(57)【要約】【課題】冷却効率の低下を抑制することができる凝縮器、及びこれを備えた凝縮システムを得ることを目的とする。【解決手段】凝縮器１２は、第１熱交換器２０と第２熱交換器４０を備えている。第１熱交換器２０は、蒸気が流れる第１蒸気流路２２と、冷媒が流れる第１冷媒流路２６を有している。これと同様に、第２熱交換器４０は、蒸気が流れる第２蒸気流路４２と、冷媒が流れる第２冷媒流路４６を有している。これらの第１冷媒流路２６と第２冷媒流路４６とはＵ字形状の冷媒循環ライン５４を介して連結されており、第２冷媒流路４６を流れた冷媒が第１冷媒流路２６を流れるようになっている。即ち、第２蒸気流路４２を流れる蒸気との熱交換によって昇温された第２冷媒流路４６の冷媒が、第１冷媒流路２６へ流れるようになっている。【選択図】図１
2012220081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気が流入されると共に、流入された蒸気を冷却する第１冷却部と、
前記第１冷却部の下流側に設けられると共に該第１冷却部と気密に連結され、前記第１冷却部から流入された蒸気を該第１冷却部よりも低い温度で冷却する第２冷却部と、
を備える凝縮器。
【請求項２】
前記第１冷却部が、上下方向に延びると共に、上端部から蒸気が流入される第１蒸気流路を有する請求項１に記載の凝縮器。
【請求項３】
前記第１冷却部と前記第２冷却部とが上下方向に配列され、
前記第２冷却部が、上下方向に延びると共に、上端部から蒸気が流入される第２蒸気流路を有する請求項２に記載の凝縮器。
【請求項４】
前記第１冷却部と前記第２冷却部とが、前記第１蒸気流路の下端部と前記第２蒸気流路の上端部との間に間隔を空けた状態で連結されている請求項３に記載の凝縮器。
【請求項５】
前記第１冷却部が、前記第１蒸気流路内の蒸気を冷却する冷媒が流れる第１冷媒流路を有し、
前記第２冷却部が、前記第２蒸気流路内の蒸気を冷却する冷媒が流れる第２冷媒流路を有し、
前記第２冷媒流路を流れる冷媒の温度が、前記第１冷媒流路を流れる冷媒の温度よりも低くされている請求項３又は請求項４に記載の凝縮器。
【請求項６】
前記第１冷媒流路が、前記第２冷却部の下流側に連結されている請求項５に記載の凝縮器。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の凝縮器と、
前記第２蒸気流路に下流側に設けられ、該第２蒸気流路内の蒸気が凝縮した凝縮液を貯留する貯留部と、
前記第２蒸気流路内の凝縮液を前記貯留部へ流動させる流動手段と、
を備える凝縮システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝縮器、及びこれを備えた凝縮システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、アルカリ土類金属の酸化物（例えば、酸化カルシウム）と水との可逆反応を利用し、繰り返し発熱（反応熱）する車両用の化学発熱装置において、生成された水酸化物を酸化物と水とに分解する際に生じた水蒸気を冷却して凝縮する凝縮器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８０５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の凝縮器では、凝縮された凝縮水が流路を流れる際に、凝縮液に流路抵抗が作用する。この流路抵抗によって凝縮水が流路を流れ難くなり、凝縮水が流路内に滞留すると、水蒸気の冷却面積（熱交換面積）が減少し、冷却効率が低下してしまう。特に、低圧の水蒸気を凝縮する凝縮器では、流路抵抗の影響が大きくなるため、冷却効率が大きく低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮し、冷却効率の低下を抑制することができる凝縮器、及びこれを備えた凝縮システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の凝縮器は、蒸気が流入されると共に、流入された蒸気を冷却する第１冷却部と、前記第１冷却部の下流側に設けられると共に該第１冷却部と気密に連結され、前記第１冷却部から流入された蒸気を該第１冷却部よりも低い温度で冷却する第２冷却部と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の凝縮器によれば、第１冷却部と第２冷却部を備えている。第２冷却部は、第１冷却部の下流側に設けられると共に、第１冷却部と気密に連結されている。そして、第１冷却部へ流入された蒸気は、当該第１冷却部で冷却された後、第２冷却部へ流入されて当該第２冷却部で冷却される。この結果、蒸気が所定温度以下に冷却されると、蒸気が凝縮されて凝縮液となる。
【０００８】
ここで、第２冷却部は、第１冷却部から流入された蒸気を第１冷却部よりも低い温度で冷却する。これにより、第１冷却部内の蒸気圧と比較して第２冷却部内の蒸気圧が低くなる。この第１冷却部と第２冷却部との圧力差によって、第１冷却部内の蒸気や第１冷却部内の蒸気が凝縮した凝縮液（以下、「蒸気等」という場合がある）が第２冷却部へ流れ易くなる。
【０００９】
このように第２冷却部内の蒸気圧を第１冷却部内の蒸気圧よりも低くし、第１冷却部内の蒸気等を第２冷却部へ流れ易くすることにより、第１冷却部における蒸気等の滞留が抑制される。従って、第１冷却部の冷却面積の減少が低減されるため、冷却効率の低下が抑制される。
【００１０】
請求項２に記載の凝縮器は、請求項１に記載の凝縮器において、前記第１冷却部が、上下方向に延びると共に、上端部から蒸気が流入される第１蒸気流路を有している。
【００１１】
請求項２に記載の凝縮器によれば、第１冷却部が上下方向へ延びる第１蒸気流路を有している。この第１蒸気流路の上端部から流入された蒸気は、第１冷却部によって冷却されながら第１蒸気流路に沿って下方へ流れる。そして、蒸気が所定温度以下に冷却されると、凝縮されて凝縮液となる。この凝縮液は第１蒸気流路に沿って下方へ流れる。即ち、第１蒸気流路内で凝縮された凝縮液は、第１蒸気流路に沿って重力方向に流れ落ちる。
【００１２】
ここで、凝縮液が流れる流路が狭流路の場合、流路を流れる凝縮液が表面張力によって液膜から液滴、液滴が集合された液プラグへ成長する。この凝縮液の成長に伴って、凝縮液の流れに対する流路抵抗が増加し、凝縮液が流路内を流れ難くなる。
【００１３】
これに対して本発明では、第１蒸気流路内で凝縮された凝縮液が、第１蒸気流路に沿って重力方向する流れ落ちるため、第１蒸気流路の流路抵抗の影響が小さくなり、凝縮液が第１蒸気流路を流れ易くなる。従って、第１蒸気流路における蒸気等の滞留が抑制されるため、冷却効率の低下が抑制される。
【００１４】
請求項３に記載の凝縮器は、請求項２に記載の凝縮器において、前記第１冷却部と前記第２冷却部とが上下方向に配列され、前記第２冷却部が、上下方向に延びると共に、上端部から蒸気が流入される第２蒸気流路を有している。
【００１５】
請求項３に記載の凝縮器によれば、第１冷却部と第２冷却部とを上下方向に配列したことにより、第１蒸気流路内で凝縮された凝縮液が、そのまま重力方向に流れて第２冷却部へ流入される。これにより、第１蒸気流路内の凝縮液が第２冷却部へ流れ易くなる。
【００１６】
更に、第２冷却部へ流入された凝縮液は、上下方向へ延びる第２蒸気流路の上端部へ流入され、当該第２蒸気流路に沿って下方へ流れる。即ち、第２蒸気流路に流入された凝縮液は、第２蒸気流路に沿って重力方向に流れ落ちる。これにより、第２蒸気流路に流入された凝縮液が第２蒸気流路に沿って流れ易くなる。
【００１７】
このように本発明では、第１蒸気流路及び第２蒸気流路における凝縮液の滞留が抑制されるため、第１冷却部及び第２冷却部の冷却効率の低下が抑制される。
【００１８】
請求項４に記載の凝縮器は、請求項３に記載の凝縮器において、前記第１冷却部と前記第２冷却部とが、前記第１蒸気流路の下端部と前記第２蒸気流路の上端部との間に間隔を空けた状態で連結されている。
【００１９】
請求項４に記載の凝縮器によれば、第１蒸気流路の下端部と第２蒸気流路の上端部との間に間隔を空けたことにより、第１蒸気流路と第２蒸気流路との間の直接的な熱交換が抑制される。これにより、第１蒸気流路内の蒸気と第２蒸気流路内の蒸気との温度差が大きくなるため、第１冷却部内の蒸気圧と第２冷却部内の蒸気圧との圧力差が大きくなる。この圧力差によって第１蒸気流路内の凝縮液が、第２蒸気流路へ流れ易くなる。従って、第１蒸気流路における蒸気等の滞留が抑制されるため、冷却効率の低下が抑制される。
【００２０】
請求項５に記載の凝縮器は、請求項３又は請求項４に記載の凝縮器において、前記第１冷却部が、前記第１蒸気流路内の蒸気を冷却する冷媒が流れる第１冷媒流路を有し、前記第２冷却部が、前記第２蒸気流路内の蒸気を冷却する冷媒が流れる第２冷媒流路を有し、前記第２冷媒流路を流れる冷媒の温度が、前記第１冷媒流路を流れる冷媒の温度よりも低くされている。
【００２１】
請求項５に記載の凝縮器によれば、第１蒸気流路内の蒸気は、第１冷媒流路を流れる冷媒によって冷却される。一方、第２蒸気流路内の蒸気は、第２冷媒流路を流れる冷媒によって冷却される。この第２冷媒流路を流れる冷媒の温度は、第１冷媒流路を流れる冷媒の温度よりも低くされている。
【００２２】
これにより、第２蒸気流路内の蒸気の温度が第１蒸気流路内の蒸気の温度よりも低くなるため、第２蒸気流路内の蒸気圧が第１蒸気流路内の蒸気圧よりも低くなる。この第２蒸気流路内の蒸気圧と第１蒸気流路内の蒸気圧との圧力差によって第１蒸気流路内の凝縮液が、第２蒸気流路へ流れ易くなる。従って、第１蒸気流路における蒸気等の滞留が抑制されるため、冷却効率の低下が抑制される。
【００２３】
請求項６に記載の凝縮器は、請求項５に記載の凝縮器において、前記第１冷媒流路が、前記第２冷却部の下流側に連結されている。
【００２４】
請求項６に記載の凝縮器によれば、第２冷媒流路の下流側に第１冷媒流路を連結したことにより、第２蒸気流路との熱交換によって昇温された第２冷媒流路の冷媒が第１冷媒流路へ流れる。即ち、第２冷媒流路を流れる冷媒の温度が、第１冷媒流路を流れる冷媒の温度よりも低くなる。これにより、第２蒸気流路内の蒸気圧が第１蒸気流路内の蒸気圧よりも低くなるため、第１蒸気流路内の凝縮液が、第２蒸気流路へ流れ易くなる。従って、第１蒸気流路における蒸気等の滞留が抑制されるため、冷却効率の低下が抑制される。
【００２５】
また、第１冷媒流路と第２冷媒流路とを連結し、第２冷媒流路を流れた冷媒を第１冷媒流路へ流すことにより、第１冷媒流路及び第２冷媒流路に別々の冷媒を流す構成と比較して、装置構造を単純化することができる。
【００２６】
請求項７に記載の凝縮システムは、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の凝縮器と、前記第２蒸気流路に下流側に設けられ、該第２蒸気流路内の蒸気が凝縮した凝縮液を貯留する貯留部と、前記第２蒸気流路内の凝縮液を前記貯留部へ流動させる流動手段と、を備えている。
【００２７】
請求項７に記載の凝縮システムによれば、流動手段によって、第２蒸気流路内の凝縮液を当該第２蒸気流路の下流側に設けられた貯留部へ流動させることにより、第２蒸気流路における蒸気等の滞留が抑制される。従って、第２蒸気流路の冷却面積の減少が低減されるため、第２冷却部の冷却効率の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明に係る凝縮器、及びこれを備えた凝縮システムによれば、冷却効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る凝縮システムの概略システム構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る凝縮器の要部を部分的に切り欠いて示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る第１蒸気流路を示す正面図である。
【図４】本発明の変形例に係る凝縮システムの概略システム構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る凝縮器、及びこれを備えた凝縮システムについて説明する。なお、各図において適宜示される矢印Ｊは蒸気及び凝縮液の流動方向を示し、矢印Ｃは冷媒の流動方向を示している。また、矢印Ｚは上下方向（重力方向）を示している。
【００３１】
先ず、本実施形態に係る凝縮システムの全体構成について説明する。
【００３２】
図１には、一実施形態に係る凝縮システム１０の概略システム構成が模式的に示されている。この凝縮システム１０は、例えば、車両等に搭載される急速加熱用の化学発熱装置（化学蓄熱装置）と気密に連結され、化学発熱装置で生成された蒸気を冷却し、凝縮（液化）された凝縮液を化学発熱装置へ戻すものである。
【００３３】
凝縮システム１０は、凝縮器１２と、貯留部としてのタンク６０と、流動手段としてのポンプ６４を備えている。凝縮器１２は、ハウジング１４と、第１冷却部としての第１熱交換器２０と、第２冷却部としての第２熱交換器４０と、を備えている。
【００３４】
ハウジング１４は、蒸気供給ライン１６を介して図示しない化学発熱装置と気密に連結されており、その上端部に形成された蒸気流入口１４Ｉから化学発熱装置で生成された低圧（例えば、３０ｋＰａ以下）の蒸気（例えば、水蒸気や代替フロン蒸気）が流入されるようになっている。
【００３５】
凝縮器１２の下方には、凝縮液を貯留するタンク６０が設けられている。このタンク６０と凝縮器１２のハウジング１４とは、凝縮液循環ライン１８を介して気密に連結されている。これにより、ハウジング１４内の第１熱交換器２０及び第２熱交換器４０で凝縮された凝縮液が、ハウジング１４の下端部に形成された凝縮液出口１４Ｅから凝縮液循環ライン１８を介してタンク６０へ流入するようになっている。また、凝縮液循環ライン１８には、ハウジング１４内の凝縮液をタンク６０へ圧送するポンプ６４が設けられている。
【００３６】
タンク６０は、凝縮液排出ライン６２を介して図示しない化学発熱装置に気密に連結されており、タンク６０内に一時的に貯留された凝縮液が化学発熱装置へ戻るようになっている。なお、タンク６０の上部と凝縮器１２のハウジング１４の上部とは、タンク６０内とハウジング１４内とを連通する内圧調整ライン６６によって連結されている。これにより、ハウジング１４内の凝縮液をポンプ６４でタンク６０へ圧送したときに、タンク６０内の昇圧が抑制されている。なお、タンク６０及びポンプ６４は、適宜省略可能である。
【００３７】
次に、本実施形態に係る凝縮器の構成について説明する。
【００３８】
図２に示されるように、凝縮器１２のハウジング１４内には、その上部に第１熱交換器２０が収容されると共に、その下部に第２熱交換器４０が収納されている。第１熱交換器２０は、複数の第１蒸気用フィン２４と、複数の第１冷媒用フィン２８を備えている。
【００３９】
第１蒸気用フィン２４は金属製のコルゲートフィンで構成され、隣接するフィンの間に第１蒸気流路２２が形成されている。これと同様に、第１冷媒用フィン２８は金属製のコルゲートフィンで構成され、隣接するフィンの間に第１冷媒流路２６が形成されている。これらの第１蒸気用フィン２４と第１冷媒用フィン２８とは、各々の第１蒸気流路２２と第１冷媒流路２６とが交差（本実施形態では、略直交）するように水平方向に交互に積層されており、溶接等によって熱交換可能に接合されている。なお、図示を省略するが、第１蒸気用フィン２４と第１冷媒用フィン２８との間には、第１蒸気流路２２と第１冷媒流路２６とを仕切る金属製の仕切りプレートが配置されている。
【００４０】
第１蒸気用フィン２４は、第１蒸気流路２２の長手方向を上下方向にして配置されている。第１蒸気流路２２は、上端部に形成された蒸気入口２２Ｉと、下端部に形成された蒸気出口２２Ｅとを有しており、ハウジング１４の蒸気流入口１４Ｉ（図１参照）から流入された蒸気が第１蒸気流路２２の蒸気入口２２Ｉから流入されるようになっている。
【００４１】
一方、第１冷媒用フィン２８は、第１冷媒流路２６の長手方向を水平方向にして配置されている。これらの第１冷媒流路２６の上流側端部は、図示しないヘッダー部、及びパイプ等で構成されたＵ字形状の冷媒循環ライン５４（図１参照）を介して後述する第２冷媒流路４６と連結されている。これにより、第２冷媒流路４６を流れた冷媒が各第１冷媒流路２６に流入するようになっている。この冷媒が第１冷媒流路２６を流れることにより、第１冷媒用フィン２８及び第１蒸気用フィン２４が冷却されると共に、第１蒸気流路２２内の蒸気が冷却されるようになっている。また、各第１冷媒流路２６の下流側端部には、冷媒を排出する冷媒排出ライン５６（図１参照）が図示しないヘッダー部を介して接続されている。
【００４２】
第１熱交換器２０の下方（下流側）には、第２熱交換器４０が配置されている。第２熱交換器４０は、第１熱交換器２０と同様の構成とされており、複数の第２蒸気用フィン４４と、複数の第２冷媒用フィン４８を備えている。第２蒸気用フィン４４は金属製のコルゲートフィンで構成され、隣接するフィンの間に第２蒸気流路４２が形成されている。これと同様に、第２蒸気用フィン４４は金属製のコルゲートフィンで構成され、隣接するフィンの間に第２冷媒流路４６が形成されている。これらの第２蒸気用フィン４４と第２冷媒用フィン４８とは、各々の第２蒸気流路４２と第２冷媒流路４６とが交差（本実施形態では、略直交）するように水平方向に交互に積層されており、溶接等によって熱交換可能に接合されている。なお、図示を省略するが、第２蒸気用フィン４４と第２冷媒用フィン４８との間には、第２蒸気流路４２と第２冷媒流路４６とを仕切る金属製の仕切りプレートが配置されている。
【００４３】
ここで、第２熱交換器４０は、第１熱交換器２０から下方（下流側）へ離間した位置に配置されており、第１熱交換器２０と第２熱交換器４０との間には、ハウジング１４の側壁１４Ｗで区画された共通蒸気室５０が形成されている。この共通蒸気室５０を介して第１熱交換器２０と第２熱交換器４０とが、第１蒸気流路２２と第２蒸気流路４２との間に間隔Ｈを空けた状態で気密に連結されている。これにより、第１蒸気流路２２内の蒸気、及び第１蒸気流路２２内で凝縮された凝縮液（以下、「蒸気等」という場合がある）が共通蒸気室５０を介して第２蒸気流路４２の蒸気入口４２Ｉへ流入されるようになっている。また、第１蒸気用フィン２４と第２蒸気用フィン４４との間で直接的に熱交換がされないようになっている。
【００４４】
第２蒸気流路４２に流入された蒸気等は、第２蒸気流路４２に沿って流れると共に、蒸気出口４２Ｅからハウジング１４の凝縮液出口１４Ｅを介して凝縮液循環ライン１８へ排出されるようになっている。
【００４５】
一方、第２冷媒用フィン４８は、第２冷媒流路４６の長手方向を水平方向にして配置されている。各第２冷媒流路４６の上流側端部には、図示しないヘッダー部を介して気体又は液体からなる冷媒が流入される冷媒供給ライン５２（図１参照）が接続されている。この冷媒が第２冷媒流路４６を流れることにより、第２冷媒用フィン４８及び第２蒸気用フィン４４が冷却されると共に、第２蒸気流路４２内の蒸気が冷却されるようになっている。また、各第２冷媒流路４６の下流側端部には、図示しないヘッダー部を介して冷媒循環ライン５４が接続されており、各第２冷媒流路４６を流れた冷媒が、第１熱交換器２０の第１冷媒流路２６へ流れるようになっている。
【００４６】
次に、本実施形態に作用について説明する。
【００４７】
図１に示されるように、凝縮器１２には、蒸気供給ライン１６を介して図示しない化学発熱装置で生成された蒸気が供給される。この蒸気は、凝縮器１２のハウジング１４の上端部に形成された蒸気流入口１４Ｉを介して第１熱交換器２０へ流入され、蒸気入口２２Ｉから第１蒸気流路２２へ流入される。そして、第１蒸気流路２２へ流入された蒸気は、放熱しながら第１蒸気流路２２に沿って下方へ流れる。即ち、第１蒸気流路２２へ流入された蒸気は、第１冷媒流路２６を流れる冷媒によって冷却された第１蒸気用フィン２４との間で熱交換（放熱）しながら第１蒸気流路２２に沿って下方へ流れる。この結果、第１蒸気流路２２内を流れる蒸気が、所定温度以下に冷却されると、凝縮されて凝縮液となる。
【００４８】
第１蒸気流路２２に沿って下方へ流れた蒸気等は、共通蒸気室５０を介して第２熱交換器４０へ流入される。第２熱交換器４０へ流入された蒸気は、蒸気入口４２Ｉから第２蒸気流路４２へ流入され、放熱しながら第２蒸気流路４２に沿って下方へ流れる。即ち、第２蒸気流路４２へ流入された蒸気は、第２冷媒流路４６を流れる冷媒によって冷却された第２蒸気用フィン４４との間で熱交換（放熱）しながら第２蒸気流路４２に沿って下方へ流れる。この結果、第２蒸気流路４２内を流れる蒸気が、所定温度以下に冷却されると、凝縮されて凝縮液となる。
【００４９】
このように凝縮器１２の第１熱交換器２０及び第２熱交換器４０で凝縮された凝縮液は、ハウジング１４の下端部に形成された凝縮液出口１４Ｅから凝縮液循環ライン１８を介してタンク６０へ排出される。この際、凝縮液循環ライン１８に設けられたポンプ６４によってハウジング１４内の凝縮液がタンク６０へ圧送される。タンク６０へ圧送された凝縮液は、タンク６０内に一時的に貯留された後、凝縮液循環ライン３６を介して図示しない化学発熱装置へ循環される。
【００５０】
ここで、第１蒸気流路２２を流れる凝縮液には、第１蒸気流路２２の流路抵抗が作用する。この流路抵抗によって凝縮水が第１蒸気流路２２を流れ難くなると、凝縮水が第１蒸気流路２２内に滞留し、蒸気の冷却面積（放熱面積）が減少して冷却効率が低下する。特に、蒸気の冷却面積（放熱面積）を確保するために、第１蒸気用フィン２４のフィンの間隔を狭くしてフィン数を増加すると、第１蒸気流路２２の流路断面積が小さくなり、第１蒸気流路２２が狭流路となる。この場合、図３に示される模式図のように、第１蒸気流路２２内で凝縮された凝縮液が、表面張力によって液膜から液滴、液滴が集合された液プラグ７０へ成長する。この凝縮液の成長に伴って凝縮液の流れに対する流路抵抗が増加し、液プラグ７０が第１蒸気流路２２内を流れ難くなる。なお、図３では、第１蒸気流路２２を直径（代表直径）ｄｅの円筒形状の流路に置き換えている。
【００５１】
この対策として本実施形態に係る凝縮器１２では、第１蒸気流路２２が上下方向に延びており、第１蒸気流路２２内の液プラグ７０が重力方向に流れ落ちるようになっている。このように第１蒸気流路２２内の液プラグ７０を重力方向に流すことにより、液プラグ７０がその自重Ｇによって第１蒸気流路２２内を流れ易くなる。
【００５２】
また、第１熱交換器２０の第１冷媒流路２６と第２熱交換器４０の第２冷媒流路４６とは冷媒循環ライン５４によって連結されており、第２冷媒流路４６を流れた冷媒が第１冷媒流路２６を流れるようになっている。即ち、第２蒸気用フィン４４との熱交換によって昇温された第２冷媒流路４６の冷媒が、第１冷媒流路２６へ流れるようになっている。これにより、第１蒸気流路２２を流れる蒸気が、第２蒸気流路４２を流れる蒸気よりも高い温度で冷却される。換言すると、第２蒸気流路４２を流れる蒸気が、第１蒸気流路２２を流れる蒸気よりも低い温度で冷却される。この結果、第１蒸気流路２２内の蒸気の温度と比較して第２蒸気流路４２の蒸気の温度が低くなるため、液プラグ７０の上流側の蒸気圧Ｐ１と比較して液プラグ７０の下流側の蒸気圧Ｐ２が低くなる。この蒸気圧Ｐ１と蒸気圧Ｐ２の圧力差による圧力損失Ｒによって、液プラグ７０が第１蒸気流路２２内を流れ易くなる。
【００５３】
従って、例えば、下記式（１）を満たすように液プラグ７０の自重Ｇ、及び圧力損失Ｒを調整することにより、第１蒸気流路２２内の流路抵抗（摩擦抵抗力Ｆ）に起因する液プラグ７０の滞留が抑制される。これにより、第１蒸気流路２２内の蒸気の冷却面積の減少が抑制されるため、冷却効率の低下が抑制される。特に、本実施形態は、低圧の蒸気（例えば、３０ｋＰａ以下であり、特に、１０ｋＰａ以下）を凝縮する凝縮器に有効である。
Ｇ＋Ｒ＞Ｆ    ・・・（１）
【００５４】
更に、第１蒸気流路２２の下端部と第２蒸気流路４２の上端部との間に間隔Ｈを空けたことにより、第１蒸気流路２２と第２蒸気流路４２との間の直接的な熱交換が抑制される。これにより、第１蒸気流路２２内の蒸気と第２蒸気流路４２内の蒸気との温度差が大きくなるため、蒸気圧Ｐ１と蒸気圧Ｐ２との圧力差を大きくすることができる。従って、上記式（１）における圧力損失Ｒが大きくなるため、液プラグ７０が第１蒸気流路２２内を更に流れ易くなる。
【００５５】
また、第１熱交換器２０の下方に第２熱交換器４０を配置したことにより、第１蒸気流路２２内で凝縮された凝縮液が、そのまま重力方向に流れて第２蒸気流路４２へ流入される。これにより、第１蒸気流路２２内の凝縮液が第２熱交換器４０へ流れ易くなる。
【００５６】
更に、第２熱交換器４０へ流入された凝縮液は、上下方向へ延びる第２蒸気流路４２の上端部へ流入され、当該第２蒸気流路４２に沿って下方へ流れる。即ち、第２蒸気流路４２に流入された凝縮液は、第２蒸気流路４２に沿って重力方向に流れ落ちる。これにより、第２蒸気流路４２に流入された凝縮液が第２蒸気流路４２に沿って流れ易くなる。
【００５７】
しかも、第２蒸気流路４２内の凝縮液は、凝縮液循環ライン１８に設けられたポンプ６４によってタンク６０へ圧送される。従って、第２蒸気流路４２における凝縮液の滞留が抑制されるため、第２熱交換器４０の冷却効率の低下が抑制される。
【００５８】
更にまた、第１冷媒流路２６と第２冷媒流路４６とを連結し、第２冷媒流路４６を流れた冷媒を第１冷媒流路２６へ流すことにより、第１冷媒流路２６及び第２冷媒流路４６に別々の冷媒を流す構成と比較して、第２冷媒流路４６を流れる冷媒の温度を第１冷媒流路２６を流れる冷媒の温度よりも低くしつつ、装置構造を単純化することができる。
【００５９】
次に、本実施形態に係る凝縮器１２の変形例について説明する。
【００６０】
上記実施形態では、第１蒸気流路２２の流路長（上下方向の長さ）と第２蒸気流路４２の流路長（上下方向の長さ）を略同一にしたがこれに限らない。第２蒸気流路４２は、第２蒸気流路４２内の蒸気圧が第１蒸気流路２２内の蒸気圧よりも小さくなるように、蒸気を冷却する冷却面積（熱交換面積）を有していれば良く、例えば、第１蒸気流路２２の流路長よりも第２蒸気流路４２の流路長を短くしても良い。
【００６１】
また、上記実施形態では、凝縮器１２に２つの第１熱交換器２０及び第２熱交換器４０を設けたが、凝縮器１２に３つ以上の冷却部を設けても良い。更に、上記実施形態では、第１熱交換器２０の第１蒸気流路２２と第２熱交換器４０の第２蒸気流路４２との間に間隔Ｈを空けたが、この間隔Ｈを省略し、第１蒸気流路２２と第２蒸気流路４２とを上下方向へ連続させても良い。これにより、凝縮器１２の小型化を図ることができる。
【００６２】
更に、上記実施形態では、第１熱交換器２０と第２熱交換器４０とを別体で構成したが、第１熱交換器２０と第２熱交換器４０とを一体に構成しても良い。例えば、図４に示される凝縮器８２では、蒸気流路８４を形成する蒸気用フィン８６と、冷媒流路８８を形成する冷媒用フィン９０とが水平方向へ交互に積層され、蒸気用フィン８６及び冷媒用フィン９０の上部８６Ａ，９０Ａが第１冷却部９２とされると共に、蒸気用フィン８６及び冷媒用フィン９０の下部８６Ｂ，９０Ｂが第２冷却部９４とされている。なお、図示を省略するが、蒸気用フィン８６と冷媒用フィン９０との間には、蒸気流路８４と冷媒流路８８とを仕切る金属製の仕切りプレートが配置されている。
【００６３】
また、第２冷却部９４における各冷媒流路８８と第１冷却部９２における各冷媒流路８８とは冷媒循環ライン５４を介して連結されており、第２冷却部９４における蒸気流路８４を流れる蒸気等が、第１冷却部９２における蒸気流路８４を流れる蒸気等よりも低い温度で冷却されるようになっている。
【００６４】
このように第１冷却部９２と第２冷却部９４とを一体に構成することにより、装置構造を単純化することができると共に、凝縮器８２の小型化を図ることができる。
【００６５】
また、上記実施形態では、第１熱交換器２０と第２熱交換器４０を上下方向に配列したが、例えば、第１熱交換器２０と第２熱交換器４０とを水平方向に配列しても良い。また、第１熱交換器２０及び第２熱交換器４０は、各々の第１蒸気流路２２及び第２蒸気流路４２の長手方向を上下方向にして配置されているが、各々の第１蒸気流路２２及び第２蒸気流路４２の長手方向を水平方向にして配置しても良い。
【００６６】
更に、上記実施形態では、第１冷媒流路２６と第２冷媒流路４６とを冷媒循環ライン５４によって連結したが、第１冷媒流路２６と第２冷媒流路４６とを連結せず、これらの第１冷媒流路２６及び第２冷媒流路４６に別々の冷媒を流しても良い。この構成では、第２冷媒流路４６に供給する冷媒の温度を、第１冷媒流路２６に供給する冷媒の温度よりも低くすれば良い。
【００６７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６８】
１０    凝縮システム
１２    凝縮器
２０    第１熱交換器（第１冷却部）
２２    第１蒸気流路
２６    第１冷媒流路
４０    第２熱交換器（第２冷却部）
４２    第２蒸気流路
４６    第２冷媒流路
６０    タンク（貯留部）
６４    ポンプ（流動手段）
８２    凝縮器
９２    第１冷却部
９４    第２冷却部
【図１】
2012220081.tif 000003
【図２】
2012220081.tif 000004
【図３】
2012220081.tif 000005
【図４】
2012220081.tif 000006