JP2011110547A - Heat exchanger - Google Patents

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Isamu Kawabata
勇 川端
Yuzo Asada
雄三 淺田
Naoya Hayashi
尚哉 林
Shigeki Sakagami
茂樹 坂上
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Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
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Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent one heat transfer medium from being discharged from a discharge pipe for discharging the other heat transfer medium, in a heat exchanger 10 using a plurality of heat transfer media different in temperature. <P>SOLUTION: The heat exchanger 10 includes a jacket 12 which performs heat exchange between it and a reaction tank 11, and two kinds of heat transfer media which are exchangeably supplied to the jacket 12 and different in temperature from each other. The heat exchanger 10 includes discharge lines 27, 28 which each discharge the heat transfer media from the jacket 12, a temperature sensor 31 which detects the temperature of the heat transfer medium flowing through the discharge line 27 for discharging one heat transfer media, an opening/closing valve 32 which opens/closes the discharge line 27, and a control portion 40 which controls the action of the opening/closing valve 32 so as to open the opening/closing valve 32 when the temperature detected by the temperature sensor 31 is within a range containing the temperature of the one heat transfer medium and not containing the temperature of the other heat transfer medium and to close the opening/closing valve 32 when the temperature detected by the temperature sensor 31 is out of the range. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、化学プラント等に使用される反応釜等の温度を調整するために用いられる熱交換装置に関する。   The present invention relates to a heat exchange device used for adjusting the temperature of a reaction kettle or the like used in a chemical plant or the like.

化学プラントにおいて各種薬品やガス等を製造するために用いられる反応釜には、温度調整のために熱交換装置を設けたものがある。この熱交換装置は、反応釜に熱交換用のジャケットを設けると共に、このジャケットに熱媒体を流すことによって反応釜との間で熱交換を行うように構成されている。また、反応釜を複数の設定温度に調整するために、異なる種類の熱媒体を交換しながら使用する熱交換装置もある(例えば、特許文献1参照)。   Some reaction kettles used for producing various chemicals and gases in a chemical plant are provided with a heat exchange device for temperature adjustment. This heat exchange device is configured to provide a heat exchange jacket in the reaction kettle and to exchange heat with the reaction kettle by flowing a heat medium through the jacket. There is also a heat exchange device that is used while exchanging different types of heat medium in order to adjust the reaction kettle to a plurality of set temperatures (see, for example, Patent Document 1).

図3は、従来の熱交換装置の一例を示す概略図である。この熱交換装置は、熱交換温度が異なる二種類の熱媒体、例えば、エチレングリコール水のような有機系溶剤を含む熱媒体(以下、「有機系熱媒体」ともいう)と、水とを反応釜110の外周に設けられたジャケット112に供給できるように構成されている。
熱交換装置は、水を貯留する第一の貯留槽113と、有機系熱媒体を貯留する第二の貯留槽114とを備え、第一,第二の貯留槽は、それぞれジャケット112に対して供給側循環路115,117及び排出側循環路116,118を介して接続されている。各循環路にはオペレータの操作によって手動で開閉する開閉弁120A,120B,123A,123Bが設けられ、この開閉弁を開くことによってジャケット112と第一貯留槽113又は第二貯留槽114との間で熱媒体を循環させている。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a conventional heat exchange device. This heat exchange device reacts two kinds of heat media having different heat exchange temperatures, for example, a heat medium containing an organic solvent such as ethylene glycol water (hereinafter also referred to as “organic heat medium”) with water. It is configured so that it can be supplied to a jacket 112 provided on the outer periphery of the shuttle 110.
The heat exchange device includes a first storage tank 113 that stores water and a second storage tank 114 that stores an organic heat medium, and the first and second storage tanks are respectively connected to the jacket 112. The supply side circulation paths 115 and 117 and the discharge side circulation paths 116 and 118 are connected. Each circulation path is provided with on-off valves 120A, 120B, 123A, 123B that are manually opened and closed by an operator's operation. The heat medium is circulated in

特開2002−226427号公報(図2)JP 2002-226427 A (FIG. 2)

上記のように二種類の熱媒体を使用する場合、一方の熱媒体と他方の熱媒体とが混ざり合うのを防止するため、一方の熱媒体の使用後、当該熱媒体をジャケット112から完全に排出してから他方の熱媒体を供給する必要がある。そのため、図3に示すジャケット112には、ジャケット112内に残留した熱媒体を排出するためのドレン管127,128が接続されている。   When two types of heat medium are used as described above, in order to prevent one heat medium from mixing with the other heat medium, the heat medium is completely removed from the jacket 112 after the use of one heat medium. It is necessary to supply the other heat medium after discharging. Therefore, drain pipes 127 and 128 for discharging the heat medium remaining in the jacket 112 are connected to the jacket 112 shown in FIG.

