(57)【要約】  ハウジング部材と、ハウジング部材の中に配置された少なくとも１つの実質的に垂直指向の管状部材１００とを有する熱交換器用流動媒体の分配装置１０を提供する。分配装置は、管状部材の一方の端部に支持されるよう配置された空洞体１２、１４、１６を有する。ひっくり返された形状の漏斗型のコア部材２２は、空洞体の中に形成され、空洞体とコア部材の間に環状の流れ通路２６をもたらしている。空洞体は、入口１８を備えた上位部分１２、出口２０を備えた下位部分１４及び上位部分と下位部分の間に中央部分１６を有する。流れ通路は、入口から下位部分の出口に伸長し、入口から中央部分に向かって次第に狭く、中央部分から出口に向かって次第に広がり、前記通路を通って流れる流動媒体の１つ以上の流量特性を変更するよう構成されている。流量特性とは、流速及び流動媒体の流れ方向を包含している。取り入れ案内構成要素２８は、前記入口から中央部分に向かった連続した流れの中に流れるよう流動媒体を案内するため上位部分に備えられている。放出案内構成要素３０は、管状部材の内部壁面１０４に向かった方向に放出するよう前記出口で流動媒体を案内するため出口に備えられている。
2009505033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング部材と、ハウジング部材の中に配置された少なくとも１つの実質的に垂直指向の管状部材とを有する熱交換器のための流動媒体用分配装置において、
分配放置が、管状部材の各々と関連付けられ、関連付けられた管状部材の一端部で或いは中で支持されるよう構成された空洞体と、空洞体の中に形成されたコア部材と、空洞体とコア部材との間に形成された環状の流れ通路とを備え、
空洞体が、入口を有する上位部分と、出口を有する下位部分と、上位部分と下位部分の間に中央部分とを形成し、流れ通路が、上位部分における入口から下位部分における出口に伸長するよう形成され、上記通路を通って流れる流動媒体の１つ以上の流量特性を変更するよう構成されていることを特徴とする分配装置。
【請求項２】
上記流量特性が、流動媒体の流速及び上記通路を通って流れる流動媒体の流れ方向を包含することを特徴とする請求項１に記載の分配装置。
【請求項３】
上記通路が、入口から中央部分に向かって次第に狭く、中央部分から出口に向かって次第に広がるよう構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の分配装置。
【請求項４】
１つ以上の放出案内構成要素が、関連付けされた管状部材の内部壁面に向かう方向に放出するよう上記出口で流動媒体を案内するため上記出口に配置されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の分配装置。
【請求項５】
コア部材が、上記下位部分の中で或いは近接で実質的に円錐形の部分と、上記上位部分の中で或いは近接で実質的に直線的なネック部分とを備えた、ひっくり返されていない状態の漏斗（じょうろ）の形状で構成され、よって上記通路が、上記上位部分で比較的広い流路を、また上記中央部分及び／又は下位部分で比較的狭い流路を有し、上記中央及び／又は下位部分において通路の中を流れる際、流動媒体を比較的速い流速で流れを生じさせることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の分配装置。
【請求項６】
１つ以上の取り入れ案内構成要素が、上記入口から中央部分に向かう連続した流れの中に流れるよう流動媒体を案内するため上位部分に配置されていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の分配装置。
【請求項７】
上記空洞体が、管状部材で或いは中で空洞体を支持するよう上記上位部分に支持構成部材を有していることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の分配装置。
【請求項８】
上記支持構成部材が、上記上位部分から半径方向に伸長している周辺フランジであって、管状部材の終端部に配置されるよう構成されていることを特徴とする請求項７に記載の分配装置。
【請求項９】
ハウジング部材と、ハウジング部材の中に配置された幾つかの実質的に垂直指向の管状部材と、管状部材の各々の中に支持され請求項１から８の何れか一項に記載された分配装置と、を備えている熱交換器。
【請求項１０】
ハウジング部材が、管状のプレートを有し、１つ以上の分配装置が上記プレートに固定され或いは一体型で構成されている請求項９に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器具における流動媒体用の分配装置に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、公知の流下薄膜式熱交換器は、ハウジングに配置された幾つかの垂直指向チューブを備えている。熱交換のために、第一の流動媒体はチューブを通って重力によって流れ落ちるよう構成され、一方第二の流動媒体はハウジング内に送り込まれる。第一の流動媒体と第二の流動媒体との間の温度差に起因して、一方の媒体から他方の媒体へチューブ壁を介して熱を移動させる。このように公知の熱交換器は、通常、海水または汽水から飲料水を得るプロセスにおいて蒸発装置及び／又は凝縮装置で使用されている。
【０００３】
本発明者は、第一の流動媒体がそこを通って流れる間、各々のチューブの内部壁面の比較的小さな部分に接触するという点に注目しました。したがって、各々のチューブの有効熱伝導面積のほんの小さな部分が、第一の媒体との直接的な熱伝導の状態におかれるだけである。このため、公知の熱交換器は比較的効率が悪いのである。
【０００４】
一般的に、第一の流動媒体は不純物及び／又は鉱物を含み、チューブの内部壁面に不純物及び／又は鉱物の一部が付着することによって、汚れ或いはスケールを引き起こしている。汚れ／スケールのレベルは、チューブを通る流動媒体量に比例して増大している。やがて、付着した不純物及び／又は鉱物は、熱交換器が役に立たなくなるレベルまで深刻化するであろう。このように、チューブの内部壁面に溜まった不純物及び／又は鉱物は取り除く必要がある。不純物及び／又は鉱物の除去は、設備から熱交換器を取り外す必要がある、そうすることでチューブは機械的に及び／又は化学的に洗浄することができる。公知の熱交換器を使用するプラントのプロセスを、正当で効果的な作動状態で維持するには、かなりの経費と時間を要する。さらに保守作業中プラントは非生産的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、１つ以上の上記従来技術の欠点を特定のレベルまで軽減する或いは低減させる熱交換器具における流動媒体用分配装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、１つの特徴において、本発明は、ハウジング部材を有し、少なくとも１つの実質的に垂直指向の管状部材をハウジング部材の中に配置させた熱交換器のための流動媒体用分配装置に属する。本分配装置は、管状部材の一端部で或いは中で支持されるよう配置された空洞体と、空洞体の中に形成されたコア部材と、空洞体とコア部材の間に形成された環状の流れ通路とを備えている。空洞体は、入口を有する上位部分と、出口を有する下位部分と、上位部分と下位部分の間に中央部分とを形成している。流れ通路は、上位部分の入口から下位部分の出口まで伸長し、通路を通って流れる流動媒体の１つ以上の流量特性を変更するよう構成されている。 
【０００７】
好ましくは、上記流量特性とは、流動媒体の流速及び流れ方向を包含する。
【０００８】
優先的には、上記通路は、中央部分に向かって入口から次第に狭くなり、出口に向かって中央部分から次第に広がるよう構成されている。
【０００９】
１つ以上の放出案内構成要素は、管状部材の内部壁面に向かう方向に放出するよう流動媒体を案内するため上記出口に配置されている。
【００１０】
コア部材は、上記下位部分の中で或いは近接で実質的に円錐形の部分と、上記上位部分の中で或いは近接で実質的に直線的なネック部分とを備えた、ひっくり返されていない状態の漏斗（じょうご）の形態で構成され得る。このように、流れ通路は、上記上位部分において比較的広い流路を、また上記中央部分及び／又は下位部分において比較的狭い流路を有している。上記環状の流れ通路は、通路の中を流れる際、上記中央及び／又は下位部分で流量媒体をかなり高速で流れさせる。
【００１１】
また、１つ以上の取り入れ案内構成要素は、中央部分に向かって上記入口からの連続した流れの中に流れるよう流動媒体を案内するために上位部分に配置されている。
【００１２】
