JPH05126478A - プレート式熱交換器 - Google Patents
プレート式熱交換器Info
- Publication number
- JPH05126478A JPH05126478A JP22395991A JP22395991A JPH05126478A JP H05126478 A JPH05126478 A JP H05126478A JP 22395991 A JP22395991 A JP 22395991A JP 22395991 A JP22395991 A JP 22395991A JP H05126478 A JPH05126478 A JP H05126478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- plate
- transfer surface
- plates
- passage hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 伝熱面の有効利用を図ることによってプレー
ト式熱交換器の熱交換効率を向上させる。 【構成】 本発明のプレート式熱交換器は、プレートＡ
とプレートＢとをそれぞれ横置きにして交互に積層した
ものである。プレートＡの通路孔２ａから伝熱面４ａに
流入したフロン蒸気は凝縮して液滴を生じる。液滴は伝
熱面４ａを流下しながら成長して液膜となるが、プレー
トを横置きにすることによって流下距離が小さくなるた
め、液膜は厚く成長する前にプレートＡの下端に達す
る。したがって、伝熱面４ａが厚い液膜によって覆われ
ることがなく、蒸気の凝縮が効率よく行なわれる。
ト式熱交換器の熱交換効率を向上させる。 【構成】 本発明のプレート式熱交換器は、プレートＡ
とプレートＢとをそれぞれ横置きにして交互に積層した
ものである。プレートＡの通路孔２ａから伝熱面４ａに
流入したフロン蒸気は凝縮して液滴を生じる。液滴は伝
熱面４ａを流下しながら成長して液膜となるが、プレー
トを横置きにすることによって流下距離が小さくなるた
め、液膜は厚く成長する前にプレートＡの下端に達す
る。したがって、伝熱面４ａが厚い液膜によって覆われ
ることがなく、蒸気の凝縮が効率よく行なわれる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、凝縮器や蒸発器等とし
て使用されるプレート式熱交換器の改良に関する。
て使用されるプレート式熱交換器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】フロン等の冷媒を用いた冷凍サイクルシ
ステムにおいては凝縮器、蒸発器が重要な要素であり、
これら要素として小型で性能に優れたプレート式熱交換
器が使用されている。プレート式熱交換器は、４つの通
路孔と伝熱面とを形成した複数の伝熱プレート（以下、
プレートという。）を積層し、プレート間に温媒と冷媒
の流路を交互に形成することにより、プレートの伝熱面
を介して両媒体間で熱交換を行なわせるものであるが、
一般的には、図４に示すように、２種類の長方形のプレ
ート１１、１４を縦置きにして交互に積層している。そ
のため、例えば、温媒は左上方の通路孔１２ａ（入口側
の通路孔）側からプレート１１の伝熱面１３に流入した
後、左下方の通路孔１２ｂ（出口側の通路孔）から流出
し、逆に、冷媒は右下方の通路孔１２ｃ（入口側の通路
孔）側からプレート１４の伝熱面１３’に流入した後、
右上方の通路孔１２ｄ（出口側の通路孔）から流出す
る。したがって、各作動媒体の入口側の通路孔および出
口側の通路孔は、プレートの一方の長辺側に整列するこ
とになる。
ステムにおいては凝縮器、蒸発器が重要な要素であり、
これら要素として小型で性能に優れたプレート式熱交換
器が使用されている。プレート式熱交換器は、４つの通
路孔と伝熱面とを形成した複数の伝熱プレート（以下、
プレートという。）を積層し、プレート間に温媒と冷媒
の流路を交互に形成することにより、プレートの伝熱面
を介して両媒体間で熱交換を行なわせるものであるが、
一般的には、図４に示すように、２種類の長方形のプレ
ート１１、１４を縦置きにして交互に積層している。そ