残留した熱媒体が水である場合は、下水道等の公共用水域に流して廃棄することが可能であるが、エチレングリコール水のような有機系溶剤を含む熱媒体の場合は、公共用水域に流してしまうと水質汚濁の原因となるため、第二貯留槽114に戻すか別途処理を行う必要がある。そのため、ドレン管は水用のもの127と、有機系熱媒体用のもの128とに分かれており、前者のドレン管127は下水道等に繋がる排水溝129に接続され、後者のドレン管128は第二貯留槽114に接続されている。各ドレン管127,128には、それぞれオペレータの操作によって手動で開閉する開閉弁132,130が設けられている。   If the remaining heat medium is water, it can be discarded by flowing it into public water areas such as sewers. However, in the case of a heat medium containing an organic solvent such as ethylene glycol water, If it flows, it causes water pollution, so it is necessary to return to the second storage tank 114 or perform a separate process. Therefore, the drain pipe is divided into a water pipe 127 and an organic heat medium pipe 128. The former drain pipe 127 is connected to a drain groove 129 connected to the sewer, etc., and the latter drain pipe 128 is the first drain pipe 128. Two storage tanks 114 are connected. The drain pipes 127 and 128 are provided with on-off valves 132 and 130 that are manually opened and closed by an operator's operation.

しかしながら、図3に示す装置では、水用のドレン管127に設けられた開閉弁132を誤操作すると、このドレン管127に有機系熱媒体が流れ込んで排水溝129に排出され、公共用水域の水質を悪化させてしまう可能性があった。
例えば、水によって反応釜110の冷却を行った後、開閉弁132を開くことによってジャケット112に残留した水をドレン管127から排水溝129に排出し、この開閉弁132を閉じ忘れた状態で有機系熱媒体をジャケット112に供給してしまうと、ドレン管127から排水溝129へ有機系熱媒体が排出されてしまう。
However, in the apparatus shown in FIG. 3, if the on-off valve 132 provided in the water drain pipe 127 is erroneously operated, the organic heat medium flows into the drain pipe 127 and is discharged into the drain groove 129, and the water quality in the public water area Could make it worse.
For example, after cooling the reaction kettle 110 with water, the on-off valve 132 is opened to discharge water remaining in the jacket 112 from the drain pipe 127 to the drain groove 129, and the on-off valve 132 is forgotten to be closed. If the system heat medium is supplied to the jacket 112, the organic heat medium is discharged from the drain pipe 127 to the drain groove 129.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、互いに温度が異なる複数種類の熱媒体を使用する熱交換装置において、一の熱媒体を排出するための排出ラインから他の熱媒体が排出されないようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in a heat exchange device that uses a plurality of types of heat media having different temperatures, another heat medium from a discharge line for discharging one heat medium. The purpose is to prevent discharge.

本発明の熱交換装置は、熱交換対象物との間で熱交換を行う熱交換部と、この熱交換部に対して交換可能に供給され、かつ互いに温度が異なる複数種類の熱媒体と、を備えている熱交換装置であって、
各熱媒体に対応して設けられ、前記熱交換部から各熱媒体を排出するための排出ラインと、
少なくとも一つの排出ラインに設けられ、当該排出ラインを流れる熱媒体の温度を検出する温度センサと、
当該排出ラインを開閉する開閉弁と、
前記温度センサの検出値が当該排出ラインに対応する熱媒体の温度を含みかつ他の熱媒体の温度を含まない所定の温度範囲内にあるときに前記開閉弁を開き、前記温度センサの検出値が前記温度範囲外にあるときに前記開閉弁を閉じるように、当該開閉弁の動作を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。
The heat exchange device of the present invention includes a heat exchange unit that exchanges heat with a heat exchange object, a plurality of types of heat media that are exchangeably supplied to the heat exchange unit and that have different temperatures from each other, A heat exchange device comprising:
A discharge line provided corresponding to each heat medium, for discharging each heat medium from the heat exchange unit;
A temperature sensor that is provided in at least one discharge line and detects the temperature of the heat medium flowing through the discharge line;
An on-off valve for opening and closing the discharge line;
When the detection value of the temperature sensor is within a predetermined temperature range including the temperature of the heat medium corresponding to the discharge line and not including the temperature of the other heat medium, the open / close valve is opened, and the detection value of the temperature sensor And a controller that controls the operation of the on-off valve so as to close the on-off valve when the temperature is outside the temperature range.

