JPH11316094A - ヒートパイプ構造体及び蒸留装置 - Google Patents
ヒートパイプ構造体及び蒸留装置Info
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- JPH11316094A JPH11316094A JP12148398A JP12148398A JPH11316094A JP H11316094 A JPH11316094 A JP H11316094A JP 12148398 A JP12148398 A JP 12148398A JP 12148398 A JP12148398 A JP 12148398A JP H11316094 A JPH11316094 A JP H11316094A
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- heat
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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
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝熱効率が高く、構成が簡単で小型化及び軽
量化が可能なヒートパイプ構造体及び蒸留装置を提供す
る。 【解決手段】 複数の平板状ヒートパイプユニット３
１、３１、…を互いに平行に配置し、これらの平板状ヒ
ートパイプユニット３１、３１、…それぞれの間に、互
いに隣接する平板状ヒートパイプユニット３１、３１間
の間隔を保持しかつ高温部と低温部の２つの領域に仕切
る仕切部材２４を配設し、平板状ヒートパイプユニット
３１を複数本のヒートパイプ素子を並列に配置した構成
としたことを特徴とする。
量化が可能なヒートパイプ構造体及び蒸留装置を提供す
る。 【解決手段】 複数の平板状ヒートパイプユニット３
１、３１、…を互いに平行に配置し、これらの平板状ヒ
ートパイプユニット３１、３１、…それぞれの間に、互
いに隣接する平板状ヒートパイプユニット３１、３１間
の間隔を保持しかつ高温部と低温部の２つの領域に仕切
る仕切部材２４を配設し、平板状ヒートパイプユニット
３１を複数本のヒートパイプ素子を並列に配置した構成
としたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートパイプ構造
体及び蒸留装置に関し、特に、伝熱効率が高く、構成が
簡単で小型化及び軽量化が可能なヒートパイプ構造体及
び蒸留装置に関するものである。
体及び蒸留装置に関し、特に、伝熱効率が高く、構成が
簡単で小型化及び軽量化が可能なヒートパイプ構造体及
び蒸留装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、蒸留塔に付帯する空冷式熱交換器
（コンデンサー、液クーラー）として多用されているも
のに多管式熱交換器がある。しかしながら、従来の多管
式熱交換器は、蒸留塔と別置することが一般的で、多大
な設置面積と付帯配管を必要としているため、製造コス
トが高く、工期も長くなる等の問題点があり不利であ
る。また、この多管式熱交換器を蒸留塔の塔頂に組み込
もうとする場合、その外形寸法が大きく、また、その重
量も大きなものとなることから、この多管式熱交換器を
単に蒸留塔の上に積み重ねるという方法では、とうてい
組み込むことができない。
（コンデンサー、液クーラー）として多用されているも
のに多管式熱交換器がある。しかしながら、従来の多管
式熱交換器は、蒸留塔と別置することが一般的で、多大
な設置面積と付帯配管を必要としているため、製造コス
トが高く、工期も長くなる等の問題点があり不利であ
る。また、この多管式熱交換器を蒸留塔の塔頂に組み込
もうとする場合、その外形寸法が大きく、また、その重
量も大きなものとなることから、この多管式熱交換器を
単に蒸留塔の上に積み重ねるという方法では、とうてい
組み込むことができない。
【０００３】そこで、この多管式熱交換器を、組み込む
蒸留塔の塔頂の寸法に合わせて相似的に縮小した構造の
ものも考えられるが、この縮小した構造では、同時に伝
熱面積も縮小するために伝熱面積が不足し、しかも縮小
した分、空気側の圧力損失が大きくなるので、設計が困
難であるという問題点があった。
