JP2916511B2 - 流下液膜型プレート式蒸発器 - Google Patents
流下液膜型プレート式蒸発器Info
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- JP2916511B2 JP2916511B2 JP23744890A JP23744890A JP2916511B2 JP 2916511 B2 JP2916511 B2 JP 2916511B2 JP 23744890 A JP23744890 A JP 23744890A JP 23744890 A JP23744890 A JP 23744890A JP 2916511 B2 JP2916511 B2 JP 2916511B2
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、流下液膜型のプレート式蒸発器に関し、
特に非共沸混合物の蒸発に対応できるようにしたもので
ある。
特に非共沸混合物の蒸発に対応できるようにしたもので
ある。
非共沸混合物は沸点の異なる２以上の流体の混合物で
あって、二成分系または多成分系の非共沸混合物をバイ
ナリーサイクルの作動媒体として用いることは知られて
いる（例えば、特開昭61−79810号公報参照）。
あって、二成分系または多成分系の非共沸混合物をバイ
ナリーサイクルの作動媒体として用いることは知られて
いる（例えば、特開昭61−79810号公報参照）。
第５図は工場温排水や地熱水等の熱源から熱を回収し
て動力として取り出すようにしたバイナリー発電システ
ムを示す。このシステムにおいて、作動媒体は、蒸発器
（22）、蒸気タービン（24）、凝縮器（26）およびポン
プ（28）を直列に接続して構成される閉ループ内を循環
する。すなわち、液相の作動媒体が蒸発器（22）にて熱
源から熱を奪って蒸発し、発生した蒸気は蒸気タービン
（24）に送られて発電機（30）を駆動するのに利用さ
れ、仕事を終えて蒸気タービン（24）から排出された蒸
気は凝縮器（26）に進み、そこで冷却水に熱を奪われて
凝縮する。凝縮液はポンプ（28）で再び蒸発器（22）へ
送られる。以後、上述のサイクルを反復する。
て動力として取り出すようにしたバイナリー発電システ
ムを示す。このシステムにおいて、作動媒体は、蒸発器
（22）、蒸気タービン（24）、凝縮器（26）およびポン
プ（28）を直列に接続して構成される閉ループ内を循環
する。すなわち、液相の作動媒体が蒸発器（22）にて熱
源から熱を奪って蒸発し、発生した蒸気は蒸気タービン
（24）に送られて発電機（30）を駆動するのに利用さ
れ、仕事を終えて蒸気タービン（24）から排出された蒸
気は凝縮器（26）に進み、そこで冷却水に熱を奪われて
凝縮する。凝縮液はポンプ（28）で再び蒸発器（22）へ
送られる。以後、上述のサイクルを反復する。
流下液膜型プレート式蒸発器は、第４図に例示される
ように、多数のプレート（１）によって蒸発通路（２）
と加熱通路（３）が交互に形成されている。隣り合うプ
レート（１）間に形成された蒸発通路（２）は、上部で
給液口（４）と連通し、下部で排出口（５）と連通して
いる。排出口（４）には気液分離器（６）を設けてあ
る。加熱媒体は、プレート群を囲繞するシェル（７）の
下部の供給口（８）からシェル（７）内に流入し、加熱
通路（３）を経て、シェル（７）の上部の排出口（９）
から器外に排出されるようになっている。給液口（４）
から供給された液体は各蒸発通路（２）に流入し、蒸発
通路（２）を構成するプレート（１）の蒸発伝熱面上を
薄膜状に流下する間に、加熱通路（３）内の加熱媒体か
ら熱を奪って蒸発する。発生した蒸気は蒸発伝熱面上の
流下液膜から離れて蒸発通路（２）内にたまり、排出口
（５）から気液分離器（６）に導かれる。気液分離器
（６）により蒸気と未蒸発液とが分離され、それぞれ別
々に取り出される。そして、第５図のバイナリーサイク
ルにおける蒸発器（22）の場合、蒸気は蒸気タービン
（24）に送られ、未蒸発液は給液口（４）に戻され循環
する。
ように、多数のプレート（１）によって蒸発通路（２）
と加熱通路（３）が交互に形成されている。隣り合うプ
レート（１）間に形成された蒸発通路（２）は、上部で
給液口（４）と連通し、下部で排出口（５）と連通して
いる。排出口（４）には気液分離器（６）を設けてあ
る。加熱媒体は、プレート群を囲繞するシェル（７）の
下部の供給口（８）からシェル（７）内に流入し、加熱
通路（３）を経て、シェル（７）の上部の排出口（９）
から器外に排出されるようになっている。給液口（４）
から供給された液体は各蒸発通路（２）に流入し、蒸発
通路（２）を構成するプレート（１）の蒸発伝熱面上を
薄膜状に流下する間に、加熱通路（３）内の加熱媒体か
ら熱を奪って蒸発する。発生した蒸気は蒸発伝熱面上の
流下液膜から離れて蒸発通路（２）内にたまり、排出口