この構成によれば、当該排出ラインを流れる熱媒体の温度を温度センサによって検出し、その検出値が、当該排出ラインに対応する熱媒体の温度を含む所定の温度範囲内にある場合には、制御部により開閉弁を開くことによって当該熱媒体の排出が許容される。一方、温度センサの検出値が当該所定の温度範囲外にある場合は、その熱媒体は、当該排出ラインから排出されるべきではないので、制御部により開閉弁を閉じることによって当該熱媒体の排出が阻止される。したがって、当該排水ラインからは、これに対応する熱媒体だけを排出することができる。   According to this configuration, when the temperature of the heat medium flowing through the discharge line is detected by the temperature sensor and the detected value is within a predetermined temperature range including the temperature of the heat medium corresponding to the discharge line, The heat medium is allowed to be discharged by opening the on-off valve by the control unit. On the other hand, if the detected value of the temperature sensor is outside the predetermined temperature range, the heat medium should not be discharged from the discharge line, and therefore the control unit closes the on-off valve to discharge the heat medium. Is blocked. Therefore, only the heat medium corresponding to this can be discharged | emitted from the said drainage line.

前記熱媒体は、所定の排水基準を満たす第一の熱媒体と、当該排水基準外の第二の熱媒体とからなり、前記第一の熱媒体の排出ラインに前記温度センサと前記開閉弁とが設けられていることが好ましい。
例えば、第一の熱媒体として水を使用し、第二の熱媒体として有機系熱媒体を使用し、水の排出ラインに温度センサと開閉弁とを設けた場合、水の排出ラインから有機系熱媒体が誤って排出されることがなくなり、下水道等の公共用水域の水質を悪化させてしまうこともない。
The heat medium includes a first heat medium that satisfies a predetermined drainage standard and a second heat medium that does not meet the drainage standard, and the temperature sensor and the on-off valve are disposed in a discharge line of the first heat medium. Is preferably provided.
For example, when water is used as the first heat medium, an organic heat medium is used as the second heat medium, and a temperature sensor and an open / close valve are provided in the water discharge line, The heat medium is not accidentally discharged, and the water quality of public water areas such as sewers is not deteriorated.

前記温度センサは、前記開閉弁よりも当該排出ラインの上流側に設けられ、前記温度センサと前記開閉弁とは、前記温度センサの検出結果が前記開閉弁に反映されるまでの間に流れる熱媒体の移動距離以上に離れて設置されていることが推奨される。
これにより、当該排出ラインを流れる熱媒体の温度を温度センサが検出してから、当該熱媒体が開閉弁に到るまでの間に、開閉弁を確実に開閉動作させることができる。
The temperature sensor is provided on the upstream side of the discharge line with respect to the open / close valve, and the temperature sensor and the open / close valve have heat flowing until a detection result of the temperature sensor is reflected on the open / close valve. It is recommended that it be installed more than the moving distance of the medium.
Thus, the opening / closing valve can be reliably opened / closed after the temperature sensor detects the temperature of the heat medium flowing through the discharge line until the heat medium reaches the opening / closing valve.

また、当該排水ラインは、前記温度センサと前記開閉弁との間で屈折されているか、前記温度センサと前記開閉弁との間で水平に配置された部分を含むことが好ましい。
当該排水ラインが屈折されている場合、温度センサと開閉弁との直線距離よりも両者間の排出ラインの長さを長くすることができ、配管構造をコンパクトにしつつ温度センサと開閉弁との間の距離を十分に確保することができる。
当該排水ラインが水平部分を含む場合、当該水平部分を流れる熱媒体には重力による加速度が加わらないので、その分熱媒体の流速を低下させることができ、これによって温度センサと開閉弁との間隔を短くすることができる。
Moreover, it is preferable that the said drainage line is refracted between the said temperature sensor and the said on-off valve, or contains the part arrange | positioned horizontally between the said temperature sensor and the said on-off valve.
When the drainage line is refracted, the length of the discharge line between the temperature sensor and the on-off valve can be made longer than the linear distance between the temperature sensor and the on-off valve. It is possible to secure a sufficient distance.
When the drainage line includes a horizontal part, acceleration due to gravity is not applied to the heat medium flowing through the horizontal part, so that the flow rate of the heat medium can be reduced by that amount, and thereby the distance between the temperature sensor and the on-off valve. Can be shortened.

本発明によれば、互いに温度が異なる複数種類の熱媒体を使用する熱交換装置において、一の熱媒体を排出するための排出ラインから他の熱媒体が排出されないようにすることができる。   According to the present invention, in a heat exchange device that uses a plurality of types of heat media having different temperatures, it is possible to prevent another heat medium from being discharged from a discharge line for discharging one heat medium.

本発明の実施形態に係る熱交換システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a heat exchange system according to an embodiment of the present invention. 排水ラインの他の実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows other embodiment of a drainage line. 従来技術に係る熱交換システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat exchange system which concerns on a prior art.

図1は、本発明の実施形態に係る熱交換装置10の概略構成図である。
この熱交換装置10は、各種薬品やガス等の化学物質を製造するために使用される反応釜(熱交換対象物)11の温度を調節するためのものであり、反応釜11の外周を包囲するように設けられたジャケット(熱交換部)12と、熱媒体を貯留する第一貯留槽13及び第二貯留槽14と、ジャケット12と第一貯留槽13とを接続する第一供給側循環路15及び第一排出側循環路16と、ジャケット12と第二貯留槽14とを接続する第二供給側循環路17及び第二排出側循環路18と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat exchange device 10 according to an embodiment of the present invention.
This heat exchange device 10 is for adjusting the temperature of a reaction kettle (heat exchange object) 11 used for producing chemical substances such as various chemicals and gases, and surrounds the outer periphery of the reaction kettle 11. The first supply-side circulation that connects the jacket 12 and the first storage tank 13, the first storage tank 13 and the second storage tank 14 that store the heat medium, and the jacket (heat exchange unit) 12 that is provided to do so. A path 15 and a first discharge side circulation path 16, and a second supply side circulation path 17 and a second discharge side circulation path 18 that connect the jacket 12 and the second storage tank 14 are provided.

本実施形態では、第一の熱媒体として水が使用され、第二の熱媒体としてエチレングリコール水等の有機系熱媒体が使用されている。水は、第一貯留槽13に貯留され、有機系熱媒体は第二貯留槽14に貯留されている。この場合、第一貯留槽13は、水を貯留するプールや貯水池であってもよい。第二貯留槽14は、有機系熱媒体を貯留するタンクであってもよい。有機系熱媒体には、例えばCOD(化学的酸素要求量)が高く、水質汚濁防止法に規定する排出水基準や熱交換装置を使用する施設の基準等を超える液体等であって、下水道等の公共用水域への排出が規制されるものを使用することができる。一方、水は、当該排水基準を満たし、公共用水域に排出することが許容される。   In this embodiment, water is used as the first heat medium, and an organic heat medium such as ethylene glycol water is used as the second heat medium. Water is stored in the first storage tank 13, and the organic heat medium is stored in the second storage tank 14. In this case, the first storage tank 13 may be a pool or a reservoir for storing water. The second storage tank 14 may be a tank that stores an organic heat medium. Examples of organic heat media include liquids that have high COD (Chemical Oxygen Demand) and exceed the standards of waste water stipulated in the Water Pollution Control Law and the standards of facilities that use heat exchange equipment. Can be used that are restricted from being discharged into public water areas. On the other hand, water meets the drainage standard and is allowed to be discharged into public water bodies.

第一供給側循環路15及び第一排出側循環路16にはオペレータの操作(リモート操作を含む、以下同じ)によって手動で開閉する開閉弁20A,20Bが設けられている。また、第一供給側循環路15にはポンプ21が設けられている。そして、開閉弁20A,20Bを開いた状態でポンプ21を作動することによって、第一貯留槽13から第一供給側循環路15を介してジャケット12内に水が供給され、ジャケット12内を通過した熱交換後の水が第一排出側循環路16を介して第一貯留槽13に戻される。これにより、第一貯留槽13とジャケット12との間を水が循環する。   The first supply side circulation path 15 and the first discharge side circulation path 16 are provided with on-off valves 20A and 20B that are manually opened and closed by an operator's operation (including remote operation, the same applies hereinafter). The first supply side circulation path 15 is provided with a pump 21. Then, by operating the pump 21 with the on-off valves 20A and 20B opened, water is supplied from the first storage tank 13 through the first supply side circulation path 15 into the jacket 12, and passes through the jacket 12. The water after the heat exchange is returned to the first storage tank 13 via the first discharge side circulation path 16. Thereby, water circulates between the first storage tank 13 and the jacket 12.

第二供給側循環路17及び第二排出側循環路18にはオペレータの操作によって手動で開閉する開閉弁23A,23Bが設けられている。また、第二供給側循環路17には、ポンプ24と冷却ユニット25とが設けられている。そして、開閉弁23A,23Bを開いた状態でポンプ24を作動することによって、第二貯留槽14から第二供給側循環路17を介して冷却ユニット25に有機系熱媒体が供給され、この冷却ユニット25を通過することによって冷却された有機系熱媒体がジャケット12内に供給され、ジャケット12内を通過した熱交換後の有機系熱媒体が第二排出側循環路18を介して第二貯留槽14に戻される。これにより、第二貯留槽14とジャケット12との間を有機系熱媒体が循環する。
なお、本実施形態では、第一供給側循環路15と第二供給側循環路17とはジャケット12に対する接続部で互いに合流し、第一排出側循環路16と第二排出側循環路18とはジャケット12に対する接続部で互いに合流している。
The second supply side circulation path 17 and the second discharge side circulation path 18 are provided with on-off valves 23A and 23B that are manually opened and closed by an operator's operation. The second supply side circulation path 17 is provided with a pump 24 and a cooling unit 25. Then, by operating the pump 24 with the on-off valves 23A and 23B being opened, the organic heat medium is supplied from the second storage tank 14 to the cooling unit 25 via the second supply side circulation path 17, and this cooling is performed. The organic heat medium cooled by passing through the unit 25 is supplied into the jacket 12, and the organic heat medium after heat exchange that has passed through the jacket 12 is stored in the second storage via the second discharge side circulation path 18. Returned to tank 14. As a result, the organic heat medium circulates between the second storage tank 14 and the jacket 12.
In the present embodiment, the first supply-side circulation path 15 and the second supply-side circulation path 17 merge with each other at the connecting portion with respect to the jacket 12, and the first discharge-side circulation path 16 and the second discharge-side circulation path 18 Are joined together at the connection to the jacket 12.

本実施形態の熱交換装置10は、反応釜11における反応工程に応じ、水と有機系熱媒体とを交換しつつジャケット12に供給することによって、反応釜11の温度を調整することが可能となっている。本実施形態では、水の温度が約20度とされ、有機系熱媒体の温度が約−10度とされている。したがって、水と有機系熱媒体とは約30度の温度差がある。   The heat exchange device 10 of the present embodiment can adjust the temperature of the reaction kettle 11 by supplying water to the jacket 12 while exchanging water and the organic heat medium according to the reaction process in the reaction kettle 11. It has become. In this embodiment, the temperature of water is about 20 degrees, and the temperature of the organic heat medium is about -10 degrees. Therefore, there is a temperature difference of about 30 degrees between water and the organic heat medium.

また、本実施形態の熱交換装置10は、水と有機系熱媒体との二種類の熱媒体を使用しているので、この二種類の熱媒体が混ざることがないように、一方の熱媒体を使用した後、他方の熱媒体に切り換える際に、ジャケット12内に残留している熱媒体をすべて排出(ドレン)するように構成されている。このため、ジャケット12の下部には、ジャケット12内に残留した熱媒体を排出するための第一,第二ドレン管27,28(本発明の排出ライン)が接続されている。   Moreover, since the heat exchange apparatus 10 of this embodiment uses two types of heat media, water and an organic heat medium, one heat medium is used so that these two types of heat media are not mixed. After using, when switching to the other heat medium, all the heat medium remaining in the jacket 12 is discharged (drained). Therefore, first and second drain pipes 27 and 28 (discharge lines of the present invention) for discharging the heat medium remaining in the jacket 12 are connected to the lower portion of the jacket 12.

第一ドレン管27の下流端は排水溝29に接続され、ジャケット12内に残留した水を下水道等の公共用水域に排出する。また、上述したように有機系熱媒体はそのまま公共用水域に流すと水質を悪化させるため、第二ドレン管28の下流端は第二貯留槽14に接続され、ジャケット12内に残留した有機系熱媒体は第二貯留槽14に戻されるようになっている。なお、第一ドレン管27及び第二ドレン管28は、ジャケット12との接続部付近において互いに合流している。   The downstream end of the first drain pipe 27 is connected to a drainage groove 29, and the water remaining in the jacket 12 is discharged to a public water area such as a sewer. In addition, as described above, the organic heat medium deteriorates the water quality when it is passed directly to the public water area. Therefore, the downstream end of the second drain pipe 28 is connected to the second storage tank 14 and remains in the jacket 12. The heat medium is returned to the second storage tank 14. The first drain pipe 27 and the second drain pipe 28 merge with each other in the vicinity of the connection portion with the jacket 12.

第二ドレン管28にはオペレータの操作によって手動で開閉する第二ドレン用開閉弁30が設けられている。また、ジャケット12には、窒素ガス等の圧送ガスを供給するためのガス供給装置33が接続されている。そして、使用する熱媒体を有機系熱媒体から水に切り換える場合、第二ドレン用開閉弁30を開くとともにガス供給装置33を作動させることによって、ジャケット12内に残留した有機系熱媒体を圧送ガスによって圧送し、第二貯留槽14に戻す。   The second drain pipe 28 is provided with a second drain on-off valve 30 that is manually opened and closed by an operator's operation. The jacket 12 is connected to a gas supply device 33 for supplying a pressurized gas such as nitrogen gas. When the heat medium to be used is switched from an organic heat medium to water, the organic heat medium remaining in the jacket 12 is pumped by opening the second drain on-off valve 30 and operating the gas supply device 33. And return to the second storage tank 14.

一方、第一ドレン管27には、温度センサ31と、第一ドレン用開閉弁32とが設けられている。また、熱交換装置10は、温度センサ31の検出値に応じて第一ドレン用開閉弁32の動作を制御する制御部(制御回路)40を備えている。
温度センサ31は、第一ドレン管27を流れる熱媒体の温度を計測するものであり、例えば熱電対やサーミスタが使用されている。この温度センサ31の検出値は制御部40に入力される。
On the other hand, the first drain pipe 27 is provided with a temperature sensor 31 and a first drain open / close valve 32. Further, the heat exchange device 10 includes a control unit (control circuit) 40 that controls the operation of the first drain on-off valve 32 in accordance with the detection value of the temperature sensor 31.
The temperature sensor 31 measures the temperature of the heat medium flowing through the first drain pipe 27. For example, a thermocouple or a thermistor is used. The detection value of the temperature sensor 31 is input to the control unit 40.

また、第一ドレン用開閉弁32は、温度センサ31よりも下流側に配置され、制御部40からの制御信号によって自動で開閉する電磁弁や電動弁等の自動開閉弁が使用されている。第一ドレン用開閉弁32は、温度センサ31の検出値が所定の温度範囲内に含まれるときに開き、当該温度範囲外のときに閉じるように制御部40によって制御される。   The first drain open / close valve 32 is disposed downstream of the temperature sensor 31 and uses an automatic open / close valve such as an electromagnetic valve or an electric valve that automatically opens and closes according to a control signal from the control unit 40. The first drain opening / closing valve 32 is controlled by the control unit 40 so that it opens when the detection value of the temperature sensor 31 falls within a predetermined temperature range and closes when the temperature is outside the temperature range.

本実施形態の制御部40は、温度センサ31の検出値を所定の閾値と比較することによって当該検出値が所定の温度範囲内に含まれるか否かを判断している。そして、この閾値は、検出値が閾値以上の温度範囲にあったときに第一ドレン用開閉弁32を開いて第一ドレン管27からの熱媒体の排出を許容し、閾値未満の温度範囲にあったときに第一ドレン用開閉弁32を閉じて熱媒体の排出を阻止するような値に設定されている。
本実施形態では、第一の熱媒体としての水が約20度で、第二の熱媒体としての有機系熱媒体が約−10度とされているので、閾値は両温度の間の値、例えば0度に設定される。
The control unit 40 of this embodiment determines whether or not the detected value is included in a predetermined temperature range by comparing the detected value of the temperature sensor 31 with a predetermined threshold value. And this threshold value opens the first drain on-off valve 32 when the detected value is in the temperature range equal to or higher than the threshold value, allows the heat medium to be discharged from the first drain pipe 27, and falls within the temperature range below the threshold value. In such a case, the first drain opening / closing valve 32 is closed to prevent discharge of the heat medium.
In the present embodiment, the water as the first heat medium is about 20 degrees and the organic heat medium as the second heat medium is about -10 degrees, so the threshold value is a value between both temperatures, For example, it is set to 0 degrees.

熱交換のために水を使用した後、有機系熱媒体に切り換える場合、ジャケット12内に残留し、第一ドレン管27に流入する水の温度が温度センサ31によって検出される。水は閾値である0度以上の温度範囲にあるので、第一ドレン用開閉弁32が開き、排水溝29へ水が排出される。その後、有機系熱媒体を循環させる際、第一ドレン管27に有機系熱媒体が流入すると、その温度が温度センサ31によって検出される。有機系熱媒体は0度未満の温度範囲にあるので、第一ドレン用開閉弁32が閉じ、有機系熱媒体の排水溝29への排出が阻止される。したがって、有機系熱媒体によって公共用水域の水質を悪化させてしまうことはない。   When switching to an organic heat medium after using water for heat exchange, the temperature sensor 31 detects the temperature of the water remaining in the jacket 12 and flowing into the first drain pipe 27. Since the water is in the temperature range of 0 ° C. or more which is a threshold value, the first drain opening / closing valve 32 is opened and the water is discharged to the drainage groove 29. Thereafter, when the organic heat medium is circulated, when the organic heat medium flows into the first drain pipe 27, the temperature is detected by the temperature sensor 31. Since the organic heat medium is in a temperature range of less than 0 degrees, the first drain on-off valve 32 is closed, and the discharge of the organic heat medium to the drain groove 29 is prevented. Therefore, the water quality of public water bodies is not deteriorated by the organic heat medium.

温度センサ31と第一ドレン用開閉弁32とは、所定の間隔をあけて配置されている。この間隔は、温度センサ31が熱媒体の温度を検出してから、その検出値が第一ドレン用開閉弁32の動作に反映されるまでの間に熱媒体が流れる距離以上に設定されている。これにより、熱媒体が温度センサ31を過ぎてから第一ドレン用開閉弁32に到るまでの間に、第一ドレン用開閉弁32は開放又は閉鎖のいずれかの動作を行うので、有機系熱媒体が第一ドレン用開閉弁32を通過して排水溝29に排出されることはない。   The temperature sensor 31 and the first drain opening / closing valve 32 are arranged with a predetermined interval therebetween. This interval is set to be equal to or longer than the distance through which the heat medium flows from when the temperature sensor 31 detects the temperature of the heat medium until the detected value is reflected in the operation of the first drain on-off valve 32. . Thus, the first drain on / off valve 32 opens or closes between the time when the heat medium passes through the temperature sensor 31 and reaches the first drain on / off valve 32. The heat medium does not pass through the first drain opening / closing valve 32 and is discharged into the drainage groove 29.

図2は、第一ドレン管27の他の実施形態を示す概略図である。この第一ドレン管27は、ジャケット12の下部から下方に延びる第一垂直管34と、この第一垂直管34の下端から水平に延びる水平管35と、この水平管35の端部から下方に延びる第二垂直管36とからなり、この第二垂直管36の下端が排水溝29に接続されている。したがって、この実施形態の第一ドレン管27は屈折した構造とされている。
また、温度センサ31は、第一垂直管34に設けられており、第一ドレン用開閉弁32は、第二垂直管36に設けられている。したがって、温度センサ31と第一ドレン用開閉弁32との間には水平管35が配置されている。
FIG. 2 is a schematic view showing another embodiment of the first drain pipe 27. The first drain pipe 27 includes a first vertical pipe 34 that extends downward from the lower portion of the jacket 12, a horizontal pipe 35 that extends horizontally from the lower end of the first vertical pipe 34, and a downward direction from the end of the horizontal pipe 35. The second vertical pipe 36 extends, and the lower end of the second vertical pipe 36 is connected to the drainage groove 29. Therefore, the first drain pipe 27 of this embodiment has a refracted structure.
The temperature sensor 31 is provided in the first vertical pipe 34, and the first drain opening / closing valve 32 is provided in the second vertical pipe 36. Accordingly, a horizontal pipe 35 is disposed between the temperature sensor 31 and the first drain opening / closing valve 32.

ここで、温度センサ31と第一ドレン用開閉弁32とが、例えば二点鎖線で示すような直線状の垂直管34Aに対して設けられていたとすれば、熱媒体は、重力による加速が加わって流速が増し、温度センサ31と第一ドレン用開閉弁32との間を短時間で流れる。そのため、温度センサ31と第一ドレン用開閉弁32との間との距離を長くとる必要が生じ、配管構造が大型化する。   Here, if the temperature sensor 31 and the first drain opening / closing valve 32 are provided with respect to a straight vertical pipe 34A as shown by a two-dot chain line, for example, the heat medium is accelerated by gravity. As a result, the flow rate increases, and it flows between the temperature sensor 31 and the first drain opening / closing valve 32 in a short time. Therefore, it is necessary to increase the distance between the temperature sensor 31 and the first drain opening / closing valve 32, and the piping structure is enlarged.

これに対して本実施形態では、温度センサ31と第一ドレン用開閉弁32との間には水平管35が設けられ、この水平管35を流れる熱媒体には重力による加速が加わらないので、熱媒体の流速が緩和される。そのため、熱媒体が温度センサ31から第一ドレン用開閉弁32に到達するまでの時間を長くすることができ、その分、温度センサ31と第一ドレン用開閉弁32との距離を短くし、配管構造をコンパクト化することができる。   On the other hand, in the present embodiment, a horizontal pipe 35 is provided between the temperature sensor 31 and the first drain opening / closing valve 32, and acceleration due to gravity is not applied to the heat medium flowing through the horizontal pipe 35. The flow rate of the heat medium is reduced. Therefore, the time until the heat medium reaches the first drain opening / closing valve 32 from the temperature sensor 31 can be lengthened, and accordingly, the distance between the temperature sensor 31 and the first drain opening / closing valve 32 is shortened, The piping structure can be made compact.

また、本実施形態では、第一ドレン管27が屈折した構造とされているので、温度センサ31と第一ドレン用開閉弁32との実際の距離Lよりも第一ドレン管27の長さを長くすることができ、熱媒体が温度センサ31を過ぎてから第一ドレン用開閉弁32に到達するまでの時間を長くすることができる。そのため、温度センサ31と第一ドレン用開閉弁32との距離Lを可及的に短くし、配管構造をコンパクト化することができる。   In the present embodiment, since the first drain pipe 27 has a refracted structure, the length of the first drain pipe 27 is set to be longer than the actual distance L between the temperature sensor 31 and the first drain on-off valve 32. The time from when the heat medium passes the temperature sensor 31 until it reaches the first drain opening / closing valve 32 can be increased. Therefore, the distance L between the temperature sensor 31 and the first drain opening / closing valve 32 can be shortened as much as possible, and the piping structure can be made compact.

また、本実施形態では、第一ドレン管27に対して自動開閉弁からなる第一ドレン用開閉弁32を用い、それ以外の開閉弁には手動開閉弁が用いられているので、熱交換装置10全体として簡素で安価な構成とすることができる。   Moreover, in this embodiment, since the 1st drain on-off valve 32 which consists of an automatic on-off valve is used with respect to the 1st drain pipe 27 and a manual on-off valve is used for the other on-off valves, the heat exchange apparatus The overall configuration can be simple and inexpensive.

