JP3134902B2 - 分離型ドレンポット凝縮装置 - Google Patents
分離型ドレンポット凝縮装置Info
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- JP3134902B2 JP3134902B2 JP04199316A JP19931692A JP3134902B2 JP 3134902 B2 JP3134902 B2 JP 3134902B2 JP 04199316 A JP04199316 A JP 04199316A JP 19931692 A JP19931692 A JP 19931692A JP 3134902 B2 JP3134902 B2 JP 3134902B2
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、沸点の異なる２以上
の成分から成る混合媒体用の凝縮装置に関する。
の成分から成る混合媒体用の凝縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】混合媒体を用いた熱回収装置の一例とし
てバイナリー発電システムが挙げられる。図３に示され
るバイナリー発電システムについて述べると、蒸発器
（２）、蒸気機関（４）、凝縮器（６）および循環ポン
プ（８）が直列に接続されて閉ループ（10）を構成して
いる。そして、その閉ループ（10）内を循環する作動流
体は、まず蒸発器（２）で熱源流体から熱を奪って蒸発
し、発生した蒸気は蒸気機関（４）に供給される。この
蒸気は蒸気機関（４）内で膨張して発電機（12）を駆動
する仕事をする。蒸気機関（４）から排出された蒸気は
凝縮器（６）で冷却水に熱を奪われて凝縮する。凝縮液
は循環ポンプ（８）で再び蒸発器（２）に送られる。
てバイナリー発電システムが挙げられる。図３に示され
るバイナリー発電システムについて述べると、蒸発器
（２）、蒸気機関（４）、凝縮器（６）および循環ポン
プ（８）が直列に接続されて閉ループ（10）を構成して
いる。そして、その閉ループ（10）内を循環する作動流
体は、まず蒸発器（２）で熱源流体から熱を奪って蒸発
し、発生した蒸気は蒸気機関（４）に供給される。この
蒸気は蒸気機関（４）内で膨張して発電機（12）を駆動
する仕事をする。蒸気機関（４）から排出された蒸気は
凝縮器（６）で冷却水に熱を奪われて凝縮する。凝縮液
は循環ポンプ（８）で再び蒸発器（２）に送られる。
【０００３】混合媒体用の凝縮器（６）では、高沸点成
分蒸気が先に凝縮し始めるため伝熱面近傍で低沸点成分
蒸気濃度が高くなり熱移動と物質移動の妨げとなりやす
い。この高濃度蒸気を凝縮器（６）から排除するため
に、図４に示すように、凝縮器（６）の出側に吸収器
（14）を設置し、ドレンポット（16）で気液分離した
後、未凝縮蒸気をドレンポット（16）の気相から吸収器
（14）に導き、低沸点成分濃度の低い液（以下、希液と
いう。）としてたとえば蒸発器（２）の出口側から未蒸
発残液を導いてこの希液に低沸点成分蒸気を吸収させる
ことが提案されている。
分蒸気が先に凝縮し始めるため伝熱面近傍で低沸点成分
蒸気濃度が高くなり熱移動と物質移動の妨げとなりやす
い。この高濃度蒸気を凝縮器（６）から排除するため
に、図４に示すように、凝縮器（６）の出側に吸収器
（14）を設置し、ドレンポット（16）で気液分離した
後、未凝縮蒸気をドレンポット（16）の気相から吸収器
（14）に導き、低沸点成分濃度の低い液（以下、希液と
いう。）としてたとえば蒸発器（２）の出口側から未蒸
発残液を導いてこの希液に低沸点成分蒸気を吸収させる
ことが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４のように凝縮器
（６）の出側および吸収器（14）の出側の気液分離を同
一箇所で、あるいは気相を連通させた状態で行なうと吸
収器（14）出入口の圧力は等しくなる。一方、吸収器
（14）には凝縮器（６）の出口に滞留する高濃度低沸点
成分が流れ込んでいるから、吸収器（14）の中間部圧力
はドレンポット（16）より低圧になっている。そのう
え、吸収器（14）には出入口両方から同一濃度の被吸収
蒸気が流れ込んでいることになる。つまり、吸収器（1
4）の中間部に最低圧部分があることになる。
（６）の出側および吸収器（14）の出側の気液分離を同
一箇所で、あるいは気相を連通させた状態で行なうと吸
収器（14）出入口の圧力は等しくなる。一方、吸収器
（14）には凝縮器（６）の出口に滞留する高濃度低沸点
成分が流れ込んでいるから、吸収器（14）の中間部圧力
はドレンポット（16）より低圧になっている。そのう
え、吸収器（14）には出入口両方から同一濃度の被吸収
蒸気が流れ込んでいることになる。つまり、吸収器（1
4）の中間部に最低圧部分があることになる。
【０００５】ところが、図５に示すように、吸収液は入
口から出口に向かって一方向しか流れていない。濃度は
入口が低濃度で出口が高濃度である。同一温度、圧力、
濃度の蒸気に対して異なる温度、濃度の液が接する場
合、どこで平衡状態になるかが問題である。なお、図５
において、吸収器（14）の媒体通路（14ａ）内の白抜き
矢印は低沸点成分蒸気の移動方向を表し、長さは移動速
度を表している。また、「低」、「中」、「高」の文字
は低沸点成分の濃度の概要を表す。
口から出口に向かって一方向しか流れていない。濃度は
入口が低濃度で出口が高濃度である。同一温度、圧力、
濃度の蒸気に対して異なる温度、濃度の液が接する場
合、どこで平衡状態になるかが問題である。なお、図５
において、吸収器（14）の媒体通路（14ａ）内の白抜き
矢印は低沸点成分蒸気の移動方向を表し、長さは移動速
度を表している。また、「低」、「中」、「高」の文字
は低沸点成分の濃度の概要を表す。
【０００６】この系（凝縮器（６）、ドレンポット（1
6）、吸収器（14）及びそれらを連通する配管）の最も
低圧の部分では気液平衡状態になっていなければならな
い。つまり、その部分の温度、圧力、蒸気濃度、液濃度
が平衡状態にある。いま、仮に前述のように吸収器中間
部に最低圧部分があれば、その部分が平衡状態である。
吸収器（14）内で最も温度の低い媒体部分は冷却水入口
に対応する吸収液の出口であるから、中間部で平衡状態
になっているとすれば、より高い温度で平衡状態にある
ことになる。圧力は濃度を固定した場合温度に比例する
から、吸収器（14）出口で平衡となる場合よりも高い圧
力で凝縮することになる。また、平衡部分で濃度が下が
っているのならば、凝縮器（６）出口の未凝縮高濃度低
沸点成分の排除が良好でないことを意味するから、凝縮
器（６）の性能が低下し、やはり吸収器出口で平衡とな
る場合よりも高い圧力で凝縮していることになる。いず
れにしても中間部に平衡状態がある場合それより後の吸
収は起こり得ないから、吸収面が有効に使用されない。
6）、吸収器（14）及びそれらを連通する配管）の最も
低圧の部分では気液平衡状態になっていなければならな
い。つまり、その部分の温度、圧力、蒸気濃度、液濃度
が平衡状態にある。いま、仮に前述のように吸収器中間
部に最低圧部分があれば、その部分が平衡状態である。
吸収器（14）内で最も温度の低い媒体部分は冷却水入口
に対応する吸収液の出口であるから、中間部で平衡状態
になっているとすれば、より高い温度で平衡状態にある
ことになる。圧力は濃度を固定した場合温度に比例する
から、吸収器（14）出口で平衡となる場合よりも高い圧
力で凝縮することになる。また、平衡部分で濃度が下が
っているのならば、凝縮器（６）出口の未凝縮高濃度低
沸点成分の排除が良好でないことを意味するから、凝縮
器（６）の性能が低下し、やはり吸収器出口で平衡とな
る場合よりも高い圧力で凝縮していることになる。いず
れにしても中間部に平衡状態がある場合それより後の吸
収は起こり得ないから、吸収面が有効に使用されない。
【０００７】また、吸収器（14）の出口または入口で平
衡状態にあると仮定すれば、吸収器（14）の出入口およ
びドレンポット（16）が最低圧となるから、吸収器（1
4）に未凝縮蒸気が流入することはなく、吸収器（14）
が機能しない。つまり、凝縮器（６）の性能改善もなさ
れない。
衡状態にあると仮定すれば、吸収器（14）の出入口およ
びドレンポット（16）が最低圧となるから、吸収器（1
4）に未凝縮蒸気が流入することはなく、吸収器（14）
が機能しない。つまり、凝縮器（６）の性能改善もなさ
れない。
【０００８】そこで、この発明は、吸収器出口で気液平
衡状態を作り出し、吸収器出入口（凝縮器出口）低沸点
成分蒸気濃度を可能な限り低下させることである。
衡状態を作り出し、吸収器出入口（凝縮器出口）低沸点
成分蒸気濃度を可能な限り低下させることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、凝縮器の未
凝縮蒸気を液に吸収させて排除するための吸収器を有す
る混合媒体用凝縮装置において、凝縮器出口の気液分離
