JPS62280579A - ガス脱湿用熱交換器 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はガス脱湿用熱交換器に関し、特に霜がガスに同
伴して下流側に流出するのを防止したガス脱湿用熱交換
器に関するものである。

〔従来技術〕

従来から、空気や都市ガス等の各種ガス中の水分を除去
して氷点下以下の露点のガスを得る方法として、ガスを
熱交換器で冷却して水分を伝熱管に着霜させる方法が知
られている。

ところで、上記方法に適用されるガス脱湿用熱交換器と
しては、例えば第４図に示すような熱交換器２１が使用
されている。即ち、縦型の円筒容器２２内にその軸心方
向に沿って多数の伝熱管２３が配置されるとともに、ガ
ス通路となる間隔を保持するため、伝熱管２３０間に針
金からなるスペーサ２４が介装されている。そして、図
示しない冷凍機から円筒容器２２上端の冷媒人口２５に
供給されたー冷媒が、上部冷媒室２６を介して各伝熱管
２３内を通り、下部冷媒室２７を介して下端の冷媒出口
２８から出て冷凍機に還流し、一方、円筒容器２２の下
部のガス人口２９から供給された脱湿すべきガスが伝熱
管２３の間のガス通路を通る間に伝′熱管２３を介して
冷媒と熱交換されて冷却され、その水分が伝熱管２３の
表面に着霜し、脱湿されて上部のガス出口３０から送出
されるように構成されている。

しかし、このような構成では、ガス中の水分が多い場合
に、伝熱管２３に着霜した霜によってガス通路が閉塞さ
れ易いという問題がある。又、霜が若干ガスに同伴して
流出するという問題があり、着霜が進むとガス流速が速
（なるため、かかる問題点が顕著に現れるという欠点を
有していた。そこで、伝熱管２３の間の隙間を大きく設
定することが考えられるが、その場合は境膜伝熱係数が
下がり、熱交換器の伝熱面積を大きくせざるを得ないと
いう新たな問題を生じる。

また、これらの問題点を解決するために、種々検討した
結果、第５図に示すように、円筒容器３２内にフィン付
き伝熱管３３を配設するとともに、複数の邪魔板３４を
配置してジグザグ状のガス通路を形成することによって
、霜による閉塞が生じないようにガス通路を広くとりな
がら、必要な境膜伝熱係数を確保でき、コンパクトで脱
湿効果の大なる熱交換器３１が得られることが判明した
。

しかし、このような熱交換器３１においても、ガスの飽
和蒸気圧の関係からガス入口の近傍で霜が多く着霜する
ため、また出口付近では霜の付着は少ないもののガス温
度が低く、霜の性状が乾燥しているため、霜がガスに同
伴されて流出するという問題を完全には解消し得ない。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の問題点を考慮してなされたもので
あって、霜によってガス通路が閉塞され難く、かつ霜が
ガスに同伴して流出するのを防止できるようにしたガス
脱湿用熱交換器の提供を目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明のガス脱湿用熱交換器は、円筒容器内にその軸心
方向に沿って冷熱媒体が通るフィン付き伝熱管を配設す
るとともに、軸心方向に適当間隔おきに複数の邪魔板を
配設し、各邪魔板には、円筒容器一端側のガス入口から
他端側のガス出口に至るガス通路がジグザグ状に形成さ
れるように交互に反対側位置にガス通過開口を形成し、
かつ各邪魔板の配置間隔を、ガス入口とガス出口に近い
部分では広く、その中間部分では狭くなるように設定し
たことを特徴とするものである。

このように、邪魔板を配置するとともにフィン付き伝熱
管を用いることによって、霜による閉塞が生じないよう
にガス通路を広くとりながら、必要な境膜伝熱係数を確
保でき、コンパクトで脱湿効果の大なる熱交換器を得る
ことができる。さらにガス入口に近い部分で邪魔板間隔
を広くしているので、霜の厚みが異常に厚くなるのを防
止でき、中間部分においては邪魔板間隔を狭くしている
のでガス流速が上がって伝熱性能が良くなり、ガス出口
に近い部分では邪魔板間隔を広くしているので、ガス流
速が下がって霜がガスに同伴するのを防止できることに
なる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。ガス脱湿用熱交換器１は、水平に配置され
た円筒容器２内に軸心方向に沿ってＵ字状のフィン付き
伝熱管３を多数配設して構成されている。前記円筒容器
２の一端部には、管板４にて区画された流路室５が配設
され、前記伝熱管３の開口端が管板４を貫通してこの流
路室５に開口している。図示例では、流路室５は仕切板
６にて上下に３室に分割され、その下部室５ａに設けら
れた冷媒人ロアから流入した冷ブラインが、一群の伝熱
管３内を通って中間室５ｂに流入し、この中間室５ｂか
ら再び残りの一群の伝熱管３内を通って上部室５ｃに流
入し、冷媒出口８から流出するように構成されている。

前記円筒容器２内には軸心方向に適当間隔おきに複数の
邪魔板９が配設され、かつこれら邪魔板９には交互に反
対側位置となるようにガス通過開口１０が形成され、円
筒容器２内に伝熱管３を何回も横切るようにジグザグ状
のガス通路１１が形成されている。円筒容器２の他端部
にはガス通路１１の他端を区画する区画板１２が配設さ
れ、前記伝熱管３の折り曲げ部が支持されている。円筒
容器２の管板４の近傍位置にはガス人口１３が、区画板
１２の近傍位置にはガス出口１４が設けられている。前
記邪魔板９の配置間隔は、ガス人口１３に近い部分から
ガス出口に近い部分に向かって、Ａ、Ｂ、、Ｃ，Ｃ。

Ｃ，Ｂとすると、Ａ＞Ｂ、Ｂ＞Ｃ，Ｄ＞Ｃとなるように
設定されている。具体的な数値を示すと、Ａ＝５９０ｎ
、Ｂ＝Ｄ＝５６０Ｕｌ、　Ｃ＝４１０ｓｓである。

以上の構成において、図示しない冷凍機から送り出され
てきた冷ブラインを冷媒人ロアから供給すると、冷ブラ
インは伝熱管３内を流通したのち冷媒出口８から流出し
、冷凍機に戻って循環する。

ここで、ガス人口１３から脱湿すべきガスを供給すると
、ガスがガス通路１１を通過する間に伝熱管３を介して
冷ブラインと熱交換することにより冷却され、ガス中の
水分が伝熱管３及びそのフィン表面に着霜して脱湿され
、ガス出口１４から流出する。このとき、ガス人口１３
に近い部分では邪魔板９の間隔が広く、霜の付着範囲が
広がるため、ガス入口近傍でガスの飽和蒸気圧の関係か
ら霜の付着量が多くても霜が異常に厚くなることはない
。又、中間部分では邪魔板９の間隔が狭く、ガス流速が
高くなるため、伝熱性能が良くなる。

さらに、ガス出口１４に近い部分では邪魔板９の間隔が
広く、ガス流速が低くなるため、霜がガスに同伴して流
出するのを防止できる。

上記のように邪魔板９の配置間隔を設定した場合と、邪
魔板を等間隔で配置した場合についての比較実験の結果
を第３図に示す。第３図から明らかなように、本発明に
よれば、総括伝熱係数は邪魔板間隔の広い部分で多少低
くなっているが、ガス入口に近い部分において除湿量及
び霜厚みが異常に大きくなるのを防止されていることが
認められ、霜がガスと同伴するのを効果的に防止できる
ことを示している。

〔発明の効果〕

本発明のガス脱湿用熱交換器は、以上のように、円筒容
器内にその軸心方向に沿って冷熱媒体が通るフィン付き
伝熱管を配設するとともに、軸心方向にそれぞれ間隔を
おいて複数の邪魔板を配設し、各邪魔板には、円筒容器
一端側のガス入口から他端側のガス出口に至るガス通路
がジグザグ状に形成されるように交互に反対側位置にガ
ス通過開口が形成され、かつ各邪魔板の配置間隔を、ガ
ス入口とガス出口に近い部分では広く、その中間部分で
は狭くなるように設定した構成である。このように、円
筒容器内に邪魔板を配置するとともにフィン付き伝熱管
を用いているので、霜による閉塞が生じないようにガス
通路を広くとっても必要な境膜伝熱係数を確保でき、コ
ンパクトで脱湿効果の大なる熱交換器を得ることができ
る。しかも、ガス入口に近い部分で邪魔板間隔を広くし
ているので、霜の厚みが異常に厚くなるのを防止でき、
中間部分においては邪魔板間隔を狭くしているのでガス
流速が上がって伝熱性能が良くなり、ガス出口に近い部
分では邪魔板間隔を広（しているので、ガス流速が下が
って霜がガスに同伴するのを防止でき、伝熱性能を大き
く低下させることなく、霜の流出を確実に防止できると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断正面図、第２図は第１
図のｎ−ｎ線断面図、第３図は比較実験の結果を示すグ
ラフ、第４図は従来例の概略構成図、第５図は本発明に
至る過程で案出された概略構成図である。 ■はガス脱湿用熱交換器、２は円筒容器、３は伝熱管、
９は邪魔板、１０はガス通過開口、１１はガス通路であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、円筒容器内にその軸心方向に沿って冷熱媒体が通る
   フィン付き伝熱管を配設するとともに、軸心方向にそれ
   ぞれ間隔をおいて複数の邪魔板を配設し、各邪魔板には
   、円筒容器一端側のガス入口から他端側のガス出口に至
   るガス通路がジグザグ状に形成されるように交互に反対
   側位置にガス通過開口が形成され、かつ各邪魔板の配置
   間隔を、ガス入口とガス出口に近い部分では広く、その
   中間部分では狭くなるように設定したことを特徴とする
   ガス脱湿用熱交換器。