JPS5878096A - プレ−トフイン型熱交換器の気液分散装置 - Google Patents

プレ−トフイン型熱交換器の気液分散装置

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JPS5878096A
JPS5878096A JP56177384A JP17738481A JPS5878096A JP S5878096 A JPS5878096 A JP S5878096A JP 56177384 A JP56177384 A JP 56177384A JP 17738481 A JP17738481 A JP 17738481A JP S5878096 A JPS5878096 A JP S5878096A
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gas
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JP56177384A
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Kaneo Yamada
山田 包夫
Shigemi Okamoto
岡本 重美
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/026Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0273Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple holes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F25J5/002Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/50Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気分M装置やエチレンプラント等で用いる
気漱二相眞を取シ汲うプレートフィン産熱交換IIO気
線分歓俟置O改嵐に関するものであるO 例えはエチレンプラント等Oように液体(メタン)と気
体(水素ガス)とを1合二相流として加熱するよう&場
合、熱交!I!器内で0気液のs会比率が場所によって
^なると、均質な反応を得ることがで龜ず生産効率の低
下を細くと共に、砥瑠碌場合、単#ARを生じてオーバ
ーヒートとな〉、仕切[11分が破損する等0@趙があ
る。
このような点から、従来よ)気相とIIILsを有麹フ
ィン0Il111方向に均一に分配(分散)させる丸め
Kll々O改良がなされている。
第1図に示し先例では、熱交換器への流体の供給部であ
るヘッダ(1)内に多孔質の分散I[(2)を設け、供
給口(3)よ)気体と液体とを温合させた状履でヘッダ
(υ内へ供給する・ ヘッダ(υ内では分散板(2)が
流体の流れに対して抵抗となる丸め、流体が矢印(2)
で示す熱交換器の部方向に拡散し、しかる後KA合II
L紘、分散板(りを透過し、更にストレートフィン(5
)及び分配フィン(6)を過って有効ツイン(7)に入
〉、加熱される。 この様に多孔質の分散板(2)【用
いる礪会には、構造が簡単となる長所があるが、分畝O
ia夷性については問題があシ、足並的に礒夷な分散が
行われているか歪かを把握できない欠点があ石と共に、
二相流が熱交換6の上部から下部へ概れる場合には、ヘ
ッダ内で気液が分縮するため、正確な分散を行う仁とが
できない。
又第2−に示したガでは、熱交換器の内部に一方向に配
設され九スパーシバイブ四に献体が供給され、スパーシ
バイブ−の長手方向に41F関噛で穿ったノズル孔((
支)、L9)% ”・よ)噴−された液体と、順入口(
至)よ)分配フィンat−過って供給され丸気体とが、
スパーシバイブ(6)の下部でsb合い、ストレートフ
ィン@を逼って有効フィン−に流入する。 しかしこの
場合には、スパーシバイブ旧)への正確な穴加工が1峻
であるから積度のよい分散が得られず、しかもスパーシ
バイブは流路に対して抵抗となって流量が低下するばか
りか、スパーシバイブを仲人した部分はフィンが途切れ
るので、この部分に島い圧力をかけることができない。
フィンはそれ自身プレートを連結する補強要素となって
いるからである。
更に、WI4襞する流体通路を仕切るプレートに穴を明
けて、コア内部で気tlLを混合するようにした熱交換
41(米ci+特許3559722号明−書参照)が知
