JP2003314977A - 水分回収凝縮器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省スペース化を図りつつ、圧力損失を低減す
るとともに伝熱性能の劣化を抑制し、水分回収効率及び
熱回収効率を高めることのできる水分回収凝縮器を提供
する。 【解決手段】 第１冷却管群２１及び第２冷却管群２２
を、函体１０の内部に互いに間隙部３２を隔てて備え、
函体１０内に導入された水分含有ガスを冷却管群を横切
って通過させて、ガス中の水分を凝縮させて分離した
後、ガスを函体１０外へと排出する水分回収凝縮器１Ａ
において、第２冷却管群２２及び間隙部３２を、各々前
段部及び後段部となるように邪魔板２２ａ，２２ｂで仕
切って区画し、ガスをこれら前段部及び後段部の各々に
折り返させて流す流路を形成するとともに、ガスの流路
面積を、ガスの上流側から下流側へと行くに従って順次
減少させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス中に含有され
ている水分を有効に凝縮・回収することのできる、水分
回収凝縮器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発電プラントにおいては、ガスタービン
やボイラからの排ガス中に含有される水分や潜熱ロス
を、有効に回収することが求められている。水分を有効
に回収できれば、プラントへの補給水量を減少させるこ
とができ、また潜熱ロスを有効に回収することができれ
ば、プラント全体の熱効率を向上させることができ、高
い発電効率を維持することができるためである。このよ
うに水分や潜熱ロスを回収するための装置として、水分
回収凝縮器を発電プラントに採用することが考えられて
いる。

【０００３】水分回収凝縮器の代表的なものとして、直
接接触式とシェルアンドチューブ式の２種類が知られて
いる。直接接触式のものは、ガスに対して冷却水をシャ
ワー状に噴霧することで、直接気液接触させて冷却し、
ガス中の水分を凝縮・分離して回収するものである。こ
の方式においては、冷却水として大量の純水が必要とな
るほか、ドリフトによる水分ロスが発生するため、水分
回収効率が低いことが欠点であった。一方、シェルアン
ドチューブ式は、冷却水をあまり多量に必要とせず、水
分回収効率をより高くすることができる。

【０００４】従来のシェルアンドチューブ式の水分回収
凝縮器の一例を、図４に示す。この水分回収凝縮器１０
０は、函体１０１内に、中央壁１０１ｂと、密集配置さ
れた多数の冷却管からなる冷却管群１０２ａ，１０２ｂ
を備えている。冷却管群１０２ａ，１０２ｂの両端部側
にはヘッダー１０２ｈ，１０２ｈが設けられており、こ
れらヘッダー１０２ｈ，１０２ｈから各冷却管の内部に
冷却水を循環させてガスを冷却し、ガス中の水分が凝縮
される。ガス導入口１０３から水分回収凝縮器１００内
に導入された水分含有ガスは、中央壁１０１ｂに沿って
流れ、冷却管群１０２ａ，１０２ｂを通過しながら冷却
され、ガス中の水分を凝縮・分離されて、ガス排出口１
０４から外部へと排出される。ガスが冷却管群１０２
ａ，１０２ｂを通過する際、ガスと冷却水との間で熱交
換が行われ、潜熱ロスが有効に回収される。また、分離
された水分は、函体１０１内下部へと滴下し、図示しな
い水回収手段によって、水分回収凝縮器１００外へと排
出され、水分が有効に回収される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この水分回収凝縮器に
おいては、ガスの流路面積はは、ガス導入口１０３側か
らガス排出口１０４側に至るまで、全てほぼ一様に設定
されている。しかしガスは、水分を多量に含んでいるほ
ど、水分が除去されるにつれて、急速にガスの体積流量
が減少していく。このため、ガス導入口１０３側からガ
ス排出口１０４側に至るまで、ガスが冷却管群を通過す
る際の通過面積を一様に設定していたのでは、流速レベ
ルが急激に変化する。このため、圧力損失が大きくなる
とともに、ガス排出口１０４近傍位置の低流速部ではガ
スの淀みが発生しやすく、伝熱性能の劣化を招くという
問題があった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、省スペース化を図りつつ、圧力損失を低減するとと
もに伝熱性能の劣化を抑制し、水分回収効率及び熱回収
効率を高めることのできる水分回収凝縮器を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、冷却水を流す冷却管を略平行方向に多数密集させた
形態の冷却管群を、函体の内部に互いに所定の間隙部を
隔てて複数備え、前記函体内に導入された水分含有ガス
を前記複数の冷却管群を横切って通過させて、該ガス中
の水分を凝縮させて分離した後、該ガスを前記函体外へ
と排出する水分回収凝縮器であって、前記冷却管群及び
前記間隙部のうちの所定箇所を、前記冷却管群の延在方
向に複数の段部となるように邪魔板で仕切って区画し、
前記ガスをこれら段部の各々に折り返させて流す流路を
形成するとともに、該流路面積を、前記ガスの上流側か
ら下流側へと行くに従って順次減少させることを特徴と
する。

