JP3862821B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種蒸気使用装置で使用され残った蒸気や、高温ドレンから発生した再蒸発蒸気などを、水などの冷却流体で熱交換して凝縮させることにより、モヤモヤと立ち込める蒸気を無くしたり、あるいは、冷却流体を熱交換して温度上昇した温水を別途使用して蒸気の保有熱を有効利用するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の熱交換器としては、例えば特開昭６０−１２０１８６号公報に示されたものがある。これは、蒸気供給口を有する熱回収室に冷却管を内設し、この熱回収室に大気開放部を連通して、大気開放部と熱回収室の下部に凝縮液を貯溜させることにより、熱回収室内へ不凝縮気体、例えば空気等、が流入することを防止して効率良く熱交換することができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の熱交換器では、熱回収室の外部から不凝縮気体が流入してくることは防止できるが、蒸気供給口から供給される蒸気中に不凝縮気体が混入していると、その不凝縮気体の流れによって蒸気の一部あるいはドレンの一部が大気開放部から外部へ排出されてしまう問題があった。不凝縮気体と共に排出される蒸気やドレンは周辺の環境を悪化させることとなり、極力防止しなければならないのである。
【０００４】
従って本発明の課題は、供給される蒸気中に空気等の不凝縮気体が混入している場合であっても、外部に蒸気やドレンを排出することのない熱交換器を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた手段は、大気開放部を設けた熱交換容器に蒸気と冷却流体を供給して、蒸気を冷却流体で熱交換することにより凝縮させるものにおいて、大気開放部の上下にフィルター部を設けると共に、下側のフィルター部の出口側に第二の冷却流体供給部を配置したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
熱交換容器へ供給される蒸気は冷却流体により熱交換されて凝縮する。供給される蒸気中に空気等の不凝縮気体が混入していると、不凝縮気体は冷却流体により凝縮することがないために大気開放部から外部へ排出されるが、その流れによって凝縮すべく蒸気やドレンの一部が大気開放部へ至る。
【０００７】
大気開放部にフィルタ―部を設けたことにより、不凝縮気体と蒸気とドレンの混合流体はこのフィルタ―部を通過する間に、蒸気とドレンの混合が促進され水滴状になると共に、微小な水滴はフィルタ―部で集合して成長し、所定の質量になると重力により大気開放部内を滴下する。
【０００８】
フィルタ―部の出口側に配置した第二の冷却流体供給部からフィルタ―部に冷却流体を供給することにより、フィルタ―部で重力で滴下することができるまで成長することのなかった蒸気とドレンの混合水滴は、この冷却流体によって滴下できる大きさまで成長して大気開放部内を滴下することができる。従って、より確実に蒸気とドレンを滴下させてこれらが外部へ排出されることを防止することができる。水滴が分離された不凝縮気体だけがフィルタ―部から系外へ排出される。
【０００９】
フィルタ―部としては従来周知のものを用いることができ、金属や合成樹脂の細線を詰め合わせたものや、グラスファイバ―や、多孔質の焼結金属等を用いることができる。
【００１０】
【実施例】
図１において、熱交換容器１と、凝縮させるべく蒸気を供給する蒸気供給口２と、蒸気の凝縮したドレンを排出するオ―バ―フロ―管３と、熱交換容器１の中央に設けた大気開放部としての大気開放管４と、大気開放管４の上下に取り付けたフィルタ―部５，２０、及び、第二の冷却流体供給部１１で熱交換器を構成する。
【００１１】
