JPS6359075B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は垂直な可撓管を備え、且つ、主とし
て含塩溶液の蒸発に使用されるいわゆる薄膜降下
タイプの熱交換器に関するものである。

可撓管内を第１の流体が降下して、この可撓管
の外周を第２の流体が薄いフイルム状となつて流
下するとき、例えば第２の流体に、第１の流体の
保有熱が与えられるように構成されている熱交換
器の場合、上記薄いフイルム状に第２の流体を流
下させながら、第１の流体を導入するスペースと
第２の流体を導入するスペースとに対する可撓管
の連結構造を確実に行うことはむつかしいもので
ある。

そこでこの発明は、形状が比較的小さい取付具
を用いることによつて第２の流体が薄くフイルム
状に流下できると共に、第１の流体が内部を流下
するところの管状部材及び可撓管を容易に且つ強
固に通管板に固着できるように工夫したものであ
つて、その構成は、流体を漏出せぬ外殻を備え、
外殻の上部には第１の流体が導入される第１の導
入管が突設され、且つ、第１の導入管に連通する
第１のスペースが内設され、更に第１のスペース
の下端にはプレートが内設され、プレートには単
数又は複数の流下孔が貫設され、円筒状の管状部
材の上端部は夫々の流下孔に密着して貫装され、
更にプレートの下方には第２の流体が導入される
第２のスペースが内設され、その側壁を形成する
外殻には第２のスペースに連通する第２の導入管
が突設され、更に第２のスペースの下端には通管
板が外殻に内設され、通管板には単数又は複数の
取付具嵌装孔が管状部材の下端と相対する位置に
中心軸を同じくして貫設され、取付具嵌装孔に貫
装せられたる取付具に設けられた縦方向の溝と取
付具嵌装孔の内側面によつて形成せられる流路
（実線矢印）によつて下方の熱交換室と連通して
おり、円筒状の回転体状であつて管状部材に略等
しい内径を持つ取付具は、同じく円筒状の回転体
状であつて上端には通管板より上方に突出して管
状部材に中心軸を同じくして固着せられたる分流
器上端部が設けられ、更にその下方には取付具嵌
装孔の上端の周囲に上方より接し、通管板に対し
て取付具を支承する肩部が設けられ、更にその下
方には、高さが少なくとも通管板の厚さよりも大
きい円筒状部を備え、円筒状部の円筒状外側面は
取付具嵌装孔の内側面と密接し、以て、取付具は
取付具嵌装孔に貫装され、更に又、円筒状外側面
と肩部の外側面には複数の縦方向の溝が縦断して
刻設され、以て、取付具嵌装孔の内側面及び溝に
より第２の流体を第２のスペースより熱交換室に
導く流路（実線矢印）が形成され、又、円筒状部
の下方には更に下方に拡がる円錐台状の外側表面
を備える下端部が設けられ、且つ下端部の内側面
には結合手段部が設けられ、更に又、内部を貫通
する第１の流体の流路（Ｖ、白矢印）を形成する
ところの円筒状内側面の直径が管状部材の内側面
の直径に略等しく、且つ、中心軸を同じくすると
ころの分流器、同じく円筒状の回転体状であつ
て、分流器の下端部分に内装されている結合手段
部に中心軸を同じくして固着せられたる円筒管状
の結合手段部が上端に備えられ、その下方には上
端の直径が実際上可撓管８の内径に等しい、下方
に拡がる円錐台状の外側表面を備えた上尖部及び
上尖部の外側表面と連続し、且つ、下方に狭まる
円錐台状の外側表面を備えた下尖部より形成さ
れ、更に分流器の円筒状内側面に連続して略等し
い内径を以て第１の流体の流路（Ｖ、白矢印）を
形成する円筒状内側面を備え、而して、上尖部及
び下尖部の外側表面に可撓管の上端部を挿着せる
スリーブ、及び同じく円筒状の回転体状であつ
て、分流器の下端部の外側表面に連続する回転面
状の外側面を備え、更にスリーブの上尖部の外側
面と相補う形状の内側面を備え、更に又、スリー
ブにより貫通せられ、而してスリーブが分流器に
螺着せられることによつてスリーブの上尖部の外
側表面と相対して可撓管の上端部を挾着すると共
に、上端部を分流器の底面に圧着せられるところ
の嵌着環によつて構成せられ、複数の取付具を貫
装せる通管板の下方に設けられた熱交換室には上
端を取付具に吊着せられた複数の可撓管が垂直に
設けられ、可撓管の下端は排出路に連通し、排出
路は外殻に突設せる排出管に連通し、更に外殻に
は熱交換室に連通する排出管を突設せることを特
徴とする熱交換器であり、又、上記溝は螺旋形状
であることを特徴とする熱交換器である。