【０００８】このように、冷却管群及び間隙部を複数の
段部に区画して、これら段部の各々にガスを折り返して
流すようにしているので、函体のスペースを増やすこと
なく適切な流路を形成することができる。そして、ガス
の上流側から下流側へと行くに従って、ガスの流路面積
を順次減少させるようにしているので、ガス流速の一様
化を図って、圧力損失を好適に低減することができると
ともに、ガスの淀みを抑制することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の水分回収凝縮器であって、前記函体を、互いに略平行
な前壁部及び後壁部と、これら前壁部及び後壁部と略直
交する右側壁部及び左側壁部とで囲まれた平面視略矩形
状とするとともに、前記冷却管群として、第１の冷却管
群を前記前壁部側、第２の冷却管群を前記後壁部側に位
置させて、これらをともに前記右側壁部から前記左側壁
部まで前記函体内を貫通させ、前記第１の冷却管群と前
記第２の冷却管群との間隙部及び前記第２の冷却管群を
前記邪魔板で仕切って、各々前段部と後段部とに区画
し、前記ガスを、前記前壁部側から前記第１の冷却管
群、前記前段部へと流すとともに、前記第２の冷却管群
と前記後壁部との間隙部で折り返させて前記後段部へと
流すことを特徴とする。

【００１０】このように、平面視略矩形状の函体内でガ
スを折り返して流すようにしているので、構成をより簡
易なものとすることができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の水分回収凝縮器であって、前記第１の冷却管群を、前
記前壁部及び前記後壁部と略平行にするとともに、前記
第２の冷却管群を、前記前壁部及び前記後壁部に対して
斜めにし、これら第１の冷却管群と前記第２の冷却管群
とを、前記後段部側の端部を所定距離だけ離間させると
ともに、前記前段部側の端部を互いに略隣接させて、平
面視略Ｖ字状をなすように配置したことを特徴とする。

【００１２】このように、第１の冷却管群と第２の冷却
管群とを略Ｖ字形状をなすように配置したので、第２の
冷却管群と後壁部との間隙部をより大きくすることがで
き、ガスの圧力損失を更に低減させることができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の水分回収凝縮器であって、前記函体を、互いに略平行
な前壁部及び後壁部と、これら前壁部及び後壁部と略直
交する右側壁部及び左側壁部とで囲まれた平面視略矩形
状とするとともに、前記冷却管群として、第１及び第２
の冷却管群をこの順で前記函体の中央部から前記後壁部
側に位置させて、これらをともに前記右側壁部から前記
左側壁部まで前記函体内を貫通させ、前記第１の冷却管
群と前記第２の冷却管群との間隙部及び前記第２の冷却
管群を前記邪魔板で仕切って、各々前段部と後段部とに
区画し、前記第１の冷却管群を、前記前壁部及び前記後
壁部に対して斜めにするとともに、前記第２の冷却管群
を、前記前壁部及び前記後壁部と略平行にし、これら第
１の冷却管群と前記第２の冷却管群とを、前記後段部側
の端部を所定距離だけ離間させるとともに、前記前段部
側の端部を互いに略隣接させて、平面視略Ｖ字状をなす
ように配置し、前記函体の中央部を中心とした、前記第
１及び第２の冷却管群及び前記邪魔板の平面視点対称と
なる位置に、第３及び第４の冷却管群及び第２の邪魔板
を配置し、前記ガスを前記函体の中央部から該函体内に
流し、該ガスの流れを２分させて、一方のガスを、前記
第１の冷却管群、前記前段部へと流すとともに、前記第
２の冷却管群と前記後壁部との間隙部で折り返させて前
記後段部へと流し、他方のガスを、前記函体の中央部を
中心として前記一方のガスの流れと平面視点対称の流れ
となるように流すことを特徴とする。

【００１４】このように、平面視略Ｖ字状をなす冷却管
群を、函体内で点対称となるように一対配置しているの
で、冷却管群を函体内にコンパクトに収容することがで
き、函体の容積に対する熱交換効率を、非常に高いもの
とすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る水分回収凝縮
器の実施の形態について、図面を用いて説明する。