蒸留塔の塔頂の寸法に合わせて相似的に縮小した構造の
ものも考えられるが、この縮小した構造では、同時に伝
熱面積も縮小するために伝熱面積が不足し、しかも縮小
した分、空気側の圧力損失が大きくなるので、設計が困
難であるという問題点があった。
【０００４】従来の多管式熱交換器を蒸留塔の塔頂に組
み込んだ構造としては、例えば、特公昭４９−１５５４
７号公報に開示されている塔頂凝縮器がある。図７は、
この塔頂凝縮器１を示す部分破断平面図、図８は、図７
のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、個々に図示されていな
い直立フインチューブよりなるフインチューブ管束２
は、蒸留塔の塔頂３の塔頂頂蓋３ａの上方に等辺多角形
に配置され、かつ塔頂３に対し共軸に塔頂３に隣接して
配置されている。
み込んだ構造としては、例えば、特公昭４９−１５５４
７号公報に開示されている塔頂凝縮器がある。図７は、
この塔頂凝縮器１を示す部分破断平面図、図８は、図７
のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、個々に図示されていな
い直立フインチューブよりなるフインチューブ管束２
は、蒸留塔の塔頂３の塔頂頂蓋３ａの上方に等辺多角形
に配置され、かつ塔頂３に対し共軸に塔頂３に隣接して
配置されている。
【０００５】前記管束２の上方にある蒸気分配室４が塔
頂３に、管束２の下方にある凝縮物捕集室５が環状補集
管６及び閉鎖弁７を介して凝集物取り出しに使用される
導管８に接続されている。また、冷却空気強制通風のた
め底板１１及びフッド１２からなるケーシング、及び少
なくとも１つのベンチレータ１３を備えている。また、
塔頂頂蓋３ａから導出される、塔頂３に比しかなり小さ
い外径のオートベーパ上昇管１４がその上端から出るオ
ートベーパ分配管１５を有している。
頂３に、管束２の下方にある凝縮物捕集室５が環状補集
管６及び閉鎖弁７を介して凝集物取り出しに使用される
導管８に接続されている。また、冷却空気強制通風のた
め底板１１及びフッド１２からなるケーシング、及び少
なくとも１つのベンチレータ１３を備えている。また、
塔頂頂蓋３ａから導出される、塔頂３に比しかなり小さ
い外径のオートベーパ上昇管１４がその上端から出るオ
ートベーパ分配管１５を有している。
【０００６】この分配管１５はほとんど直線的に走り、
オートベーパ上昇管１４に対し放射状に塔頂３の周縁を
大きく超えてほぼ水平に拡がり、かつオートベーパ上昇
管１４とともに凝縮器１の支持構造を形成している。そ
の際、各オートベーパ分配管１５は、オートベーパ上昇
管１４と反対側の端部に接続固定するフインチューブ管
束２の数に応ずる分岐管１６を有し、共通の分配管１５
に属する管束２がすべて１平面に配置されている。
オートベーパ上昇管１４に対し放射状に塔頂３の周縁を
大きく超えてほぼ水平に拡がり、かつオートベーパ上昇
管１４とともに凝縮器１の支持構造を形成している。そ
の際、各オートベーパ分配管１５は、オートベーパ上昇
管１４と反対側の端部に接続固定するフインチューブ管
束２の数に応ずる分岐管１６を有し、共通の分配管１５
に属する管束２がすべて１平面に配置されている。
【０００７】上述した塔頂凝縮器１では、ベンチレータ
１３の吸込側は凝縮器１の内部空間に面しており、図９
中矢印Ｘは外部から導入される新しい空気、矢印Ｙは凝
縮器１内部空間から排出される排出空気を示している。
この塔頂凝縮器１は、特に流入する冷却空気に対し小さ
い温度差を有する媒体を凝縮する場合に適したものであ
る。
１３の吸込側は凝縮器１の内部空間に面しており、図９
中矢印Ｘは外部から導入される新しい空気、矢印Ｙは凝
縮器１内部空間から排出される排出空気を示している。
この塔頂凝縮器１は、特に流入する冷却空気に対し小さ
い温度差を有する媒体を凝縮する場合に適したものであ
る。
【０００８】また、従来の多管式熱交換器の問題点を解
決するための他の構造の熱交換器としては、エチレン装
置や空気深冷分離装置の蒸留塔に用いられているプレー
トフイン型熱交換器や、ガスケット式プレート熱交換器
がある。
決するための他の構造の熱交換器としては、エチレン装
置や空気深冷分離装置の蒸留塔に用いられているプレー
トフイン型熱交換器や、ガスケット式プレート熱交換器
がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の塔頂凝縮器では、その外形寸法及び重量が非常に大
きなものとなるために、この外形寸法及び重量を支え得
るような特別な条件を備えた減圧蒸留塔のような高さに
対して直径が大きい蒸留塔にしか適用することができな
いという問題点があった。
来の塔頂凝縮器では、その外形寸法及び重量が非常に大
きなものとなるために、この外形寸法及び重量を支え得
るような特別な条件を備えた減圧蒸留塔のような高さに
対して直径が大きい蒸留塔にしか適用することができな
いという問題点があった。
【００１０】また、上述したプレートフイン型熱交換器
を空冷式熱交換器として使用した場合、空気側の圧力損
失が大きく、送風フアン動力が過大となり、製作上から
大きさに制限があり、さらに、この熱交換器は、価格が
高いために、双方の流体がクリーンな液及びその蒸気の
場合で、かつ操作温度がマイナス数十℃以下という特殊
な条件の場合でなければ、コスト的に成り立たない。
を空冷式熱交換器として使用した場合、空気側の圧力損
失が大きく、送風フアン動力が過大となり、製作上から
大きさに制限があり、さらに、この熱交換器は、価格が
高いために、双方の流体がクリーンな液及びその蒸気の
場合で、かつ操作温度がマイナス数十℃以下という特殊
な条件の場合でなければ、コスト的に成り立たない。
【００１１】さらに、上述したガスケット式プレート熱
交換器を空冷式熱交換器として使用した場合、プロセス
流体（塔頂生成物）側及び空気側それぞれの流路面積を
自由に取ることができず、空気側の圧力損失が大きく、
かつ伝熱板を締結しているエンドプレートの重量が大き
く、蒸留塔の塔頂に組み込むには不利であるという問題
点があった。
交換器を空冷式熱交換器として使用した場合、プロセス
流体（塔頂生成物）側及び空気側それぞれの流路面積を
自由に取ることができず、空気側の圧力損失が大きく、
かつ伝熱板を締結しているエンドプレートの重量が大き
く、蒸留塔の塔頂に組み込むには不利であるという問題
点があった。
【００１２】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、伝熱効率が高く、構成が簡単で小型化及び
軽量化が可能なヒートパイプ構造体及び蒸留装置を提供
することを目的とする。
のであって、伝熱効率が高く、構成が簡単で小型化及び
軽量化が可能なヒートパイプ構造体及び蒸留装置を提供
することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様なヒートパイプ構造体及び蒸留装置
を提供する。すなわち、本発明の請求項１記載のヒート
パイプ構造体は、複数の平板状ヒートパイプユニットを
互いに平行に配置し、これらの平板状ヒートパイプユニ
ットそれぞれの間に、互いに隣接する平板状ヒートパイ
プユニット間の間隔を保持しかつ高温部と低温部の２つ
の領域に仕切る仕切部材を配設し、前記平板状ヒートパ
イプユニットを、複数本のヒートパイプ素子を並列に配
置した構成としたことを特徴としている。
に、本発明は次の様なヒートパイプ構造体及び蒸留装置
を提供する。すなわち、本発明の請求項１記載のヒート
パイプ構造体は、複数の平板状ヒートパイプユニットを
互いに平行に配置し、これらの平板状ヒートパイプユニ
ットそれぞれの間に、互いに隣接する平板状ヒートパイ
プユニット間の間隔を保持しかつ高温部と低温部の２つ
の領域に仕切る仕切部材を配設し、前記平板状ヒートパ
イプユニットを、複数本のヒートパイプ素子を並列に配
置した構成としたことを特徴としている。
【００１４】請求項２記載のヒートパイプ構造体は、請
求項１記載のヒートパイプ構造体において、前記平板状
ヒートパイプユニットを、板状の伝熱部材を断面矩形の
波形状に折曲げてコルゲート板とし、該コルゲート板の
両面にそれぞれ伝熱板を接合するとともに、該コルゲー
ト板の両端部を押さえ部材により密封し、該コルゲート
板の各溝部をヒートパイプ素子としたことを特徴として
いる。
求項１記載のヒートパイプ構造体において、前記平板状
ヒートパイプユニットを、板状の伝熱部材を断面矩形の
波形状に折曲げてコルゲート板とし、該コルゲート板の
両面にそれぞれ伝熱板を接合するとともに、該コルゲー
ト板の両端部を押さえ部材により密封し、該コルゲート
板の各溝部をヒートパイプ素子としたことを特徴として
いる。
【００１５】請求項３記載のヒートパイプ構造体は、請
