JP2675744B2 - ヒートパイプおよびそれを用いた熱交換可能な気液接触装置 - Google Patents
ヒートパイプおよびそれを用いた熱交換可能な気液接触装置Info
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- JP2675744B2 JP2675744B2 JP5250418A JP25041893A JP2675744B2 JP 2675744 B2 JP2675744 B2 JP 2675744B2 JP 5250418 A JP5250418 A JP 5250418A JP 25041893 A JP25041893 A JP 25041893A JP 2675744 B2 JP2675744 B2 JP 2675744B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はヒートパイプおよびこれ
を応用した気液接触と熱交換が同時に達成できる気液接
触装置に関する。さらに詳しくは、特定の表面構造のフ
ィンを有するヒートパイプと、それを応用した気液接触
装置に関する。この気液接触装置は熱の授受（交換）と
気液の接触を同時に達成できるので、各種化学工学的工
程に応用可能である。
を応用した気液接触と熱交換が同時に達成できる気液接
触装置に関する。さらに詳しくは、特定の表面構造のフ
ィンを有するヒートパイプと、それを応用した気液接触
装置に関する。この気液接触装置は熱の授受（交換）と
気液の接触を同時に達成できるので、各種化学工学的工
程に応用可能である。
【０００２】
【従来の技術】ヒートパイプは内部に封入された作動液
と呼ばれる熱媒体の蒸発、凝縮を利用して集熱部（蒸発
部または高温側）と放熱部（凝縮部または低温側）間の
伝熱を行うことができ、特に両者間の僅かな温度差でも
大量の熱を短時間に運ぶことのできる機器として広範な
分野で応用されている。
と呼ばれる熱媒体の蒸発、凝縮を利用して集熱部（蒸発
部または高温側）と放熱部（凝縮部または低温側）間の
伝熱を行うことができ、特に両者間の僅かな温度差でも
大量の熱を短時間に運ぶことのできる機器として広範な
分野で応用されている。
【０００３】ヒートパイプを応用した熱交換器として
は、例えば廃ガスの熱を冷空気の加熱に使用する場合は
図４に断面図で示すようにヒートパイプ４１を多数集結
してケース４４内にパネル化し、各ヒートパイプ４１の
外表面に細かなピッチでフィン４２を装着し、伝熱面積
を大きくしたものが用いられている。ケース４４は上下
の適当な個所を仕切板４３で仕切り、両気体の流通路を
分離している。
は、例えば廃ガスの熱を冷空気の加熱に使用する場合は
図４に断面図で示すようにヒートパイプ４１を多数集結
してケース４４内にパネル化し、各ヒートパイプ４１の
外表面に細かなピッチでフィン４２を装着し、伝熱面積
を大きくしたものが用いられている。ケース４４は上下
の適当な個所を仕切板４３で仕切り、両気体の流通路を
分離している。
【０００４】ヒートパイプを用いた熱交換器は図４のよ
うにヒートパイプ軸が鉛直方向を向くように設置するこ
とが望ましいが、図５に斜視図で示すようにヒートパイ
プが水平になるように設置してもヒートパイプ内の熱移
動は可能である。図５においても、ヒートパイプの中央
付近で両気体の流通路が仕切板４３によって左右に分離
されている。
うにヒートパイプ軸が鉛直方向を向くように設置するこ
とが望ましいが、図５に斜視図で示すようにヒートパイ
プが水平になるように設置してもヒートパイプ内の熱移
動は可能である。図５においても、ヒートパイプの中央
付近で両気体の流通路が仕切板４３によって左右に分離
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のヒートパイプを
利用した熱交換器においては前記図４または図５に示す
ように通常温度差のある流体を仕切板４３で仕切ったヒ
ートパイプの両側でヒートパイプと接触させ、ヒートパ
イプを通して両流体間の熱の授受を行うものである。し
かし、図５に示すようにヒートパイプの軸を水平または
水平に近い状態に設置し、集熱部または放熱部間で熱交
換を行いながら、両者の少なくとも一方において上部か
ら流下する液体と下部または側部から供給される気体の
気液接触に応用する場合には、従来より使用されている
フィンをそのまま使用しても液体がフィン壁面で十分に
分散せず、特定の個所に集中してしまい流下速度が速く
なり、フィン表面上での液体の滞留時間が必ずしも十分
ではなく気体との接触効率を十分高くすることができな
かった。
利用した熱交換器においては前記図４または図５に示す
ように通常温度差のある流体を仕切板４３で仕切ったヒ
ートパイプの両側でヒートパイプと接触させ、ヒートパ
イプを通して両流体間の熱の授受を行うものである。し
かし、図５に示すようにヒートパイプの軸を水平または
水平に近い状態に設置し、集熱部または放熱部間で熱交
換を行いながら、両者の少なくとも一方において上部か
ら流下する液体と下部または側部から供給される気体の
