(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に延びる外胴と、前記外胴内に配置され高温熱媒体が内部を流れる複数の伝熱管からなる伝熱管群とを備え、高温熱媒体入口より受け入れた前記高温熱媒体が前記伝熱管群内を流れる状態で、前記外胴と前記伝熱管群との間に形成された低温熱媒体移流空間に流入される低温熱媒体を加温して加温ガスとして外部に放出するシェルアンドチューブ形に構成され、
前記低温熱媒体移流空間に流入する低温熱媒体量に対応するガス量の前記加温ガスが外部に放出される構成で、
前記低温熱媒体が気液混相状態で前記低温熱媒体移流空間に流入することがある熱交換器であって、
前記低温熱媒体移流空間において加温ガスが流れる外胴内の空間である加温ガス移流空間部位に、液相状態にある前記低温熱媒体と前記加温ガスとの接触面積を拡大する接触面積拡大手段を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側に、気相状態にある前記低温熱媒体を受け入れる第１低温熱媒体流入口を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流上手側に、液相状態にある前記低温熱媒体を受け入れる第２低温熱媒体流入口を備え、
前記低温熱媒体移流空間を、前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側から移流上手側に、前記低温熱媒体が移流する構成で、
前記第２低温熱媒体流入口の下部に、前記接触面積拡大手段を備えた熱交換器。
【請求項２】
水平方向に延びる外胴と、前記外胴内に配置され高温熱媒体が内部を流れる複数の伝熱管からなる伝熱管群とを備え、高温熱媒体入口より受け入れた前記高温熱媒体が前記伝熱管群内を流れる状態で、前記外胴と前記伝熱管群との間に形成された低温熱媒体移流空間に流入される低温熱媒体を加温して加温ガスとして外部に放出するシェルアンドチューブ形に構成され、
前記低温熱媒体移流空間に流入する低温熱媒体量に対応するガス量の前記加温ガスが外部に放出される構成で、
前記低温熱媒体が気液混相状態で前記低温熱媒体移流空間に流入することがある熱交換器であって、
前記低温熱媒体移流空間において加温ガスが流れる外胴内の空間である加温ガス移流空間部位に、液相状態にある前記低温熱媒体と前記加温ガスとの接触面積を拡大する接触面積拡大手段を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側の上側部位に、気液混相状態にある前記低温熱媒体を受け入れる低温熱媒体流入口を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側の下側部位に、加温ガスを放出する加温ガス放出口を備えるとともに、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側に設けられた管板から、前記伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向に沿って仕切り板が延設され、
前記低温熱媒体移流空間を、低温熱媒体流入口から流入した前記低温熱媒体が、前記仕切り板に沿って、その上側を伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向上手側に移動するとともに、仕切り板の端部と前記高温熱媒体の移流上手側に設けられた管板との間の上下方向連通路を介して下降移動し、前記仕切り板に沿って、その下側を伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向下手側に移動してするとともに加温ガス放出口に到達する構成で、
前記仕切り板の端部の下側に、前記接触面積拡大手段を備えた熱交換器。
【請求項３】
水平方向に延びる外胴と、前記外胴内に配置され高温熱媒体が内部を流れる複数の伝熱管からなる伝熱管群とを備え、高温熱媒体入口より受け入れた前記高温熱媒体が前記伝熱管群内を流れる状態で、前記外胴と前記伝熱管群との間に形成された低温熱媒体移流空間に流入される低温熱媒体を加温して加温ガスとして外部に放出するシェルアンドチューブ形に構成され、
前記低温熱媒体移流空間に流入する低温熱媒体量に対応するガス量の前記加温ガスが外部に放出される構成で、
前記低温熱媒体が気液混相状態で前記低温熱媒体移流空間に流入することがある熱交換器であって、
前記低温熱媒体移流空間において加温ガスが流れる外胴内の空間である加温ガス移流空間部位に、液相状態にある前記低温熱媒体と前記加温ガスとの接触面積を拡大する接触面積拡大手段を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側の上側部位に、気液混相状態にある前記低温熱媒体を受け入れる低温熱媒体流入口を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側の下側部位に、加温ガスを放出する加温ガス放出口を備えるとともに、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側に設けられた管板から、前記伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向に沿って仕切り板が延設され、
前記低温熱媒体移流空間を、低温熱媒体流入口から流入した前記低温熱媒体が、前記仕切り板に沿って、その上側を伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向上手側に移動するとともに、仕切り板の端部と前記高温熱媒体の移流上手側に設けられた管板との間の上下方向連通路を介して下降移動し、前記仕切り板に沿って、その下側を伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向下手側に移動してするとともに加温ガス放出口に到達する構成で、
前記仕切り板の端部側部位に複数の貫通孔を設け、前記複数の貫通孔の下側に、前記接触面積拡大手段を備えた熱交換器。
【請求項４】
前記接触面積拡大手段が、液相状態の低温熱媒体を受け止め液面を形成する皿状部材からなり、当該皿状部材に上下方向の貫通孔が複数設けられている請求項１〜３の何れか一項記載の熱交換器。
【請求項５】
複数の前記皿状部材が複数、上下方向に積層して構成され、皿状部材間に、加温ガスの流通路が形成されている請求項４記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水平方向に延びる外胴と、前記外胴内に配置され高温熱媒体が内部を流れる複数の伝熱管からなる伝熱管群とを備え、高温熱媒体入口より受け入れた高温熱媒体が伝熱管群内を流れる状態で、外胴と伝熱管群との間に形成された低温熱媒体移流空間に流入される低温熱媒体を加温して加温ガスとして外部に放出するシェルアンドチューブ形に構成され、低温熱媒体移流空間に流入する低温熱媒体量に対応するガス量の加温ガスが外部に放出される構成で、低温熱媒体が気液混相状態で低温熱媒体移流空間に流入することがある熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の熱交換器の一例としては、特許文献１に記載の加温器１１、特許文献２に記載のガス過熱用熱交換器１１がある。これら文献に開示の熱交換器は、蒸発器（気化器）により蒸発・気化された低温熱媒体を高温熱媒体により昇温する構造を有しており、構造上の問題や設置上の問題等により、横置きシェルアンドチューブ構造とされている。
即ち、水平方向に延びる外胴と、この外胴内に配置され高温熱媒体（海水）が内部を流れる複数の伝熱管からなる伝熱管群とを備え、高温熱媒体入口より受け入れた高温熱媒体（海水）が伝熱管群内を流れる状態で、外胴と伝熱管群との間に形成された低温熱媒体移流空間に流入される低温熱媒体（天然ガス）を加温して加温ガスとして外部に放出する。
従来型シェルアンドチューブ構造の熱交換器を、本願に対応して、図６に示した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２６９４６８号公報
【特許文献２】特開２００２−３０９２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の設備は、液化天然ガス（ＬＮＧ）から気化天然ガス（ＮＧ）及び熱量調整された都市ガスを得るための設備であるが、一般的に気液混相状態にある或はほぼ気化された状態にある昇温対象の低温熱媒体を高温熱媒体により昇温する熱交換器にあっては、熱交換器の上流の運転状態が変化する、或は、周囲環境の温度条件等の変化によって、設計条件として予定される以上の液相状態にある低温熱媒体が本願の熱交換器に対応する加温器に流入することがある。
このような状態にあっては、その冷熱負荷が大きくなり、低温熱媒体が熱交換器出口から液相のまま送出される虞がある。このような異常状態が発生すると、熱交換器を含むシステム全体の運転状態が多大に影響を受け好ましくない。
【０００５】
本発明の目的は、横置きシェルアンドチューブ構造を有する熱交換器であって、昇温対象の低温熱媒体が、気液混相状態で熱交換器内に流入することがある熱交換器において、低温熱媒体の気化を確実に行い、熱交換器から送出される低温熱媒体を確実に気相の状態とすることができる熱交換器を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための、
水平方向に延びる外胴と、前記外胴内に配置され高温熱媒体が内部を流れる複数の伝熱管からなる伝熱管群とを備え、高温熱媒体入口より受け入れた前記高温熱媒体が前記伝熱管群内を流れる状態で、前記外胴と前記伝熱管群との間に形成された低温熱媒体移流空間に流入される低温熱媒体を加温して加温ガスとして外部に放出するシェルアンドチューブ形に構成され、
前記低温熱媒体移流空間に流入する低温熱媒体量に対応するガス量の前記加温ガスが外部に放出される構成で、
前記低温熱媒体が気液混相状態で前記低温熱媒体移流空間に流入することがある熱交換器の特徴構成は、
前記低温熱媒体移流空間において加温ガスが流れる外胴内の空間である加温ガス移流空間部位に、液相状態にある前記低温熱媒体と前記加温ガスとの接触面積を拡大する接触面積拡大手段を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側に、気相状態にある前記低温熱媒体を受け入れる第１低温熱媒体流入口を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流上手側に、液相状態にある前記低温熱媒体を受け入れる第２低温熱媒体流入口を備え、
前記低温熱媒体移流空間を、前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側から移流上手側に、前記低温熱媒体が移流する構成で、
前記第２低温熱媒体流入口の下部に、前記接触面積拡大手段を備えたことにある。
【０００７】
この熱交換器では、接触面積拡大手段が備えられることで、液相状態にある低温熱媒体と加温ガスとの接触機会が増大され、低温熱媒体液の気化（蒸発）を促すことができる。
結果、接触面積拡大手段を備えない従来型の熱交換器より、気化不足による液相状態にある低温熱媒体の放出が抑制され、熱交換器内において、低温熱媒体の気化を促進し、熱交換器から送出される低温熱媒体を確実に気相の状態とすることができる。
【０００９】
また、第１低温熱媒体流入口から受け入れた気相状態にある低温熱媒体は、高温熱媒体の移流下手側から移流上手側に移流するに従って昇温される。一方、第２低温熱媒体流入口から受け入れた液相状態にある低温熱媒体は、接触面積拡大手段により、液相状態にある低温熱媒体と加温ガスとの接触機会が増大され、低温熱媒体液の気化（蒸発）を促すことができる。結果、接触面積拡大手段を備えない従来型の熱交換器より、気化不足による液相状態にある低温熱媒体の放出が抑制され、熱交換器内において、低温熱媒体の気化を確実に行い、熱交換器から送出される低温熱媒体を確実に気相の状態とすることができる。
【００１０】
上記目的を達成するための、
水平方向に延びる外胴と、前記外胴内に配置され高温熱媒体が内部を流れる複数の伝熱管からなる伝熱管群とを備え、高温熱媒体入口より受け入れた前記高温熱媒体が前記伝熱管群内を流れる状態で、前記外胴と前記伝熱管群との間に形成された低温熱媒体移流空間に流入される低温熱媒体を加温して加温ガスとして外部に放出するシェルアンドチューブ形に構成され、
前記低温熱媒体移流空間に流入する低温熱媒体量に対応するガス量の前記加温ガスが外部に放出される構成で、
前記低温熱媒体が気液混相状態で前記低温熱媒体移流空間に流入することがある熱交換器の特徴構成は、
