JPS5816113B2 - 熱交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、２種の液体を用いた熱交換装置に関するも
のである。

従来の熱交換装置は、第１図に示すように高温流体Ａ側
から低温流体Ｂ側に熱を伝導させる場合に、両者間に隔
壁Ｃが存在するため、熱抵抗分があり、そのためどうし
ても温度が低下してしまう。

そのため熱流が多くとれても温度が低くなり、例えば蒸
気を発生させることは困難であった。

この発明は上述の点にかんがみなされたもので、従来の
熱交換装置における隔壁を除去することによって温度低
下をなくし、効率の良い熱交換を行えるようにしたもの
である。

以下この発明について説明する。

第２図はこの発明の一実施例を示すもので、１は容器で
、その上方と下方に高沸点液体Ｌｈの導入口２と導出口
３が設けられる。

また容器１のほぼ中央に低沸点液体Ｌｌの導入管４が取
り付けられている。

導入管４には噴出口５が多数形成されており、こ〜から
低沸点液体Ｌ１が高沸点液体Ｌｈ中に噴出する。

６は蒸気取出口で容器１の頂部に形成される。

７は高沸点液体分離トラップで、メツシュからなり、蒸
気取出口６から蒸気Ｌｇと一緒に高沸点液体Ｌｈが流出
するのを防止するものである。

なお、８は気泡発生核を有する多孔質または無機物質か
らなる物体で、水Ｌｅの蒸気化を促進するために設けた
ものである。

以下説明を簡単にするため高沸点液体Ｌｈとしてシリコ
ンオイルを、低沸点液体Ｌ１として水を用いて第２図の
実施例の動作を説明する。

導入口２から高温のシリコンオイルＬｈが入り、導入口
３から出て再び加熱されて導入口２に戻るとする。

そのため容器１内には高温のシリコンオイルＬｈが常に
図示のように満されている。

一方、導入管４からの低温の水Ｌ１は噴出口５から噴出
する。

この場合シリコンオイルＬｈの密度は水Ｌ１の密度より
犬であるから、水ＬｌはシリコンオイルＬｈ中を上昇し
、その間に熱交換が十分行われ蒸気となり、蒸気取出口
６から蒸気Ｌｇとして外へ取り出される。

この動作が連続して行われる結果、水Ｌｌは次々と蒸気
Ｌｇとなって蒸気取出口６に出る。

第３図はこの発明の他の実施例を示すもので、容器１の
下方にシリコンオイルＬｈの導入口２と水Ｌ１の導入管
４を設け、導出口３はや瓦上方に設けである。

８は気泡発生核を有する多孔質または無機物質からなる
物体で、水Ｌｌの蒸気化を促進するために設けられるも
のである。

次に作用について説明する。

シリコンオイルＬｈは導入口２から容器１内に入り導出
口３から出る。

一方、水Ｌｌは導入管４の端部に形成された噴出口５か
ら噴出し、シリコンオイルＬｈと接触し熱をもらう。

この場合、シリコンオイルＬｈと水Ｌ１はいずれも液体
であるため、液体と液体との接触となるため全てが蒸気
化されず、なかには容易に沸騰しないものが生じる。

これはシリコンオイルＬｈと水Ｌ１ の接触だけでは発
泡核、すなわち沸騰するためのきっかけがないためであ
る。

ところが、この実施例では気泡発生核を有する物体８が
あるため、水Ｌ１がシリコンオイルＬｈ中を進行中に物
体８の側壁に衝突した際、沸騰するきっかけが与えられ
、そのため蒸気化が促進される。

なお、物体８としては水Ｌｌに沸騰するきっかけを与え
うるものであればよく、例えばボール等をつめておき、
その間をシリコンオイルＬｈと水Ｌ１を通すようにして
もよい。

第２図、第３図の実施例は蒸気発生のための熱交換装置
であるが、第４図に示すのは冷却器としての熱交換装置
の実施例を示すものである。

この実施例では容器１１の中央と下方部分に低凝固点液
体Ｌ′ｈの導入口１２と導出口１３を設け、一方高凝固
点液体Ｌ′１の気体Ｌ′ｇの導入管１４を容器１１のや
又下方に取付け、上方に冷却液体取出口１６を設けたも
のである。

なお、１５は噴出口である。

この場合、低凝固点液体密度を高凝固点液体密度より大
きくしておく。

以下の説明は低凝固点液体りとしてシリコンオイルを、
高凝固点液体Ｌ’ｌ として水を、その気体Ｌ′ｇとし
て蒸気を用いることにする。

さて、導入管１４によって蒸気Ｌ′ｇを低温、例えば−
４０℃のシリコンオイルＬ’ｈ内に噴出させると、蒸気
Ｌ／ｇはシリコンオイルＬ’ｈと十分接触し熱をシリコ
ンオイルＬ’ｈに与えて液化し、水Ｌ′ｌ となって冷
却液体取出口１６から取り出される。

蒸気Ｌ′ｇは次々と補給され、またシリコンオイルＬ’
ｈも順次低温のものが補給されるので、冷却液体取出口
１６からは連続して冷却された水Ｌ′ｌが得られる。

第４図の実施例の場合にも第２図のような使用法、すな
わち、導入管１４から水を、導入口１２１から高温のシ
リコンオイルを入れれば、冷却液体取出口１６から蒸気
が得られることは容易に理解できる。

すなわち、この発明の装置は蒸気発生の場合にも、冷却
水発生の場合にも適用できる熱交換装置である。

その場合、同図の１７のように凝縮核発生物質を設け、
凝縮を促進すればよい。

なお、上記の各実施例では２種の液体を用いているが、
使用に肖っては必ずしも液体でなく、加熱して気体にし
て用いることもあることは第４図の実施例から明らかで
ある。

また、上記実施例では高沸点液体Ｌｈの密度を低沸点液
体Ｌ１の密度より犬の場合と、低凝固点液体Ｌ′ｈの密
度を高凝固点液体Ｌ′ｈの密度より大きい場合であった
が、これらは逆の関係にあってもよい。

たｙし、その場合には各液体の導入口と導出口の位置を
適宜定めることが必要である。

以上詳細に説明したように、この発明は熱交換をさせる
のに、互に溶は合わず、かつ互に密度差を有する２種の
液体を直接接触させて熱交換を行わせるようにしたので
、従来のように隔壁による熱抵抗分のための効率の低下
がなく、きわめて高い効率で熱交換を行うことができる
。

さらに、この発明は、容器内に一方の液体を循環させ、
他方の液体をその中に噴出させるようにしたので、両液
体が直接接触して効率の良い熱変換が行われるのはもち
ろん蒸気等の気体発生装置として、あるいは冷却装置と
してのいずれにも用いうる利点を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の熱交換装置の欠点を説明するための図、
第２図はこの発明の蒸気発生を目的とした一実施例を示
す断面図、第３図は同じく他の実施例を示す断面図、第
４図はこの冷却を目的とした一実施例を示す断面図であ
る。 図中、１は容器、２は導入口、３は導出口、４は導入管
、５は噴出口、６は蒸気取出口、７は高沸点液体分離ト
ラップ、１１は容器、１２は低凝固点液体の導入口、１
３は同じ（導出口、１４は高凝固点液体の導入管、１５
は噴出口、１６は冷却液体取出口である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 容器内に高温または低温の液体を循環される導入口
   および導出口を設け、さらに前記容器内に前記液体と溶
   は合わずかつ密度の異なる低温または高温の液体または
   気体を噴出する導入管と熱交換して得られた気体または
   液体を取り出す取出口と、前記容器内の高温または低温
   の液体または気体の導入口近辺に、相対的に低沸点の液
   体の気化を促進させる気泡発生核物質または相対的に低
   凝縮点の気体の液化を促進させる凝縮発生核物質を設け
   たことを特徴とする熱交換装置。