JPS592838B2 - ヒ−トパイプ熱交換器におけるガス抜き方法およびその装置 - Google Patents

ヒ−トパイプ熱交換器におけるガス抜き方法およびその装置

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JPS592838B2
JPS592838B2 JP52120185A JP12018577A JPS592838B2 JP S592838 B2 JPS592838 B2 JP S592838B2 JP 52120185 A JP52120185 A JP 52120185A JP 12018577 A JP12018577 A JP 12018577A JP S592838 B2 JPS592838 B2 JP S592838B2
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heat pipe
pipe
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昌洋 黒河
紀之 織田
亘司 芝本
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Hitachi Zosen Corp
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Hitachi Zosen Corp
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    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-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
    • F28D15/02Heat-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
    • F28D15/0275Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935Heat exchanger or boiler making

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、上下に区画形成した熱交換室にそれぞれ流体
を流動させて、画然交換室間に亘って複数本設けたヒー
トパイプ内の作動媒体を蒸発、凝縮させて両流体間での
熱交換を行なうヒートパイプ熱交換器におけるガス抜き
方法およびその装置に関するものである。
例えばヒートパイプのパイプ本体を炭素鋼管とし、ヒー
トパイプ内に封入する作動媒体を水とした場合、パイプ
本体と封入作動媒体とが互に化学反応して微量の不凝縮
性ガスを発生する。
したがって運転が長時間ないし長時間に亘ると多量の不
凝縮性ガスが留まることになり、伝熱性能を著しく低下
させるなど不都合が生じる。
そのために各ヒートパイプから不凝縮性ガスを定期的に
抜き出さなければならない。
この種の熱交換器において、両流体は互に対向する方向
に流れるのであり、したがって入って来た加熱流体に作
用するヒートパイプには出て行く直前の被加熱流体が作
用することになる。
さらに詳しく説明すると、下部熱交換室に入って来た加
熱流体はヒートパイプを介して熱交換を行ない、下部熱
交換室を出るまでにヒートパイプ中の作動媒体に熱を与
えて自ら温度降下する。
一方、被加熱流体は前記加熱流体の流動する方向とは対
向する側から上部熱交換室に入り、ヒートパイプを介し
て熱交換を行なって」二部熱交換室を出るまでにビート
パイプ中の作動媒体から熱をうばって自ら温度上昇する
この間、作動媒体は密閉されたヒートパイプ中で蒸発と
凝縮を繰り返しているのである。
このことから、加熱流体の入口側に配置されたヒートパ
イプは加熱流体および被加熱流体の高温部分と、加熱流
体の出口側゛に配置されたヒートパイプは加熱流体およ
び被加熱流体の低温部分と、それぞれ熱交換を行なうこ
とになり、加熱流体入口側のヒートパイプ中の作動媒体
は、加熱流体出口側のヒートパイプ中の作動媒体に比べ
、高い温度で且つ高い圧力で作動を行なうことになる。
そこで本発明は、各ヒートパイプ内の圧力差を利用して
、特別な動力源を用いることなく不凝縮性ガスの抜き出
しを行なえるこ一ドパイブ熱交換器におけるガス抜き方
法およびその装置を提供するもので、以下その一実施例
を図面に基づいて説明する。
1は密閉筒状の本体で、その中間に隔壁2を設けて下部
熱交換室3と上部熱交換室4とを区画形成している。
前記下部熱交換室3の側部には加熱流体人口5と加熱流
体出口6とが設けられ、また上部熱交換室4の側部には
被加熱流体人ロアと被加熱流体出口8とが設けられる。
ここで加熱流体9と被加熱流体10とは、その入口と出
口とを異ならしめることにより矢印で示すごとくそれぞ
れ相対向する方向に流動している。
隔壁2を貫通する状態で画然交換室3,4間に亘って縦
方向に配設される複数本のヒートイぐイブは炭素鋼管か
ら形成されるパイプ本体とその外周に取付けたフィンと
からなるが、その配列は、流体9,10の流動方向とは
直交する方向の複数本を一群として流動方向に複数群設
けられ、実施例では7群設けてこれを加熱流体9の入D
5側から11A、11B。
11C,11D、11E、11F、11Gで示している
そして各ヒートパイプ群11A〜11Gにおけるヒート
パイプの下端間を作動媒体の供給用ヘッダ12A、12
B、12C,12D。
12E、12F、12Gに取付けると共に、上端間を不
凝縮性ガスのガス集合用ヘッダ13A。
13B 、13C,13D、13E、13F。
13Gに取付けている。
各ガス集合用13A〜13Gは、それぞれバルブ14A
、 14B、14C14D、14E、14F、14Gを
有するガス収出しライン15A、15B 、15C,1
5D。
15E、15F、15Gを介してガス取出し主ライン1
6に連通し、またガス取出し主ライン16はタンク17
の上部に連通ずる。
各供給用ヘッダ12A〜12Gは、それぞれバルブ18
A。
18B、18C,18D、18E、18F。
18Gを有する作動媒体の供給ライン19A。
19B、19C,19D、19E、19F。
19Gを介して作動媒体の供給主ライン20に連通し、
また供給主ライン20は前記タンク17の下部に連通ず
る。
このタンク17の上部には補助タンク21が取付けられ
、両タンク17.21の上部間は連絡ライン22により
接続される。
また補助タンク21の上部を貫通してガス放出管23が
設けられ、その下端は該補助タンク21内の下部に開口
させると共に、下端にはバルブ24が設けられる。
前記補助タンク21の上部には作動媒体の供給口25が
設けられ、また補助タンク21内に設けた凝縮管26に
冷却水ライン27が接続される。
28は両タンク17.21の下部間を連通ずる作動媒体
の回収ライン、29は作動媒体、30は液面計を示す。
次に本発明の詳細な説明する。
通常、運転中に、おいては、側熱交換室3,4に流体9
,10が流動して、各ヒートパイプ内の作動媒体29が
蒸発と凝縮を繰り返し、所期の熱交換が行なわれている
この際、ヒートパイプ群11A〜11Gのうち、加熱流
体人口5に近いヒートパイプ群11Aの中の作動媒体が
最も高い温度で作動するため圧力が最も高く、加熱流体
人口5から離れるに従い順次圧力が低くなり、加熱流体
出口6に近いヒートパイプ群11G中の作動媒体の圧力
が最も低い。
一方、タンク17内は高度な真空状態に維持され、外部
と熱の授受があって作動媒体29は飽和状態にある。
ここで熱交換器の本体1側とタンク17側とは、バルブ
14A〜14Gおよびバルブ18A〜18Gを介して、
また補助タンク21側と大気側とはバルブ′24を介し
て閉塞され、隔離されている。
この状態において不凝縮性ガスの抜き出しは、先ず圧力
が最も低いヒートパイプ群11Gから行なう。
すなわち、バルブ14Gおよびバルブ18Gを開動操作
するとヒートパイプ群11Gおよびガス集合用ヘッダ1
3Gに留っていた不凝縮性ガスはガス取出しライン15
Gならびにガス収出し主ライン16を介して、真空状態
にあるタンク17内に流入する。
同時に作動媒体の蒸気がガス集合用ヘッダ13Gを占め
るようになるので、バルブ14Gおよび18Gを閉動し
、次にバルブ14Fおよびバルブ18Fを開動操作する
ようにして、熱交換器側のより高い圧力の不凝縮性ガス
をより低い圧力のタンク17に順次移動させ、最後に最
も圧力が高いヒートパイプ群11Aのガス取出しを行な
ったのちバルブ14Aおよびバルブ18Aを閉動する。
そしてバルブ24を開動操作する。
このとき、タンク17内に集められた不凝縮性ガスは媒
体蒸気と同伴して、連絡ライン22を経て補助タンク2
1内に流入し、凝縮管26によって媒体蒸気が分離され
て不凝縮性ガスのみがバルブ24を介してガス放出管2
3から大気へ放出される。
ここで再びタンク17内は作動媒体の蒸気で飽和され最
初の状態に維持される。
なお、バルブ24は逆止弁となっているため、これを開
動しても大気が補助タンク21内に逆流することなく、
不凝縮性ガスはタンク17内で発生する媒体蒸気によっ
て追い出されるのである。
凝縮管26で大部分の媒体蒸気が凝縮し、回収ライン2
8を介してタンク17・\戻される。
凝縮管26で回収し得す不凝縮性ガスと共に大気に逃げ
去ったわずかの作動媒体に相当する分は、新らしく供給
口25から必要に応じ補充される。
以上、述べた本方法発明によると、不凝縮性ガスの抜き
出しを、運転中においてガス圧力を利用して行ない得て
、特別な動力源を用いることなく極めて経済的に行なう
ことができ、また本装置発明によると、前述した方法を
容易に且つ確実に実現できる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すフローシートである。 3・・・・・・下部熱交換室、4・・・・・・上部熱交
換室、9・・・・・・加熱流体、1゛0・・・・・・被
加熱流体、11A。 1’IB、1’IC,11D、11E、11F。 11G・・・・・・ヒートパイプ群、14A、14B。 14C,14D、14E、14F、14G・・・・・・
バルブ、15A、15B、15C,15D、15E。 15F、15G・・・・・・ガ゛ス取出しライン、16
・・・・・・ガス取出し主ライン、17・・・−・・タ
ンク、18A。 18B 、18C,18D、18E、18F。 18G・・・・・・バルブ、19A、19B、19C。 19D、19E、19F、19G・・・・・・作動媒体
の供給ライン、20・・・・・・作動媒体の供給主ライ
ン、21・・・・・・補助タンク、23・・・・・・ガ
ス放出ライン、24・・・・・・バルブ、26・・・・
・・凝縮管、28・・・・・・回収ライン、29・・・
・・・作動媒体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上下に区画形成した熱交換室にそれぞれ流体を流動
    させて、画然交換室間に亘って複数本設けたヒートパイ
    プ内の作動媒体を蒸発、凝縮させて両流体間での熱交換
    を行なうヒートパイプ熱交換器において、各ヒートパイ
    プのうちの圧力の低いヒートパイプから不凝縮性ガスを
    順次抜き出してタンク内に流入させ全群のガス抜きを終
    えたのち前記タンク内の不凝縮性ガスを大気放出するヒ
    ートパイプ熱交換器におけるガス抜き方法。 2 上下に区画形成した熱交換室にそれぞれ流体を流動
    すべく構成し、そして両交換室間に亘る縦方向のヒート
    パイプを流体流動方向に複数群設け、これらヒートパイ
    プ群の上端をそれぞれバルブを介してタンクの上部に連
    通ずると共に、下端をそれぞれバルブを介してタンクの
    下部に連通し、前記タンク内に作動媒体を挿入し、前記
    タンクの上部に補助タンクを設けると共に、これら両タ
    ンクの上部間を連絡ラインにより接続し、前記補助タン
    ク内の下部に開口し、且つバルブを有するガス放出管を
    設け、両タンクの下部間を作動媒体の回収ラインで連通
    すると共に、補助タンクの上部に作動媒体の供給口を設
    け、さらに補助タンク内に凝縮管を配設したことを特徴
    とするヒートパイプ熱交換器におけるガス抜き装置。
JP52120185A 1977-10-05 1977-10-05 ヒ−トパイプ熱交換器におけるガス抜き方法およびその装置 Expired JPS592838B2 (ja)

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US05/946,150 US4219070A (en) 1977-10-05 1978-09-27 Apparatus for withdrawing gas from heat exchanger having exchanger tubes and method of withdrawing gas by the apparatus

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Publication Number Publication Date
JPS5453345A JPS5453345A (en) 1979-04-26
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