前記低温熱媒体移流空間において加温ガスが流れる外胴内の空間である加温ガス移流空間部位に、液相状態にある前記低温熱媒体と前記加温ガスとの接触面積を拡大する接触面積拡大手段を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側の上側部位に、気液混相状態にある前記低温熱媒体を受け入れる低温熱媒体流入口を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側の下側部位に、加温ガスを放出する加温ガス放出口を備えるとともに、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側に設けられた管板から、前記伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向に沿って仕切り板が延設され、
前記低温熱媒体移流空間を、低温熱媒体流入口から流入した前記低温熱媒体が、前記仕切り板に沿って、その上側を伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向上手側に移動するとともに、仕切り板の端部と前記高温熱媒体の移流上手側に設けられた管板との間の上下方向連通路を介して下降移動し、前記仕切り板に沿って、その下側を伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向下手側に移動してするとともに加温ガス放出口に到達する構成で、
前記仕切り板の端部の下側に、前記接触面積拡大手段を備えたことにある。
【００１１】
この熱交換器では、接触面積拡大手段が備えられることで、液相状態にある低温熱媒体と加温ガスとの接触機会が増大され、低温熱媒体液の気化（蒸発）を促すことができる。
結果、接触面積拡大手段を備えない従来型の熱交換器より、気化不足による液相状態にある低温熱媒体の放出が抑制され、熱交換器内において、低温熱媒体の気化を促進し、熱交換器から送出される低温熱媒体を確実に気相の状態とすることができる。
また、低温熱媒体は、気液混相状態で熱交換器内に受け入れられ、気相側が仕切り板に沿って、高温熱媒体の移流上手側に移動する。一方、液相側は仕切り板に受止められ、その上側表面に液溜りを形成する。そして、仕切り板と高温熱媒体の移流上手側に設けられた管板との間に上下方向の空間が形成されているため、この空間部位を気相側は下降し、液相側は仕切り板の端部から滴下する。ここで、仕切り板の端部部位の下側に接触面積拡大手段を設けることで、低温熱媒体の気液の接触機会を増加させることが可能となり、低温熱媒体の気化（蒸発）を促進できる。そして、気化後の気相状態の低温熱媒体は、仕切り板の下側を加温ガス放出口に向けて流れ、この加温ガス放出口から放出される。
結果、接触面積拡大手段を備えない従来型の熱交換器より、気化不足による液相状態にある低温熱媒体の放出が抑制され、熱交換器内において、低温熱媒体の気化を確実に行い、熱交換器から送出される低温熱媒体を確実に気相の状態とすることができる。
【００１２】
上記目的を達成するための、
水平方向に延びる外胴と、前記外胴内に配置され高温熱媒体が内部を流れる複数の伝熱管からなる伝熱管群とを備え、高温熱媒体入口より受け入れた前記高温熱媒体が前記伝熱管群内を流れる状態で、前記外胴と前記伝熱管群との間に形成された低温熱媒体移流空間に流入される低温熱媒体を加温して加温ガスとして外部に放出するシェルアンドチューブ形に構成され、
前記低温熱媒体移流空間に流入する低温熱媒体量に対応するガス量の前記加温ガスが外部に放出される構成で、
前記低温熱媒体が気液混相状態で前記低温熱媒体移流空間に流入することがある熱交換器の特徴構成は、
前記低温熱媒体移流空間において加温ガスが流れる外胴内の空間である加温ガス移流空間部位に、液相状態にある前記低温熱媒体と前記加温ガスとの接触面積を拡大する接触面積拡大手段を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側の上側部位に、気液混相状態にある前記低温熱媒体を受け入れる低温熱媒体流入口を備え、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側の下側部位に、加温ガスを放出する加温ガス放出口を備えるとともに、
前記伝熱管に於ける前記高温熱媒体の移流下手側に設けられた管板から、前記伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向に沿って仕切り板が延設され、
前記低温熱媒体移流空間を、低温熱媒体流入口から流入した前記低温熱媒体が、前記仕切り板に沿って、その上側を伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向上手側に移動するとともに、仕切り板の端部と前記高温熱媒体の移流上手側に設けられた管板との間の上下方向連通路を介して下降移動し、前記仕切り板に沿って、その下側を伝熱管に於ける高温熱媒体の移流方向下手側に移動してするとともに加温ガス放出口に到達する構成で、
前記仕切り板の端部側部位に複数の貫通孔を設け、前記複数の貫通孔の下側に、前記接触面積拡大手段を備えることにある。
【００１３】
この熱交換器では、接触面積拡大手段が備えられることで、液相状態にある低温熱媒体と加温ガスとの接触機会が増大され、低温熱媒体液の気化（蒸発）を促すことができる。
結果、接触面積拡大手段を備えない従来型の熱交換器より、気化不足による液相状態にある低温熱媒体の放出が抑制され、熱交換器内において、低温熱媒体の気化を促進し、熱交換器から送出される低温熱媒体を確実に気相の状態とすることができる。
また、この構成の熱交換器も先に説明した例と同じく、仕切り板を備える。そして、その端部側部位に複数の貫通孔を備えることで、液相状態の低温熱媒体を複数の貫通孔を介して、接触面積拡大手段に導くことができる。従って、先の例のように、仕切り板の端部のみからの液の滴下を発生する場合より、分散状態を上げることが可能となる。そして、高い分散状態で、接触面積拡大手段で気相側と液相側との接触機会を上げて、気化（蒸発）を促すことができる。気化後の気相状態の低温熱媒体は、仕切り板の下側を加温ガス放出口に向けて流れ、この加温ガス放出口から放出される。
従って、接触面積拡大手段を備えない従来型の熱交換器より、気化不足による液相状態にある低温熱媒体の放出が抑制され、熱交換器内において、低温熱媒体の気化を確実に行い、熱交換器から送出される低温熱媒体を確実に気相の状態とすることができる。
【００１４】
これまで説明してきた接触面積拡大手段としては、液相状態の低温熱媒体を受け止め液面を形成する皿状部材からなり、当該皿状部材に上下方向の貫通孔が複数設けられている構成を採用することができる。
皿状部材により低温熱媒体の液を受け止めて、液面を形成して、簡単な構成で接触面積拡大手段を実現できる。
【００１５】
ここで、複数の前記皿状部材が複数、上下方向に積層して構成され、皿状部材間に、加温ガスの流通路が形成されていることが好ましい。
この構成では、上側に設けられた皿状部材と下側に設けられた皿状部材との間に加温ガス流通路を形成することで、多層状態で、気液接触を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図２】接触面積拡大手段を構成するパンチングプレートの構成を示す説明図。
【図３】第２実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図４】第３実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図５】接触面積拡大手段の別構成例を示す説明図。
【図６】従来型シェルアンドチューブ構造の熱交換器の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本願に係る熱交換器１００について、以下、図面を参照して説明する。
本願にあっては、第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態を主に説明する。
ここで、第１実施形態は、本願の熱交換器１００とは別個に低温熱媒体ｃの気液分離を行う気液分離器１を備え、第２実施形態及び第３実施形態は、熱交換器１００内に液溜り形成用の分離プレートである仕切り板２を備えている。
【００１８】
図１、図３、図４に示すように、本願に係る熱交換器１００は、水平方向に延びる外胴３と、この外胴３内に配置され高温熱媒体が内部を流れる複数の伝熱管４からなる伝熱管群４０とを備え、高温熱媒体入口５より受け入れた高温熱媒体が伝熱管群４０内を流れる状態で、外胴３と伝熱管群４０との間に形成された低温熱媒体移流空間５０に流入される構造が採用されている。
【００１９】
これらの図において、外胴３の左右両端側には一対の管板６が設けられており、管板６より横方向端部側に、それぞれ高温熱媒体入口５に接続される高温熱媒体室７、及び高温熱媒体出口８に接続される高温熱媒体室９が設けられている。さらに、一対の管板６間には、伝熱管群４０が設けられている。従って、高温熱媒体入口５から高温熱媒体室７に流入する高温熱媒体ｈは、伝熱管群４０内を流れ、高温熱媒体室９に流入し、高温熱媒体出口８から流出する。
【００２０】
前記外胴３内で、一対の管板６及び伝熱管群４０の外側に形成される空間が低温熱媒体移流空間５０として構成されている。このような低温熱媒体ｃの一例は、気液混相状態にある天然ガスとなる。
図１に示す第１実施形態では、外胴３上部に低温熱媒体入口１０及び加温ガス放出口１１を設けている。
図３に示す第２実施形態、図４に示す第３実施形態では、外胴上部３Ｕに低温熱媒体入口１０を当該低温熱媒体入口１０を設けた外胴の横方向の端部側で、外胴下部３Ｄに加温ガス放出口１１を設けている。
【００２１】
上記構造から、低温熱媒体移流空間５０内を媒体が移流するに伴って、当該低温熱媒体ｃが伝熱管４内を流れる高温熱媒体ｈにより昇温、加温され、加温ガスｗとして加温ガス放出口１１から外部に放出される。
【００２２】
第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態ともに、低温熱媒体移流空間５０に流入する低温熱媒体ｃの総量と同量の加温ガスｗが外部に放出される。従って、本願において、「低温熱媒体移流空間５０に流入する低温熱媒体ｃの総量に対応するガス量」とは、実質的に低温熱媒体移流空間５０に流入する低温熱媒体ｃの総量と同量の加温ガスｗ量を意味する。
即ち、単位時間当り低温熱媒体移流空間５０に送り込まれる低温熱媒体ｃの量に対応する加温ガスｗが、当該単位時間で熱交換器１００から送り出される。
【００２３】
本願に係る熱交換器１００は、低温熱媒体移流空間５０に、加温ガスｗが流れる外胴内の空間である加温ガス移流空間部位に、液相状態にある低温熱媒体ｃと加温ガスｗとの接触面積を拡大する接触面積拡大手段１０１が備えられている。
【００２４】
以下、実施形態毎に説明する。
〔第１実施形態〕
図１に、この実施形態を示した。
この実施形態は、本願に係る熱交換器１００の上流側に低温熱媒体ｃの気液分離器１を備えた例である。
図からも判明するように、この例では、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流下手側に、気相状態にある低温熱媒体ｃを受け入れる第１低温熱媒体流入口１０ａを備え、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流上手側に、液相状態にある低温熱媒体ｃを受け入れる第２低温熱媒体流入口１０ｂを備えて構成されている。そして、低温熱媒体出口１１は、伝熱管４の最上流側の管板６付近に設けられている。従って、低温熱媒体移流空間５０を、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流下手側から移流上手側に、気相状態にある低温熱媒体ｃ（加温ガスｗ）が移流する。
【００２５】
さらに、先に説明した第２低温熱媒体流入口１０ｂの下部（この部位が本願にいう加温ガス移流空間部位に相当する）に、接触面積拡大手段１０１が備えられている。
【００２６】
図２に、接触面積拡大手段１０１の具体的構成を示した。
接触面積拡大手段１０１は、液相状態の低温熱媒体ｃを受け止め液面を形成する皿状部材１２からなり、当該皿状部材に上下方向の貫通孔１３が複数設けられている。この貫通孔１３の穿孔方向は皿状部材の下方から上方に向かう方向とされており、穿孔に伴って上方に向かってばりが形成されるようになっている。従って、この皿状部材１２の上面に第２低温熱媒体流入口１０ｂから流入する液相状態にある低温熱媒体ｃの液面が形成される。
さらに、図から判明するように、複数の皿状部材１２が上下方向に積層されている。そして、上下に位置する皿状部材１２間で、貫通孔１３の水平方向での位置を互いに異ならせるように構成している。従って、これら貫通孔１３を通過する液相状態にある低温熱媒体ｃの液面を下側の皿状部材１２上に形成できる。また、これら上下の皿状部材１２間に、加温ガスｗの流通路が形成されている。
【００２７】
〔第２実施形態〕
図３に、この実施形態を示した。