求項１または２記載のヒートパイプ構造体において、前
記仕切部材で仕切られる低温部のヒートパイプユニット
間に、伝熱性が高くかつ流路抵抗の小さいスペーサを兼
ねた放熱部材を設けたことを特徴としている。
求項１または２記載のヒートパイプ構造体において、前
記仕切部材で仕切られる低温部のヒートパイプユニット
間に、伝熱性が高くかつ流路抵抗の小さいスペーサを兼
ねた放熱部材を設けたことを特徴としている。
【００１６】請求項４記載のヒートパイプ構造体は、請
求項２記載のヒートパイプ構造体において、前記ヒート
パイプ素子内に、該ヒートパイプ素子の高温部にて吸熱
して気化し、該ヒートパイプ素子の低温部にて放熱し凝
縮する作動流体を封入したことを特徴としている。
求項２記載のヒートパイプ構造体において、前記ヒート
パイプ素子内に、該ヒートパイプ素子の高温部にて吸熱
して気化し、該ヒートパイプ素子の低温部にて放熱し凝
縮する作動流体を封入したことを特徴としている。
【００１７】請求項５記載の蒸留装置は、流体を生成す
る蒸留塔の塔頂に、前記流体を冷却凝縮するヒートパイ
プを備えたことを特徴としている。
る蒸留塔の塔頂に、前記流体を冷却凝縮するヒートパイ
プを備えたことを特徴としている。
【００１８】請求項６記載の蒸留装置は、請求項５記載
の蒸留装置において、前記ヒートパイプを、請求項１、
２、３または４記載のヒートパイプ構造体としたことを
特徴としている。
の蒸留装置において、前記ヒートパイプを、請求項１、
２、３または４記載のヒートパイプ構造体としたことを
特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の各実施形態について図面
に基づき説明する。 「第１の実施形態」図１は本発明の第１の実施形態の蒸
留装置を示す一部破断正面図であり、図において、蒸留
塔２１の塔頂２１ａには、該蒸留塔２１内で蒸発した塔
頂生成物であるプロセス流体２２を冷却凝縮する伝熱モ
ジュール（ヒートパイプ構造体）２３が塔頂２１ａを貫
通するとともに、低温部２３ａが蒸留塔２１の外部に、
高温部２３ｂが内部に位置するように貫通部を密閉状態
で保持するパーティションバー（仕切部材）２４により
固定されている。
に基づき説明する。 「第１の実施形態」図１は本発明の第１の実施形態の蒸
留装置を示す一部破断正面図であり、図において、蒸留
塔２１の塔頂２１ａには、該蒸留塔２１内で蒸発した塔
頂生成物であるプロセス流体２２を冷却凝縮する伝熱モ
ジュール（ヒートパイプ構造体）２３が塔頂２１ａを貫
通するとともに、低温部２３ａが蒸留塔２１の外部に、
高温部２３ｂが内部に位置するように貫通部を密閉状態
で保持するパーティションバー（仕切部材）２４により
固定されている。
【００２０】そして、この蒸留塔２１の塔頂２１ａ内の
伝熱モジュール２３の高温部２３ｂの下方には、冷却凝
縮したプロセス流体２２’を貯留する容器２５及び棚板
２６が設けられ、該容器２５は配管２７及び調節弁２８
を介して外部に抜き出し可能に接続されている。
伝熱モジュール２３の高温部２３ｂの下方には、冷却凝
縮したプロセス流体２２’を貯留する容器２５及び棚板
２６が設けられ、該容器２５は配管２７及び調節弁２８
を介して外部に抜き出し可能に接続されている。
【００２１】伝熱モジュール２３は、図２に示すよう
に、複数個の矩形板状のプレートフィン（平板状ヒート
パイプユニット）３１、３１、…が、それぞれの主面３
１ａが互いに平行になるように一列に配設され、低温部
２３ａと高温部２３ｂとを仕切るパーティションバー
（仕切部材）２４が、ブレージング（ろう付け）等によ
り密閉状態で固定され、さらに、空気３２の流路となる
低温部２３ａの間隙には、流路抵抗が小さく、伝熱促進
機能を有する複数個のコイル状番線からなるスペーサを
兼ねた放熱部材３４、３４、…が配設されている。
に、複数個の矩形板状のプレートフィン（平板状ヒート
パイプユニット）３１、３１、…が、それぞれの主面３
１ａが互いに平行になるように一列に配設され、低温部
２３ａと高温部２３ｂとを仕切るパーティションバー
（仕切部材）２４が、ブレージング（ろう付け）等によ
り密閉状態で固定され、さらに、空気３２の流路となる
低温部２３ａの間隙には、流路抵抗が小さく、伝熱促進
機能を有する複数個のコイル状番線からなるスペーサを
兼ねた放熱部材３４、３４、…が配設されている。
