层叠型热交换器制造技术

一种层叠型热交换器，其特征在于，具备高温层和低温层，前述高温层具有导入高温侧流体的多个流路，前述低温层具有导入比前述高温侧流体温度低的低温侧流体的多个流路，被与高温层层叠。低温层的多个流路分别具有被在高温层内流动的高温侧流体加热而低温侧流体的至少一部分蒸发的上游侧部、在上游侧部蒸发的低温侧流体被在高温层内流动的高温侧流体加温的下游侧部。在低温层处占既定面积的多个上游侧部的面积的比例比在低温层处占前述既定面积的多个下游侧部的面积的比例低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层叠型热交换器
本专利技术涉及层叠型热交换器。
技术介绍
以往，如下述专利文献1公开的那样，已知如下层叠型热交换器，前述层叠型热交换器配置成具有低温的流体流动的多个低温侧流路的低温层、具有用于加热低温的流体的加热用流体流动的多个高温侧流路的高温层被以层叠状态排列。专利文献1所公开的层叠型热交换器抑制加热用流体被低温的流体冷却而冻结。即，该层叠型热交换器采用具有低温层、第1高温层、第1高温层的结构，前述低温层形成有多个低温侧流路，前述第1高温层形成多个高温侧流路，与第1低温层相邻，前述第2高温层形成多个高温侧流路，与第1高温层相邻。该结构中，构成第1高温层的高温侧流路内的高温侧流体被低温侧流体冷却。另一方面，第1高温层的高温侧流路与第2高温层的高温侧流路之间的部位被维持成高温。因此，即使第1高温层内的高温侧流体被冷却，也能够抑制第1高温层内的高温侧流体冻结。专利文献1所公开的层叠型热交换器中，能够抑制第1高温层内的高温侧流体冻结。然而，该热交换器中，为了抑制高温侧流体被过度冷却，第2高温层是必需的结构。因此，该热交换器中有设计上的自由度较少这样的问题。专利文献1:日本特开2017-166775号公报。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，使第2高温层不为必需的结构，确保设计上的自由度的基础上，使高温侧及低温侧的流路最佳化，由此抑制由于低温侧流体的冷热而高温层内的高温侧流体的温度过度下降。本专利技术的一方面的层叠型热交换器具备高温层和低温层，前述高温层具有导入高温侧流体的多个流路，前述低温层具有导入比前述高温侧流体温度低的低温侧流体的多个流路，被与前述高温层层叠。前述低温层的前述多个流路分别具有被在前述高温层内流动的高温侧流体加热而前述低温侧流体的至少一部分蒸发的上游侧部、在前述上游侧部蒸发的低温侧流体被在前述高温层内流动的高温侧流体加温的下游侧部。在前述低温层处占既定面积的多个上游侧部的面积的比例比在前述低温层处占前述既定面积的多个下游侧部的面积的比例低器。附图说明图1(a)是实施方式的层叠型热交换器的主视图，图1(b)是前述层叠型热交换器的侧视图。图2是部分地表示前述层叠型热交换器所含的层叠体的剖视图的图。图3是在前述层叠体中概略地表示构成高温层的金属板的图。图4是在前述层叠体中概略地表示构成低温层的金属板的图。图5是用于说明基于从高温层向低温层的传热量的变化的壁面温度的变化的图。图6是概略地表示其他实施方式的层叠型热交换器所含的构成低温层的金属板的图。图7是部分地表示其他实施方式的层叠型热交换器所含的层叠体的剖视图的图。具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。另外，以下的实施方式为将本专利技术具体化的一例，并非意欲限定本专利技术的技术范围。如图1所示，本实施方式的层叠型热交换器10具备层叠体12、低温侧流入集管14、低温侧流出集管15、高温侧流入集管17、高温侧流出集管18。层叠型热交换器10由所谓的微通道热交换器构成。低温侧流入集管14及低温侧流出集管15在形成为大致长方体状的层叠体12处与互相位于相反侧的面连接。高温侧流入集管17在层叠体12连接于和连接有低温侧流出集管15的面相邻的面。高温侧流出集管18在层叠体12连接于和连接有低温侧流入集管14的面相邻的面。此外，高温侧流入集管17及高温侧流出集管18在层叠体12与互相位于相反侧的面连接。低温侧流入集管14构成为与低温侧流体流动的图外的配管连接。低温侧流入集管14构成为，将穿过前述配管被导入的低温侧流体分别向形成于层叠体12内的后述的低温层21内的多个流路25分配。低温侧流出集管15构成为，与用于将从层叠体12内流出的低温侧流体向既定的场所供给的图外的配管连接。低温侧流体在层叠体12内被加热至既定的温度。因此，被加热至该所希望的温度的低温侧流体从层叠体12流出。低温侧流出集管15使从低温层21内的各流路25流出的低温侧流体合流，使该合流的低温侧流体向与该集管15连接的配管流出。高温侧流入集管17构成为与高温侧流体流动的图外的配管连接。高温侧流入集管17构成为，将穿过前述配管被导入的高温侧流体分别向形成于层叠体12内的后述的高温层23内的多个流路27分配。高温侧流出集管18构成为，与用于使从层叠体12内流出的高温侧流体流向既定的场所的图外的配管连接。高温侧流出集管18使从高温层23内的各流路27流出的高温侧流体合流，使该合流的高温侧流体向与该集管18连接的配管流出。作为低温侧流体，例如能够例示液化天然气体、液化氮、液化氢等极低温的液化气体。此外，作为高温侧流体，能够例示温水、海水、乙二醇等液态的流体。即，液态的低温侧流体的温度也可以比高温侧流体的凝固点低。如图2所示，层叠体12具有低温层21、层叠于低温层21的高温层23。层叠体12以低温层21及高温层23交替重复的方式具有多个低温层21和多个高温层23。低温层21及高温层23分别由热传导性高的材质的金属材料构成，层叠体12例如通过将重合的多个金属板29、30彼此扩散接合来形成。低温层21形成为包括多个流路(低温侧流路)25的偏平的区域。此外，在高温层23形成为包括多个流路(高温侧流路)27的偏平的区域。多个低温侧流路25配置成沿一个方向排列，且多个高温侧流路27配置成沿与低温侧流路25排列的方向平行的方向排列。即，为了在金属板29、30的板面(表面)隔开间隔地使形成有多个槽的金属板29、30彼此重合来扩散接合，以沿一个方向排列的方式形成低温侧流路25及高温侧流路27。低温侧流路25及高温侧流路27均形成为截面为半圆形状。低温侧流体穿过低温侧流入集管14流入各低温侧流路25，。此外，高温侧流体穿过高温侧流入集管17流入高温侧流路27。这里，扩散接合是指，使金属板29、30彼此互相紧贴，在加热至构成金属板29、30的材料的融点以下的温度的温度条件下，且加压至尽量不产生塑性变形的程度，利用在接合面间产生的原子的扩散将金属板29、30彼此接合的方法。因此，相邻的层间的边界不明确地出现。另外，各层不限于通过扩散接合而被接合。该情况下，层彼此的边界也不出现。虽省略图示，但在层叠体12的高温层23及低温层21的层叠方向上的两端部分别配置有端板。高温层23及低温层21构成为被该端板间夹入。图3概略地表示形成高温层23的金属板29的板面(外表面)。金属板29形成为细长的矩形，在金属板29的板面形成为多个槽32排列。该槽32为形成层叠体12时形成高温侧流路27的槽。槽32的一端部32a在矩形的一方的长边处的端部的附近开口，槽32从该开口向沿着矩形的短边的方向延伸。并且，槽32从沿着矩形的短边的方向弯折，向沿着矩形的长边的方向延伸。并且，槽32再次弯折，再向沿着短边的方向延伸。槽32的另一端部32b在另一方的长边(与槽32的一端部32a开口的长边相反的一侧的长边)向与前述端部相反的一侧的端部的附近开口。槽32整体观察为在两个部位弯折的形状，但槽32微观观察并非直线状地延伸，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层叠型热交换器，其特征在于，/n具备高温层和低温层，/n前述高温层具有导入高温侧流体的多个流路，/n前述低温层具有导入比前述高温侧流体温度低的低温侧流体的多个流路，被层叠于前述高温层，/n前述低温层的前述多个流路分别具有被在前述高温层内流动的高温侧流体加热而前述低温侧流体的至少一部分蒸发的上游侧部、在前述上游侧部蒸发的低温侧流体被在前述高温层内流动的高温侧流体加温的下游侧部，/n在前述低温层处占既定面积的多个上游侧部的面积的比例比在前述低温层处占前述既定面积的多个下游侧部的面积的比例低器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180606 JP 2018-1086931.一种层叠型热交换器，其特征在于，
具备高温层和低温层，
前述高温层具有导入高温侧流体的多个流路，
前述低温层具有导入比前述高温侧流体温度低的低温侧流体的多个流路，被层叠于前述高温层，
前述低温层的前述多个流路分别具有被在前述高温层内流动的高温侧流体加热而前述低温侧流体的至少一部分蒸发的上游侧部、在前述上游侧部蒸发的低温侧流体被在前述高温层内流动的高温侧流体加温的下游侧部，
在前述低温层处占既定面积的多个上游侧部的面积的比例比在前述低温层处占前述既定面积的多个下游侧部的面积的比例低器。


2.如权利要求1所述的层叠型热交换器，其特征在于，
流路形状、流路间距、流路宽度及流路深度的至少一个不同，由此，在前述低温层处占前述既定面积的前述多个上游侧部的面积的比例比在前述低温层处占前述既定面积的前述多个下游侧部的面积的比例低。


3...

【专利技术属性】
技术研发人员：野一色公二，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP