JP2011094843A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】シェル＆チューブ型のコンデンサに比べて設置面積を小さくすると共に、ベーパー及び液滴を含むガスから液滴を分離する能力を高めるコンデンサを提供する。
【解決手段】フィンチューブ１０を内部に配する胴部９に、ベーパー及び液滴を含むガスを流して液滴を分離する第一コンデンサ体１８と、第一コンデンサ体１８の胴部９上に搭載され且つ第一コンデンサ体１８から流入したガスを旋回させて更に液滴を分離するサイクロン状の第二コンデンサ体１９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベーパー及び液滴を含むガスから液滴を分離するコンデンサに関するものである。

一般にシェル＆チューブ型のコンデンサ（凝縮器）は、図３、図４に示す如く、斜め上下方向に延在するシェル１内に、シェル１の延在方向に沿う複数のチューブ２を配置し、シェル１の上方側端部には、チューブ２内に冷媒を流す冷媒流入室３が備えられていると共に、シェル１の下方側端部には、冷媒をチューブ２内から排出する冷媒流出室４が備えられている。

又、シェル１は、ベーパー及び液滴を含むガスを内部に流し得るように、シェル１の下方面に流入口５を備えていると共にシェル１の上方面に流出口６を備えている。更にシェル１の内部には、シェル１の径方向に沿って延在し且つ流路孔７ａを形成した障害板７が所定間隔で複数枚備えられており、複数枚の障害板７は、流路孔７ａの位置を、隣接する他の障害板７の流路孔７ａと異なる位置に配し、ガスを蛇行させて流すようにしている。又、シェル１の下方下面には、ベーパー及び液滴を含むガスから生じた凝縮液Ｃを排出するドレン出口８が備えられている。ここでベーパーは、処理対象ガス中に含まれる気化した状態のものであって、例えば、水、アルコール、溶剤等の気化状態のものであり、液滴は、処理対象ガス中に含まれる液化した状態のものであり、例えば、水、アルコール、溶剤等の液化状態のものである。

べーパー及び液滴を含む温風ガス等をシェル＆チューブ型のコンデンサに流して液滴を取り除く際には、チューブ２内に冷媒を流す状態下でガスをシェル１内に流し、シェル１内でガスを冷却してチューブ２の外周面に液滴を凝集（結露）させ、ガスから液滴を分離して外部に排出すると共に、凝縮液Ｃをチューブ２の外周面に沿って流下（膜流）させ、凝縮液Ｃをドレン出口８から排出して回収するようにしている。

しかしながら、シェル１を斜め上下方向に配置するシェル＆チューブ型のコンデンサは設置面積が大きくなるため、小型化により設置面積を小さくし得るフィンチューブ型のコンデンサを用いることが考えられている。

フィンチューブ型のコンデンサ（凝縮器）は、図５に示す如く上下方向に延在する胴部９内に、横方向へ延在する複数のフィンチューブ１０を配置し、胴部９の一側部には、フィンチューブ１０内に冷媒を流す冷媒流入室１１が備えられていると共に、胴部９の他側部には、冷媒をフィンチューブ１０内から排出する冷媒流出室１２が備えられている。

又、フィンチューブ型のコンデンサは、胴部９の下方に位置する下部室１３に、ベーパー及び液滴を含むガスを内部に流し得る側方流入口１４を配置していると共に、胴部９の上方に位置する上部室１５に、ガスを排出し得る上方流出口１６を形成している。更に下部室１３の下部には、ベーパー及び液滴を含むガスから生じた凝縮液Ｃを排出するドレン出口１７が備えられている。

べーパー及び液滴を含む温風ガス等をフィンチューブ型のコンデンサに流して液滴を取り除く際には、フィンチューブ１０に冷媒を流す状態下でガスを胴部９内に流し、胴部９内でガスを冷却してフィンチューブ１０のフィン１０ａに液滴を凝集させ、ガスから液滴を分離して外部に排出すると共に、凝縮液Ｃを自重により下部室１３へ落下させ、凝縮液Ｃをドレン出口１７から排出して回収するようにしている。

尚、本発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、下記の特許文献１がある。

特開２００９−３６１０３号公報

しかしながら、フィンチューブ型のコンデンサは、シェル＆チューブ型のコンデンサに比べてガスから液滴を分離する能力が劣るため、ガスの流速等によっては、図６に示す如くフィンに付着した凝縮液Ｃが舞い上がり、下流側のガスへ凝縮液Ｃが再び混入するという問題があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、シェル＆チューブ型のコンデンサに比べて設置面積を小さくすると共に、ベーパー及び液滴を含むガスから液滴を分離する能力を高めるコンデンサを提供しようとするものである。

本発明のコンデンサは、フィンチューブを内部に配する胴部に、ベーパー及び液滴を含むガスを流して液滴を分離する第一コンデンサ体と、該第一コンデンサ体の胴部上に搭載され且つ第一コンデンサ体から流入したガスを旋回させて更に液滴を分離するサイクロン状の第二コンデンサ体１９とを備えるものである。

また本発明のコンデンサにおいては、第一コンデンサ体の胴部から流路断面積を狭くすることなく、同等以上の流路断面積を備えて第二コンデンサ体１９の胴部へガスを流入させるように構成することが好ましい。

また本発明のコンデンサにおいては、第二コンデンサ体１９の入口にデミスタを備えることが好ましい。

本発明のコンデンサによれば、 下方に位置する第一コンデンサ体を従来のフィンチューブ型のコンデンサと同じ設置面積にし得るので、シェル＆チューブ型のコンデンサに比べて設置面積を小さくすることができる。又、第一コンデンサ体の胴部に配したフィンチューブにより、ベーパー及び液滴を含むガスから液滴を分離し、次に第二コンデンサ体のサイクロン状の構造により、ガスから液滴を更に分離するので、ガスから液滴を分離する能力を高めることができるという優れた効果を奏し得る。

本発明のコンデンサを示す概念図である。 図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。 従来のシェル＆チューブ型のコンデンサを示す概念図である。 チューブに凝縮液が結露した状態を示す概念図である。 従来のフィンチューブ型のコンデンサを示す概念図である。 フィンに凝縮液が付着し且つ舞い上がる状態を示す概念図である。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

図１及び図２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図５、図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

実施の形態例のコンデンサ（凝縮器）は、フィンチューブ１０を配置する第一コンデンサ体１８と、第一コンデンサ体１８の胴部９上に搭載されるサイクロン状の第二コンデンサ体１９とを備えている。

第一コンデンサ体１８は、上下方向に延在する胴部９内に、横方向へ延在する複数のフィンチューブ１０を配置し、胴部９の一側部には、フィンチューブ１０内に冷媒を流す冷媒流入室１１が備えられていると共に、胴部９の他側部には、フィンチューブ１０内から冷媒を排出する冷媒流出室１２が備えられている。又、第一コンデンサ体１８は、胴部９の下方に位置する下部室１３に、ベーパー及び液滴を含むガスを内部に流し得る側方流入口１４を配置している。更に、下部室１３の下部には、ベーパー及び液滴を含むガスから生じた凝縮液Ｃを排出するドレン出口１７が備えられている。ここでベーパー及び液滴は、従来例と同様に定義されるものである。

第二コンデンサ体１９は、第一コンデンサ体１８の胴部９の上端にフランジ等の接続手段を介して胴部２０が固定されており、第二コンデンサ体１９の胴部２０は、第一コンデンサ体１８からのガスを内部に流し得るように、胴部２０の下部に入口２１を備えていると共に、胴部２０の側部に出口２２を備えている。又、胴部２０内には、サイクロン状の構造からなるサイクロン部２３が支持部材（図示せず）を介して配置されており、サイクロン部２３は、下方にテーパ状の底部２４を備えていると共に、サイクロン部２３の中心で下部から上方へ突出する中心流路部２５を備えている。更にサイクロン部２３には、サイクロン部２３内へ流入したガスに旋回力を与えるように、サイクロン部２３の外周の接線方向に接続されるガスの流入口２６が備えられている。更に、サイクロン部２３の中心流路部２５には、ガスが中心流路部２５内へ流入する下方流入口２７を備えていると共に、ガスが中心流路部２５内から第二コンデンサ体１９の胴部２０内へ流出する上方流出口２８を備えている。

又、第二コンデンサ体１９は、ガスをサイクロン部２３へ流入させる流入側空間２９と、サイクロン部２３から流出したガスを外部へ排出する排出側空間３０とに区分けするように仕切部３１を備えており、仕切部３１は、サイクロン部２３の上面と略同じ高さで延在する上方仕切面３２と、上方仕切面３２から下方へ延在して排出側空間３０の流路を確保する側方仕切面３３（図２参照）と、側方仕切面３３の下部に位置するテーパ状の下方仕切面３４とを備えている。更にサイクロン部２３のテーパ状の底部２４には、サイクロン部２３内の凝縮液Ｃを外部へ排出する第一ドレン配管３５が備えられていると共に、テーパ状の下方仕切面３４には、排出側空間３０内の凝縮液Ｃを外部へ排出する第二ドレン配管３６が備えられている。又、第一ドレン配管３５及び第二ドレン配管３６は中途位置で合流し、第二コンデンサ体１９の側方外部へ延在して凝縮液Ｃを回収容器３７へ排出するようにしている。

更に第二コンデンサ体１９の入口２１には、水平方向に延在し且つ網目を重ねて構成された補助分離手段のデミスタ３８を配している。

ここで第一コンデンサ体１８の胴部９から第二コンデンサ体１９の胴部２０への流路は、水平方向の流路断面積を狭くすることなく、同等以上の流路断面積を備えている。

以下本発明を実施する形態例の作用を説明する。

べーパー及び液滴を含む温風ガス等を第一コンデンサ体１８及び第二コンデンサ体１９に流して液滴を取り除く際には、第一コンデンサ体１８のフィンチューブ１０に冷媒を流す状態下で、ガスを側方流入口１４から第一コンデンサ体１８の胴部９内に流し、胴部２０内でガスを冷却してフィンチューブ１０のフィン１０ａに液滴を凝集させ、ガスから液滴を分離すると共に、凝縮液Ｃを自重により下部室１３へ落下させる。ここでガス中の液滴は、溶剤や水等であって種類は特に制限されるものではない。

次に、ガスを第一コンデンサ体１８の胴部９から第二コンデンサ体１９の胴部２０の流入側空間２９へ流下させ、デミスタ３８により液滴を補助的に分離し、分離した凝縮液Ｃを第一コンデンサ体１８の下部室１３へ落下させる。ここでデミスタ３８から第一ドレン配管３５下面までは、第一コンデンサ体１８の胴部９と同等以上の流路断面積にすることによりガスの流速を高速化させないようにして、デミスタ３８に付着した凝集液がガスに再び混入することを防いでいる。

続いて、ガスを流入口２６からサイクロン部２３内へ流し、サイクロン部２３内でガスを旋回させて凝縮液Ｃをサイクロン部２３の壁面等に付着させ、ガスから液滴を更に分離すると共に、凝縮液Ｃを自重によりサイクロン部２３の底部２４へ落下させる。

更に、サイクロン部２３内のガスを、中心流路部２５を介して第二コンデンサ体１９の排出側空間３０へ流し、第二コンデンサ体１９の出口２２から外部へ冷風ガスとして排出すると共に、排出側空間３０の壁面へ付着した凝縮液Ｃを自重により下方仕切面３４へ落下させる。そして適宜、第一コンデンサ体１８の下部室１３へ流れた凝縮液Ｃを回収容器３７へ排出して回収し、更に第二コンデンサ体１９のサイクロン部２３の底部２４や排出側空間３０の下方仕切面３４へ流れた凝縮液Ｃを回収容器３７へ排出して回収する。

而して、このように実施の形態例によれば、下方に位置する第一コンデンサ体１８を従来のフィンチューブ型のコンデンサと同じ設置面積にし得るので、シェル型のコンデンサに比べて設置面積を小さくすることができる。又、第一コンデンサ体１８の胴部９に配したフィンチューブ１０により、ベーパー及び液滴を含むガスから液滴を分離し、次に第二コンデンサ体１９のサイクロン状の構造により、ガスから液滴を更に分離するので、ガスから液滴を分離する能力を高めることができる。

実施の形態例において、第一コンデンサ体１８の胴部９から流路断面積を狭くすることなく、同等以上の流路断面積を備えて第二コンデンサ体１９の胴部２０へガスを流入させるように構成すると、ガスが第一コンデンサ体１８から第二コンデンサ体１９へ流れる際に、ガス流速の上昇を抑制して分離後の凝縮液Ｃがガスに再び混入することを低減し、ガスから液滴を分離する能力を高めることができる。

実施の形態例において、第二コンデンサ体１９の入口にデミスタ３８を備えると、デミスタ３８によりガスから液滴を分離し得るので、ガスから液滴を分離する能力を一層高めることができる。

尚、本発明のコンデンサは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

９ 胴部
１０ フィンチューブ
１８ 第一コンデンサ体
１９ 第二コンデンサ体
２０ 胴部
２３ サイクロン部
３８ デミスタ

Claims (3)

1. フィンチューブを内部に配する胴部に、ベーパー及び液滴を含むガスを流して液滴を分離する第一コンデンサ体と、該第一コンデンサ体の胴部上に搭載され且つ第一コンデンサ体から流入したガスを旋回させて更に液滴を分離するサイクロン状の第二コンデンサ体とを備えたことを特徴とするコンデンサ。
2. 第一コンデンサ体の胴部から流路断面積を狭くすることなく、同等以上の流路断面積を備えて第二コンデンサ体の胴部へガスを流入させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
3. 第二コンデンサ体の入口にデミスタを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンデンサ。

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