JPH06201224A - 凝縮・吸収器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 媒体を凝縮させる凝縮器と未凝縮蒸気を吸収
させる吸収器を有する非共沸混合媒体を用いた熱サイク
ルにおいて、凝縮液が吸収器に流れ込まないようにして
熱サイクルの効率を向上させる。 【構成】 ひとつの熱交換器を上下に仕切り、上を凝縮
部11;21、下を吸収部12;22とし、両者の中間に凝縮液を
集めて外部に排出するための集水機構14、15、16；24、
26を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は非共沸混合媒体用の熱
交換器、より詳しくは凝縮器の機能と吸収器の機能を併
せ持つ熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】非共沸の媒体を複数混合して熱サイクル
を構成させる場合、凝縮器では高沸点成分が先に凝縮し
て伝熱面近傍で低沸点成分蒸気の濃度が高くなり熱移動
と物質移動の妨げとなっている。この低沸点成分濃度の
高い蒸気を排除するために、凝縮器の出側に吸収器を設
置し、この吸収器に低沸点成分濃度の低い液を送り込ん
で上記の低沸点成分濃度の高い蒸気を吸収させることが
知られている（特開平４−２９８６０６号公報等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】凝縮器で凝縮した液
は、吸収器に送り込まれる低沸点成分濃度の低い液より
低沸点成分濃度が高いため、そのまま吸収器に送り込む
と液中の低沸点成分濃度が上昇し、吸収が終了した吸収
器出口における低沸点成分濃度が高くなる。したがって
凝縮吸収圧力が上昇し、熱サイクルの効率が悪くなる。

【０００４】この発明の目的は、媒体を凝縮させる凝縮
器と未凝縮蒸気を吸収させる吸収器を有する非共沸混合
媒体を用いた熱サイクルにおいて、凝縮液が吸収器に流
れ込まないようにして熱サイクルの効率を向上させるこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、凝縮伝熱面
と吸収伝熱面を垂直方向に継いで上下方向に長いひとつ
の熱交換器とし、上方に凝縮伝熱面、下方に吸収伝熱面
を設け、かつ、中間に凝縮液を集めて外部に排出するた
めの集水体を設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】凝縮部で発生した凝縮液を一旦集水機構により
集めて伝熱面外に出し、凝縮液が吸収器に流れこまない
ようにする。これにより、吸収液の低沸点成分濃度の上
昇が防止される。伝熱面外に排出された液は、吸収が終
了した液と液相において混合される。

【０００７】

【実施例】図１はプレート式熱交換器に適用した実施例
を示しており、垂直方向に長い伝熱プレート（10）の上
部が凝縮部（11）、下部が吸収部（12）を構成してい
る。このように上方に凝縮伝熱面、下方に吸収伝熱面を
設けることで重力を有効に利用することができる。

【０００８】凝縮部（11）の上部には伝熱プレート（1
0）を貫通（紙面に垂直な方向）する蒸気入口（13）を
設け、下部には排液口（14）を設ける。排液口（14）は
伝熱プレート（10）を貫通し、樋（15）で隣接する伝熱
プレート（10）の排液口（14）と連結し、外端の伝熱プ
レート（10）の排液口（14）から液が取り出せるように
する。凝縮部（11）の伝熱面を伝って流下する液を排液
口（14）に誘導するため集水体（16）を設ける。集水体
（16）の一端は排液口（14）まで延びているが、他端は
シェルまたは周囲ガスケットとの間にすきま（ｓ）を形
成している。樋（15）と集水体（16）は伝熱プレート
（10）に一体的に加工するほか別体の部材を取り付ける
こともできる。集水体（16）と樋（15）と排液口（14）
とで集水機構を構成する。

【０００９】吸収部（12）の下部には伝熱プレート（1
0）を貫通する液出口（19）を設け、吸収部（12）の上
部、言い換えれば樋（15）の下に吸収液入口（17）を設
ける。吸収液入口（17）は伝熱プレート（10）を貫通し
ており、その下方に吸収液入口（17）からの吸収液を吸
収部（12）の伝熱面全体に分散させるための分散体（1
8）を設ける。この分散体（18）も、樋（15）や集水体
（16）に関して既述したように伝熱プレート（10）に一
体的に加工するほか別体の部材を取り付けることもでき
る。また、吸収液の分散手段としては図示するような分
散体（18）の形態とするほかノズル（図２、28参照）を
用いて吸収液をスプレー噴霧するようにしてもよい。図
中梨地で表してある吸収部（12）の伝熱面はぬれ特性を
よくするため溶射加工を施してある。