上記空洞体は、管状部材の中に分配装置を支持するための支持構成を上位部分に有している。好ましくは、支持構成は上記上位部分から半径方向に伸長している周辺フランジであって、管状部材の終端部に配置されるよう構成されている。
【００１３】
したがって、別の特徴に置いて、本発明は、ハウジング部材と、ハウジング部材の中に配置された実質的に垂直指向の管状部材と、管状部材の各々に支持されている上述の分配装置を備える熱交換器に属する。
【００１４】
好ましくは、管状プレートはハウジング部材の中に備えられ、分配装置は上記プレートに固定されているか或いは一体型で構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明がより容易に理解されまた実用化され得るために、本発明の好ましい実施形態を例示する添付図面を参照する。
【００１６】
まず、図１、２に言及すれば、本発明の１つの実施形態による分配装置１０が示されている。分配装置１０は、上位部分１２と、下位部分１４と、上位部分と下位部分の間に中央部分１６とを備えた空洞体を有している。空洞体は、上位部分に入口１８と、下位部分に出口を形成している。中央部分１６は、比較的狭くなっている。頂部部分１２は、入口１８で比較的広く、中央部分１６に向かって次第に狭くなり、下位部分１４は出口２０に向かって中央部分から次第に広がっている。
【００１７】
内部コア部材２２は、空洞体の中に構成されている。それは、円錐形の部分２４と、実質的に直線状のネック部分と、を有する実質的にひっくり返されていない状態の漏斗（じょうご）のような形態である。環状の流れ通路２６は、空洞体と内部コア部材２２の間に確定されている。
【００１８】
分配装置１０は、環状通路２６の中に配置された幾つかの取り入れ案内構成要素２８を有している。案内構成要素２８は、上位部分１２とネック部分２５との間に伸長している。幾つかの放出案内構成要素３０は、出口２０に備えられている。
【００１９】
このような実施形態において、支持フランジ３２は上位部分１２に備えられている。図３に示された通り、支持フランジ３２は、管状部材の中で流動媒体の蒸発のために内部壁面１０４を有している管状部材１００の取り入れ端部１０２の端部に配置されている。その外部壁面１０６は、流動媒体の凝縮（結露）のためである。
【００２０】
図４を言及すると、使用において、取り入れ案内構成要素２８は、上位部分１２で狭い中央部分１６に向かう通路２６の領域を通る複数の流路において、海水が連続した流れとして流れることができるように流動媒体を案内し分配する。流動媒体の連続した流れの速度は、それらが中央部分１６でより狭くなっている通路領域の中に流れ込むために、早くなる。出口２０の放出案内構成要素３０が、連続した流れを管状部材１００の内部壁面１０４に渦を巻くようにさせるまで、内部部材２２の環状部分２４は、連続した流れをある角度で半径方向に外側に向けて流れさせる。
【００２１】
このように、分配装置１０は、出口で流体流れ速度の急激な加速を可能にし、出口から放出される媒体は、蒸発面１０４で比較的大きな表面積を湿潤させる。
【００２２】
１つの実施形態においては、分配装置の外径は、４９．０ｍｍであり、蒸発装置／凝縮装置の組立て（図示されている）の部分を形成する熱交換管状部材１００の内径（ＩＤ）４９．２ｍｍの内側に嵌合するよう構成されている。分配装置のその他の直径は、その他の熱交換チューブの直径に嵌合するようにされることができる。
【００２３】
分配装置１０のこの実施形態によれば、効果的活性流量ヘッドボリュームは６５ｍＬである（これは、従来の硬質プラスチック樹脂製分配装置の流量ヘッドボリューム１１ｍＬと比較している）。分配装置の中間点で計測した結果、効果的流量断面積は５４０ｍｍ２である（これは、従来の硬質プラスチック樹脂製分配装置の効果的活性流量断面積２７０ｍｍ２と比較している）。
【００２４】
分配装置１０は、最大流量１．０８Ｌ／ｓを立証している（これは、従来の硬質プラスチック樹脂製分配装置の流量０．３０Ｌ／ｓと比較している）。
【００２５】
上述以外の直径の分配装置が使用される場合、それらの効果的活性流量ヘッドボリューム、効果的流量断面及び最大流量は、直径４９．０ｍｍの証明用装置と比較して、それらの直径のおよそ２乗に比例するであろう。
【００２６】
本発明によれば、分配装置は、蒸気圧縮（再圧縮としても公知）式淡水化プラントの改善された蒸発装置（内部チューブ）表面の湿潤を容易にしている。淡水化プラントにおいて、分配装置は、蒸発装置／凝縮装置の組立てを形成する熱交換チューブの上位端部に位置している。分配装置１０の出口２０から出ている塩水は、蒸発装置表面の上で渦を巻かれる。
