JPH10185457A - 二元的／多元的な凝縮のための凝縮器 - Google Patents
二元的／多元的な凝縮のための凝縮器Info
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- JPH10185457A JPH10185457A JP9353803A JP35380397A JPH10185457A JP H10185457 A JPH10185457 A JP H10185457A JP 9353803 A JP9353803 A JP 9353803A JP 35380397 A JP35380397 A JP 35380397A JP H10185457 A JPH10185457 A JP H10185457A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 蒸気混合物の二元的／多元的な凝縮のた
めの凝縮器において、冷却媒体によって貫流される管４
を竪に配置し、冷却媒体管の少なくともほぼ上側の領域
内に、凝縮すべき混合物のための入口接続部１を配置
し、かつ冷却媒体管の下側に、排出すべき凝縮液のため
の捕集室２を配置してあり、入口接続部と捕集室とが、
管を囲繞する凝縮器外套３を介して互いに接続されてお
り、冷却媒体が凝縮室の大部分内を混合物に対して純粋
な向流で案内されるようになっており、混合物と凝縮液
膜とが並流で流れるようになっており、管がそれぞれ１
つの管底部５，６を介して入口側及び出口側の水室７，
８に接続されている。 【効果】 蒸気側に滑らかな温度プロフィールが得られ
る。
めの凝縮器において、冷却媒体によって貫流される管４
を竪に配置し、冷却媒体管の少なくともほぼ上側の領域
内に、凝縮すべき混合物のための入口接続部１を配置
し、かつ冷却媒体管の下側に、排出すべき凝縮液のため
の捕集室２を配置してあり、入口接続部と捕集室とが、
管を囲繞する凝縮器外套３を介して互いに接続されてお
り、冷却媒体が凝縮室の大部分内を混合物に対して純粋
な向流で案内されるようになっており、混合物と凝縮液
膜とが並流で流れるようになっており、管がそれぞれ１
つの管底部５，６を介して入口側及び出口側の水室７，
８に接続されている。 【効果】 蒸気側に滑らかな温度プロフィールが得られ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸気混合物の二元的
／多元的な凝縮(binaere/polynaere Kondensation)のた
めの凝縮器(Kondensator)に関する。
／多元的な凝縮(binaere/polynaere Kondensation)のた
めの凝縮器(Kondensator)に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の凝縮器は例えば発電システムで
必要とされており、発電システムは効率増大のために、
エネルギ循環回路内で容易に変換可能な循環物質(Kreis
laufstoff)、例えばアンモニア／水・混合物(Ammoniak/
Wasser-Gemisch)で作動する。回路内での混合物の組成
の変化によって、クラシックなランキン・プロセス(Ran
kine-Prozess)とは対照的に循環の開始時には多くの熱
が吸収され、循環の終了時には少ない熱が放出される。
必要とされており、発電システムは効率増大のために、
エネルギ循環回路内で容易に変換可能な循環物質(Kreis
laufstoff)、例えばアンモニア／水・混合物(Ammoniak/
Wasser-Gemisch)で作動する。回路内での混合物の組成
の変化によって、クラシックなランキン・プロセス(Ran
kine-Prozess)とは対照的に循環の開始時には多くの熱
が吸収され、循環の終了時には少ない熱が放出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、二元
的／多元的な凝縮のための最小のエクセルギー損失(exe
rgetischer Verlust)で作動するデフレグメーション式
(deflegmatorisch[独語]:dephlegmation[英語])の凝縮
器を形成することにある。
的／多元的な凝縮のための最小のエクセルギー損失(exe
rgetischer Verlust)で作動するデフレグメーション式
(deflegmatorisch[独語]:dephlegmation[英語])の凝縮
器を形成することにある。
【０００４】ここでは、「デフレグメーション」なる表
現は、凝縮過程に関与する位相の濃度変化を伴う蒸気混
合物の凝縮を意味している。
現は、凝縮過程に関与する位相の濃度変化を伴う蒸気混
合物の凝縮を意味している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の構成では、冷却媒体によって貫流される管
（冷却媒体管）が竪に配置されており、冷却媒体管の少
なくともほぼ上側の領域内に、凝縮すべき混合物のため
の入口接続部が配置されており、かつ冷却媒体管の下側
に、排出すべき凝縮液のための捕集室が配置されてお
り、入口接続部と捕集室とが、冷却媒体管を囲繞する凝
縮器外套を介して互いに接続されており、冷却媒体が凝
縮室の大部分を液体／蒸気・混合物(Fluessigkeit/Damp
f-Gemisch)に対して純粋な向流で案内されるようになっ
ており、混合物と凝縮液膜とが並流で流れるようになっ
ており、冷却媒体管がそれぞれ１つの管底部を介して入