用のドレンポットと吸収器出口の気液分離用のドレンポ
ットを互いに独立させたことを特徴とする。
凝縮蒸気を液に吸収させて排除するための吸収器を有す
る混合媒体用凝縮装置において、凝縮器出口の気液分離
用のドレンポットと吸収器出口の気液分離用のドレンポ
ットを互いに独立させたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】凝縮器出口のドレンポットと吸収器出口のドレ
ンポットを分離して互いに独立したものとすることで、
凝縮器出口蒸気のみが吸収器に導かれ、吸収後の液と未
凝縮蒸気が接しないこととなる。これにより、吸収器出
口で気液平衡状態を作り出し、吸収器入口（凝縮器出
口）の低沸点成分濃度を可能な限り低下させることがで
きる。
ンポットを分離して互いに独立したものとすることで、
凝縮器出口蒸気のみが吸収器に導かれ、吸収後の液と未
凝縮蒸気が接しないこととなる。これにより、吸収器出
口で気液平衡状態を作り出し、吸収器入口（凝縮器出
口）の低沸点成分濃度を可能な限り低下させることがで
きる。
【００１１】
【実施例】図１に示すように、凝縮器（６）の出口側に
気液分離用のドレンポット（16ａ）を設け、媒体通路
（６ａ）の出口をドレンポット（16ａ）の気相に接続す
る。ドレンポット（16ａ）の気相は吸収器（14）の媒体
通路（14ａ）の入口側に接続し、液相は循環ポンプ
（８）の吸込側に接続する。一方、吸収器（14）の出口
側にもう一つのドレンポット（16ｂ）を設け、吸収器
（14）の媒体通路（14ａ）の出口をドレンポット（16
ｂ）の気相に接続し、ドレンポット（16ｂ）の液相を循
環ポンプ（８）の吸込側に接続する。吸収器（14）の媒
体通路（14ａ）の入口からは、希液すなわち蒸発器
（２）の出口側から導かれた未蒸発残液のような低沸点
成分濃度の低い液と、ドレンポット（16ａ）の気相から
導かれた混合媒体の未凝縮蒸気が入る。なお、気液分離
用のタンク、配管等を総称してドレンポットというもの
とする。
気液分離用のドレンポット（16ａ）を設け、媒体通路
（６ａ）の出口をドレンポット（16ａ）の気相に接続す
る。ドレンポット（16ａ）の気相は吸収器（14）の媒体
通路（14ａ）の入口側に接続し、液相は循環ポンプ
（８）の吸込側に接続する。一方、吸収器（14）の出口
側にもう一つのドレンポット（16ｂ）を設け、吸収器
（14）の媒体通路（14ａ）の出口をドレンポット（16
ｂ）の気相に接続し、ドレンポット（16ｂ）の液相を循
環ポンプ（８）の吸込側に接続する。吸収器（14）の媒
体通路（14ａ）の入口からは、希液すなわち蒸発器
（２）の出口側から導かれた未蒸発残液のような低沸点
成分濃度の低い液と、ドレンポット（16ａ）の気相から
導かれた混合媒体の未凝縮蒸気が入る。なお、気液分離
用のタンク、配管等を総称してドレンポットというもの
とする。
【００１２】図２に従って作用を説明すると、同図にお
いて吸収器（14）の媒体通路（14ａ）内の白抜き矢印は
低沸点成分蒸気の移動方向を表し、長さは移動速度を表
している。また、「低」、「中」、「高」の文字は低沸
点成分の濃度の概要を表す。吸収器（14）の媒体通路
（14ａ）内を入口から出口に向かって進むにつれて低沸
点成分濃度の低い希液に低沸点成分濃度が中程度の未凝
縮蒸気が吸収されていき、出口では低沸点成分濃度の高
い蒸気と液となって、ドレンポット（16ｂ）へ進む。全
体の圧力はこのドレンポット（16ｂ）内の温度、濃度で
決定される。
いて吸収器（14）の媒体通路（14ａ）内の白抜き矢印は
低沸点成分蒸気の移動方向を表し、長さは移動速度を表
している。また、「低」、「中」、「高」の文字は低沸
点成分の濃度の概要を表す。吸収器（14）の媒体通路
（14ａ）内を入口から出口に向かって進むにつれて低沸
点成分濃度の低い希液に低沸点成分濃度が中程度の未凝
縮蒸気が吸収されていき、出口では低沸点成分濃度の高
い蒸気と液となって、ドレンポット（16ｂ）へ進む。全
体の圧力はこのドレンポット（16ｂ）内の温度、濃度で
決定される。
【００１３】
【発明の効果】この発明は、凝縮器出口の気液分離用の
ドレンポットと吸収器出口の気液分離用のドレンポット
を互いに独立させることにより、凝縮器出口蒸気のみを
吸収器に導き、吸収後の液と未凝縮蒸気が接しないよう
にしたものであるから、吸収器出口で気液平衡状態を作
り出し、吸収器入口（凝縮器出口）低沸点成分濃度を可
能な限り低下させて凝縮器性能を向上させるとともに、
