JPH08100901A - 気化熱伝達方法及びその装置 - Google Patents
気化熱伝達方法及びその装置Info
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- JPH08100901A JPH08100901A JP20821595A JP20821595A JPH08100901A JP H08100901 A JPH08100901 A JP H08100901A JP 20821595 A JP20821595 A JP 20821595A JP 20821595 A JP20821595 A JP 20821595A JP H08100901 A JPH08100901 A JP H08100901A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/22—Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/06—Evaporators with vertical tubes
- B01D1/065—Evaporators with vertical tubes by film evaporating
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D3/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits
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- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 僅かな過熱で及び非常に簡単な構造で高い
熱伝達率を達成可能であるような気化熱伝達方法及びそ
の装置を創造することである。 【解決手段】 蒸気泡を使用した、熱交換器における
気化熱伝達方法において、次の方法ステップ、即ち −熱を伝達する、熱交換器壁の間に形成され、水平に対
してある角度に配設されており、蒸発されるべき液体を
充填された少なくとも1 つの気化室内への蒸気泡を導
入、 −気化室における蒸気泡の上昇、 −蒸気泡と熱を伝達する熱交換器壁との間に薄い液体フ
ィルムを形成するために熱交換器壁の間を上昇する蒸気
泡の変形、及び −排気水蒸気によって成長した蒸気泡の他の使用のため
に排出とから成ることを特徴とする前記方法。
熱伝達率を達成可能であるような気化熱伝達方法及びそ
の装置を創造することである。 【解決手段】 蒸気泡を使用した、熱交換器における
気化熱伝達方法において、次の方法ステップ、即ち −熱を伝達する、熱交換器壁の間に形成され、水平に対
してある角度に配設されており、蒸発されるべき液体を
充填された少なくとも1 つの気化室内への蒸気泡を導
入、 −気化室における蒸気泡の上昇、 −蒸気泡と熱を伝達する熱交換器壁との間に薄い液体フ
ィルムを形成するために熱交換器壁の間を上昇する蒸気
泡の変形、及び −排気水蒸気によって成長した蒸気泡の他の使用のため
に排出とから成ることを特徴とする前記方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気化熱伝達方法及びそ
の装置に関する。
の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】技術水準は加熱面に閉鎖された薄いフィ
ルムを被覆する、種々の大きさのフィルム気化装置であ
る。その上このフィルムにはその上を流動する蒸気に対
する重力又は摩擦を使用して熱伝達を改良する加熱壁に
沿う流動が生じる。気泡沸騰の際に本質的に高い伝熱率
が得られるが、このためには高いエネルギー消費に繋が
る加熱壁の高い過熱が必要である。
ルムを被覆する、種々の大きさのフィルム気化装置であ
る。その上このフィルムにはその上を流動する蒸気に対
する重力又は摩擦を使用して熱伝達を改良する加熱壁に
沿う流動が生じる。気泡沸騰の際に本質的に高い伝熱率
が得られるが、このためには高いエネルギー消費に繋が
る加熱壁の高い過熱が必要である。
【０００３】気化装置は海水の淡水化装置、工業排水の
濃縮装置、蒸留装置、食品工業における水溶液の濃縮装
置等として使用される。気化装置の経済性と無公害性を
改良するために、第一に熱伝達が改良されなければなら
ない。
濃縮装置、蒸留装置、食品工業における水溶液の濃縮装
置等として使用される。気化装置の経済性と無公害性を
改良するために、第一に熱伝達が改良されなければなら
ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、気化
