JPH03188901A - 縦型流下液膜式蒸発器 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は縦型流下液膜式蒸発器の改良に関するものであ
る。より詳しく言えば、縦型流下液膜式蒸発器における
伝熱管頂部の構造に関するものである。

（従来技術） 縦型流下液膜式蒸発器は液の滞留量が小さく、大きな総
括伝熱係数が得られ、かつ液の沸点上昇が小さいので感
熱性の高い流体の蒸発、濃縮用として多く用いられてい
る。

縦型流下液膜式蒸発器の設計に於いて最も重要な項目は
、各伝熱管に液を均一に分布させ、管の内壁で均一かつ
安定しだ液膜を形成させ、管内面に乾き面が生じない様
にさせることである。

さて、このような蒸発器の液の均一分布法として、 １）伝熱管内にスプレーノズルを設ける方法、２）伝熱
管上部に多孔板を設ける方法、３）伝熱管上端に切欠き
堰をつける方法、４）伝熱管上端に切欠き堰と」一部多
孔板設置とを併用する方法、等が知られている。

１）の伝熱管内部にスプレーノズルを設ける方法は、ス
プレーノズル又は孔のみを明番づたパイプを伝熱管内に
挿入し、液をその間孔部より分散させる方法である。こ
の方法は運転負荷変動ｒｌＪに弱く、かつ構造が複雑と
なるという問題を有している。

２）の伝熱管群」二部に多孔板を設ける方法は、通常２
枚以上の多重多孔板方式がとられる。液は各多孔板上に
分散され、適度な液深を保ちながら管板上に流下し、上
部管端から各伝熱管に流れ込ませる。この場合均一な分
配を図るため管端面の平滑度及び水平度が重要であるが
、伝熱管に何の加工も施こされていない為、管内壁での
均一かつ安定した液膜を形成させにくい欠点がある。

３）の伝熱管上端に切欠き堰をつける方法は、液の均一
分布ならびに管壁での均一液膜を形式させるに適した方
法として一番多用されている。この方法には直接伝熱管
に切欠き堰をつける方法と、切欠き堰をつけたソケッ１
〜をさし込む方法、ならびにネジ方式で取付ける方法、
等がある。

又切欠きにはノツチ堰、スリット等種々工夫がなされて
いる。

（発明が解決しようとする課題） 従来技術の問題点に鑑み、縦型流下液膜式蒸発器におい
て、伝熱管や管板に特別な加工をしないで、各伝熱管に
液を均一に分布させることができ、伝熱管内壁に乾き面
の生じない伝熱管頂部構造を提供することを目的とする
。

（発明による課題の解決手段） シェル内に縦方向に複数本の伝熱管を立設し、該伝熱管
の頂部に切欠き堰を設けた流下液膜式蒸発器において、
前記切欠き堰が長方形をした薄板に複数個の切欠き雇用
の穴を形成したのち、これを両端間にスリットを残して
伝熱管の直径より少し大径の円筒状に形成し、これを少
し縮径して伝熱管上部に挿入した。

又、切欠き堰の穴に一定方向を指向する案内片を設け、
液が旋回して流入するようにした。

４− さらに、切欠き雇用の穴と穴の間に落下防止用突起を設
け、伝熱管内にそれ以上落下しないようにした。

さらに又、切欠き堰の下端縁が管板の上面より下に位置
するよう取付け、切欠き堰の寸法管理を容易化した。

（実施例） 以下図面に基いて本発明の一実施例について説明する。

第１図は本発明を実施した蒸発器である。循環液は蒸発
缶（又は蒸留塔）１の底部より抜き出され、循環ポンプ
２により配管３を経て原液供給口４から挿入パイプ５に
より多孔分散板６上に一次分散され、管板７上に均一に
分散される。管板７上においては適度な液深を保ちなが
ら、シェル１３内に配設された伝熱管８の上端に挿入さ
れた頂部円筒９の切欠き基部より伝熱管８内に流下し、
安定しだ液膜を形成しつつ一部蒸発する。蒸発蒸気と濃
縮液は蒸気出口１０より塔又は缶１の底部に入り、ここ
で蒸気と濃縮液とに分離される。液は塔１の底液として
再度ポンプアップされ、大部分の液は原液供給口４に循
環される。

シェル１３の上部には加熱媒体人口１１が、又下部には
加熱媒体出口１２が設けられ、伝熱管８内の液膜と熱交
換が行われる。

第２図は前記頂部円筒９の詳細を示す。頂部円筒９は長
方形をした薄板に複数個の切欠き堰１４用の穴をたとえ
ばプレス加工で形成した後、筒状に成形される。従って
端と端の合せ部にスリット１５が形成される。この筒状
体の直径は挿入前は伝熱管の内径よりや）大きく成形さ
れる。伝熱管８の頂部内に挿入する際、このスリン１−
１５が多小巾狭になるようにして挿入すると、頂部円筒
９は拡開しようとしてばね力が作用する。このばね力に
より頂部円筒９は伝熱管８の頂部に良く密着し、他の固
着手段を必要とすることなく装着される。１６は装着さ
れた頂部円筒９の滑り落ち防止用の突起で、切欠き雇用
の穴と穴の間に設けられている。この突起１６が伝熱管
８の頂部に当り、伝熱管８内への落下が防止される。な
おこの突起６ １６は長方形をした薄板に切欠き堰１４を加工する際に
同時に加工することができる。

