(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮対象の蒸気性媒体を分配するための分配チャンバと、凝縮物収集チャンバと、前記分配チャンバと前記凝縮物収集チャンバとの間に並列して接続された、空気側にフィンを有するフィン付きチューブとを具えた空冷式コンデンサであって、前記各フィン付きチューブ（１７）は平行な実質的に平らな二つの側壁とこれらの側壁同士を接続する外側閉鎖部とを具え、前記フィン付きチューブ（１７）には、前記側壁に連結されてフィン付きチューブ（１７）の内部空間を長手方向の平行チャンネル（１９）に分割する長手方向分離壁（１８）があり、前記分離壁（１８）には、隣接するチャンネル（１９）の間の媒体の流れを可能にする貫通孔（２７、２８、２８Ａ）があり、少なくとも幾つかのフィン付きチューブ（１７）が、チャンネル（１９）に形成された閉鎖エレメント（２６）及び分離壁（１８）に形成された前記閉鎖エレメント（２６）に隣接する貫通孔（２８、２８Ａ）によって、媒体を分配チャンバ（２３）から凝縮物収集チャンバ（２４）に導く主コンデンサ（１１）と媒体を凝集物収集チャンバ（２４）から分配チャンバ（２３）に向かって空気抽出パイプ（８）まで導くアフタ・クーラ（１５）とに分割されていることを特徴とする空冷式コンデンサ。
【請求項２】
各閉鎖エレメント（２６）が分配チャンバ（２３）から所定の距離に設けられ、その距離は外側チャンネル（１９）から始まってフィン付きチューブ（１７）の内側に向かうにつれて順次に大きくなり、前記閉鎖エレメント（２６）に隣接する貫通孔（２８、２８Ａ）は媒体を隣接するチャンネル（１９）の方に偏向させ、空気抽出パイプ（８）が外側チャンネル（１９）の閉鎖エレメント（２６）と凝縮物収集チャンバ（２４）との間の外側チャンネル（１９）の一セクションに閉鎖エレメント（２６）の近傍で接続されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
閉鎖エレメント（２６）とこれらに隣接する貫通孔（２８Ａ）がチャンネル（１９）に配置され、該チャンネル（１９）内での空気栓の形成を防いでいることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサ。
【請求項４】
外側チャンネル（１９）から始まる全体のチャンネル（１９）の約半分が前記閉鎖エレメント（２６）を具えていることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサ。
【請求項５】
閉鎖エレメント（２６）とこれらに隣接する貫通孔（２８）が、凝縮された媒体が重力によって隣接するチャンネル（１９）に入り込むことができるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサ。
【請求項６】
主コンデンサ（１１）のチャンネル（１９）同士の間の分離壁（１８）に、別の貫通孔（２７）が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項７】
アフタ・クーラ（１５）のチャンネル（１９）同士の間の分離壁（１８）に、別の貫通孔（２７）が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項８】
フィン付きチューブ（１７）を冷却する空気流の方向に関して主コンデンサ（１１）の前方に、アフタ・クーラ（１５）が位置していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項９】
フィン付きチューブ（１７）を冷却する空気流の方向に関して主コンデンサ（１１）の後方に、アフタ・クーラ（１５）が位置していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項１０】
更に、冷却空気を流すための装置を具え、該装置は冷却空気の流れ方向を逆転させるのに適していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項１１】
更に、冷却空気を流し及び／又は制御するための装置を具え、該装置はアフタ・クーラ（１５）を含むフィン付き表面における冷却空気流及び主コンデンサ（１１）のみを含むフィン付き表面における冷却空気流を制御するのに適していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項１２】