【００１０】蒸気入口（13）から凝縮部（11）に蒸気を
供給すると、蒸気は伝熱プレート（10）の裏側を流れる
冷却水に熱を奪われて凝縮し、凝縮液は凝縮部（11）の
伝熱面を伝って流下し、集水体（16）と樋（15）により
排液口（14）に導かれる。未凝縮の蒸気は集水体（16）
とシェルまたは周囲ガスケットの間のすきま（ｓ）から
吸収伝熱面（12）に至る。一方、吸収液入口（17）から
供給された吸収液は分散体（18）によって吸収部（12）
の伝熱面の全面に分散され、伝熱面を伝い液出口（19）
に向かって流下する。その間に凝縮部（11）からの未凝
縮蒸気が吸収液に吸収される。

【００１１】図２は多管式熱交換器に適用した実施例を
示す。円筒形のシェル（20）を横置きに配置し、上部に
蒸気入口（23）を、下部に液出口（29）を設ける。シェ
ル（20）の内部に水平に走る多数の伝熱管（21、22）を
収容させる。伝熱管（21、22）はシェル（20）の内部の
ほぼ全体に存在するが、図面ではその一部だけを示して
ある。これらの伝熱管（21、22）をシェル（20）のほぼ
中央に集水体（26）を配置することによって上下に仕切
り、上部の伝熱管（21）群で凝縮部を構成させ、下部の
伝熱管（22）群で吸収部を構成させる。集水体（26）の
底にはシェル（20）の外側まで延びる管を接続しその管
の外端を排液口（24）とする。集水体（26）と排液口
（24）とで集水機構を構成する。集水体（26）の周囲に
はシェル（20）との間にすきま（ｓ）を形成させる。な
お、図面には平板状で両側縁に立ち上がり部を形成した
集水体（26）を例示したが、たとえば図１に示される集
水体（16）のように勾配をつけるなど種々の改変が可能
である。集水体（26）の下方に吸収液のスプレーノズル
（28）を配列する。

【００１２】蒸気入口（23）から供給された蒸気は凝縮
部の伝熱管（21）の内部を流れる冷却水に熱を奪われて
凝縮し、発生した液は集水体（26）に溜まり液出口（2
4）から取り出される。未凝縮蒸気はすきま（ｓ）を通
って吸収部に入る。吸収部ではスプレーノズル（28）か
ら伝熱管群（22）に向けて吸収液がスプレー噴霧されて
おり、伝熱管（22）中を流れる冷却水による冷却と相俟
って、未凝縮蒸気が吸収液に吸収される。この液は液出
口（29）から取り出される。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、ひと
つの熱交換器を上下に仕切り、上を凝縮部、下を吸収部
とし、中間に凝縮液を集めて外部に排出するための集水
機構を設けたものであるから、非共沸混合媒体を用いる
熱サイクルに利用すれば、凝縮液が吸収器に流れ込むの
を防止して熱サイクルの効率を向上させることができ
る。しかも、凝縮部と吸収部を一体化してコンパクトに
し、吸収器を新たに設置する場合に比べて機器コストの
増加を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プレート式熱交換器に適用した実施例を示す横
断面図

【図２】多管式熱交換器に適用した実施例を示す横断面
図

【符号の説明】

10 伝熱プレート 11 凝縮伝熱面 12 吸収伝熱面 13、23 蒸気入口 14、24 排液口 15 樋 16、26 集水体 17 吸収液入口 18 分散体 19、29 液出口 20 シェル 21、22 伝熱管 28 スプレーノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ひとつの熱交換器を上下に仕切り、上を
   凝縮部、下を吸収部とし、中間に凝縮液を集めて外部に
   排出するための集水機構を設けたことを特徴とする凝縮
   ・吸収器。