口側及び出口側の水室に接続されている。
に本発明の構成では、冷却媒体によって貫流される管
（冷却媒体管）が竪に配置されており、冷却媒体管の少
なくともほぼ上側の領域内に、凝縮すべき混合物のため
の入口接続部が配置されており、かつ冷却媒体管の下側
に、排出すべき凝縮液のための捕集室が配置されてお
り、入口接続部と捕集室とが、冷却媒体管を囲繞する凝
縮器外套を介して互いに接続されており、冷却媒体が凝
縮室の大部分を液体／蒸気・混合物(Fluessigkeit/Damp
f-Gemisch)に対して純粋な向流で案内されるようになっ
ており、混合物と凝縮液膜とが並流で流れるようになっ
ており、冷却媒体管がそれぞれ１つの管底部を介して入
口側及び出口側の水室に接続されている。
【０００６】
【発明の効果】この種の装置によって得られる蒸気側の
滑らかな温度プロフィール(Temperaturprofil: tempera
ture profile)は、二元的／多元的な凝縮によって生じ
る凝離若しくは分離作業の結果である。凝縮区域の始端
では、混合物の沸騰しにくい成分で富化されている混合
物が凝縮されるのに対して、凝縮区間の終端では、混合
物の容易に沸騰する成分で富化されている別の混合物成
分が凝縮される。
滑らかな温度プロフィール(Temperaturprofil: tempera
ture profile)は、二元的／多元的な凝縮によって生じ
る凝離若しくは分離作業の結果である。凝縮区域の始端
では、混合物の沸騰しにくい成分で富化されている混合
物が凝縮されるのに対して、凝縮区間の終端では、混合
物の容易に沸騰する成分で富化されている別の混合物成
分が凝縮される。
【０００７】
【発明の実施の形態】アンモニヤ・水混合物(Ammoniak/
Wasser-Gemisch)で作動する装置を用いて本発明の実施
例を説明する。図面には本発明の理解にとって重要なエ
レメントだけを示してある。作動媒体の流れ方向が矢印
で示してある。
Wasser-Gemisch)で作動する装置を用いて本発明の実施
例を説明する。図面には本発明の理解にとって重要なエ
レメントだけを示してある。作動媒体の流れ方向が矢印
で示してある。
【０００８】図１に示す装置は一般的に、図示してない
コラム(Kolonne: column)内の別の熱及び物質伝達媒体
(Waerme- und Stoffuebertrager)と協働している。従っ
て、装置はこの種のコラムの下側部分を形成していてよ
い。該装置は外観でほぼ複数の円筒形部分、即ち上側の
入口接続部(Einlassstutzen)１、下側の捕集室２及び該
入口接続部と該捕集室との間で入口接続部１を捕集室２
に接続する凝縮器外套３から成っている。これらすべて
のエレメント(Element)は鉛直に配置されていて、凝縮
すべき混合物によって上方から下方へ流過される。
コラム(Kolonne: column)内の別の熱及び物質伝達媒体
(Waerme- und Stoffuebertrager)と協働している。従っ
て、装置はこの種のコラムの下側部分を形成していてよ
い。該装置は外観でほぼ複数の円筒形部分、即ち上側の
入口接続部(Einlassstutzen)１、下側の捕集室２及び該
入口接続部と該捕集室との間で入口接続部１を捕集室２
に接続する凝縮器外套３から成っている。これらすべて
のエレメント(Element)は鉛直に配置されていて、凝縮
すべき混合物によって上方から下方へ流過される。
【０００９】この場合、凝縮可能な混合物はアンモニヤ
（ＮＨ3 ）及び水（Ｈ2Ｏ ）から成っている。混合物は
０．６乃至０．３の質量割合(Massenanteil)のアンモニ
ア濃度を有している。混合物は入口接続部１にほぼ４．
０乃至１．５バールの圧力並びに、ほぼ露点温度で、飽
和に近い状態で供給される。
（ＮＨ3 ）及び水（Ｈ2Ｏ ）から成っている。混合物は
０．６乃至０．３の質量割合(Massenanteil)のアンモニ
ア濃度を有している。混合物は入口接続部１にほぼ４．
０乃至１．５バールの圧力並びに、ほぼ露点温度で、飽
和に近い状態で供給される。
【００１０】本来の熱交換器は鉛直に配置された管４の
管束(Buendel)から成っており、管が冷却媒体、ここで
は水によって下方から上方へ貫流される。所望の出力に
応じて数千個配置されていてよいこのような管は、有利
にはほぼ５乃至２０メートルの長さである。管は典型的
な構造でそれぞれ管底部６，５を介して入口側の水室７
と出口側の水室８とに接続されている。水室が供給導管
９若しくは排出導管１０を備えている。供給導管９並び
に排出導管１０は捕集室２の壁若しくは入口接続部１の
壁を貫通して、冷却回路（図示せず）に接続されてい
る。
管束(Buendel)から成っており、管が冷却媒体、ここで
は水によって下方から上方へ貫流される。所望の出力に
応じて数千個配置されていてよいこのような管は、有利
にはほぼ５乃至２０メートルの長さである。管は典型的
な構造でそれぞれ管底部６，５を介して入口側の水室７
と出口側の水室８とに接続されている。水室が供給導管
９若しくは排出導管１０を備えている。供給導管９並び
に排出導管１０は捕集室２の壁若しくは入口接続部１の
壁を貫通して、冷却回路（図示せず）に接続されてい
る。
【００１１】装置の適切な機能は、冷却水と蒸気混合物
(Dampfmischung)との間の純粋な向流が実現されている
かどうかに著しく左右される。このために、入口接続部
から、配管された凝縮部(Kondensationsteil)への移行