各分離壁（１８）が多数の貫通孔（２７）を具え、該貫通孔（２７）は好ましくは分離壁（１８）に等間隔で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項１３】
分離壁（１８）が側壁に対して垂直に配置され、及び／又は側壁と一体物として作られ、又は溶接、半田付け、接着剤、又は機械的な荷重伝達固定手段を介して側壁に取付けられていることを特徴とする請求項１〜５および１２のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項１４】
貫通孔（２７、２８、２８Ａ）が分離壁（１８）の開口であり、又は分離壁（１８）の折り曲げ部（１８Ａ）として形成されていることを特徴とする請求項１〜５及び１２のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項１５】
フィン付きチューブ（１７）の外側閉鎖部がアーチ型をしていることを特徴とする請求項１〜５及び１２のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項１６】
フィン付きチューブ（１７）の第１部分が前記閉鎖エレメント（２６）を有するアフタ・クーラ（１５）を具え、第２部分が閉鎖エレメント（２６）を有せずに分離壁（１８）に貫通孔（２７）のみを具えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、蒸気性媒体、望ましくはスチームを凝縮させる空冷式コンデンサに関する。
背景技術
コンデンサは、製造工業、化学工業及びエネルギ工業において広く使用されている。空冷式コンデンサは、一般に真空の下で作動する特殊なタイプのコンデンサである。先ず、本発明の空冷式コンデンサの作用の理解を確実にするために、空冷式コンデンサで起きている物理的プロセスについて説明する。
この物理的プロセス及び先行技術の説明は、動力プラントのスチーム・コンデンサとスチームの凝縮についてのものであるが、勿論、本発明はこのタイプのコンデンサに限定されるものではなく、空冷式コンデンサが必要とされている他の箇所にも適用されると共に、他の蒸気性媒体に対しても使用可能である。
一般的に、空冷式コンデンサは、空気側に密にフィンが設けられ平行に接続された多数のチューブで構成されている。これらの平行チューブで起こるプロセスは、原理的には同一であり、したがって、一本のチューブで起こるプロセスについて述べれば充分である。
図１は、分配チャンバ１４と低いレベル位置に配置された凝縮物収集チャンバ１６とを具え傾斜して平行に接続された多数の凝縮チューブ１からなる公知の空冷式コンデンサの模式的断面図であり、その中の一本のチューブのみが示されている。
この凝縮チューブ１の断面には種々のものがあり、実際には、円形、楕円形、偏平形又は競馬トラック形状の断面を持った凝縮チューブ１が使用されている。この凝縮チューブ１の内側では凝縮するスチームが矢印２の方向に流れ、凝縮チューブ１の外側では、その軸に直角に矢印３の方向に冷却空気が流れている。
この凝縮チューブ１で凝縮するスチームは、２３．２６０W/m2Kにも達する非常に高い熱伝達係数を有し空気側の熱伝達係数は５８ないし８１W/m2Kと低いので、フィン４によって実際にもたらされる熱交換効率を改善するために、空気側の表面を大きくすることが望まれる。
矢印２の方向からは、純粋のスチームだけではなく、非常に少量の非凝縮性のガス、主として空気が凝縮チューブ１に入ってくる。この非凝縮性のガスの一部は揮発性のアルカリ化剤及び解離生成物としてスチームに担持されているものであるが、大部分は技術システムの漏洩の結果としてスチーム中に入り込むものである。適切に構成され保守されたスチール・タービンの場合には、スチームと共にコンデンサに入ってくる非凝縮性ガス（主として空気）の量は、０．００５〜０．０１重量％である。
このスチーム関連の量は非常に低いものではあるが、非凝縮性ガスの存在は、コンデンサの作用に大きな影響を及ぼすことが後で明らかになる。
スチームの凝縮物と非凝縮性ガスは連続的に除去されねばならない。パイプ６と凝縮物ポンプ１０は、凝縮物収集チャンバ１６から凝縮物５を排出するのに役立ち、一方、非圧縮性ガスと幾らか残ったスチームは、空気抽出パイプ８を経て真空ポンプ９の方に出ていく。
凝縮の過程における重要な物理的特性の変化、即ち空気分圧、スチーム空間の過冷却及びスチーム側の熱伝達係数の変化は、９７〜９９％のスチームが凝縮しない限りは無視し得る。この原則の唯一の例外は、スチーム／空気の混合物７の流量と速度であり、これらは凝縮スチームの容積に反比例する。即ち、例えば９７％のスチームが凝縮する場合には、流量と速度は入口点におけるこれらの値の３％にしか過ぎない。
しかし、スチームの残りの３％の凝縮、特に最後の０．５％の凝縮に際しては、非凝縮性ガスの存在に起因して、次の表に見られるように種々のパラメータに著しい変化が生じる。
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スチームの残りの３％が凝縮する際に、空気分圧が劇的に増大し、その結果として、凝縮温度が低下する。換言すれば、凝縮空間の過冷却が増加する。空気濃度の増加によって、凝縮の終期にはスチーム側の熱伝達係数が実質的に減少する。スチーム／空気の流量は入って来た値の一部にまで低下する。
上表に示された変化の故に、図２に示すように、コンデンサを８０〜９０％のスチームが凝縮される主コンデンサ１１と、残りのスチームの一部を凝縮させ混合物７を過冷却させるアフタ・クーラ１５（デフレグメータ（dephlegmater））とに分離するのが通常のやり方である。前記主コンデンサ１１とアフタ・クーラ１５とは凝縮物収集チャンバ１６によって接続され、このチャンバは主コンデンサ１１から出てくるスチームをアフタ・クーラ１５までガイドすると共に、凝縮物５を集めてそれを前記パイプ６を通じて凝縮物ポンプ１０まで排出する。
主コンデンサ１１の構造は図１の凝縮チューブ１に対応しており、即ちスチームと凝縮物５は同方向に下方に流れるが、アフタ・クーラ１５では混合物７は上方に流れ、凝縮物５は混合物７と反対方向に下方に流れる。上に示されたように、凝縮プロセスの終期において混合物７の過冷却が劇的に増大するので、こうすることが必要であり、環境温度が凍結点より低い場合には、凝縮空間の温度も凍結点より低くなるような割合で過冷却が生じ、その結果、凝縮物５が凍結する。凍結した凝縮物５は空気抽出経路を閉塞して関連する凝縮チューブを凝縮プロセスに関与できなくし、最悪の場合には凍結した凝縮物によってチューブが破裂することさえある。
図１の構成は、スチーム空間の過冷却に起因して凝縮物５の温度が理論上の凝縮温度より下がり、この凝縮物５がスチーム・タービンのサイクルに戻った場合にはシステムの熱効率を低下させる欠点を有する。更に別の望ましくない影響は、空気分圧が高くなると共に凝縮物５の過冷却を生じることに起因して、凝縮物５が許容量より多くの酸素を吸収して腐食が起きるので、サイクルに戻す前にガス抜きする必要があることである。
向流式アフタ・クーラ１５は、反対方向に流れるスチームが凝縮物５を確実に加熱するようにすることによって、これらの欠点を少なくし又は解消することを意図したものである。
以上説明したプロセスは、主コンデンサ１１とアフタ・クーラ１５において、スチーム／空気の混合物７がアフタ・クーラ１５の空気抽出パイプ８の方に流れる場合に生じる。主コンデンサ１１においては、この前提条件は実際に満たされている。入口点でのスチーム速度が５０〜８０ｍ／ｓとなり、主コンデンサ１１の出口で９５％が凝縮するようにコンデンサが寸法決めされている場合には、スチーム速度は２．５〜４ｍ／ｓの範囲にあり、これはスチーム／空気の混合物７が出口の方向に確実に流れるのに充分な値である。
しかし、アフタ・クーラ１５においては、そうではない。残りの５％のスチームを凝縮させるためのアフタ・クーラ１５に主コンデンサ１１に装備されているチューブの１０％が配設されているものと仮定すると、即ち、流れの断面積が１／１０に減少しているものと仮定すると、アフタ・クーラ１５の入口での速度は２５〜４０ｍ／ｓであるが空気抽出パイプ８では０．１６〜０．２５ｍ／ｓに過ぎない。抽出された空気と共に過剰な量のスチームが脱出しないように、そして過剰な容量の真空ポンプの使用をしなくてもすむように、アフタ・クーラ１５は、空気抽出パイプ８においてスチーム／空気の混合物７の含量が導入容積の０．０３〜０．０４％の少量で、スチーム／空気の混合物７の過冷却が４〜５℃の場合、抽出された混合物７の空気含量が２５〜３０％となるように寸法付けられている。
アフタ・クーラ１５の適正な配列と寸法決定は非常に難しい課題であることは明らかである。例えば、空気含量の少ないスチームが高速でアフタ・クーラ１５に入った場合、渦流によって抽出パイプ８に達し、抽出されるべき混合物７を希釈する。定量の空気を送り出すように寸法付けられている真空ポンプではコンデンサに到来するすべての空気を除去することは不可能であり、したがって、空気は先ずアフタ・クーラ１５に停滞し、その後に主コンデンサ１１にも停滞する。空気濃度が増加すると、スチーム空間の過冷却が劇的に増大して熱伝達係数を悪化させ、コンデンサの熱消失を妨げ、寒冷時期には霜が生じるリスクもある。空気抽出パイプ８では非常に僅かな量しか流れないので、この点に到来する新たなスチームは少量であっても、上述の悪影響をもたらす。
その結果、適正に構成されたアフタ・クーラの場合には、入口と抽出点との間での速度の低下は劇的なものではなくなる。
適正に構成された主コンデンサとアフタ・クーラは、もう一つの要求、即ち冷却空気流の方向に一列のフィン付きチューブのみが存在するべきであると言う要求にも合っていなければならない。
複数列のチューブが存在している場合には、冷却空気の入口側のチューブ列は他の列のチューブよりも多くの冷却を受け、したがってその両端にスチームが流れ込むので、このことは重要である。上端は通常のスチーム導入点であり、下端は共通の凝縮物収集チャンバを経て他の列のチューブからのスチームを受け取る。
この現象の結果として、最初の列のチューブから、そして結局は次の列のチューブから非凝縮性ガスが脱出できなくなり、停滞する空気の栓が発達する。これらの空気栓の長さは、第１チューブ列から次第に高くなる冷却空気温度に曝される次のチューブ列の方へ向かって、徐々に減少する。空気に満たされた停滞領域では、熱の消散が減少し、寒冷時には霜の発生するリスクが大きくなる。これらの悪影響を解消するために、一本のチューブ列を具えた空冷式コンデンサが使用されている。スチーム側に充分な断面が得られるように、適正な数の空気側フィンが設けられ、空気側の流れ抵抗を可能な限り低くしており、実際には競馬トラック型断面を有するほぼ偏平なフィン付きチューブが使用されている。
発明の開示
本発明の目的は、
−（外部圧力又は内部圧力の負荷に耐えることができるように大きな断面の偏平なチューブを用いて）空気側とスチーム側の両方において低い流れ抵抗を有し、
−空気側に適正にフィンを具え、
−熱伝達と空気流に関して最適に構成された空気側のフィンを有し、
−空気栓が発達せず、すべての作動条件において空気が確実に除去可能であり、
−パイプの凍結が安全に防止可能であり、
−構造が簡単で安価な空冷式コンデンサを構成することにある。
即ち本発明は、凝縮対象の蒸気性媒体を分配するための分配チャンバと、凝縮物収集チャンバと、空気側にフィンを具えたフィン付きチューブとで構成され、前記フィン付きチューブは分配チャンバと凝縮物収集チャンバとの間に並列に接続されている空冷式コンデンサである。各フィン付きチューブは、ほぼ平らな二つの平行な側壁とこれらの側壁を接続する外側閉鎖部とを具え、前記フィン付きチューブには、前記側壁に接続されてフィン付きチューブの内部空間を長手方向の平行チャンネルに分割する長手方向の分離壁が存在し、前記分離壁には、隣り合うチャンネル同士の間で前記媒体の流通を可能にする貫通孔が存在している。
本発明の好適実施例においては、フィン付きチューブの少なくとも幾つかは、チャンネル内に形成された閉鎖エレメントと該閉鎖エレメントに隣接して前記分離壁に設けられた貫通孔とによって、媒体を前記分離チャンバから凝縮物収集チャンバまで導く主コンデンサと、媒体を前記凝縮物収集チャンバから前記分配チャンバに向かって空気抽出パイプまで導くアフタ・クーラとに分割されている。
この実施例においては、コンデンサのすべての凝縮チューブが同一タイプのものであってもよく、即ち、コンデンサ、アフタ・クーラ及び接続チューブを別々に設計したり製作したりする必要はない。この実施例によれば、冷却空気の温度の変化による、又はスチーム分布のバランスの崩れによる空気栓の発達が防がれる。アフタ・クーラが主コンデンサと金属接触しているので、そこから充分な熱が常に空気抽出パイプの周囲の空気濃度の高いセクションに伝達され、該セクションの凍結が防がれる。
各閉鎖エレメントは、分配チャンバから所定の距離に設けられ、その距離は外側チャンネルから始まってフィン付きチューブの内部に向かうにつれて順次に増加し、閉鎖エレメントに隣接する貫通孔は媒体を隣接するチャンネルの方に偏向させ、空気抽出パイプが閉鎖エレメントと凝縮物収集チャンバとの間の外側チャンネルの一セクションに該閉鎖エレメントの近傍で接続されている。
前記閉鎖エレメントとこれらに隣接する貫通孔は、それがチャンネル内における空気栓の形成を防止するように、前記チャンネル内に配置されることが望ましい。外側チャンネルから始まる前記チャンネルの約半分が前記閉鎖エレメントを具えていることが望ましい。このようにして、次第に狭くなった媒体用断面が確保される。
閉鎖エレメントとこれらに隣接する貫通孔は、凝縮物が重力によって隣接するチャンネルに入れるように形成されることが望ましい。
本発明のコンデンサは、主コンデンサのチャンネル同士の間及び／又はアフタ・クーラのチャンネル同士の間の分離壁に形成された別の貫通孔を具えていることが望ましい。
コンデンサのもう一つの実施例においては、各分離壁が多数の貫通孔を具え、該貫通孔はこの分離壁に等間隔に形成されていることが望ましい。このようにして、媒体の迅速な凝縮に起因して凝縮空間の圧力が低下しているチャンネルへ貫通孔を通じて媒体が流れ込むことができるので、より強力な冷却能力を有するチャンネル内の空気栓の発達が防がれる。
【図面の簡単な説明】
本発明を図面に示す好適実施例に基づいて以下に述べる。
図１は公知の空冷式コンデンサの模式的断面図である。
図２は、主コンデンサとアフタ・クーラとからなる公知の空冷式コンデンサの模式的断面図である。
図３と図４は、内部分離壁を具えた偏平な構成を有する本発明のコンデンサ用のフィン付きチューブの横方向及び長手方向断面図である。
図５〜図７は、内部分離壁を具えた偏平なフィン付きチューブの種々の実施例の断面図である。
図８〜図１０は、空気側フィンの種々の実施例を示す断面図である。
図１１は、内部分離壁、内部チャンネル及び分離壁上の貫通孔を具えた本発明のコンデンサ・チューブの好適実施例の長手方向断面図である。
図１２は、Ａ−Ａ面に沿う図１１の前記好適実施例の断面図である。
図１３と図１４は、分離壁の貫通孔の二つの好ましい実施例の断面図である。
図１５は、主コンデンサとアフタ・クーラとに分割された本発明のコンデンサ・チューブの別の好適実施例の長手方向断面図である。
図１６は、本発明のコンデンサ・チューブの他の好適実施例の長手方向断面図である。
図１７は、アフタ・クーラの付いている又は付いていないフィン付きチューブが交互に設置された本発明の空冷式コンデンサの模式図である。
図１８は、この空冷式コンデンサの更に別の好適実施例の模式図である。
発明を実施するための最良の態様
図３と図４は、それぞれ、本発明のフィン付きチューブ１７の横方向及び長手方向断面図であり、このチューブは一対のほぼ偏平な側壁とアーチ状の外側閉鎖部とを有し、即ち競馬のトラックの形状をなしている。このフィン付きチューブ１７の内部には分離壁１８が配置され、内部の長手方向チャンネル１９を区切っている。空気側のフィン４はフィン付きチューブ１７の外側の平らな側面に設けられている。これらのフィン４は、熱伝達に悪影響を及ぼす厚い境界層がフィン付きチューブ１７の周囲に発達しないように流れの方向に垂直なスロットを具えている。
図５〜図７にはフィン付きチューブ１７のチューブ部分の一部の種々の実施例が示されている。図５の実施例では、このチューブ部分は二つの半体で構成されており、分離壁１８も別々のピースである。これらのピースは、溶接、半田付け、接着又は機械的な荷重伝達固定手段によって取付けられている。
図６の実施例では、二つの半体で構成されたチューブ部分と分離壁１８とは、互いに挿入可能であり、二つの半体同士は溶接又は半田付けによって接合されている。
図７は押し出しによって作られたチューブ部分を示し、このチューブ部分と分離壁１８とは一つのピースであり、このチューブ部分は単一の操作で製造可能である。
図８〜図１０には、フィン付きチューブ１７の空気側フィン４が示されている。図８では、フィン４の根元にフランジが設けられ、半田付けにより、接着剤の使用により、又はバインダを用いずに締まり嵌め（tight fit）によってチューブ１７に固定されている。
図９では、フィン４がブレード２１が矢印２２の方向に動く方法でチューブ材料から切出されることにより形状付けられ得、そして一対のフィン４の各々を形状付けた後一つのフィン空間分左方へそれらが移動され、それから次の一対のフィン４が形成される。
図１０では、フィン４は波型シートで作られ、例えば溶接などによってチューブ１７に固定されている。
後述する他の機能に加えて、分離壁１８は外部圧力及び内部圧力の両方に対してフィン付きチューブ１７の大きな偏平な側壁を支え、フィン４が側壁の荷重担持能力に寄与しなくてもよいようにする利点を有する。したがって、フィン４を設計する際、及びこれを側壁に固定する方法において、フィン付きチューブ１７の強度に関する限り何らの制限もなく、熱伝達の観点から最適な形状にフィンを設計することができる。これらのフィン４は、一般的に、側壁上の内外圧によって加えられる荷重を担持するには適していないが、熱伝達の面では優れている。
図１１は、分配チャンバ２３と、低いレベル位置に配置された凝縮物収集チャンバ２４と、これらを接続する傾斜した平行に連結された、空気側にフィン４を具えた前述のフィン付きチューブ１７とで構成された本発明の空冷式コンデンサを示している。断面図には、一本のフィン付きチューブ１７のみが示されている。これらのフィン付きチューブは平行に連結されているので、一本のフィン付きチューブ１７の構造について述べれば充分である。
この実施例ではスチーム分配パイプである分配チャンバ２３から、少量の空気を含んだスチームがフィン付きチューブ１７に導入される。このフィン付きチューブ１７は、これを長手方向の６本の内部チャンネル１９に分割する５個の分離壁１８を有する。フィン付きチューブ１７の外側の平らな側壁上には、空気側のフィン４が設けられている。
チャンネル１９においては、スチームと凝縮物５が下流側に流れて凝縮物収集チャンバ２４に入る。凝縮物５は、ここから凝集物ポンプ１０によってパイプ６を通って排出される。分離壁１８には均等な間隔で貫通孔２７が設けられている。これらの貫通孔はフィン付きチューブ１７のチャンネル１９同士を連結し、スチームは任意のチャンネル１９から任意のチャンネル１９に流れることができる。この実施例では、矢印３の方向に流れる空気が、入口側のチャンネル１９内では入口点から遠いチャンネル１９内より速く流れているスチームを凝縮させる場合、スチームが貫通孔２７を通って矢印２Ａの方向にも流れることができるので、入口側のチャンネル１９における空気栓の発達を防ぐことが可能となる。図１２は、図１１の面Ａ−Ａに沿うフィン付きチューブ１７の横方向断面図である。
貫通孔２７を別の方法で形成することもできる。図１３と図１４は、一例として二つのタイプの貫通孔２７を示す。図１３では、分離壁１８上の貫通孔２７は円形又は長方形の開口であり、図１４では、貫通孔２７は、分離壁１８において長方形セクションの三辺が切り離され、そしてこの長方形セクションが切り離されていない第４の辺で折り曲げられて形成されている。この折り曲げられた部分１８Ａはスチームをうまくガイドし、しかも貫通孔の形成に際して、屑物が発生しない。
図１５は、本発明のコンデンサの別の好適実施例を示す。この実施例では、フィン付きチューブ１７は、チャンネル１９に設けられた閉鎖エレメント２６によって、主コンデンサ１１とアフタ・クーラ１５とに分割されている。これらの閉鎖エレメント２６は、第１、第２及び第３チャンネル１９に設置されている。第１チャンネル１９の端からは最も長いセクションが、第２チャンネルの端からはそれよりも短いセクションが、そして第３チャンネルの端からは最も短いセクションが分離されるように、閉鎖エレメント２６が装着されている。凝縮物が閉鎖エレメント２６によって分離されたチャンネル１９を出て行くことおよびスチームが流通可能となることを確実とするために、貫通孔２８及び２８Ａは隣り合う分離壁１８の閉鎖エレメント２６の直ぐ上及び直ぐ下に形成される。したがって、矢印２の方向に流れるスチームの場合には、凝縮物収集チャンバ２４に向かって流れる際および該凝集物収集チャンバ２４から空気抽出パイプ８に達する際に、次第に減少する断面を利用することができ、空気抽出パイプ８において充分なスチーム速度が得られる。
主クーラ１１のチャンネル１９の間の分離壁１８とアフタ・クーラ１５の分離壁において多数の貫通孔２７が、このフィン付きパイプ１７にも設けられて前記チャンネル１９同士を接続しているので、空気の入口側での空気栓の発達が防がれる。