のため、例えば、温媒は左上方の通路孔１２ａ（入口側
の通路孔）側からプレート１１の伝熱面１３に流入した
後、左下方の通路孔１２ｂ（出口側の通路孔）から流出
し、逆に、冷媒は右下方の通路孔１２ｃ（入口側の通路
孔）側からプレート１４の伝熱面１３’に流入した後、
右上方の通路孔１２ｄ（出口側の通路孔）から流出す
る。したがって、各作動媒体の入口側の通路孔および出
口側の通路孔は、プレートの一方の長辺側に整列するこ
とになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記構成のプレート式
熱交換器を、例えば凝縮器として用いる場合、図５に示
すように、フロン蒸気を入口側の通路孔１２ａから伝熱
面１３に流入させると蒸気はすぐに凝縮を始め、厚い液
膜１５となって伝熱面１３の大部分を覆ってしまう。後
述するように、この厚い液膜１５がフロン蒸気と伝熱面
１３との間に介在することによって、蒸気と冷媒との間
の熱交換が妨げられ、その分、熱交換効率が低下する。
これを防止するために、例えば、プレート１１を横置き
にして積層し、図６に示すように、蒸気を左下方の通路
孔１２ａ側から流入させたのち右下方の通路孔１２ｂか
ら流出させたり、あるいは図７に示すように、蒸気を左
上方の通路孔１２ａから流入させたのち右上方の通路孔
１２ｂから流出させる等の手段が考えられる。しかしな
がら、図６に示すものでは、伝熱面１３の上方側に未凝
縮ガスが溜りやすく、このガス溜り１６が蒸気の流れを
阻害する。また、図７に示すものでは、凝縮液が排出さ
れずに伝熱面１３の下方側に溜まり、この液溜まり１７
がやはり蒸気の流れを阻害する。蒸気の流れが阻害され
る部分では熱交換が行なわれず、その分だけ伝熱面の有
効面積が実質的に減少したことになる。あるいは、図８
に示すように、入口側の通路孔１２ａと出口側の通路孔
１２ｂとを対角線上に位置させ、作動媒体を対角線状に
流すようにした斜交流式のプレート１１’を用いる手段
も考えられるが、図５に示すものと同様に、伝熱面１３
の大部分が厚い液膜１５で覆われてしまう。このよう
に、従来のプレート式熱交換器においては、液膜１５、
未凝縮ガス溜り１６、液溜り１７によって伝熱面の有効
利用が阻害され、これが熱交換効率を低下させる一因と
なっていたのである。
熱交換器を、例えば凝縮器として用いる場合、図５に示
すように、フロン蒸気を入口側の通路孔１２ａから伝熱
面１３に流入させると蒸気はすぐに凝縮を始め、厚い液
膜１５となって伝熱面１３の大部分を覆ってしまう。後
述するように、この厚い液膜１５がフロン蒸気と伝熱面
１３との間に介在することによって、蒸気と冷媒との間
の熱交換が妨げられ、その分、熱交換効率が低下する。
これを防止するために、例えば、プレート１１を横置き
にして積層し、図６に示すように、蒸気を左下方の通路
孔１２ａ側から流入させたのち右下方の通路孔１２ｂか
ら流出させたり、あるいは図７に示すように、蒸気を左
上方の通路孔１２ａから流入させたのち右上方の通路孔
１２ｂから流出させる等の手段が考えられる。しかしな
がら、図６に示すものでは、伝熱面１３の上方側に未凝
縮ガスが溜りやすく、このガス溜り１６が蒸気の流れを
阻害する。また、図７に示すものでは、凝縮液が排出さ
れずに伝熱面１３の下方側に溜まり、この液溜まり１７
がやはり蒸気の流れを阻害する。蒸気の流れが阻害され
る部分では熱交換が行なわれず、その分だけ伝熱面の有
効面積が実質的に減少したことになる。あるいは、図８
に示すように、入口側の通路孔１２ａと出口側の通路孔
１２ｂとを対角線上に位置させ、作動媒体を対角線状に
流すようにした斜交流式のプレート１１’を用いる手段
も考えられるが、図５に示すものと同様に、伝熱面１３
の大部分が厚い液膜１５で覆われてしまう。このよう
に、従来のプレート式熱交換器においては、液膜１５、
未凝縮ガス溜り１６、液溜り１７によって伝熱面の有効
利用が阻害され、これが熱交換効率を低下させる一因と
なっていたのである。
【０００４】そこで、本発明の目的は、伝熱面の有効利
用を図ることによってプレート式熱交換器の熱交換効率
を向上させることにある。
用を図ることによってプレート式熱交換器の熱交換効率