熱伝達方法及びその装置を、僅かな過熱と非常に簡単な
構造で高い熱伝達率が得られるように構成することであ
る。
熱伝達方法及びその装置を、僅かな過熱と非常に簡単な
構造で高い熱伝達率が得られるように構成することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、方法に
ついては特許請求の範囲第１項による発明によって解決
される。方法を実施するための装置については特許請求
の範囲第８項及び第１３項に記載されている。本発明に
よる課題解決の他の有利なかつ合理的な構成は従属項に
記載されている。
ついては特許請求の範囲第１項による発明によって解決
される。方法を実施するための装置については特許請求
の範囲第８項及び第１３項に記載されている。本発明に
よる課題解決の他の有利なかつ合理的な構成は従属項に
記載されている。
【０００６】本発明は方法及び装置が提案され、その際
蒸気泡と熱交換器との間に壁に沿って密着した流動を有
する非常に薄い液体フィルムが形成されかつその上蒸気
泡の運動によって液体の滞留と混合が達成される。こう
して従来の装置の場合よりも高い熱伝達率が得られる。
本発明による装置では、隙間空間を区画する２つの熱交
換器壁の間の間隔が、この隙間空間内に入り込む気泡が
変形され、それによってその表面従って気泡を取り囲む
液体の表面が高められるように小さく選択されている。
その際表面張力に対して作用が効率化されなければなら
ない。反対に各蒸気泡はその表面が縮小されかつ球形に
なる傾向にある。表面張力によって、気泡と壁との間に
ある液体層上に追加の圧力が作用する。この液体は側方
に偏倚する。隙間空間を区画する壁は勾配を有するの
で、それらの間の気泡は側方に流れかつ気泡と壁との間
に薄い液体フィルムが生じ、しかし液体フィルムは静的
ではなく、表面張力によって生じる過圧に基づいて液体
を側方に偏倚させる原因となる。液体フィルムには対流
が生じる。ここでは熱伝導のための熱力学的に局部的に
非常に良好な条件が存在する。表面張力の利用は、蒸気
泡と熱交換器壁との間の液体が相互に圧縮されることに
繋がり、このことは良好な対流並びに局部的に本質的に
薄い液体フィルムをも考慮している。蒸気泡と熱交換器
壁との間の変化する隙間によって熱伝導の著しい改良が
達成される。
蒸気泡と熱交換器との間に壁に沿って密着した流動を有
する非常に薄い液体フィルムが形成されかつその上蒸気
泡の運動によって液体の滞留と混合が達成される。こう
して従来の装置の場合よりも高い熱伝達率が得られる。
本発明による装置では、隙間空間を区画する２つの熱交
換器壁の間の間隔が、この隙間空間内に入り込む気泡が
変形され、それによってその表面従って気泡を取り囲む
液体の表面が高められるように小さく選択されている。
その際表面張力に対して作用が効率化されなければなら
ない。反対に各蒸気泡はその表面が縮小されかつ球形に
なる傾向にある。表面張力によって、気泡と壁との間に
ある液体層上に追加の圧力が作用する。この液体は側方
に偏倚する。隙間空間を区画する壁は勾配を有するの
で、それらの間の気泡は側方に流れかつ気泡と壁との間
に薄い液体フィルムが生じ、しかし液体フィルムは静的
ではなく、表面張力によって生じる過圧に基づいて液体
を側方に偏倚させる原因となる。液体フィルムには対流
が生じる。ここでは熱伝導のための熱力学的に局部的に
非常に良好な条件が存在する。表面張力の利用は、蒸気
泡と熱交換器壁との間の液体が相互に圧縮されることに
繋がり、このことは良好な対流並びに局部的に本質的に
薄い液体フィルムをも考慮している。蒸気泡と熱交換器
壁との間の変化する隙間によって熱伝導の著しい改良が
達成される。
【０００７】熱交換器壁が加熱されると、極めて効率の
よい気化器が得られる。気泡表面は加熱壁の直ぐ近くの
気化表面である。蒸気泡と熱を伝達する壁との間の対流
を伴う薄い液体フィルムは局部的に非常に高い熱伝達率
を可能にする。充分多くの蒸気泡では液体は著しくは加
熱されない、そのわけは実際に二相混合は行われないか
らである。該当する液体容積要素の直ぐ近くを移動する
次の蒸気泡へと気化によって再び液体を付与するため
に、液体は加熱による中間貯蔵部として熱を吸収する。
その際液体は上昇する気泡によって熱交換器壁に直接付
着している層にまで冷却されかつ混合され、このことは
全気化空間における均一な状況を考慮している。関連す
るプロセスがアトランダムに行われるので、方法は障害
に対して著しく対抗力がある。
よい気化器が得られる。気泡表面は加熱壁の直ぐ近くの
気化表面である。蒸気泡と熱を伝達する壁との間の対流
を伴う薄い液体フィルムは局部的に非常に高い熱伝達率
を可能にする。充分多くの蒸気泡では液体は著しくは加
熱されない、そのわけは実際に二相混合は行われないか
らである。該当する液体容積要素の直ぐ近くを移動する
次の蒸気泡へと気化によって再び液体を付与するため
に、液体は加熱による中間貯蔵部として熱を吸収する。
その際液体は上昇する気泡によって熱交換器壁に直接付
着している層にまで冷却されかつ混合され、このことは
全気化空間における均一な状況を考慮している。関連す
るプロセスがアトランダムに行われるので、方法は障害
に対して著しく対抗力がある。
【０００８】加熱された熱交換器壁の間隔は１０ｍｍ以
下である、そのわけは変形された気泡によって作用され
る圧力は気泡表面の曲率に依存しかつ気泡の大きさの増
大と共に急速に減少するからである。気泡は気化によっ
て成長するので、気泡の過剰な変形を防止するために、
加熱壁の間の間隔を一般的に増大させることは合理的で
あり、このことは特許請求の範囲第１０項及び第１４項
に記載されている。
下である、そのわけは変形された気泡によって作用され
る圧力は気泡表面の曲率に依存しかつ気泡の大きさの増
大と共に急速に減少するからである。気泡は気化によっ
て成長するので、気泡の過剰な変形を防止するために、
加熱壁の間の間隔を一般的に増大させることは合理的で
あり、このことは特許請求の範囲第１０項及び第１４項
に記載されている。
【０００９】自然的な蒸気泡形成が先ず加熱された熱交
換器壁の比較的高い表面加熱によって行われる。発明を
経済的に興味のある低い表面加熱の範囲で利用するため
に、気泡の準備のための措置は適切であり、このことは
特許請求の範囲第４項〜第６項及び第８項及び第９項に
記載されている。蒸気泡は気化器の下方範囲で準備さ
れ、蒸気泡は上昇する際に熱移行を促進しかつ気化によ
って成長する。
換器壁の比較的高い表面加熱によって行われる。発明を
経済的に興味のある低い表面加熱の範囲で利用するため
に、気泡の準備のための措置は適切であり、このことは
特許請求の範囲第４項〜第６項及び第８項及び第９項に
記載されている。蒸気泡は気化器の下方範囲で準備さ
れ、蒸気泡は上昇する際に熱移行を促進しかつ気化によ
って成長する。
【００１０】蒸気泡と熱を伝達する熱交換器壁との間の
交換作用は凝縮の際と同様な方法で利用され、このこと
は特許請求の範囲第３項に記載されている。このことは
特許請求の範囲第９項による気化装置に通じる。この際
蒸気泡が凝縮室で完全には凝縮されない、そのわけはこ
のことは熱交換器壁を損傷しかつ装置の寿命を短縮す
る、内方への破裂と結びつくからである。そのような危
険は、特許請求の範囲第６項によれば、吹き込まれた残
留蒸気による気化側での凝縮室からの熱交換器移行の促
進が行われる場合に回避される。この場合に残留蒸気が
移動しつつ熱伝達を行うので、残留蒸気は熱伝達によっ
て機能喪失には至らない。システムはそれ自体で制御を
行う。
交換作用は凝縮の際と同様な方法で利用され、このこと
は特許請求の範囲第３項に記載されている。このことは
特許請求の範囲第９項による気化装置に通じる。この際
蒸気泡が凝縮室で完全には凝縮されない、そのわけはこ
のことは熱交換器壁を損傷しかつ装置の寿命を短縮す
る、内方への破裂と結びつくからである。そのような危
険は、特許請求の範囲第６項によれば、吹き込まれた残
留蒸気による気化側での凝縮室からの熱交換器移行の促
進が行われる場合に回避される。この場合に残留蒸気が
移動しつつ熱伝達を行うので、残留蒸気は熱伝達によっ
て機能喪失には至らない。システムはそれ自体で制御を
行う。
【００１１】滴下凝結が非常に高い熱伝達率に繋がるこ
とが公知である。滴下凝縮は熱交換器壁の好適な清掃に
よって達成されかつ特許請求の範囲第１３項では特許請
求の範囲第１項による方法と非常に良好に結合される。
漏斗形又は上方へ拡大したシェルの形の熱交換器壁の形
状は、これらの成長する蒸気泡を相互に狭く位置させか
つ大きな蒸気泡に融合することを防止するために、成長
する蒸気泡への特別な適合を示す。
とが公知である。滴下凝縮は熱交換器壁の好適な清掃に
よって達成されかつ特許請求の範囲第１３項では特許請
求の範囲第１項による方法と非常に良好に結合される。
漏斗形又は上方へ拡大したシェルの形の熱交換器壁の形
状は、これらの成長する蒸気泡を相互に狭く位置させか
つ大きな蒸気泡に融合することを防止するために、成長
する蒸気泡への特別な適合を示す。
【００１２】特許請求の範囲第１項〜第６項及び第８項
〜第１２項による直接的な蒸気泡吹き込みの他に特許請
求の範囲第７項及び第１３項〜第１７項によっても蒸気
泡は僅かな過熱で発生する。蒸気は上昇の際の大きな蒸
気容量を阻止する好適な切欠き内で表面気化によって形
成され、それによって蒸気容量は気泡が壊れかつ熱交換
器壁の間を上昇するまで成長する。
〜第１２項による直接的な蒸気泡吹き込みの他に特許請
求の範囲第７項及び第１３項〜第１７項によっても蒸気
泡は僅かな過熱で発生する。蒸気は上昇の際の大きな蒸
気容量を阻止する好適な切欠き内で表面気化によって形
成され、それによって蒸気容量は気泡が壊れかつ熱交換
器壁の間を上昇するまで成長する。
【００１３】本発明による方法は過熱された熱交換器壁
の僅かな過熱の際に従来のシステムよりも本質的に高い
熱伝達効率を可能にする。従って使用範囲は一般的に、
従来の気化熱交換器が既に使用された範囲及びその上の
範囲にある。ここでは特に、海水の淡水化装置、蒸留装
置、メッキ工業における工業排水又は洗浄水の濃縮装
置、食品工業における水性溶液の濃縮装置、発電所にお
ける種々の冷却サイクルの間の熱交換器、太陽発電のた
めの冷却技術及び蓄電器における使用が指摘される。そ
の上方法は、例えば空調技術に使用されることができる
気化冷却器の構成のための気泡の使用の際に使用され
る。
の僅かな過熱の際に従来のシステムよりも本質的に高い
熱伝達効率を可能にする。従って使用範囲は一般的に、
従来の気化熱交換器が既に使用された範囲及びその上の
範囲にある。ここでは特に、海水の淡水化装置、蒸留装
置、メッキ工業における工業排水又は洗浄水の濃縮装
置、食品工業における水性溶液の濃縮装置、発電所にお
ける種々の冷却サイクルの間の熱交換器、太陽発電のた
めの冷却技術及び蓄電器における使用が指摘される。そ
の上方法は、例えば空調技術に使用されることができる
気化冷却器の構成のための気泡の使用の際に使用され
る。
【００１４】本発明を次に添付図面に基づいて詳しく説
明する。
明する。
【００１５】
【実施の形態】図中の同一構成部分は同一の符号を付
す。図は図１〜図３において注入される液体の入口管
６、濃縮された液体の出口管８及び排気水蒸気のための
出口管１０を有する圧力剛固なハウジング４を備えた気
化熱伝達のための第１の装置２を示す。
す。図は図１〜図３において注入される液体の入口管
６、濃縮された液体の出口管８及び排気水蒸気のための
出口管１０を有する圧力剛固なハウジング４を備えた気
化熱伝達のための第１の装置２を示す。
【００１６】ハウジングには水平に対してある角度で傾
斜して配設されておりかつ対状に纏められて閉鎖されて
いる熱交換器板１４から成る僅かに間隔をおいて配設さ
れ、上方及び下方のの丸い接続壁１７、１９を備えた、
一セットの凝縮室１６を備えた熱交換器１２がある。凝
縮室１６は凝縮剤１５を充填される。凝縮室の下端に高
温蒸気の吹き込みのためのそれぞれ１つの吹き込み管２
２が導入されており、吹き込み管は凝縮室の長さに渡っ
て延びかつその長さに沿って凝縮室の内室に向けられた
小さい孔２４を備える。各凝縮室１６の上端には残留高
温蒸気のための排出管２６が突出している。
斜して配設されておりかつ対状に纏められて閉鎖されて
いる熱交換器板１４から成る僅かに間隔をおいて配設さ
れ、上方及び下方のの丸い接続壁１７、１９を備えた、
一セットの凝縮室１６を備えた熱交換器１２がある。凝
縮室１６は凝縮剤１５を充填される。凝縮室の下端に高
温蒸気の吹き込みのためのそれぞれ１つの吹き込み管２
２が導入されており、吹き込み管は凝縮室の長さに渡っ
て延びかつその長さに沿って凝縮室の内室に向けられた
小さい孔２４を備える。各凝縮室１６の上端には残留高
温蒸気のための排出管２６が突出している。
【００１７】凝縮室１６の間に形成された中間室は開放
された気化室２８として形成されている。気化室２８の
下端に沿って、蒸気の吹き込みのためのそれぞれ１つの
吹き込み管３０が配設されており、吹き込み管は気化室
２８に向けられた小さい孔３２を有する。凝縮室１６の
熱交換器板１４の間の間隔は下端１８から上端２０ま
で、下端から上端に向かって縮小する隙間室が形成され
るように減少している。相応して各気化室２８は下方か
ら上方へ拡がる隙間室を形成する。
された気化室２８として形成されている。気化室２８の
下端に沿って、蒸気の吹き込みのためのそれぞれ１つの
吹き込み管３０が配設されており、吹き込み管は気化室
２８に向けられた小さい孔３２を有する。凝縮室１６の
熱交換器板１４の間の間隔は下端１８から上端２０ま
で、下端から上端に向かって縮小する隙間室が形成され
るように減少している。相応して各気化室２８は下方か
ら上方へ拡がる隙間室を形成する。
【００１８】凝縮室１６の間の室、即ち気化室２８は、
全ハウジング４を高さＨまで充填する気化されるべき液
体３６を充填される。その上に排気水蒸気３８がある。
装置２は次のように作動する。高温蒸気は凝結室中に管
２２を通ってその孔２４を経て吹き込まれる。孔の直径
は、排出される高温蒸気泡３９がこの吹き込み個所にお
ける凝縮室の幅よりも幾分大きい直径を有するように設
定されている。凝縮室中の上昇の際に気泡は従って変形
されかつ熱交換器面に纏わり付きかつ良好な伝熱特を有
する薄い液体フィルムを形成する。残った高温蒸気は凝
縮室の上端で管２６を経て側方に排出され、その際落下
する凝縮物は零れかつ同様に管を介して排出される。こ
の凝縮物は分離され、一方残留加熱蒸気は吹き込み管３
０及びその孔３２を通って気化室中に吹き込まれる。気
化室中に吹き込まれる蒸気泡４０は熱交換器壁の間を上
昇し、熱の移送を促進し、かつ排気水蒸気を受けること
により成長する。排気水蒸気によって成長した残留蒸気
泡は排気水蒸気室３８に達しかつ出口管１０を経て排出
される。他の個所で作られた蒸気を吹き込み管３０に供
給することも可能である。
全ハウジング４を高さＨまで充填する気化されるべき液
体３６を充填される。その上に排気水蒸気３８がある。
装置２は次のように作動する。高温蒸気は凝結室中に管
２２を通ってその孔２４を経て吹き込まれる。孔の直径
は、排出される高温蒸気泡３９がこの吹き込み個所にお
ける凝縮室の幅よりも幾分大きい直径を有するように設
定されている。凝縮室中の上昇の際に気泡は従って変形
されかつ熱交換器面に纏わり付きかつ良好な伝熱特を有
する薄い液体フィルムを形成する。残った高温蒸気は凝
縮室の上端で管２６を経て側方に排出され、その際落下
する凝縮物は零れかつ同様に管を介して排出される。こ
の凝縮物は分離され、一方残留加熱蒸気は吹き込み管３
０及びその孔３２を通って気化室中に吹き込まれる。気
化室中に吹き込まれる蒸気泡４０は熱交換器壁の間を上
昇し、熱の移送を促進し、かつ排気水蒸気を受けること
により成長する。排気水蒸気によって成長した残留蒸気
泡は排気水蒸気室３８に達しかつ出口管１０を経て排出
される。他の個所で作られた蒸気を吹き込み管３０に供
給することも可能である。
【００１９】図は図４及び図５において圧力剛固なハウ
ジング５２を備えた、気化熱伝達のための第２の装置５
０を示し、ハウジングは気化されるべき液体５５のため
の入口管５６、濃縮された液体５７のための出口管５
８、凝縮物６１のための出口管６０及び排気水蒸気のた
めの出口管６２を有する。ハウジング５２内には熱交換
器６６があり、熱交換器は中央の開口７０を備え、漏斗
状又はシェル状に重ねて配設されている、間隔を隔てら
れた熱交換器壁６８のアセンブリー６７から成る。隣接
した熱交換器壁６８は気化室７２に対して対状に纏めら
れて形成されており、その下方の内端７４はリング状の
閉鎖壁７６によって結合されかつその上方の外端７８は
開放されている。
ジング５２を備えた、気化熱伝達のための第２の装置５
０を示し、ハウジングは気化されるべき液体５５のため
の入口管５６、濃縮された液体５７のための出口管５
８、凝縮物６１のための出口管６０及び排気水蒸気のた
めの出口管６２を有する。ハウジング５２内には熱交換
器６６があり、熱交換器は中央の開口７０を備え、漏斗
状又はシェル状に重ねて配設されている、間隔を隔てら
れた熱交換器壁６８のアセンブリー６７から成る。隣接
した熱交換器壁６８は気化室７２に対して対状に纏めら
れて形成されており、その下方の内端７４はリング状の
閉鎖壁７６によって結合されかつその上方の外端７８は
開放されている。
【００２０】気化室７２には漏斗状又はシェル状の中間
壁８０が配設されており、中間壁は両側に一体化された
支持要素８２を有し、支持要素によって中間壁が隣接し
た熱交換器壁６８に支持される。中間壁は、中間壁８０
と熱交換器壁６８の間の間隔が下方から上方に向かって
増大され又は縮小されるように形成され、また中間壁の
厚さは下方から上方に、中間壁８０の下方及び上方に、
下方から上方に増大する幅を備えた隙間室８４、８６が
形成されるように縮小されている。
壁８０が配設されており、中間壁は両側に一体化された
支持要素８２を有し、支持要素によって中間壁が隣接し
た熱交換器壁６８に支持される。中間壁は、中間壁８０
と熱交換器壁６８の間の間隔が下方から上方に向かって
増大され又は縮小されるように形成され、また中間壁の
厚さは下方から上方に、中間壁８０の下方及び上方に、
下方から上方に増大する幅を備えた隙間室８４、８６が
形成されるように縮小されている。
【００２１】下端にでは各中間壁は下側で蒸気泡の発生
のための凹部又は中空室８８を有する。中間壁の上方に
ある各熱交換器６８は中間壁の下端の範囲において斜め
下方に向かって隙間室中に延び、中間壁の上面上での蒸
気泡の発生のための舌状部９０を有する。気化室７２の
間の室は凝結室９２として形成され、凝結室は上端９４
を閉鎖されかつその開放された下端９６及び中央の開口
７０を介して、高温蒸気室９８と連通しており、高温蒸
気室は入口管５８を介して高温蒸気を供給される。
のための凹部又は中空室８８を有する。中間壁の上方に
ある各熱交換器６８は中間壁の下端の範囲において斜め
下方に向かって隙間室中に延び、中間壁の上面上での蒸
気泡の発生のための舌状部９０を有する。気化室７２の
間の室は凝結室９２として形成され、凝結室は上端９４
を閉鎖されかつその開放された下端９６及び中央の開口
７０を介して、高温蒸気室９８と連通しており、高温蒸
気室は入口管５８を介して高温蒸気を供給される。
【００２２】気化されるべき液体のための入口管５４は
上方を閉鎖され、中央の開口７０を被っている上昇管１
００中に通じており、上昇管は下方の閉鎖壁７６に通じ
ている側方の管１０２を介して気化室７２と連通してい
る。最も下方の凝縮室９２の最も下方の熱交換器壁は上
昇管１００を取り囲む円筒状の壁１０４を介してハウジ
ング５２の底と接続している。壁１０４は、出口管５６
及び排気水蒸気出口管６２を有する濃縮された液体５７
のためのリング室１０６を出口管６０を有し、上昇管を
取り囲む凝縮物のための中央の室１０８から分離する。
上方を閉鎖され、中央の開口７０を被っている上昇管１
００中に通じており、上昇管は下方の閉鎖壁７６に通じ
ている側方の管１０２を介して気化室７２と連通してい
る。最も下方の凝縮室９２の最も下方の熱交換器壁は上
昇管１００を取り囲む円筒状の壁１０４を介してハウジ
ング５２の底と接続している。壁１０４は、出口管５６
及び排気水蒸気出口管６２を有する濃縮された液体５７
のためのリング室１０６を出口管６０を有し、上昇管を
取り囲む凝縮物のための中央の室１０８から分離する。
【００２３】装置５０は次のように作動する。気化室７
２は入口管５４及び上昇管５５を介して恒常的流過の際
に吹き込まれるべき液体を供給する。その際相違して選
択された管１０２中への下方から上方へ沈降する流動抵
抗は、全ての気化管が充填されることを考慮している。
入口管５８を介して高温蒸気が凝縮室９２中に導入され
る。高温蒸気はその際熱を熱交換器壁６８を介して気化
室７２中にある液体に伝達して凝縮する。発生した凝縮
物は下方へ向かって中央を流れかつ管６０を介して排出
されることができる室１０８内に集められる。
２は入口管５４及び上昇管５５を介して恒常的流過の際
に吹き込まれるべき液体を供給する。その際相違して選
択された管１０２中への下方から上方へ沈降する流動抵
抗は、全ての気化管が充填されることを考慮している。
入口管５８を介して高温蒸気が凝縮室９２中に導入され
る。高温蒸気はその際熱を熱交換器壁６８を介して気化
室７２中にある液体に伝達して凝縮する。発生した凝縮
物は下方へ向かって中央を流れかつ管６０を介して排出
されることができる室１０８内に集められる。
【００２４】中間壁８０の下端で下面に形成された凹部
又は中空室８８によって及び上方の熱交換器壁の向かい
合って設けられている垂れ９０によって液体面は気化に
使用され、その際最小の蒸気量は加熱された熱交換器壁
の直ぐ近くに戻される。この構成によってこの最小蒸気
量の増大が阻止される。この最小蒸気量から常に小さい
蒸気泡１１０が放たれ、小さい蒸気泡は隙間室中を斜め
上方に上昇しかつ更に常に排気水蒸気を吸収して成長す
る。これらの排気水蒸気泡は気化室の上端に現れかつ出
口管６２を経て排出される。その際濃縮され又は吹き込
まれた液体は零れ、液体は室１０６中に集められかつ出
口管５６を通って排出されることができる。
又は中空室８８によって及び上方の熱交換器壁の向かい
合って設けられている垂れ９０によって液体面は気化に
使用され、その際最小の蒸気量は加熱された熱交換器壁
の直ぐ近くに戻される。この構成によってこの最小蒸気
量の増大が阻止される。この最小蒸気量から常に小さい
蒸気泡１１０が放たれ、小さい蒸気泡は隙間室中を斜め
上方に上昇しかつ更に常に排気水蒸気を吸収して成長す
る。これらの排気水蒸気泡は気化室の上端に現れかつ出
口管６２を経て排出される。その際濃縮され又は吹き込
まれた液体は零れ、液体は室１０６中に集められかつ出
口管５６を通って排出されることができる。
【図１】気化熱伝達のための第１の装置の図式図であ
る。
る。
【図２】図１による装置のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】図１による装置の範囲Ａの拡大図である。
【図４】気化熱伝達のための第２の装置の図式図であ
る。
る。
【図５】図４による装置の範囲Ｂの拡大図である。
４ ハウジング １０ 出口 １４ 熱交換器壁 １６ 凝縮室 ２８ 気化室 ３０ 吹き込み管 ３２ 孔
Claims (17)
- 【請求項１】 蒸気泡を使用した、熱交換器における気
化熱伝達方法において、 次の方法ステップ、即ち −熱を伝達する、熱交換器壁の間に形成され、水平に対
してある角度に配設されていて、蒸発されるべき液体を
充填された少なくとも1 つの気化室内への蒸気泡の導
入、 −気化室中の蒸気泡の上昇、 −蒸気泡と熱を伝達する熱交換器壁との間に薄い液体フ
ィルムを形成するために熱交換器壁の間を上昇する蒸気
泡の変形、及び −排気水蒸気によって成長した蒸気泡の他の使用のため
に排出とから成ることを特徴とする前記方法。 - 【請求項２】 熱交換器壁が凝縮されるべき高温蒸気に
よって加熱される、請求項1 記載の方法。 - 【請求項３】 次の方法ステップ、即ち −気化室の熱交換器壁によって区画され、凝縮物を充填
された凝縮室への気泡の形の高温蒸気の導入、 −凝縮室内における高温蒸気泡の上昇、 −高温蒸気泡と熱交換器壁との間の薄い凝縮物フィルム
の形成のために熱交換器壁の間の高温蒸気泡の変形、及
び −残留蒸気泡の排出とを特徴とする、請求項1 又は請求
項２記載の方法。 - 【請求項４】 蒸気泡が気化室の下端に吹き込まれ又は
気化室の下端で発生される、請求項１から３までのうち
のいずれか一記載の方法。 - 【請求項５】 蒸気泡及び高温蒸気泡が導入の際に、気
泡導入の個所での熱交換器壁の間の間隔よりも幾分大き
い直径に調整される、請求項１から４までのうちのいず
れか一記載の方法。 - 【請求項６】 凝縮室から排出された残留高温蒸気が蒸
気泡の形で気化室に導入される、請求項１から３までの
うちのいずれか一記載の方法。 - 【請求項７】 気化室の下端で蒸気泡を発生させるため
に、気化のための液体表面が使用され、その際最小蒸気
量は蒸気泡が放たれる加熱された熱交換器壁の直ぐ近く
で抑制される、請求項４記載の方法。 - 【請求項８】 −熱交換器壁（１４）が加熱可能であ
り、水平に対してある角度に配設されておりかつ気化さ
れるべき液体を充填されるハウジング（４）の室内に配
設されている、下方及び上方を開放されて形成された気
化室（２８）を区画し、 −気化室（２８）の下端の範囲において気化室の長さに
渡って延びる吹き込み管（３０）が配設されており、吹
き込み管は気化室内に向けられた小さい孔（３２）を有
し、孔を経て蒸気泡が気化室中に吹き込まれることがで
き、蒸気泡の直径は吹き込み個所での熱交換器壁の間隔
よりも幾分大きく、そして −気化室の上方に開いた端は出口（１０）を備えた排気
水蒸気室と連通していることを特徴とするハウジング内
に配設され、熱交換器壁から形成された間隔をおいたプ
レートアセンブリを備えた請求項1 記載の方法を実施す
るための装置。 - 【請求項９】 −熱交換器壁（１４）は第１の液体を充
填される、少なくとも1 つの閉鎖された凝縮室（１６）
に対状に纏められ、 −間隔をおいて凝縮室（１６）が気化室（２８）を区画
し、 −各凝縮室（１６）の下端に凝縮室の長さに渡って延び
る、吹き込み管（２２）が接続されており、吹き込み管
はその長さに沿って複数の小さい孔（２４）を備え、孔
は凝縮室に向けられかつ孔を経て高温蒸気泡を凝縮室中
に吹き込み可能であり、高温蒸気泡の直径は吹き込み個
所での熱交換器壁の間隔よりも幾分大きく、高温蒸気泡
は凝縮室中を上昇する際に熱伝達壁従って気化室への熱
移行の下に縮小され、そして −凝縮室（１６）の上端に残留高温蒸気及び過剰の凝縮
物の排出のための排出管（２６）が接続されていること
を特徴とする、請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 気化室（２８）の熱交換器壁（１４）
の間の間隔が下方から上方に増大しかつ凝縮室（１６）
の熱伝達壁（１４）の間隔は相応して下方から上方へ減
少している、請求項８又は請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 凝縮室（１６）の排出管（２６）が凝
縮物分離のための装置の中間接続の下に気化室（２８）
の吹き込み管（３０）に接続されている、請求項８又は
請求項９記載の装置。 - 【請求項１２】 気化室（２８）が配設されている空間
が気化されるべき液体の入口管及び濃縮された液体のた
めの出口管を有する、請求項８又は請求項９記載の装
置。 - 【請求項１３】 −熱交換器壁（６８）が漏斗状又はシ
ェル状に形成されておりかつ中央の開口（７０）を有
し、 −隣接した熱交換器壁（６８）が、下端で熱交換器壁を
結合するリング壁（７６）によって閉鎖されかつ上端で
は開放されている気化室（７２）に対状に纏められて形
成されており、 −気化室（７２）はリング壁（７６）に通じる管（１０
２）を介して中央の開口（７０）を貫通する管（１０
０）と連通しており、この管を介して気化されるべき液
体が気化室に供給可能であり、 −気化室（７２）にはそれぞれ１つの漏斗状又はシェル
状の中間壁（８０）が配設されており、中間壁は支持要
素を介して両側の熱伝達壁を支持し、その結果中間壁の
上方及び下方に隙間室（８４、８６）が形成されてお
り、 −中間壁（８０）は下端の下面にそれぞれ１つの凹部又
はＲ部（８８）をそして中間壁（８０）の上方に配設さ
れており熱伝達壁は蒸気泡の発生のために中間壁の下端
の範囲にそれぞれ斜め下方へ隙間室（８４）中に向いた
舌状部（９０）を有し、 −気化室（７２）の間の漏斗状又はシェル状の空間は凝
縮室（９２）として形成されており、その上方外端は閉
鎖されかつその内方下端は開放されており、その際下方
の開放された端を介して高温蒸気が凝縮室（９２）中に
吹き込み可能であり、そして −凝縮室の熱交換器壁は滴下凝縮のために、親水性層を
備え又は熱交換器壁上に落下する僅かな量の好適な親水
性物質が高温蒸気に混合されることを特徴とする、請求
項1 記載の方法を実施するための装置。 - 【請求項１４】 中間壁（８０）が、隙間室（８４、８
６）が下方から上方へ向かって拡がるように、下方から
上方へ向かって厚さを減少させている、請求項１３記載
の装置。 - 【請求項１５】 気化室（７２）の開放した上端が濃縮
された液体の収容のためにリング室（１０６）中に通じ
ており、リング室は排気水蒸気の排出のための出口管
（６２）と濃縮された液体のための出口管（５６）とを
有する、請求項１３記載の装置。 - 【請求項１６】 上方の気化室の上方の熱伝達壁が上端
でハウジング（５２）と結合しておりかつ高温蒸気のた
めの導入管（５８）を備えた高温蒸気室（９８）を下方
に向かって区画している、請求項１３記載の装置。 - 【請求項１７】 最も下方の凝縮室（９２）の下方の漏
斗状又はシェル状の壁はハウジング底と結合しておりか
つリング室（１０６）を中央の室（１０８）から分離
し、中央の室は凝縮物の収集のために凝縮室（９２）と
連通しかつ凝縮物のための出口管（６０）を有する、請
求項１３から請求項１５までのうちのいずれか一記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944430619 DE4430619A1 (de) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | Verdampfungsanlage |
| DE4430619:9 | 1994-08-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08100901A true JPH08100901A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=6526820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20821595A Withdrawn JPH08100901A (ja) | 1994-08-17 | 1995-08-15 | 気化熱伝達方法及びその装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5795446A (ja) |
| EP (1) | EP0697230B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08100901A (ja) |
| AT (1) | ATE175885T1 (ja) |
| DE (2) | DE4430619A1 (ja) |
| ES (1) | ES2129163T3 (ja) |
| GR (1) | GR3029989T3 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US7785448B2 (en) * | 2002-08-07 | 2010-08-31 | Deka Products Limited Partnership | Method and apparatus for phase change enhancement |
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