熱交換容器１に冷却流体供給管６と連通した冷却コイル７を大気開放管４の周囲に配置して、上部を温水排出管８と連通する。排出管８を分岐して管１２を設けて第二の冷却流体供給部１１と接続する。第二の冷却流体供給部１１は下端部から冷却流体をフィルタ―部２０の上面に噴射することのできるノズルを有するものである。また、管１２に冷却コイル７の上方から冷却流体を噴射するノズル１３，１４を接続する。ノズル１３，１４からの冷却流体により、熱交換容器１内での蒸気の凝縮を促進するものである。
【００１２】
熱交換容器１の上部に設けた蒸気供給口２は、バルブ９を介して図示しないブロワやシュリンクトンネル等の蒸気使用装置の出口側や再蒸発タンク等と接続して凝縮すべく蒸気を熱交換容器１へ供給する。
【００１３】
熱交換容器１の中央に設けた大気開放管４の下端部１０は、熱交換容器１の下方で開口させ、大気開放管４の更に中央にオ―バ―フロ―管３を取り付ける。蒸気供給口２から熱交換容器１内へ供給される蒸気が冷却コイル７で冷却されて凝縮しドレンとなって熱交換容器１の下部に溜る。溜ったドレンは供給される蒸気の圧力により大気開放管４内を上昇してオ―バ―フロ―管３から外部へ排除される。
【００１４】
大気開放管４の中央部にフィルタ―部２０を設け、更に上方にも第二のフィルタ―部５を設ける。フィルタ―部５，２０は、ステンレスワイヤ―等の金属の細線を多数本詰め込んだものであり、空気等の気体は通過させるものである。フィルタ―部５の上部に複数の開放口２１を有する蓋２２を取り付ける。
【００１５】
蒸気供給口２から熱交換容器１へ供給される蒸気中に多量の不凝縮気体例えば空気等を含んでいる場合、熱交換容器１内に溜った気体は大気開放管４の下端部１０から大気開放管４へ至る間にドレンや蒸気の一部を巻込んで大気開放管４内へ至る。
【００１６】
不凝縮気体とドレンと蒸気の混合流体は大気開放管４内のフィルタ―部２０に至り、不凝縮気体は通過するが、ドレンは集合拡大して水滴状となると共に、蒸気との混合が促進されて更に大きな水滴となる。大きな塊となったドレンと蒸気の水滴は、大気開放管４内を下から上へ通過する流体流れに抗して自重で大気開放管４下部に滴下する。
【００１７】
フィルタ―部２０で充分に大きくなることができずにフィルタ―部２０を通過してしまった蒸気とドレンの一部は、第二の冷却流体供給部１１からの冷却流体により凝縮すると共に大きな水滴状となって大気開放管４内へ滴下する。
【００１８】
万一凝縮することのできなかった蒸気が更に上方へ至ったとしてもフィルタ―部５により凝縮されて滴下することにより、外部へ排出されることはない。ドレンと蒸気が確実に分離された不凝縮気体は大気開放管４上部の開放口２１から外部へ排出される。
【００１９】
不凝縮気体だけが外部へ排出されることにより、蒸気が含まれている場合のようにモヤモヤと湯気が周囲に立ち込めることが無いと共に、ドレンが含まれている場合のように周囲に悪影響を及ぼすことが無い。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、供給される蒸気中に空気等の不凝縮気体を含む場合であっても、大気開放部にフィルタ―部と第二の冷却流体供給部を設けたことにより、不凝縮気体に混入してきた蒸気やドレンはフィルタ―部で捕捉されると共に、冷却流体で確実に大気開放部内を滴下することにより、不凝縮気体だけを外部へ排出することができ、周辺の環境の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器の実施例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
１ 熱交換容器
２ 蒸気供給口
３ オ―バ―フロ―管
４ 大気開放管
５ フィルタ―部
６ 冷却流体供給管
７ 冷却コイル
１１ 第二の冷却流体供給部
１３，１４ ノズル
２０ フィルタ―部
２１ 開放口

Claims (1)

1. 大気開放部を設けた熱交換容器に蒸気と冷却流体を供給して、蒸気を冷却流体で熱交換することにより凝縮させるものにおいて、大気開放部の上下にフィルター部を設けると共に、下側のフィルター部の出口側に第二の冷却流体供給部を配置したことを特徴とする熱交換器。

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