気液接触に応用する場合には、従来より使用されている
フィンをそのまま使用しても液体がフィン壁面で十分に
分散せず、特定の個所に集中してしまい流下速度が速く
なり、フィン表面上での液体の滞留時間が必ずしも十分
ではなく気体との接触効率を十分高くすることができな
かった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題に
対し鋭意検討したところ、前記フィンとして金属板状体
の両表面に金網またはプラスチック製の網を貼着した素
材を用いたヒートパイプが極めて気液の接触効率が高
く、活熱交換機能の優れたヒートパイプ型気液接触装置
となるとの知見を得て、本発明を完成させることができ
た。
対し鋭意検討したところ、前記フィンとして金属板状体
の両表面に金網またはプラスチック製の網を貼着した素
材を用いたヒートパイプが極めて気液の接触効率が高
く、活熱交換機能の優れたヒートパイプ型気液接触装置
となるとの知見を得て、本発明を完成させることができ
た。
【０００７】すなわち本発明によれば、集熱部または放
熱部となる少なくとも一方のパイプ軸の周囲に前記パイ
プ軸に対して垂直に多数のフィンを装着したヒートパイ
プにおいて、前記フィンが金属板状体の両表面に金網ま
たはプラスチック製の網（以下、網状体と称する）を貼
着した素材からなることを特徴とする気液接触装置用ヒ
ートパイプが提供される。
熱部となる少なくとも一方のパイプ軸の周囲に前記パイ
プ軸に対して垂直に多数のフィンを装着したヒートパイ
プにおいて、前記フィンが金属板状体の両表面に金網ま
たはプラスチック製の網（以下、網状体と称する）を貼
着した素材からなることを特徴とする気液接触装置用ヒ
ートパイプが提供される。
【０００８】また、本発明によれば前記ヒートパイプを
前記フィンが鉛直または略鉛直方向に向くようにパイプ
軸を水平または略水平に位置させて各ヒートパイプの集
熱部および放熱部の各々多数を集結させ、前記集結され
た各集熱部または放熱部のヒートパイプ部の少なくとも
一方に設けられた前記多数のフィンが、フィンの上部か
ら流下する液体とフィンの下部または側部から供給され
る気体との気液接触壁面となることを特徴とする熱交換
可能な気液接触装置が提供される。
前記フィンが鉛直または略鉛直方向に向くようにパイプ
軸を水平または略水平に位置させて各ヒートパイプの集
熱部および放熱部の各々多数を集結させ、前記集結され
た各集熱部または放熱部のヒートパイプ部の少なくとも
一方に設けられた前記多数のフィンが、フィンの上部か
ら流下する液体とフィンの下部または側部から供給され
る気体との気液接触壁面となることを特徴とする熱交換
可能な気液接触装置が提供される。
【０００９】さらに本発明によれば前記気液接触装置の
前記鉛直または略鉛直方向に向いた多数のフィン同士が
連結して、集結された集熱部または放熱部の少なくとも
一方において多数の鉛直または略鉛直に連結して形成さ
れた板状体に多数のヒートパイプが水平または略水平に
貫通した構造を有することを特徴とする熱交換可能な気
液接触装置が提供される。
前記鉛直または略鉛直方向に向いた多数のフィン同士が
連結して、集結された集熱部または放熱部の少なくとも
一方において多数の鉛直または略鉛直に連結して形成さ
れた板状体に多数のヒートパイプが水平または略水平に
貫通した構造を有することを特徴とする熱交換可能な気
液接触装置が提供される。
【００１０】
【作用】本発明によれば、ヒートパイプの原理によりヒ
ートパイプの集熱部側に接する流体と放熱部側に接する
流体間の熱の授受が効率的に行われるほか、集熱部側ま
たは放熱部側の少なくとも一方において鉛直または略鉛
直に形成されたフィンが金属板状体の両表面に網状体を
貼着した素材からなるので、フィン上において極めて効
率的な気液接触を行うことができる。以下、本発明を図
により詳しく説明する。
ートパイプの集熱部側に接する流体と放熱部側に接する
流体間の熱の授受が効率的に行われるほか、集熱部側ま
たは放熱部側の少なくとも一方において鉛直または略鉛
直に形成されたフィンが金属板状体の両表面に網状体を
貼着した素材からなるので、フィン上において極めて効
率的な気液接触を行うことができる。以下、本発明を図
により詳しく説明する。
【００１１】
【実施例】図２は後記する図３の気液接触装置に使用さ
れている本発明のヒートパイプの一部のフィンの拡大斜
視図である。図２において、ヒートパイプ２１の軸の周
囲に軸に対して垂直にフィン２２が装着されており、前
記フィン２２は金属板状体２３の両表面に網状体２４を
貼着した素材からなっている。網状体２４の目の織り方
は平織り、綾織りなど種々の編み目が採用できる。な
お、金属板状体２３の材質は熱伝導率が良好で、かつ処
理する気体や液体に侵されないものを採用することが望
ましい。
れている本発明のヒートパイプの一部のフィンの拡大斜
視図である。図２において、ヒートパイプ２１の軸の周
囲に軸に対して垂直にフィン２２が装着されており、前
記フィン２２は金属板状体２３の両表面に網状体２４を
貼着した素材からなっている。網状体２４の目の織り方
