JPH0621745B2 - Gas-liquid two-phase fluid distributor - Google Patents
Gas-liquid two-phase fluid distributorInfo
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- JPH0621745B2 JPH0621745B2 JP63067350A JP6735088A JPH0621745B2 JP H0621745 B2 JPH0621745 B2 JP H0621745B2 JP 63067350 A JP63067350 A JP 63067350A JP 6735088 A JP6735088 A JP 6735088A JP H0621745 B2 JPH0621745 B2 JP H0621745B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明はヘッダ室内に流入する気液二相流体を複数の
管に略均等に分配して流出させ、かつ圧力損失が小さい
気液二相流体分配器に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of application) The present invention distributes a gas-liquid two-phase fluid flowing into a header chamber to a plurality of pipes and causes the fluid to flow out, and the pressure loss is reduced. It relates to a small gas-liquid two-phase fluid distributor.
(従来の技術) 第23図は例えば縦型のシェルチューブ熱交換器の上部
に形成された従来の気液二相流体分配器を示したもので
ある。(Prior Art) FIG. 23 shows a conventional gas-liquid two-phase fluid distributor formed in the upper portion of a vertical shell-tube heat exchanger, for example.
この気液二相流体分配器101では、入口配管103を
介して気液二相流体が導入されるヘッダ室105は、ヘ
ッダ106と管板107とで構成され、管板107には
複数本の伝熱管111が取付けられている。これらは伝
熱管111の上端はヘッダ室105内に開口し、下端は
シェル112の下段部に設けられた図示しない管板に支
持されている。In this gas-liquid two-phase fluid distributor 101, the header chamber 105 into which the gas-liquid two-phase fluid is introduced via the inlet pipe 103 is composed of a header 106 and a tube plate 107, and the tube plate 107 has a plurality of tubes. The heat transfer tube 111 is attached. The upper end of the heat transfer tube 111 is opened inside the header chamber 105, and the lower end is supported by a tube plate (not shown) provided in the lower part of the shell 112.
なお、以下の図において符号g は重力方向を示したもの
である。In the following figures, the symbol g indicates the direction of gravity.
そして、上記気液二相流体分配器101では媒体Aをヘ
ッダ室105内に気液二相状態で流入させた場合、入口
配管103近傍の伝熱管111a には、媒体Aの液相L
と気相Gとの速度差および密度差と重力との影響によ
り、液相Lの液量が多くなり、入口配管103からより
離れている伝熱管111b には、逆に気相Gの流量が多
くなる。このように、この気液二相流体分配器101で
は、ヘッダ室105内の気液分離機能が十分でないた
め、これら複数個の伝熱管111の内部に流れる気液二
相流量が不均一になり伝熱性能が悪化するという問題点
があった。In the gas-liquid two-phase fluid distributor 101, when the medium A flows into the header chamber 105 in a gas-liquid two-phase state, the liquid phase L of the medium A flows in the heat transfer pipe 111a near the inlet pipe 103.
Due to the influence of the velocity difference between the gas phase G and the gas phase G, and the influence of gravity, the liquid amount of the liquid phase L increases, and the heat transfer tube 111b farther from the inlet pipe 103 has the flow rate of the gas phase G conversely. Will increase. As described above, in the gas-liquid two-phase fluid distributor 101, since the gas-liquid separation function in the header chamber 105 is not sufficient, the gas-liquid two-phase flow rate flowing inside the plurality of heat transfer tubes 111 becomes uneven. There was a problem that the heat transfer performance deteriorates.
一方、第24図は、特開昭62−245058号公報に
示される気液二相流体分配器113を示したものであ
る。On the other hand, FIG. 24 shows a gas-liquid two-phase fluid distributor 113 disclosed in JP-A-62-245058.
この分配器113では、ヘッダ室115の上部にバッフ
ル4板117が配設されており、このバッフル板117
の周側に形成された凹部には孔119が形成されてい
る。また、ヘッダ室115と蒸発器121との間に配設
された管123,125,127には、高さの異なる孔
129,131,133がそれぞれ形成されている。In this distributor 113, a baffle 4 plate 117 is arranged above the header chamber 115.
A hole 119 is formed in the concave portion formed on the peripheral side of. Further, the pipes 123, 125, 127 arranged between the header chamber 115 and the evaporator 121 are formed with holes 129, 131, 133 having different heights, respectively.
このように形成された気液二相流体分配器113では、
ヘッダ室115内に導入される気液二相流体は、いった
んバッフル板117上に収容され、ついでバッフル板1
17の例えば孔119を介して下方に流出する。そして
液相Lは管123,125,127の孔129,13
1,133を介して蒸発器121に供給される。また、
気相Gは、管123,125,127の上部開口を介し
て蒸発器121に供給される。従って、各孔129,1
31,133の高さを同一にすれば各管123,12
5,127に媒体を均等に分配して流出させることが可
能となる。In the gas-liquid two-phase fluid distributor 113 thus formed,
The gas-liquid two-phase fluid introduced into the header chamber 115 is temporarily stored on the baffle plate 117, and then the baffle plate 1
17 flows out downwards, for example via holes 119. And the liquid phase L is the holes 129, 13 of the pipes 123, 125, 127.
It is supplied to the evaporator 121 via 1, 133. Also,
The vapor phase G is supplied to the evaporator 121 via the upper openings of the pipes 123, 125, 127. Therefore, each hole 129, 1
If the heights of 31, 133 are the same, the tubes 123, 12
It is possible to evenly distribute the medium to 5, 127 and let it flow out.
このような気液二相流体分配器113では、気相Gおよ
び液相Lの分離機能は有するが、次のような問題があ
る。すなわち、バッフル板117の孔119からヘッダ
室115の下部への媒体の流れは高流速な気液二相状態
で噴出するため、圧力損失が大きくなってしまう。さら
に液相Lが動揺するので、孔123,131,133を
同高さにしても管123,125,127を介して流出
する液相Lの流量が不均等になる恐れもある。Although such a gas-liquid two-phase fluid distributor 113 has a separating function of the gas phase G and the liquid phase L, it has the following problems. That is, since the flow of the medium from the hole 119 of the baffle plate 117 to the lower portion of the header chamber 115 is jetted in a gas-liquid two-phase state with a high flow velocity, the pressure loss becomes large. Further, since the liquid phase L fluctuates, even if the holes 123, 131, 133 have the same height, the flow rate of the liquid phase L flowing out through the pipes 123, 125, 127 may become uneven.
(発明が解決しようとする課題) 以上のように、従来の気液二相流体分配器では、気相と
液相との速度差および密度差と重力との影響により、各
管からの分配流出を均等に行なうことができなかった。
また。特開昭62−245058号公報に記載のものを
応用しても、圧力損失は大きくなり、かつある程度均等
に分配する効果はあるものの、液相が動揺するため十分
な均等分配は得られないものであった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional gas-liquid two-phase fluid distributor, the distribution outflow from each tube is caused by the influence of the velocity difference between the gas phase and the liquid phase and the density difference and gravity. Could not be done evenly.
Also. Even if the one described in JP-A No. 62-245058 is applied, the pressure loss becomes large and there is an effect of evenly distributing to some extent, but sufficient uniform distribution cannot be obtained because the liquid phase fluctuates. Met.
そこでこの発明は、圧力損失を大きくしないで気液二相
流体をより確実に均等分配流出させることができる気液
二相流体分配器を提供することを目的とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide a gas-liquid two-phase fluid distributor that can evenly and uniformly discharge a gas-liquid two-phase fluid without increasing the pressure loss.
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記問題点を解決するために、この発明では、略水平に
配設される底板を含んで構成される密閉状のヘッダ室
と、このヘッダ室に連なり前記ヘッダ室に気液二相流体
を導入するための入口配管と、前記底板を略重力方向に
沿って貫通して前記ヘッダ室に通じるように前記底板に
取付けられる複数の管とから成り、前記ヘッダ室に流入
した気液二相流体を前記各管に分配して流出させる気液
二相流体分配器において、前記ヘッダ室内に設けられ、
前記入口配管から導入された気液二相流体を衝突させて
気相を上方に液相を下方に分離するための分離部材を有
し、前記気相を前記分離部材の上方から内部を通して下
方の前記複数の管近傍まで案内するための分離手段と、
この分離手段により分離された液相を、前記複数の管の
前記気液二相流体の入口部の高さを前記底板から略等し
くなるように突出させることで前記ヘッダ室内に形成さ
れる自由液面が略静的となるように前記自由液面近傍ま
で案内面に沿って徐々に案内供給する案内手段とを具備
する構成とした。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a sealed header chamber including a bottom plate disposed substantially horizontally, and this header From an inlet pipe connected to the chamber for introducing a gas-liquid two-phase fluid into the header chamber, and a plurality of pipes attached to the bottom plate so as to penetrate the bottom plate along the substantially gravitational direction and communicate with the header chamber. And a gas-liquid two-phase fluid distributor that distributes the gas-liquid two-phase fluid that has flowed into the header chamber to each of the pipes to flow out, is provided in the header chamber,
A separation member for colliding a gas-liquid two-phase fluid introduced from the inlet pipe to separate the gas phase upward and the liquid phase downward; Separation means for guiding to the vicinity of the plurality of pipes,
A free liquid formed in the header chamber by projecting the liquid phase separated by the separating means so that the heights of the gas-liquid two-phase fluid inlets of the plurality of tubes are substantially equal from the bottom plate. A guide means is provided so as to gradually guide the fluid to the vicinity of the free liquid surface along the guide surface so that the surface becomes substantially static.
(作用) 上記構成によれば、ヘッダ室内に導入された気液二相流
体は、分離部材に衝突させることによって気相および液
相に上下に分離され、気相は分離部材の上方から内部を
通して下方の各管内に均等流入し、かつ液相は案内手段
を介して複数の管の周囲に略静的な自由液面を形成する
ように徐々に供給され、各管に流入する。従って、各管
は略均等な気液二相流体を流出する。(Operation) According to the above configuration, the gas-liquid two-phase fluid introduced into the header chamber is vertically separated into the gas phase and the liquid phase by colliding with the separation member, and the gas phase passes through the inside from above the separation member. The liquid phase uniformly flows into the lower tubes, and the liquid phase is gradually supplied through the guide means so as to form a substantially static free liquid surface around the plurality of tubes and then flows into the respective tubes. Therefore, each tube discharges a substantially uniform gas-liquid two-phase fluid.
(実施例) 以下、この発明の実施例を詳述する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described in full detail.
第1図は、この発明の気液二相流体分配器の第一実施例
を示したものである。この気液二相流体分配器1は、従
来同様、例えば、縦型のシェルチューブ熱交換器Hに一
体的に設けたものである。しかし、他の装置に適用する
こともできる。FIG. 1 shows a first embodiment of a gas-liquid two-phase fluid distributor according to the present invention. This gas-liquid two-phase fluid distributor 1 is provided integrally with, for example, a vertical shell-tube heat exchanger H as in the conventional case. However, it can also be applied to other devices.
この気液二相流体分配器1は、ヘッダ室3がヘッダ4と
略水平な底板としての管板5とで構成され、管板5の下
面は熱交換器のシェル7に取付けられている。また、こ
の管板5には複数本の管9が取付けられており、これら
の管9の一端はヘッダ室3内に略等しくなるように突出
してその上端が流体の入口部として開口し、管9の他端
はシェル7内に延設されて熱交換器Hの伝熱管となって
いる。伝熱管としての管9の下端は、シェル7内下部の
図示しない管板に取付けられている。In this gas-liquid two-phase fluid distributor 1, a header chamber 3 is composed of a header 4 and a tube plate 5 as a substantially horizontal bottom plate, and the lower surface of the tube plate 5 is attached to a shell 7 of a heat exchanger. Further, a plurality of tubes 9 are attached to the tube plate 5, one ends of these tubes 9 project into the header chamber 3 so as to be substantially equal, and the upper ends thereof are opened as fluid inlets. The other end of 9 is extended into the shell 7 to form a heat transfer tube of the heat exchanger H. The lower end of the tube 9 as a heat transfer tube is attached to a tube sheet (not shown) in the lower part of the shell 7.
