JPH0531405Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は蒸気を水と直接接触させて液化させ、
かつ、蒸気の持つ熱を高温水として回収できる小
型の直接式熱交換器に関する。

（従来の技術） 一般に水と蒸気とを直接接触させ、効率良く熱
交換させる方法は大別して、次の二通りに分けら
れる。

第一は蒸気中に水を散布したり、金網や充填材
などを使用して気液接触面積を多くとる方法であ
る。この代表的なものとしてはバロメトリツクコ
ンデンサーや、一般的な大型の復水器等がある。

第二は、水中に蒸気を散布する方法であり、標
準的なものとしてはサイレンサーや細孔付パイプ
等を蒸気吐出口に取り付け、これを水槽内に沈め
た構造のものがあり、これは蒸気を微泡状にして
水中に噴出させ、気液面積を大きくしており、構
造が簡単なため、主として扱う熱量の少い小型の
装置に多く使用されている。

（考案が解決しようとする問題点） 前述した第一の方法を利用した装置は、広範囲
の蒸気圧のものに対応でき、大熱量を扱う大型の
装置として普及しているが構造が複雑で装置が大
型化するため、小型の装置としてはコスト高とな
る不向きであつた。

前述した第二の方法では、蒸気に一定以上の圧
力が必要であるとともにパイプやサイレンサー等
が必要であり、低圧蒸気には利用が困難である。
またこの方法による装置では蒸気と接し、高温と
なつた水の除去に蒸気の上昇移動を利用している
ため、水層は気液接触時間を充分にとる上一定以
上の長さが必要であり、装置内の保有液が多く必
要となり、液を含めて装置全体が大重量化、か
つ、保有液が多いため、熱回収能力の低くなつた
温水と新たな冷水との入れ替えが速やかに行われ
にくく、そのため熱交換の効率が低下しがちとな
り、更に細孔より蒸気を噴射するため騒音が発生
する等の問題があつた。

本考案は上述の如き各種問題を解決した小型の
蒸気装置に好適な直接式熱交換器の提供を目的と
したものである。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するための本考案の要旨とす
る構成は、上部に蒸気及び水の導入口を有する中
空の熱交換室を備え、該熱交換室の周壁の下部に
排水口を連通開口にさせるとともに該排水口の外
側に、該排水口より高い位置に溢流部を有する液
溜部を設け、前記導入口より熱交換室内に水を流
入させて前記溢流部より溢れ出させながら前記導
入口より蒸気を導入し前記熱交換室内の液位を水
導出口より高く維持させつつ液化させるようにし
たことを特徴としてなる直接式熱交換器に存す
る。

（作用） この直接式熱交換器は熱交換室へ常時水を導入
することで底部に溜つた安定した気液接触面を形
成した水が常に冷水に変換され、この状態で蒸気
が導入されることにより一定の交換効率で熱交換
がなされ、かつ、蒸気が液化され、導入された水
とともに高温水となつた水が排出される。そし
て、排出される温水により熱交換室を外部から遮
断する。

また、蒸気の導入量に応じて導入する水の量を
コントロールすることにより熱交換室の底部に溜
る水量を少い一定の状態に維持しつつ熱交換がな
される。

（実施例） 次に本考案の実施例を図面について説明する。

第１図は本考案の第１実施例を示しており、図
中１は中空の熱交換室である。その熱交換室１は
底板２と、その周囲に立上らせた円筒状をした外
側周壁３と、その上端縁を覆う天井板４と、この
天井板４の中央部分に貫通させて垂下した円筒状
の内側周壁５とをもつて形成され、外側周壁３の
上部に蒸気導入口６及び水導入口７が連通開口さ
れている。また内側周壁５の下部には該周壁５と
底板２との間隙によつて構成された排水口８が開
口されている。

この排水口８の外側即ち周壁５の中央側には底
板２の中心部から円筒状に立ち上らせた立上り壁
９が形成され、これにより水溜部１０が形成され
ている。

この水溜部１０を構成している立上り壁９の上
縁が溢流部となり、その高さを排水口８より高く
している。

なお、図中１１は排気口である。

このように構成される熱交換器は、水導入口か
ら冷水を流し込み。水溜部１０の溢流部より流出
させる。このとき熱交換室１は排水口８の上縁よ
り高い位置に水位があり、外気から遮閉された状
態になる。この状態で蒸気導入口６から蒸気を導
入すると熱交換室１内の空気は一次的に排水口８
より押し出され、蒸気が底部の冷水と接触して、
液化され、また接触した水と蒸気との熱交換がな
されて高温水となる。この高温水は連続して導入
される水導入口７からの冷水により順に押し出さ
れ溢流部１０から外部に排出される。

また水及び蒸気の導入量を調節し、熱交換室１
内の水位を排水口８より高い位置に保たせて連続
した熱交換を行わせる。

更に、温水の温度制御は蒸気量を一定にし、水
量を調節することによつて行われる。

この装置を使用したところ、100Kg／Hrの蒸気
量を0.1m²の気液接触面積で全量蒸気を94℃±２
℃の温水で回収できた。液層の厚さは３cmであり
温度分布は上部の気液接触面が98℃±２℃で最下
部が92.5℃±２℃であつた。また200Kg／Hrの蒸
気量を80℃±３℃の温水で全量回収できた。装置
保有液は３〜６リツトルであつた。温度制御は蒸
気量を一定ならば装置保有液量が少なく、その入
れ替えが早いため液量を調節することで簡単に行
え、応答も早かつた。

尚、上述の実施例では外側周壁に水及び蒸気の
導入口を設けたが、第２図に示すように天井板に
蒸気導入口６を設け底板２から立上らせて水導入
口７を設けてもよい。

更に水導入口７には上述の他、シヤワー状に水
を流入させるノズルを設けてもよい。更に図には
示してないが蒸気導入口、水導入口、排水口、排
気口はそれぞれ複数設けてもよい。

また、熱交換室１は上述のように二重の内外側
周壁によることなく、第３図に示すように、外側
周壁に排水口８を設け、その外側に水溜部を設け
てもよい。なお、この実施例では水溜部の立上り
壁を延長して排水流路管を形成している。

第４図、第５図は第一応用例を示したものであ
り、第４図は熱を回収した温水の貯槽１３の上面
に第１実施例の熱交換器を載置したものであり、
また第５図は、水溜部９を構成している立上り壁
５を下方に延長して排出流路管１２となし、これ
を分岐させて二つの貯槽１４，１４に流下させる
ようにしたものを示している。

（考案の効果） 本考案の直接式熱交換器は、上述の如く構成さ
れ、冷水を流入させ、これを周壁下部の排水口を
通し、水溜部から溢れ出させながら熱交換を行わ
せるものであるため、液化した高温水は素早く流
し出されることとなり、常に一定温度の冷水と蒸
気が接触されることとなり、これがために熱交換
室内の水を少くすることができ、装置が小型化で
き、全体が軽量になつたものであり、装置表面が
小さいため熱放出も小さく、全体的な熱損失を小
さくできる。

更に、熱交換室内は単に中空状に形成され、特
別の装置を内蔵する必要がないため、全体の構造
が極めて簡単なものとなり、しかも構造が簡単に
もかかわらず、排出気液の処理が簡単であり、特
に大量の低圧蒸気を経済的に高温水として回収で
きる。

更にまた蒸気は単に中空の熱交換室内に導入さ
れるのみであるため、蒸気噴出音が小さい等の効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は〜第３図はそれぞれ本考案の別々の実
施例を示す縦断面図、第４図、第５図は第１実施
例のそれぞれ別々の応用例を示す縦断面図であ
る。 １……熱交換室、２……底板、３……外側周
壁、４……天井板、５……内側周壁、６……蒸気
導入口、７……水導入口、８……排水口、９……
立上り壁、１０……水溜部、１１……排気口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 蒸気及び水の導入口を有する中空の熱交換室を
   備え、該熱交換室の周壁の下部に排水口を連通開
   口にさせるとともに該排水口の外側に、該排水口
   より高い位置に溢流部を有する液溜部を設け、前
   記導入口より熱交換室内に水を流入させて前記溢
   流部より溢れ出させながら前記導入口より蒸気を
   導入し前記熱交換室内の液位を水導出口より高く
   維持させつつ液化させるようにしたことを特徴と
   してなる直接式熱交換器。