は平織り、綾織りなど種々の編み目が採用できる。な
お、金属板状体２３の材質は熱伝導率が良好で、かつ処
理する気体や液体に侵されないものを採用することが望
ましい。
【００１２】板状体２３に網状体２４を貼着する方法は
特に限定されず、図３のように熱交換を兼ねた気液接触
装置として使用する状態で剥離しないものであれば溶接
や接着などいかなる手段でも構わない。また、網状体２
４としては、好ましくは気液接触させるガスおよび液体
に侵されない材質からなる金網（ワイヤーメッシュ）ま
たはプラスチック製の網が採用される。網状体２４を構
成する線状物は地面に対し種々の角度を有するように設
置してもよい。また目開きとしては、好ましくは３メッ
シュ以上、さらに好ましくは８メッシュ以上の網目数を
有するものが選ばれる。本発明のヒートパイプは集熱部
側または放熱部側の少なくとも一方のパイプ軸に前記フ
ィンが装着されていればよいが、両者に前記素材からな
るフィンが装着されていることが好ましい。
特に限定されず、図３のように熱交換を兼ねた気液接触
装置として使用する状態で剥離しないものであれば溶接
や接着などいかなる手段でも構わない。また、網状体２
４としては、好ましくは気液接触させるガスおよび液体
に侵されない材質からなる金網（ワイヤーメッシュ）ま
たはプラスチック製の網が採用される。網状体２４を構
成する線状物は地面に対し種々の角度を有するように設
置してもよい。また目開きとしては、好ましくは３メッ
シュ以上、さらに好ましくは８メッシュ以上の網目数を
有するものが選ばれる。本発明のヒートパイプは集熱部
側または放熱部側の少なくとも一方のパイプ軸に前記フ
ィンが装着されていればよいが、両者に前記素材からな
るフィンが装着されていることが好ましい。
【００１３】図３は本発明の気液接触装置の一態様を示
し、フィンの構造を除いては図５に示した従来の装置と
同様のものである。すなわち、前記ヒートパイプのフィ
ンが略鉛直（鉛直も含む）方向を向くようにパイプ軸を
略水平（水平も含む）に位置させて仕切板２５で区分さ
れた集熱部および放熱部の各々を多数集結させたもので
ある。この場合、前記両表面に網状体を貼着した金属板
状体からなるフィンはフィンの上部から流下する液体
と、フィンの下部または側部から供給される気体との気
液接触壁面となる。
し、フィンの構造を除いては図５に示した従来の装置と
同様のものである。すなわち、前記ヒートパイプのフィ
ンが略鉛直（鉛直も含む）方向を向くようにパイプ軸を
略水平（水平も含む）に位置させて仕切板２５で区分さ
れた集熱部および放熱部の各々を多数集結させたもので
ある。この場合、前記両表面に網状体を貼着した金属板
状体からなるフィンはフィンの上部から流下する液体
と、フィンの下部または側部から供給される気体との気
液接触壁面となる。
【００１４】図１は図２の鉛直に形成されるフィン同士
が互いに連結し、多数の鉛直に形成された板状体に多数
のヒートパイプが略垂直（垂直も含む）に貫通した構造
を有し、連結したフィンが流下液体と気体の鉛直な接触
面壁となっている場合を示した断面図である。図１にお
いては、例えばエタノールを含む高温の空気が気液接触
装置の下部から導入され、上昇する間に多数のヒートパ
イプの多数の連結されたフィンにより冷却されてエタノ
ールが凝縮し、前記連結されたフィンを流下する。この
場合、フィン表面は金属板状体に網状体を貼着している
ので、凝縮したエタノールは水平方向に広がり、供給さ
れる空気との接触面積を広げながらゆっくりと流下す
る。フィンの表面では熱交換により上昇空気が冷却され
るとともに、凝縮したエタノールと下部から上昇するエ
タノールを含む空気が効率的に気液接触し、エタノール
の再蒸発により熱交換が促進される。
が互いに連結し、多数の鉛直に形成された板状体に多数
のヒートパイプが略垂直（垂直も含む）に貫通した構造
を有し、連結したフィンが流下液体と気体の鉛直な接触
面壁となっている場合を示した断面図である。図１にお
いては、例えばエタノールを含む高温の空気が気液接触
装置の下部から導入され、上昇する間に多数のヒートパ
イプの多数の連結されたフィンにより冷却されてエタノ
ールが凝縮し、前記連結されたフィンを流下する。この
場合、フィン表面は金属板状体に網状体を貼着している
ので、凝縮したエタノールは水平方向に広がり、供給さ
れる空気との接触面積を広げながらゆっくりと流下す
る。フィンの表面では熱交換により上昇空気が冷却され
るとともに、凝縮したエタノールと下部から上昇するエ
タノールを含む空気が効率的に気液接触し、エタノール
の再蒸発により熱交換が促進される。
【００１５】図１に示す仕切板２５の右側ではヒートパ
イプの放熱部を形成している。すなわちヒートパイプ内
部の作動液体が例えば上部から流下する低温の水により
冷却されて凝縮し、ヒートパイプ内を左に移動し、再び
エタノールを含む高温の空気を冷却することとなる。図
１の場合は水冷される仕切板より右側の放熱部には、フ
ィンを取り付けていないが、図２に示すようなフィンや
図１の集熱部にあるような連結したフィンを取り付けて
もよい。
イプの放熱部を形成している。すなわちヒートパイプ内
部の作動液体が例えば上部から流下する低温の水により
冷却されて凝縮し、ヒートパイプ内を左に移動し、再び
エタノールを含む高温の空気を冷却することとなる。図
１の場合は水冷される仕切板より右側の放熱部には、フ
ィンを取り付けていないが、図２に示すようなフィンや
図１の集熱部にあるような連結したフィンを取り付けて
もよい。
【００１６】本発明で提供される気液接触装置用ヒート
パイプおよびそれを応用した気液接触装置は図１で説明
した蒸気の冷却凝縮だけでなく、化学品製造工場などで
行われる種々の熱交換を伴う気液接触工程や装置に幅広
く応用することができる。このような例としては蒸留、
蒸発、ガス吸収、調湿等を例示することができる。
パイプおよびそれを応用した気液接触装置は図１で説明
した蒸気の冷却凝縮だけでなく、化学品製造工場などで
行われる種々の熱交換を伴う気液接触工程や装置に幅広
く応用することができる。このような例としては蒸留、
蒸発、ガス吸収、調湿等を例示することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の気液接触
装置用ヒートパイプおよびそれを応用した気液接触装置
によれば、気液接触面を流下する液体が糸状でなく接触
面に広く広がる結果、流下滞留時間が長くなり結果的に
気液接触効率が著しく向上させることができると共に、
ヒートパイプにより気液接触時に熱の授受を行うことが
できる。
装置用ヒートパイプおよびそれを応用した気液接触装置
によれば、気液接触面を流下する液体が糸状でなく接触
面に広く広がる結果、流下滞留時間が長くなり結果的に
気液接触効率が著しく向上させることができると共に、
ヒートパイプにより気液接触時に熱の授受を行うことが
できる。
【図１】本発明の気液接触装置の一態様を示す断面図。
【図２】本発明の気液接触装置を構成するヒートパイプ
の拡大斜視図。
の拡大斜視図。
【図３】本発明の気液接触装置の別の態様を示す斜視
図。
図。
【図４】従来のヒートパイプを用いた熱交換器の一例を
示す断面図。
示す断面図。
【図５】従来のヒートパイプを用いた熱交換器を示す斜
視図。
視図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 善次 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 北村 耕一 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 神野 幸弘 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 三村 富雄 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 下條 繁 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 飯島 正樹 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社本社内 (72)発明者 光岡 薫明 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−288492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−10095（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−46671（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】 集熱部または放熱部となる少なくとも一
方のパイプ軸の周囲に前記パイプ軸に対して垂直に多数
のフィンを装着したヒートパイプにおいて、前記フィン
が金属板状体の両表面に金網またはプラスチック製の網
を貼着した素材からなることを特徴とする気液接触装置
用ヒートパイプ。 - 【請求項２】 請求項１記載のヒートパイプを前記フィ
ンが鉛直または略鉛直方向に向くようにパイプ軸を水平
または略水平に位置させて各ヒートパイプの集熱部およ
び放熱部の各々多数を集結させ、前記集結された各集熱
部または放熱部のヒートパイプ部の少なくとも一方に設
けられた前記多数のフィンが、フィンの上部から流下す
る液体とフィンの下部または側部から供給される気体と
の気液接触壁面となることを特徴とする熱交換可能な気
液接触装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の気液接触装置の前記鉛直
または略鉛直方向に向いた多数のフィン同士が連結し
て、集結された集熱部または放熱部の少なくとも一方に
おいて多数の鉛直または略鉛直に連結して形成された板
状体に多数のヒートパイプが水平または略水平に貫通し
た構造を有することを特徴とする熱交換可能な気液接触
装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250418A JP2675744B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | ヒートパイプおよびそれを用いた熱交換可能な気液接触装置 |
| DE69433020T DE69433020T2 (de) | 1993-10-06 | 1994-09-28 | Plattenwärmetauscher mit Gas-Flüssigkeit Kontakt |
| EP98110223A EP0862036B1 (en) | 1993-10-06 | 1994-09-28 | Heat exchanger of gas-liquid contacting plate type |
| DE69414970T DE69414970T2 (de) | 1993-10-06 | 1994-09-28 | Wärmerohr und Gas-Flüssigkeit-Kontaktvorrichtung mit Wärmeaustausch, mit Wärmerohren, und Plattenwärmetauscher mit Gas-Flüssigkeit-Kontakt |
| EP94115338A EP0647823B1 (en) | 1993-10-06 | 1994-09-28 | Heat pipe and gas-liquid contacting apparatus capable of heat exchange using the heat pipes and heat exchanger of gas-liquid contacting plate type |
| CN94117055A CN1074530C (zh) | 1993-10-06 | 1994-10-05 | 热管和能用此种热管进行热交换的气－液接触设备以及气－液接触板型的热交换器 |
| US08/670,719 US5603377A (en) | 1993-10-06 | 1996-06-21 | Heat pipe and gas-liquid contacting apparatus capable of heat exchange using the heat pipes and heat exchanger of gas-liquid contacting plate type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250418A JP2675744B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | ヒートパイプおよびそれを用いた熱交換可能な気液接触装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07103674A JPH07103674A (ja) | 1995-04-18 |
| JP2675744B2 true JP2675744B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=17207598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5250418A Expired - Lifetime JP2675744B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | ヒートパイプおよびそれを用いた熱交換可能な気液接触装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675744B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5710095A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-19 | Tokico Ltd | Heat exchanger using heat pipe |
| JPS62288492A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-15 | Seiken:Kk | 熱交換装置 |
| JPS6446671U (ja) * | 1987-09-07 | 1989-03-22 |
-
1993
- 1993-10-06 JP JP5250418A patent/JP2675744B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07103674A (ja) | 1995-04-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970617 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080718 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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