JPH0245658Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は気化と凝縮における熱の授受を利用し
て高温部から低温部へ熱を伝熱する熱交換器とし
て用いるもので、蒸発部の上部ヘツダ内の給液内
管に凝縮水を集合させて蒸発部の各伝熱管に分配
させることができるようにした分離形のヒートパ
イプ式熱交換器に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、分離形のヒートパイプ式熱交換器は、
第５図に示すように、高温側蒸発部Ａと低温側凝
縮部Ｂとからなり、蒸発部Ａは、上部ヘツダ１と
下部ヘツダ２を有して、該上部ヘツダ１と下部ヘ
ツダ２との間に複数の伝熱管３を平行に配した構
成としてあり、凝縮部Ｂは、同様に上部ヘツダ４
と下部ヘツダ５を有して該上部ヘツダ４と下部ヘ
ツダ５との間に複数の伝熱管６を平行に配した構
成としてある。又、蒸発管Ａの上部ヘツダ１と凝
縮部Ｂの上部ヘツダ４とは蒸気連絡管７にて、
又、蒸発部Ａの下部部ヘツダ２と凝縮部Ｂの下部
ヘツダ５とは凝縮水戻り管８にてそれぞれ連結
し、凝縮水戻り管８には凝縮水９が充填されてい
るようにしてある。

上記従来のヒートパイプ式熱交換器では、蒸発
部Ａの下部ヘツダ２に凝縮水戻り管８が開口し、
且つ下部ヘツダ２と各伝熱管３とが一体となつて
おり、しかも、各伝熱管３が垂直になつているた
め、戻り管８内の凝縮水９は問題なく下部ヘツダ
２から各伝熱管３内に入ることができ、該各伝熱
管３内で凝縮水が気化されると、熱を含んだ蒸気
として蒸発部上部ヘツダ１から蒸気連絡管７を経
て凝縮部Ｂの上部ヘツダ４へ導かれ、凝縮部Ｂに
導かれた蒸気は、該凝縮部Ｂで冷却されて凝縮さ
れ、凝縮水として下部ヘツダ５から戻り管８に流
出されるようなサイクルで運転されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、上述した従来のヒートパイプ式熱交
換器では、伝熱管３，６が垂直に配列されている
ため、伝熱管外面に付着したダスト等を除去する
ためには圧縮空気又は蒸気を噴射するスートブロ
ワ方式を用いるしかなく、この方式では動力費又
は燃料費がかさむばかりでなく、均一にダストを
除去する効果が低い、という問題があり、又、蒸
発部伝熱管３の一部には凝縮水が充填されている
状態になつているので、気化効率が低下し、ヒー
トパイプ本来の優れた伝熱効果が阻害されてい
る、という問題もあつた。

そこで、本考案は、蒸発部伝熱管を垂直に配列
させず且つ該伝熱管内の一部に凝縮水が常に入り
込んでいる状態をなくすために、蒸発部へ戻す凝
縮水を集合させた上、各伝熱管へ分配させるよう
にし、この場合に集合された凝縮水を確実に蒸発
部伝熱管に分配させることができるヒートパイプ
式熱交換器を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案はウイツクを内張り又は充填したヒート
パイプよりなる複数の管列を同一方向に傾斜させ
た上下一対のヘツダで連結して蒸発部と凝縮部を
構成し、上記蒸発部の上部ヘツダよりも凝縮部の
下部ヘツダを上方に位置させ、上記蒸発部の上部
ヘツダ内に、凝縮水を集合して各列の管に分配さ
せるためのノズル付きの分配管を収納し、該分配
管と凝縮部の下部ヘツダとを凝縮水戻り管にて連
結し、蒸発部の上部ヘツダと凝縮部の上部ヘツダ
とを蒸気連絡管にて連結し、更に、上記分配管に
ウイツクを内張り又は充填し、且つ該分配管のウ
イツクと蒸発部の各ヒートパイプ内のウイツクと
を上記ノズルに挿通した接続ウイツクで接続した
ことを特徴とするヒートパイプ式熱交換器に係る
ものである。

〔作用〕

凝縮部で凝縮されて凝縮部下部ヘツダから蒸発
部上部ヘツダ内の分配管に重力で導かれた凝縮水
は、該分配管内のウイツクに浸み込み、ウイツク
の毛細管現象を利用して凝縮水が分配管内に均一
に至り、更に各ノズルに挿通した接続ウイツクを
介して各伝熱管内のウイツクへと浸み込んで流れ
移る。そのため、凝縮水は均一に分配されて蒸発
部の各伝熱管内へポンプなしで重力にて導かれ
る。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明す
る。

第１図乃至第４図は本考案のヒートパイプ式熱
交換器の一実施例を示すものであり、第１図及び
第２図はヒートパイプ式熱交換器の全体構成を、
第３図及び第４図は部分図で、特に第３図は本考
案の特徴となる部分を示す。

１０は蒸発部、２０は凝縮部であり、蒸発部１
０は、外側にフイン１２を有し且つ所要角度に傾
斜させて多列に配列された伝熱管１１と、上部ヘ
ツダ１３と、下部ヘツダ１４とからなり、上記伝
熱管１１は複数本が１つの上部ヘツダ１３と下部
ヘツダ１４間に取り付けられていて、これらが多
段に配置され各々独立した構成としてある。凝縮
部２０は、上記と同様にフイン２２付きで所要角
度に傾斜させて多列に配列された伝熱管２１と、
上部ヘツダ２３と下部ヘツダ２４とからなり、上
下の各ヘツダ２３と２４との間に取り付けられた
複数本の伝熱管２１は多段に独立した構成として
ある。

上記蒸発部各段の上部ヘツダ１３とこれに対応
する凝縮部各段の上部ヘツダ２３とは、それぞれ
蒸気連絡管３０にて連結し、又、蒸発部１０の各
上部ヘツダ１３内には、第２図に示すように複数
本の伝熱管１１に対応させてノズル１６を有する
分配管１５を同一軸心上に収納し、該各段の上部
ヘツダ１３内の分配管１５の一端と凝縮部２０の
各段の下部ヘツダ２４とを凝縮水戻り管３１にて
それぞれ独立に連結し、且つ凝縮部２０の各伝熱
管２１内で熱交換により凝縮された凝縮水が重力
で蒸発部１０の各段の上部ヘツダ１３内分配管１
５に戻つて来るようにするため、蒸発部１０の各
段の上部ヘツダ１３よりも、これら各上部ヘツダ
１３と連結している凝縮部２０の各段の下部ヘツ
ダ２４が上方に位置しているようにする。

上記蒸発部上部ヘツダ１３内の分配管１５は、
第３図に詳細に示す如く、蒸発部伝熱管１１に対
応させて伝熱管入口部に向うノズル１６を有して
いて、重力で戻つて来た凝縮水を各ノズル１６に
均一に分配させることができるように繊維状又は
網状のウイツク１７を内張り又は充填（図面では
内張りの場合を示している）されている。又、上
記各ノズル１６内には接続ウイツク１７′が設け
られ、該接続ウイツク１７′の一端を、ノズル１
６の出口より垂れ下がつて伝熱管１１内に内張り
又は充填（図面では内張りの場合を示している）
されたウイツク１８上に臨み得るよう延長させて
該ウイツク１８に接続すると共に、前記接続ウイ
ツク１７′の他端を分配管１５内のウイツク１７
と接続して、該ウイツク１７に浸み込んだ凝縮水
が各ノズル１６へ分配されるようにしてある。

又、凝縮部２０の各下段ヘツダ２４と戻り管３
１との連結部分は、第４図に示す如く、Ｕ字形の
シール部３２を有し、該シール部３２に作動用水
３３が溜つて管路をシールするようにしてある。

尚、図中１９はドレン弁、２５は上部ヘツダ２
３に連結されているベント弁、２６は安全弁、２
７は伝熱管２１内に取り付けたウイツク、３４は
ドレン弁である。

今、運転を行う場合は、ベント弁２５と図示し
ない真空装置とをつないで熱交換器内を真空にし
た後、該ベント弁２５から作動用水３３を所定量
流入させて弁２５を閉じる。流入された作動用水
３３は、凝縮部２０の上部ヘツダ２３、各伝熱管
２１、下部ヘツダ２４を経て戻り管３１に流れ込
む。戻り管３１では、シール部３２に一定の作動
用水３３が溜りシール状態となり、起動時に蒸発
部１０で発生した蒸気が戻り管３１を逆流し凝縮
部２０に達するのを防止することができる。他の
作動用水は、蒸発部１０の上段ヘツダ１３内に収
納されている分配管１５内に入り、該分配管１５
内のウイツク１７に浸み込んでノズル１６より各
伝熱管１１に分配されることになる。

運転開始に際して蒸発部１０に高温ガスを、
又、凝縮部２０に低温ガスを、それぞれ第１図に
示す矢印方向に流すと、蒸発部１０の各伝熱管１
１内のウイツク１８に浸み込んでいる作動用水は
気化し、蒸気となつて蒸発部上部ヘツダ１３から
蒸気連絡管３０を経て凝縮部上部ヘツダ２３へ導
かれる。上記上部ヘツダ２３に導かれた蒸気は、
該上部ヘツダ２３より各伝熱管２１内に流入し、
該伝熱管２１内で蒸気は低温ガスとの熱交換によ
り凝縮されて液化される。

凝縮部伝熱管２１で凝縮されて得られた凝縮水
は、重力で上記伝熱管２１内を下部ヘツダ２４へ
と流れ、更に戻り管３１内を重力で流れて蒸発部
上段ヘツダ１３内の分配管１５内へ戻つて来る。
分配管１５内には、前記したようにウイツク１７
が内張り又は充填されているので、凝縮水は上記
ウイツク１７に浸み込んで各ノズル１６の接続ウ
イツク１７′に均一に浸み込んで分配される。各
ノズル１６の接続ウイツク１７′より各伝熱管１
１のウイツク１８に浸み込んだ凝縮水は、途中で
高温ガスとの熱交換により蒸発させられ、前記の
サイクルを繰り返すことになる。

本考案においては、蒸発部上部ヘツダ２３内に
収納した分配管１５にウイツク１７を内張り又は
充填すると共に、ノズル１６に挿通せしめた接続
ウイツク１７′にて前記分配管１５のウイツク１
７と伝熱管１１内のウイツク１８とを接続させた
構成としてあるので、分配管１５内に重力で戻つ
て来た凝縮水をポンプなしで均一にノズル１６か
ら伝熱管１１に分配して導くことができる。

〔考案の効果〕

以上述べた如く、本考案のヒートパイプ式熱交
換器によれば、蒸発部伝熱管及び凝縮部伝熱管を
同一方向に傾斜させ、蒸発部上部ヘツダの位置よ
り凝縮部下部ヘツダの位置を高くして凝縮水が重
力で蒸発部へ戻つて来るようにし、且つ上記蒸発
部上部ヘツダ内にノズル付きの分配管を収納し、
該分配管内にウイツクを内張り又は充填した構成
としてあるので、凝縮水が重力で蒸発部に戻つて
来ると集合された上で蒸発部各伝熱管に分配され
るが、このとき分配管内にウイツクが内張り又は
充填されていて、しかも該分配管のウイツクと蒸
発部の各伝熱管に内張りされたウイツクとを前記
ノズルに挿通した接続ウイツクで接続しているた
め、集合された凝縮水を均一に各ノズルを経て各
伝熱管に分配させることができ、又、伝熱管の傾
斜により伝熱管に付着したダストを動力費の安価
な鋼球落下によるシヨツトクリーニング方式で均
一に除去することができ、更に、常に蒸発部伝熱
管内を凝縮水で湿めらせておくことができて伝熱
管内面が乾燥したり、逆に凝縮水が充満すること
がなくなり安定で効率のよい熱交換が可能とな
る、等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のヒートパイプ式熱交換器の実
施例を示す概略側面図、第２図は第１図の−
矢視図、第３図は蒸発部上部ヘツダ部の拡大断面
図、第４図は凝縮部下部ヘツダ部の拡大断面図、
第５図は従来のヒートパイプ式熱交換器の概略図
である。 １０は蒸発部、１１は伝熱管、１３は上部ヘツ
ダ、１４は下部ヘツダ、１５は分配管、１６はノ
ズル、１７はウイツク、１７′は接続ウイツク、
１８はウイツク、２０は凝縮部、２１は伝熱管、
２３は上部ヘツダ、２４は下部ヘツダ、３０は蒸
気連絡管、３１は凝縮水戻り管を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ウイツクを内張り又は充填したヒートパイプよ
   りなる複数の管列を同一方向に傾斜させ上下一対
   のヘツダで連結して蒸発部と凝縮部を構成し、上
   記蒸発部の上部ヘツダよりも凝縮部の下部ヘツダ
   を上方に位置させ、上記蒸発部の上部ヘツダ内
   に、凝縮水を集合して各列の管に分配させるため
   のノズル付きの分配管を収納し、該分配管と凝縮
   部の下部ヘツダとを凝縮水戻り管にて連結し、蒸
   発部の上部ヘツダと凝縮部の上部ヘツダとを蒸気
   連絡管にて連結し、更に、上記分配管にウイツク
   を内張り又は充填し、且つ該分配管のウイツクと
   蒸発部の各ヒートパイプ内のウイツクとを上記ノ
   ズルに挿通した接続ウイツクで接続したことを特
   徴とするヒートパイプ式熱交換器。