部が上側の管底部５の平面内でホッパ状に狭窄されてい
る。このような手段によって、蒸気混合物が管束内へ強
制的に案内される。さらに蒸気混合物の、縁部への接近
(Randgaengigkeit)が十分に防止されたい。従って狭窄
若しくは凝縮器外套の直径は、管束の外周部に位置する
管と凝縮器外套との間のリング隙間(Ringspalt)１１が
できるだけ狭くなるように構成される。リング隙間は最
大で、隣接する２つの管間の内法間隔の２倍に相応して
いてよい。
(Dampfmischung)との間の純粋な向流が実現されている
かどうかに著しく左右される。このために、入口接続部
から、配管された凝縮部(Kondensationsteil)への移行
部が上側の管底部５の平面内でホッパ状に狭窄されてい
る。このような手段によって、蒸気混合物が管束内へ強
制的に案内される。さらに蒸気混合物の、縁部への接近
(Randgaengigkeit)が十分に防止されたい。従って狭窄
若しくは凝縮器外套の直径は、管束の外周部に位置する
管と凝縮器外套との間のリング隙間(Ringspalt)１１が
できるだけ狭くなるように構成される。リング隙間は最
大で、隣接する２つの管間の内法間隔の２倍に相応して
いてよい。
【００１２】散水膜(Rieselfilm: trickling film)に関
連した全管周面(alle Rohrumfaenge)の総和に対する管
束の蒸気側の空容積割合(Leervolumenanteil)（散水量
[Rieselmenge] kg/m*sec）は、管に沿って流下する凝縮
液膜(Kondensatfilm)の速度（乱流膜[turbulenter Fil
m]ではほぼ０．８乃至１．２ｍ／ｓｅｃ）が、凝縮すべ
き蒸気混合物の平均的な流れ速度にほぼ相応するように
規定されている。このような手段によって、並流(gleic
hstroemend)する蒸気混合物と凝縮液膜との間の熱及び
物質交換(Waerme- und Stoffaustausch)が保証される。
連した全管周面(alle Rohrumfaenge)の総和に対する管
束の蒸気側の空容積割合(Leervolumenanteil)（散水量
[Rieselmenge] kg/m*sec）は、管に沿って流下する凝縮
液膜(Kondensatfilm)の速度（乱流膜[turbulenter Fil
m]ではほぼ０．８乃至１．２ｍ／ｓｅｃ）が、凝縮すべ
き蒸気混合物の平均的な流れ速度にほぼ相応するように
規定されている。このような手段によって、並流(gleic
hstroemend)する蒸気混合物と凝縮液膜との間の熱及び
物質交換(Waerme- und Stoffaustausch)が保証される。
【００１３】配管された凝縮部から捕集室２への移行部
が下側の管底部６の平面内で軽く拡大されており、従っ
て、管底部に集まる凝縮液が流出できる。前記拡大は上
側の狭窄と同じくホッパ状に行われれていてよい。
が下側の管底部６の平面内で軽く拡大されており、従っ
て、管底部に集まる凝縮液が流出できる。前記拡大は上
側の狭窄と同じくホッパ状に行われれていてよい。
【００１４】下側の円形の管底部６は中央領域内を管１
７によって貫通されており、管１７は凝縮室内に突入す
る部分にパーフォレーションを備えている。管１７は凝
縮不能なガスを凝縮室から排出するためのものである。
このために、管１７は下側の水室７を通してかつ捕集室
２の壁を介して装置から導出され、適当な吸込手段に接
続されている。実質的にもっぱらアンモニアから成る吸
い出された混合物の凝縮する部分は、下流に接続された
吸収コラム内で回収される。
７によって貫通されており、管１７は凝縮室内に突入す
る部分にパーフォレーションを備えている。管１７は凝
縮不能なガスを凝縮室から排出するためのものである。
このために、管１７は下側の水室７を通してかつ捕集室
２の壁を介して装置から導出され、適当な吸込手段に接
続されている。実質的にもっぱらアンモニアから成る吸
い出された混合物の凝縮する部分は、下流に接続された
吸収コラム内で回収される。
【００１５】エクセルギ損失の前述の最小化のために、
この種の凝縮器(Kondensator)は次ぎの条件を満たさな
ければならない： −凝縮器は最大の分離作業(Trennarbeit)を行わなけれ
ばならず、従って、デフレグメーション式(deflagmator
isch)の凝縮器が用いられ、必然的に小さな温度差で作
動しなければならない。
この種の凝縮器(Kondensator)は次ぎの条件を満たさな
ければならない： −凝縮器は最大の分離作業(Trennarbeit)を行わなけれ
ばならず、従って、デフレグメーション式(deflagmator
isch)の凝縮器が用いられ、必然的に小さな温度差で作
動しなければならない。
【００１６】−一度形成された凝縮液膜が捕集室に向か
う間、完全性(integer: integrity)を維持するように
し、即ち凝縮区域に沿って凝縮液と蒸気とのバック・ミ
キシング(Rueckvermischung; back-mixing)が生じては
ならない。このような要求は凝縮液膜と蒸気混合物との
間の並流によって最良に達成される。
う間、完全性(integer: integrity)を維持するように
し、即ち凝縮区域に沿って凝縮液と蒸気とのバック・ミ
キシング(Rueckvermischung; back-mixing)が生じては
ならない。このような要求は凝縮液膜と蒸気混合物との
間の並流によって最良に達成される。
【００１７】−冷却媒体は蒸気及び凝縮液膜に対して向
流(Gegenstrom)で流したい。
流(Gegenstrom)で流したい。
【００１８】図２のダイヤグラムには、分離作業が種々
の温度差における濃度の関数で示してある。このような
関係から、正確な数値の開示は省略してあり、それとい
うのはこのような数値は極めて多くのパラメータに左右
されるからである。本発明の理解のためには、次ぎのよ
うな定性表現(qualitative Aussage)で十分である。
の温度差における濃度の関数で示してある。このような
関係から、正確な数値の開示は省略してあり、それとい
うのはこのような数値は極めて多くのパラメータに左右
されるからである。本発明の理解のためには、次ぎのよ
うな定性表現(qualitative Aussage)で十分である。
【００１９】ダイヤグラムの横座標には、ガス状の凝縮
可能な混合物の濃度Ｙがプロットしてある。縦座標に
は、分離作業若しくは凝解(Entmischung: segregation)
Ｓが示してある。４つの特性曲線は、熱及び物質伝達、
即ち混合物と冷却媒体との間の温度差の互いに異なる４
つのドライビングポテンシャル(treibendes Potential:
driving potential)を表している。４つの温度差３０，
２０，１０，５ケルビン(Kelvin)が示してある。
可能な混合物の濃度Ｙがプロットしてある。縦座標に
は、分離作業若しくは凝解(Entmischung: segregation)
Ｓが示してある。４つの特性曲線は、熱及び物質伝達、
即ち混合物と冷却媒体との間の温度差の互いに異なる４
つのドライビングポテンシャル(treibendes Potential:
driving potential)を表している。４つの温度差３０，
２０，１０，５ケルビン(Kelvin)が示してある。
【００２０】一般的な特性曲線は、分離作業が凝縮すべ
き混合物内の容易に沸騰する液体の低い質量割合(Masse
nanteil)で最大であることを教示している。さらにダイ
ヤグラムは、できるだけ大きな分離作業を得るためには
混合物と冷却媒体との間の温度差をできるだけ小さくす
べきであることを教示している。
き混合物内の容易に沸騰する液体の低い質量割合(Masse
nanteil)で最大であることを教示している。さらにダイ
ヤグラムは、できるだけ大きな分離作業を得るためには
混合物と冷却媒体との間の温度差をできるだけ小さくす
べきであることを教示している。
【００２１】さらに明らかなように、著しく大きな温度
差は実質的に分離作業を生ぜしめていない。この場合、
いわゆるトータルコンデンセイション(Totalkondensati
on;total condensation)が生じ、即ち混合物は実質的に
等温での純粋な物質として凝縮する。
差は実質的に分離作業を生ぜしめていない。この場合、
いわゆるトータルコンデンセイション(Totalkondensati
on;total condensation)が生じ、即ち混合物は実質的に
等温での純粋な物質として凝縮する。
【００２２】この最後に述べた状態を本発明によって回
避しようとするものである。本発明の目的は混合物の非
等温の凝縮を行って、避けられないエクセルギー損失を
相応に減少させることである。従って、前述のことに基
づき最大の分離作業に関連して良好な凝縮(gute Konden
sation)が不要にされる。このために、例えば５ケルビ
ンの著しく小さいドライビング温度差(treibende Tempe
raturdifferenz)が設定され、このことはもちろん交換
面(Austauschflaeche: exchange surface)を著しく大き
くすることになる。
避しようとするものである。本発明の目的は混合物の非
等温の凝縮を行って、避けられないエクセルギー損失を
相応に減少させることである。従って、前述のことに基
づき最大の分離作業に関連して良好な凝縮(gute Konden
sation)が不要にされる。このために、例えば５ケルビ
ンの著しく小さいドライビング温度差(treibende Tempe
raturdifferenz)が設定され、このことはもちろん交換
面(Austauschflaeche: exchange surface)を著しく大き
くすることになる。
【００２３】次ぎに、本発明の作用を図３に基づき説明
する。図３は、飽和して流れる蒸気混合物の凝縮を概略
的に示している。符号２１は、冷却媒体によって下方か
ら上方へ貫流される管の外壁を示している。外壁２１が
鉛直な冷たい面を形成しており、面の温度は（流れの核
内での濃縮(Konzentration: concentration)における温
度に対比して）露点温度の下側に位置している。上方か
ら下方へ流れる飽和した蒸気混合物は、冷たい面と接触
すると凝縮液を形成し、該凝縮液は凝縮液膜２２として
面に沿って流れる。
する。図３は、飽和して流れる蒸気混合物の凝縮を概略
的に示している。符号２１は、冷却媒体によって下方か
ら上方へ貫流される管の外壁を示している。外壁２１が
鉛直な冷たい面を形成しており、面の温度は（流れの核
内での濃縮(Konzentration: concentration)における温
度に対比して）露点温度の下側に位置している。上方か
ら下方へ流れる飽和した蒸気混合物は、冷たい面と接触
すると凝縮液を形成し、該凝縮液は凝縮液膜２２として
面に沿って流れる。
【００２４】純粋な物質の凝縮とは対照的に、位相平衡