を向上させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本考案では、伝熱プレー
トとして、作動媒体が伝熱面を対角線状に流れる構造を
なす斜交流式の伝熱プレートを用い、かつ、この伝熱プ
レートを横置きにして積層するようにした。
トとして、作動媒体が伝熱面を対角線状に流れる構造を
なす斜交流式の伝熱プレートを用い、かつ、この伝熱プ
レートを横置きにして積層するようにした。
【０００６】
【作用】入口側の通路孔からプレートの伝熱面に流れ込
んだフロン蒸気は、熱量を放出して凝縮する。そして、
凝縮により生じた液滴は伝熱面を流下し、出口側の通路
孔から流出する。蒸気がプレートを対角線状に流れるの
で、伝熱面に未凝縮ガス溜り、液溜りが生じにくい。ま
た、プレートを横置きにして使用するので、蒸気の凝縮
が効率よく行なわれる。図３を参照しながら説明する
と、蒸気が伝熱面上で凝縮熱を放出して凝縮すると液滴
を生じ、この液滴が流下をはじめ成長すると液膜とな
る。液膜は冷却されて凝縮熱を受容できる状態になる
と、蒸気がその上に凝縮する。こうして、液膜は流下し
ながら次第に厚くなってゆく。ところが、液膜が厚くな
った部分は凝縮熱を受容できる状態になるまでかなりの
時間がかかるため、この部分では凝縮が行なわれにくく
なる。つまり、伝熱面上で液膜の厚くなった部分は熱交
換に寄与する割合が少なく、熱交換は主に液膜の薄い部
分で行なわれるのである。換言すれば、伝熱面の全面積
中で液膜の厚くなった部分は有効に利用されていないと
言える。本発明でプレートを横置きにした理由は、この
有効に利用されていない部分を減少させることにある。
つまり、液膜は流下するにしたがって成長しその厚さを
増すのであるから、プレートを横置きにして液膜が流下
しうる距離を小さくすることによって、液膜が厚く成長
する以前に伝熱面から流出させることができるのであ
る。したがって、伝熱面の全面積中で熱交換に寄与しな
い部分が減少する結果、伝熱面が有効利用され、もって
全体の熱交換効率が向上する。
んだフロン蒸気は、熱量を放出して凝縮する。そして、
凝縮により生じた液滴は伝熱面を流下し、出口側の通路
孔から流出する。蒸気がプレートを対角線状に流れるの
で、伝熱面に未凝縮ガス溜り、液溜りが生じにくい。ま
た、プレートを横置きにして使用するので、蒸気の凝縮
が効率よく行なわれる。図３を参照しながら説明する
と、蒸気が伝熱面上で凝縮熱を放出して凝縮すると液滴
を生じ、この液滴が流下をはじめ成長すると液膜とな
る。液膜は冷却されて凝縮熱を受容できる状態になる
と、蒸気がその上に凝縮する。こうして、液膜は流下し
ながら次第に厚くなってゆく。ところが、液膜が厚くな
った部分は凝縮熱を受容できる状態になるまでかなりの
時間がかかるため、この部分では凝縮が行なわれにくく
なる。つまり、伝熱面上で液膜の厚くなった部分は熱交
換に寄与する割合が少なく、熱交換は主に液膜の薄い部
分で行なわれるのである。換言すれば、伝熱面の全面積
中で液膜の厚くなった部分は有効に利用されていないと
言える。本発明でプレートを横置きにした理由は、この
有効に利用されていない部分を減少させることにある。
つまり、液膜は流下するにしたがって成長しその厚さを
増すのであるから、プレートを横置きにして液膜が流下
しうる距離を小さくすることによって、液膜が厚く成長
する以前に伝熱面から流出させることができるのであ
る。したがって、伝熱面の全面積中で熱交換に寄与しな
い部分が減少する結果、伝熱面が有効利用され、もって
全体の熱交換効率が向上する。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【０００８】図１は、プレートＡを示す。プレートＡに
は、入口側の通路孔２ａと出口側の通路孔３ａとが比較
的横長方形のプレートＡの対角線上に設けられている。
通路孔２ａ側から伝熱面４ａに流入したフロン蒸気等の
媒体が、伝熱面４ａを流れて凝縮したのち、通路孔３ａ
から流出する構造になっている。尚、２ｂ、３ｂは他方
の媒体の通路孔である。
は、入口側の通路孔２ａと出口側の通路孔３ａとが比較
的横長方形のプレートＡの対角線上に設けられている。
通路孔２ａ側から伝熱面４ａに流入したフロン蒸気等の
媒体が、伝熱面４ａを流れて凝縮したのち、通路孔３ａ
から流出する構造になっている。尚、２ｂ、３ｂは他方
の媒体の通路孔である。
【０００９】図２は、プレートＢを示す。プレートＢに
は、入口側の通路孔２ｂと出口側の通路孔３ｂとが比較
的横長方形のプレートＢの対角線上に設けられている。
通路孔２ｂ側から伝熱面４ｂに流入した他方の媒体が、
プレートＡの伝熱面４ａ上を流れるフロン蒸気と熱交換
を行ない、温度上昇したのち通路孔３ｂから流出する構
造になっている。尚、２ａ、３ａはフロン蒸気の通路孔
である。
は、入口側の通路孔２ｂと出口側の通路孔３ｂとが比較
的横長方形のプレートＢの対角線上に設けられている。
通路孔２ｂ側から伝熱面４ｂに流入した他方の媒体が、
プレートＡの伝熱面４ａ上を流れるフロン蒸気と熱交換
を行ない、温度上昇したのち通路孔３ｂから流出する構
造になっている。尚、２ａ、３ａはフロン蒸気の通路孔
である。
【００１０】プレートＡとプレートＢとは交互に積層さ
れて熱交換器を構成する。積層された各プレートは、媒
体の外部洩れおよび流路を確保するために、接合または
ろう付けされる。
れて熱交換器を構成する。積層された各プレートは、媒
体の外部洩れおよび流路を確保するために、接合または
ろう付けされる。
【００１１】このようにして構成された熱交換器を凝縮
器として使用する場合は、プレートＡの流路にフロン蒸
気を流入させ、プレートＢの流路に他の媒体を流入させ
る。フロン蒸気は通路孔２ａを通って伝熱面４ａに流入
する。フロン蒸気は伝熱面４ａに触れると熱量を放出し
て凝縮を始め、液適を生じる。この液適は伝熱面４ａ上
を流下しながら成長して液膜となるが、この熱交換器は
各プレートＡ、Ｂを横置きにして流下距離を小さくして
いるため、液膜は成長する以前にプレートＡの下端に達
し通路孔３ａから流出する。したがって、この熱交換器
は伝熱面４ａが厚い液膜によって覆われることがないた
め、伝熱性に優れ、しかも伝熱面積の小さいコンパクト
な構造にすることが可能である。
器として使用する場合は、プレートＡの流路にフロン蒸
気を流入させ、プレートＢの流路に他の媒体を流入させ
る。フロン蒸気は通路孔２ａを通って伝熱面４ａに流入
する。フロン蒸気は伝熱面４ａに触れると熱量を放出し
て凝縮を始め、液適を生じる。この液適は伝熱面４ａ上
を流下しながら成長して液膜となるが、この熱交換器は
各プレートＡ、Ｂを横置きにして流下距離を小さくして
いるため、液膜は成長する以前にプレートＡの下端に達
し通路孔３ａから流出する。したがって、この熱交換器
は伝熱面４ａが厚い液膜によって覆われることがないた
め、伝熱性に優れ、しかも伝熱面積の小さいコンパクト
な構造にすることが可能である。
【００１２】一方、プレートＢの流路は他の媒体の流路
となるが、他の媒体として一般的には水を用いる。水は
通路孔２ｂを通ってプレートＢの伝熱面４ｂに流入す
る。水は伝熱面４ｂに触れるとフロン蒸気から熱量を吸
収して温度が上昇し、通路孔３ｂから流出する。
となるが、他の媒体として一般的には水を用いる。水は
通路孔２ｂを通ってプレートＢの伝熱面４ｂに流入す
る。水は伝熱面４ｂに触れるとフロン蒸気から熱量を吸
収して温度が上昇し、通路孔３ｂから流出する。
【００１３】尚、この熱交換器を蒸発器として使用する
場合には、上記とは逆に、プレートＡの通路孔３ａから
蒸発すべき媒体を伝熱面４ａに流入させ、通路孔２ａか
ら流出させる。一方、他の媒体はプレートＢの通路孔３
ｂから伝熱面４ｂに流入させ、通路孔２ｂから流出させ
るようにする。
場合には、上記とは逆に、プレートＡの通路孔３ａから
蒸発すべき媒体を伝熱面４ａに流入させ、通路孔２ａか
ら流出させる。一方、他の媒体はプレートＢの通路孔３
ｂから伝熱面４ｂに流入させ、通路孔２ｂから流出させ
るようにする。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
斜交流式の伝熱プレートを用い、かつ、このプレートを
横置きにして積層するようにしたため、伝熱面に厚い液
膜、未凝縮ガス溜り、液溜りが生じにくく、伝熱面の有
効利用が図られる結果、熱交換効率が向上する。
斜交流式の伝熱プレートを用い、かつ、このプレートを
横置きにして積層するようにしたため、伝熱面に厚い液
膜、未凝縮ガス溜り、液溜りが生じにくく、伝熱面の有
効利用が図られる結果、熱交換効率が向上する。
【図１】斜交流式の伝熱プレートＡを示す平面図であ
る。
る。
【図２】斜交流式の伝熱プレートＢを示す平面図であ
る。
る。
【図３】蒸気の凝縮サイクルを説明するための図であ
る。
る。
【図４】従来のプレート式熱交換器を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】従来のプレート式熱交換器の伝熱プレートを示
す平面図である。
す平面図である。
【図６】従来のプレート式熱交換器の伝熱プレートを示
す平面図である。
す平面図である。
【図７】従来のプレート式熱交換器の伝熱プレートを示
す平面図である。
す平面図である。
【図８】従来のプレート式熱交換器の伝熱プレートを示
す平面図である。
す平面図である。
Ａ 伝熱プレート Ｂ 伝熱プレート ２ａ 通路孔 ３ａ 通路孔 ２ｂ 通路孔 ３ｂ 通路孔 ４ａ 伝熱面 ４ｂ 伝熱面
Claims (1)
- 【請求項１】 通路孔と伝熱面とが形成された複数の長
方形の伝熱プレートを積層し、隣り合った伝熱プレート
間に異種作動媒体の流路を交互に形成したプレート式熱
交換器において、 作動媒体が伝熱面を対角線状に流れる構造をなす斜交流
式の伝熱プレートを用い、かつ、この伝熱プレートを横
置きにして積層したことを特徴とするプレート式熱交換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22395991A JPH05126478A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | プレート式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22395991A JPH05126478A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | プレート式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05126478A true JPH05126478A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=16806380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22395991A Pending JPH05126478A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | プレート式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05126478A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10103883A (ja) * | 1996-09-26 | 1998-04-24 | Hisaka Works Ltd | プレート式熱交換器 |
| CN103808189A (zh) * | 2012-11-13 | 2014-05-21 | 浙江鸿远制冷设备有限公司 | 板式换热器用于分配蒸发液的换热波纹板片 |
-
1991
- 1991-09-04 JP JP22395991A patent/JPH05126478A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10103883A (ja) * | 1996-09-26 | 1998-04-24 | Hisaka Works Ltd | プレート式熱交換器 |
| CN103808189A (zh) * | 2012-11-13 | 2014-05-21 | 浙江鸿远制冷设备有限公司 | 板式换热器用于分配蒸发液的换热波纹板片 |
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