JP4364414B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
【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て残った蒸気や、高温ドレンから発生した再蒸発蒸気などを、水等の冷却流体で熱交換して凝縮させることによって、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、熱回収率が80パーセントからせいぜい90パーセント程度と比較的低い値に止まってしまう問題があった。これは、冷却流体を蒸気とのみ熱交換するだけであり、蒸気が凝縮して今だ高温状態のドレンと冷却流体を熱交換しないためである。即ち、上記従来の熱交換器では、蒸気が気相から液相に相変化する場合の潜熱を回収することはできるが、高温ドレンの顕熱を十分には回収できないのである。
【0004】
従って本発明の課題は、蒸気の潜熱と共に高温ドレンの顕熱も回収することによって、熱回収率の向上した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、熱交換容器の中央に大気開放管を設けて、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、熱交換容器の内部に冷却流体の通過する冷却流体管を取り付けて、当該冷却流体管の周囲に、蒸気の凝縮した高温ドレンを集液して冷却流体管の外周に沿って流下させる高温ドレン集液部材を具備して、当該高温ドレン集液部材を、冷却流体管の下方部の周囲に取り付けると共に、冷却流体管と同様にコイル状の平板で、断面が大気開放管側に傾斜した状態で取り付けて、当該高温ドレン集液部材の大気開放管側端部と大気開放管との間にスペースを設け、当該スペースを、上方は小さく下方に行くに従って大きくなるように設けたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
熱交換容器内の蒸気は、冷却流体管の外周に接触して熱交換されて凝縮する。冷却流体管の周囲に、蒸気の凝縮した高温ドレンを集液して冷却流体管の外周に沿って流下させる高温ドレン集液部材を具備したことにより、高温ドレンの保有する顕熱は、高温ドレン集液部材を流下する間に冷却流体管の外周から冷却流体に伝達され熱交換される。
【0007】
冷却流体管で蒸気の潜熱を熱回収するのみならず、高温ドレン集液部材を流下する間に高温ドレンの顕熱も熱回収することができる。
【0008】
【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管2と、熱交換容器1内に配置した冷却流体管5と、冷却流体管5の周囲に取り付けた高温ドレン集液部材6と、蒸気の凝縮したドレンを排出するオーバーフロー管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とで熱交換器を構成する。
【0009】
熱交換容器1内で大気開放管4の外周に、銅製長尺パイプをコイル状に形成した冷却流体管5を配置して、冷却流体管5の下部入口側を冷却流体供給管8と接続すると共に、上部出口側は温水排出管9と接続する。熱交換容器1に供給された蒸気が冷却流体管5の外表面と接触して凝縮するものである。
【0010】
オーバーフロー管3は鉛直直線状で、上端11を大気開放管4内に開口し下端12を熱交換容器1外部の大気中に開口する。蒸気の凝縮したドレンが熱交換容器1底部からオーバーフロー管3を通って外部に排出されるものである。
【0011】
冷却流体管5の下方部の周囲に、高温ドレン集液部材6を取り付ける。高温ドレン集液部材6は、冷却流体管5と同様にコイル状の平板で、冷却流体管5の外周と僅かな隙間7を介し、断面が大気開放管4側に傾斜した状態で取り付ける。高温ドレン集液部材6の大気開放管4側端部と大気開放管4との間には、スペース10を設ける。このスペース10は、上方は小さく下方に行くに従って大きくなるように設ける。
【0012】
蒸気供給管2は、図示しない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内に供給する。蒸気供給管2から熱交換容器1内へ供給される蒸気が、冷却流体管5で冷却されて凝縮しドレンとなって高温ドレン集液部材6上をコイル状に流下する。このコイル状に流下する高温ドレン集液部材6上のドレンの保有する顕熱が、更に下流側の冷却流体管5内の冷却流体に吸熱されて熱回収される。
【0013】
高温ドレン集液部材6上のドレンの一部はスペース10から下方に流下して熱交換容器1の下部に溜まる。溜ま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、オーバーフロー管3の上端11から外部へ排除される。
【0014】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却流体管で蒸気の相変化に伴う潜熱を熱回収すると共に、高温ドレン集液部材を流下する間に高温ドレンの顕熱も熱回収することによって、熱回収率を向上させることができる。
【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構成図。
【符号の説明】
1 熱交換容器
2 蒸気供給管
3 オーバーフロー管
4 大気開放管
5 冷却流体管
6 高温ドレン集液部材
7 隙間
8 冷却流体供給管
9 温水回収管
10 スペース
Claims (1)
- 熱交換容器の中央に大気開放管を設けて、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、熱交換容器の内部に冷却流体の通過する冷却流体管を取り付けて、当該冷却流体管の周囲に、蒸気の凝縮した高温ドレンを集液して冷却流体管の外周に沿って流下させる高温ドレン集液部材を具備して、当該高温ドレン集液部材を、冷却流体管の下方部の周囲に取り付けると共に、冷却流体管と同様にコイル状の平板で、断面が大気開放管側に傾斜した状態で取り付けて、当該高温ドレン集液部材の大気開放管側端部と大気開放管との間にスペースを設け、当該スペースを、上方は小さく下方に行くに従って大きくなるように設けたことを特徴とする熱交換器。
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