及び運動力が蒸気側の物質搬送・境界層(Stofftranspor
t-Grenzschicht: mass-transfer boundary layer)の形
成、ひいては凝縮液膜と蒸気との間の位相境界での温度
低下を生ぜしめる。従って、該領域内で混合物の容易に
沸騰する成分の富化が生じ、該領域内で濃度が核流(Ker
nstroemung)内によりも高くなっている。このことは図
３に示してある。混合物の容易に沸騰する成分の濃縮が
符号ＹG で示してあり、該濃縮は核流内ではコンスタン
トであり、このことは水平な経過によって示してある。
これに対して、凝縮液膜と蒸気との位相境界においては
濃縮が点Ａまで上昇する。凝縮液膜内では逆に、濃縮が
位相境界の点Ｂから管の外壁２１に向かって低下する。
この場合、点Ａと点Ｂとはいわゆる位相平衡の状態にあ
り、エンタルピダイヤグラムから対応する温度が求めら
れる。温度特性がダイヤグラムにＴで示してあり、この
場合、ＴK が核流内の温度を表し、ＴW が管外壁２１に
沿った凝縮液膜の温度を表す。
及び運動力が蒸気側の物質搬送・境界層(Stofftranspor
t-Grenzschicht: mass-transfer boundary layer)の形
成、ひいては凝縮液膜と蒸気との間の位相境界での温度
低下を生ぜしめる。従って、該領域内で混合物の容易に
沸騰する成分の富化が生じ、該領域内で濃度が核流(Ker
nstroemung)内によりも高くなっている。このことは図
３に示してある。混合物の容易に沸騰する成分の濃縮が
符号ＹG で示してあり、該濃縮は核流内ではコンスタン
トであり、このことは水平な経過によって示してある。
これに対して、凝縮液膜と蒸気との位相境界においては
濃縮が点Ａまで上昇する。凝縮液膜内では逆に、濃縮が
位相境界の点Ｂから管の外壁２１に向かって低下する。
この場合、点Ａと点Ｂとはいわゆる位相平衡の状態にあ
り、エンタルピダイヤグラムから対応する温度が求めら
れる。温度特性がダイヤグラムにＴで示してあり、この
場合、ＴK が核流内の温度を表し、ＴW が管外壁２１に
沿った凝縮液膜の温度を表す。
【００２５】前述の考察はそのつど生じる濃縮のもっぱ
ら局部状態に当てはまるものである。まず沸騰しにくい
成分を凝縮させる濃縮の増大に伴って、核流内の混合物
の濃縮が連続的に変化する。従って前述の考察は、最終
的な凝縮特性曲線を求めるために連続的に行われなけれ
ばならない。
ら局部状態に当てはまるものである。まず沸騰しにくい
成分を凝縮させる濃縮の増大に伴って、核流内の混合物
の濃縮が連続的に変化する。従って前述の考察は、最終
的な凝縮特性曲線を求めるために連続的に行われなけれ
ばならない。
【００２６】図４は、“ｚに沿った温度”［Ｔ，ｚ］の
ダイヤグラムで混合物の非等温のデフレグメーション凝
縮の特性曲線Ｍを概略的に示してる。この場合、ｚは鉛
直な凝縮室の高さを表している。Ｗは冷却媒体の温度特
性を表している。Ｒはトータルコンデンセーションの等
温特性を表している。ΔＴは得られる利得を表してお
り、利得はアンモニヤ／水・混合物の場合に数ケルビ
ン、例えば５〜８Ｋである。
ダイヤグラムで混合物の非等温のデフレグメーション凝
縮の特性曲線Ｍを概略的に示してる。この場合、ｚは鉛
直な凝縮室の高さを表している。Ｗは冷却媒体の温度特
性を表している。Ｒはトータルコンデンセーションの等
温特性を表している。ΔＴは得られる利得を表してお
り、利得はアンモニヤ／水・混合物の場合に数ケルビ
ン、例えば５〜８Ｋである。
【００２７】以上のことから明らかなように、必要な大
きな交換面にもかかわらず、本発明における構成費用
は、ランキン・プロセスでマルチ・プレッシャ凝縮器(M
ehrdruckkondensator: multi-pressure condenser)を使
用する従来の方法に比べて著しくわずかでる。マルチプ
レッシャ凝縮器は図４の特性曲線Ｎで示すように、本発
明に基づく連続的に経過する滑らかな凝縮特性曲線Ｍに
比べて段階的にしか利得を実現できない。
きな交換面にもかかわらず、本発明における構成費用
は、ランキン・プロセスでマルチ・プレッシャ凝縮器(M
ehrdruckkondensator: multi-pressure condenser)を使
用する従来の方法に比べて著しくわずかでる。マルチプ
レッシャ凝縮器は図４の特性曲線Ｎで示すように、本発
明に基づく連続的に経過する滑らかな凝縮特性曲線Ｍに
比べて段階的にしか利得を実現できない。
【００２８】凝縮器の申し分のない機能にとってさらに
重要なことは、凝縮室内の流れの案内の妨げを著しく回
避することである。この種の障害は凝縮液膜と蒸気相と
の不都合な混合を生ぜしめ、これはデフレグメーション
凝縮にネガティブに作用する。従って、従来の凝縮器に
おいて通常の支持プレートの代わりに、管が水平に延び
るバンド１２，１３によって支持されている。バンドは
交互に１つの平面に若しくは配管の全長にわたって複数
の平面内に配置される。
重要なことは、凝縮室内の流れの案内の妨げを著しく回
避することである。この種の障害は凝縮液膜と蒸気相と
の不都合な混合を生ぜしめ、これはデフレグメーション
凝縮にネガティブに作用する。従って、従来の凝縮器に
おいて通常の支持プレートの代わりに、管が水平に延び
るバンド１２，１３によって支持されている。バンドは
交互に１つの平面に若しくは配管の全長にわたって複数
の平面内に配置される。
【００２９】前記形式の管支持手段が図５に示してあ
る。前述の配管は、できるだけ多くの数の管を取り付け
ることのできるいわゆる三角形配管(Dreiecksanordnun
g)である。バンド１２の最初の層はクロス状に配置され
た第２のバンド１３の層によって支えられる。狭幅側で
流れを受けるバンドは、流過される横断面をわずかしか
妨げない。
る。前述の配管は、できるだけ多くの数の管を取り付け
ることのできるいわゆる三角形配管(Dreiecksanordnun
g)である。バンド１２の最初の層はクロス状に配置され
た第２のバンド１３の層によって支えられる。狭幅側で
流れを受けるバンドは、流過される横断面をわずかしか
妨げない。
【００３０】図６は凝縮器外套３におけるバンドの案内
若しくは固定を示している。最も簡単な場合には、バン
ドは凝縮器外套３の周りを循環する案内１４内で熱運動
可能(waermebeweglich)に配置される。環状の案内１４
は凝縮器外套３の周囲の複数の箇所でブラケット１５に
よって固定されていてよい。
若しくは固定を示している。最も簡単な場合には、バン
ドは凝縮器外套３の周りを循環する案内１４内で熱運動
可能(waermebeweglich)に配置される。環状の案内１４
は凝縮器外套３の周囲の複数の箇所でブラケット１５に
よって固定されていてよい。
【００３１】管支持手段の別の実施例が図７に示してあ
る。この場合には歯付きバンド１６が使用されている。
それぞれ２つの層が歯を介して互いに係合し合っていて
よく、これによって剛性的な格子が形成され、該格子を
通して管４が組立に際して問題なく差し込まれて、管底
部５，６に形状係合的及び／又は摩擦係合的(form- und
/oder kraftschluessig)に結合される。
る。この場合には歯付きバンド１６が使用されている。
それぞれ２つの層が歯を介して互いに係合し合っていて
よく、これによって剛性的な格子が形成され、該格子を
通して管４が組立に際して問題なく差し込まれて、管底
部５，６に形状係合的及び／又は摩擦係合的(form- und
/oder kraftschluessig)に結合される。
【００３２】有害な管振動を回避するために、管支持手
段が管直径及び壁厚さに応じて凝縮室の長手方向にわた
って１ｍから１．２ｍの間隔で取付けられる。
段が管直径及び壁厚さに応じて凝縮室の長手方向にわた
って１ｍから１．２ｍの間隔で取付けられる。
【００３３】図８には凝縮室への蒸気の供給流の変化例
が示されている。図１の実施例と機能的に同じエレメン
トは同じ符号で示してある。この変化例では一般に円形
の上側の管底部５が直径を拡大されている。管の外周並
びに凝縮器外套３の外壁には循環するリング室１８が溶
接されている。リング室は該変化例では、側方の２つの
蒸気供給導管１９を備えている。凝縮器外套３内に周囲
に均一に分配して設けられた適当な孔２０を介して、蒸
気が半径方向に管束内へ流入する。該変化例では、配管
の最も上側の部分は向流で負荷されないものの、このよ
うな形式の蒸気導入が機能に影響を及ぼすようなことは
ない。それというのは、蒸気は直接的に鉛直方向に転向
されて、この領域内ではまだ著しい凝縮液膜が形成され
ていないからである。このような変化例によって、必要
な大きな交換面のためにいずれにしても極めて長い装置
の構成長さがわずかに減少される。
が示されている。図１の実施例と機能的に同じエレメン
トは同じ符号で示してある。この変化例では一般に円形
の上側の管底部５が直径を拡大されている。管の外周並
びに凝縮器外套３の外壁には循環するリング室１８が溶
接されている。リング室は該変化例では、側方の２つの
蒸気供給導管１９を備えている。凝縮器外套３内に周囲
に均一に分配して設けられた適当な孔２０を介して、蒸
気が半径方向に管束内へ流入する。該変化例では、配管
の最も上側の部分は向流で負荷されないものの、このよ
うな形式の蒸気導入が機能に影響を及ぼすようなことは
ない。それというのは、蒸気は直接的に鉛直方向に転向
されて、この領域内ではまだ著しい凝縮液膜が形成され
ていないからである。このような変化例によって、必要
な大きな交換面のためにいずれにしても極めて長い装置
の構成長さがわずかに減少される。
【図１】デフレグメーション式の凝縮器の縦断面図
【図２】核流内の混合物の濃縮の関数として分離作業の
ダイヤグラム
ダイヤグラム
【図３】飽和状態で流れる蒸気混合物の凝縮のための温
度特性曲線及び濃度特性曲線図
度特性曲線及び濃度特性曲線図
【図４】管に沿った温度特性曲線のダイヤグラムの部分
図
図
【図５】管支持手段の平面図
【図６】管支持手段を備えた凝縮器の部分断面図
【図７】管支持手段の別の実施例の縦断面図
【図８】凝縮器の変化例の部分縦断面図
１ 入口接続部、 ２ 捕集室、 ３ 凝縮器外
套、 ４ 管、 ５，６ 管底部、 ７，８ 水
室、 ９，１０ 冷却水供給導管、 １１環状隙
間、 １２，１３ 支持バンド、 １４ バンド案
内手段、 １５支持手段、 １６ 歯付きバンド、
１７ 管、 １８ リング室、１９ 蒸気供給導
管、 ２０ 蒸気入口、 ２１ 外壁、 ２２
凝縮液膜
套、 ４ 管、 ５，６ 管底部、 ７，８ 水
室、 ９，１０ 冷却水供給導管、 １１環状隙
間、 １２，１３ 支持バンド、 １４ バンド案
内手段、 １５支持手段、 １６ 歯付きバンド、
１７ 管、 １８ リング室、１９ 蒸気供給導
管、 ２０ 蒸気入口、 ２１ 外壁、 ２２
凝縮液膜
Claims (7)
- 【請求項１】 蒸気混合物の二元的／多元的な凝縮のた
めの凝縮器において、冷却媒体によって貫流される管