【００２２】このプレートフィン３１は、図３に示すよ
うに、ステンレス、アルミニウム等の薄板からなる矩形
状の伝熱板が断面矩形の波形状に折曲げられてコルゲー
ト板４１とされ、該コルゲート板４１の両面の短冊状の
接合面４２にそれぞれ伝熱性を有する仕切板（伝熱板）
４３がブレージング等により接合され、このコルゲート
板４１の両端部がエンドバー（押さえ部材）４４、４４
により、このコルゲート板４１の両側部がサイドバー４
５、４５によりそれぞれ補強及び密封がなされ、コルゲ
ート板４１の各溝部がヒートパイプ素子４６とされてい
る。
うに、ステンレス、アルミニウム等の薄板からなる矩形
状の伝熱板が断面矩形の波形状に折曲げられてコルゲー
ト板４１とされ、該コルゲート板４１の両面の短冊状の
接合面４２にそれぞれ伝熱性を有する仕切板（伝熱板）
４３がブレージング等により接合され、このコルゲート
板４１の両端部がエンドバー（押さえ部材）４４、４４
により、このコルゲート板４１の両側部がサイドバー４
５、４５によりそれぞれ補強及び密封がなされ、コルゲ
ート板４１の各溝部がヒートパイプ素子４６とされてい
る。
【００２３】このヒートパイプ素子４６内には、図４に
示すように、ヒートパイプ素子４６の下部（高温部）に
てプロセス流体２２より熱４７を奪って気化し、この蒸
気が上昇して該ヒートパイプ素子４６の上部（低温部）
にて冷却媒体である空気３２により熱４８が奪われて凝
縮液化し、重力により下部に還流する作動流体４９が封
入されている。
示すように、ヒートパイプ素子４６の下部（高温部）に
てプロセス流体２２より熱４７を奪って気化し、この蒸
気が上昇して該ヒートパイプ素子４６の上部（低温部）
にて冷却媒体である空気３２により熱４８が奪われて凝
縮液化し、重力により下部に還流する作動流体４９が封
入されている。
【００２４】このプレートフィン３１は、コルゲート板
４１の各溝部をヒートパイプ素子４６とすることによ
り、密閉二相熱サイフォン型のヒートパイプとしたもの
で、その伝熱抵抗は、作動流体４９を水、メタノール等
のアルコール類、プロパン等の炭化水素とした場合、ｈ
として数千kcal/m2hCあるので、ヒートパイプを介して
伝熱を行っても、プロセス流体２２と空気３２を直にパ
イプで熱交換するのと同等の機能を有する。また、作動
流体４９は、目的や操作条件に応じて適宜選択できる
が、安全サイド等を考慮して水が好ましい。
４１の各溝部をヒートパイプ素子４６とすることによ
り、密閉二相熱サイフォン型のヒートパイプとしたもの
で、その伝熱抵抗は、作動流体４９を水、メタノール等
のアルコール類、プロパン等の炭化水素とした場合、ｈ
として数千kcal/m2hCあるので、ヒートパイプを介して
伝熱を行っても、プロセス流体２２と空気３２を直にパ
イプで熱交換するのと同等の機能を有する。また、作動
流体４９は、目的や操作条件に応じて適宜選択できる
が、安全サイド等を考慮して水が好ましい。
【００２５】次に、この伝熱モジュール２３の作動原理
について図５に基づき説明する。蒸留塔２１内で蒸発し
たプロセス流体２２は、パーティションバー２４で上昇
が遮られるとともに、モジュール２３の高温部２３ｂに
おいてプレートフィン主面３１ａに接触して作動流体４
９に熱を奪われることにより、冷却されて凝縮し液化し
たプロセス流体２２’となり、図１に示す容器２５内に
適下する。
について図５に基づき説明する。蒸留塔２１内で蒸発し
たプロセス流体２２は、パーティションバー２４で上昇
が遮られるとともに、モジュール２３の高温部２３ｂに
おいてプレートフィン主面３１ａに接触して作動流体４
９に熱を奪われることにより、冷却されて凝縮し液化し
たプロセス流体２２’となり、図１に示す容器２５内に
適下する。
【００２６】一方、液状の作動流体４９は、プレートフ
ィン３１の下部でプロセス流体２２より熱を奪って気化
し、この気化した作動流体４９は、プレートフィン３１
内を上昇する間にパーティションバー２４の上方のモジ
ュール２３の低温部２３ａにおいて、放熱部材３４、３
４、…間を流動する空気３２により熱が奪われて冷却さ
れ再度液化し、重力で還流する、という相変化を繰り返
す。
ィン３１の下部でプロセス流体２２より熱を奪って気化
し、この気化した作動流体４９は、プレートフィン３１
内を上昇する間にパーティションバー２４の上方のモジ
ュール２３の低温部２３ａにおいて、放熱部材３４、３
４、…間を流動する空気３２により熱が奪われて冷却さ
れ再度液化し、重力で還流する、という相変化を繰り返
す。
【００２７】以上説明したように、本実施形態の蒸留装
置によれば、蒸留塔２１の塔頂２１ａにプロセス流体２
２を冷却凝縮する伝熱モジュール２３を設けたので、熱
交換器を別個に設けて配管で接続することが不要にな
り、設置用の架台や付帯配管も不要となり、製造コスト
を低減し、工期を短縮することができる。
置によれば、蒸留塔２１の塔頂２１ａにプロセス流体２
２を冷却凝縮する伝熱モジュール２３を設けたので、熱
交換器を別個に設けて配管で接続することが不要にな
り、設置用の架台や付帯配管も不要となり、製造コスト
を低減し、工期を短縮することができる。
【００２８】また、構成が簡単であるとともに、ヒート
パイプ素子密度を高くすることができるので、従来型の
多管式熱交換器、プレートフィン型熱交換器、ガスケッ
ト式プレート熱交換器等に比べて同じ所要面積で伝熱能
力を高くとることができる。したがって、同じ熱交換所
要量に対して小型化、軽量化を図ることができる。
パイプ素子密度を高くすることができるので、従来型の
多管式熱交換器、プレートフィン型熱交換器、ガスケッ
ト式プレート熱交換器等に比べて同じ所要面積で伝熱能
力を高くとることができる。したがって、同じ熱交換所
要量に対して小型化、軽量化を図ることができる。
【００２９】また、複数個の矩形板状のプレートフィン
３１、３１、…を互いに平行になるように一列に配設す
るとともに、その間にコイル状番線からなる放熱部材３
４、３４、…を配置したので、作動流体４９のプロセス
流体２２及び空気３２に対する接触面積を大きくとるこ
とができ、冷却効率を向上させることができる。また、
空気３２側の流路の面積や放熱部材の寸法及び配置密度
を任意に設定することができるので、空気３２側の圧力
損失を小さくすることができる。
３１、３１、…を互いに平行になるように一列に配設す
るとともに、その間にコイル状番線からなる放熱部材３
４、３４、…を配置したので、作動流体４９のプロセス
流体２２及び空気３２に対する接触面積を大きくとるこ
とができ、冷却効率を向上させることができる。また、
空気３２側の流路の面積や放熱部材の寸法及び配置密度
を任意に設定することができるので、空気３２側の圧力
損失を小さくすることができる。
【００３０】なお、本実施形態では、コルゲート板４１
の断面形状を矩形の波形状としたが、本実施形態の形状
に限定されることなく、様々な断面形状のものが使用可
能である。また、コイル状番線からなる放熱部材３４を
用いたが、この放熱部材３４は、伝熱性がありかつ空気
３２の流路抵抗が小さいものであればよく、良伝熱材料
からなるパイプを縦に２分割して樋状とした半割パイプ
等を用いても同様の効果を得ることができる。
の断面形状を矩形の波形状としたが、本実施形態の形状
に限定されることなく、様々な断面形状のものが使用可
能である。また、コイル状番線からなる放熱部材３４を
用いたが、この放熱部材３４は、伝熱性がありかつ空気
３２の流路抵抗が小さいものであればよく、良伝熱材料
からなるパイプを縦に２分割して樋状とした半割パイプ
等を用いても同様の効果を得ることができる。
【００３１】「第２の実施形態」図６は本発明の第２の
実施形態の伝熱モジュール（ヒートパイプ構造体）を示
す部分斜視図であり、本実施形態の伝熱モジュール５１
が上述した第１の実施形態の伝熱モジュール２３と異な
る点は、プレートフィン３１のパーティションバー２４
より上方の両面に断面コの字型の長尺部材からなる空気
側拡張伝面５３、５３、…を水平に配設し、該プレート
フィン３１のパーティションバー２４より下方の片面
（もしくは両面）に断面コの字型の長尺部材からなるプ
ロセス流体側拡張伝面５４、５４、…を垂直に配設した
点である。
実施形態の伝熱モジュール（ヒートパイプ構造体）を示
す部分斜視図であり、本実施形態の伝熱モジュール５１
が上述した第１の実施形態の伝熱モジュール２３と異な
る点は、プレートフィン３１のパーティションバー２４
より上方の両面に断面コの字型の長尺部材からなる空気
側拡張伝面５３、５３、…を水平に配設し、該プレート
フィン３１のパーティションバー２４より下方の片面
（もしくは両面）に断面コの字型の長尺部材からなるプ
ロセス流体側拡張伝面５４、５４、…を垂直に配設した
点である。
【００３２】本実施形態の伝熱モジュール５１において
も、上述した第１の実施形態の伝熱モジュール２３と同
様の効果を奏することができる。なお、空気側拡張伝面
５３、５３、…やプロセス流体側拡張伝面５４、５４、
…の形状は、上記の形状に限定されることなく、様々な
形状のものが使用可能である。
も、上述した第１の実施形態の伝熱モジュール２３と同
様の効果を奏することができる。なお、空気側拡張伝面
５３、５３、…やプロセス流体側拡張伝面５４、５４、
…の形状は、上記の形状に限定されることなく、様々な
形状のものが使用可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明のヒートパイ
プ構造体によれば、複数の平板状ヒートパイプユニット
を互いに平行に配置し、これらの平板状ヒートパイプユ
ニットそれぞれの間に、互いに隣接する平板状ヒートパ
イプユニット間の間隔を保持しかつ高温部と低温部の２
つの領域に仕切る仕切部材を配設し、前記平板状ヒート
パイプユニットを、複数本のヒートパイプ素子を並列に
配置した構成としたので、従来の熱交換器に比べて伝熱
能力を高めることができる。また、構成が簡単であるか
ら、小型化及び軽量化を図ることができる。
プ構造体によれば、複数の平板状ヒートパイプユニット
を互いに平行に配置し、これらの平板状ヒートパイプユ
ニットそれぞれの間に、互いに隣接する平板状ヒートパ
イプユニット間の間隔を保持しかつ高温部と低温部の２
つの領域に仕切る仕切部材を配設し、前記平板状ヒート
パイプユニットを、複数本のヒートパイプ素子を並列に
配置した構成としたので、従来の熱交換器に比べて伝熱
能力を高めることができる。また、構成が簡単であるか
ら、小型化及び軽量化を図ることができる。
【００３４】また、本発明の蒸留装置によれば、流体を
生成する蒸留塔の塔頂に、前記流体を冷却凝縮するヒー
トパイプを備えたので、熱交換器独自の設置面積が不要
になり、設置用の架台や付帯配管も不要となり、製造コ
ストを低減し、工期を短縮することができる。また、ヒ
ートパイプを蒸留塔と共に制作し据え付けることができ
るので、ヒートパイプ自体を独自に設置する工程が不要
となり、さらなる製造コストの低減、工期の短縮が可能
になる。
生成する蒸留塔の塔頂に、前記流体を冷却凝縮するヒー
トパイプを備えたので、熱交換器独自の設置面積が不要
になり、設置用の架台や付帯配管も不要となり、製造コ
ストを低減し、工期を短縮することができる。また、ヒ
ートパイプを蒸留塔と共に制作し据え付けることができ
るので、ヒートパイプ自体を独自に設置する工程が不要
となり、さらなる製造コストの低減、工期の短縮が可能
になる。
【図１】 本発明の第１の実施形態の蒸留装置を示す一
部破断正面図である。
部破断正面図である。
【図２】 本発明の第１の実施形態の伝熱モジュールを
示す分解斜視図である。
示す分解斜視図である。
【図３】 本発明の第１の実施形態のプレートフィンを
示す分解斜視図である。
示す分解斜視図である。
【図４】 本発明の第１の実施形態のヒートパイプ素子
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図５】 本発明の第１の実施形態の伝熱モジュールの
作動原理を示す斜視図である。
作動原理を示す斜視図である。
【図６】 本発明の第２の実施形態の伝熱モジュールを
示す部分斜視図である。
示す部分斜視図である。
【図７】 従来の塔頂凝縮器を示す部分破断平面図であ
る。
る。
【図８】 図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
１ 塔頂凝縮器 ２ フインチューブ管束 ３ 塔頂 ３ａ 塔頂頂蓋 ４ 蒸気分配室 ５ 凝縮物捕集室 ６ 環状補集管 ７ 閉鎖弁 ８ 導管 １１ 底板 １２ フッド １３ ベンチレータ １４ オートベーパ上昇管 １５ オートベーパ分配管 １６ 分岐管 ２１ 蒸留塔 ２１ａ 塔頂 ２２ プロセス流体 ２２’ 冷却凝縮したプロセス流体 ２３ 伝熱モジュール（ヒートパイプ構造体） ２４ パーティションバー（仕切部材） ２５ 容器 ２６ 棚板 ２７ 配管 ２８ 調節弁 ３１ プレートフィン（平板状ヒートパイプユニット） ３１ａ 主面 ３２ 空気 ３４ 放熱部材 ４１ コルゲート板 ４２ 接合面 ４３ 仕切板（伝熱板） ４４ エンドバー（押さえ部材） ４５ サイドバー ４６ ヒートパイプ素子 ４７ 熱 ４８ 熱 ４９ 作動流体 ５１ 伝熱モジュール ５３ 空気側拡張伝面 ５４ プロセス流体側拡張伝面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 康夫 茨城県東茨城郡大洗町成田町2205 日揮株 式会社技術研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の平板状ヒートパイプユニットが、