【００２７】
分配装置１０は、壁面のあらゆる付着物を取り除くのを可能にするために、比較的大きな流量の連続した流れによって、蒸発装置／凝縮装置のチューブ１００の蒸発側の熱移動表面１０４を初期状態に近い条件で維持している。このように表面１０４を維持することによって、クリーンな水を精製する装置毎の最低エネルギー供給量（ｋＷｈ／ｋＬで計測される通り）で、淡水化プロセスを効果的に維持することができる。
【００２８】
また、淡水化効率は、塩水の再循環率を変えることによっても維持される。一例によれば、再循環率は初期値２０：１で設定されており、スケールの積層を研磨するよう要求された場合、８３：１まで上昇するのを許容するであろう。硬質プラスチック樹脂製の既存の分配装置は、計測によれば２３：１の最大再循環率を有する。
【００２９】
再循環率２３：１が、穏やかなスケール／汚れポテンシャルの塩水溶液によって、通常の動作を満足させている一方で、それは、より大きなスケール／汚れポテンシャルの解決のためのスケール除去に重要な研磨能力を提供するものではない。本発明によれば、分配装置は、蒸発装置表面をスケール除去するために要求された再循環率を許容している。
【００３０】
蒸発装置／凝縮装置のチューブの内側における流れ速度は、一般に制限された速度であると言われている。それ以上になれば浸食が起こるかもしれしれない；３ｍ／ｓは、オーステナイトステンレス鋼製チューブの制限値として、一般に順守されている。これらの流れ速度は、４０：１の再循環率、つまり本発明の分配装置１０によって容易に提供され得る再循環率を引き起こしている。本発明による分配装置と共に使用されることになる蒸発装置／凝縮装置のチューブが、高い浸食抵抗性のチタニウム合金で作られている場合、スケールが問題になるとしても、より高速の流量を採用することができる。これらの高速の流量は、４０：１乃至８３：１の間の再循環率によって容易になるであろう。
【００３１】
分配装置１０の上位及び下位部分との間の圧力の均衡化は、分配装置の中央を通っている空洞コア或いは内部部材２２によって容易にされている。コアは頂部とフランジで６ｍｍの内径を、底部で３０ｍｍの直径を有している。このように圧力の均衡化は、蒸発装置／凝縮装置のチューブのヘッドで部分的な真空、つまり塩水の流れを制限する部分的な真空の形成を阻止している。
【００３２】
上述の及び証明用以外の直径の分配装置が使用される場合、圧力を均衡化するコアの直径は、直径４９．０ｍｍの証明用装置と比較して、それら（分配装置）の直径のおよそ２乗に比例するであろう。
【００３３】
分配装置１０の出口２０から出て来る流量の方向は、蒸発装置／凝縮装置のチューブの内部壁面に向いている。圧力を均衡化する空洞コアの下位の広げられた部分は、この方向性で流れるのを容易にするのを助け、と同時に蒸発装置／凝縮装置のチューブの内部壁から離間して塩水膜を形成する動きを阻止するのを援助している。
【００３４】
スケール／汚れの影響は、蒸気圧縮淡水化プラントの効率を著しく減衰させることである。蒸発装置／凝縮装置システムの熱移動係数が、スケール及び汚れによって障害を生じていることは、公知である。スケールの除去は、スケール（汚れ）の付着した蒸気圧縮淡水化プラントにおいて、所定量の凝縮物（生産水）を生産するために、エネルギー供給量を低減させる際に重要である。
【００３５】
分配装置１０は、流下薄膜式蒸気圧縮淡水化プラントの実質的な自己洗浄システムの一部分である。それは、分配装置によって適用され得るより高い流量率によって提供される物理的な研磨と同様に、磁気誘導浄化及びスケール付着抵抗性化学薬品の付加を含むかもしれない熱移動保守作業戦略の一部を形成するであろう。
【００３６】
チューブ表面における塩水分配及び流れ速度を高める能力は、塩水流量の流体力学的な特性に影響を与えている。塩水流量の流体力学特性を改善したことによって、チューブ表面の接触面を増加させ、よって蒸発装置／凝縮装置のさらなる効果的な熱力学特性を許容している。
【００３７】
上記は本発明による実施形態として例証されてきたが、しかるに特許請求の範囲で述べられているように、多くの変形及び変更は、本発明の広い範囲から逸脱することなく当業者にとっては明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による分配装置の実施例を示す斜視図。
【図２】図１の分配装置を示す断面図。
【図３】環状部材における図１の分配装置を示す概略図。
【図４】図１の分配装置を通る流動媒体の流路を示す。
【図１】
2009505033.tif 000003
【図２】
2009505033.tif 000004
【図３】
2009505033.tif 000005
【図４】
2009505033.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月25日(2008.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング部材と、ハウジング部材の中に配置された少なくとも１つの実質的に垂直に指向した管状部材とを有する熱交換器における流動媒体用分配装置において、
分配放置が、管状部材の各々と関連付けられ、関連付けられた管状部材の一端部に支持されるように構成された中空体と、中空体内に形成されたコア部材と、中空体とコア部材との間に形成された環状の流れ通路とを有し、
中空体が、入口を有する上位部分と、出口を有する下位部分と、上位部分と下位部分の間の中間部分とを備え、
流れ通路が、上位部分における入口から下位部分における出口に伸長するよう形成され、上記通路を通って流れる流動媒体の１つ以上の流れ特性を変更するよう構成されていることを特徴とする分配装置。
【請求項２】
上記流れ特性が、上記通路を通って流れる流動媒体の流速及び流れ方向を包含することを特徴とする請求項１に記載の分配装置。  
【請求項３】
上記通路が、入口から中間部分に向かって次第に狭くなり、そして中間部分から出口に向かって次第に広がるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分配装置。
【請求項４】
１つ以上の放出案内構成要素が、関連付けされた管状部材の内部壁面に向かう方向に流動媒体を放出するように上記出口で流動媒体を案内するため上記出口に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の分配装置。
【請求項５】
コア部材が、上記下位部分に或いは上記下位部分に隣接して実質的に円錐形の部分を備え、上記上位部分に或いは上記上位部分に隣接して実質的に直線状のネック部分とを備えた、上向きの漏斗の形状に構成され、それにより、上記流れ通路が上記上位部分で比較的広い流路となり、また上記中間部分及び／又は下位部分で比較的狭い流路となり、上記中間部分及び／又は下位部分における通路の中を流れる際に、流動媒体を比較的速い流速で流れさせることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の分配装置。
【請求項６】
１つ以上の取り入れ案内構成要素が、上記入口から中間部分に向かう連続した流れで流れるよう流動媒体を案内するために上位部分に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の分配装置。
【請求項７】
上記中空体が、管状部材に中空体を支持する支持構成部材を上記上位部分に備えていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の分配装置。
【請求項８】
上記支持構成部材が、上記上位部分から半径方向に伸長している周辺フランジであって、管状部材の端縁部に配置されるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の分配装置。
【請求項９】
ハウジング部材と、ハウジング部材の中に配置された複数の実質的に垂直に指向した管状部材と、管状部材の各々に支持された請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載された分配装置とを有することを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
ハウジング部材が管状のプレートを有し、１つ以上の分配装置が上記管状のプレートに固定され或いは一体に構成されている請求項９に記載の熱交換器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器装置における流動媒体用の分配装置に関すものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、公知の流下薄膜式熱交換器は、ハウジングに配置された幾つかの垂直に指向した管体を備えている。熱交換のための第一の流動媒体は管体を通って重力によって流れ落ちるよう構成され、一方第二の流動媒体はハウジング内に送り込まれる。第一の流動媒体と第二の流動媒体との間の温度差に起因して、一方の媒体から他方の媒体へ管体壁を介して熱が移動する。このような公知の熱交換器は、通常、海水や汽水（塩分を含んだ水）から飲料水を得るプロセスにおいて蒸発装置及び／又は凝縮装置に使用されている。
【０００３】
本発明者は、第一の流動媒体が、各管体を通って流れる間に、各管体の内部壁面の比較的小さな部分に接触することに注目した。したがって、各管体の有効熱伝導面積のほんの小さな部分が、第一の媒体と直接熱伝導状態におかれるだけである。このため、公知の熱交換器は比較的効率が悪い。
【０００４】
一般的に、第一の流動媒体は不純物及び／又は鉱物を含み、管体の内部壁面に不純物及び／又は鉱物の一部が付着することによって、汚れ或いはスケーリングを引き起こしている。汚れ／スケーリングのレベルは、管体を通る流動媒体量に比例して増大している。やがて、付着した不純物及び／又は鉱物は、熱交換器が役に立たなくなるレベルまで増加する。従って、チューブの内部壁面に溜まった不純物及び／又は鉱物は取り除く必要がある。不純物及び／又は鉱物の除去は、設備から熱交換器を取り外す必要がある、そうすることで管体は機械的に及び／又は化学的に洗浄することができる。公知の熱交換器を使用するプロセスプラントを、妥当に効果的な作動状態に維持するには、かなりの経費と時間を要する。さらに保守作業中プラントは非生産的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、１つ以上の上記従来技術の欠点を特定のレベルまで軽減する或いは低減する熱交換器装置における流動媒体用分配装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明の１つの特徴において、本発明は、ハウジング部材と、ハウジング部材の中に配置された少なくとも１つの実質的に垂直に指向した管状部材とを有する熱交換器における流動媒体用分配装置にある。本分配放置は、管状部材の一端部に支持されるように構成された中空体と、中空体内に形成されたコア部材と、中空体とコア部材との間に形成された環状の流れ通路とを有している。中空体には、入口を有する上位部分と、出口を有する下位部分と、上位部分と下位部分の間の中間部分とを備えている。流れ通路は、上位部分における入口から下位部分における出口に伸長するよう形成され、上記通路を通って流れる流動媒体の１つ以上の流れ特性を変更するよう構成されている。
【０００７】
好ましくは、流れ特性には、流動媒体の流速及び流れ方向が包含される。   
【０００８】
好ましくは、流れ通路は、中間部分に向かって入口から次第に狭くなり、出口に向かって中間部分から次第に広がるよう構成されている。
【０００９】
１つ以上の放出案内構成要素は、管状部材の内部壁面に向かう方向に流動媒体を放出するように流動媒体を案内するために上記出口に設けられ得る。
【００１０】
コア部材は、上記下位部分に或いは上記下位部分に隣接して実質的に円錐形の部分を備え、上記上位部分に或いは上記上位部分に隣接して実質的に直線状のネック部分を備えた、上向きの漏斗の形態に構成され得る。従って、流れ通路は、上記上位部分において比較的広い流路となり、また上記中間部分及び／又は下位部分において比較的狭い流路となっている。上記環状の流れ通路のこのような形態によって、通路の中を流れる際、上記中間部分及び／又は下位部分において流量媒体は比較的高速で流れる。
【００１１】
また、１つ以上の取り入れ案内構成要素は、中間部分に向かって上記入口からの連続した流れとして流れるように流動媒体を案内するために上位部分に配置され得る。
【００１２】
上記中空体は、管状部材に分配装置を支持するための支持構成部材を上位部分に有している。好ましくは、支持構成部材は上記上位部分から半径方向に伸長している周辺フランジであり、管状部材の端縁部に配置されるように構成されている。
【００１３】
従って、別の特徴において、本発明は、ハウジング部材と、ハウジング部材の中に配置された実質的に垂直に指向した複数の管状部材と、各管状部材に支持されている上述の分配装置とを有して成る熱交換器にある。
【００１４】
好ましくは、管状プレートはハウジング部材に設けられ、分配装置は上記プレートに固定されているか或いは一体に構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明がより容易に理解されまた実施され得るために、本発明の好ましい実施形態を例示する添付図面が参照される。
【００１６】
まず、図１及び図２を参照すると、本発明の１つの実施形態による分配装置１０が示されている。分配装置１０は、上位部分１２と、下位部分１４と、上位部分と下位部分の間の中間部分１６とを備えた中空体を有している。中空体は、上位部分に入口１８と、また下位部分に出口２０を形成している。中間部分１６は、比較的狭くなっている。頂部部分すなわち上位部分１２は、入口１８で比較的広く、中間部分１６に向かって次第に狭くなり、下位部分１４は中間部分１６から出口２０に向かって次第に広がっている。
【００１７】
内部コア部材２２は、中空体内に構成されている。内部コア部材２２は、円錐形の部分２４と、実質的に直線状のネック部分２５とを有する実質的に上向きの漏斗のような形態である。中空体と内部コア部材２２の間には環状の流れ通路２６が画定されている。
【００１８】
分配装置１０は、環状通路２６の中に配置された幾つかの取り入れ案内構成要素２８を有している。案内構成要素２８は、上位部分１２とネック部分２５との間に伸長している。出口２０には幾つかの放出案内構成要素３０が設けられている。
【００１９】
このような実施形態において、支持フランジ３２は上位部分１２に設けられている。図３に示すように、支持フランジ３２は管状部材１００の取り入れ端部１０２の縁部に配置され、管状部材１００は、その中で流動媒体を蒸発させるために内部壁面１０４を備えている。管状部材１００の外部壁面１０６は、流動媒体を凝縮させるために設けられている。
【００２０】
図４を参照すると、使用において、取り入れ案内構成要素２８は、狭い中間部分１６に向かう上位部分１２における通路２６の領域を通る複数の流路に海水のような流動媒体を連続して流れさせるように案内し分配する。流動媒体の連続した流れの速度は、それらが中間部分１６における狭くなっている通路領域の中に流れ込む際に、速くなる。出口２０の放出案内構成要素３０が、連続した流れを管状部材１００の内部壁面１０４で渦を巻かせるまで、内部部材２２の円錐形の部分２４は、連続した流れをある角度で半径方向外側に向けて流れさせる。
【００２１】
このように、分配装置１０は、出口で流体の流速の急激な高めることができ、出口から放出される媒体は、蒸発面１０４上で比較的大きな表面積を湿潤させる。
【００２２】
１つの実施形態においては、分配装置の外径は、４９．０ｍｍであり、蒸発装置／凝縮装置の組立体（図示されている）の一部分を形成する熱交換管状部材１００の内径（ＩＤ）４９．２ｍｍの内側に嵌合するよう構成されている。分配装置のその他の直径は、その他の熱交換管状部材の直径に嵌合するようにされることができる。
【００２３】
分配装置１０のこの実施形態によれば、有効な活性流量ヘッドボリュームは６５ｍＬである（これは、従来の硬質プラスチック樹脂製分配装置の流量ヘッドボリューム１１ｍＬに匹敵している）。分配装置の中間点で計測した有効流量断面積は５４０ｍｍ２である（これは、従来の硬質プラスチック樹脂製分配装置の有効活性流量断面積２７０ｍｍ２に匹敵している）。
【００２４】
分配装置１０は、最大流量１．０８Ｌ／ｓを立証している（これは、従来の硬質プラスチック樹脂製分配装置の流量０．３０Ｌ／ｓに匹敵している）。
【００２５】
上述以外の直径の分配装置が使用される場合、それらの有効活性流量ヘッドボリューム、有効流量断面及び最大流量は、直径４９．０ｍｍの装置と比較して、それらの直径のおよそ２乗に比例して変化する。
【００２６】
本発明による分配装置は、蒸気圧縮（再圧縮としても公知）式淡水化プラントの改善された蒸発装置（内部管体）表面の湿潤を容易にしている。淡水化プラントにおいて、分配装置は、蒸発装置／凝縮装置の組立体を形成する熱交換管体の上位端部に位置している。分配装置１０の出口２０から出ている塩水は、蒸発装置表面上で渦を巻かれる。
【００２７】