【００１６】［第１の実施形態］先ず、第１の実施形態
について、図１を用いて説明する。この水分回収凝縮器
１Ａは、函体１０内に、第１冷却管群２１と第２冷却管
群２２とを備えている。函体１０は、前壁部１１ａ、後
壁部１１ｂ、左側壁部１２ａ、右側壁部１２ｂ、上壁部
１３ａ及び下壁部１３ｂの６つの壁部からなる直方体形
状、つまり平面視略矩形状をなしている。前壁部１１ａ
には、水分を含有しているガスを導入するガス導入口１
１ｇが形成されている。このガス導入口１１ｇは、図示
しないガスタービン等と接続されており、ガスタービン
等からの排ガスを函体１０内に導入することができるよ
うになっている。また、後述する後段間隙部３２ｂの直
上部分の上壁部１３ａには、ガス排出口１３ｈが形成さ
れている。なお、函体１０内に導入されるガス中には、
水分が既に凝縮されている凝縮ガスと、凝縮されていな
い非凝縮ガスとの双方が含まれているが、以下、特に区
別せずに「ガス」という。

【００１７】第１冷却管群２１及び第２冷却管群２２
は、ともに、冷却水を流す冷却管を略平行方向に多数密
集配置させた管群である。これら第１管群２１と第２管
群２２とは、ともに前壁部１１ａ及び後壁部１１ｂの延
在方向と略平行となるようにして、左側壁部１２ａから
右側壁部１２ｂへと函体１０内を貫通するようにして設
けられている。なお、これら第１冷却管群２１及び第２
冷却管群２２の長さは、ともにｌ１に設定されている。
また、これらの高さは、後述するホットウェルｗが溜ま
る程度の間隙を残して、函体１０内を上下方向にほぼ全
て仕切る程度の高さを有しており、ガス導入口１１ｇか
ら函体１０内に導入されたガスのほぼ全てと接触できる
ようになっている。

【００１８】左側壁部１２ａ側には、第２冷却管群２２
と連通する冷却水入口２２ｇ、及び第１冷却管群２１と
連通する冷却水出口２１ｈが設けられている。これら冷
却水入口２２ｇ及び冷却水出口２１ｈは、各々図示しな
い冷却水循環手段と接続されている。また、右側壁部１
２ｂ側には、第２冷却管群２２と第１冷却管群２１とを
連通する水室２３が設けられており、第２冷却管群２２
を流れてきた冷却水を、第１冷却管群２１へと流すこと
ができるようになっている。

【００１９】冷却水入口２２ｇに導入された冷却水は、
第２冷却管群２２、水室２３、第１冷却管群２１と流れ
ていき、冷却水出口２１ｈから函体１０外へと排出され
る。この冷却水は、冷却水循環手段によって冷却された
後、再び冷却水入口２２ａへと流れていく。すなわち冷
却水は、第２冷却管群２２及び第１冷却管群２１と冷却
水循環手段との間を循環して、ガスと熱交換して潜熱ロ
スを回収するようになっている。なおこのように、ガス
の下流側に位置する第２冷却管群２２に、より低温の冷
却水を流すようにしているので、接触するガスとの温度
差を緩和して、より冷却効率を高め、水分回収効率を高
めることができる。

【００２０】これら第１冷却管群２１及び第２冷却管群
２２によって、函体１０内は、前後方向に３つの間隙部
に区画されている。すなわち函体１０内には、前壁部１
１ａと第１冷却管群２１との間の第１間隙部３１、第１
冷却管群２１と第２冷却管群２２との間の第２間隙部３
２、及び第２冷却管群２２と後壁部１１ｂとの間の第３
間隙部３３が形成されている。

【００２１】また、第２間隙部３２及び第２冷却管群２
２は、邪魔板４１ａ及び４１ｂによって仕切られて、各
々の長手方向、つまり第１冷却管群２１及び第２冷却管
群２２の延在方向に、各々２つの段部に区画されてい
る。すなわち、第２間隙部３２は、前段間隙部３２ａと
後段間隙部３２ｂとの２つの段部に区画されるととも
に、第２冷却管群２２は、前段管群部２２ａと後段管群
部２２ｂとの２つの段部に区画されている。なお、これ
ら前段管群部２２ａ及び後段管群部２２ｂの長さは、各
々ｌ２及びｌ３（ｌ１＞ｌ２＞ｌ３）に設定されてい
る。

【００２２】なお、邪魔板４１ｂは、第２冷却管群２２
を構成する各々の冷却管同士の間を仕切るのみで、冷却
管そのものを仕切るものではない。すなわち、函体１０
内のガスが、前段管群部２２ａから後段管群部２２ｂへ
と冷却管の延在方向に直接流れていくことは阻止される
が、冷却管内の冷却水の流れは何ら阻止されないように
なっている。

【００２３】ガス排出口１３ｈは、後段間隙部３２ｂの
直上部分の上壁部１３ａに形成されており、後段間隙部
３２ｂ内のガスは、水分回収凝縮器１Ａ外へと排出され
るようになっている。