また、この気液二相流体分配器1では、ヘッダ室3内に
上下方向に開口した筒体11が配設されており、この筒
体11は気液二相流体をその周面に当てて気相Gと液相
Lとに上下に分離する構成となっている。従って、この
筒体11の周面によって、気相Gを上方に液相Lを下方
に分離する分離手段の分離部材が構成されている。Further, in this gas-liquid two-phase fluid distributor 1, a cylinder body 11 that is opened in the vertical direction is arranged in the header chamber 3, and this cylinder body 11 applies a gas-liquid two-phase fluid to its peripheral surface. The gas phase G and the liquid phase L are vertically separated. Therefore, the peripheral surface of the cylindrical body 11 constitutes a separating member of a separating means for separating the gas phase G upward and the liquid phase L downward.
また筒体11の下部12は複数の管9を包囲するように
形成され、下部12が管板5上の液相L内に没する長さ
に延出されその内外周面が案内面となって位置するよう
になっている。従って、筒体11の下部12はこの実施
例で、分離された液相Lを各管9の周囲へ徐々に供給し
て略静的な自由液面Sを形成する案内手段を構成する。Further, the lower portion 12 of the tubular body 11 is formed so as to surround the plurality of tubes 9, and the lower portion 12 is extended to a length so as to be submerged in the liquid phase L on the tube sheet 5, and its inner and outer peripheral surfaces serve as guide surfaces. Is located. Therefore, in this embodiment, the lower portion 12 of the cylindrical body 11 constitutes a guide means for gradually supplying the separated liquid phase L to the periphery of each tube 9 to form a substantially static free liquid surface S.
このように形成された気液二相流体分配器1では、媒体
Aが入口配管15から気液二相状態でヘッダ室3内に導
入されると筒体11の周面に当り、液相Lおよび液滴は
その運動エネルギが低減されるので、遠方に飛散するこ
となく下方へ流れ落ちる。流れ落ちた液相Lは筒体11
の下部12と管板5との間から徐々に複数の管9の周囲
へ供給される。従って、液相Lの運動エネルギはさらに
減衰されて管9の周囲おいて、略静的な自由液面Sを形
成し、各管9の上部から液相Lが均等に流れ込む。In the gas-liquid two-phase fluid distributor 1 formed in this way, when the medium A is introduced into the header chamber 3 from the inlet pipe 15 in the gas-liquid two-phase state, the medium A hits the peripheral surface of the cylinder 11 and the liquid phase L And since the kinetic energy of the droplets is reduced, the droplets will drop downward without being scattered to the distance. The liquid phase L that has flowed down is the cylinder 11
Is gradually supplied to the surroundings of the plurality of tubes 9 from between the lower portion 12 and the tube sheet 5. Therefore, the kinetic energy of the liquid phase L is further attenuated to form a substantially static free liquid surface S around the tubes 9, and the liquid phase L flows evenly from the upper part of each tube 9.
一方、媒体Aが筒体11の周面に衝突したとき、気相G
は液相から分離し破線で示す如く筒体11の上方へ導か
れ、ヘッダ室3内に充満する。充満した気相Gは各管9
の上部から各管9に均等に流れ込む。On the other hand, when the medium A collides with the peripheral surface of the cylindrical body 11, the gas phase G
Is separated from the liquid phase, is guided to the upper side of the cylindrical body 11 as shown by the broken line, and fills the header chamber 3. The filled gas phase G is each tube 9
Flow evenly into each tube 9 from above.
したがって、この気液二相流体分配器1では、複数の管
9内に圧力損失が大きくならずに気液二相流が均等に分
配され、熱交換器Hでの伝熱性能を向上させることがで
きる。また、媒体Aの流量が増加した場合であっても筒
体11により、上記の効果を維持することができる。Therefore, in the gas-liquid two-phase fluid distributor 1, the gas-liquid two-phase flow is evenly distributed without increasing the pressure loss in the plurality of pipes 9, and the heat transfer performance in the heat exchanger H is improved. You can Further, even when the flow rate of the medium A is increased, the above effect can be maintained by the cylindrical body 11.
第2図はこの発明の第2実施例を示したものである。こ
の気液二相流体分配器17は、第1図における筒体11
に代えて円錐台形状の筒体19に形成したものである。
尚、この筒体19の傾斜した周面によって、分離手段の
分離部材が構成され、筒体19の下部12によって案内
手段が構成されている。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. This gas-liquid two-phase fluid distributor 17 has a cylindrical body 11 in FIG.
Instead of this, it is formed in a truncated cone-shaped cylindrical body 19.
The inclined peripheral surface of the tubular body 19 constitutes the separating member of the separating means, and the lower portion 12 of the tubular body 19 constitutes the guiding means.
このように筒体19を形成することにより、入口配管1
5と筒体19との間の気相Gの通路20を拡大すること
ができる。従って気相Gによる圧力損失が減少し、ヘッ
ダ室3を大きくすることなく気相Gの流量を増加させる
ことができる。By forming the tubular body 19 in this manner, the inlet pipe 1
It is possible to enlarge the passage 20 of the gas phase G between the cylinder 5 and the tubular body 19. Therefore, the pressure loss due to the gas phase G is reduced, and the flow rate of the gas phase G can be increased without enlarging the header chamber 3.
筒体19に代えて第3図に示した如く、円錐台形状の上
部21a に円筒形状の下部21b を合致させた筒体21
とした場合でも、第2図の気液二相流体分配器17と同
様の作用効果を有する。As shown in FIG. 3, instead of the cylindrical body 19, a cylindrical body 21 in which an upper portion 21a having a truncated cone shape and a lower portion 21b having a cylindrical shape are matched with each other.
Even in such a case, the same action and effect as those of the gas-liquid two-phase fluid distributor 17 of FIG. 2 can be obtained.
この場合、筒体21によって分離手段が構成され、筒体
21の下部、すなわち円筒形状の下部21b によって案
内手段が構成されている。In this case, the tubular body 21 constitutes the separating means, and the lower portion of the tubular body 21, that is, the cylindrical lower portion 21b constitutes the guiding means.
第4図はこの発明の第3実施例を示したもので、この気
液二相流体分配器23は第1図に示した筒体11の上部
に、湾曲した斜面を有する蒸気整流筒25を設けたもの
である。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. This gas-liquid two-phase fluid distributor 23 has a vapor rectifying cylinder 25 having a curved slope on the upper part of the cylinder 11 shown in FIG. It is provided.
このような蒸気整流筒25を設けた気液二相流体分配器
23では、媒体Aから分離した気相Gが蒸気整流筒25
に沿って流れると共に拡大された通路20を通りスムー
ズに上昇し、筒体11の開口内へ導かれるので、気相G
による圧力損失をより減少させることができる。In the gas-liquid two-phase fluid distributor 23 provided with such a vapor rectifying cylinder 25, the vapor phase G separated from the medium A is vapor rectifying cylinder 25.
The gas phase G as it flows along and smoothly rises up through the enlarged passage 20 and is guided into the opening of the tubular body 11.
It is possible to further reduce the pressure loss due to.
この場合、筒体11によって分離手段が構成され、筒体
11の下部によって案内手段が構成されている。In this case, the tubular body 11 constitutes the separating means, and the lower portion of the tubular body 11 constitutes the guiding means.
第5図はこの発明の第4実施例を示したものである。FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention.
この気液二相流体分配器27では、円筒形状の筒体29
の下端に受液板31を設けたものであり、この受液板3
1は、ヘッダ4に取付けられている。この受液板31に
は複数の孔32が形成され、この孔32には複数の液導
入管(案内管)31a ,31b ,…が取付けられて受液
板上下を貫通する貫通路(隙間)34が形成されてい
る。これら液導入管31a ,31b ,…の下端は、管板
5に近接して対向している。In this gas-liquid two-phase fluid distributor 27, a cylindrical tubular body 29
The liquid receiving plate 31 is provided at the lower end of the liquid receiving plate 3.
1 is attached to the header 4. A plurality of holes 32 are formed in the liquid receiving plate 31, and a plurality of liquid introducing pipes (guide pipes) 31a, 31b, ... Are attached to the holes 32 and penetrate through the liquid receiving plate vertically (gap). 34 is formed. The lower ends of these liquid introducing pipes 31a, 31b, ... Adjacent to the tube sheet 5 and face each other.
この第4実施例の場合、筒体29によって分離手段が構
成され、液導入管31a ,31b ,…,及び貫通路34
によって案内手段が構成されている。In the case of the fourth embodiment, the cylinder 29 constitutes the separating means, and the liquid introducing pipes 31a, 31b, ...
The guide means is constituted by.
このように形成された気液二相流体分配器27では、入
口配管15から気液二相状態でヘッダ室3内に導入され
た媒体Aは筒体29の周面に当ることによって気相Gお
よび液相Lに分離される。液相Lは、一旦受液板31上
に溜まり、その後受液板31から貫通路34を介して管
板5上に導かれる。従って、液相Lの運動エネルギば受
液板31上で一旦減衰され、液導入管31a ,31b の
下端から管9の周囲へ減衰状態で徐々に供給され、より
静的な自由液面Sを構成することができる。In the gas-liquid two-phase fluid distributor 27 formed in this way, the medium A introduced into the header chamber 3 in the gas-liquid two-phase state from the inlet pipe 15 hits the circumferential surface of the tubular body 29 to cause the gas phase G. And liquid phase L is separated. The liquid phase L once collects on the liquid receiving plate 31, and is then guided from the liquid receiving plate 31 to the tube plate 5 via the through passage 34. Therefore, the kinetic energy of the liquid phase L is once attenuated on the liquid receiving plate 31, and gradually supplied from the lower ends of the liquid introducing pipes 31a and 31b to the periphery of the pipe 9 in a damped state, and a more static free liquid surface S is obtained. Can be configured.
また、複数の貫通路34から均等量ずつ管9のまわりに
落下するので、液相Lの流量が増加しても、各管9の内
部に流れ込む液相Lの量をより均等にする効果をも有す
る。Further, evenly falling from the plurality of through passages 34 around the pipe 9 by an equal amount, even if the flow rate of the liquid phase L is increased, the effect of making the amount of the liquid phase L flowing into each pipe 9 more uniform can be obtained. Also has.
このように、筒体29の下端を管9に対して上方に位置
させる場合には、筒体29の径を小さくすることがで
き、そのため、ヘッダ4と筒体29との空間30が大き
くなる。その結果、媒体Aは気液分離しやすくなり、筒
体29の高さを低くすることができ、ヘッダ4をコンパ
クト化する効果と、通路30が大きくなることから気相
Gによる圧力損失が小さくなる効果とを有する。In this way, when the lower end of the tubular body 29 is positioned above the pipe 9, the diameter of the tubular body 29 can be reduced, and therefore the space 30 between the header 4 and the tubular body 29 becomes large. . As a result, the medium A is easily separated into gas and liquid, the height of the cylindrical body 29 can be reduced, the header 4 can be made compact, and the passage 30 can be enlarged, so that the pressure loss due to the gas phase G can be reduced. Has the effect of.
第6図はこの発明の第5実施例を示したものである。FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention.
この気液二相流体分配器33では、第5図に示した複数
の液導入管31a ,31b ,…,及び孔32を省き、受
液板31の端縁に液導入筒35を取付けたものである。
この液導入筒35の下端は管板5上に近接している。そ
して、受液板31とヘッダ4との間に貫通路(隙間)3
4が設けられている。In this gas-liquid two-phase fluid distributor 33, a plurality of liquid introducing pipes 31a, 31b, ... And holes 32 shown in FIG. 5 are omitted, and a liquid introducing cylinder 35 is attached to the edge of the liquid receiving plate 31. Is.
The lower end of the liquid introducing cylinder 35 is close to the tube sheet 5. The through passage (gap) 3 is provided between the liquid receiving plate 31 and the header 4.
4 are provided.
この第5実施例の場合、筒体29によって分離手段が構
成され、液導入筒35及び貫通路34によって案内手段
が構成されている。In the case of the fifth embodiment, the cylinder 29 constitutes the separating means, and the liquid introducing cylinder 35 and the through passage 34 constitute the guiding means.
このような気液二相流体分配器33であっても前記気液
二相流体分配器27と略同様の作用効果を有する。Even such a gas-liquid two-phase fluid distributor 33 has substantially the same operational effects as the gas-liquid two-phase fluid distributor 27.
第7図はこの発明の第6実施例を示したものである。FIG. 7 shows a sixth embodiment of the present invention.
この気液二相流体分配器41は、第6図に示した液導入
筒35と管9との間に筒状の液整流壁43を配置したも
のである。この第6実施例の場合、筒体29によって分
離手段が構成され、液導入筒35及び貫通路34によっ
て案内手段が構成されている。This gas-liquid two-phase fluid distributor 41 has a cylindrical liquid rectifying wall 43 arranged between the liquid introducing cylinder 35 and the pipe 9 shown in FIG. In the case of the sixth embodiment, the cylinder 29 constitutes the separating means, and the liquid introducing cylinder 35 and the through passage 34 constitute the guiding means.
気相Gの流量が増加していくと、貫通路34内には媒体
Aが気液二相流として流れる虞れがある。その場合、管
板5上に溜っている液相Lの自由液面Sが乱れてしまう
が、この液整流壁43を設けることにより、液相Lは液
整流壁43の上端を通過した後、液整流壁43内に流れ
込むので、略静的な自由液面Sを形成することができ
る。気相Gの流量が増加しても均等に分配することがで
きる。As the flow rate of the gas phase G increases, the medium A may flow in the through passage 34 as a gas-liquid two-phase flow. In that case, the free liquid surface S of the liquid phase L accumulated on the tube sheet 5 is disturbed, but by providing this liquid rectifying wall 43, the liquid phase L passes through the upper end of the liquid rectifying wall 43, and Since it flows into the liquid straightening wall 43, a substantially static free liquid surface S can be formed. Even if the flow rate of the gas phase G increases, it can be distributed evenly.
第8図はこの発明の第7実施例を示したものである。FIG. 8 shows a seventh embodiment of the present invention.
この気液二相流体分配器45では、第6図の第5実施例
の液導入筒35を省いたものである。この第7実施例の
場合、筒体29によって分離手段が構成され、貫通路3
4によって案内手段が構成されている。In this gas-liquid two-phase fluid distributor 45, the liquid introducing cylinder 35 of the fifth embodiment shown in FIG. 6 is omitted. In the case of the seventh embodiment, the tubular body 29 constitutes the separating means, and the through passage 3
A guide means is constituted by 4.
このように形成された気液二相流体分配器45では、筒
体29に衝突することによって分離された液はいったん
受液板31上に溜まった後、貫通路(隙間)34を介
し、ヘッダ4内面(案内手段の案内面)に沿って管板5
上に流れ出る。従って、略静的な自由液面Sが形成さ
れ、同様な効果を奏する。In the gas-liquid two-phase fluid distributor 45 formed in this way, the liquid separated by colliding with the tubular body 29 once collects on the liquid receiving plate 31, then passes through the through passage (gap) 34, and passes through the header. 4 Tube plate 5 along the inner surface (guide surface of the guide means)
Runs up. Therefore, a substantially static free liquid surface S is formed, and the same effect is obtained.
第9図はこの発明の第8実施例に係る筒体51の断面を
示したもので、この筒体51の下端には第8図に示した
受液板37の代わりに、外縁が低くなる傾斜した受液板
53が設けられている。FIG. 9 shows a cross section of a cylindrical body 51 according to an eighth embodiment of the present invention, and the lower edge of the cylindrical body 51 has a lower outer edge instead of the liquid receiving plate 37 shown in FIG. An inclined liquid receiving plate 53 is provided.
このような受液板53が設けられた筒体51では、受液
板53の下面につく液滴を受液板53の外縁へ導くこと
ができ、液滴が管9内に直接入ることを防止する効果が
ある。In the cylindrical body 51 provided with such a liquid receiving plate 53, it is possible to guide the liquid droplets attached to the lower surface of the liquid receiving plate 53 to the outer edge of the liquid receiving plate 53, and prevent the liquid droplets from directly entering the tube 9. It has the effect of preventing.
第10図はこの発明の第9実施例を示したものである。FIG. 10 shows a ninth embodiment of the present invention.
この気液二相流体分配器55は、第5図に示した受液板
31の液導入管31a ,31b ,…を省いたものであ
る。この第9実施例の場合、筒体29によって分離手段
が構成され、貫通路34によって案内手段が構成されて
いる。従って、略同様な効果を奏する。The gas-liquid two-phase fluid distributor 55 does not include the liquid introducing pipes 31a, 31b, ... Of the liquid receiving plate 31 shown in FIG. In the case of the ninth embodiment, the tubular body 29 constitutes the separating means, and the through passage 34 constitutes the guiding means. Therefore, substantially the same effect is achieved.
第11図(a),(b) は、この発明の第10実施例を示した
もので、管板5に配設された管9の上部断面とその上面
を示したものである。この実施例では、管9の管板5か
ら突き出た部分に、スリット59を設けてある。11 (a) and 11 (b) show a tenth embodiment of the present invention, showing the upper cross section of the tube 9 arranged on the tube sheet 5 and its upper surface. In this embodiment, a slit 59 is provided in the portion of the tube 9 protruding from the tube plate 5.
管9の内部に流入する液相Lの流量は液面高さh1に依
存するので、スリット59を設けると流入する液流量が
大きく変動しても、管9の内部に流入する液相Lの流量
の変動は小さくてすむという効果がある。Since the flow rate of the liquid phase L flowing into the pipe 9 depends on the liquid level height h 1 , even if the slit 59 is provided, the liquid phase L flowing into the pipe 9 changes greatly even if the flow rate of the liquid flowing into the pipe 9 largely changes. There is an effect that the fluctuation of the flow rate of is small.
第12図(a),(b) は、この発明の第11実施例を示した
もので、この実施例では第11図に示した管9の上部
に、スリット59に代えて孔61を形成している。この
ように孔61を形成しても第11図と同等の作用効果を
有する。12 (a) and 12 (b) show an eleventh embodiment of the present invention. In this embodiment, a hole 61 is formed in the upper portion of the pipe 9 shown in FIG. 11 in place of the slit 59. is doing. Even if the hole 61 is formed in this way, the same effect as that of FIG. 11 is obtained.
第13図はこの発明の第12実施例を示したもので、こ
の実施例では、管9を管板5から突き出ないように設
け、さらに、管板5上にスリット59を備えたスリット
管61を取付けている。このようにスリット管61を取
付けることにより、管板5からスリット59までの高さ
h2を確実に設定することができ、より均等に各管9内
に液相Lを分配することができる。FIG. 13 shows a twelfth embodiment of the present invention. In this embodiment, the tube 9 is provided so as not to protrude from the tube sheet 5, and further, the slit tube 61 having the slit 59 on the tube sheet 5 is provided. Is installed. By mounting the slit tube 61 in this manner, the height h 2 from the tube sheet 5 to the slit 59 can be reliably set, and the liquid phase L can be more evenly distributed in each tube 9.
第14図はこの発明の第13実施例を示したもので、こ
の実施例では、管9を管板5から突き出ないように取付
け、さらに管板5上にスリット管61を備えた位置決め
板63を設置している。このような位置決め板63を設
置しても第13図と同様の作用効果を有し、さらに位置
決め板63の裏側からスリット管61を取付けられるの
でスリット管61が長くても、容易に溶接することがで
きる。FIG. 14 shows a thirteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, the tube 9 is attached so as not to project from the tube plate 5, and a positioning plate 63 having a slit tube 61 on the tube plate 5 is provided. Has been installed. Even if such a positioning plate 63 is installed, the same function and effect as those in FIG. 13 can be obtained, and since the slit tube 61 can be attached from the back side of the positioning plate 63, even if the slit tube 61 is long, it can be easily welded. You can
第15図はこの発明の第14実施例を示したもので、こ
の実施例では、管板5から突き出すように取付た管9
に、管9より細いスリット管65が接続されている。気
液二相流体分配器のコンパクト化を図りたい場合には、
複数の管9のピッチをできるだけ小さくすることが望ま
しいがピッチを小さくすると複数のパイプ9の間の液相
Lの流れが悪くなる。そこで、スリット管65を管9よ
り細くすると、液流路が広くなり、液相Lの流れが良く
なるので、管9のピッチを小さくできる効果を有する。FIG. 15 shows a fourteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, a pipe 9 mounted so as to project from the tube sheet 5 is shown.
A slit tube 65 thinner than the tube 9 is connected to the. If you want to make the gas-liquid two-phase fluid distributor compact,
It is desirable to make the pitch of the plurality of pipes 9 as small as possible, but if the pitch is made small, the flow of the liquid phase L between the plurality of pipes 9 becomes poor. Therefore, if the slit tube 65 is made thinner than the tube 9, the liquid flow path becomes wider and the flow of the liquid phase L improves, so that the pitch of the tube 9 can be reduced.
第16図はこの発明の第15実施例を示すもので、ヘッ
ダ室内部の平面を示している。この実施例では複数の管
9に設けたスリット59が内側に向くように形成されて
いる。この第15実施例の場合、筒体67によって分離
手段が構成される。FIG. 16 shows a fifteenth embodiment of the present invention, which is a plan view of the inside of the header chamber. In this embodiment, the slits 59 provided in the plurality of tubes 9 are formed so as to face inward. In the case of the fifteenth embodiment, the cylindrical body 67 constitutes the separating means.
入口配管15から流入した媒体Aは筒体67に衝突し、
液Lは管板5上を流れ、スリット59から管9の内部に
入るが、液相Lの流量が大きくなり、かつ、スリット5
9が外側を向いていた場合、管9の内部に入る液相Lの
流量は、液面高さだけでなく、液相Lの流速にも依存す
る。したがって、このようにスリット59を内側に向け
ることにより、液相Lの流速の影響を受けずに均等に分
配できる効果を有する。The medium A flowing in from the inlet pipe 15 collides with the cylindrical body 67,
The liquid L flows on the tube plate 5 and enters the inside of the tube 9 through the slit 59, but the flow rate of the liquid phase L increases and the slit 5
When 9 is facing outward, the flow rate of the liquid phase L entering the inside of the pipe 9 depends not only on the liquid level height but also on the flow rate of the liquid phase L. Therefore, by arranging the slit 59 inward as described above, there is an effect that the slit 59 can be uniformly distributed without being affected by the flow velocity of the liquid phase L.
第17図はこの発明の第16実施例を示すものであり、
管板5から突き出ている管9に管外面に複数の溝加工を
施した中空の管71を取付けたものである。FIG. 17 shows a sixteenth embodiment of the present invention,
A hollow tube 71 having a plurality of grooves formed on the outer surface of the tube is attached to the tube 9 protruding from the tube sheet 5.
このようにすると、媒体Aの気相Gは管外に複数の溝加
工を施した中空の管71の中を通り、液相Lは管9の内
側と溝との隙間を流れるので、管9の内側と溝との隙間
や溝深さを替えたり、溝加工を施した中空の管71の差
し込み深さや溝の数を変化させることにより、管板5上
に溜る液面高さを容易に調整することができ、幅広い流
量に対処できる効果を有する。また、管9を伝熱管とし
て用いる場合は、液相Lが管9の内面に沿って流れるの
で、管9の内面全てに液膜を作ることができ、伝熱性能
を向上させる効果を有する。In this way, the vapor phase G of the medium A passes through the hollow tube 71 having a plurality of grooves formed outside the tube, and the liquid phase L flows through the gap between the inside of the tube 9 and the groove. The height of the liquid level accumulated on the tube sheet 5 can be easily changed by changing the gap between the inner side of the groove and the groove or the groove depth, or by changing the insertion depth of the grooved hollow tube 71 and the number of grooves. It has the effect of being adjustable and capable of handling a wide range of flow rates. When the tube 9 is used as a heat transfer tube, the liquid phase L flows along the inner surface of the tube 9, so that a liquid film can be formed on the entire inner surface of the tube 9 and the heat transfer performance is improved.
第18図はこの発明の第17実施例を示すものであり、
第16実施例の管9を内面溝付き管73に代えたもので
ある。FIG. 18 shows a seventeenth embodiment of the present invention,
The pipe 9 of the sixteenth embodiment is replaced with a pipe 73 with an inner groove.
このようにすると第16実施例の効果の他に、管外に複
数の溝加工を施した中空の管71の溝深さが浅くてもよ
く、管71の肉厚をうすくすることができるので、管7
1の内径を大きくして気相Gによる圧力損失を減少する
ことができる効果も有する。In this way, in addition to the effects of the sixteenth embodiment, the hollow pipe 71 having a plurality of grooves formed outside the pipe may have a shallow groove depth, and the thickness of the pipe 71 can be thinned. , Tube 7
There is also an effect that the inner diameter of 1 can be increased to reduce the pressure loss due to the gas phase G.
第19図はこの発明の第18実施例を示すものであり、
第20図は第19図の分解斜視図である。FIG. 19 shows an eighteenth embodiment of the present invention,
FIG. 20 is an exploded perspective view of FIG.
この構成は、管板5または管9にスリット管61を取付
け、このスリット管61の内側に中空のフランジ付パイ
プ75を設置したものである。液相Lはスリット管61
から流れ込み、スリット管61と中空の管75の間を流
れ管9に入る。スリット59もスリット長さlを変化さ
せることにより、第16実施例と同様の効果を持ち、さ
らにスリット幅Wを変化させることにより、ごみ等の異
物が詰まるのを防止でき、保守点検の回数を減少させる
効果も有する。In this structure, a slit tube 61 is attached to the tube sheet 5 or the tube 9, and a hollow flanged pipe 75 is installed inside the slit tube 61. Liquid phase L is slit tube 61
Flows into the flow pipe 9 between the slit pipe 61 and the hollow pipe 75. The slit 59 also has the same effect as that of the sixteenth embodiment by changing the slit length l, and by changing the slit width W, it is possible to prevent foreign matters such as dust from being clogged, and the number of maintenance inspections can be reduced. It also has a reducing effect.
第21図はこの発明の第19実施例を示すものである。FIG. 21 shows a nineteenth embodiment of the present invention.
この構成は第16実施例の管9と管外に複数の溝加工を
施した中空の管71とを固定具としての割ピン77で固
定したものである。管9と管外に複数の溝加工を施した
中空の管71を溶接などで固定する場合は、製作上各管
9のピッチを大きくしなければならないが、このように
することにより管9のピッチを大きくする必要が無いの
で、コンパクトな気液二相流体分配器にする効果を有す
る。In this structure, the tube 9 of the sixteenth embodiment and a hollow tube 71 having a plurality of grooves formed outside the tube are fixed by a split pin 77 as a fixture. When the pipe 9 and the hollow pipe 71 having a plurality of grooves formed outside the pipe are fixed by welding or the like, the pitch of each pipe 9 must be increased in manufacturing, but by doing so, Since there is no need to increase the pitch, it has the effect of making a compact gas-liquid two-phase fluid distributor.
第22図はこの発明の第20実施例に係る気液二相流体
分配器79を示すものであり、第7実施例の筒体29を
受液板31から下方へ突き出ないようにし、複数の管9
のまわりに液相Lに浮かぶ浮板81を設け、さらに管9
に孔83を設けたものである。この第20実施例の場
合、筒体29によって分離手段が構成され、貫通路34
によって案内手段が構成されている。FIG. 22 shows a gas-liquid two-phase fluid distributor 79 according to a twentieth embodiment of the present invention, in which the tubular body 29 of the seventh embodiment is prevented from protruding downward from the liquid receiving plate 31, Tube 9
A floating plate 81 that floats in the liquid phase L is provided around the
The hole 83 is provided in the. In the case of the twentieth embodiment, the tubular body 29 constitutes the separating means, and the through passage 34 is formed.
The guide means is constituted by.
こうすることにより、液面Sには波が立ちにくくなり、
かつ液面も一様になるので、更によく液相Lを各管9に
均等に分配させることができる効果を有する。By doing so, waves are less likely to rise on the liquid surface S,
Moreover, since the liquid surface is also uniform, there is an effect that the liquid phase L can be evenly distributed to the respective tubes 9 even better.
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、気液二相流体は
ヘッダ室内に設けた分離部材に衝突させることによって
気相および液相の分離を十分に行なうことができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the gas-liquid two-phase fluid can be sufficiently separated by colliding with the separation member provided in the header chamber.
分離した気相は上方へ案内され、液相は案内手段によっ
て各管の周囲へ徐々に供給され、略静的な自由液面が形
成される。したがって、圧力損失を大きくせずに分離さ
れた各相を各管から均等に分配流出することができる。The separated gas phase is guided upward, and the liquid phase is gradually supplied to the periphery of each tube by the guiding means, so that a substantially static free liquid surface is formed. Therefore, the separated phases can be evenly distributed and flowed out from the tubes without increasing the pressure loss.
第1図はこの発明の気液二相流体分配器の第1実施例を
示す縦断面図、第2図はこの発明の第2実施例を説明す
る縦断面図、第3図は第1図および第2図に示した筒体
の他の例を示す縦断面図、第4図、第5図、第6図、第
7図、第8図、第9図、第10図、第11図、第12
図、第13図、第14図、第15図、第16図、第17
図、第18図、第19図はそれぞれこの発明の第3実施
例、第4実施例、第5実施例、第6実施例、第7実施
例、第8実施例、第9実施例、第10実施例、第11実
施例、第12実施例、第13実施例、第14実施例、第
15実施例、第16実施例、第17実施例、第18実施
例を説明する縦断面図、第20図は第19図の分解斜視
図、第21図、第22図はこの発明の第19実施例、第
20実施例を説明する断面図、第23図および第24図
は従来の気液二相流体分配器の縦断面図である。 1,17,23,27,33,41,45,55,79
……気液二相流体分配器 3……ヘッダ室 4……ヘッダ 5……管板(底板) 9,73……管 11,19,21,29,51,67……筒体(分離部
材) 12……筒体の下部(案内手段) 31,53……受液板 34……貫通路(案内手段) 43……液整流壁FIG. 1 is a vertical sectional view showing a first embodiment of a gas-liquid two-phase fluid distributor according to the present invention, FIG. 2 is a vertical sectional view explaining a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is FIG. And longitudinal sectional views showing other examples of the cylindrical body shown in FIG. 2, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10, FIG. , 12th
Figure 13, Figure 13, Figure 14, Figure 15, Figure 16 and Figure 17
FIG. 18, FIG. 18 and FIG. 19 are respectively the third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth and ninth embodiments of the present invention. Longitudinal cross-sectional views for explaining 10th embodiment, 11th embodiment, 12th embodiment, 13th embodiment, 14th embodiment, 15th embodiment, 16th embodiment, 17th embodiment, 18th embodiment, FIG. 20 is an exploded perspective view of FIG. 19, FIGS. 21 and 22 are sectional views for explaining a nineteenth embodiment and a twentieth embodiment of the present invention, and FIGS. 23 and 24 are conventional gas liquids. It is a longitudinal cross-sectional view of a two-phase fluid distributor. 1, 17, 23, 27, 33, 41, 45, 55, 79
...... Gas-liquid two-phase fluid distributor 3 ...... Header chamber 4 ...... Header 5 ...... Tube plate (bottom plate) 9,73 …… Tube 11, 19, 21, 29, 51, 67 …… Cylinder (separation member ) 12 ... Lower part of cylinder (guide means) 31, 53 ... Liquid receiving plate 34 ... Through passage (guide means) 43 ... Liquid straightening wall
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−268969(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 62-268969 (JP, A)
Claims (6)
る密閉状のヘッダ室と、このヘッダ室に連なり前記ヘッ
ダ室に気液二相流体を導入するための入口配管と、前記
底板を略重力方向に沿って貫通して前記ヘッダ室に通じ
るように前記底板に取付けられる複数の管とから成り、
前記ヘッダ室に流入した気液二相流体を前記各管に分配
して流出させる気液二相流体分配器において、 前記ヘッダ室内に設けられ、前記入口配管から導入され
た気液二相流体を衝突させて気相を上方に液相を下方に
分離するための分離部材を有し、前記気相を前記分離部
材の上方から内部を通して下方の前記複数の管近傍まで
案内するための分離手段と、 この分離手段により分離された液相を、前記複数の管の
前記気液二相流体の入口部の高さを前記底板から略等し
くなるように突出させることで前記ヘッダ室内に形成さ
れる自由液面が略静的となるように前記自由液面近傍ま
で案内面に沿って徐々に案内供給する案内手段と を具備することを特徴とする気液二相流体分配器。1. A hermetically sealed header chamber including a bottom plate disposed substantially horizontally, an inlet pipe connected to the header chamber for introducing a gas-liquid two-phase fluid into the header chamber, And a plurality of tubes attached to the bottom plate so as to penetrate the bottom plate along the direction of substantially gravity and communicate with the header chamber,
In a gas-liquid two-phase fluid distributor that distributes the gas-liquid two-phase fluid that has flowed into the header chamber to each of the pipes and flows out, the gas-liquid two-phase fluid that is provided in the header chamber and that is introduced from the inlet pipe Separation means for colliding to separate the gas phase upward and the liquid phase downward, and a separation means for guiding the gas phase from above the separation member to the vicinity of the plurality of pipes below through the inside; Freely formed in the header chamber by projecting the liquid phase separated by the separating means so that the heights of the gas-liquid two-phase fluid inlet portions of the plurality of tubes are substantially equal to each other from the bottom plate. A gas-liquid two-phase fluid distributor, comprising: a guide means for gradually guiding and supplying along the guide surface to the vicinity of the free liquid surface so that the liquid surface becomes substantially static.
面内に没する長さに延出して構成されていることを特徴
とする請求項1記載の気液二相流体分配器。2. The gas-liquid two-phase fluid distributor according to claim 1, wherein the guide surface of the guide means extends so as to extend into the free liquid surface.
下方に分離された液相が流下するのを受け溜める受液板
を設け、前記案内手段の前記案内面を前記受液板を貫通
して前記自由液面に向かって突出配置された案内管の内
壁面から構成したことを特徴とする請求項1記載の気液
二相流体分配器。3. A liquid receiving plate is provided around the separating member for receiving the liquid phase separated downward by the separating member, and the guide surface of the guiding means penetrates the liquid receiving plate. 2. The gas-liquid two-phase fluid distributor according to claim 1, wherein the two-phase fluid distributor is constituted by an inner wall surface of a guide tube projectingly arranged toward the free liquid surface.
下方に分離された液相が流下するのを受け溜める受液板
を前記ヘッダ室内壁と隙間を有して設け、前記案内手段
の案内面を前記受液板の端縁部から前記自由液面に向か
って突出形成された液導入筒の外壁面から構成したこと
を特徴とする請求項1記載の気液二相流体分配器。4. A liquid receiving plate is provided around the separating member for receiving the liquid phase separated downward by the separating member, with a gap between the liquid chamber and the header inner wall, and the guide means guides the liquid. 2. The gas-liquid two-phase fluid distributor according to claim 1, wherein the surface is constituted by an outer wall surface of a liquid introducing cylinder formed so as to project from an edge portion of the liquid receiving plate toward the free liquid surface.
下方に分離された液相が流下するのを受け溜める受液板
を前記ヘッダ室内壁と隙間を有して設け、前記案内手段
の案内面を前記ヘッダ室の内壁面から構成したことを特
徴とする請求項1記載の気液二相流体分配器。5. A liquid receiving plate is provided around the separating member for receiving a liquid phase separated downward by the separating member so as to flow down, with a gap from the inner wall of the header, and a guide of the guiding means. The gas-liquid two-phase fluid distributor according to claim 1, wherein the surface is formed from an inner wall surface of the header chamber.
とを特徴とする請求項4記載の気液二相流体分配器。6. The gas-liquid two-phase fluid distributor according to claim 4, wherein a cylindrical liquid rectifying wall is provided around the pipe.
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| JP63067350A JPH0621745B2 (en) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | Gas-liquid two-phase fluid distributor |
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