JPS5922151B2 - 凝縮器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、伝熱管内を通流する蒸気を冷却凝縮せしめ
る凝縮器の改良に関する。

従来、冷凍機や発電プラント等にあっては、熱の吸い込
み源として凝縮器が用いられている。

この凝縮器は、高熱源としての蒸気から潜熱を奪い、こ
れを低温の受熱流体に与えることによって上記蒸気を冷
却凝縮するもので、例えば第１図に示す如く構成されて
いる。

すなわち、通風ダクト１の内部に伝熱管２が通風路に沿
う方向および通風路に直交する方向に一定の間隔で多数
個配設され、これらの伝熱管２は第２図に第１図のＡ−
Ａ方向矢視図を示す如く互いに連通されて流体の通流路
を形成している。

また、伝熱管２の外周面には円環板状のフィン３が伝熱
管２の軸方向に沿って一定の間隔毎に多数個取着されて
いる。

そして、前記ダクト１の内部には図示しないブロワ等に
より下方向から上方向に冷媒流体としての低温空気が導
入される。

なお、前記連通された伝熱管２の一端は発電機４を駆動
するタービン５に接続され、ボイラ６からの蒸気が上記
タービン５を介して伝熱管２内に供給されるものとなっ
ている。

さらに、連通された伝熱管２の他端はポンプ７に接続さ
れ、このポンプ７により伝熱管２内の流体が前記ボイラ
６に供給されるものとなっている。

しかして、ボイラ６にて加熱生成された蒸気はタービン
５内を通流して発電機４を駆動したのち、伝熱管２内に
供給される。

この蒸気は伝熱管２内を通流する際、伝熱管２及びフィ
ン３を介して前記低温空気により冷却され凝縮される。

そして、凝縮して生成された液体、つまり凝縮液は伝熱
管２内の下方部に移動し、さらに伝熱管２内の下方部を
伝わり、最終的にポンプ７により前記ボイラ６に供給さ
れる。

かくして、凝縮器は熱の吸込源として作用すると共に、
ボイラ６への給水源として作用することになる。

ところが、この種の凝縮器にあっては次のような問題が
あった。

すなわち、伝熱管２内の下方部には前述した凝縮作用に
より第３図に示す如く凝縮液８の厚い層が形成され、こ
の層が伝熱管２の伝熱性能を低下させる。

また、伝熱管２内の上方部では凝縮液８０層は薄く伝熱
管２の伝熱性能は良いが、この部分は低温空気の後領域
、いわゆるウエイク領域となるため空気とフィン４およ
び伝熱管２との熱伝達率が低くなる。

このため、伝熱管２内の蒸気９と伝熱管２外部の低温空
気との熱交換効率は非常に悪いものであった。

しかも、前記フィン３が伝熱管２の全周に亘って設げら
れているため、前記ダクト１内の通風抵抗が大きくなり
ブロワ容量の増大を招いた。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、熱交換効率の向上およびブロワ容量の
小型化をはかり得る凝縮器を提供することにある。

すなわち、本発明は重力方向に対し直交或いは傾斜して
配設された伝熱管に上方向から冷媒流体を接触させると
共に、上記伝熱管の外周面に上記伝熱管の軸心な中心と
して上記冷媒流体の通流方向と逆方向に片寄ってフィン
を設けることによって、前記目的を達成せんとしたもの
である。

以下、この発明の詳細を図示の実症例によって説明する
。

第４図はこの発明の一実施例の概略構成を示す模式図で
ある。

なお、第１図と同一部分には同一符号を付してその詳し
い説明は省略する。

この実施例が第１図に示した従来と異なる点は、伝熱管
２に通流接触せしめる冷媒流体の通流方向および伝熱管
２に取着するフィンの取付位置にある。

すなわち、前記ダクト１の内部には上方向から下方向に
低温空気が導入され、伝熱管２の外周面のいわゆる上部
には前記フィン３の一部を削除した半円環板状のフィン
１０が取着されている。

なお、第４図には示さないが前記タービン５およびポン
プ７等が第１図と同様に伝熱管２に接続されるものとな
っている。

このような構成であれば、伝熱管２内を通流する蒸気は
伝熱管２およびフィン１０を介して低温空気により冷却
され凝縮され重力により下方に移動する。

したがって、伝熱管２の内部では第５図に示す如く上部
に蒸気９が存在し下部に凝縮液８が存在することになる
。

ここで、伝熱管２の上部は低温空気に直接接触するため
、空気とフィン１０および伝熱管２との熱伝達率は非常
に高いものとなる。

しかも、伝熱管２内の上部では凝縮液Ｓの層が薄いため
この部分での伝熱性能は良好なものである。

したがって、伝熱管２内の蒸気と伝熱管２の外部の空気
との熱交換効率は非常に高いものとなる。

また、伝熱管２の下部側にフィン１０がないため筒体１
内の通風抵抗が小さいものとなる。

また、本発明者の実験によれば、フィン１０を有する伝
熱管２の空気との熱伝達率を測定したところ第６図の実
線Ｘに示す如くなった。

すなわち、ダクト１内の圧力損失Ｐ［１ｔＡｑ）の増大
に伴って熱伝達率Ｑ （ｋｃａ ｌ ／ｒｒ？ｈ ℃〕
が増大シタモノとなった。

さらに、前記フィン３を有する伝熱管２では第６図破線
Ｙに示す如く実線Ｘを下方におろしたものとなった。

これから同一熱伝達率を得るに必要な圧力損失が略１／
３となることが判明した。

このように、ダクト１の内部に伝熱管２を水平方向に配
設し、ダクト１の上方向から下方向に低温空気を導入す
ると共に、伝熱管２の外周面上部側のみにフィン１０を
設けている。

すなわち、重力方向に対し直交或いは傾斜して配設した
伝熱管２に上方向から冷媒流体を通流接触させると共に
、伝熱管２の外周面に伝熱管２の軸心を中心として上記
冷媒流体の通流方向と逆方向に片寄ってフィン１０を設
げている。

したがって、伝熱管２内の蒸気と冷媒流体との熱交換効
率の大幅な向上をはかり得る。

しかも、通風抵抗を少なくし得ることからブロワ容量の
低減をはかり得る等の効果を奏する。

なお、この発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。

例えば、前記フィンは伝熱管の上部側のみでなく、伝熱
管の軸心を中心として冷媒流体の通流方向と逆方向に片
寄って設けられたものであればよい。

また、フィンの形状や材質等は仕様に応じて適宜定めれ
ばよい。

さらに、伝熱管の配設方向は水平方向に限らず、重力方
向に対し直交或いは傾斜する方向であればよい。

また、発電プラントに限らず冷凍機や各種の化学プラン
トにも適用できるのは勿論のことである。

その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発電プラント等に用いられる従来の凝縮器の概
略構成を示す模式図、第２図は第１図のＡ−Ａ方向矢視
図、第３図は上記凝縮器の作用を説明するための図、第
４図はこの発明の一実施例の概略構成を示す模式図、第
５図は同実施例の作用を説明するための図、第６図は実
験データを示す特性図である。 １・・・ダクト、２・・・伝熱管、３，１０・・・フィ
ン、８・・・凝縮液、９・・・蒸気。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重力方向に対し直交或いは傾斜して配設“された伝
   熱管と、この伝熱管に上方向から冷媒流体を通流接触さ
   せ上記伝熱管内を流れる蒸気を冷却凝縮せしめる手段と
   、前記伝熱管の外周面に前記伝熱管の軸心を中心にして
   上記冷媒流体の通流方向と逆方向に片寄って設けられた
   フィンとを具備してなることを特徴とする凝縮器。