（４）が竪に配置されており、冷却媒体管（４）の少な
くともほぼ上側の領域内に、凝縮すべき混合物のための
入口接続部（１）が配置されており、かつ冷却媒体管
（４）の下側に、排出すべき凝縮液のための捕集室
（２）が配置されており、入口接続部（１）と捕集室
（２）とが、管（４）を囲繞する凝縮器外套（３）を介
して互いに接続されており、冷却媒体が凝縮室の大部分
内を混合物に対して純粋な向流で案内されるようになっ
ており、混合物と凝縮液膜とが並流で流れるようになっ
ており、管（４）がそれぞれ１つの管底部（５，６）を
介して入口側及び出口側の水室（７，８）に接続されて
いることを特徴とする二元的／多元的な凝縮のための凝
縮器。 - 【請求項２】 すべての管周囲の総和に対する管束の空
容積割合が、管（４）に沿って流下する凝縮液膜（２
２）の速度をほぼ凝縮すべき蒸気混合物の平均速度にほ
ぼ相応させるように規定されている請求項１記載の凝縮
器。 - 【請求項３】 凝縮室内の管（４）が少なくとも１つの
平面内で、水平に配置されたバンド（１２，１３，１
６）によって支持されており、バンドが、管を囲繞する
凝縮器外套（３）内に支承されている請求項１記載の凝
縮器。 - 【請求項４】 下側の管底部（６）が、少なくとも１つ
の管（１７）によって貫通されており、該管が凝縮室内
に突入する部分にパーフォレーションを備えていて、か
つ凝縮室からの凝縮不能なガスの排出のために下側の水
室（７）を通して装置から導出されている請求項１記載
の凝縮器。 - 【請求項５】 入口接続部（１）から配管された凝縮部
への移行部がホッパ状に狭窄されている請求項１記載の
凝縮器。 - 【請求項６】 凝縮すべき混合物のための入口接続部
（１）が、少なくとも１つの蒸気供給導管（１９）を備
えたリング室（１８）を備えており、リング室を介して
混合物が凝縮器外套（３）に設けられた蒸気入口（２
０）を通って凝縮室内に流入するようになっている請求
項１記載の凝縮器。 - 【請求項７】 配管された凝縮部から捕集室への移行部
がホッパ状に拡大されている請求項１記載の凝縮器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19653256A DE19653256A1 (de) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Kondensator für binäre/polynäre Kondensation |
| DE19653256.6 | 1996-12-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10185457A true JPH10185457A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=7815502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9353803A Pending JPH10185457A (ja) | 1996-12-20 | 1997-12-22 | 二元的／多元的な凝縮のための凝縮器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5927388A (ja) |
| EP (1) | EP0849556A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10185457A (ja) |
| CA (1) | CA2225192A1 (ja) |
| DE (1) | DE19653256A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100396836B1 (ko) * | 2001-02-20 | 2003-09-13 | 위성점 | 공기 조화기용 응축기 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7066241B2 (en) * | 1999-02-19 | 2006-06-27 | Iowa State Research Foundation | Method and means for miniaturization of binary-fluid heat and mass exchangers |
| US6802364B1 (en) | 1999-02-19 | 2004-10-12 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method and means for miniaturization of binary-fluid heat and mass exchangers |
| US6467535B1 (en) | 2001-08-29 | 2002-10-22 | Visteon Global Technologies, Inc. | Extruded microchannel heat exchanger |
| DE10147521A1 (de) * | 2001-09-26 | 2003-04-10 | Behr Gmbh & Co | Wärmeübertrager, insbesondere Gaskühler CO2 - Klimaanlagen |
| US20050042178A1 (en) * | 2003-08-18 | 2005-02-24 | Boehringer Ingelheim International Gmbh | Microparticles containing the CGRP-antagonist 1-[N2-[3,5-dibrom-N-[[4-(3,4-dihydro-2(1H)-oxoquinazoline-3-yl)-1-piperidinyl]carbonyl]-D-tyrosyl]-L-lysyl]-4-(4-pyridinyl)-piperazine, process for preparing and the use thereof as inhalation powder |
| RU2520769C1 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-06-27 | Егор Владимирович Пименов | Конденсатор паровой турбины |
| US9366476B2 (en) | 2014-01-29 | 2016-06-14 | Praxair Technology, Inc. | Condenser-reboiler system and method with perforated vent tubes |
| US9488408B2 (en) | 2014-01-29 | 2016-11-08 | Praxair Technology, Inc. | Condenser-reboiler system and method |
| RU2576949C1 (ru) * | 2015-04-15 | 2016-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Пермэкопром" | Устройство для конденсации пара из парогазовой смеси |
| CN106766673A (zh) * | 2015-11-20 | 2017-05-31 | 普莱克斯技术有限公司 | 带有穿孔排放管的冷凝器‑重沸器系统及方法 |
| CN115265219B (zh) * | 2022-08-01 | 2024-06-18 | 湘潭大学 | 两流程二元非共沸混合工质组分分离型管壳式分液冷凝器 |
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| US1382676A (en) * | 1920-04-10 | 1921-06-28 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Condenser |
| US1748676A (en) * | 1927-02-11 | 1930-02-25 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Condenser |
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| DE744612C (de) * | 1940-08-09 | 1944-10-02 | Atlas Werke Ag | Waermeaustauscher, insbesondere schwadenbeheizter Speisewasservorwaermer |
| US2312113A (en) * | 1942-02-21 | 1943-02-23 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Condenser apparatus |
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1996
- 1996-12-20 DE DE19653256A patent/DE19653256A1/de not_active Withdrawn
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1997
- 1997-11-10 US US08/966,903 patent/US5927388A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-26 EP EP97810915A patent/EP0849556A3/de not_active Withdrawn
- 1997-12-18 CA CA002225192A patent/CA2225192A1/en not_active Abandoned
- 1997-12-22 JP JP9353803A patent/JPH10185457A/ja active Pending
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Also Published As
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|---|---|
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| EP0849556A3 (de) | 1998-12-30 |
| DE19653256A1 (de) | 1998-06-25 |
| US5927388A (en) | 1999-07-27 |
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