分配装置１０は、壁面のあらゆる付着物を取り除くのを可能にするために、比較的大きな流量の連続した流れによって、蒸発装置／凝縮装置の管体１００の蒸発側の熱移動表面１０４を初期状態に近い条件で維持している。このように表面１０４を維持することによって、クリーンな水を精製する装置毎の最低エネルギー供給量（ｋＷｈ／ｋＬで計測される通り）で、淡水化プロセスを効果的に維持することができる。
【００２８】
また、淡水化効率は、塩水の再循環率を変えることによっても維持される。一例によれば、再循環率は初期値２０：１で設定されており、そしてスケールの積層を研磨するよう要求された場合に、８３：１まで上昇させることができる。硬質プラスチック樹脂製の既存の分配装置の最大再循環率は、計測によれば２３：１である。
【００２９】
再循環率２３：１は、穏やかなスケール／汚れポテンシャルの塩水溶液での通常の動作の場合に満足であるが、より大きなスケール／汚れポテンシャルの解決のためのスケールを除去するのに重要な研磨能力をもたらさない。本発明による分配装置は、蒸発装置表面をスケール除去するために要求された再循環率を許容している。
【００３０】
蒸発装置／凝縮装置の管体の内側における流速は、一般に制限された速度であると言われており、それ以上になれば浸食が起こり得、オーステナイトステンレス鋼製管体の制限値として、一般に３ｍ／ｓが順守されている。これらの流速は、４０：１の再循環率、つまり本発明の分配装置１０によって容易に提供され得る再循環率で生じる。本発明による分配装置で使用されることになる蒸発装置／凝縮装置の管体が、高い浸食耐性のチタニウム合金で作られている場合、スケーリングが問題になるとしても、より高い流速を採用することができる。これらの高い流速は、４０：１乃至８３：１の間の再循環率によって促進される。
【００３１】
分配装置１０の上位部分及び下位部分の間の圧力の均衡化は、分配装置の中央を通っている中空コアすなわち内部部材２２によって容易にされている。コアは頂部の内径がと６ｍｍであり、また底部の直径は３０ｍｍである。このように圧力の均衡化により、蒸発装置／凝縮装置の管体のヘッドで部分的な真空、つまり塩水の流れを制限する部分的な真空が形成されるのを阻止している。
【００３２】
上述の例示した以外の直径の分配装置が使用される場合、圧力を均衡化するコアの直径は、直径４９．０ｍｍの分配装置の例示したユニットと比較して、それら（分配装置）の直径のおよそ２乗に比例して変化する。
【００３３】
分配装置１０の出口２０から出て来る流れの方向は、蒸発装置／凝縮装置の管体の内部壁面に向いている。圧力を均衡化する中空コアの下位フランジ付き部分は、この方向に流れるのを促進させ、と同時に蒸発装置／凝縮装置の管体の内部壁から離間して塩水膜を形成する動きを阻止するのに役立っている。
【００３４】
スケーリング／汚れの影響は、蒸気圧縮淡水化プラントの効率を著しく低下させることになる。蒸発装置／凝縮装置システムの熱移動係数は、スケーリング及び汚れによって妥協されることが知られている。スケールの除去は、スケール（汚れ）の付着した蒸気圧縮淡水化プラントにおいて、所定量の凝縮物（生産水）を生産するために、エネルギー供給量を低減させる際に重要である。
【００３５】
分配装置１０は、流下薄膜式蒸気圧縮淡水化プラントの実質的な自己洗浄システムの一部分である。それは、分配装置によって適用され得る高い流速によってもたらされる物理的な研磨と共に、磁気誘導浄化及びスケール付着防止剤の化学的添加を含み得る熱移動保守作業戦略の一部を形成する。
【００３６】
管体表面における塩水分配及び流速を高める能力は、塩水の流れの流体力学的な特性に影響を与えている。塩水の流れの流体力学特性を改善したことによって、管体表面の接触面を増加させ、よって蒸発装置／凝縮装置のさらなる効率的な熱力学特性をもたらす。
【００３７】
上記は本発明による実施形態として例示してきたが、特許請求の範囲に記載した発明の広義の範囲から逸脱することなしに多くの変形及び変更は、当業者にとっては明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による分配装置の実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示す分配装置の断面図。
【図３】管状部材における図１の分配装置を示す概略図。
【図４】図１の分配装置を通る流動媒体の流路を示す図。
【国際調査報告】
2009505033.tif 000007
2009505033.tif 000008