（５）から気液分離器（６）に導かれる。気液分離器
（６）により蒸気と未蒸発液とが分離され、それぞれ別
々に取り出される。そして、第５図のバイナリーサイク
ルにおける蒸発器（22）の場合、蒸気は蒸気タービン
（24）に送られ、未蒸発液は給液口（４）に戻され循環
する。
非共沸混合物では沸点の異なる系が混在しているた
め、第６図に示される気液平衡線図からわかるように、
蒸発器入口に供給された温度（T1）で既に低沸成分が一
部蒸発することができる。蒸発器入口点から低沸成分蒸
気が発生すると、蒸発器内における液体中の高沸成分濃
度が増加し、その結果高沸成分の蒸発開始温度がT2から
T3に上がってしまって所期の蒸発器性能が達成されなく
なるという問題が生ずる。
め、第６図に示される気液平衡線図からわかるように、
蒸発器入口に供給された温度（T1）で既に低沸成分が一
部蒸発することができる。蒸発器入口点から低沸成分蒸
気が発生すると、蒸発器内における液体中の高沸成分濃
度が増加し、その結果高沸成分の蒸発開始温度がT2から
T3に上がってしまって所期の蒸発器性能が達成されなく
なるという問題が生ずる。
そこで、この発明の目的とするところは、蒸発器入口
点における低沸成分の蒸発を抑えつつ液体の予熱を行う
ことができるようにすることである。
点における低沸成分の蒸発を抑えつつ液体の予熱を行う
ことができるようにすることである。
この発明は、蒸発すべき液体がプレートの蒸発伝熱面
上を薄膜状に流下するようにした流下液膜型プレート式
蒸発器において、隣り合うプレート間に形成される蒸発
通路の上部でプレートを局部的に蒸気通路側に突出させ
て蒸気通路に絞り部を形成させ、絞り部より上流側を予
熱室とするとともに下流側を蒸発室としたことを特徴と
する。
上を薄膜状に流下するようにした流下液膜型プレート式
蒸発器において、隣り合うプレート間に形成される蒸発
通路の上部でプレートを局部的に蒸気通路側に突出させ
て蒸気通路に絞り部を形成させ、絞り部より上流側を予
熱室とするとともに下流側を蒸発室としたことを特徴と
する。
絞り部が存在することにより、この絞り部より上流側
に位置する予熱室では、絞り部より下流側に位置する蒸
発室よりも圧力が高くなる。したがって、予熱室では低
沸成分の蒸発が抑制されるので、非共沸混合物の予熱を
効率的に行うことができる。
に位置する予熱室では、絞り部より下流側に位置する蒸
発室よりも圧力が高くなる。したがって、予熱室では低
沸成分の蒸発が抑制されるので、非共沸混合物の予熱を
効率的に行うことができる。
第１図に示されるように、蒸発通路（２）は隣り合う
一対のプレート（１）間に形成される。なお、図示例で
はプレート（１）の周囲を溶接して蒸発通路（２）を構
成するようにしているが、これに限らず、例えば周囲ガ
スケットでシールするようにしてもよい。蒸発通路
（２）は絞り部（10）を持っている。絞り部（10）はプ
レート（１）を局部的に蒸発通路（２）側に突出させる
ことによって形成されるが、その形態は実施に際して種
々のものを選択することができる。例えば、蒸発通路
（２）を構成する一対のプレート（１）のうちの一方だ
けに突部（11）を設ける（第２図（Ａ））、両方のプレ
ート（１）にそのような突部（11）を設ける（第２図
（Ｂ））、あるいはまた、一方は段差状の突部（12）と
する（第２図（Ｃ））ことなどが可能である。これらの
突部（11、12）はいずれもプレート（１）の幅方向すな
わち図の紙面と直交する方向に連続的に延びており、そ
の結果、突部（11、12）のところでは蒸発通路（２）を
構成するプレート（１）の対向面間が狭められて微小な
すきま乃至オリフィスを残すだけとなっている。
一対のプレート（１）間に形成される。なお、図示例で
はプレート（１）の周囲を溶接して蒸発通路（２）を構
成するようにしているが、これに限らず、例えば周囲ガ
スケットでシールするようにしてもよい。蒸発通路
（２）は絞り部（10）を持っている。絞り部（10）はプ
レート（１）を局部的に蒸発通路（２）側に突出させる
ことによって形成されるが、その形態は実施に際して種
々のものを選択することができる。例えば、蒸発通路
（２）を構成する一対のプレート（１）のうちの一方だ
けに突部（11）を設ける（第２図（Ａ））、両方のプレ
ート（１）にそのような突部（11）を設ける（第２図
（Ｂ））、あるいはまた、一方は段差状の突部（12）と
する（第２図（Ｃ））ことなどが可能である。これらの
突部（11、12）はいずれもプレート（１）の幅方向すな
わち図の紙面と直交する方向に連続的に延びており、そ
の結果、突部（11、12）のところでは蒸発通路（２）を
構成するプレート（１）の対向面間が狭められて微小な
すきま乃至オリフィスを残すだけとなっている。
突部（11、12）はこのようにして蒸発通路（２）に絞
り部（10）を形成させる。絞り部（10）により蒸発通路
（２）の上部に予熱部（2b）が画成され、絞り部（10）
より下部が蒸発室（2a）となる。そして、蒸発室（2a）
の圧力をPeとすると、予熱室（2b）の圧力Poは絞り部
（10）があるためにPe＋αとなる。ここで、絞り部（1
0）の位置を蒸発通路（２）の上端に近づけると、予熱
室（2b）の容積が小さくなって十分な予熱効果が得られ
ず、単にプレート（１）の幅方向に液体を均一に拡散さ
せるためのヘッダーとしての役割を果たすにすぎないも
のとなってしまう。したがって、必要にして十分な予熱
効果が得られる程度の伝熱面積を予熱室（2b）に持たせ
るべく絞り部（10）の位置が決められる。
り部（10）を形成させる。絞り部（10）により蒸発通路
（２）の上部に予熱部（2b）が画成され、絞り部（10）
より下部が蒸発室（2a）となる。そして、蒸発室（2a）
の圧力をPeとすると、予熱室（2b）の圧力Poは絞り部
（10）があるためにPe＋αとなる。ここで、絞り部（1
0）の位置を蒸発通路（２）の上端に近づけると、予熱
室（2b）の容積が小さくなって十分な予熱効果が得られ
ず、単にプレート（１）の幅方向に液体を均一に拡散さ
せるためのヘッダーとしての役割を果たすにすぎないも
のとなってしまう。したがって、必要にして十分な予熱
効果が得られる程度の伝熱面積を予熱室（2b）に持たせ
るべく絞り部（10）の位置が決められる。
給液口（４）（第４図参照）から供給された液は、ま
ず予熱室（2b）内に流入し、絞り部（10）でせき止めら
れることによりプレート（１）の幅方向に拡散して予熱
室（2b）内に充満する。そして、予熱室（2b）内の液
は、プレート（１）を介して、加熱通路（３）内を流れ
る加熱媒体によって予熱される。このようにして予熱さ
れた液は、絞り部（10）のすきま乃至オリフィスから蒸
発室（2a）に流れ出す。このとき、液は突部（11、12）
の下側に沿って、または突部（11）と対向しているプレ
ート（１）の表面を伝って、薄膜状に流下し、蒸発室
（2a）に面するプレート（１）の表面つまり蒸発伝熱面
（1a）上に流下液膜を形成する。なお、表面張力の小さ
い液の場合は、突部（11、12）の下側をなだらかな曲線
で蒸発伝熱面（1a）に連続させることにより流下液膜を
形成させやすくすることができる。また、プレート
（１）の蒸発通路（２）側の表面に金属溶射などでポー
ラス層を形成させると表面張力の小さい液でもプレート
への付着性が一層向上する。
ず予熱室（2b）内に流入し、絞り部（10）でせき止めら
れることによりプレート（１）の幅方向に拡散して予熱
室（2b）内に充満する。そして、予熱室（2b）内の液
は、プレート（１）を介して、加熱通路（３）内を流れ
る加熱媒体によって予熱される。このようにして予熱さ
れた液は、絞り部（10）のすきま乃至オリフィスから蒸
発室（2a）に流れ出す。このとき、液は突部（11、12）
の下側に沿って、または突部（11）と対向しているプレ
ート（１）の表面を伝って、薄膜状に流下し、蒸発室
（2a）に面するプレート（１）の表面つまり蒸発伝熱面
（1a）上に流下液膜を形成する。なお、表面張力の小さ
い液の場合は、突部（11、12）の下側をなだらかな曲線
で蒸発伝熱面（1a）に連続させることにより流下液膜を
形成させやすくすることができる。また、プレート
（１）の蒸発通路（２）側の表面に金属溶射などでポー
ラス層を形成させると表面張力の小さい液でもプレート
への付着性が一層向上する。
第３図（Ａ）〜（Ｃ）に示される実施例は、第２図の
実施例では突部（11、12）がプレート（１）の幅方向に
連続しているのに対し、互いに独立した複数の突部（1
3）をプレート（１）の幅方向に所定の間隔で配置した
ものである。この場合、第３図（Ｂ）（Ｃ）に示される
ように、隣り合うプレート（１）のうちの一方のプレー
トの突部（13）と他方のプレートの突部（13）は互いに
接触し、液体は突部（13）間の谷部（14）から下方の蒸
発伝熱面（1a）に向かって、扇状に広がりながら（第３
図（Ａ））流れ出る。
実施例では突部（11、12）がプレート（１）の幅方向に
連続しているのに対し、互いに独立した複数の突部（1
3）をプレート（１）の幅方向に所定の間隔で配置した
ものである。この場合、第３図（Ｂ）（Ｃ）に示される
ように、隣り合うプレート（１）のうちの一方のプレー
トの突部（13）と他方のプレートの突部（13）は互いに
接触し、液体は突部（13）間の谷部（14）から下方の蒸
発伝熱面（1a）に向かって、扇状に広がりながら（第３
図（Ａ））流れ出る。
以上のように、この発明は、蒸発すべき液体がプレー
トの蒸発伝熱面上を薄膜状に流下する流下液膜型プレー
ト式蒸発器において、隣り合うプレート間に形成される
蒸発通路の上部でプレートを局部的に蒸発通路側に突出
させて蒸発通路に絞り部を形成させ、この絞り部より上
流側を予熱室とするとともに下流側を蒸発室としたか
ら、蒸発器入口点における低沸成分の蒸発を防止しつつ
非共沸混合物の予熱を有効に行うことができる。
トの蒸発伝熱面上を薄膜状に流下する流下液膜型プレー
ト式蒸発器において、隣り合うプレート間に形成される
蒸発通路の上部でプレートを局部的に蒸発通路側に突出
させて蒸発通路に絞り部を形成させ、この絞り部より上
流側を予熱室とするとともに下流側を蒸発室としたか
ら、蒸発器入口点における低沸成分の蒸発を防止しつつ
非共沸混合物の予熱を有効に行うことができる。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の実施例を示す蒸発通路の断面略図、 第２図（Ａ）〜（Ｃ）は予熱室の諸形態を例示する拡大
断面図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は予熱室の別の形態を示すもの
で、第３図（Ａ）は蒸発通路から見た正面図、第３図
（Ｂ）（Ｃ）は第３図（Ａ）のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線
断面図、 第４図は流下液膜型プレート式蒸発器の概略図、 第５図はバイナリー発電システムのブロック図、 第６図は二成分系非共沸混合物の気液平衡線図である。 1:プレート 1a:蒸発伝熱面 2:蒸発通路 2a:蒸発室 2b:予熱室 10:絞り部 11、12、13:突部 14:谷部
断面図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は予熱室の別の形態を示すもの
で、第３図（Ａ）は蒸発通路から見た正面図、第３図
（Ｂ）（Ｃ）は第３図（Ａ）のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線
断面図、 第４図は流下液膜型プレート式蒸発器の概略図、 第５図はバイナリー発電システムのブロック図、 第６図は二成分系非共沸混合物の気液平衡線図である。 1:プレート 1a:蒸発伝熱面 2:蒸発通路 2a:蒸発室 2b:予熱室 10:絞り部 11、12、13:突部 14:谷部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F28D 1/00 - 9/02
Claims (1)
- 【請求項１】蒸発すべき液体がプレートの蒸発伝熱面上
を薄膜状に流下するようにしたものにおいて、隣り合う
プレート間に形成される蒸発通路の上部でプレートを局
部的に蒸気通路側に突出させて蒸発通路に絞り部を形成
させ、絞り部より上流側を予熱室とするとともに下流側
を蒸発室としたことを特徴とする流下液膜型プレート式
蒸発器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23744890A JP2916511B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 流下液膜型プレート式蒸発器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23744890A JP2916511B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 流下液膜型プレート式蒸発器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116387A JPH04116387A (ja) | 1992-04-16 |
| JP2916511B2 true JP2916511B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=17015497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23744890A Expired - Fee Related JP2916511B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 流下液膜型プレート式蒸発器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2916511B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6036241B2 (ja) * | 2012-12-06 | 2016-11-30 | 株式会社Ihi | 廃熱発電装置 |
-
1990
- 1990-09-06 JP JP23744890A patent/JP2916511B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04116387A (ja) | 1992-04-16 |
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