冷却水入口温度に近い温度で吸収を終了させ、吸収圧力
を低下させてシステム効率を向上させることができる。
ドレンポットと吸収器出口の気液分離用のドレンポット
を互いに独立させることにより、凝縮器出口蒸気のみを
吸収器に導き、吸収後の液と未凝縮蒸気が接しないよう
にしたものであるから、吸収器出口で気液平衡状態を作
り出し、吸収器入口（凝縮器出口）低沸点成分濃度を可
能な限り低下させて凝縮器性能を向上させるとともに、
冷却水入口温度に近い温度で吸収を終了させ、吸収圧力
を低下させてシステム効率を向上させることができる。
【図１】実施例を示すブロック線図である。
【図２】図１における気液の状態を表す模式図である。
【図３】バイナリー発電システムのブロック線図であ
る。
る。
【図４】従来例を示すブロック線図である。
【図５】図４における気液の状態を表す模式図である。
６ 凝縮器 14 吸収器 16ａ、16ｂ ドレンポット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 起男 大阪府大阪市中央区平野町３丁目４番６ 号株式会社日阪製作所内 (72)発明者 広渡 和緒 福岡県福岡市渡辺通２丁目１番82号九州 電力株式会社内 (72)発明者 吉田 学 福岡県福岡市渡辺通２丁目１番82号九州 電力株式会社内 (72)発明者 江頭 真二 福岡県福岡市渡辺通２丁目１番82号九州 電力株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−60405（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−111605（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01K 25/10 F01K 25/00 F25B 39/04
Claims (1)
- 【請求項１】 凝縮器の未凝縮蒸気を液に吸収させて排
除するための吸収器を有する混合媒体用凝縮装置におい
て、凝縮器出口の気液分離用のドレンポットと吸収器出
口の気液分離用のドレンポットを互いに独立させたこと
を特徴とする分離型ドレンポット凝縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04199316A JP3134902B2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 分離型ドレンポット凝縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04199316A JP3134902B2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 分離型ドレンポット凝縮装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642312A JPH0642312A (ja) | 1994-02-15 |
| JP3134902B2 true JP3134902B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=16405781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04199316A Expired - Fee Related JP3134902B2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 分離型ドレンポット凝縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3134902B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-27 JP JP04199316A patent/JP3134902B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0642312A (ja) | 1994-02-15 |
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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: 20001017 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |