TW567301B - Condenser - Google Patents

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567301 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種將熱$從高溫流體轉移到低溫流體、使 高溫流體冷凝的冷凝為，特別關於一種冷凝效率較高的冷 凝器。 【習知技術】 以 溫差發電，或洛π動力、化學、食品工業等的設備， 及冷凍機與熱泵用的冷凝器，一般都是在高溫流體與低溫 流體之間進行熱傳遞，目的是使高溫流體從液相變為氣 相。這種現有的冷凝器有多管式、平板式、螺旋式等種 類，例如在温差發電設備中，用低溫流體吸收埶量，使高 溫流體冷凝的冷凝器，一般採用平板式冷凝器’。這種現有 的冷凝器如圖6與圖7所示。圖6是現有的冷凝器主要部分 的分解立體圖，圖7是現有的冷凝器的組裝狀態概略說明 圖0 上述各圖中現有的冷凝器100，有許多兩個一組的熱交 換板101、102 ’在相互層疊的狀態下，裝在架設在固定框 架1〇3與支承桿1〇4之間的上下兩根導向桿1〇5、1〇6上’各 熱交換板1〇1被裂在導向桿1〇5、1〇 107與固定框架⑽所夾持’各熱 = 側形成兩個-組的熱交換流路A、R 、…丄UZ的表晨巾 1〇8在-個熱交換流路A中流是-個高溫流體 交換流路B中流動，進行二的 =體⑽在另一個熱 = 進，是對大致為：狀的材料，按-定 的形狀與表面狀怨進行沖壓加工 饮 ^ ^成的，四角開口形成高

567301 五、發明說明（2) /皿k體1 0 8或低溫流體1 〇 9的流通通道a、b、c、d，同時在 一個表面設有避免高溫流體1 0 8與低溫流體1 0 9混流的分隔 禮封墊1 1 1、1 1 2，正反倒置後相互之間是一樣的。 為了增加傳熱面積’同時促進從高溫流體】〇 8向傳熱面 的熱轉移，以及從傳熱面向低溫流體丨〇9的熱轉移，在構 成傳熱面的熱交換板101、102上，形成有凹凸的花紋（圖 中未表示出）。 另外，以前還有一種在上述冷凝器不同的另一種平板式 疑f ’這種冷凝器’如圖8所示’在傳熱面2〇1的高溫流 敎I ί許多具有31當間距與深度的縱溝，作為傳 :Γ 2，紋的一部或如圖9所示，在傳熱面30 1上形 以午…溫流體流動方向斜著相交的冷凝液排除溝 在形成上述縱溝2 0 2的情济下，力捕办 。 温流體的冷凝液，由於其表專心面201上冷凝的高 部，積聚在溝底部的冷凝液= Π = 的溝底 使覆蓋在傳熱面2〇1上的冷凝存、膜本而/下，從而可 在形成冷凝液排除溝3〇2的情下/ $ β咼傳熱性能。 流下的冷凝液被半途截留，沿下卜’在傳熱面301上產生而 除，從而使冷凝液盡可能不^ 1除溝302迅速排 ，面301與氣相的高溫流體的接觸效率。上積聚，提高傳 【發明所欲解決之問題】 由於現有的冷凝器採用 高溫流體一側，形成有讓^、 以雖然在傳熱面的 ▽喊液迅速排除，使氣相高溫流

567301 五、發明說明（3) 體的熱轉移率達到最佳的凹凸 側便成為與南溫流體側凹凸正 溫流體熱轉移率的凹凸花紋， 熱轉移不能達到最佳的轉移效 本發明是為了解決上述課題 供一種其傳熱面形狀能使從傳 從高溫流體向傳熱面的熱轉移 面的各個位置都確實並充分地 的冷凝，使熱效率得到提高的 【解決問題之手段】 本發明的冷凝器是一種設置 傳熱面’讓高溫流體與低溫流 動’炎著上述傳熱面垂直對流 產生從氣相變為液相的相位變 體側的傳熱面表面形成有與上 角度傾斜的連續溝形部分，具 產生的、沿高溫流體流動方向 凝液排除溝部，上述傳熱面被 若干區域’在傳熱面上劃分出 形狀、至少在高溫流體侧表面 樣，在本發明中，由於在熱交 除該傳熱面的高溫流體側表面 溝部’而且在傳熱面高溫流體 部劃分出的各個區域分別形成 花紋，但是，在低溫流體一 好相反的形狀，是不考慮低 因此從傳熱面向低溫流體的 率，造成不少浪費。 而開發完成的’其目的是提 熱面向低溫流體的熱轉移同 一樣高效率進行，可在傳熱 進行熱交換，促進高溫流體 冷凝器。 有一個或多個大致成板狀的 體分別在上述傳熱面兩側流 ，進行熱交換，使高溫流體 化的冷凝器，它是在高溫流 述局溫流體流動方向按一定 有一個或多個積聚傳熱面上 k下的南溫流體冷凝液的冷 上述冷凝液排除溝部劃分成 的各個區域分別形成有一定 表現為一定凹凸的花紋。這 換用的傳熱面上，設置有排 產生的冷凝液的冷凝液排除 側表面由上述冷凝液排除溝 有凹凸的花紋，傳熱面上產

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567301 五、發明說明（4) 生、流下的高溫 冷凝液排除溝部 留，可以提高傳 凸花紋使高溫流 時，使傳熱面上 提高，使高溫流 本發明的冷凝 部從傳熱面的兩 的傳熱面表面， 中央部到高溫流 連續溝形部分， 流路部。這樣， 除溝部外還設置 高溫流體冷凝液 流路部中，沿該 會在傳熱面上滯 觸效率，使高溫 本發明的冷凝 冷凝液排除溝部 個區域分別形成 凸正好相反而共 凸花紋由一個或 的凹凸形狀部分 的凹凸形狀部分 流體冷凝液積聚在冷凝液排除溝部，沿該 ，速排除，因此冷凝液不會在傳熱面上滯 ”、、面與氣相高溫流體的接觸效率，在用凹 體與傳熱面的熱轉移性能得到提高的同 從高溫流體向低溫流體的熱#移率也得到 體的冷凝更加高效率地進行。 士有必要，可以讓上述冷凝液排除溝 側端部向中央部形成，在上述高溫流體側 形成從傳熱面的高溫流體流動方向的大致 體的流出側端部，沿高溫流體流動方向的 構成與上述冷凝液排除溝部連通的冷凝液 在本I明中，由於在傳熱面上除冷凝液排 了冷凝液流路部，傳熱面上產生、流下的 積聚在冷凝液f除溝部，再積聚到冷凝液 冷凝液、流路部t速地排除，目此冷凝液不 瘧，可以提向傳熱面與氣相高溫流體的接 流體的冷凝更加高效率地進行。 态如有必要，可以讓 傳熱面由上述 劃分f若干區域，在傳‘上劃分出的各 有一疋形狀、高溫流體側與低溫流體側凹 同形成的-定凹凸花紋，上述各區域的凹 多個大小使咼溫流體的熱轉移率達到最佳 以及大小使低溫流體的熱轉移率達到最佳 ，按一定的配置組合形成。這樣，在本發

567301 五、發明說明（5) 明中，由於被冷凝液排除溝 形成有多個南溫流體的熱轉 流體的熱轉移率最佳的形狀 別使各流體與傳熱面的熱轉 可以提高整個傳熱面上從高 率，使高溫流體的冷凝更加 本發明的冷凝器，如有必 或多個區域的凹凸花紋，由 續凸條形或溝形、且具有按 的間距、在低溫流體流動方 的凹凸花紋，以及沿高溫流 形、且具有按高溫流體的最 距、在低溫流體流動方向橫 凸花紋，組合形成。這樣， 一定區域，形成有與高溫流 體流動方向垂直相交的連續 的流動阻力增大，因此可以 頻度，進一步促進從傳熱面 低對南溫流體流入的阻力， 地流通，與傳熱面接觸，提 溫流體進行熱轉移的效率， 地進行。 本發明的冷凝器，如有必 出的多個區域中，至少在比 1劃分出的傳熱面各個區域， f率最佳的形狀部分以及低溫 ^分組合形成的凹凸花紋，分 f性能保持高效率狀態，因此 =流體向低溫流體的熱轉移 尚效率地進行。 要，可以該上述傳熱面的一個 多個沿高溫流體流動方向為連 低溫流體的最佳熱轉移率設定 向k截面為並立的大致波浪形 體流動方向為連續凸條形或溝 佳熱轉移率設定的另一種間 截面為並立的大致波浪形的凹 在本發明中，由於在傳熱面的 體流動方向平行、且與低溫流 形^的凹凸花紋、對低溫流體 提南低溫流體與傳熱面的接觸 向低溫流體的熱轉移，同時降 讓咼溫流體在傳熱面之間順暢 高從高溫流體通過傳熱面向低 使高溫流體的冷凝更加高效率 要，可以讓上述傳熱面被劃分 上述冷凝液流路部更靠高溫流

567301 五、發明說明（6) 體流動方向上游側的區域的 動方向按一定角度傾斜的連 斜方向成垂直相交的方向具 設定的間距、在低溫流體流 浪形的凹凸花紋，以及向著 傾斜的連續凸條形或溝形、 的方向具有按高溫流體的最 距、在低溫流體流動方向橫 凸花紋，組合形成。尤其是 形成有向著高溫流體流動方 的凹凸花紋，在增大對低溫 流體的流動也產生一定的阻 傳熱面的接觸頻度，進一步 轉移，同時還可提高高溫流 從高溫流體向傳熱面的熱轉 冷凝困難的過熱蒸汽的情況 將熱里轉移到傳熱面，使高 行。 本發明的冷凝器，如有必 具有按低溫流體的最佳熱轉 條形或溝形部分，同具有按 的、且與上述按低溫流體的 比、間距極小的凸條形或溝 截面為複合波浪形的凹凸形 凹凸花紋，由向著高溫流體流 續凸條形或溝形、且在與該傾 有按低溫流體的最佳熱轉移率 動方向橫截面為並立的大致波 南溫流體流動方向按一定角度 且在與该傾斜方向成垂直相交 佳熱轉移率設定的另一種間 截面為並立的大致波浪形的凹 ，由於在傳熱面的一定區域， 向按一定角度傾斜的連續形狀 流體流動阻力的同時，對高溫 力’因此可以提高低溫流體與 促進從傳熱面向低溫流體的熱 體與傳熱面的接觸頻度，提高 移的效率，即使在高溫流體為 下，也能恰當地使該過熱蒸汽 溫流體的冷凝更加高效率地進 要，可以讓上述的凹凸花紋為 移率設定的間距並立設置的凸 面溫流體的最佳熱轉移率設定 最佳熱轉移率設定的間距^疋 形部^組合、一體成形的、橫 狀。這樣，在本發明中，由於

89110544.ptd 第11頁 567301 i、發明說明（7) 傳熱面的凹 溫流體熱轉 的形狀部分 可以在傳熱 率設定的小 從傳熱面上 觸的傳熱面 熱面的熱轉 面上從高溫 凝更加高效 本發明的 溫流體流動 内，形成沿 溫流體流動 凹凸形狀的 的高溫流體 南溫流體流 高溫流體容 熱面積，促 接觸，進行 讓高溫流體 從高溫流體 凝更加高效 本發明的 ，如有必要 南溫流體流 體流動方向 一定間距並 紋。這樣， 端部的一定 一致的一定 傳熱面，因 流體與傳熱 ，同時可以 流入傳熱面 面進行熱轉 行。 ，如有必要 面為複合波 狀部分與低 面上沒有偏 地設置按高 溝形部分， 度地確保能 轉移率達到 高效率狀態 體的熱轉移 凸花紋 移率最 ，可以 面上最 間距凸 排除， 積，使 移性均 流體向 地進行 冷凝器 方向的 高溫流 方向按 凹凸花 流入側 動方向 易流入 進低溫 熱轉移 順暢地 向傳熱 率地進 冷凝器 是橫截 大的形 在傳熱 大限度 條形或 最大限 冷凝熱 能保持 低溫流 ，可以 入側端 連續的 立、橫 在本發 範圍内 形狀的 此可以 面的高 降低高 之間， 移的頻 浪形的 溫流體 向地一 溫流體 可以確 與氣相 最大， ，可以 率，使 讓上述 部起一 凸條形 截面大 明中， ，形成 凹凸花 通過凹 溫流體 溫流體 與傳熱 度，使 凹凸形 熱轉移 樣設置 的最佳 實地將 的高溫 使各流 提高整 兩溫流 狀，高 率最大 ’因此 熱轉移 冷凝液 流體接 體與傳 個傳熱 體的冷 傳熱面，在高 定範圍的區域 或溝形、沿低 致呈波浪形的 由於在傳熱面 了長度方向與 紋’使得氣相 凸確保擴大傳 流入側區域的 的流入阻力， 面接觸，增加 高溫流體的冷 ，可以讓上述傳熱面，在 南

89110544.ptd 第12頁 567301 五 、發明說明（8) _ 溫流體流動方向的高溫流體流出側 内’形成沿雨溫流體流動方向連續的凸條形的區域 溫流體流動方向按一定間距並立、 / 形、沿低 凹凸形狀的凹凸花紋。這樣，才 = f呈波浪形的 的高溫流體最下游侧一定範圍内， < 、 ；在傳熱面 流體流動方向一致的一定形狀沾 成了長度方向與鬲溫 高溫流體流動方向的阻力，冑、夜：f化紋’因此可以降低 熱面之間脫離到外冑，任何時候體能容易地從傳 積，使高溫流體的冷凝更力=溫流體的傳熱面 【發明之實施形態】 (本發明之第一實施形態） 下面參如、圖1至圖3，對本發明 ^ 進行說明。本實施形能的卜/^ —的冷凝器 水作為低溫流；，構= 氨作為高溫流體，用海 實施形態的冷凝器的側視g，^ 3統的一部分。圖1是本 的傳熱面的概略結構圖2本實施形態的冷凝器 熱面的主要部分切口 貫施形態的冷凝器的傳 屬t t Ϊ各圖所不’本實施形態的冷凝器的結構是，在金 = Ϊ殼η内，設/著多組並立狀態的金屬製的矩 對向M二，I、面1，其與兩溫流體對應的面相互平行地相 起：槿忐i目對向的兩個傳熱面1各自的側端部連接在- 5口 致呈筒形的筒體，該大致呈筒形的筒體的上下 開口4分是高溫流體的出口與入口，冑溫流體從上

89110544.ptd 第13頁 567301 五 、發明說明（9) 下部，在僂執；1 n , ^ ^ …、曲1的相反側，低溫流體在與高溫流體垂直 T日父的古/"7、、六去 上， "机勤。在包圍著各傳熱面1的機殼1 0的各側面 著# π正好相當於傳熱面1上下方向中央部的高度，設置 上:Γ f的供給σ 1 0 a與排出口 1 0 b，在機殼1 0的上下面 诵沾:別°又置著與上述大致呈筒形的筒體上下開口部分連 通=溫流體的流广口 i〇c與流出口_。 的^ ,述傳熱面1的高溫流體側表面，具有多個由從傳熱面 :::端部向中央部延伸、肖高溫流體流動方向按一定角 溝部5，的、兩兩並立狀態的連續溝形部分形成的冷凝液排除 邻$丨一 乂及由從傳熱面1的高溫流體流動方向的大致中央 彤卹八r二、 L出側鳊部、在鬲溫流體流動方向連續的溝 〜4分形成的、盘μ、+、、人 路部3，上述傳執面;\冷/人液排除溝部2連通的冷凝液流 邻3剑八-…、面被上述冷凝液排除溝部2與冷凝液流路 劃分成若干區祕，+ μ、+、4 ^ 成右古、w、古触 戍在上述被劃分出的各個區域分別形 成有问溫流體側盘你、、w、、六辨 ΠΠ η ，、低皿Μ體側凹凸相反、共同構成的一定 強产化ϋ Γ凸花紋增加了傳熱面積，提高了傳熱面1的 作=。 &到了控制流體流動，按一定方向引導流體的 域4上的述 二 熱面 /的？上側區域4是高溫流體的流入側，該區 "、 化、、文為鬲溫流體流動方向的連續凸條形或溝 形，且在低溫流體泠叙古A g 4 @ / 動方向呈相隔一定間距並立的、橫截 ^ ]凹凸七狀由於在南溫流體流動方向是 或溝形’戶斤以能減少高溫流體的流入阻力。 ;、傳熱面1的最上部區域4相鄰的、面積最大的區域5的

89110544.ptd 第14頁 567301 五、發明說明（ίο) 凹凸花紋是南溫流體流動方向的連續凸條形或溝形，且 低溫流體流動方向呈相隔一定間距並立的、橫裁面大致 波浪形的凹凸形狀，在以氨為高溫流體，海水為低溫流體 的條件下，是由對低溫流體的熱轉移率（對流熱 好的約為15〜20丽寬度的溝形部5a(從高溫流體側 狀），以及對高溫流體的熱轉移率（冷凝熱轉移率 = 約為0· 5〜1醒寬度的溝形部“（從高溫流體側看的形、， :合。、一體設置構成的，橫截面形狀為複合波浪形，參照 與上述區域5下游側相鄰的各區域6的凹 高溫流體流動方向平行的、傳埶化、、文疋關於與 與上述區域5 — mθ 4分線對稱的花紋， 樣，疋向者尚溫流體流動 形或溝形、且在低溫流體流動方向呈相隔勺連辟貝凸條 的、橫截面大致成波浪形的凹凸形狀。&間距並立 傳熱面1的最下部、構成高溫流體流出側的「+ 述區域4 -樣，其凹凸花紋為高溫流體 ，域7 ’與上 條形或溝形，且在低溫流體流動方向呈方向的連續凸 的、橫截面大致成波浪形的凹凸形狀。=隔一定間距並立 動方向是連續的凸條形或溝 ^ °於在高溫流體流 入阻力。 斤以此減少高溫流體的流 在上述傳熱面1的周圍， =時且存在著構成因連接形成V大致兩呈個：熱面1被連續 =)、，丨有一定寬度的大致為板狀的連接的筒體的側 不出）使兩個傳熱面1平行 接⑷分（圖中未表 保持一定的間隔。該連接用 89110544.ptd 第15頁 567301

五、發明說明（π) 部分，一般為不會對女祕σ % 力的平滑®，但是也可的同體内外各流體形成阻 設置的、多個具有對低〜二2部分，％成按-定間隔 的-定凹凸形狀的凹凸；凹，對高溫流體侧為凸 * 1 ^ ^ ^ ,凸化、、文’這樣可以大幅度地提高傳熱 面1對抗低Μ流體側來的壓力的支承強度。 下面’對具有上述結構的冷凝n的熱交換動作進行說 明。 軋相的南溫流體被一定的壓力，通過機殼10的流入口 10c ’從兩個傳熱面丨構成的大致呈筒形的筒體上部向下供 給’向溫流體被送到構成大致呈筒形的筒體内側的傳熱面 1。低溫流體從上述機殼丨〇的供給口丨〇a連續供給，又從排 出口 1 0 b回收，该低溫流體在構成大致呈筒形的筒體内側 的傳熱面1之間與高溫流體流相互垂直對流，通過各傳熱 面1進行熱交換。 低溫流體與傳熱面1的各個位置接觸，傳熱面1各部分的 凹凸花紋與低溫流體流動方向垂直相交，對低溫流體形成 阻力’由於它們具有對低溫流體的熱轉移率最好的一定形 狀’所以低溫流體能與傳熱面1的各個位置充分接觸，確 實地接受熱量，充分地從高溫流體側吸收熱量。 在構成大致呈筒形的筒體内側的傳熱面1之間，氣相的 高溫流體首先接觸傳熱面1上側區域4的各個部位，一邊通 過傳熱面1向外側的低溫流體放出熱量，一邊到達區域5。 在該區域5，由於熱量已向低溫流體轉移，高溫流體在傳 熱面1上冷凝’產生冷凝液。冷凝生成的細微液滴被表面

89110544.ptd 第16頁 5673〇1 五、發明說明（12) —"^ 張力吸引到具有適當間距的溝形部5 b内，在該溝形部&匕中 形成冷凝液膜。積聚在該溝形部5b中的冷凝液生長成一定 2小的液滴後，因重力或氣相高溫流體壓力的作用而依= =矣到達區域5下面的冷凝液排除溝2。這樣，利用G /夜的表面張力，使冷凝液滴在溝形部5b中生長， =面1上所占的表面積極小，而且冷凝液可沿溝形部化 流下’恰當地從傳熱面1排除，這樣便可最大限度地確 與氣相高溫流體接觸的傳熱面積，使冷凝熱轉 Μ 佳值。 ^ π午運到最 在上述區域5未冷凝的氣相高溫流體，進 :區域6,與上面所述的一樣，在傳熱面表面 机體被表面張力吸引溝形部内，變成一 、同咖 次流下，到達下側的冷凝液排除疋大小的液滴，依 =J冷凝液排除溝2的冷凝液，分別沿冷 k速地向中央側移動，即使冷凝液増加，也可 *溝2 ί的ίϊ中的任何一個確實地截留，不會流到C " «妨礙傳熱面1與氣相高溫流體的接 、、品 液排除溝2流動的冷凝液積聚 各冷凝 :聚的冷凝液在冷凝液流路部路部3中， 達ΓΚ:’通過機殼1〇的流出口丄: = 之間到 在最下部的區域6，殘留的氣」外。卜 卻’氣體部分被完全冷凝，冷凝液^下^體破進-步冷 下流動，盘产到冷凝液沿著凹凸花紋順楊二 ^到冷凝液流路部3的冷凝 ^地向

89110544.ptd 第17頁 567301 五、發明說明（13) 開口 ’通過流出口 1 〇 d取出到外部。 交I :的：Ϊ ^實施形態的冷凝器’、在機殼1〇内設置了熱 的埶韓蒋至^ ，该傳熱面1上形成有由最適合高溫流體 部；狀部ί與最適合低溫流體熱轉移率的形狀 面i進行教-、凹凸化紋，南溫流體與低溫流體通過傳熱 移效率可達,Γ:广v綱^ 可順暢祕泣如取，咼溫流體在虱相與液相的狀態下，均 體與傳埶^ 66拍可充分地從傳熱面1進行熱轉移，各種流 個ί專埶面f·、击…轉?性能均能達到高效率狀態，可以在整 狀能了古i ^攸鬲溫流體向低溫流體進行熱轉移的最佳 狀悲，回，率地實現高溫流體的冷凝。 取1 流入口 3::一形個\的冷凝器中，在機殼1 〇上分別設有-個 置多個，在料j=d"但是並不限於此 向尺寸較的^ =1的數目較多’尺寸較大，冷凝器的橫 送入各傳執^丨槿^；這樣做可以將高溫流體不偏倚地均勾 f *穴n… 構成的大致呈筒形的筒體内。 (本發明之第二實施形態） 器進行，兒：Ί t至圖5 ’對本發明的第二實施形態的冷凝 本實施形態的冷凝器用氨作為高溫流體，用 -部分，為低罐’構成冷束循環系統的 圖，圖5曰=貫施形態的冷凝器傳熱面的概略結構 立體圖广貫施形態的冷凝器的傳熱面的主要部分切口 如上述各圖所示，本實施形態的冷凝器的結構與上述第

89110544.ptd 第18頁 >67301 五 、發明說明（14) 一實施形態一樣，在全屬制 並立狀態的傳熱面！，、高溫'的二形機殼内，設置著多組 兩側相互垂直相夺的士 豆與低溫流體在傳熱面1的 分是不同的。的方向…傳熱面的凹凸花紋有-部 上述傳熱面1與上述第一實 〜 液排除溝部2與冷凝液流路部3一樣，具有多個冷凝 冷凝液流路部3劃分出的各區知、在该冷凝液排除溝部2與 f紋，與上述第—實施形態^域中’ ^別形成一定的凹凸 最上部區域4相鄰的、面 j又處在於，與傳熱面1的 溫流體流動方向成一〜& ☆取大的區域5的凹凸花紋是與高 在與上述傾斜方向垂==$，斜向連續凸條形或溝形，且 距並立的、橫截面士 Λ、向，左右對稱形成相隔一定間 、'田冶辦. 成波浪形的凹凸形狀，^*以角盔古 /皿机體，水為低溫流體的 θ f形狀在以巩為间 移率（對流熱轉移率）最好的二:乂疋由對低溫流體的熱轉 (從高溫流體側看的形狀;、、=;2“巧度的㈣ (冷凝熱轉移率）最好的約 Π，體的熱轉移率 高溫流體側看的形狀），複合.、一1體^寬度的溝形部5b(從 形狀為複合波浪形(參照圖5)。-置構成的，橫截面 明了面’對具有上述結構的冷凝器的熱交換動作進行說 定ΐ:ΐ循環系統中成為過熱蒸汽的氣相的高溫流體被-從兩個傳熱面1構成的大致呈筒形的筒體上部 :::給，高溫流體被送到構成大致呈筒形的二侧： …、 低溫流體從上述機殼1 〇的供給口 1 〇a連續供給，

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k排出口 1 0 b回收，該低溫流體在構成大致呈筒形的筒 勺内側的傳熱面1之間與咼溫流體流相互 各#“11%㈣… 通過 低溫流體與傳熱面1的各個位置接觸，與上述第一實施 :f:樣，由於傳熱面1各區域的凹凸花紋是對低溫^體 的熱轉移率最好的凹凸形狀，所以低溫流體能與傳熱面】 的各個位置充分接觸，確實地接受熱量，充分地從高溫流 體側吸收熱量。 &在構成大致呈筒形的筒體内側的傳熱面1之間，過熱狀 態的氣相高溫流體首先接觸傳熱面1上側區域4的各個、、部 位，一邊通過傳熱面1向外側的低溫流體放出熱量，一 到達區域5。 在該區域5，高溫流體受到凹凸花紋的阻力，流下時逮 度有所下降，氣相高溫流體與傳熱面1的各個部位接觸，' 通過傳熱面1向外側的低溫流體放出熱量，成為飽和狀 態’進一步流到下面與傳熱面1接觸，由於熱量已向低、巧 流體轉移，高溫流體在傳熱面1上冷凝，產生冷凝液[= 凝生成的細微液滴被表面張力吸引到具有適當間距的溝' 部5b内，在該溝形部5b中形成冷凝液膜。積聚在該溝形f 5b中的冷凝液生長成一定大小的液滴後，因重力或氣^ j 溫流體壓力的作用而依次流下，在達區域5下面的冷凝、、夜μ 排除溝2。這樣，利用冷凝液的表面張力，使冷凝液滴在 溝形部5 b中生長，冷凝液在傳熱面1上所占的表面積極 小，而且冷凝液可沿溝形部5b流下，恰當從傳熱面1排

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除’這樣便可最大限度地確保與氣相高溫流體接觸的傳熱 面積，使冷凝熱轉移率達到最佳值。 在上述區域5，未冷凝的氣相高溫流體也基本上處於飽 和狀態，與上述第一實施形態一樣，進一步在下游侧的各 區域6冷凝在傳熱面表面，被冷凝的高溫流體被表面張力 吸引溝形部内，變成-定大小的液滴，依次流下，到達下 側的冷凝液排除溝2。與上述第一實施形態一樣，到達各 冷凝液排除溝2的冷凝液’到達並積聚在中央的冷凝液流 路部3中，在冷凝液流路部3中流下，從傳熱面i之間到達 下部開口 ’取出到外部’殘留的氣相高溫流體也在最下部 的區域6被進一步冷卻，氣體部分被完全冷凝，冷凝液> 著凹凸花紋順暢地向下流動，到達下部開口，取出到外 樣，由於本實施形態的冷凝器，在機殼1 0内設置了埶 ίί:的傳熱面1 ’該傳熱面1上由最適合高溫流體的鈦G =年j形狀部分與最適合低溫流體熱轉移率的形狀部分詛 ;的=溫流體流動方向成一定角度傾斜的方向形成連 、六 化紋，高溫流體與低溫流體通過傳熱面1進行熱 ΐ兮牽f此，各種流體與傳熱面1的熱轉移性能均能達到' ί態，並可增加高溫流體與傳熱面的接觸頻度，在 埶面進二ί過熱蒸汽的情況下也能恰當地從高溫流體向傳 ”、、 订熱轉移，高效率地實現高溫流體的冷凝。 域5在的上Λ第：與第… 凸化紋，是由對低溫流體的熱轉移率最好的寬产

567301 五、發明說明（17) 較寬的溝形部5 a， 度較窄的溝形部5b 浪形的形狀，但是 形部5b交互相配的 的溝形部並立配置 的情況下，上述寬 混合流體的各流體 互構成，或者按一 佳熱轉移，使其冷 十月況，在所用的高 同的情況下，可以 特別是在低溫流體 對低溫流體的熱轉 附著在傳熱面的低 流體的熱轉移性能 以及對高 ，組合在 不限於此 狀態可以 而構成。 度較窄的 不同的表 定數目分 ;旋。還有 溫流體與 根據各流 中含微生 移率最佳 溫流體側 溫流體的 一起構成 ，較寬的 變更，還 另外，在 溝形部5b 面張力相 別設置， ，溝形部 低溫流體 體的種類 物等雜質 的形狀， 表面，可 熱轉移率 的、橫截 溝形部5a 可以全部 高溫流體 ’可以由 對應的多 分別對各 的寬度也 的種類與 ，形成合 的情況下 可以讓這 以確實地 最好的、寬 面為複合波 與較窄的溝 由同樣寬度 是混合流體 寬度與構成 種溝形部交 流體進行最 不限於上述 上述流體不 適的寬度， ’通過形成 類雜質不易 維持對低溫 此/卜’在上述第一與第二實施形態的冷凝器中，傳熱面 1與南溫流體相對的面相互對向放置，其側端部相互連接 成氣密狀態，構成大致呈筒形的筒體，該大致呈筒形的筒 體的上下開口部分構成高溫流體的入口與出口，但是不限 於此’可以與現有的殼板型冷凝器一樣，在機殼1 〇内將上 下形成有開口部分（通孔）的多個傳熱面夾著密封墊等重合 起來，使向著高溫流體側表面的間隙成密封狀態，向著低 溫流體側表面的間隙成開放狀態，以上下分別連接起來的 開口部分作為高溫流體的流路，讓高溫流體從上部的開口

的110544.ptd 567301 五、發明說明（18) 部分流向下部的開口部分， 另外，上述第一與第二實，仃Z 上形成有冷凝液排除溝部2與:形：的/敗疑器中，傳熱面1 凝液排除溝部2肖冷凝液流路；二;t 有一定的凹凸花紋，在傳執 刀出的多個區域内形成 體之間存在壓力差的情、兄;1兩側的向溫流體與低溫流 個部位，讓-部分^二凹傳熱面1的多 分接觸，依靠接觸部分的支=分；凸出部 雀：各傳熱面之間的間隙符合規定的尺寸。 I* Μ 上述第—與第二實施形態的冷凝器中，$、、®汽 體的流入側在傳熱面i的區域 ：二：：二 的Γ入：在二可以，傳熱面1的上下倒置，高溫流體 在值赦^ ασ 側，同溫流體的流出側在區域4 一側， 人=、、、的各區域中，冷凝的高溫流體依次流下，積聚 在々减液排除溝2内，積令的、人 、 到僂埶^ | & 積水的β凝液> 口各冷减液排除溝2排 出與上述情況一樣，將冷凝液確實地排 勒& II ，最大限度地確保可與氣相高溫流體接觸的傳 ”、、積’提高冷凝熱轉移率。 【發明之效果】 Μ 士上所述’根據本發明，由於在熱交換用的傳熱面上， ^又置有排除該傳熱面的高溫流體側表面產生的冷凝液的冷 凝液排除溝部，而且在傳熱面高溫流體側表面由上述冷凝 t排除溝部劃分出的各個區域分別形成有凹凸的花紋，傳 熱面上產生、流下的高溫流體冷凝液積聚在冷凝液排除溝

567301 溝部迅 高傳熱 高溫流 面上從 溫流體 在傳熱 傳熱面 溝部， 地排除 與氣相 率地進 被冷凝 高溫流 移率最 與傳熱 個傳熱 體的冷 在傳熱 且與低 對低溫 熱面的 移，同 熱面之 通過傳 速排除 面與氣 體與傳 高溫流 的冷凝 面上除 上產生 再積聚 ’因此 高溫流 行。 液排除 體的熱 佳的形 面的熱 面上從 凝更加 面的一 溫流體 流體的 接觸頻 時降低 間順暢 熱面向 液不會在傳 的接觸效 移性能得到 體的熱轉移 地進行。 溝部外還設 溫流體冷凝 路部中，沿 在傳熱面上 率，使高溫 溝部劃 轉移率 狀部分 轉移性 高溫流 鬲效率 疋區域 流動方 流動阻 度，進 對局溫 地流通 低溫流 分出的 最佳的 組合形 能保持 體向低 地進行 ，形成 向垂直 力增大 一步促 流體流 ，與傳 體進行 五、發明說明（19) 部’沿該冷凝液排除 熱面上滯留，可以提 率，在用凹凸花紋使 提高的同時，使傳熱 率也得到提高，使高 根據本發明，由於 置了冷凝液流路部， 液積聚在冷凝液排除 該冷凝液流路部迅速 滯留，可提高傳熱面 流體的冷凝更加高效 根據本發明，由於 個區域，形成有多個 以及低溫流體的熱轉 花紋’分別使各流體 態’因此可以提高整 熱轉移率，使高溫流 根據本發明，由於 流體流動方向平行、 續形狀的凹凸花紋， 以提高低溫流體與傳 面向低溫流體的熱轉 力’讓高溫流體在傳 觸’提高從高溫流體 ’因此冷凝 相高溫流體 熱面的熱轉 體向低溫流 更加向效率 冷凝液排除 、流下的高 到冷凝液流 冷凝液不會 體的接觸效 傳熱面各 形狀部分 成的凹凸 高效率狀 溫流體的 〇 有與高溫 相交的連 ，因此可 進從傳熱 入的阻 熱面接 熱轉移的

89110544.ptd 第24頁 五、發明說明（20) 效率，使局溫流 根據本發明， 溫流體流動方向 在增大對低溫流 產生一定的阻力 頻度，進一步促 可提高高溫流體 傳熱面的熱轉移 熱蒸汽的情況下 傳熱面，使高溫 根據本發明， 浪形的凹凸形狀 溫流體熱轉移率 向地一樣設置， 溫流體的最佳熱 可以確實地將冷 與氣相的高溫流 最大，使各流體 態，可以提高整 移率，使高溫流 根據本發明， 定範圍内，形成 定形狀的凹凸花： 因此可通過凹凸^ 體的冷凝更加高效率 由於在傳熱面的一定 按一定角度傾斜的連 體流動阻力的同時， ，因此可以提高低溫 進從傳熱面向低溫流 與傳熱面的接觸頻度 的效率，即使在高溫 ’也能恰當地使該過 流體的冷凝更加高效 由於傳熱面的凹凸花 ’鬲溫流體熱轉移率 最大的形狀部分，可 因此可以在傳熱面上 轉移率設定的小間距 凝液從傳熱面上排除 體接觸的傳熱面積， 與傳熱面的熱轉移性 個傳熱面上從高溫流 體的冷凝更加高效率 由於在傳熱面的高溫 了長度方向與高溫流 使得氣相高溫流 雀保擴大傳熱面積， 地進行。 區域，形成有向著高 續形狀的凹凸花紋， 對南溫流體的流動也 流體與傳熱面的接觸 體的熱轉移，同時還 ’提高從高溫流體向 流體為冷凝困難的過 熱蒸汽將熱量轉移到 率地進行。 紋是橫截面為複合波 最大的形狀部分與低 以在傳熱面上沒有偏 最大限度地設置按高 凸條形或溝形部分， ’最大限度地確保能 使冷凝熱轉移率達到 均能保持高效率狀 體向低溫流體的熱轉 地進行。 流體流入側端部的一 體流動方向一致的一 體容易流入傳熱面， 促進低溫流體與傳熱 567301 五、發明說明（21) 面的高溫流體流入側區域的接觸，進行熱轉移，同時可降 低高溫流體的流入阻力，讓高溫流體順暢地流入傳熱面之 間’與傳熱面接觸，增加從高溫流體向傳熱面進行熱轉移 的頻度’使高溫流體的冷凝更加高效率地進行。 根據本發明’由於在傳熱面的高溫流體最下游側一定範 圍内’形成了長度方向與高溫流體流動方向一致的一定形 J的凹凸花紋，因此可以降低高溫流體流動方向的阻力， ，相高溫流體能容易地從傳熱面之間脫離到外部，任何 =均無冷凝液殘留在傳熱面上，可以確保進 熱面與氣相高溫流體的傳埶 ，、寻 高效率地進行。 μ專熱面積，使南溫流體的冷凝更加 還有，根據本發明，±认由 關於傳熱面二等分線對稱的：：面的f區域的凹凸花紋是 向相反，也不會使埶韓 = 卩使低溫流體的流入方 個傳熱面左右=變化，因此，可以將一 的整體造價。 ° 、傳熱面’可以降低冷凝器 【元件編號之說明】 1、201、3〇1 傳熱面 3 冷凝液排除溝部 冷凝液流路部 、5、6、7 區域 5a ' 5b 溝形部 10 機殼 1〇a 供給口 的110544 •Ptd 第26頁 567301

五、發明說明（22) 10b 排出口 10c 流入口 10d 流出口 100 冷凝器 101 、 102 熱交換板 103 固定框架 104 支承桿 105 、 106 導向桿 107 活動框架 108 南溫流體 109 低溫流體 111 、 112 密封墊 202 縱溝 302 冷凝液排除溝 A、B 熱交換流路 a、b、c 、d 通道 89110544.ptd 第27頁 567301 圖式簡單說明 圖1是本發明第一實施形態的冷凝器的側視圖。 圖2是本發明第一實施形態的冷凝器的傳熱面的概略結 構圖。 圖3是本發明第一實施形態的冷凝器的傳熱面的主要部 分切口立體圖。 圖4是本發明第二實施形態的冷凝器傳熱面的概略結構 圖。 圖5是本發明第二實施形態的冷凝器的傳熱面的主要部 分切口立體圖。 圖6是習知的冷凝器主要部分的分解立體圖。 圖7是習知的冷凝器的組裝狀態概略示意圖。 圖8是習知的冷凝器的傳熱面的主要部分結構圖。 圖9是習知的冷凝器的傳熱面的概略結構圖。

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Claims (1)

1. 567301 六、申請專利範圍 1 · 一種冷凝器 所形成的傳熱面 熱面而成垂直對 交換，俾使高溫 特徵為： 沿著與前述高 續的溝形部分， 或複數個冷凝液 著高溫流體流動 形成於高溫流體 前述傳熱面， 域’且在傳熱面 在高溫流體側與 凹凸花紋， 凹凸花紋係組 佳值的一定間距 間距之凸條形或 〉良形橫截面之凹 前述凹凸花紋 述冷凝液流路部 形成相對於高溫 前述凹凸花紋 1域*形成與高溫 2.如申請專利 ，其係配設有 ’且使南溫流 流的方式分別 流體產生從氣 溫流體流動方 在南溫流體側 排除溝部，將 方向連續的溝 側的傳熱表面 係由前述冷凝 所劃分之各個 低溫流體側分 疑益，其中在自前述傳熱

   89110544, Ptd 第29頁 —個或複數個由略呈板狀妒 ，與低溫流體以夾著前述‘ 流向傳熱面之兩側以進行熱 相變為液相的相位變化，其 向成一定角度之傾斜方向連 之傳熱面表面上形成有一個 連結該冷凝液排除溝部且沿 形部分當作冷凝液流路部 上， 液排除溝部劃分成複數個區 區域上分別以一定形狀形成 別共同表現凹凸相反的預定 合將對於前述低溫流體之熱轉移率 之凸條形或溝形部分、及間距極小於！Ϊ 2形部分’且於組合後一體成 凸形狀， 』後口渡 、F ί!前1被劃分之複數個區域之中比前 ’係將比前述上游方向， 流體流動方向同一方向=域還罪下游侧之 範圍第1項之冷凝哭〇 567301 六、申請專利範圍 面之高溫流體流動方向中之高溫流體流入侧端部起之一定 範圍的區域上形成有凹凸花紋，而該凹凸花紋係使凸條形 或溝形部分連續高溫流體流動方向，同時以一定間距在低 溫流體流動方向並列複數個所成之略呈波浪形橫截面的凹 凸形狀。 3.如申請專利範圍第1或2項之冷凝器，其中在自前述傳 熱面之高溫流體流動方向中之高溫流體流出側端部起之一 定範圍的區域上形成有凹凸花紋，而該凹凸花紋係使凸條 形或溝形部分連續高溫流體流動方向，同時以一定間距在 低溫流體流動方向並列複數個所成之略呈波浪形橫截面的 凹凸形狀。

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