原液供給口４から供給された原液は、シェル１３」二部
の管板７上に適度な液深で保たれ、各伝熱管８の上部に
装着された頂部円筒９に形成された多数の切欠き堰１４
から管８の内壁へ流下する。

伝熱管８の内壁での均一かつ安定しだ液膜を形成するた
め、前記切欠き堰１４は単なる開口でなくすべて同一方
向を向いた案内片１４ａ（第３図）を設けるとよい。こ
の案内片１４ａによって原液は接線方向に案内されて流
入し、旋回しつつ安定した液膜となって伝熱管８内を流
下する。

なお切欠き堰１４は頂部円筒９を伝熱管８内に挿入した
とき、その下縁］、６ｂが管板７の上面より下に位置す
るよう前記突起１６が加工される。この構成により、複
数の切欠き堰１４の下縁を揃えることに左程神経を使う
必要がないので、プレス加工が容易となる。

（効果） 切欠き堰を、長方形をした薄板に複数個の切欠き雇用の
穴を形成したのち、これを両端間を隔ててスリットを残
して円筒状に成形し、これを伝熱管上部に挿入したので
、 １）管板や伝熱管８に何ら特別な加工をすることなく、
各伝熱管に液を均一に分布させ、乾き面が生じない様液
膜を形成させることが出来る。

２）直接伝熱管上部に切欠き堰を加工する場合に比し、
加工精度のバラツキならびに組立精度のバラツキの問題
がなく、高品質の蒸発器を提供することが出来る。

３）伝熱管を管板に対し溶接で取付ける場合には、溶接
法が困難であるばかりでなく、溶接熱による歪が発生し
、伝熱管端の切欠き堰が変形するので、伝熱管の間隔を
広く取る必要があり、必然的にシェル側を通常のものよ
り大きくせざるを得なかったが、本発明によれば、シェ
ルの直径を小さくでき経済的でしかも高品質な蒸発器を
提供することが出来る。

４）切欠き堰を薄板へのプレス加工で加工出来るので、
切欠き堰の位置が管板上面より下部に位７− 置させることが容易である。従って液の流入開始が各伝
熱管共一定する。従って、管端面ならびに切欠き堰の水
平度調整が不要となり、経済的かつ高性能の蒸発器が提
供できる。

５）切欠き堰の穴がプレス加工可能であるから、統一さ
れた品質管理が可能となり、流量変動中、伝熱管径に合
せて寸法形状を設定することが容易に出来る。

６）伝熱管に加工を伴わないので、伝熱管の板厚にこだ
わる必要がなく、又頂部円筒かばね装着の為、伝熱管の
公差にもこだわる事なく装着することが出来る。

７）汚れの激しい液又はプロセス液の多品種切替え運転
の場合でも、切欠き堰が管板上面より下部位置迄あるの
で、運転停止後は管板の液溜りもなく簡単に清掃可能と
なり、汚れに強い蒸発器を提供することが出来る。

８）従来のサーモサイフオン型蒸発器においても、上下
両端チャンネルカバ一部を改造し伝熱管に本発明の頂部
円筒を取付けるだけで液の滞留量の少ない総括伝熱係数
が大きい縦型流下液膜式蒸発器に容易に改造することも
可能であるから、既設装置を経済的に改良することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は縦型流下液膜式蒸発器の使用系統図。 第２図は頂部円筒の拡大詳細図。 第３図は第２図の■矢視平面図。 図において； １　蒸留塔又は蒸発缶 ２　循環ポンプ　　　３　配管 ４　供給口　　　　　　５　挿入バイブロ　多孔分散板
　　　　７　管板 ８　伝熱管　　　　　　９　頂部円筒 １０　　蒸気出口　　　　１１　　加熱媒体人口１２　
　加熱媒体出口　　１３　　シェル１４　　多数の切欠
き堰　１４ａ　　案内片１４ｂ（切欠き堰の）下縁 １５　　スリット １６　　滑り落ち防止用突起 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）シェル内に縦方向に複数本の伝熱管を立設し、該
   伝熱管の頂部に切欠き堰を設けた流下液膜式蒸発器にお
   いて、前記切欠き堰が長方形をした薄板に複数個の切欠
   き堰用の穴を形成したのち、これを両端間にスリットを
   残して円筒状に形成し、これを伝熱管上部に挿入したも
   のよりなることを特徴とする縦型流下液膜式蒸発器。
2. （２）複数個の切欠き堰の穴に一定方向を指向する案内
   片を設けたことを特徴とする請求項（１）記載の縦型流
   下液膜式蒸発器。
3. （３）切欠き堰用の穴と穴の間に落下防止用突起を設け
   たことを特徴とする請求項（１）記載の縦型流下液膜式
   蒸発器。
4. （４）切欠き堰の下端縁が管板の上面より下に位置する
   よう取付けたことを特徴とする請求項（１）、（２）又
   は（３）記載の縦型流下液膜式蒸発器。