JPS60221691A - 凝縮器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、加熱により気相金星する流倚ヲ冷却凝縮して
液相にする凝縮器に関し、特に、従来に比して格段に高
性能の凝ｍを効率よく行ない得るようにしたものである
〇 （従来技術　） 一般に、加熱水蒸気のような高温気相の作動流体の循環
途次における熱交換により動力を発生させる発電プラン
ト、あるいは、物質を精製する化学プラント等において
は必ずこの柚凝幅器を使用しているｏしかして、これら
のプラントにおいて従来から使用している凝縮器の伝熱
部は、清かな面もしくは粗い面を有する円管群、あるい
は、円管外側面にフィンを設けた円管群を水平もしくは
垂直に配設したものが多かった０したがって翫がかる構
成の伝熱部乃至熱交換部を有する従来の凝縮器、すなわ
ち、円管群を固定配置した従来の凝縮器においては、そ
の凝縮性能に従来に比して有意の向上をもたらすことは
、つぎの理由によって極めて困難である〇 （１）　上述した円管群を水平に配設する場合には、高
温気相の作動流体と冷却液との間に好適な熱交換を行な
わせるために作動流体の流動姿態として蛇行を採ること
に基づき、作動流体の圧力損失が大きく、しかも、その
熱交換に際して１水平に配置して内部に冷却液を流通さ
せた各円管の下半部には凝縮した液相の作動流体が多量
に被着するのでその下半部の熱伝導が低下し、熱交換に
はあまり寄与しなくなるので、熱伝達係数が著しく小さ
くなる。

（２）上述した円管群を垂直に配設する場合には、高温
気相の作動流体を円管配設面に沿って上１方向に流動さ
せるに従い、各円管の下半内部に凝縮した液相の作動流
体の膜が厚く被潰し、前掲（１）項におけると同様に凝
縮の熱交換性能が著しく低下する。

（８）　上述のような円管群よりなる伝熱部乃至熱交換
部を有する従来の凝縮器は、伝熱管群の製作、取付け、
伝熱管群を取付け７ｊ熱交換部の隔壁管板の穿孔作業や
凝縮器全体の組立等に多大のニー数および費用を要する
。

（４）多数の伝熱管を配列固定しであるので、管の上部
で凝縮した作動液が下部の管に当たるために１凝縮の熱
伝達係数が急激に低１する〇（５）上述した従来の多管
円筒式凝縮器に代わるものとして、近来、プレート式凝
縮器が提案されているが、かかるプレート式凝縮器は、
従来の多管円筒式凝縮器に比して格段に大きい熱伝達係
数含有する反面、プレート式熱交換部内を流通させる冷
却液の方の圧力損失が著しく大きくなるＯ すなわち、従来のこの種凝縮器は、いずれの型式のもの
にもそれぞれ欠点があり、高性能の凝縮を効率よく行な
い得なかった。

（発明の要点） 本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、従来に
比して格段に優れｆｃ凝縮性能を呈し得るプレート成熱
変換部型式を採用して、しかも、流体流通の圧力損失金
小さくし、高性能の凝縮を効率よく行ない得る製作容易
な凝縮器を提供することにある〇 すなわち、本発明凝縮器は、凝縮させる気相の流体の入
口と凝縮させた液相の前記流体の出口とを対向配設して
内部を満す前記流体を流通させるように構成した円筒状
気密容器と、この円筒状気密容器と同軸にしてその円筒
状気密容器の両端壁を気密に貫通する回転軸を凹んでそ
の回転軸に沿い延在する方形状気密容器の側壁に前記円
筒状気密容器内にて回転可能にそれぞれ対向配列して取
付けた複数対の短冊状中９翼片と全備え、前記短冊状中
空翼片内の空所および前記方形状気密容器内の空所を前
記回転軸に垂直の方向にそれぞれ折半して形成したそれ
ぞれの半部空所を互いに連通させるとともに前記短冊状
中空翼片の先端部にてそれら連通した半部空所を互いに
連通させ、前記回転軸内の少なくとも両端壁貫通部にそ
れぞれ設けた空所を前記連通した半部空所にそれぞれ連
通させ、前記回転軸を回転させるとともにその回転軸両
端部内の前記空所を介して前記連通した半部空所に冷却
液を流通婆せることにより、前記円筒状気密容器内全流
通する気相の前記流体を凝縮して液相にするように構成
したことを特徴とするものである◎ （実　施　例　） 以下に図面を参照して実施例につき本発明（ｆ−詳細に
説明する〇 第１図および第２図は本発明凝縮器の構成の例をそれぞ
れ模式的に示す側面断面図および正面断面図である。

図示の構成例においては、中心軸を水平に配置した円筒
形状の気密容器１０円筒側面における例えば上端中央部
に高温気相の作動流体、例えば水蒸気の入口２を設ける
とともに、その人口２に対向させて、円筒側面における
例えば下端中央部に凝縮した液相の作動流体、例えば温
水の出口８を設けて、その円筒形状気密容器１内に作動
流体を充満した状態で、流通させる。

かかる構成の円筒形状気密容器１の中心軸に中心軸を一
致させて同軸に回転軸５を配設し、その両端部で円筒形
状気密容器ｌの両端壁４ａ、　４１）　ｉ気密に貫通さ
せ、外部よシ駆動して回転可能にする０なお、図中円に
より囲んで示す気密貫通部Ａ。

Ｂは、メカニカルシールあるいはオイルシールを用いて
上述した作動流体が漏出しないようにする６かかる構成
の回転軸５を囲み、その回転軸５に沿って延在する長方
形断面とするのが好適な気密容器５ａを設け、例えば図
示の上側面および下側面に多数の短冊状中空翼片６ａお
よび６ｂの群を配列して取付ける。この短冊状中空翼片
Ｑａ、　６ｂは、・°例えば厚さ２　ｍｍ　、間隔Ｂ　
’　ｒａｍにして密に配列し、回転軸５を軸として円筒
状気密容器ｌ内にてその容器１を満す作動流体と効率よ
く接触しながら回転し得る長さおよび幅とする。さらに
、各短冊状翼片６ａ、　６ｂの内部空所を方形状気密容
器５ａの内部空所と連通させるが、空所全域を午に互い
に連通させるのではなく、例えばつぎに述べるようにし
て、方形状気密容器５ａの一端部から出入した冷却液が
各翼片６ａ、　６ｂの内部空所を萬遍なく巡回流通した
うえで気密容器５ａの他端部から排出されるようにする
〇 すなわち、まず、例えば、第２図に示すように、方形状
気密容器５ａの上下両側面に対向配列して取付けて互い
に連通させたそれぞれの内部空所全縦断して、回転＠５
に垂直の仕切板ｌｚを設け、互いに連通した内部空所を
例えば図示の左右半分ずつの半部空所１０と１１とに２
分し、かかる半部空所１０と１１との上下両端部全容翼
片６ａ。

６ｂ内にて連通させる。さらに、方形状気密容器５ａ内
を貫通する回転軸５に平行に１例えば管壁°に多数の開
孔を設けた導入管８と排出管９とを容器５ａのはぼ全長
に亘って固定配置するとともに、例えば回転軸５が円筒
状気密容器１の両端壁４ａ。

４ｂを貫通する部分において回転軸５内に空所を形成し
、その一端部の内部空所を導入管８に連結するとともに
、他端部の内部空所を排出管９に連結し、かかる回転軸
内空所を気密容器１の外部に近接配置し几冷却液溜め（
図示せず）内にて開口させる。なお、回転軸５はその一
端に設けたカプラ７を介してモータＭに結合させて駆動
し、適切な所要の速度で回転させるＯ 上述のようにして、凝縮させるべき作動流体を満した円
筒状気密容器１円に、その容器１内の空所と隔離した冷
却液用流通路を構成し、導入管８に連通ずる方の冷却液
溜め（図示せず）に冷却液を出入すれば、その冷却液は
、回転軸５端部の内部空所を介して導入管８に出入され
、導入管８の全長に亘って設けた多数の開孔から萬遍な
く噴出して半部空所１０に入り、各翼片６ａ、　ａｂ内
を流れて先端部で半部空所１１に入り、全長に亘つて多
数設けた開孔から排出管９に流入し、回転軸５他端部の
内部空所を介して他方の冷却液溜めに排出される。かか
る流通の途中、各翼片３ａ、　６ｂの壁面に内外から接
する高温気相の作動流体と冷却液との間で熱交換が行な
われ、入口２から流入し友高温気相の作動流体は、凝縮
して液相となり出口８から訛出する。したがって、各翼
片６ａ、　６１）の壁面は、かかる熱交換が効率よく行
なわれるように、平滑面とするよりも溝形フルートや波
形の凹凸面とするのが好適であるＯさらに、かかる熱交
換によシ作動流体全凝縮させる各翼片は適切な速度で同
転しているので、凝縮した液相の作動流体は翼片面に被
着することなく遠心力によって周囲に飛び散る０シタが
って、熱交換を行なう翼片面には、その全面に亘って、
常時、高温気相の作動流体が直接に接していることによ
り、凝縮熱伝達係数は、従来のこの種プレート式熱交換
部を備えた凝縮器におけると同様に谷翼片を静止させた
場合に比して少なくとも２倍、適切な設計のもとにおい
ては１０倍以上、と格段に増大させることができる。し
かも、かかる回転翼片によシ凝縮を行なわせれば、気相
作動流体に対する圧力損失はＯに等しく、また翼片内を
流通する冷却液にも遠心力が作用して、その圧力損失を
著しく軽減することができる。

なお、本発明凝縮器の構成乃至構造、特に、冷却液流通
路の構成乃至構造は、上述した図示の例に限ることなく
、本発明の要旨、特に・回転翼片よＶなる熱交換部に萬
逼なく冷却液を流通させる点全逸脱しない範囲において
、必要に応じ、釉々の変更を施して構成し得ること勿論
である〇（効　果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、凝縮
器、特に、従来から高効率とされていたプレート式熱交
換部全備えたａｍ器に関し・つぎのように従来に比して
格段に優れた凝縮性能が得られる、という顕著な効果が
得られる〇（１）伝熱板全回転させて凝縮液体を飛散さ
せるので、静止時に比して２−１０倍程度に格段に高い
凝縮熱伝達係数が得られる。

（２）凝縮させるべき気相の流体と熱交換を行なう例え
ば冷却液の熱伝誓係数も大きくなる。

（８）　凝縮させるべき気相流体の凝縮器入口における
圧力損失が小さいので、気相流体流通のためのポンプ動
力が従来に比して格段に軽減される。

（４）加熱、被加熱双方の流体の熱伝達係数が大きいの
で、熱交換部を主要部とする凝縮器全体の占有容積が従
来に比して格段に小さくなる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明凝縮器の構成例金−橋一式的に示す側面
断面図、 第２図は同じくその構成例を模式的に示す正面断面図で
ある。 ｌ・・・円筒状気密容器　２・・・作動流体入口８・・
・作動流体出口　４ａ、　４ｂ・・・両端壁５・・・回
転軸　５ａ・・・方形状気密容器６ａ、　６ｂ・・・短
冊状中空翼片　７・・・カプラ８・・・導入管　９・・
・排出管 １０、１１・・・半部空所　１２・・・仕切板’Ａ、　
Ｂ・・・気密貫通部　Ｍ・・・モータ。 特許出願人　佐　賀　大　学　長

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ１１ｉ１縮させる気相の流体の入口と凝縮させた液相
   の前記流体の出口とを対向配設して内部を満す前記流体
   を流通させるように構成した円筒状気密容器と、この円
   筒状気密容器と同軸にしてその円筒状気密容器の両端壁
   を気密に貫通する回転軸を囲んでその回転軸に沿い延在
   する方形状気密容器の側壁に前記円筒状気密容器内にて
   回転可能にそれぞれ対向配列して取付けた複数対の短冊
   状中空翼片とを備え、前記短冊状中空翼片内の空所およ
   び前記方形状気密容器内の空所を前記回転軸に垂直の方
   向にそれぞれ折半して形成し友それぞれの半部空所を互
   いに連通させるとともに前記短冊状中空翼片の先端部に
   てそれら連通した半部空所を互いに連通させ、前記回転
   軸内の少なくとも両端壁貫通部にそれぞれ設けた空所を
   前記連通した半部空所にそれぞれ連通させ、前記回転軸
   ヲＮ転させるとともにその回転軸両端部内の前記空所を
   介して前記連通した半部空所に冷却液全流通させること
   により、前記円筒状気密容器内を０１通する気相の前記
   流体を凝縮して液相にするように構成したこと全特徴と
   する凝縮器。