JPS6314882Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は複数の伝熱管内に熱水等の熱媒体を流
下させる流下薄膜蒸発器に関する。

省エネルギー、排熱利用機器である蒸気再生設
備は、一般に軟水循環式シエルアンドチユーブ式
熱交換器が多用されているが、チユーブ内を満水
で流すため、熱交換量の割には循環流量が大きく
なり、ポンプや配管等が大型で高価なものにな
る。

これに対して、コストダウンのため、第１図
ａ，ｂ，ｃに示すように、伝熱管内を薄い水膜で
流下させる流下薄膜蒸発器が開発されてきた。

即ち、第１図ａ，ｂ，ｃにおいて、上下の蒸発
器シエル０１，０１′間の加熱室０２に包囲され、
上下方向に複数本の間隔をへだてた伝熱管０３が
管板０９に挿通支持されている。加熱室０２には
上方から蒸気が供給され、伝熱管０３で熱交換さ
れたドレンが下方から排出されるようになつてい
る。伝熱管０３には邪魔板０４が設けられ、熱交
換率を向上させている。下部蒸発器シエル０１′
と上部蒸発器シエル０１との間はポンプ０６を介
設された二次側配管０５で連絡されている。また
下部蒸発器シエル０１′からタービンＴに至る蒸
気配管０８が設けられている。なお０７は上部蒸
発器シエル０１内に設けられた流量調節用多孔板
である。また、伝熱管０３の上端にはＶノツチ０
１０が設けられ熱水HWがＶノツチ０１０を経て
伝熱管０３内を流下するようになつている。

下部蒸発器シエル０１′内に滞留されている熱
水HWはポンプ０６で二次側配管０５を経て上部
蒸発器シエル０１内に流入させられる。そして伝
熱管０３の上端よりやや上方に液面を有する滞留
した熱水は伝熱管０３のＶノツチ０１０から伝熱
管０３内を流下して薄膜を形成し、薄膜は加熱室
を流通する蒸気と伝熱管内外で熱交換して一部蒸
気を発生し、この蒸気は下部蒸発器シエル０１′
を通り蒸気配管０８を経てタービンＴに導かれ、
例えば発電機（図示せず）によつて電気エネルギ
ーに変換される。

しかしながら、第１図に示すような流下薄膜蒸
発器では1000本内外の細管からなる伝熱管０３内
面に均一な水膜を得ることが出来ず、十分な性能
が発揮できない。また、細管の伝熱管０３内に均
一な水膜を形成するためには、各伝熱管への流量
分配が一様なことと、分配された量が管内で一様
な水膜を形成することの二点が満足されなければ
ならない。

更に、問題点として、工作上の制約から細管を
取付ける管板０９面が３mm程度のレベル差を持つ
場合があり、従来の同種製品で用いられる伝熱管
の上端にＶノツチ０１０を設けたものでは、管板
０９のレベル差のため、伝熱管内の流量分配がバ
ラツキ、一様な水膜が形成されない。また、上部
に多孔板０７が設けられているため、蒸発器シエ
ル０１内部の清掃が困難である等の欠点があつ
た。

本考案は、上記欠点を解消するものであり、各
伝熱管に均等に流量を配分し、各伝熱管内に一様
な水膜を形成することにより、性能が向上し、コ
ストダウンが可能な流下薄膜蒸発器を提供するこ
とを目的とするものである。

即ち、本考案は、複数本の伝熱管を、上下の蒸
発器シエル間の加熱室に、上下の蒸発器シエル間
の加熱室に、上下方向に且つ所定間隔をへだてて
挿通固定し、前記伝熱管内を流下する熱媒体液膜
と、前記伝熱管外を流通する蒸気と熱交換する流
下薄膜蒸発器において、前記伝熱管を外側管と内
側管とからなる上端が閉じた二重管に形成し、前
記外側管の上端の没水する位置に、外側管内周接
線方向に向けられた外側管内周液膜用ノズル開
口、下方に傾斜した内側管外周液膜用ノズル開口
及び内側管内周液膜用ノズル開口を設けるととも
に、前記内側管には前記内側管内周液膜用ノズル
開口と同心で且つ同ノズル開口よりやや大きいノ
ズル開口を設けたことを特徴とする流下薄膜蒸発
器を構成するものであり、上記のように伝熱管を
二重管としたことにより、外側管の内面だけでな
く内側管の内外面に流下液膜を形成させることが
できるものである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図ａに示すように、上部蒸発器シエル１と
下部蒸発器シエル１′との間に加熱室２が介設さ
れており、加熱室２内に、上下方向に複数本の間
隔をへだてた伝熱管３が管支持板４と管板９に挿
通支持されている。ここで管支持板４は加熱室２
内での熱交換率を高める作用もする。

また、下部蒸発器シエル１′から上部蒸発器シ
エル１へポンプ６が介設された二次側配管５が設
けられている。一方、上部蒸発器シエル１内には
熱水HWを一定レベルに保ち、伝熱管３の上端が
没水するように隔壁７が設けられている。更に、
下部蒸発器１′からタービンＴに至る蒸気配管８
が延設されている。

第２図ｂ，ｃに示すように、伝熱管３は外側管
３−１と内側管３−２とからなる上端が閉じた二
重管で形成され、外側管３−１の上端の没水する
位置に、外側管内周液膜用ノズル開口１０、内側
管内周液膜用ノズル開口１１、及び内側管外周液
膜用ノズル開口１２を設ける。また内側管３−２
にはその上部に外側管ノズル開口のうち、内側管
内周液膜用ノズル開口１１と同心で対応する位置
にノズル開口１３を設け、内側管内周へ循環水を
供給する。

上記ノズル開口のうち、外側管内周液膜用ノズ
ル開口１０は、外側管３−１の内径にほぼ内接す
るように偏心した位置に形成され、内側管３−２
の外周には外接しない大きさにする。また内側管
外周液膜用ノズル開口１２は下方に傾斜して形成
し内側管３−２の外周に液膜が形成されやすくし
ている。更に、内側管３−２に設けられたノズル
開口１３は外側管３−１に設けられた内側管内周
液膜用ノズル開口１１より開口寸法が大きく形成
されている。

本考案は上記のように構成されており、外部蒸
発器シエル１′に貯留された熱水HWは、二次側
管５をポンプ６によつて吸い揚げられ上部蒸発器
シエル１に至り、管板９と管支持板４に支持され
た伝熱管３内を流下する。

この際、外側管３−１に設けられたノズル開口
１０，１１，１２は完全に没水されているので、
各伝熱管３への流入する流量配分を均一にする。
そして外側管内周液膜用ノズル開口１０は上記の
ように偏心されていることにより、液膜は外側管
３−１の内周を旋回流下し、短時間で均一な水膜
を形成する。また、内側管外周液膜用ノズル開口
１２は下方に傾斜していることにより、内側管３
−２の外周に液膜が容易に付着し、一様な薄膜と
なる。更に、内側管内周液膜用ノズル開口１１と
内側管のノズル開口１３とは、同心で対応した位
置にあり、内側管ノズル開口１３の方が内側管内
周液膜用ノズル開口１３より開口寸法を大きくし
ているので、所望の液量を完全に供給し、内側管
内面に一様な水膜を形成する。

そして、熱水は伝熱管３を流下している間に、
加熱室２を流通し、伝熱管３外を流通する蒸気と
熱交換することにより、熱水の一部は蒸発し、蒸
気配管８を経てタービンＴに送られる。一方、加
熱室２内で熱交換された蒸気は冷却されてドレン
となつて排出される。

上記のように、本考案の伝熱管を構成したの
で、外径寸法が同じでも伝熱面積が２倍程度にな
り、蒸発量が大きくなり、従来より小型で安価な
蒸発器が得られる等の効果を奏するものである。

なお、伝熱管を外側管と内側管からなる二重管
にする代りに、第３図に示すように、伝熱管３の
内側に仕切板１５を設け、ノズル開口１４からの
熱水を矢印のように伝熱管内壁及び仕切板１５に
液膜が付着し、各伝熱管に均等に流量を配分し、
各伝熱管内に一様な水膜を形成することができ、
伝熱面積が一重管の伝熱管に比べて増加している
ので、熱交換率も高まり、蒸発器としても性能が
向上する。

本考案は上記し、且つ図面に示す蒸気再生設備
のみに限定されるものではなく、例えば海水の表
層と深層の温度差を利用して発電するプラントに
使用される蒸発器、パルプ廃液の濃縮に使用され
る蒸発器等にも適用できる。その他要旨を逸脱し
ない範囲内で適宜変形して実施しうるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の流下薄膜蒸発器プラントの概
略図、第１図ｂは従来の伝熱管の上端部の斜大斜
視図、第１図ｃは従来の伝熱管内の熱水の流下状
態を示す拡大図、第２図ａは本考案の実施例を示
す流下薄膜蒸発器プラントの概略図、第２図ｂは
伝熱管の上端部の拡大断面図、第２図ｃは第２図
ｂのＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図ａは本考案の
他の実施例を示す伝熱管の断面図、第３図ｂは第
３図ａのＡ−Ａ線に沿う断面図である。 １……上部蒸発器シエル、１′……下部蒸発器
シエル、２……加熱室、３……伝熱管、３−１…
…外側管、３−２……内側管、４……管支持板、
５……二次側配管、６……ポンプ、７……隔壁、
８……蒸気配管、９……管板、１０……外側管内
周液膜用ノズル開口、１１……内側管内周液膜用
ノズル開口、１２……内側管外周液膜用ノズル開
口、１３……内側管ノズル開口、１４……ノズル
開口、１５……仕切板、Ｔ……タービン、HW…
…熱水。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数本の伝熱管を、上部及び下部蒸発器シエル
   間の加熱室に上下方向に所定間隔をへだてて挿通
   固定し、前記伝熱管内を流下する熱媒体液膜と前
   記伝熱管外を流通する蒸気と熱交換する流下薄膜
   蒸発器において、前記伝熱管を外側管と内側管と
   からなる上端が閉じた二重管に形成し、前記外側
   管の上端の没水する位置に外側管内周接線方向に
   向けられた外側管内周液膜用ノズル開口、下方に
   傾斜した内側管外周液膜用ノズル開口及び内側管
   内周液膜用ノズル開口を設けるとともに、前記内
   側管には前記内側管内周液膜用ノズル開口と同心
   で且つ同ノズル開口よりやや大きいノズル開口を
   設けたことを特徴とする流下薄膜蒸発器。