【００２４】ガス導入口１１ｇから第１間隙部３１に導
入されたガスは、第１冷却管群２１を横切って通過し、
前段間隙部３２ａを経て前段管群部２２ａを横切って通
過して、第３間隙部３３へと至る。そして、第３間隙部
３３から折り返して後段管群部２２ｂを横切って通過
し、後段間隙部３２ｂへと流入し、ガス排出口１３ｈか
ら水分回収凝縮器１Ａ外へと排出される。すなわち、函
体１０内におけるガスは、３つに区画された冷却管群を
通過することとなり、これら冷却管群を通過する際に冷
却され、ガス中に含有されている水分が順次凝縮され、
ガス中から分離されていく。この凝縮・分離された水分
は、各々函体１０下部へと滴下して、ホットウェルｗと
なって溜まっていき、回収管１３ｖによって水分回収凝
縮器１Ａ外へと排出され、回収される。

【００２５】ここで、ガスの上流側から下流側へといく
に従い、通過する冷却管群の長さが順次短くなってい
く。すなわち、長さｌ１である第１冷却管群２１、長さ
ｌ２（＜ｌ１）である前段管群部２２ａ、長さｌ３（＜
ｌ２）である後段管群部２２ｂを順次横切って通過して
いき、ガスの流路面積が順次減少していくようになって
いる。このように、ガス中の水蒸気含有率が減少して体
積流量が次第に減少していくにつれて、ガスと冷却管群
との接触面積が順次減少していくので、ガスの流速レベ
ルの急激な変化が抑制され、圧力損失を低減するととも
に、ガス排出口１３ｈ付近での流速低下が回避されて、
ガスの淀みによる伝熱性能劣化を的確に防止することが
できるようになっている。

【００２６】本実施形態に係る水分回収凝縮器１Ａにお
いては、邪魔板４１ａ，４１ｂによって第２冷却管群２
２及び第２間隙部３２を２つの段部に区画して、ガスを
折り返して流すようにしているので、函体１０の省スペ
ース化を図りつつ、適切な流路を形成することができ
る。そして、ガスの上流側から下流側へと行くに従っ
て、ガスの流路面積を順次減少させるようにしているの
で、ガス流速の一様化を図って、圧力損失を好適に低減
することができ、水分回収効率を高めることができると
ともに、ガスの淀みを抑制することで、伝熱性能の劣化
を好適に抑制することができる。

【００２７】また、ガスが冷却管群を通過しながら流れ
ていくに従って、ガス中の非凝縮ガスのモル濃度が低下
していき、これにつれてガス温度が低下するが、水分回
収凝縮器１Ａにおいては、ガスと冷却水とを対向流に近
い形で熱交換することができるので、有効に潜熱ロスを
回収して熱回収効率を高めることができる。

【００２８】更に、函体１０を平面視略矩形状として、
冷却管群を第１冷却管群２１と第２冷却管群２２の２つ
としている。このため、従来から広く用いられている形
状の函体をそのまま用いることができるとともに、冷却
管群の数を必要最小限としすることができ、水分回収凝
縮器１Ａの構成をより簡易なものとでき、製造コストを
低廉化することができる。

【００２９】［第２の実施形態］次に、第２の実施形態
について、図２を用いて説明する。本実施形態に係る水
分回収凝縮器１Ｂは、上記第１の実施形態における水分
回収凝縮器１Ａと比較して、第１冷却管群と第２冷却管
群とを平面視略Ｖ字状となるように配置している点のみ
が異なる。そのため、上記第１の実施形態におけると同
一の構成要素には各々同一の符号を付して、その詳しい
説明は省略することとする。

【００３０】この水分回収凝縮器１Ｂは、函体１０内
に、第１冷却管群２１と第２冷却管群２４とを備えてい
る。第１冷却管群２１は、前壁部１１ａ及び後壁部１１
ｂの延在方向とほぼ平行となるようにして、左側壁部１
２ａから右側壁部１２ｂまで函体１０内を貫通するよう
に設けられている。この第１冷却管群２１の長さは、ｌ
１に設定されている。一方、第２冷却管群２４は、第１
冷却管群２２に対して斜めになるように、長さはｌ１よ
りも長くなるようにして、左側壁部１２ａから右側壁部
１２ｂまで函体１０内をを貫通するように設けられてい
る。

【００３１】これら第１冷却管群２１と第２冷却管群２
４とは、左側壁部１２ａ側の端部では、上記水分回収凝
縮器１Ａにおけると同様に所定の間隔を隔てて離間して
いるが、右側壁部１２ｂ側の端部では、互いがほぼ隣接
するようになっている。すなわち第１冷却管群２１と第
２冷却管群２４とは、平面視略Ｖ字状となるように配置
されており、これにより第３間隙部３３は、上記の水分
回収凝縮器１Ａのそれよりも大きくなっている。

【００３２】左側壁部１２ａ側には、第２冷却管群２４
と連通する冷却水入口２４ｇ、及び第１冷却管群２１と
連通する冷却水出口２１ｈが設けられている。これら冷
却水入口２４ｇ及び冷却水出口２１ｈは、各々図示しな
い冷却水循環手段と接続されている。また、右側壁部１
２ｂ側には、第２冷却管群２４と第１冷却管群２１とを
連通する水室２３ａが設けられており、第２冷却管群２
４を流れてきた冷却水を、第１冷却管群２１へと流すこ
とができるようになっている。

【００３３】また、第２間隙部３２及び第２冷却管群２
４は、邪魔板４２ａ及び４２ｂによって、各々の長手方
向に、２つの段部に区画されている。すなわち、第２間
隙部３２は、前段間隙部３２ａと後段間隙部３２ｂとの
２つの段部に区画されるとともに、第２冷却管群２４
は、前段管群部２４ａと後段管群部２４ｂとの２つの段
部に区画されている。これら前段管群部２４ａ及び後段
管群部２４ｂの長さは、各々ｌ１２及びｌ１３（ｌ１＞
ｌ１２＞ｌ１３）に設定されている。

【００３４】ガス導入口１１ｇから第１間隙部３１に導
入されたガスは、第１冷却管群２１を横切って通過し、
前段間隙部３２ａを経て前段管群部２４ａを横切って通
過して、第３間隙部３３へと至る。そして、第３間隙部
３３から折り返して後段管群部２４ｂを横切って通過
し、後段間隙部３２ｂへと流入し、上壁部に形成された
ガス排出口（図示省略）から水分回収凝縮器１Ｂ外へと
排出される。すなわち、函体１０内におけるガスは、３
つに区画された冷却管群を通過することとなり、これら
冷却管群を通過する際に冷却され、ガス中に含有されて
いる水分が順次凝縮され、ガス中から分離されていく。

【００３５】なお、第１間隙部３１からのガスは、長さ
ｌ１である第１冷却管群２１、長さｌ１２（＜ｌ１）で
ある前段管群部２４ａ、長さｌ１３（＜ｌ１２）である
後段管群部２４ｂを順次横切って通過していき、上流側
から下流側へといくに従い、ガスの流路面積が順次減少
していくようになっている。これは、上記第１の実施形
態におけると同様、圧力損失の低減、及び伝熱性能劣化
の防止を図るためである。

【００３６】本実施形態に係る水分回収凝縮器１Ｂにお
いては、第２冷却管群２１を第１冷却管群２１に対して
斜めとして、第１冷却管群２１と第２冷却管群２２とが
略Ｖ字形状をなすように配置している。そのため、第２
冷却管群２２と後壁部１１ｂとの間の第３間隙部３３を
より大きくすることができ、ガスが折り返して流れる際
のガスの圧力損失を更に低減させて、より高い水分回収
効率を得ることができる。また、水室２３ａを、上記の
水分回収凝縮器１Ａにおける水室２３よりも小型化する
ことができるので、装置の小型化・簡素化に寄与するこ
とができる。

【００３７】［第３の実施形態］次に、第３の実施形態
について、図３を用いて説明する。本実施形態に係る水
分回収凝縮器１Ｃは、上記第２の実施形態における２つ
の冷却管群を、函体内において、その中央部から平面視
点対称となるように一対配置した構成となっている。

【００３８】この水分回収凝縮器１Ｃは、函体１０Ｃ内
に、第１冷却管群２６、第２冷却管群２７、第３冷却管
群２８及び第４冷却管群２９を備えている。函体１０Ｃ
は、前壁部１６ａ、後壁部１６ｂ、左側壁部１７ａ、右
側壁部１７ｂ、上壁部１８ａ及び下壁部１８ｂの６つの
壁部からなる直方体形状、つまり平面視略矩形状をなし
ている。

【００３９】函体１０Ｃの中央部の直上部分における上
壁部１８ａには、水分を含有しているガスを導入するガ
ス導入口１８ｇが形成されている。このガス導入口１８
ｇは、図示しないガスタービン等と接続されており、ガ
スタービン等からの排ガスを函体１０Ｃ内に導入するこ
とができるようになっている。また、後述する後段間隙
部３６ｂ，３８ｂの各々の直上部分の上壁部１８ａに
は、各々ガス排出口１８ｈ，１８ｈが形成されている。

【００４０】第１冷却管群２６及び第２冷却管群２７
は、ともに、函体１０Ｃ内におけるガス導入口１８ｇよ
りも後壁部１６ｂ側に設けられている。一方、第３冷却
管群２８及び第４冷却管群２９は、ともに、函体１０Ｃ
内におけるガス導入口１８ｇよりも前壁部１６ａ側に設
けられている。これら第１冷却管群２６と第３冷却管群
２８、第２冷却管群２７と第４冷却管群２９とは、各々
函体１０Ｃの中央部、つまりガス導入口１８ｇを中心と
して、平面視して互いに点対称となるように函体１０Ｃ
内に配置されている。

【００４１】第１冷却管群２６は、前壁部１６ａ及び後
壁部１６ｂに対して斜めになるようにして、左側壁部１
７ａから右側壁部１７ｂまでを貫通するように設けられ
ている。つまり第１冷却管群２１の長さは、前壁部１６
ａ及び後壁部１６ｂよりも長くなっており、ｌ２１に設
定されている。そして、第２冷却管群２７は、前壁部１
６ａ及び後壁部１６ｂの延在方向とほぼ平行となるよう
にして、左側壁部１７ａから右側壁部１７ｂまでを貫通
するように設けられている。つまり第２冷却管群２７の
長さは、前壁部１６ａ及び後壁部１６ｂの長さと略同一
となっている。

【００４２】これら第１冷却管群２６と第２冷却管群２
７とは、右側壁部１７ｂ側の端部では、所定の間隔を隔
てて離間しているが、左側壁部１７ａ側の端部では、互
いがほぼ隣接するようになっている。すなわち、第１冷
却管群２６と第２冷却管群２７とは、平面視略Ｖ字状と
なるように配置されている。

【００４３】一方、第３冷却管群２８は、第１冷却管群
２６と略平行に、つまり前壁部１６ａ及び後壁部１６ｂ
に対して斜めになるようにして、左側壁部１７ａから右
側壁部１７ｂまでを貫通するように設けられている。こ
のため、第３冷却管群２８の長さは、第１冷却管群２６
と同様に、ｌ２１に設定されている。そして、第４冷却
管群２９は、第２冷却管群２７と略平行に、つまり前壁
部１６ａ及び後壁部１６ｂの延在方向とほぼ平行となる
ようにして、左側壁部１７ａから右側壁部１７ｂまでを
貫通するように設けられている。つまり第４冷却管群２
９の長さは、前壁部１６ａ及び後壁部１６ｂの長さと略
同一となっている。

【００４４】これら第３冷却管群２８と第４冷却管群２
９とは、右側壁部１７ｂ側の端部では、所定の間隔を隔
てて離間しているが、左側壁部１７ａ側の端部では、互
いがほぼ隣接するようになっている。すなわち、第３冷
却管群２８と第４冷却管群２９とは、平面視略Ｖ字状と
なるように配置されている。

【００４５】左側壁部１７ａ側には、第２冷却管群２７
と連通する冷却水入口２７ｇ、及び第１冷却管群２６と
連通する冷却水出口２６ｈが設けられており、また右側
壁部１７ｂ側には、第４冷却管群２９と連通する冷却水
入口２９ｇ、及び第３冷却管群２８と連通する冷却水出
口２８ｈが設けられている。これら冷却水入口２７ｇ，
２９ｇ及び冷却水出口２６ｈ，２８ｈは、各々図示しな
い冷却水循環手段と接続されている。

【００４６】そして、右側壁部１７ｂ側には、第２冷却
管群２７と第１冷却管群２６とを連通する水室２３ｃが
設けられており、また左側壁部１７ａ側には、第４冷却
管群２９と第３冷却管群２８とを連通する水室２３ｄが
設けられている。すなわち、第２冷却管群２７を流れて
きた冷却水を第１冷却管群２６へと、また第４冷却管群
２９を流れてきた冷却水を第３冷却管群２８へと、各々
流すことができるようになっている。

【００４７】これら第１冷却管群２６乃至第４冷却管群
２９によって、函体１０Ｃ内は、前後方向に５つの間隙
部に区画されている。すなわち函体１０Ｃ内には、第１
冷却管群２６と第３冷却管群２８との間の第１間隙部３
５、第１冷却管群２６と第２冷却管群２７との間の第２
間隙部３６、第２冷却管群２７と後壁部１６ｂとの間の
第３間隙部３７、第３冷却管群２８と第４冷却管群２９
との間の第４間隙部３８、及び第４冷却管群２９と前壁
部１６ａとの間の第５間隙部３９が、各々形成されてい
る。

【００４８】第２間隙部３６及び第２冷却管群２７は、
邪魔板４３ａ及び４３ｂによって、各々の長手方向に２
つの段部に区画されている。すなわち、第２間隙部３６
は、前段間隙部３６ａと後段間隙部３６ｂとの２つの段
部に区画されているとともに、第２冷却管群２７は、前
段管群部２７ａと後段管群部２７ｂとの２つの段部に区
画されている。これら前段管群部２７ａ及び後段管群部
２７ｂの長さは、各々ｌ２２及びｌ２３（ｌ２１＞ｌ２
２＞ｌ２３）に設定されている。

【００４９】また、第４間隙部３８及び第４冷却管群２
９は、邪魔板４４ａ及び４４ｂによって、各々の長手方
向に２つの段部に区画されている。すなわち、第４間隙
部３８は、前段間隙部３８ａと後段間隙部３８ｂの２つ
の段部に区画されているとともに、第４冷却管群２９
は、前段管群部２９ａと後段管群部２９ｂとの２つの段
部に区画されている。これら前段管群部２９ａ及び後段
管群部２９ｂの長さは、各々ｌ２２及びｌ２３（ｌ２１
＞ｌ２２＞ｌ２３）に設定されている。

【００５０】ガス導入口１８ｇから第１間隙部３５に導
入されたガスは、函体１０Ｃ内における流れがほぼ２等
分される。すなわち、２分されたうちの一方は第１冷却
管群２６側へ、他方は第３冷却管群２８側へと、各々流
れていく。第１冷却管群２６側へと流れたガスは、第１
冷却管群２６を横切って通過し、前段間隙部３６ａを経
て前段管群部２７ａを横切って通過して、第３間隙部３
７へと至る。そして、第３間隙部３７から折り返して後
段管群部２７ｂを横切って通過し、後段間隙部３６ｂへ
と流入し、ガス排出口１８ｈから水分回収凝縮器１Ｃ外
へと排出される。一方、第３冷却管群２８側へと流れた
ガスは、第３冷却管群２８を横切って通過し、前段間隙
部３８ａを経て前段管群部２９ａを横切って通過して、
第５間隙部３９へと至る。そして、第５間隙部３９から
折り返して後段管群部２９ｂを横切って通過し、後段間
隙部３８ｂへと流入し、ガス排出口１８ｈから水分回収
凝縮器１Ｃ外へと排出される。

【００５１】なお、第１間隙部３５からのガスは、各
々、長さｌ２１である第１冷却管群２６または第３冷却
管群２８、長さｌ２２（＜ｌ２１）である前段管群部２
７ａ，２９ａ、長さｌ２３（＜ｌ２２）である後段管群
部２７ｂ，２９ｂを順次横切って通過していき、上流側
から下流側へといくに従い、ガスの流路面積が順次減少
していくようになっている。これは、上記第１の実施形
態におけると同様、圧力損失の低減、及び伝熱性能劣化
の防止を図るためである。

【００５２】このように、函体１０Ｃ内におけるガスは
その流路を２分され、各々が、３つに区画された冷却管
群を通過することとなり、これら冷却管群を通過する際
に冷却され、ガス中に含有されている水分が順次凝縮さ
れ、ガス中から分離されていく。凝縮・分離された水分
は、各々函体１０Ｃ下部へと滴下して、ホットウェルｗ
となって溜まっていき、回収管１８ｖによって水分回収
凝縮器１Ｃ外へと排出され、回収される。

【００５３】本実施形態に係る水分回収凝縮器１Ｃにお
いては、平面視略Ｖ字状をなす第１冷却管群２６及び第
２冷却管群２７と、同じく平面視略Ｖ字状をなす第３冷
却管群２８及び第４冷却管群２９とを、函体１０Ｃ内で
点対称となるように一対配置している。このため、冷却
管群を函体１０Ｃ内にコンパクトに収容することがで
き、省スペース化を図ることができるとともに、函体１
０Ｃの容積に対する熱回収効率を非常に高いものとする
ことができる。また、ガスの流れを２分させるようにし
ているので、各々のガス流路を短くして、ガス導入口１
８ｇからガス排出口１８ｈ，１８ｈまでの間におけるガ
ス流速を、更に的確に一様化することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る水分
回収凝縮器によれば、上記の如き構成を採用しているの
で、省スペース化を図りつつ、圧力損失を低減するとと
もに伝熱性能の劣化を抑制し、水分回収効率及び熱回収
効率を高めることのできる水分回収凝縮器を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る水分回収凝縮器の第１の実施
形態を示す図であって、（ａ）は平面視した断面図、
（ｂ）は背面からみた断面図、（ｃ）は側断面図であ
る。

【図２】 本発明に係る水分回収凝縮器の第２の実施
形態を示す、平面視した断面図である。

【図３】 本発明に係る水分回収凝縮器の第３の実施
形態を示す図であって、（ａ）は平面視した断面図、
（ｂ）は側断面図である。

【図４】 従来の水分回収凝縮器の一例を示す図であ
って、（ａ）は正面からみた断面図、（ｂ）は側断面図
である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 水分回収凝縮器 １０，１０Ｃ 函体 １１ａ，１６ａ 前壁部 １１ｂ，１６ｂ 後壁部 １２ａ，１７ａ 左側壁部 １２ｂ，１７ｂ 右側壁部 １１ｇ，１８ｇ ガス導入口 １３ｈ，１８ｈ ガス排出口 ２１，２６ 第１冷却管群（第１の冷却管群、冷却管
群） ２２，２４，２７ 第２冷却管群（第２の冷却管群、第
２冷却管群） ２８ 第３冷却管群（第３の冷却管群） ２９ 第４冷却管群（第４の冷却管群） ２２ａ，２７ａ，２９ａ 前段管群部（前段部） ２２ｂ，２７ｂ，２９ｂ 後段管群部（後段部） ３１，３５ 第１間隙部（間隙部） ３２，３６ 第２間隙部（間隙部） ３３，３７ 第３間隙部（間隙部） ３８ 第４間隙部（間隙部） ３９ 第５間隙部（間隙部） ３２ａ，３６ａ，３８ａ 前段間隙部（前段部） ３２ｂ，３６ｂ，３８ｂ 後段間隙部（後段部） ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ 邪
魔板 ４４ａ，４４ｂ 邪魔板（第２の邪魔板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２８Ｆ 13/08 Ｆ２８Ｆ 13/08 Ｆターム(参考） 3L065 DA04 3L103 AA17 AA35 BB05 CC02 CC26 DD08 4D052 AA00 BA03 BB01 FA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却水を流す冷却管を略平行方向に多
   数密集させた形態の冷却管群を、函体の内部に互いに所
   定の間隙部を隔てて複数備え、前記函体内に導入された
   水分含有ガスを前記複数の冷却管群を横切って通過させ
   て、該ガス中の水分を凝縮させて分離した後、該ガスを
   前記函体外へと排出する水分回収凝縮器であって、 前記冷却管群及び前記間隙部のうちの所定箇所を、前記
   冷却管群の延在方向に複数の段部となるように邪魔板で
   仕切って区画し、前記ガスをこれら段部の各々に折り返
   させて流す流路を形成するとともに、該流路面積を、前
   記ガスの上流側から下流側へと行くに従って順次減少さ
   せることを特徴とする水分回収凝縮器。
2. 【請求項２】 前記函体を、互いに略平行な前壁部及
   び後壁部と、これら前壁部及び後壁部と略直交する右側
   壁部及び左側壁部とで囲まれた平面視略矩形状とすると
   ともに、前記冷却管群として、第１の冷却管群を前記前
   壁部側、第２の冷却管群を前記後壁部側に位置させて、
   これらをともに前記右側壁部から前記左側壁部まで前記
   函体内を貫通させ、 前記第１の冷却管群と前記第２の冷却管群との間隙部及
   び前記第２の冷却管群を前記邪魔板で仕切って、各々前
   段部と後段部とに区画し、 前記ガスを、前記前壁部側から前記第１の冷却管群、前
   記前段部へと流すとともに、前記第２の冷却管群と前記
   後壁部との間隙部で折り返させて前記後段部へと流すこ
   とを特徴とする請求項１に記載の水分回収凝縮器。
3. 【請求項３】 前記第１の冷却管群を、前記前壁部及
   び前記後壁部と略平行にするとともに、前記第２の冷却
   管群を、前記前壁部及び前記後壁部に対して斜めにし、
   これら第１の冷却管群と前記第２の冷却管群とを、前記
   後段部側の端部を所定距離だけ離間させるとともに、前
   記前段部側の端部を互いに略隣接させて、平面視略Ｖ字
   状をなすように配置したことを特徴とする請求項２に記
   載の水分回収凝縮器。
4. 【請求項４】 前記函体を、互いに略平行な前壁部及
   び後壁部と、これら前壁部及び後壁部と略直交する右側
   壁部及び左側壁部とで囲まれた平面視略矩形状とすると
   ともに、前記冷却管群として、第１及び第２の冷却管群
   をこの順で前記函体の中央部から前記後壁部側に位置さ
   せて、これらをともに前記右側壁部から前記左側壁部ま
   で前記函体内を貫通させ、 前記第１の冷却管群と前記第２の冷却管群との間隙部及
   び前記第２の冷却管群を前記邪魔板で仕切って、各々前
   段部と後段部とに区画し、 前記第１の冷却管群を、前記前壁部及び前記後壁部に対
   して斜めにするとともに、前記第２の冷却管群を、前記
   前壁部及び前記後壁部と略平行にし、これら第１の冷却
   管群と前記第２の冷却管群とを、前記後段部側の端部を
   所定距離だけ離間させるとともに、前記前段部側の端部
   を互いに略隣接させて、平面視略Ｖ字状をなすように配
   置し、 前記函体の中央部を中心とした、前記第１及び第２の冷
   却管群及び前記邪魔板の平面視点対称となる位置に、第
   ３及び第４の冷却管群及び第２の邪魔板を配置し、 前記ガスを前記函体の中央部から該函体内に流し、該ガ
   スの流れを２分させて、一方のガスを、前記第１の冷却
   管群、前記前段部へと流すとともに、前記第２の冷却管
   群と前記後壁部との間隙部で折り返させて前記後段部へ
   と流し、他方のガスを、前記函体の中央部を中心として
   前記一方のガスの流れと平面視点対称の流れとなるよう
   に流すことを特徴とする請求項１に記載の水分回収凝縮
   器。