JPS5934956B2 - Evaporators used in hot water heat recovery systems, etc. - Google Patents

Evaporators used in hot water heat recovery systems, etc.

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JPS5934956B2
JPS5934956B2 JP52048173A JP4817377A JPS5934956B2 JP S5934956 B2 JPS5934956 B2 JP S5934956B2 JP 52048173 A JP52048173 A JP 52048173A JP 4817377 A JP4817377 A JP 4817377A JP S5934956 B2 JPS5934956 B2 JP S5934956B2
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JP
Japan
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hot water
section
cycle medium
stage
condensing
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雄 中西
哲郎 古川
雅晴 古寺
司朗 井上
日出雄 末松
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Hitachi Zosen Corp
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、温水の熱回収システム等において使用せら
れる蒸発器、さらに詳しくは温水から熱回収してヒート
ポンプ・システムあるいはランキンサイクル・システム
等におけるサイクル媒体を蒸発させるために使用せられ
る蒸発器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an evaporator used in a hot water heat recovery system, more specifically, an evaporator for recovering heat from hot water to evaporate a cycle medium in a heat pump system, a Rankine cycle system, etc. Regarding the evaporator used.

エネルギー資源は非常に貴重であり、これをできるだけ
有効利用する必要がある。
Energy resources are extremely valuable and must be used as efficiently as possible.

近年、太陽熱、地熱等のいわゆる低密度エネルギーの利
用および廃熱エネルギーの回収利用のためのシステムが
数多く提唱され、それらの研究開発が進められている。
In recent years, many systems for the use of so-called low-density energy such as solar heat and geothermal heat and for the recovery and use of waste heat energy have been proposed, and research and development of these systems is progressing.

たとえば温廃水から熱を回収し、これをヒートポンプ・
システムによって昇温して、使用し易い高温の熱源を得
る方法、並びに地熱により加温せられた温水や温廃水よ
り熱を回収して、フロンおよびアンモニアのような冷媒
等を媒体とするランキンサイクル・システムによって発
電を行なう方法などがそれである。
For example, heat can be recovered from hot wastewater and used in heat pumps.
A method of raising the temperature by a system to obtain a high-temperature heat source that is easy to use, and a Rankine cycle that recovers heat from geothermally heated hot water or hot waste water and uses refrigerants such as fluorocarbons and ammonia as a medium.・This includes methods of generating electricity using a system.

これらのシステムにおいては温水を熱源としてサイクル
媒体を蒸発させるために蒸発器が使用される。
In these systems, an evaporator is used to evaporate the cycle medium using hot water as a heat source.

これらのシステムは全体の有効温度差が大きくないので
、蒸発器における伝熱温度差を大きくとるとシステムの
効率の低下を招くことになる。
Since these systems do not have a large overall effective temperature difference, a large heat transfer temperature difference in the evaporator will result in a decrease in system efficiency.

しかしながら、一般にシステムの効率をできるだけ大き
くすることが要請されるから、それに使用する蒸発器に
おける伝熱温度差を小さくせざるを得す、そのために蒸
発器の伝熱面積が比較的大きくなり、それに伴って設備
費が高くつくという問題がある。
However, since it is generally required to increase the efficiency of the system as much as possible, it is necessary to reduce the heat transfer temperature difference in the evaporator used. Consequently, there is a problem in that equipment costs are high.

また温水には腐食性物質やスケール形成物質が溶解また
は懸濁して含まれている場合が多く、このような温水を
使用した場合には伝熱管の腐食によるサイクル媒体の洩
れや伝熱管表面のスケール付着による伝熱効率の低下等
のトラブルを招くことにより、システムの有効性あるい
はシステムに対する信頼性が低下するという問題がある
In addition, hot water often contains dissolved or suspended corrosive substances and scale-forming substances, and when such hot water is used, the cycle medium may leak due to corrosion of the heat transfer tubes or scale may form on the surface of the heat transfer tubes. There is a problem in that the effectiveness of the system or the reliability of the system decreases due to problems such as a decrease in heat transfer efficiency due to adhesion.

この種の蒸発器としては、従来第1図に示すようないわ
ゆる満液式の蒸発器が使用されている。
As this type of evaporator, a so-called flooded evaporator as shown in FIG. 1 has conventionally been used.

同図において、1は横型ケーシング、2はこれの一端に
設けられた温水出入室で、水平仕切板3によって下部の
温水導入部4と、上部の温水排出部5とに区分せられて
いる。
In the figure, 1 is a horizontal casing, and 2 is a hot water inlet/outlet chamber provided at one end of the casing, which is divided by a horizontal partition plate 3 into a lower hot water introduction section 4 and an upper hot water discharge section 5.

6はケーシング1内の他端近くに配設せられた温水収容
室で、これと温水出入室2の温水導入部4および温水排
出部5とが複数本の水平伝熱管7によって連結されてい
る。
Reference numeral 6 denotes a hot water storage chamber disposed near the other end of the casing 1, and this is connected to a hot water introduction section 4 and a hot water discharge section 5 of the hot water inlet/output chamber 2 by a plurality of horizontal heat transfer tubes 7. .

したがって温水導入口8より温水導入部4に導入せられ
た高温の温水は下側の水平伝熱管7内を通り、温水収容
室6で上方に折り返して上側の水平伝熱管T内を通り、
温水排出部5に至る。
Therefore, the high temperature hot water introduced into the hot water introduction part 4 from the hot water inlet 8 passes through the lower horizontal heat exchanger tube 7, turns upward in the hot water storage chamber 6, and passes through the upper horizontal heat exchanger tube T.
The hot water discharge section 5 is reached.

そして温水はこれら上下の伝熱管7内を通過する間にケ
ーシング1内のサイクル媒体と熱交換せられ、低温の温
水となって温水排出口10より排出される。
While the hot water passes through the upper and lower heat transfer tubes 7, it exchanges heat with the cycle medium in the casing 1, becomes low-temperature hot water, and is discharged from the hot water outlet 10.

11はケーシング1の両端部の下壁にそれぞれあげられ
たサイクル媒体液導入口、12はケーシング1の他端部
の土壁にあげられたサイクル媒体ガス排出口である。
Reference numeral 11 indicates a cycle medium liquid inlet provided on the lower wall of both ends of the casing 1, and 12 indicates a cycle medium gas outlet provided on the earthen wall of the other end of the casing 1.

このような従来の蒸発器においては、サイクル媒体が冷
媒である場合、伝熱温度差が小さいと熱伝達速度も小さ
くなることが多く、これをカバーするために水平伝熱管
7としていわゆるローフインチューブが使用され、伝熱
面積の拡大が計られるが、それだけ設備費が高くつくと
いう問題がある。
In such conventional evaporators, when the cycle medium is a refrigerant, when the heat transfer temperature difference is small, the heat transfer rate often becomes small. is used to expand the heat transfer area, but there is a problem in that the equipment cost increases accordingly.

また温水が水平伝熱管T内を直接流送せしめられるので
、温水に腐食性物質が含まれる場合には水平伝熱管7の
腐食により温水がサイクル媒体内に洩れるという問題が
ある。
Further, since the hot water is caused to flow directly through the horizontal heat transfer tubes T, there is a problem that if the hot water contains corrosive substances, the hot water may leak into the cycle medium due to corrosion of the horizontal heat transfer tubes 7.

さらに温水にスケール形成物質が含まれる場合には、水
平伝熱管T内にスケールが生じる。
Furthermore, if the hot water contains scale-forming substances, scale will form inside the horizontal heat exchanger tubes T.

このようなスケールを放置すると伝熱効率の低下等のト
ラブルが生じるのでシステムの運転を休止するか、また
は同一容量のスペアの蒸発器に切り換えることにより、
スケールを除去する必要がある。
If such scale is left unattended, problems such as a decrease in heat transfer efficiency will occur, so either stop the system operation or switch to a spare evaporator of the same capacity.
Need to remove scale.

したがって非常に不経済であり、とくにスペアの蒸発器
を設置した場合などには設備費が2倍程度かかることに
なる。
Therefore, it is very uneconomical, and especially when a spare evaporator is installed, the equipment cost will be about twice as high.

このように従来の満液式の蒸発器を使用すれば、システ
ムの有効性が低下し、かつ信頼性が低下するという問題
がある。
The use of conventional flooded evaporators thus reduces the effectiveness and reliability of the system.

この発明は、上記従来技術の問題を解決するためになさ
れたもので、温水が減圧した蒸発部内においてフラッシ
ュ蒸発し、これによって生−じた蒸気と伝熱管内を流れ
るサイクル媒体とが熱交換せられることにより、温水が
伝熱管に全く接触することなく、したがってそれに含ま
れる腐食性物質あるいはスケール形成物質によるトラブ
ルが全く生じることがなく、システムの有効性と信頼性
を確保し得る蒸発器を提供することを目的とするもので
ある。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. Hot water is flash-evaporated in a reduced pressure evaporator section, and the resulting steam and the cycle medium flowing in the heat transfer tubes exchange heat. Provided is an evaporator in which the hot water does not come into contact with the heat transfer tubes at all, and therefore no troubles arise due to the corrosive or scale-forming substances contained therein, ensuring the effectiveness and reliability of the system. The purpose is to

この発明を、以下図面に示す実施例について説明する。This invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.

なお、この実施例はヒートポンプ・システムに使用され
る蒸発器を示すものである。
Note that this example shows an evaporator used in a heat pump system.

第2図において、21は縦型ケーシング、22はこのケ
ーシング1の頂部に設けられた温水導入部、23はこれ
の一側にあけられた温水導入口、24はケーシング21
の頂部に温水導入部22の横に垂直仕切板25を介して
並んで設けられたサイクル媒体気液分離部、26は温水
導入部22の下側に縦方向に3段に配列された状態に設
けられた温水蒸発器で、それぞれ複数個の通水孔28を
有する有孔水平仕切板27、デミスタ30を備えた垂直
仕切板26とによってそれぞれ区分せられている。
In FIG. 2, 21 is a vertical casing, 22 is a hot water inlet provided at the top of the casing 1, 23 is a hot water inlet opened on one side of the casing 1, and 24 is a casing 21
The cycle medium gas-liquid separation sections 26 are arranged in three rows in the vertical direction below the hot water introduction section 22, and are arranged next to the hot water introduction section 22 at the top of the section with a vertical partition plate 25 interposed therebetween. The provided hot water evaporator is divided by a perforated horizontal partition plate 27 having a plurality of water passage holes 28 and a vertical partition plate 26 provided with a demister 30, respectively.

31は各温水蒸発部26内において上側水平仕切板27
より垂下状に取り付けられたじゃま板、32は最下段の
温水蒸発部26の下端−側部に設けられた温水排出口、
33はサイクル媒体気液分離部24の下側に縦方向に3
段に配列された状態で設けられた凝縮部で、それぞれ上
記有孔水平仕切板27に対して同レベルに配置せられた
管板34と、上記デミスタ30を備えた垂直仕切板29
とによって区分せられており、各段の凝縮部33はほぼ
同レベルに配置された対応する段の温水蒸発部26とデ
ミスタ30を介して連通している。
31 is an upper horizontal partition plate 27 in each hot water evaporating section 26;
A baffle plate 32 is installed in a drooping manner, and 32 is a hot water outlet provided at the lower end and side of the lowermost hot water evaporator 26.
33 extends vertically below the cycle medium gas-liquid separation section 24.
A condensing section arranged in stages, including a tube plate 34 arranged at the same level as the perforated horizontal partition plate 27, and a vertical partition plate 29 provided with the demister 30.
The condensing section 33 of each stage communicates via the demister 30 with the hot water evaporating section 26 of the corresponding stage arranged at approximately the same level.

35は最下段の凝縮部33の下側に設けられたサイクル
媒体導入部で、これの下壁にサイクル媒体導入口36が
あけられている。
Reference numeral 35 denotes a cycle medium introduction section provided below the lowermost condensing section 33, and a cycle medium introduction port 36 is opened in the lower wall of this section.

37はこのサイクル媒体導入部35とサイクル媒体気液
分離部24とを連絡するように各凝縮部33内を直線状
に貫通した状態に設けられた複数本の垂直伝熱管、38
はサイクル媒体気液分離部24内に設けられたじゃま板
、39は同分離部24内においてじゃま板38の上方に
配置されたデミスタ、40は同分離部24の頂壁に設け
られたサイクル媒体蒸気取出し口、41は同分離部24
の一側に設けられたサイクル媒体液戻し口、42はサイ
クル媒体導入部35の一側に設けられた返送サイクル媒
体液導入口、43はこれらサイクル媒体液の戻し口41
と導入口42とを連絡するサイクル媒体液返送管、44
は上下に隣合う凝縮部33の下端部と上端部とを連絡す
るように設けられた凝縮水収集管で、それぞれバルブ4
5を有している。
37 is a plurality of vertical heat exchanger tubes 38 provided linearly passing through each condensing section 33 so as to communicate the cycle medium introduction section 35 and the cycle medium gas-liquid separation section 24;
39 is a demister disposed above the baffle plate 38 in the separation section 24, and 40 is a cycle medium provided on the top wall of the separation section 24. Steam outlet, 41 is the same separation part 24
A cycle medium liquid return port provided on one side, 42 a return cycle medium liquid inlet port provided on one side of the cycle medium introduction section 35, and 43 a return port 41 for these cycle medium liquids.
a cycle medium liquid return pipe 44 communicating with the inlet 42;
are condensed water collection pipes installed to connect the lower end and the upper end of the vertically adjacent condensing sections 33, each with a valve 4.
5.

46は最下段の凝縮部33の下端部→りに設けられた凝
縮水排出口、47は各凝縮部33の一側に接続された不
凝縮ガス排出管で、それぞれバルブ48を有しており、
各排出管47が1つにまとめられて図示しない真空ポン
プに連絡せられている。
Reference numeral 46 indicates a condensed water outlet provided at the lower end of the lowermost condensing section 33, and 47 indicates a non-condensable gas exhaust pipe connected to one side of each condensing section 33, each having a valve 48. ,
The discharge pipes 47 are combined into one and connected to a vacuum pump (not shown).

そしてこの真空ポンプによって各段の温水蒸発部26と
凝縮部33とが所定の減圧状態に保持されている。
The vacuum pump maintains the hot water evaporating section 26 and condensing section 33 in each stage at a predetermined reduced pressure state.

49はサイクル媒体導入口36に接続されたサイクル媒
体供給管、50はこれの途上に介在させられた膨張弁で
ある。
49 is a cycle medium supply pipe connected to the cycle medium inlet 36, and 50 is an expansion valve interposed in the middle of this pipe.

上記において、まず温度Twiの温水は、温水導入口2
3よりケーシング21頂部の温水導入部22内導入され
、ついで有孔水平仕切板27の多数の通水孔28を通過
して下方の第1温水蒸発部26内に流下する。
In the above, first, hot water at temperature Twi is supplied to hot water inlet 2.
3 into the hot water introduction section 22 at the top of the casing 21, and then passes through a large number of water holes 28 in the perforated horizontal partition plate 27 and flows downward into the first hot water evaporation section 26.

この温水蒸発部26内は圧力P□まで減圧されており、
温水は一部フラッシュ蒸発して温度TSIの蒸気を発生
し、温水自体は温度Tw1まで冷却される(T Sl
”TWI )。
The inside of this hot water evaporator 26 is reduced to a pressure P□,
Part of the hot water undergoes flash evaporation to generate steam at a temperature TSI, and the hot water itself is cooled to a temperature Tw1 (T Sl
”TWI).

この第1温水蒸発部26の底に溜った温度Tw□の温水
は有孔水平仕切板270通水孔28からつぎの第2温水
蒸発部26内に流下する。
The hot water at the temperature Tw□ accumulated at the bottom of the first hot water evaporator 26 flows down through the water passage holes 28 of the perforated horizontal partition plate 270 into the next second hot water evaporator 26.

また第1温水蒸発部26内で生じた蒸気はデミスタ30
を通過して対応する第1凝縮部33内に導かれ、垂直伝
熱管37に接触して凝縮する。
In addition, the steam generated in the first hot water evaporator 26 is transferred to a demister 30.
is guided into the corresponding first condensing section 33, contacts the vertical heat exchanger tube 37, and condenses.

第1温水蒸発部26の底部に溜った温度Tw1の温水は
有孔水平仕切板270通水孔28からつぎの第2温水蒸
発部26内に流下する。
The hot water at the temperature Tw1 accumulated at the bottom of the first hot water evaporator 26 flows down through the water passage holes 28 of the perforated horizontal partition plate 270 into the next second hot water evaporator 26.

この第2温水蒸発部26内は圧力P2に保持されており
(P2くP□)、ここで温度TS2の蒸気が発生し、温
水は温度TW2まで冷却され(T 82 ”TW2 )
、底部に溜まる。
The inside of this second hot water evaporator 26 is maintained at a pressure P2 (P2 P□), steam at a temperature TS2 is generated here, and the hot water is cooled to a temperature TW2 (T 82 "TW2").
, accumulates at the bottom.

そして蒸気は対応する第2凝縮部33に導かれて凝縮し
、温水は有孔水平仕切板2Tの通水孔28から第3温水
蒸発部26内に流下する。
The steam is then guided to the corresponding second condensing section 33 and condensed, and the hot water flows down into the third hot water evaporating section 26 from the water passage hole 28 of the perforated horizontal partition plate 2T.

この第3温水蒸発部26内は圧力P3に保持されており
(P3くP2)、ここで温水’I”83の蒸気が発生し
、温水は温度Tw3まで冷却され(Ts3ヱTW3)、
底部に溜まる。
The inside of this third hot water evaporator 26 is maintained at a pressure P3 (P3 - P2), steam of hot water 'I'' 83 is generated here, and the hot water is cooled to a temperature Tw3 (Ts3ヱTW3).
Collects at the bottom.

そして蒸気は対応する第3凝縮部33に導かれて凝縮し
、温水は温水排出口32より排出される。
The steam is then guided to the corresponding third condensing section 33 and condensed, and the hot water is discharged from the hot water outlet 32.

なお、各段の温水蒸発部26と凝縮部33とは異なる所
定の減圧状態に保持せられるが、これは各段に対応する
不凝縮ガス排出管47のバルブ48の開度を適宜調節す
ることによって行なう。
Note that the hot water evaporating section 26 and the condensing section 33 of each stage are maintained at different predetermined reduced pressure states, but this can be done by appropriately adjusting the opening degree of the valve 48 of the non-condensable gas exhaust pipe 47 corresponding to each stage. It is done by

また各有孔水平仕切板27の複数個の通水孔28の孔径
は、各段の温水蒸発部26の圧力と温水流量とに対応し
て設定しておく。
Further, the hole diameters of the plurality of water passage holes 28 of each perforated horizontal partition plate 27 are set in accordance with the pressure and hot water flow rate of the hot water evaporating section 26 of each stage.

一方、サイクル媒体は、ヒートポンプ・システムでは図
示しない凝縮器において高温、高圧で凝縮するので、膨
張弁50を通過後、サイクル媒体は一部フラッシュ蒸発
して気液二相流となってサイクル媒体供給管49内を流
れ、サイクル媒体導入部35内に導入される。
On the other hand, in a heat pump system, the cycle medium is condensed at high temperature and high pressure in a condenser (not shown), so after passing through the expansion valve 50, part of the cycle medium undergoes flash evaporation and becomes a gas-liquid two-phase flow, which is then supplied to the cycle medium. It flows through the pipe 49 and is introduced into the cycle medium introducing section 35 .

サイクル媒体はつぎに複数本の垂直伝熱管37内を上昇
し、各段の凝縮部33において温水の蒸気によって加熱
されながらサイクル媒体気液分離部24に達する。
The cycle medium then ascends through the plurality of vertical heat transfer tubes 37 and reaches the cycle medium gas-liquid separation section 24 while being heated by hot water vapor in the condensing section 33 of each stage.

この気液分離部24内に噴出したサイクル媒体の気液二
相流はじゃま板38とデミスタ39とによって気液分離
され、サイクル媒体の蒸気は取出し口40より取り出さ
れてヒートポンプ・システムの所定部分に送られる。
The gas-liquid two-phase flow of the cycle medium ejected into the gas-liquid separator 24 is separated into gas and liquid by the baffle plate 38 and the demister 39, and the steam of the cycle medium is taken out from the outlet 40 to a predetermined portion of the heat pump system. sent to.

またサイクル媒体液は返送管およりサイクル媒体導入部
35に返送され、再び垂直伝熱管37内を上昇する。
Further, the cycle medium liquid is returned to the cycle medium introducing section 35 through the return pipe, and rises within the vertical heat transfer tube 37 again.

各凝縮部33で生じた凝縮水は、凝縮水収集管44内を
順次上段より下段に流下して行き、最下段の凝縮部33
の凝縮水排出口46より排出される。
The condensed water generated in each condensing section 33 sequentially flows down from the upper stage to the lower stage in the condensed water collection pipe 44, and then
The condensed water is discharged from the condensed water discharge port 46.

この場合、各段の凝縮部33の差圧を保持するように各
凝縮水収集管44のバルブ45の開度を適宜調節してお
く。
In this case, the opening degree of the valve 45 of each condensed water collection pipe 44 is adjusted as appropriate so as to maintain the differential pressure between the condensing sections 33 at each stage.

なお、各段の凝縮部33の伝熱面積は、各段の圧力およ
び温水流量に対応して配分しておく。
Note that the heat transfer area of the condensing section 33 of each stage is distributed in accordance with the pressure and hot water flow rate of each stage.

上記実施例においては、膨張弁50を通過した気液二相
流のサイクル媒体をそのままサイクル媒体導入部35に
導入しているが、たとえば別に気液分離器を設置して、
膨張弁50通過後の気液二相流のサイクル媒体を一旦こ
の気液分離器に導入し、サイクル媒体の蒸気と液とを分
離して、それの液だけをサイクル媒体導入部35に導入
するようにしてもよい。
In the above embodiment, the gas-liquid two-phase cycle medium that has passed through the expansion valve 50 is directly introduced into the cycle medium introduction section 35, but for example, a separate gas-liquid separator may be installed.
The cycle medium in the gas-liquid two-phase flow after passing through the expansion valve 50 is once introduced into this gas-liquid separator, the vapor and liquid of the cycle medium are separated, and only the liquid is introduced into the cycle medium introduction section 35. You can do it like this.

また上記実施例ではヒートポンプ・システムについての
例を示したが、たとえばランキンサイクル・システムの
場合には、サイクル媒体は凝縮器で低温、低圧で凝縮す
るので、媒体循環ポンプ等によって昇圧した後、サイク
ル媒体導入部35に導入することになる。
Furthermore, in the above embodiment, an example of a heat pump system was shown, but in the case of a Rankine cycle system, for example, the cycle medium is condensed in a condenser at low temperature and low pressure, so after increasing the pressure with a medium circulation pump etc., the cycle medium is It will be introduced into the medium introducing section 35.

そしてこの場合には、サイクル媒体は蒸発器作動圧力に
対していわゆるサフソール状態で供給されるので、蒸発
器で一部予熱する必要がある。
In this case, since the cycle medium is supplied in a so-called safe state relative to the evaporator operating pressure, it is necessary to partially preheat it in the evaporator.

また上記実施例においては、温度差の損失を少なくする
ために、温水を3段階に分けてフラッシュ蒸発させ、そ
れぞれの温度と圧力に対応させて蒸気を凝縮しているが
、温水蒸発部26と凝縮部330段数は複数段であれば
よく、勿論任意に選択することができる。
Further, in the above embodiment, in order to reduce loss due to temperature difference, the hot water is flash-evaporated in three stages, and the steam is condensed according to the temperature and pressure of each stage. The number of stages of the condensing section 330 may be multiple stages, and can of course be arbitrarily selected.

なお、複数本の垂直伝熱管37はそれぞれ単管を使用し
てもよいが、いわゆるインナーフィン・チューブ、管内
多孔質化管、管外に縦溝な設けかつ管内を多孔質化した
特殊伝熱管、および管内外に縦溝を設けた特殊伝熱管等
を使用するものとすれば、非常に伝熱効率がよ(なり、
蒸発器が飛躍的に改善され得る。
Note that the plurality of vertical heat transfer tubes 37 may each be a single tube, but may be a so-called inner fin tube, a porous tube inside the tube, or a special heat transfer tube with vertical grooves on the outside of the tube and porous inside the tube. , and if special heat transfer tubes with vertical grooves inside and outside the tubes are used, the heat transfer efficiency will be very high.
Evaporators can be dramatically improved.

また上記実施例では、温水導入部22および温水蒸発部
26の列と、サイクル媒体気液分離部24および凝縮部
330列とが1つの縦型ケーシング21内に収められた
場合が示されているが、蒸発器の設置場所に応じてこれ
らの列を相互に分離し、対応する温水蒸発部26と凝縮
部33同志を連通管により相互に連結することも可能で
ある。
Further, in the above embodiment, a case is shown in which the rows of hot water introduction section 22 and hot water evaporation section 26 and the row of cycle medium gas-liquid separation section 24 and condensation section 330 are housed in one vertical casing 21. However, it is also possible to separate these rows from each other depending on the installation location of the evaporators, and to connect the corresponding hot water evaporating sections 26 and condensing sections 33 to each other through communication pipes.

この発明の温水の熱回収システム等において使用せられ
る蒸発器は、上述のように、温水導入部22とサイクル
媒体気液分離部24とが並んで設けられ、温水導入部2
2の下側に縦方向に複数配列された温水蒸発部26が設
けられるとともに、サイクル媒体気液分離部24の下側
に温水蒸発部26と同数の凝縮部33が各段の温水蒸発
器26に対応するように設けられ、各段の温水蒸発部2
6とこれに対応する凝縮部33とが互いに連通せられる
とともに、各連通部にデミスタ30が設けられ、各段の
温水蒸発部26と凝縮部33とがそれぞれ所定の減圧状
態となされ、最下段の凝縮部おの下側にサイクル媒体導
入部35が設けられ、このサイクル媒体導入部35とサ
イクル媒体気液分離部24とを連絡する複数本の垂直伝
熱管37が各凝縮部33内を直線状に貫通するように設
けられており、上記温水導入部26に導入された高温の
温水が複数段の温水蒸発部26内を順次流下し、各段の
温水蒸発部26で生じた水蒸気がデミスタ30を通過し
て対応する凝縮部33に導入されてそこで垂直伝熱管3
Tに接触することによって凝縮し、各段の凝縮部33で
生じた凝縮水が順次下の段へ移行せしめられ、サイクル
媒体導入部35に導入されたサイクル媒体が複数本の垂
直伝熱管37内を水蒸気により外側より加熱されながら
上昇してサイクル媒体気液分離部24内に達し、そこで
サイクル媒体が蒸気と液とに分離せられ、サイクル媒体
の蒸気がサイクル媒体取出し口40より取り出されるよ
うになされたもので、温水が減圧した温水蒸発部26内
においてフラッシュ蒸発し、これによって生じた蒸気と
垂直伝熱管37内を流れるサイクル媒体とが熱交換せら
れるから、温水が垂直伝熱管37に全く接触することな
い。
As described above, the evaporator used in the hot water heat recovery system of the present invention is provided with the hot water introduction section 22 and the cycle medium gas-liquid separation section 24 side by side, and the hot water introduction section 2
A plurality of hot water evaporators 26 are arranged in the vertical direction below the cycle medium gas-liquid separator 24, and the same number of condensing sections 33 as the hot water evaporators 26 are provided below the cycle medium gas-liquid separating section 24. The hot water evaporation section 2 of each stage is provided to correspond to the
6 and the corresponding condensing section 33 are communicated with each other, and a demister 30 is provided in each communicating section, so that the hot water evaporating section 26 and the condensing section 33 of each stage are brought into a predetermined reduced pressure state, and the lowest stage A cycle medium introduction section 35 is provided below the condensing section of the , and a plurality of vertical heat transfer tubes 37 connecting this cycle medium introduction section 35 and the cycle medium gas-liquid separation section 24 are arranged in a straight line within each condensation section 33 . The high-temperature hot water introduced into the hot water introduction section 26 flows down sequentially through the hot water evaporation sections 26 in multiple stages, and the water vapor generated in the hot water evaporation sections 26 at each stage flows through the demister. 30 and is introduced into the corresponding condensing section 33 where the vertical heat exchanger tube 3
The condensed water generated in the condensing section 33 of each stage is sequentially transferred to the lower stage, and the cycle medium introduced into the cycle medium introducing section 35 is condensed by contacting the T, and the condensed water generated in the condensing section 33 of each stage is transferred to the lower stage, and the cycle medium introduced into the cycle medium introducing section 35 is transferred into the plurality of vertical heat exchanger tubes 37. The cycle medium rises while being heated from the outside by steam and reaches the inside of the cycle medium gas-liquid separation section 24, where the cycle medium is separated into steam and liquid, and the steam of the cycle medium is taken out from the cycle medium outlet 40. The hot water is flash evaporated in the depressurized hot water evaporator 26, and the resulting steam and the cycle medium flowing in the vertical heat transfer tubes 37 exchange heat. No contact.

したがって温水に含まれる腐食性物質あるいはスケール
形成物質によるトラブルが全く生じることがなく、シス
テムの有効性と信頼性を確保することができる。
Therefore, troubles caused by corrosive substances or scale-forming substances contained in hot water do not occur at all, and the effectiveness and reliability of the system can be ensured.

またとくに、垂直伝熱管37内を上昇するサイクル媒体
は気液二相流となり、流速の大きい二相流沸騰熱伝達と
なって対流効果が強められ、伝熱抵抗が小さくなるから
、伝熱面積を小さくして蒸発器をコンパクト化すること
が可能となり、それだけ設備費が安くつく。
In particular, the cycle medium rising inside the vertical heat transfer tubes 37 becomes a gas-liquid two-phase flow, resulting in two-phase boiling heat transfer with a high flow rate, which strengthens the convection effect and reduces heat transfer resistance, so the heat transfer area This makes it possible to make the evaporator more compact by making it smaller, which reduces equipment costs accordingly.

そして伝熱管等の腐食やスケール付着等によるトラブル
が全く生シないから、伝熱管の補修およびスケール除去
等の手間を省くことができ、蒸発器の維持費、運転費を
著しく低減することができて、きわめて経済的に温水の
熱回収システムを実施することができるという効果を奏
する。
In addition, since there is no trouble caused by corrosion or scale adhesion of heat exchanger tubes, etc., the trouble of repairing heat exchanger tubes and removing scale can be saved, and the maintenance and operating costs of the evaporator can be significantly reduced. As a result, the hot water heat recovery system can be implemented extremely economically.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の蒸発器を例示する概略縦断面図、第2図
はこの発明の実施例を示す概略縦断面図である。 21・・・・・・ケーシング、22・・・・・・温水導
入部、24・・・・・・サイクル媒体気液分離部、26
・・・・・・温水蒸発部、27・・・・・・有孔水平仕
切板、28・・・・・・通水孔、29・・・・・・垂直
仕切板、30・・・・・・デミスタ、33・・・・・・
凝縮部、34・・・・・・管板、35・・・・・・サイ
クル媒体導入部、37・・・・・・垂直伝熱管、39・
・・・・・デミスタ、44・・・・・・凝縮水収集管、
47・・・・・・不凝縮ガス排出管。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view illustrating a conventional evaporator, and FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view illustrating an embodiment of the present invention. 21...Casing, 22...Hot water introduction section, 24...Cycle medium gas-liquid separation section, 26
...Hot water evaporation section, 27...Horizontal partition plate with holes, 28...Water holes, 29...Vertical partition plate, 30... ...Demister, 33...
Condensing section, 34... tube sheet, 35... cycle medium introduction section, 37... vertical heat exchanger tube, 39...
... Demister, 44 ... Condensed water collection pipe,
47...Noncondensable gas discharge pipe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 温水導入部22とサイクル媒体気液分離部24とが
並んで設けられ、温水導入部22の下側に縦方向に複数
段配列された温水蒸発部26が設けられるとともに、サ
イクル媒体気液分離部24の下側に温水蒸発部26と同
数の凝縮部33が各段の温水蒸発部26に対するように
設けられ、各段の温水蒸発部26とこれに対応する凝縮
部33とが互いに連通せられるとともに、各連通部にデ
ミスタ30が設けられ、各段の温水蒸発部26と凝縮部
33とがそれぞれ所定の減圧状態となされ、最下段の凝
縮部33の下側にサイクル媒体導入部35が設けられ、
このサイクル媒体導入部35とサイクル媒体気液分離部
24とを連絡する複数本の垂直伝熱管37が各凝縮部3
3内を直線状に貫通するように設けられており、上記温
水導入部26に導入された高温の温水が複数段の温水蒸
発部26内を順次流下し、各段の温水蒸発部26で生じ
た水蒸気がデミスタ30を通過して対応する凝縮部33
に導入されてそこで垂直伝熱管37に接触することによ
って凝縮し、各段の凝縮部33で生じた凝縮水が順次下
の段へ移行せしめられ、サイクル媒体導入部35に導入
されたサイクル媒体が複数本の垂直伝熱管37内を水蒸
気により外側より加熱されながら上昇してサイクル媒体
気液分離部24内に達し、そこでサイクル媒体が蒸気と
液とに分離せられ、サイクル媒体の蒸気がサイフタ媒体
取出し口40より取り出されるようになされたことを特
徴とする温水の熱回収システム等において使用せられる
蒸発器。
1. A hot water introduction section 22 and a cycle medium gas-liquid separation section 24 are provided side by side, and a hot water evaporation section 26 arranged in multiple stages in the vertical direction is provided below the hot water introduction section 22. The same number of condensing sections 33 as the hot water evaporating sections 26 are provided below the section 24 so as to correspond to the hot water evaporating sections 26 of each stage, and the hot water evaporating sections 26 of each stage and the corresponding condensing sections 33 communicate with each other. At the same time, a demister 30 is provided in each communication section, and the hot water evaporating section 26 and condensing section 33 of each stage are brought into a predetermined reduced pressure state, and a cycle medium introducing section 35 is provided below the condensing section 33 of the lowest stage. established,
A plurality of vertical heat transfer tubes 37 connecting the cycle medium introduction section 35 and the cycle medium gas-liquid separation section 24 are connected to each condensing section 3.
The high-temperature hot water introduced into the hot water introduction section 26 flows down sequentially through the hot water evaporation sections 26 in multiple stages, and the hot water generated in the hot water evaporation sections 26 at each stage is The water vapor passes through the demister 30 to the corresponding condensing section 33.
The condensed water produced in the condensation section 33 of each stage is sequentially transferred to the lower stage, and the cycle medium introduced into the cycle medium introduction section 35 is The steam rises inside the plurality of vertical heat transfer tubes 37 while being heated from the outside and reaches the cycle medium gas-liquid separation section 24, where the cycle medium is separated into steam and liquid, and the steam of the cycle medium is separated into a sifter medium. An evaporator used in a hot water heat recovery system, etc., characterized in that it is taken out from an extraction port 40.
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