JPH0129999B2 - - Google Patents

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JPH0129999B2
JPH0129999B2 JP7575884A JP7575884A JPH0129999B2 JP H0129999 B2 JPH0129999 B2 JP H0129999B2 JP 7575884 A JP7575884 A JP 7575884A JP 7575884 A JP7575884 A JP 7575884A JP H0129999 B2 JPH0129999 B2 JP H0129999B2
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JP
Japan
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liquid level
liquid
unit
pipe
hole
Prior art date
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Expired
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JP7575884A
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English (en)
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JPS60219500A (ja
Inventor
Haruyuki Yamazaki
Koji Shiina
Yasuaki Akatsu
Haruichiro Sakaguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60219500A publication Critical patent/JPS60219500A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F1/00Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
    • F04F1/18Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium being mixed with, or generated from the liquid to be pumped

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、気泡ポンプの液面制御機構に係り、
特に多数のポンプユニツト(以下、ユニツトとい
う)により構成された気泡ポンプの液面制御に好
適な液面制御機構に関する。
〔発明の背景〕
熱を動力源とするユニツトの複数組を直列に接
続した気泡ポンプを良好に作動させるには、各ユ
ニツトの液面制御が重要な課題である。各ユニツ
トで液面制御を良好に行わなければ、気液2相流
の作動不安定、下降管の液切れ等が生じ、運転不
能になる。
第1図に、気泡ポンプと従来の液面制御機構を
示す。
この第1図に示す気泡ポンプは、吸込管5を有
する作動流体室6と、多数のユニツト1,2,…
n―1,nとを備え、これらのユニツト1,2,
…n―1,nは直列に接続されている。
前記各ユニツトは、凝縮室7と、下降管8と、
蒸発管9と、冷却流体系統11に並列に連結され
た凝縮管10とを有している。前記下降管8は、
作動流体室6または前段のユニツトの凝縮室7の
液相部分から作動流体101を取り出し、蒸発管
9に送るようになつている。前記蒸発管9は、下
降管8から送られて来る作動流体101を熱源流
体102により加熱し、気液2相流を発生させ、
凝縮室7に送入するようになつている。前記凝縮
室7は、蒸発管9より送入された気液2相流から
蒸気を分離、除去し、液体を次段のユニツトまた
は排出管15に送り出すようになつている。前記
凝縮管10は、冷却流体系統11から供給される
冷却流体103により、凝縮室7内の蒸気を冷却
し、凝縮させるようになつている。
一方、従来の液面制御機構は前記冷却流体系統
11と各ユニツトの凝縮管10とを結ぶ配管に取
り付けられた流量調節弁12と、各凝縮室7内に
設置されたレベルコントローラ13とを有してい
る。前記レベルコントローラ13は、凝縮室7内
の液面を検出し、その検出信号104を信号系統
14を通じて流量調節弁12に伝送するようにな
つている。前記流量調節弁12は、レベルコント
ローラ13からの検出信号104に基づいて開度
調整され、凝縮管10に供給する冷却流体103
の流量を調節するように構成されている。
そして、前記液面制御機構を含む気泡ポンプ
は、吸込管5から作動流体101を吸い込み、そ
の作動流体101をユニツト1の下降管8より蒸
発管9へ送り、ここで熱源流体102と熱交換さ
せ、作動流体101を気液2相流とし、さらに凝
縮室7で気体と液体とに分離し、蒸気を凝縮管1
0を流れる冷却流体103により冷却し、凝縮さ
せて残りの液体と一緒に次段のユニツトの下降管
8へと順次送り、最終段のユニツトnに設けられ
た排出管15より取り出す。
各ユニツトの凝縮室7の液面制御は、レベルコ
ントローラ13により液面を検出し、その信号1
04を流量調節弁12に伝送し、熱源流体102
の負荷変動に応じて冷却流体103の流量を調節
することによつて行つている。
ところで、この種気泡ポンプは通常数十ないし
数百のユニツトから構成されている。
したがつて、各ユニツトに流量調節弁12とレ
ベルコントローラ13とを配備する従来の液面制
御機構では、前記流量調節弁12とレベルコント
ローラ13を多数必要とする欠点があり、さらに
冷却流体103を並列に供給するようにしている
ので、多量の冷却流体103を必要とする欠点が
あつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前記従来技術の欠点をなく
し、コストのかさむ流量調節弁やレベルコントロ
ーラを多く用いることなく、多数のユニツトから
なる気泡ポンプの液面制御を確実に行うことがで
き、しかも冷却流体の流量を節減し得る気泡ポン
プの液面制御機構を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、凝縮室の液面設定上限位置に蒸気を
分離、除去する装置を設置するとともにこの装置
を直列に連結したこと、液面設定下限位置に抽気
孔を設け、気泡ポンプのユニツトの蒸発管と、凝
縮室の気相部とのいずれかに吹出孔を設け、前記
抽気孔と前段のユニツトの吹出孔とを抽気配管に
より連結したことに特徴を有するもので、この構
成により前記目的を全て達成することができたも
のである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第2図および第3図は、本発明の第1の実施例
を示すもので、気泡ポンプを構成している各ユニ
ツトの凝縮室7の液面設定上限位置に蒸気を分
離、除去する装置としての凝縮管16が設置さ
れ、各凝縮管16は冷却流体配管17により直列
に連結されている。
前記冷却流体配管17における初段のユニツト
1の凝縮管16の入口側には、流量調節弁18が
取り付けられ、同ユニツト1の凝縮室7内には、
レベルコントローラ19が設置されている。前記
レベルコントローラ19は、信号系統20を通じ
て前記流量調節弁18と接続されている。
各ユニツトの凝縮室7の液面設定下限位置に
は、抽気孔21が設けられ、当該ユニツトの前段
のユニツトにおける蒸発管9の中間部には、吹出
孔22が設けられている。前記抽気孔21と前段
のユニツトの蒸発管9に設けられた吹出孔22と
は、抽気配管23により連結されている。
前記抽気孔21は、蒸気105を通し、液体を
通さない程度の大きさに形成されており、蒸気1
05と液体との流動抵抗の差を利用して、出来る
限り蒸気のみ抽出し得るように構成されている。
また、この第1の実施例の他の構成について
は、前記第1図に示すものと同様であり、同じ部
材には同じ符号を付けて示し、これ以上の説明を
省略する。
なお、第3図中、上限は液面設定位置を意味
し、下限は液面設定下限位置を意味する。
前記第1の実施例の液面制御機構は、次のよう
に作用する。
いま、第2図において各ユニツトの凝縮室7の
圧力をP1,P2,……Po-1,Po、吸込圧をP0とし、
差圧をΔP1(=P1−P0)、ΔP2(=P2−P1),……
ΔPo-1(=Po-1−Po-2),ΔPo(=Po−Po-1)、設定
差圧をΔP1D,ΔP2D,……ΔP(o-1)D,ΔPoD、凝縮
室7の液面をL1,L2,Lo-1,Loとする。設定差
圧ΔP1D,ΔP2D,……ΔP(o-1)D,ΔPoDは、蒸発管
9内の気液2相流のヘツドによる差圧であり、例
えば差圧ΔP3と設定差圧ΔP3Dとの関係がΔP3
ΔP3Dになると、ユニツト3の抽気孔21から抽
気配管23を通つてユニツト2の吹出孔22へ蒸
気105が吹き込まれる。
第3図は、この第1の実施例の作用を模式的に
示す。
この第3図において、ユニツトnの圧力Po
上昇するに伴い、液面Loが下降すると、液面設
定下限位置に設けられた抽気孔21から抽気さ
れ、その蒸気105は抽気配管23および吹出孔
22を通じてユニツト(n−1)の蒸発管9へ吹
き込まれる。その際、抽気孔21が蒸気を通し、
液体を通さない程度の大きさに形成されているの
で、抽気孔21からの液体の流出量を微少に抑え
ることができる。
前述の抽気によりユニツトnの圧力Poが低下
し、液面Loが液面設定下限位置まで上昇する。
ついで、液面設定上限位置に設けられた凝縮管
16より液面Loが高くなると、伝熱面積が減少
するため、蒸発管9で発生した蒸気が凝縮されな
くなり、ユニツトnの凝縮室7内の上部に蒸気が
溜まり、圧力Poが上昇し、液面Loが液面設定上
限位置まで下降する。
以上の作用が各ユニツトにおいて繰り返し行わ
れ、これにより各ユニツトの液面を液面設定上限
位置と液面設定下限位置との間に確実に制御する
ことができる。
その間、初段のユニツト1の凝縮室7内に設定
されたレベルコントローラ19により液面が検出
され、その信号104が信号系統20を通じて流
量調節弁18に伝送され、熱源流体102の負荷
変動に応じて冷却流体103の流量が自動調節さ
れる。
また、冷却流体配管17を通じて各ユニツトに
設置された凝縮管16を直列に接続しているの
で、冷却流体103の流量を節減することができ
るし、流量調節弁18とレベルコントローラ19
とを1組配備するだけで足りるようにすることが
できる。
なお、この第1の実施例の他の作用について
は、前記第1図に示すものと同様である。