この実施形態は、熱交換器１００内に気液分離部１０２を備えた例であり、熱交換器１００の上下方向中間位置で、低温熱媒体流入口１０の下部、加温ガス放出口１１の上部に気液分離部１０２として働く、仕切り板２を備えている。
【００２８】
即ち、この例の熱交換器１００は、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流下手側の上側部位に、気液混相状態にある低温熱媒体ｃを受け入れる低温熱媒体流入口１０を備え、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流下手側の下側部位に、加温ガスｗを放出する加温ガス放出口１１を備えるとともに、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流下手側に設けられた管板６から、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流方向に沿って仕切り板２が延設されている。
【００２９】
そして、低温熱媒体移流空間５０を、低温熱媒体流入口１０から流入した低温熱媒体ｃが、仕切り板２に沿って、その上側を伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流方向上手側に移動するとともに、仕切り板２の端部と高温熱媒体ｈの移流上手側に設けられた管板６との間の上下方向連通路１０３を介して下降移動し、仕切り板２に沿って、その下側を伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流方向下手側に移動して加温ガス放出口１１に到達する。
【００３０】
本願の特徴構成である接触面積拡大手段１０１は、仕切り板２の端部２ｅの下側に設けられている。
この例に於ける接触面積拡大手段１０１も、先に第１実施形態で説明した皿状部材１２から構成されている。即ち、接触面積拡大手段は、液相状態の低温熱媒体ｃを受け止め液面を形成する皿状部材１２からなり、当該皿状部材１２に上下方向の貫通孔１３が複数設けられている。この貫通孔１３の穿孔方向は皿状部材１２の下方から上方に向かう方向とされており、穿孔に伴って上方に向かってばりが形成されるようになっている。従って、この皿状部材１２の上面に低温熱媒体流入口１０から流入する液相状態にある低温熱媒体の液面が形成される。
さらに、図から判明するように、複数の皿状部材１２が上下方向に積層されている。そして、上下に位置する皿状部材１２間で、貫通孔１３の水平方向での位置を互いに異ならせるように構成している。従って、これら貫通孔１３を通過する液相状態にある低温熱媒体ｃの液面を下側の皿状部材１２上に形成できる。また、これら上下の皿状部材１２間に、加温ガスｗの流通路が形成されている。
【００３１】
〔第３実施形態〕
図４に、この実施形態を示した。
この実施形態も、熱交換器１００内に気液分離部１０２を備えた例であり、熱交換器１００の上下方向中間位置で、低温熱媒体流入口１０の下部、加温ガス放出口１１の上部に気液分離部１０２として働く、仕切り板２を備えている。
即ち、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流下手側の上側部位に、気液混相状態にある低温熱媒体ｃを受け入れる低温熱媒体流入口１０を備え、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流下手側の下側部位に、加温ガスｗを放出する加温ガス放出口１１を備えるとともに、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流下手側に設けられた管板６から、伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流方向に沿って仕切り板２が延設されている。
【００３２】
従って、低温熱媒体移流空間５０を、低温熱媒体流入口１０から流入した低温熱媒体ｃが、仕切り板２に沿って、その上側を伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流方向上手側に移動するとともに、仕切り板２の端部２ｅと高温熱媒体ｈの移流上手側に設けられた管板６との間の上下方向連通路１０３を介して下降移動し、仕切り板２に沿って、その下側を伝熱管４に於ける高温熱媒体ｈの移流方向下手側に移動して加温ガス放出口１１に到達する。
【００３３】
この例にあっては、図４からも判明するように仕切り板２の端部２ｅ近傍部位に、当該仕切り板２を貫通する複数の仕切り板貫通孔２ｐが設けられている。従って、仕切り板２上では、低温熱媒体の液面が形成されるものの、この仕切り板貫通孔２ｐから低温熱媒体液が滴下する。
【００３４】
本願の特徴構成である接触面積拡大手段は、仕切り板２の端部側部位に設けられた複数の貫通孔２ｐの下側に、設けられている。
この例に於ける接触面積拡大手段も、先に第１実施形態で説明した皿状部材１２から構成されている。即ち、  接触面積拡大手段は、液相状態の低温熱媒体ｃを受け止め液面を形成する皿状部材１２からなり、当該皿状部材１２に上下方向の貫通孔１３が複数設けられている。この貫通孔１３の穿孔方向は皿状部材１２の下方から上方に向かう方向とされており、穿孔に伴って上方に向かってばりが形成されるようになっている。従って、この皿状部材１２の上面に低温熱媒体流入口１０から流入する液相状態にある低温熱媒体ｃの液面が形成される。
さらに、図から判明するように、複数の皿状部材１２が上下方向に積層されている。そして、上下に位置する皿状部材１２間で、貫通孔１３の水平方向での位置を互いに異ならせるように構成している。従って、これら貫通孔１３を通過する液相状態にある低温熱媒体ｃの液面を下側の皿状部材１２上に形成できる。また、これら上下の皿状部材１２間に、加温ガスｗの流通路が形成されている。
【００３５】
〔別実施形態〕
以下、本願の別実施形態に関して説明する。
（１）上述の実施形態では、高温熱媒体が、概略水平方向で、右から左に流れる形態を示したが、右から左に流れる他、左から右に流れてもよい。
（２）上述の第３実施形態において、接触面積拡大手段は、仕切り板２ｅの端部から液滴の落下地点を考慮して、適宜延設して構成することもできる。
（３）上記の実施形態では、接触面積拡大手段が複数の皿状部材から構成される例を示したが、このような接触面積拡大手段は、液相状態にある低温熱媒体が液面を形成し、その液面において気相状態にある低温熱媒体と熱交換できればよい。
このような構成の別実施形態としては、図５（ａ）（ｂ）に示すように、伝熱管群の間に、液相状態の低温熱媒体を受け止め、液面を形成する樋状部材３０からなり、当該樋
状部材３０に上下方向の貫通孔３１が複数設けられている構成を採用できる。
ここで、図５（ａ）に示す例は、断面視、下側に凸の円弧状部材を採用し、その円弧内に低温熱媒体の液を貯留し、当該樋状部材３０の上に液面を形成するものである。図５（ｂ）に示す例は、断面視、中央の棒状部材３５に対して、放射状に放射板３６を分散させて設け、棒状部材３５と上方に延びる放射板３６で低温熱媒体の液を貯留し、当該樋状部材３０の上に液面を形成するものである。
【００３６】
図５（ｃ）は、外胴３内をその上下方向に沿った断面で示した図であり、上記樋状部材３０の分散配置状態を示したものである。この図からも判明するように、外筒３の筒軸方向視で、複数の前記樋状部材３０が上下及び左右方向に分散配置されることで、適宜、液相状態にある低温熱媒体を受止め、その気化を促進することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
横置きシェルアンドチューブ構造を有する熱交換器であって、昇温対象の低温熱媒体が、気液混相状態で熱交換器内に流入するある熱交換器において、熱交換器内において、低温熱媒体の気化を確実に行い、熱交換器から送出される低温熱媒体を確実に気相の状態とすることができる熱交換器を得ることができた。
【符号の説明】
【００３８】
２      仕切り板
２ｐ    仕切り板貫通孔
３      外筒
４      伝熱管
１０    低温熱媒体流入口
１１    加温ガス放出口
１２    皿状部材
１３    貫通孔
３０    樋状部材
４０    伝熱管群
５０    低温熱媒体移流空間
１０１  接触面積拡大手段
１０２  気液分離部
１０３  上下方向連通路
【図１】
0005984438.tif 000002
【図２】
0005984438.tif 000003
【図３】
0005984438.tif 000004
【図４】
0005984438.tif 000005
【図５】
0005984438.tif 000006
【図６】
0005984438.tif 000007