られているが、大盤熱交換4ではプレートの寸法も大き
く、このような穴を中間に明けるのは極めて1峻である
と共に、穴の精度も^いものが得られないため、正−な
分散が期し離く実用的でなi0従って本発明0g的は、
熱交換器の入口部までは、気体及び液体を率@滝で尋人
し、人口廊で気液を正確に分散させて熱伝達率の向上を
図ることであって、しかも簡単な構造で製造し中すく、
強度的にも優れたてレートフィン臘熱交換器の気液分散
装置を提供することKあ)、熱交換@1)ヘッダ内に気
液分散コアを設けた気液接触層の熱交換器に用いる気液
分散装置であって、該コアは、気液合流層と、該合流層
と通孔を設けたプレートによシ連通され且つ区−され′
#−流通流通路上交互に積層して#1iii、され、前
配合流層は熱交換器内の有効フィン及びヘッダ内空間に
連通される一方、前記流通路層はヘッダ外部に連通され
、更にヘッダに社ヘッダ内空間及び前記ILA路層に外
部より別偵KtIt体t−流入させる手獣が設けられ、
4)流体が―配合流層内に、おいて接触混食されて熱交
換器内の有効フィンに流入するごとくなしたことを特徴
とするプレートフィン臘熱交*@O気液分散装置を提供
するものである。
゛ −いて蘂sm以下0@付図向を参照して本尭−t−
具体化し丸夾膳例について靜しく説明する。
ここWc第3−は、本角−の一実施例である気液分gI
!L#1II11を富む熱交換器を下方から跳め九斜視
−1#84図は、同気液分斂装置の下方から見え平断面
図、第5図及び$1611は、[14111に&けAA
−A矢視断面図及びB−B矢視断面図である。
これらの−において、(至)はプレートフィン型熱交換
器で、実−の伝熱を行う有効フィン(社)、気体、液体
及び熱媒体その他の流体を熱交II&器に取9入れるた
めの気液流入部の1樵である分配フィン−等より成って
いる。
分配フィン(2)は、気液二相流を取り入れるストレー
トフィン(至)及びストレートフィン鍔と有効フィン(
2)とを連結する傾斜フィン(至)よりなる二相流分配
フィンと、熱媒体を有効フィン@に分配する熱媒体分配
フィン(不図示)等を交互に横着したものである。
このような分配フィン1の底面(2)には、二相流を生
成するための液体(又は気体)を熱交fs−に取り入れ
るためのヘッダ(至)がII!1夛何けられてお〕、該
ヘッダ(至)円には、ストレートフィン(2)に−一さ
れ九分敏用コア(支)が峨)付けられている。 この分
歇用プア(2)は、第3図及び第4−に示す如く、ヘッ
ダ(至)内の空間−(第5図示)と有効フイ/(2)と
をストレートフィン(2)及び傾斜フィン(至)を介し
て連通させる合流フィン(至)を有する気液合流層(至
)と、気体(又は液体)の通路である流通路(2)よ)
なる流通路層とを、中間に仕切411.(至)を挾んで
交互に積層して構成したものであシ、その左右前後のl
ll1ETをサイドグレート−1(至)、国、(至)に
よって外覆されている゛。 但し、図に示した例では、
ダi−フィン(至)、(至)、・・・−同時に積層され
ている。
上記気液合流層(至)と流通路層(至)とは、仕切板(
至)に穿設したa紋の通孔面、面、・・・によって連通
していると共に、tIl、通路層(2)は、そのは鄭に
取り付は九サイドパー1.によってヘッダ(至)内の空
間(至)と分離区11jlされている。 王妃分畝用コ
ア(財)の側面を蔽うサイドプレート(至)には、l!
11.I11路層(2)と連通する4111ILの流通
孔(至)、(至)、・・・が一般さnてシ〕、このtI
L扇孔(至)、−1・・・を全て外覆する即〈ナイドプ
レート−に城シ付けられた遅旙ドーム−の内部空間は、
連絡ドーム−に項シ付けられた取入口の一纏である入ロ
パイグ曲によって外界と連通しているO 続いて上記実Jll1例における流体の流れについて説
明する。 入口バイブ−よシ液体を、入口バイブ(社)
よシ気体を供給する場合について以下に述べる。 人口
バイブ−よシヘツダ(至)に供給された液体は、ヘッダ
(至)内と連通ずる合流フィン(2)を通って分配フィ
ン−のストレートフィン(至)に流入する。 又人口バ
イブ+411から連絡ドーム−中に入つ九気体紘、連絡
ドームー内と連通する流通孔(至)、1、・・・倉通っ
てall路層(2)に入シ、流通路層の幅方向に広く拡
蚊し、流通路層の幅方向に多欽誦設され大通孔−1面、
・・・を峠て気液合流層−に人シ、液体と合流して気液
二相流となシ、分配フィン@を経て有効フィン■rc送
られる。
上起実S例では、熱交換−の戚一部から気液二相tt−
供給しているが、I&針上の必資に応じて熱交換−の一
部に分畝用コアを設けて二相波を供給してもよい。 但
し上紀夷−ガの如く、熱交換器の底面部から二相波を供
線する場合には、會訛ツインは穴明きフィンとすること
が望ましく、また熱交換器の@部から供給する場合には
、穴無しのストレートフィンとすることが望ましい。 
東に分散用コアは、熱交換器の上部に設けて二相流を下
向き流れにしてもよいが、この場合には、気体をヘッダ
側から、ま九液体を連線ドーム間から供給することが望
ましい。
本発明は以上述べた如く、熱交換器のヘッダ内に気液分
散コアを設けた気液績触臘の熱交gI&器に用いる気液
分散装置であって、該コアは、気液合流層と、該合流層
と通孔を設けたプレートにより連通され且つ区画され九
IL通路層とを交互に積層して構成され、前記合流層は
熱交洪器内の有効フィン及びヘッダ、内空間に連通させ
る一方、前記流通路層はヘッダ外部に連通され、更にヘ
ッダにはヘッダ内空間及び前記流通路層に外部よ)別個
に流体t′訛入させる手段が設けられ、各流体が前配合
流層内において羨触a合されて熱交*器内の有効フィン
に流入するごとくなしたことを譬徴とするプレートフィ
ン屋熱交iI&器の気液分散装置であるから、熱交換器
の入口部までは気体と液とが、それぞれ単相で供給され
、分散用プア内で一挙に合流すると共に、流通路層内で
気体又は液体の均一な拡散が行われる丸め、二相RKお
ける幅方向OII実な分散が得られ、有効フィン部の伝
熱率が向上する。 又分散用コアは従来のプレートツイ
ymm交換!01111造を若干の変更を加え丸だけで
そのまま用いることができるので製造価格を押し上がる
こ(がなく、スパーシバイブのような流体0flt1.
に対して抵抗とな本部材も使用しないから熱交換器0ろ
う付は接着が良好に行われ、圧力損失が少なく経済的で
あり熱交換器自身の強度も低下するおそれがまつ九〈な
い。
j!に分散用コアは熱交換器の上下部いずれに4堆〉付
けることかで自るので上向電流れにも、下向11#lれ
にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は、それぞれ従来の分飲誠wLO斜構図
、1ms図は、本発明の一実施例である気液分散装置を
含む熱交換器を下方から鈍め九斜視−1第4図は、開気
液分散装置、O下方から見え予断面図、815図及びl
I46図社、第4図におけるA−A矢視断面図及びB−
8矢視断面図である。 (符号の説明) 20−熱交換器、21・・・有効フィン、23−・・気
液流入部(ストレートフィン)、26−ヘッダ、!?−
・・分散用コア7,30・・・気液合流層、 31−・
・流通路層、32・・・仕切板* 37 ””通孔、3
8−・・仕切板(+イドパー) 、 41−・・取入口
(入口バイブ)。 コ≧X 第4図 28 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 蟲父II&−の−ラダ円に気液分数コアを設は九気欲捩
    M−の熱交換−に用いる気献分歓俟−であって、譲コア
    は、気献合dL層と、販合g層と通孔を奴けたプレート
    によシ遥通され且り区−された臨A!&虐ト−t5eJ
    Lに4mL”C構成され、疏起合一層はIlk父侠−内
    の(幼フィンおよびヘッダ円21i4に逓瀘される一部
    、−起IIt鳩緬盾はヘッダ外部に連通され、iLにヘ
    ッダに鉱ヘッダ内空閾ンよび611配IIL−路肩に外
    部よシ別1IAK流体を流入させるす戚が設けられ、各
    流体が前記合流層内において賛触混合されて熱交換i内
    の有効フィンに流入するごとくなしたことを層像とする
    グレートフィン証熱交換器の気疲分赦装藏。
JP56177384A 1981-11-04 1981-11-04 プレ−トフイン型熱交換器の気液分散装置 Granted JPS5878096A (ja)

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JPS5878096A true JPS5878096A (ja) 1983-05-11
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CN107532867A (zh) * 2015-05-01 2018-01-02 三菱电机株式会社 层叠型集管、热交换器、及空气调节装置
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