凝縮物収集チャンバ２４から、スチーム／空気の混合物がアフタ・クーラ１５に導入される。アフタ・クーラ１５は狭い断面を有している。ここでも、アフタ・クーラ１５の貫通孔２７によって、単一チューブ列の原理が確実に実行されている。外側チャンネル１９のアフタ・クーラ部分の最高地点に、空気抽出パイプ８が位置し、収集チューブ２５を通じて残りのスチーム／空気の混合物を真空ポンプに供給している。アフタ・クーラ１５において、スチーム／空気の混合物は上方に流れ、凝縮物５は下方に流れ、即ち向流を形成する。
コンデンサが暑い気候条件で霜が発生する心配のない箇所に設置される場合には、貫通孔２７を省略してもよい。この実施例は図１６に示されている。この実施例では、閉鎖エレメント２６を、前述の次第に発達する停滞空気栓の上部境界に設けることが望ましい。この場合にも、閉鎖エレメント２６の両側に貫通孔２８と２８Ａを持つことが必要である。
本発明のコンデンサにおけるアフタ・クーラ１５を空気入口地点の反対側に設け、或る程度温められた空気によってそれの冷却を行ってもよい。この実施例によれば、寒冷時のアフタ・クーラ１５の凍結を防止することができる。同じような好適実施例は、冷却空気を送り出すファンの回転方向を変更可能にして、アフタ・クーラ１５を冷却空気の入口地点の反対側に移転させることによって提供される。このようにして、暑熱時と寒冷時の両方の気候で最適に作動する装置が得られる。
図１７は、それぞれアフタ・クーラの付いているものと付いていないフィン付きのチューブ３１と３２が交互に設けられた本発明の空冷式コンデンサ３０の模式図である。これらのフィン付きのチューブ３１と３２は、アフタ・クーラ内の適正な速度、アフタ・クーラの熱伝達表面、その他のパラメータに応じて、所望の割合で配列可能である。
或る場合には、特に寒冷条件下で作動するコンデンサの場合には、アフタ・クーラが設けられたフィン付きチューブのフィン付き表面のセクションにおいて、主コンデンサ専用のセクションにおけるよりも高い冷却効果を達成することが必要である。この要求は、主コンデンサのセクションを横切って流れる空気流よりも多くの空気流をアフタ・クーラのセクションを横切って流すことによって達成される。このような実施例は図１８に示され、ファン３３によって、共通のスチーム分配パイプ２９に接続されたコンデンサ３０に空気を送り込んでいる。空気は矢印３６の方向に流れる。空気の入口側には、別々に作動可能なルーバ３４と３５が設けられている。ルーバ３４は主コンデンサ１１のみを含む部分をカバーし、ルーバ３５はアフタ・クーラ１５を含む部分をカバーしている。これら二つのルーバ３４と３５の位置を変更することにより、主コンデンサ１１とアフタ・クーラ１５を横切って流れる空気の量を互いに独立して変更できる。
上述の一体化された主コンデンサ／アフタ・クーラの利点は次の通りである。
−コンデンサのすべてのコンデンサ・チューブは同じタイプのものであってもよく、コンデンサとアフタ・クーラ及び接続チューブを別々に設計し製造する必要はない。
−分配チューブ内のスチームの速度と圧力は変化している。したがって、分配チャンバに接続されたコンデンサ・チューブにスチームが均等には分配されず、コンデンサの流れ特性と熱特性が悪化し、臨界条件下では霜の発生するリスクが生じる。各フィン付きチューブがそれ自体のアフタ・クーラと空気抽出パイプとを有する本発明の構成によれば、公知の構成のコンデンサの場合に比して、こうしたバランスの崩れが大幅に少なくなる。
−各フィン付きチューブがそれ自体のアフタ・クーラと空気抽出パイプとを有するこの構成によって、冷却空気の温度の変化又はスチームの分布のバランスの崩れの結果としての空気栓の発達が無くなる。
−アフタ・クーラが主コンデンサと金属接触しているので、空気抽出パイプの周囲の空気含量の多いセクションに充分な熱が伝達され、これらが凍結することが無くなる。
−小さなチョークを用いた空気抽出パイプの適正な構成により、収集パイプがコンデンサに装着されたフィン付きチューブのそれぞれから同量ずつのスチーム／空気の混合物を取り出すことができるので、各フィン付きチューブは同じように好ましく冷却されて作動する。
当業者であれば、上述の開示が例示に過ぎず、次に述べる請求の範囲に規定された本発明の範囲内で、種々の変形、改変、改作が可能なことは明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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