次に、第4図および第5図は本発明の第2の実
施例を示すもので、この実施例のものは初段のユ
ニツト1を除く各段の液面設定位置に抽気孔24
が設けられ、最終段のユニツトnを除く各段のユ
ニツトの凝縮室7の気相部に吹出孔25が設けら
れており、この吹出孔25と後段のユニツトの抽
気孔24とが抽気配管26により連結されてい
る。
そして、この実施例のものは第5図に示すよう
に、例えばユニツトnの液面Loが液面設定下限
位置よりも下降すると、ユニツトnに設けられた
抽気孔24から蒸気105が抽出され、その蒸気
105は抽出配管26および吹出孔25を通じて
前段のユニツトn−1の凝縮室7の気相部へ吹き
込まれる。その結果、ユニツトnの圧力Poが低
下し、液面Loが上昇するので、液面Loを液面設
定位置に安定的に制御することができる。
この第2の実施例の他の構成、作用は、前記第
1の実施例と同様である。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明によれば、気泡ポンプを構
成している各ユニツトの凝縮室の液面設定上限位
置に蒸気を分離、除去する装置を設置し、液面設
定下限位置に抽気孔を設け、ユニツトの蒸発管
と、凝縮室の気相部とのいずれかに吹出孔を設
け、前記抽気孔と前段のユニツトの吹出孔とを抽
気配管により連結し、液面が液面設定下限位置よ
り下降した時には当該ユニツトの凝縮室に設けら
れた抽気孔から蒸気を抽出し、その蒸気を抽気配
管および吹出孔を通じて前段のユニツトに吹き込
み、当該ユニツトの凝縮室内の圧力を低下させ、
液面を上昇させ、液面設定上限位置より上昇した
時には蒸気を分離、除去する装置の伝熱面積が減
少し、蒸気が凝縮されず、凝縮室内の上部に蒸気
が溜まり、圧力が上昇し、液面が液面設定上限位
置まで下降するようにしているので、流量調節弁
やレベルコントローラを多く用いることなく、多
数のユニツトからなる気泡ポンプの液面制御を確
実に行い得る効果がある。
また、本発明によれば、各ユニツトの凝縮室に
設置されている蒸気を分離、除去する装置を直列
に連結したことにより、コストのかさむ流量調節
弁やレベルコントローラを初段のユニツト等に1
組設けるだけでも正常に運転でき、しかも前記装
置に供給する冷却流体の流量を節減し得る効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は気泡ポンプの従来の液面制御機構を示
す系統図、第2図は本発明の第1の実施例を示す
系統図、第3図は同第1の実施例の作用説明図、
第4図は本発明の第2の実施例を示す系統図、第
5図は同第2の実施例の作用説明図である。 1,2〜n−1,n…気泡ポンプのユニツト、
5…作動流体の吸込管、7…凝縮室、8…下降
管、9…蒸発管、16…蒸気を分離、除去する装
置としての凝縮管、18…流量調節弁、19…レ
ベルコントローラ、21…抽気孔、22…吹出
孔、23…抽気配管、24…抽気孔、25…吹出
孔、26…抽気配管、101…作動流体、102
…熱源流体、103…冷却流体、105…抽出さ
れた蒸気、P1〜Po…凝縮室の圧力、ΔP1〜ΔPo
差圧、ΔP2D〜ΔPoD…設定差圧、L1〜Lo…凝縮室
の液面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下降管を通じて作動流体を蒸発管に送り、蒸
    発管内の作動流体を熱源により加熱し、気液2相
    流を発生させて凝縮室に送入し、凝縮室内で蒸気
    を分離、除去する装置により気液2相流を蒸気と
    液体とに分離するポンプユニツトを複数組直列に
    接続し、分離された液体の次段のポンプユニツト
    に次々に送り込み、最後段のポンプユニツトから
    取り出す気泡ポンプにおいて、前記各ポンプユニ
    ツトの凝縮室の液面設定上限位置に、前記蒸気を
    分離、除去する装置を設置するとともにこの装置
    を直列に連結し、液面設定下限位置に抽気孔を設
    け、前記蒸発管と、凝縮室の気相部とのいずれか
    に吹出孔を設け、前記抽気孔と前段のポンプユニ
    ツトの吹出孔とを抽気配管により連結したことを
    特徴とする気泡ポンプの液面制御機構。 2 特許請求の範囲第1項において、前記蒸気を
    分離、除去する装置を凝縮管とし、各ポンプユニ
    ツトの凝縮管を直列に接続したことを特徴とする
    気泡ポンプの液面制御機構。 3 特許請求の範囲第1項において、前記抽気孔
    の大きさを、蒸気を通し、液体を通しにくい大き
    さに形成したことを特徴とする気泡ポンプの液面
    制御機構。
JP7575884A 1984-04-17 1984-04-17 気泡ポンプの液面制御機構 Granted JPS60219500A (ja)

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JPS60219500A JPS60219500A (ja) 1985-11-02
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JP7575884A Granted JPS60219500A (ja) 1984-04-17 1984-04-17 気泡ポンプの液面制御機構

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