次にこの発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。第１図において、本発明に係る熱交換器が流
体を漏出せぬ外殻２内に封入されており、この外
殻２に固定された水平な通管板４と連合して熱交
換室６を形成しており、この通管板４は前記外殻
２の側壁に気密に連結されている。

可撓性のプラスチツク製の可撓管８が前述した
熱交換室６内に垂直に据付けられている。各可撓
管８の薄い壁は、100μ等しいかそれより小さい
厚さを有し、この構造の例では例えば蒸気のよう
な気体からなる（熱い）第１の流体により加熱さ
れ蒸発されるべきもので、この例では含塩溶液か
らなる第２の流体との間の熱交換表面を形成して
いる。

前述した可撓管８の上端部は、金属製かあるい
はプラスチツク製の通管板４に形成された孔１０
に挿着せられた取付具に挾着され、又、可撓管８
のの下端部は排出路１２に連結され、この排出路
１２は気密に前記外殻２に貫装せられた排出管１
６に連通している。

以下に説明されるように、前記可撓管８は、取
付具２８によつて可撓管８の外周面上に含塩溶液
の薄い降下するフイルムを形成するように可撓管
８の上端部を挾着され、一方では取付具２８の上
端は第１のスペース１８ｂの底面に貫設せられた
管状部材２４の下端に固着されており、取付具２
８の内側流路Ｖを通じて可撓管８の内側に第１の
流体を供給されると共に、取付具２８により熱交
換室６内に吊設された可撓管８の下端部は排出路
１２を経て排出管１６に連通している。

実際に、第１図に示されている熱交換器の場合
においては、含塩溶液はそれが可撓管８の外周面
上を薄いフイルムの形式で流れるにつれ、この可
撓管８の内部で循環されている（熱い）気体によ
つて蒸発されることが観察される。更に可撓管８
の下端部は、好ましくは可撓管の自由な縦方向の
膨張を許容するように設計されている装置で排出
路１２に連結されている。

第１図からわかるように、前記水平な通管板４
は前記外殻２の上部内に導入室１８を形成してお
り、この導入室１８は第１のスペース１８ｂと第
２のスペース１８ａとに細分されており、第１の
スペース１８ｂには第１の導入管２２を通じて高
温蒸気が供給され、第２のスペース１８ａには第
２の導入管２０を通じて含塩溶液が供給される。
導入室１８内には、管状部材２４が通管板４の取
付具１０に対向して垂直に配置されている。この
管状部材２４はその上端が前記導入室１８の第１
のスペース１８ｂ内に開口しており、又、その下
端は前記可撓管８内に固着している。

前記第１のスペース１８ｂ及び第２のスペース
１８ａは、好ましくはエラストマーからなり、且
つ、管状部材２４が貫着されるための流下孔２９
が設けられているプレート２７によつて気密に分
離されていることが望ましい。このプレート２７
は、流下孔２９に前記管状部材２４にリングを嵌
装して肩の部分を形成して嵌装することによつて
所定位置に保持される。

第１図に示す熱交換器の操作はこれから述べる
ような手順で行われる。既に記述したように、気
体状の第１の流体が可撓管８の上端から下端に向
けてその可撓管８内を管状部材２４によつて循環
し、そして、排出路１２と排出管１６を通つて排
出されるために第１の導入管２２を通つて導入室
１８内に導入される。含塩溶液からなる第２の流
体は第２の導入管２０を通つて第２のスペース１
８ａ内に導入され、それから薄いフイルム状とな
つて可撓管８に沿つて流れて排出管２６を通して
回収されるようにするため、取付具２８の溝４４
と通管板４の取付具嵌装孔１０の内側面の間の流
路（実線矢印）を通過して熱交換室６内へと降下
する。

第２図において、第１図の熱交換器の部分的拡
大図が示されており、水平な通管板４から可撓管
８を吊設するための取付具２８に関して発明の新
しい装置が具体化されている。この図において、
第１図に既に記載され且つ例示されている部分に
ついては、同じ参照数字が示されている。この図
において、前記可撓管８、水平な通管板４及び可
撓管８に第１の流体を供給する管状部材２４及び
取付具２８が示されている。

通管板４は、第２図においてプラスチツク材で
作られた取付具２８で可撓管８を支えている。こ
の取付具２８は、前記通管板４を通過する第２流
体の適当な下降流と熱交換器内での可撓管８の容
易且つ確実な取付けを達成するものである。

この図に例示されているように、前記取付具２
８は、前記可撓管８の上端部内に嵌合したスリー
ブ３０と、可撓管８をとり囲み、且つ可撓管８を
固定するために前記スリーブ３０と共同する嵌着
環３２と第２の流体の分流器３４とからなり、こ
の分流器３４は分流器３４の上端部に形成された
肩部３６によつて前記通管板４に取付けられてい
る。これから明らかにされるように、前記取付具
嵌装孔１０の内部壁に沿つて第２の流体の下降流
の通路が形成されている。前記分流器３４の上端
は管状部材２４に固着され、下端はスリーブ３０
の上端に固着されている。

前記スリーブ３０と前記分流器３４とは夫々円
筒状内側面３３，３５を備え、前記取付具２８の
全体を通して一定の横断面の第１の流体の通路Ｖ
を形成している。厳密に言えば、可撓管８の中心
軸９に関して回転体状のスリーブ３０はその外部
に上尖部３０ａ及び下尖部３０ｂを備え、これら
の上尖部３０ａ及び下尖部３０ｂは上下に互に隣
接していると共に中心軸９に関して傾斜した表面
を形成している。これらの上尖部３０ａ及び下尖
部３０ｂの外側面は２つの截頭円錐形の側壁に相
当し、横断面の大きい方の基部で互に連結されて
おり、その部分の直径は可撓管８の直径よりも僅
かに大きくされている。前記上尖部３０ａに対応
する截頭円錐形状の基部直径と傾斜角度は、前記
可撓管８を挿着することを得る大きさで且つ、後
述の方法で可撓管８を確実に挾持できる様な角度
に選ぶことができる。又、上尖部３０ａの上端及
び下尖部３０ｂの下端の外径は可撓管２８の内径
に略等しい。更に、下尖部３０ｂに対応する截頭
円錐形は、可撓管８内にスリーブ３０の手動によ
る挿入を容易にするためのものである。又、前記
スリーブ３０の外部表面は、下尖部３０ｂが単に
スリーブ３０上に可撓管８の取付けを容易にする
ためのものにすぎないので、可撓管８の取付けの
ために使用される截頭円錐形の上尖部３０ａのみ
でもよいことがわかる。

更に、第２図を参照して、中心軸９について回
転体状であるところの分流器３４の形状は円筒状
外側面４０と、截頭円錐形の下端部外側面４２と
によつて前記肩部３６から一体に形成されている
ことがわかる。他の特記すべき特徴は、円筒状外
側面４０が前記取付具嵌装孔１０の内壁と接して
おり、且つ、前記分流器３４と前記取付具嵌装孔
１０との間に第２の流体の下降流のための通路
（実線矢印）を形成する溝４４を備えていること
である。前記分流器３４の下端部外側面４２は、
その下端が嵌着環３２と実質的に等しい直径の外
周を有する上方に細い截頭円錐形を形成してい
る。

本発明において、取付具２８の分流器３４の円
筒状外側面４０に形成されている溝４４は好まし
くは螺旋状である。溝４４のピツチと横断面は、
これらの溝４４が第２の流体に回転方向の運動を
与えることができるようなものであり、それによ
つて第２の流体は可撓管８の外壁上に薄いフイル
ムを形成し、このフイルムは可撓管８を形成する
プラスチツクの撥水性にもかかわらず、可撓管８
上に完全に分布される。

前記スリーブ３０の上部は、前記分流器３４の
内部壁上に形成されている結合手段部４８に固着
せらるべき同じ型式の結合手段を形成する結合手
段部４６である。固定された前記結合手段４６
は、前記スリーブ３０を前記分流器３４に確実に
固定するために本実施例では、結合手段部４８内
のねじ部と螺合するねじ部を備えている。スリー
ブ３０の結合手段部４６と分流器３４の結合手段
部４８とは、円筒状内側面３３及び３５が取付具
２８を貫通する通路Ｖを形成し、この通路Ｖの壁
上に如何なる不連続性もないように設計される。

前記スリーブ３０と前記分流器３４とは、電磁
溶接、バヨネツト型の連結具、或いは他の既知の
手段で連結され得るものである。同様な手段は、
第２図で分流器上端部５０で達成されている分流
器３４と管状部材２４との間の連結にも適用され
得るものである。

前記円筒状外側面４０の高さと前記通管板４の
厚さとが異なるときには、円筒状スリーブ（図示
せず）を用い、前記円筒状外側面４０の高さに対
応する高さに第２の流体の下降流に対する通路を
形成するように前記分流器３４と連結する。

前記したように、取付具２８を備えた結果とし
て可撓管８の取付けが容易に遂行される。事実、
管状部材２４にしつかりと固定された取付具２８
を、前記肩部３６が前記通管板４に接するまで通
管板４の各取付具嵌装孔１０内に挿入することが
必要になるだけである。前記可撓管８はスリーブ
３０と嵌着環３２との間にこの可撓管８を挿着
し、それから、スリーブ３０に分流器３４を連結
することによつて前記取付具２８にしつかりと固
定される。

この発明に係る熱交換器は上述のように構成し
たものであつて、取付具２８の外側面に刻設せら
れた複数の溝４４によつて第２の流体がこの取付
具２８に上端部を挾着せられたる夫々の可撓管８
の表面を薄いフイルム状となつて流下できること
になり、そして、取付具２８を用いることによつ
て薄くフイルム状に流下する第２の流体へ第１の
流体から効率良く熱交換が行われると共に、取付
具２８及びこれに取付けてある可撓管８は容易に
通管板４に取付けることができるのである。

又、上記複数の溝４４を螺旋形状に形成した実
施態様の発明は、第２の流体に螺旋運動を与える
ことになつて、第１の流体から第２の流体への熱
交換を一そう効果的なものとするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による熱交換器の説明
図、第２図は第１図に適用されている本発明に係
る取付具の部分縦断面図である。 符号説明、２………外殻、４……通管板、６…
…熱交換室、８……可撓管、９……中心軸、１０
……取付具嵌装孔、１２……排出路、１６，２６
……排出管、１８……導入室、１８ａ……第２の
スペース、１８ｂ……第１のスペース、２０……
第２の導入管、２２……第１の導入管、２４……
管状部材、２７……プレート、２８……取付具、
２９……流下孔、３０……スリーブ、３０ａ……
上尖部、３０ｂ……下尖部、３２……嵌着環、３
３，３５……円筒状内側面、３４……分流器、３
６……肩部、４０……円筒状外側面、４２……下
端部外側面、４４……溝、４６，４８……結合手
段部、５０……分流器上端部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体を漏出せぬ外殻２を備え、外殻２の上部
   には第１の流体が導入される第１の導入管２２が
   突設され、且つ、第１の導入管に連通する第１の
   スペース１８ｂが内設され、更に第１のスペース
   １８ｂの下端にはプレート２７が内設され、プレ
   ート２７には単数又は複数の流下孔２９が貫設さ
   れ、円筒状の管状部材２４の上端部は夫々の流下
   孔２９に密着して貫装され、更にプレート２７の
   下方には第２の流体が導入される第２のスペース
   １８ａが内設され、その側壁を形成する外殻２に
   は第２のスペース１８ａに連通する第２の導入管
   ２０が突設され、更に第２のスペース１８ａの下
   端には通管板４が外殻２に内設され、通管板４に
   は単数又は複数の取付具嵌装孔１０が管状部材２
   ４の下端と相対する位置に中心軸を同じくして貫
   設され、取付具嵌装孔１０に貫装せられたる取付
   具２８に設けられた縦方向の溝４４と取付具嵌装
   孔１０の内側面によつて形成せられる流路（実線
   矢印）によつて下方の熱交換室６と連通してお
   り、円筒状の回転体状であつて管状部材２４に略
   等しい内径を持つ取付具２８は、同じく円筒状の
   回転体状であつて上端には通管板４より上方に突
   出して管状部材２４に中心軸９を同じくして固着
   せられたる分流器上端部５０が設けられ、更にそ
   の下方には取付具嵌装孔１０の上端の周囲に上方
   より接し、通管板４に対して取付具２８を支承す
   る肩部３６が設けられ、更にその下方には、高さ
   が少なくとも通管板４の厚さよりも大きい円筒状
   部を備え、円筒状部の円筒状外側面４０は取付具
   嵌装孔１０の内側面と密接し、以て、取付具２８
   は取付具嵌装孔１０に貫装され、更に又、円筒状
   外側面４０と肩部３６の外側面には複数の縦方向
   の溝４４が縦断して刻設され、以て、取付具嵌装
   孔１０の内側面及び溝４４により第２の流体を第
   ２のスペース１８ａより熱交換室６に導く流路
   （実線矢印）が形成され、又、円筒状部の下方に
   は更に下方に拡がる円錐台状の外側表面４２を備
   える下端部が設けられ、且つ下端部の内側面には
   結合手段部４８が設けられ、更に又、内部を貫通
   する第１の流体の流路（Ｖ、白矢印）を形成する
   ところの円筒状内側面３５の直径が管状部材２４
   の内側面の直径に略等しく、且つ、中心軸を同じ
   くするところの分流器３４、同じく円筒状の回転
   体状であつて、分流器３４の下端部分に内装され
   ている結合手段部４８に中心軸９を同じくして固
   着せられたる円筒管状の結合手段部４６が上端に
   備えられ、その下方には上端の直径が実際上可撓
   管８の内径に等しい、下方に拡がる円錐台状の外
   側表面を備えた上尖部３０ａ及び上尖部３０ａの
   外側表面と連続する下尖部３０ｂより形成され、
   更に分流器３４の円筒状内側面３５に連続して略
   等しい内径を以て第１の流体の流路（Ｖ、白矢
   印）を形成する円筒状内側面３３を備え、而し
   て、上尖部３０ａ及び下尖部３０ｂの外側表面に
   可撓管８の上端部を挿着せるスリーブ３０、及び
   同じく円筒状の回転体状であつて、分流器３４の
   下端部の外側表面に連続する回転面状の外側面を
   備え、更にスリーブ３０の上尖部３０ａの外側面
   と相補う形状の内側面を備え、更に又、スリーブ
   ３０により貫通せられ、而してスリーブ３０が分
   流器３４に固着せられることによつてスリーブ３
   ０の上尖部３０ａの外側表面と相対して可撓管８
   の上端部を挾着すると共に、上端部を分流器３４
   の底面に圧着せられるところの嵌着環３２によつ
   て構成せられ、複数の取付具２８を貫装せる通管
   板４の下方に設けられた熱交換室６には上端を取
   付具２８に吊着せられた複数の可撓管８が垂直に
   設けられ、可撓管８の下端は排出路１２に連通
   し、排出路１２は外殻２に突設せる排出管１６に
   連通し、更に外殻２には熱交換室６に連通する排
   出管２６を突設せることを特徴とする熱交換器。 ２ 取付具２８の分流器３４の外側面に刻設せら
   れたる溝４４は、螺旋形状であることを特徴とす
   る特許請求範囲第１項に記載の熱交換器。