JP6827293B2

JP6827293B2 - Heat exchanger

Info

Publication number: JP6827293B2
Application number: JP2016202593A
Authority: JP
Inventors: 悠一杉江
Original assignee: Tlv Co Ltd
Current assignee: Tlv Co Ltd
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2021-02-10
Anticipated expiration: 2036-10-14
Also published as: JP2018063096A

Description

ここに開示された技術は、蒸気から熱を回収する熱交換器に関する。 The techniques disclosed herein relate to heat exchangers that recover heat from steam.

従来より、蒸気から熱を回収する熱交換器が知られている。例えば、特許文献１には、容器と、容器内に蒸気を供給する供給部と、容器内に配置された伝熱部とを備えた熱交換器が開示されている。容器内には、水が貯留されており、伝熱部の少なくとも一部は、容器内の貯留水に浸かっている。供給部は、容器の底から蒸気を供給する。供給された蒸気は、容器の底から貯留水の水面に向かって浮上していき、その間に貯留水及び伝熱部と熱交換し、凝縮する。凝縮により発生したドレンは、貯留水の一部となる。伝熱部は、蒸気から熱を直接回収すると共に、貯留水からも熱を回収する。伝熱部の内部には水が流通しており、伝熱部によって回収された熱は、内部の水を介して熱交換器の外部に運ばれていく。 Conventionally, heat exchangers that recover heat from steam have been known. For example, Patent Document 1 discloses a heat exchanger including a container, a supply unit for supplying steam into the container, and a heat transfer unit arranged in the container. Water is stored in the container, and at least a part of the heat transfer part is immersed in the stored water in the container. The supply unit supplies steam from the bottom of the container. The supplied steam rises from the bottom of the container toward the surface of the stored water, and during that time, heat exchanges with the stored water and the heat transfer unit and condenses. The drain generated by the condensation becomes a part of the stored water. The heat transfer unit recovers heat directly from steam and also recovers heat from stored water. Water circulates inside the heat transfer unit, and the heat recovered by the heat transfer unit is carried to the outside of the heat exchanger via the water inside.

特開２０１６−１０９３７４号JP-A-2016-109374

ところで、前述のような熱交換器において熱交換能力を向上させるためには、蒸気と貯留水との接触時間が長くなるように、貯留水の深さを深くすることが考えられる。しかしながら、貯留水の深さを深くすると、水頭が大きくなり、蒸気を供給する際の圧力を高くする必要がある。例えば、蒸気使用装置や蒸気使用設備からブロワを介して蒸気を熱交換器に供給する場合には、ブロワの能力を向上させなければならない。つまり、熱交換能力を向上させるために、蒸気使用装置又は蒸気使用設備の蒸気排出能力を向上させなければならない。このようなことから、熱交換器に蒸気を供給するのに必要な圧力は低いことが好ましい。 By the way, in order to improve the heat exchange capacity in the heat exchanger as described above, it is conceivable to increase the depth of the stored water so that the contact time between the steam and the stored water becomes long. However, when the depth of the stored water is increased, the head becomes larger and it is necessary to increase the pressure when supplying steam. For example, when steam is supplied to a heat exchanger from a steam-using device or steam-using equipment via a blower, the capacity of the blower must be improved. That is, in order to improve the heat exchange capacity, the steam discharge capacity of the steam-using device or the steam-using equipment must be improved. For this reason, it is preferable that the pressure required to supply steam to the heat exchanger is low.

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換能力の向上と蒸気の供給圧力の低減とを両立させることにある。 The technique disclosed herein has been made in view of this point, and the purpose thereof is to achieve both improvement of heat exchange capacity and reduction of steam supply pressure.

ここに開示された熱交換器は、液体を貯留する貯留部が設けられた容器と、前記貯留部の液体中に蒸気を供給する供給部と、前記貯留部内に収容され、前記貯留部の液体及び前記供給部から供給された蒸気と熱交換を行う伝熱部とを備え、前記供給部は、前記貯留部の液体の深さ方向に対して傾斜又は直交する方向に蒸気を噴出する。 The heat exchanger disclosed here includes a container provided with a storage unit for storing a liquid, a supply unit for supplying vapor into the liquid in the storage unit, and a liquid stored in the storage unit. A heat transfer unit that exchanges heat with the steam supplied from the supply unit is provided, and the supply unit ejects steam in a direction inclined or orthogonal to the depth direction of the liquid in the storage unit.

ここに開示された熱交換器によれば、熱交換能力の向上と蒸気の供給圧力の低減とを両立させることができる。 According to the heat exchanger disclosed here, it is possible to achieve both improvement in heat exchange capacity and reduction in steam supply pressure.

図１は、熱交換器１００を図２のＩ−Ｉ線で切断した縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the heat exchanger 100 cut along the line I-I of FIG. 図２は、熱交換器１００を図１のII−II線で切断した横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat exchanger 100 cut along the line II-II of FIG. 図３は、熱交換器１００を図１のII−II線で切断した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the heat exchanger 100 cut along the line II-II of FIG.

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、熱交換器１００を図２のＩ−Ｉ線で切断した縦断面図である。図２は、熱交換器１００を図１のII−II線で切断した横断面図である。図３は、熱交換器１００を図１のII−II線で切断した斜視図である。 FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the heat exchanger 100 cut along the line I-I of FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat exchanger 100 cut along the line II-II of FIG. FIG. 3 is a perspective view of the heat exchanger 100 cut along the line II-II of FIG.

熱交換器１００は、水を貯留する容器１０と、容器１０内に蒸気を供給する供給部２と、容器１０内に収容され、内部に熱媒体としての水が流通しており、貯留水及び蒸気と熱交換する伝熱管３と、容器１０内の貯留水を排出するオーバーフロー管４と、容器１０内の空気及び蒸気を排出する開放管５と、供給部２から供給される蒸気の流れを案内するガイド６とを備えている。熱交換器１００は、蒸気及び貯留水と伝熱管３内の水とを熱交換させ、蒸気の熱を温水として熱回収する。尚、オーバーフロー管４及び開放管５は、図１にのみ図示している。 The heat exchanger 100 includes a container 10 for storing water, a supply unit 2 for supplying steam into the container 10, and water as a heat medium, which is housed in the container 10 and is circulated therein. The heat transfer pipe 3 that exchanges heat with steam, the overflow pipe 4 that discharges the stored water in the container 10, the open pipe 5 that discharges the air and steam in the container 10, and the flow of steam supplied from the supply unit 2. It is provided with a guide 6 for guiding. The heat exchanger 100 exchanges heat between the steam and the stored water and the water in the heat transfer tube 3, and recovers the heat of the steam as hot water. The overflow pipe 4 and the open pipe 5 are shown only in FIG.

容器１０は、円筒状に形成された周壁１１と、天井部１２と、底部１３とを有している。容器１０の下部は、水を貯留する貯留部１４となっている。貯留部１４には、初期状態として所定量の貯留水が貯留されていると共に、蒸気から発生したドレンを貯留水として貯留する。 The container 10 has a peripheral wall 11 formed in a cylindrical shape, a ceiling portion 12, and a bottom portion 13. The lower part of the container 10 is a storage unit 14 for storing water. A predetermined amount of stored water is stored in the storage unit 14 as an initial state, and drain generated from steam is stored as stored water.

オーバーフロー管４は、水平方向に延び、容器１０の周壁１１を貫通している。オーバーフロー管４の下端部には、貯留水（ドレン）を排出するための配管（図示省略）が接続される。貯留部１４に溜まった貯留水（ドレン）の水位がオーバーフロー管４の高さに達すると、一部のドレンは、オーバーフロー管４を介して排出される。つまり、オーバーフロー管４は、貯留部１４の上限水位を規定する。 The overflow pipe 4 extends in the horizontal direction and penetrates the peripheral wall 11 of the container 10. A pipe (not shown) for draining stored water (drain) is connected to the lower end of the overflow pipe 4. When the water level of the stored water (drain) collected in the storage unit 14 reaches the height of the overflow pipe 4, a part of the drain is discharged through the overflow pipe 4. That is, the overflow pipe 4 defines the upper limit water level of the storage unit 14.

開放管５は、容器１０の周壁１１を貫通している。開放管５は、オーバーフロー管４よりも高い位置に配置されており、容器１０の上部空間を容器１０の外部空間と連通させる。 The open pipe 5 penetrates the peripheral wall 11 of the container 10. The open pipe 5 is arranged at a position higher than the overflow pipe 4 so that the upper space of the container 10 communicates with the external space of the container 10.

供給部２は、容器１０の貯留水中に蒸気を供給する。供給部２は、環状の共通管２１と、共通管２１から分岐する複数（この例では８本）の分岐管２２とを有している。 The supply unit 2 supplies steam to the stored water of the container 10. The supply unit 2 has an annular common pipe 21 and a plurality of (eight in this example) branch pipes 22 that branch from the common pipe 21.

共通管２１は、容器１０の周壁１１を囲むように配置されている。共通管２１には、蒸気供給管（図示省略）が接続されている。蒸気供給管には、例えば、蒸気使用装置の出口側又はドレンタンク等に接続されており、蒸気が供給される。 The common pipe 21 is arranged so as to surround the peripheral wall 11 of the container 10. A steam supply pipe (not shown) is connected to the common pipe 21. The steam supply pipe is connected to, for example, the outlet side of a steam-using device or a drain tank, and steam is supplied.

分岐管２２は、周壁１１を貫通している。分岐管２２の上流端は、共通管２１に接続されている。分岐管２２は、共通管２１から水平に延びて周壁１１を貫通する上流部２３と、上流部２３から下方に延びる中間部２４と、中間部から水平に延びる下流部２５とを有している。下流部２５は、貯留部１４の貯留水中に浸かっている。 The branch pipe 22 penetrates the peripheral wall 11. The upstream end of the branch pipe 22 is connected to the common pipe 21. The branch pipe 22 has an upstream portion 23 extending horizontally from the common pipe 21 and penetrating the peripheral wall 11, an intermediate portion 24 extending downward from the upstream portion 23, and a downstream portion 25 extending horizontally from the intermediate portion. .. The downstream portion 25 is immersed in the stored water of the reservoir 14.

下流部２５は、容器１０の軸心Ｘを中心とする周方向に蒸気を噴出する。この例では、下流部２５は、水平方向であって、容器１０の軸心Ｘを中心とする半径方向に交差する方向に延びている。より具体的には、下流部２５は、水平方向であって、下流部２５の噴口における、軸心Ｘを中心とする接線方向に対して少し外側（即ち、軸心Ｘから離れる側）に向かって蒸気を噴出するように延びている。これら下流部２５からの蒸気の噴出により、貯留水に軸心Ｘ回りの旋回流が生じる。 The downstream portion 25 ejects steam in the circumferential direction centered on the axis X of the container 10. In this example, the downstream portion 25 extends in the horizontal direction and extends in a direction intersecting the radial direction centered on the axis X of the container 10. More specifically, the downstream portion 25 is in the horizontal direction and faces slightly outward (that is, the side away from the axial center X) with respect to the tangential direction centered on the axial center X at the injection port of the downstream portion 25. It extends to eject steam. Due to the ejection of steam from these downstream portions 25, a swirling flow around the axis X is generated in the stored water.

ガイド６は、分岐管２２ごとに設けられている。つまり、ガイド６は、分岐管２２と同じ８個設けられている。ガイド６は、上壁６１と一対の側壁６２とを有している。上壁６１は、長方形状に形成されている。一対の側壁６２は、長方形状に形成され、上壁６１のそれぞれの長辺から垂下している。ガイド６は、分岐管２２の下流部２５を囲む状態で容器１０の底部１３に載置される。ガイド６は、上壁６１、側壁６２、及び容器１０の底部１３によって閉断面を有する流路を形成する。ガイド６は、流路が下流部２５からの蒸気の噴射方向に沿うように載置されている。すなわち、下流部２５は、ガイド６が形成する流路内に蒸気を噴出する。 The guide 6 is provided for each branch pipe 22. That is, the same eight guides 6 as the branch pipe 22 are provided. The guide 6 has an upper wall 61 and a pair of side walls 62. The upper wall 61 is formed in a rectangular shape. The pair of side walls 62 are formed in a rectangular shape and hang down from their respective long sides of the upper wall 61. The guide 6 is placed on the bottom 13 of the container 10 so as to surround the downstream portion 25 of the branch pipe 22. The guide 6 forms a flow path having a closed cross section by the upper wall 61, the side wall 62, and the bottom 13 of the container 10. The guide 6 is placed so that the flow path is along the direction of steam injection from the downstream portion 25. That is, the downstream portion 25 ejects steam into the flow path formed by the guide 6.

伝熱管３は、容器１０の周壁１１に沿って周回するようにコイル状に形成されている。尚、図１〜３では、伝熱管３を簡略化して一周のみ図示しているが、伝熱管３は複数回、周回している。伝熱管３の大部分（例えば、容器１０内を周回している部分）は、貯留部１４の貯留水中に浸かっている。伝熱管３は、ガイド６内を通るように配置されている。伝熱管３の一端部３１及び他端部３２は、鉛直方向に延び、天井部１２を貫通し、容器１０の外側まで延びている。伝熱管３の一端部３１には、水供給管（図示省略）が接続され、伝熱管３の他端部３２に、水排出管（図示省略）が接続されている。伝熱管３の一端部３１から供給された冷水は、伝熱管３の内部を流通し、他端部３２から排出される。冷水は、伝熱管３を流通する際に蒸気及び貯留水と熱交換して熱を回収する。伝熱管３を流れる水の向きは、図１に示すように、分岐管２２が蒸気を噴出する向き（即ち、貯留水の旋回流の向き）とは逆向きになっている。尚、伝熱管３は、伝熱部の一例である。 The heat transfer tube 3 is formed in a coil shape so as to orbit along the peripheral wall 11 of the container 10. In FIGS. 1 to 3, the heat transfer tube 3 is simplified and shown only once, but the heat transfer tube 3 goes around a plurality of times. Most of the heat transfer tube 3 (for example, the portion circulating in the container 10) is immersed in the stored water of the storage unit 14. The heat transfer tube 3 is arranged so as to pass through the guide 6. One end 31 and the other end 32 of the heat transfer tube 3 extend in the vertical direction, penetrate the ceiling portion 12, and extend to the outside of the container 10. A water supply pipe (not shown) is connected to one end 31 of the heat transfer pipe 3, and a water discharge pipe (not shown) is connected to the other end 32 of the heat transfer pipe 3. The cold water supplied from one end 31 of the heat transfer tube 3 circulates inside the heat transfer tube 3 and is discharged from the other end 32. When the cold water flows through the heat transfer tube 3, it exchanges heat with steam and stored water to recover heat. As shown in FIG. 1, the direction of the water flowing through the heat transfer tube 3 is opposite to the direction in which the branch pipe 22 ejects steam (that is, the direction of the swirling flow of the stored water). The heat transfer tube 3 is an example of a heat transfer unit.

このように構成された熱交換器１００の動作について説明する。 The operation of the heat exchanger 100 configured in this way will be described.

伝熱管３には、一端部３１から他端部３２へ向かって冷水が流通している。一方で、供給部２から容器１０内に蒸気が供給される。容器１０の貯留部１４には初期状態の貯留水が存在する。供給部２の分岐管２２は、貯留水に浸かっており、貯留水中に蒸気を供給する。分岐管２２は、水平方向であって、容器１０の軸心Ｘ回りの周方向に蒸気を噴出する。分岐管２２から噴出された蒸気は、ガイド６によって案内され、噴出方向への流れがしばらく維持される。蒸気は、貯留水中を流通する間に、貯留水と熱交換し、凝縮してドレンとなる。ドレンは、貯留水と混ざり合い、貯留水が増加する。貯留水は、蒸気との熱交換及びドレンの混合によって温度が上昇する。貯留水は、伝熱管３と熱交換する。また、一部の蒸気は、伝熱管３と直接熱交換する。伝熱管３内の水は、伝熱管３を介して貯留水及び蒸気から熱を受け取り、温水となる。こうして、蒸気の熱が伝熱管３内の水によって回収される。 Cold water flows through the heat transfer tube 3 from one end 31 to the other 32. On the other hand, steam is supplied from the supply unit 2 into the container 10. The storage portion 14 of the container 10 has the stored water in the initial state. The branch pipe 22 of the supply unit 2 is submerged in the stored water and supplies steam to the stored water. The branch pipe 22 is in the horizontal direction and ejects steam in the circumferential direction around the axis X of the container 10. The steam ejected from the branch pipe 22 is guided by the guide 6, and the flow in the ejection direction is maintained for a while. While circulating in the stored water, the steam exchanges heat with the stored water and condenses into a drain. The drain mixes with the stored water, increasing the stored water. The temperature of the stored water rises due to heat exchange with steam and mixing of drain. The stored water exchanges heat with the heat transfer tube 3. In addition, some steam directly exchanges heat with the heat transfer tube 3. The water in the heat transfer tube 3 receives heat from the stored water and steam via the heat transfer tube 3 and becomes hot water. In this way, the heat of the steam is recovered by the water in the heat transfer tube 3.

貯留水が増加していくと、やがて、貯留水の水位は、オーバーフロー管４の高さに達する。すると、貯留水の一部は、オーバーフロー管４から排出されていく。また、供給部２から供給される蒸気に空気が混入している場合、空気は、貯留水を通過し、容器１０の上部空間に滞留する。最終的に、空気は、開放管５から容器１０の外部に排出される。 As the stored water increases, the water level of the stored water eventually reaches the height of the overflow pipe 4. Then, a part of the stored water is discharged from the overflow pipe 4. Further, when air is mixed in the steam supplied from the supply unit 2, the air passes through the stored water and stays in the upper space of the container 10. Finally, the air is discharged from the open pipe 5 to the outside of the container 10.

このように構成された熱交換器１００においては、蒸気が供給部２から貯留水中の水平方向に噴出されるので、蒸気を単純に上方に噴出する構成と比較して、蒸気が貯留水中を進む距離を長くすることができる。これにより、蒸気を貯留水の深い位置に噴出しなくても、蒸気と貯留水との接触時間を確保することができ、熱交換能力を確保することができる。それに加えて、蒸気を貯留水の深い位置に供給しなくてもよいので、蒸気の供給圧力を低減することができる。その結果、熱交換能力の向上と供給圧力の低減を両立することができる。 In the heat exchanger 100 configured in this way, steam is ejected from the supply unit 2 in the horizontal direction in the stored water, so that the steam advances in the stored water as compared with a configuration in which steam is simply ejected upward. The distance can be increased. As a result, the contact time between the steam and the stored water can be secured and the heat exchange capacity can be secured without ejecting the steam to a deep position of the stored water. In addition, since it is not necessary to supply the steam to a deep position of the stored water, the supply pressure of the steam can be reduced. As a result, both improvement of heat exchange capacity and reduction of supply pressure can be achieved.

さらに、供給部２から噴出された蒸気を水平方向に案内するガイド６を設けることによって、貯留水中に噴出された蒸気は、より長い間、水平方向に流れる。これにより、蒸気と貯留水との接触時間をより長くすることができる。 Further, by providing the guide 6 for guiding the steam ejected from the supply unit 2 in the horizontal direction, the steam ejected into the stored water flows in the horizontal direction for a longer period of time. As a result, the contact time between the steam and the stored water can be lengthened.

特に、ガイド６は、蒸気の浮上を規制する上壁６１を有しているので、蒸気が貯留水の水面まで浮上するまでの時間、即ち、蒸気と貯留水との接触時間をより長くすることができる。 In particular, since the guide 6 has an upper wall 61 that regulates the ascent of steam, the time until the steam ascends to the surface of the stored water, that is, the contact time between the steam and the stored water is made longer. Can be done.

また、供給部２は、容器１０の軸心Ｘを中心とする周方向に蒸気を噴出することによって、貯留水に旋回流を発生させることができる（図２の太矢印参照）。その結果、貯留水中に噴出された蒸気は、旋回流の流れに乗って、貯留水中を進む距離がさらに延長される。これにより、蒸気が貯留水の水面に浮上するまでの時間を遅くさせ、蒸気と貯留水との接触時間をより長くすることができる。さらに、旋回流が発生することにより、伝熱管３と接する貯留水の流れが速くなり、伝熱管３と貯留水との熱交換が促進される。このことによっても、熱交換能力が向上する。 Further, the supply unit 2 can generate a swirling flow in the stored water by ejecting steam in the circumferential direction centered on the axis X of the container 10 (see the thick arrow in FIG. 2). As a result, the steam ejected into the stored water rides on the swirling flow, and the distance traveled through the stored water is further extended. As a result, the time until the steam rises to the surface of the stored water can be delayed, and the contact time between the steam and the stored water can be lengthened. Further, by generating a swirling flow, the flow of the stored water in contact with the heat transfer tube 3 becomes faster, and the heat exchange between the heat transfer tube 3 and the stored water is promoted. This also improves the heat exchange capacity.

さらに、供給部２は、軸心Ｘ回りの周方向における複数箇所に配置された複数の分岐管２２を有している。そのため、周方向の複数箇所から蒸気が周方向に噴射される。これにより、旋回流がより発生しやすくなる。 Further, the supply unit 2 has a plurality of branch pipes 22 arranged at a plurality of locations in the circumferential direction around the axis X. Therefore, steam is injected in the circumferential direction from a plurality of locations in the circumferential direction. As a result, a swirling flow is more likely to occur.

さらに、供給部２は、下流部２５の噴口における、軸心Ｘを中心とする接線方向に対して少し外側（即ち、軸心Ｘから離れる側）に向かって蒸気を噴出する。仮に、接線方向に対して内側に向かって蒸気が噴出されると、蒸気は、軸心Ｘに向かって螺旋状に進み、比較的小さな半径の旋回流となる。それに対し、接線方向に対して外側に向かって蒸気が噴出されると、蒸気がそのまま進んだとしても、蒸気は、周壁１１に当たり、周壁１１に沿って流れる。その結果、比較的大きな半径の旋回流となる。これにより、蒸気が貯留水中を進む距離を長くすることができ、蒸気と貯留水との熱交換量を増加させることができる。 Further, the supply unit 2 ejects steam slightly outward (that is, a side away from the axis X) with respect to the tangential direction centered on the axis X at the injection port of the downstream portion 25. If steam is ejected inward in the tangential direction, the steam spirals toward the axis X and becomes a swirling flow having a relatively small radius. On the other hand, when the steam is ejected outward in the tangential direction, the steam hits the peripheral wall 11 and flows along the peripheral wall 11 even if the steam advances as it is. The result is a swirling flow with a relatively large radius. As a result, the distance that the steam travels in the stored water can be increased, and the amount of heat exchange between the steam and the stored water can be increased.

それに加えて、ガイド６は、供給部２の蒸気の噴出方向に沿って延びている。これにより、蒸気の拡散を抑制し、蒸気の指向性を高め、旋回流をより生じやすくすることができる。特に、ガイド６は、供給部２の蒸気の噴出方向に沿って延びる一対の側壁６２を有しているので、蒸気が軸心Ｘを中心とする半径方向の外側や内側に逸れていくことを防止し、蒸気の指向性を高めることができる。 In addition, the guide 6 extends along the direction of steam ejection from the supply unit 2. As a result, it is possible to suppress the diffusion of steam, increase the directivity of steam, and make it easier to generate a swirling flow. In particular, since the guide 6 has a pair of side walls 62 extending along the steam ejection direction of the supply unit 2, the steam can be deflected to the outside or the inside in the radial direction about the axis X. It can be prevented and the directivity of steam can be increased.

さらに、伝熱管３をガイド６内に配置することによって、伝熱管３と蒸気及び貯留水との熱交換を促進することができる。つまり、蒸気及び高温の貯留水が拡散することなく、集中的に流れる中に伝熱管３が配置されているので、より多くの蒸気及び高温の貯留水が伝熱管３と熱交換を行うようになる。 Further, by arranging the heat transfer tube 3 in the guide 6, heat exchange between the heat transfer tube 3 and the steam and the stored water can be promoted. That is, since the heat transfer tube 3 is arranged while the steam and the stored water at a high temperature do not diffuse and flow intensively, more steam and the stored water at a high temperature exchange heat with the heat transfer tube 3. Become.

また、伝熱管３は、高さ方向において、供給部２の噴口とガイド６の上壁６１の間に配置されているので、供給部２の噴口から噴出された蒸気が上壁６１まで浮上する間に、伝熱管３と接触しやすくなる。このことによっても、蒸気と伝熱管３との熱交換が促進される。 Further, since the heat transfer tube 3 is arranged between the injection port of the supply unit 2 and the upper wall 61 of the guide 6 in the height direction, the steam ejected from the injection port of the supply unit 2 floats up to the upper wall 61. In the meantime, it becomes easy to come into contact with the heat transfer tube 3. This also promotes heat exchange between the steam and the heat transfer tube 3.

さらに、上壁６１まで浮上した蒸気は、ガイド６内を上壁６１に沿って流れる。伝熱管３は、上壁６１の下面に沿って（即ち、下面の近傍に）配置されている。そのため、上壁６１に沿って流れる蒸気は、伝熱管３と接触しやすい。このことによっても、蒸気と伝熱管３との熱交換が促進される。 Further, the steam that has floated up to the upper wall 61 flows in the guide 6 along the upper wall 61. The heat transfer tube 3 is arranged along the lower surface of the upper wall 61 (that is, in the vicinity of the lower surface). Therefore, the steam flowing along the upper wall 61 easily comes into contact with the heat transfer tube 3. This also promotes heat exchange between the steam and the heat transfer tube 3.

以上のように、熱交換器１００は、水（液体）を貯留する貯留部１４が設けられた容器１０と、貯留部１４の水中に蒸気を供給する供給部２と、貯留部１４内に収容され、貯留部１４の水及び供給部２から供給された蒸気と熱交換を行う伝熱管３（伝熱部）とを備え、供給部２は、水平（即ち、貯留部１４の水の深さ方向に対して直交する方向）に蒸気を噴出する。 As described above, the heat exchanger 100 is housed in the container 10 provided with the storage unit 14 for storing water (liquid), the supply unit 2 for supplying steam into the water of the storage unit 14, and the storage unit 14. It is provided with a heat transfer tube 3 (heat transfer section) that exchanges heat with the water of the storage section 14 and the steam supplied from the supply section 2, and the supply section 2 is horizontal (that is, the depth of the water of the storage section 14). Steam is ejected in the direction perpendicular to the direction).

この構成によれば、貯留部１４の水中に噴出された蒸気は、単純に上方に浮上するのではなく、水平方向に流れながらしだいに浮上していく。そのため、蒸気が貯留水中を進む距離が長くなり、蒸気と貯留水との接触時間も長くなる。これにより、貯留水中の比較的深い位置から蒸気を供給しなくても、熱交換能力を確保することができる。さらには、貯留水中の比較的浅い位置から供給することができるので、蒸気使用装置等から蒸気を排出する圧力、即ち、蒸気の供給圧力を低減することができる。これらの結果、熱交換能力の向上と蒸気の供給圧力の低減とを両立させることができる。 According to this configuration, the steam ejected into the water of the storage unit 14 does not simply rise upward, but gradually rises while flowing in the horizontal direction. Therefore, the distance that the steam travels in the stored water becomes long, and the contact time between the steam and the stored water also becomes long. As a result, the heat exchange capacity can be ensured without supplying steam from a relatively deep position in the stored water. Furthermore, since it can be supplied from a relatively shallow position in the stored water, the pressure for discharging steam from a steam-using device or the like, that is, the supply pressure for steam can be reduced. As a result, it is possible to achieve both improvement of heat exchange capacity and reduction of steam supply pressure.

また、熱交換器１００は、供給部２から噴出された蒸気の流れを案内するガイド６をさらに備え、ガイド６は、供給部２から噴出された蒸気を、水平（即ち、深さ方向に対して直交する方向）に案内する。 Further, the heat exchanger 100 further includes a guide 6 for guiding the flow of steam ejected from the supply unit 2, and the guide 6 causes the steam ejected from the supply unit 2 to be horizontally (that is, in the depth direction). In the direction orthogonal to each other).

この構成によれば、貯留水中に噴出された蒸気が水平方向に進む距離がより長くなる。その結果、蒸気が貯留水の水面まで浮上するまでの時間が遅くなり、蒸気と貯留水との接触時間がより長くなる。 According to this configuration, the distance that the steam ejected into the stored water travels in the horizontal direction becomes longer. As a result, the time it takes for the steam to rise to the surface of the stored water is delayed, and the contact time between the steam and the stored water becomes longer.

さらに、ガイド６は、蒸気の浮上を規制して、蒸気を水平（即ち、深さ方向に対して直交する方向）に案内する上壁６１を有し、伝熱管３の少なくとも一部は、上壁６１の下方に配置されている。 Further, the guide 6 has an upper wall 61 that regulates the floating of the steam and guides the steam horizontally (that is, in a direction orthogonal to the depth direction), and at least a part of the heat transfer tube 3 is above. It is located below the wall 61.

この構成によれば、貯留水中に噴出された蒸気は、上壁６１によって浮上が規制され、上壁６１の下方を上壁６１に沿って流れる。そして、上壁６１の下方には、伝熱管３が配置されているので、蒸気と伝熱管３との接触が促進される。その結果、熱交換能力を向上させることができる。 According to this configuration, the steam ejected into the stored water is restricted from floating by the upper wall 61 and flows below the upper wall 61 along the upper wall 61. Since the heat transfer tube 3 is arranged below the upper wall 61, the contact between the steam and the heat transfer tube 3 is promoted. As a result, the heat exchange capacity can be improved.

また、供給部２は、貯留部１４において、深さ方向に延びる軸心Ｘ回りの旋回流が発生する方向に蒸気を噴出する。 Further, the supply unit 2 ejects steam in the storage unit 14 in the direction in which a swirling flow around the axis X extending in the depth direction is generated.

この構成によれば、貯留水に軸心Ｘ回りの旋回流が発生するようになる。蒸気の噴出方向による効果に加えて、蒸気が旋回流に乗って流れることによっても、蒸気が貯留水中を進む距離が長くなる。それに加えて、旋回流が発生することにより、伝熱管３と接する貯留水の流れが速くなり、伝熱管３と貯留水との熱交換が促進される。 According to this configuration, a swirling flow around the axis X is generated in the stored water. In addition to the effect of the direction of steam ejection, the flow of steam along with the swirling flow also increases the distance the steam travels in the stored water. In addition, the generation of the swirling flow speeds up the flow of the stored water in contact with the heat transfer tube 3, and promotes the heat exchange between the heat transfer tube 3 and the stored water.

さらに、供給部２は、貯留部１４において、深さ方向に延びる軸心Ｘ回りの周方向における複数箇所から蒸気を噴出する。 Further, the supply unit 2 ejects steam from a plurality of locations in the storage unit 14 in the circumferential direction around the axis X extending in the depth direction.

この構成によれば、軸心Ｘ回りの周方向における複数箇所から蒸気が噴出されるので、旋回流が発生しやすくなる。 According to this configuration, steam is ejected from a plurality of locations in the circumferential direction around the axis X, so that a swirling flow is likely to occur.

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。 << Other Embodiments >>
As described above, the above-described embodiment has been described as an example of the technology disclosed in the present application. However, the technique in the present disclosure is not limited to this, and can be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, etc. are made as appropriate. It is also possible to combine the components described in the above-described embodiment into a new embodiment. In addition, among the components described in the attached drawings and the detailed description, not only the components essential for solving the problem but also the components not essential for solving the problem in order to illustrate the above-mentioned technology. Can also be included. Therefore, the fact that these non-essential components are described in the accompanying drawings or detailed description should not immediately determine that those non-essential components are essential.

前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。 The embodiment may have the following configuration.

例えば、熱交換器１００の各要素の構成は、一例に過ぎず、様々な構成を採用することができる。 For example, the configuration of each element of the heat exchanger 100 is only an example, and various configurations can be adopted.

熱交換器１００は、伝熱部として伝熱管３を採用しているが、これに限られるものではない。伝熱管３は、コイル状でなくてもよい。また、伝熱管３は、フィンチューブ型であってもよい。さらには、伝熱部は、ヒートシンク等であってもよい。 The heat exchanger 100 employs a heat transfer tube 3 as a heat transfer unit, but the heat exchanger 100 is not limited to this. The heat transfer tube 3 does not have to be coiled. Further, the heat transfer tube 3 may be of a fin tube type. Further, the heat transfer unit may be a heat sink or the like.

供給部２は、８個の分岐管２２を有し、容器１０の複数箇所から蒸気を供給しているが、これに限られるものではない。供給部２は、容器１０の１箇所から蒸気を供給してもよい。また、分岐管２２の個数は、７個以下であってもよく、９個以上であってもよい。 The supply unit 2 has eight branch pipes 22 and supplies steam from a plurality of locations of the container 10, but the present invention is not limited to this. The supply unit 2 may supply steam from one place in the container 10. Further, the number of branch pipes 22 may be 7 or less, or 9 or more.

さらに、供給部２は、蒸気を貯留水中に水平に噴出しているが、貯留水の深さ方向に対して傾斜又は直交する方向に蒸気を噴出する限り、任意の方向に蒸気を噴出することができる。蒸気を単純に上方に噴出する構成と比較して、蒸気を深さ方向に対して少なくとも傾斜させることによって、比較的浅い位置から蒸気を噴出したとしても蒸気が貯留水中を進む距離を確保することができる。つまり、供給圧力を低減しつつ、熱交換能力を確保することができる。例えば、下流部２５は、中間部２４から水平方向ではなく、斜め下方又は斜め上方に延びていてもよい。 Further, although the supply unit 2 ejects steam horizontally into the stored water, it ejects steam in any direction as long as the steam is ejected in a direction inclined or orthogonal to the depth direction of the stored water. Can be done. By tilting the steam at least in the depth direction compared to a configuration in which the steam is simply ejected upward, the distance that the steam travels through the stored water even if the steam is ejected from a relatively shallow position is secured. Can be done. That is, it is possible to secure the heat exchange capacity while reducing the supply pressure. For example, the downstream portion 25 may extend diagonally downward or diagonally upward from the intermediate portion 24 instead of in the horizontal direction.

また、供給部２は、蒸気を軸心Ｘ回りの周方向に噴出しているが、これは好ましい例であり、供給部２は、蒸気をそれ以外の方向に噴出してもよい。例えば、供給部２は、蒸気を軸心Ｘを中心とする半径方向内側又は外側に蒸気を噴出してもよい。ただし、貯留水に旋回流を発生させる観点からは、供給部２は、蒸気を半径方向に対して傾斜又は直交する方向に蒸気を噴出することが好ましい。 Further, the supply unit 2 ejects steam in the circumferential direction around the axis X, which is a preferable example, and the supply unit 2 may eject steam in other directions. For example, the supply unit 2 may eject steam inside or outside in the radial direction about the axis X. However, from the viewpoint of generating a swirling flow in the stored water, it is preferable that the supply unit 2 ejects steam in a direction in which the steam is inclined or orthogonal to the radial direction.

また、ガイド６は、省略してもよい。ただし、蒸気の拡散を防止して、旋回流の発生の促進又は伝熱管３との熱交換を促進のためには、ガイド６を設けることが好ましい。 Further, the guide 6 may be omitted. However, in order to prevent the diffusion of steam and promote the generation of swirling flow or heat exchange with the heat transfer tube 3, it is preferable to provide the guide 6.

以上説明したように、ここに開示された技術は、熱交換器について有用である。 As described above, the techniques disclosed herein are useful for heat exchangers.

１００熱交換器
１０容器
１４貯留部
２供給部
３伝熱管（伝熱部）
６ガイド
６１上壁
Ｘ軸心 100 Heat exchanger 10 Container 14 Storage unit 2 Supply unit 3 Heat transfer tube (heat transfer unit)
6 Guide 61 Upper wall X axis

Claims

蒸気から熱を回収する熱交換器であって、
液体を貯留する貯留部が設けられた容器と、
前記貯留部の液体中に蒸気を供給する供給部と、
前記貯留部内に収容され、前記貯留部の液体及び前記供給部から供給された蒸気と熱交換を行う伝熱部と、
前記供給部から噴出された蒸気の流れを案内するガイドとを備え、
前記供給部は、前記貯留部の液体の深さ方向に対して傾斜又は直交する方向に蒸気を噴出し、
前記ガイドは、前記供給部から噴出された蒸気を、前記深さ方向に対して傾斜又は直交する方向に案内することを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger that recovers heat from steam
A container with a storage unit for storing liquid,
A supply unit that supplies vapor into the liquid in the storage unit and
A heat transfer unit that is housed in the storage unit and exchanges heat with the liquid in the storage unit and the vapor supplied from the supply unit .
It is equipped with a guide that guides the flow of steam ejected from the supply unit .
The supply unit ejects vapor in a direction inclined or orthogonal to the depth direction of the liquid in the storage unit .
The guide is a heat exchanger characterized in that the steam ejected from the supply unit is guided in a direction inclined or orthogonal to the depth direction .

請求項１に記載の熱交換器において、
前記ガイドは、蒸気の浮上を規制して、蒸気を前記深さ方向に対して傾斜又は直交する方向に案内する上壁を有し、
前記伝熱部の少なくとも一部は、前記上壁の下方に配置されていることを特徴とする熱交換器。 In the heat exchanger according to claim 1 ,
The guide has an upper wall that regulates the ascent of the steam and guides the steam in a direction that is inclined or orthogonal to the depth direction.
A heat exchanger characterized in that at least a part of the heat transfer portion is arranged below the upper wall.

請求項１又は２に記載の熱交換器において、
前記供給部は、前記貯留部において、前記深さ方向に延びる軸心回りの旋回流が発生する方向に蒸気を噴出することを特徴とする熱交換器。 In the heat exchanger according to claim 1 or 2 .
The supply unit is a heat exchanger that ejects steam in the storage unit in a direction in which a swirling flow around the axis extending in the depth direction is generated.

請求項３に記載の熱交換器において、
前記供給部は、前記貯留部において、前記深さ方向に延びる軸心回りの周方向における複数箇所から蒸気を噴出することを特徴とする熱交換器。 In the heat exchanger according to claim 3 ,
The supply unit is a heat exchanger in the storage unit, which ejects steam from a plurality of locations in the circumferential direction around the axis extending in the depth direction.