互いに平行に配置され、これらの平板状ヒートパイプユ
ニットそれぞれの間には、互いに隣接する平板状ヒート
パイプユニット間の間隔を保持しかつ高温部と低温部の
２つの領域に仕切る仕切部材が配設され、前記平板状ヒ
ートパイプユニットは、複数本のヒートパイプ素子が並
列に配置されていることを特徴とするヒートパイプ構造
体。 - 【請求項２】 前記平板状ヒートパイプユニットは、板
状の伝熱部材が断面矩形の波形状に折曲げられたコルゲ
ート板とされ、該コルゲート板の両面にそれぞれ伝熱板
が接合されるとともに、該コルゲート板の両端部が押さ
え部材により密封され、該コルゲート板の各溝部がヒー
トパイプ素子とされていることを特徴とする請求項１記
載のヒートパイプ構造体。 - 【請求項３】 前記仕切部材で仕切られる低温部のヒー
トパイプユニット間に、伝熱性が高くかつ流路抵抗の小
さいスペーサを兼ねた放熱部材が設けられていることを
特徴とする請求項１または２記載のヒートパイプ構造
体。 - 【請求項４】 前記ヒートパイプ素子内には、該ヒート
パイプ素子の高温部にて吸熱して気化し、該ヒートパイ
プ素子の低温部にて放熱し凝縮する作動流体が封入され
ていることを特徴とする請求項２記載のヒートパイプ構
造体。 - 【請求項５】 流体を生成する蒸留塔の塔頂に、前記流
体を冷却凝縮するヒートパイプを備えたことを特徴とす
る蒸留装置。 - 【請求項６】 前記ヒートパイプは、請求項１、２、３
または４記載のヒートパイプ構造体であることを特徴と
する請求項５記載の蒸留装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12148398A JPH11316094A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | ヒートパイプ構造体及び蒸留装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12148398A JPH11316094A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | ヒートパイプ構造体及び蒸留装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11316094A true JPH11316094A (ja) | 1999-11-16 |
Family
ID=14812284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12148398A Withdrawn JPH11316094A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | ヒートパイプ構造体及び蒸留装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11316094A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012523949A (ja) * | 2009-04-20 | 2012-10-11 | ドライスティル、ホウルディングス、インク | 一体型蒸発／ストリッピング吸収モジュール |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP12148398A patent/JPH11316094A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012523949A (ja) * | 2009-04-20 | 2012-10-11 | ドライスティル、ホウルディングス、インク | 一体型蒸発／ストリッピング吸収モジュール |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |