JPH0261496A - 回転ディスク型蒸発器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は、回転ディスク型蒸発器に関する６（ロ）　従
来の技術 従来、排水等の熱でフロンなどの作動流体を蒸発させ、
蒸発した作動流体でタービンなどを作動させて発電する
ことが試行されており、熱源たる排水の温度が低いため
、作動流体の蒸発には、容量が大きく、かつ、効率が高
い蒸発器が必要であり、フィンチューブ型など、伝熱面
積が大きい静置型の熱交換器が用いられている。

（ハ）　発明が解決しようとする課題 しかしながら、静置型の熱交換器では、伝熱面に液体の
作動流体と気体の作動流体とが混在して接触するために
、熱交換率が低下し、また、同然交換器から吐出される
気体の作動流体中に液体の作動流体が混入するために気
液分離器を要し、更に、熱源を排水にとった場合には、
排水中に浮遊物質などが混入している場合が多く、フィ
ンチューブ型などの熱交換器では、フィンチューブの表
面に上記の浮遊物質などが付着して、熱伝導を阻害し、
頻繁にフィンチューブの表面を清掃しなければ熱交換率
が極端に低下すると言う欠点があった。

（ニ）　課題を解決する手段 本発明では、温排水等を送通させる外缶の内部に、蒸発
凝縮可能の作動流体を送通可能とした中空ドラムを回転
自在に軸架し、同ドラムの外周に中空ディスクを連設し
て、中空ドラムと中空ディスクの内部を連通させ、しか
も、中空ドラムの内部を作動流体流入路と作動流体流出
路とに仕切る隔壁を設けると共に、スクレーバーを中空
ディスクの外側面に近接して配設したことを特徴とする
回転ディスク型蒸発器を提供せんとするものである。

（ホ）　作用・効果 本発明では、ディスクが回転しているので、遠心力の作
用でディスクの内部では、比重が大きい液体の作動流体
はディスクの外周方向に流れ、比重が小さい気体の作動
流体は中心部に流れて伝熱面から分離して、常に液体の
作動流体が伝熱面に接触するので、伝熱の効率を高め、
また、ディスクから吐出される気体の作動流体に液体の
作動流体が混入しないので気液分離器を要しない。

更に、ディスクの外側面はスクレーバーで常に清掃され
ているので、同外側面に浮遊物質等が付着せず、長期間
にわたって高い熱交換率を保持することができる。

（へ）　実施例 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図において、（八）は本発明の回転ディ
スク型蒸発器を示しており、この蒸発器（八）は筒状の
外缶（１）の内部に中空ドラム（２）を回転自在に軸架
すると共に、外缶（１）の壁面に熱源流体の流入口（３
）と流出口（４）とを開口している。

中空ドラム（２）の外周には、多数の中空ディスク（５
）を中空ドラム（２）と同心状に連設して、中空ドラム
（２）の内部と多数の中空ディスク（５）の内部とをド
ラム（２）に穿設した連通孔（ｈ）及び後記の注入パイ
プ（ｐ）を介して連通させている。

また、中空ドラム（２）の左右側には、同ドラム（２）
内部と連通した流入パイプ（６）と流出パイプ（７）と
を突設して、比較的低温で蒸発する作動流体、例えばフ
ロン、または、アンモニア等の作動流体を供給及び排出
するようにしている。

また、中空ドラム（２）の内部を、作動流体流入路（８
）と作動流体流出路（９）とに仕切る隔壁（１０）を設
け、作動流体流入路（８）側のドラム（２）の壁体から
中空ディスク（５）の内部において外周方向に延出した
注入パイプ（ｐ）とを設けて、流入パイプ（６）から中
空ドラム（２）の内部に流入した作動流体が、中空ディ
スク（５）の内部を迂回して流出パイプ（７）から排出
されるようにしている。

また、中空ディスク（５）の外側面に近接してスクレー
バー（１１）を配設し、中空ディスク（５）の回転によ
り、同外側面に付着した浮遊物質を掻き取り清掃するよ
うにしている。

図中（１２）は駆動装置であり、中空ドラム（２）と中
空ディスク（５）とを所定の回転速度で回転させている
。

本発明の実施例は上記のように構成されており、中空ド
ラム（２）と中空ディスク（５）とを所定の回転速度で
回転させておき、熱源流体を流入口（３）から外缶（１
）の内部に流入させて同熱源流体を中空ディスク（５）
の外側面に接触させ、しかるのち流出口（４）から外缶
（１）の外部に排出させながら、液体の作動流体を、流
入パイプ（６）を介して中空ドラム（２）の作動流体流
入路（８）に注入すると、液体の作動流体は、遠心力で
注入パイプ（ｐ）を介して中空ディスク（５）内部の外
周部（１３）に流入して、同内部の中心部（１４）に空
洞が生ずる。

かかる状態では、熱源流体と作動流体とは、伝熱面たる
中空ディスク（５）の壁面を隔てて接しており、液体の
作動流体が熱源流体の熱を奪って気化する。

この気体の作動流体は中空ディスク（５）の内壁面に沿
って気泡の状態で最も多く発生するのであるが、気体の
伴動流体は液体の作動流体に比べて密度が小さく、前記
のように中空ディスク（５）が回転しているので、遠心
力で密度の大きい液体の作動流体と置換され、中空ディ
スク（５）の内壁面には常に液体の作動流体が接触して
いることになり、中空ディスク（５）の内壁面と作動流
体間の熱伝導を高めている。

そして、気体の作動流体は中空ディスク（５）の中心部
（１４）に集まって気液分離され、作動流体流出路（９
）と流出パイプ（７）を介し回転ディスク型蒸発器（＾
）の外部に排出される。

また、熱源流体中に付着性の浮遊物質が混入していても
、中空ディスク（５）の外壁面がスフレ・−パー（１１
）で常に清掃されているので、浮遊物質の付着による熱
源流体と中空ディスク（５）の外壁面間の熱伝導の低下
を防止している。

上記のように、中空ディスク（５）の内壁面と作動流体
間の熱伝導が高く、かつ、熱源流体と中空ディスク（５
）の外壁面間の熱伝導の低下が防止されているので、熱
交換の効率を長期間にわたって高く維持することができ
る。

なお、液体の作動流体の回転ディスク型蒸発器（Ａ）へ
の流入圧と、気体の作動流体の流出圧とは、蒸発器内で
の圧損を除けば等しいのであるが、作動流体の体積が、
液体から気体に変換される間に極めて大きく膨脹するこ
とから、低温の熱源流体からでも、エネルギーを回収す
ることができる。

次に、かかる回転ディスク型蒸発器（Ａ）を、工場等の
温排水を熱源とした発電プラントに利用した例を第３図
にもとづいて説明する。

図中（Ｐ）は液体の作動流体を回転ディスク型蒸発器（
Ａ）に圧送するためのポンプ、（Ｔ）はタービン、（Ｃ
）はコンデンサーであり、作動流体は上記の順でプラン
ト中を循環する。

すなわち、ポンプ（Ｐ）で回転ディスク型蒸発器（Ａ）
に圧送された液体の作動流体は、高温熱源（Ｓｌ）から
の熱源流体で加熱されて気化し、膨脹した気体の作動流
体になり、タービン（Ｔ）に流入して同タービン（Ｔ）
と連結した発電機（Ｇ）を回転させて発電し、同タービ
ン（Ｔ）から排出される気体の作動流体は、コンデンサ
ー（Ｃ）で低温熱源（Ｓ２）からの河川水等で冷却され
て凝結し、収縮した液体の作動流体になって再びポンプ
（Ｐ）に戻る間に、高温熱源（Ｓｌ）と低温熱源（Ｓ２
）の温度差に応じたエネルギーを回収して発電するもの
である。

特に、高温熱源と低温熱源の温度差が小さく、また、熱
源流体に浮遊物質の混入が予想される場合には、本発明
の回転ディスク型蒸発器のように、メンテナンスを行う
ことなく熱交換の効率を長期間にわたって高く維持する
ことができる蒸発器を用いることで効率よく発電を行う
ことができる。

８：作動流体流入路 ９：作動流体流出路 １０：隔壁 １１ニスクレーバー

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転ディスク型蒸発器の縦断面図、第
２図は同横断面図（第１図Ｉ−ＩＵｒ面図）、第３図は
本発明の回転ディスク型蒸発器を用いた発電プラントの
構成を示す説明図。 Ａ：回転ディスク型蒸発器 １：外缶 ２：中空ドラム ５：中空ディスク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）温排水等を送通させる外缶（１）の内部に、蒸発凝
   縮可能の作動流体を送通可能とした中空ドラム（２）を
   回転自在に軸架し、同ドラム（２）の外周に中空ディス
   ク（５）を連設して、中空ドラム（２）と中空ディスク
   （５）の内部を連通させ、しかも、中空ドラム（２）の
   内部を作動流体流入路（８）と作動流体流出路（９）と
   に仕切る隔壁（１０）を設けると共に、スクレーバー（
   １１）を中空ディスク（５）の外側面に近接して配設し
   たことを特徴とする回転ディスク型蒸発器。