを有し、リムの間に前記凹部を構成する、請求の 範囲第２項に記載の熱交換器。
9. ９．マニホールドの少なくとも１つの***部分が、***したリムの両端間で孔か ら前記縁部まで延び、少なくとも２つの前記凹部を構成する、請求の範囲第６項 に記載の熱交換器。
10. １０．複数のセグメントから形成される流体マニホールドであって、各々のセグ メントは、該セグメントを貫通する孔と、セグメントの表面にセグメントの孔と 縁部との間に延びる少なくとも１つの凹部を有し、複数のセグメントを互いに固 着させたときに、孔が一緒になってマニホールドチャンバを形成し、凹部がセグ メント間にチャンバヘの流路開口を構成し、更に流体マニホールドはチャンバの 各端に閉鎖部材を有し、共通の流路がチャンバとマニホールドの外部との間に設 けられる、流体マニホールド。