本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。
例えば、上記実施形態における第二ドレン管28に対しても温度センサを設け、第二ドレン用開閉弁30として、この温度センサの検出値に応じて自動で開閉する自動開閉弁を用いることができる。ただし、本実施形態のように、熱媒体として水と有機系熱媒体とを使用し、かつ第一ドレン管を介して水を公共用水域に排出する場合には、少なくとも第一ドレン管27に対して温度センサ31及び自動開閉弁32を設けておけば水質汚濁防止の点では十分であり、これらを設けることに伴うコスト増を最小限に抑えることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed as appropriate.
For example, a temperature sensor is also provided for the second drain pipe 28 in the above embodiment, and an automatic opening / closing valve that automatically opens and closes according to the detected value of the temperature sensor can be used as the second drain opening / closing valve 30. . However, as in the present embodiment, when water and an organic heat medium are used as the heat medium and water is discharged to the public water area through the first drain pipe, at least the first drain pipe 27 On the other hand, if the temperature sensor 31 and the automatic opening / closing valve 32 are provided, it is sufficient in terms of preventing water pollution, and the cost increase due to the provision of these can be minimized.

また、第一ドレン用開閉弁32を開閉させるための温度範囲(閾値)は、使用する熱媒体の種類や温度に応じて適宜変更することができる。例えば第二の熱媒体として水よりも高温の熱媒体を用いる場合には、閾値として水と第二の熱媒体との間の温度を設定し、温度センサ31の検出値が当該閾値未満の温度範囲のとき自動開閉弁32を開き、当該閾値以上の温度範囲のときに自動開閉弁32を閉じればよい。   Moreover, the temperature range (threshold value) for opening and closing the first drain on-off valve 32 can be appropriately changed according to the type and temperature of the heat medium to be used. For example, when a heat medium having a temperature higher than water is used as the second heat medium, a temperature between water and the second heat medium is set as a threshold value, and a temperature detected by the temperature sensor 31 is lower than the threshold value. The automatic open / close valve 32 may be opened when the temperature is within the range, and the automatic open / close valve 32 may be closed when the temperature is within the threshold value.

また、上記実施形態では、第一ドレン管27及び第二ドレン管28を本発明の排出ラインとしているが、第一排出側循環路16及び第二排出側循環路18を本発明の排出ラインとすることができる。この場合、一方又は双方の排出側循環路16,18に対して温度センサと、この温度センサの検出値に応じて開閉する自動開閉弁を設けることによって、一方の排出側循環路に対して他方の熱媒体が流れるのを阻止し、二種類の熱媒体が混合してしまうのを防止することができる。   Moreover, in the said embodiment, although the 1st drain pipe 27 and the 2nd drain pipe 28 are made into the discharge line of this invention, the 1st discharge side circulation path 16 and the 2nd discharge side circulation path 18 are set as the discharge line of this invention. can do. In this case, by providing a temperature sensor for one or both of the discharge-side circulation paths 16 and 18 and an automatic opening / closing valve that opens and closes according to the detected value of the temperature sensor, It is possible to prevent the heat medium from flowing and prevent the two kinds of heat medium from mixing.

また、本発明の熱交換装置10は、三種類以上の熱媒体を使用するものであっても良く、そのうちのいずれか又は全ての排出ラインに対して温度センサと自動開閉弁を設けることができる。また、使用する熱媒体の種類についても水と有機系熱媒体に限定されるものではなく、例えば、有機系熱媒体に換えて又は加えて、公共用水域への排出が規制される無機系の熱媒体を使用することもできる。   Moreover, the heat exchange apparatus 10 of the present invention may use three or more types of heat medium, and a temperature sensor and an automatic opening / closing valve can be provided for any or all of the discharge lines. . Also, the type of heat medium to be used is not limited to water and organic heat medium. For example, instead of or in addition to organic heat medium, inorganic heat medium that is restricted from being discharged into public water bodies is used. A heat medium can also be used.

10: 熱交換装置
11: 反応釜(熱交換対象物)
12: ジャケット(熱交換部)
27: 第一ドレン管(排出ライン)
28: 第二ドレン管(排出ライン)
31: 温度センサ
32: 第一ドレン用開閉弁
35: 水平管(水平部分)
40: 制御部
10: Heat exchange device 11: Reactor (heat exchange object)
12: Jacket (heat exchanger)
27: First drain pipe (discharge line)
28: Second drain pipe (discharge line)
31: Temperature sensor 32: First drain on-off valve 35: Horizontal pipe (horizontal part)
40: Control unit

Claims (5)

熱交換対象物との間で熱交換を行う熱交換部と、この熱交換部に対して交換可能に供給され、かつ互いに温度が異なる複数種類の熱媒体と、を備えている熱交換装置であって、
各熱媒体に対応して設けられ、前記熱交換部から各熱媒体を排出するための排出ラインと、
少なくとも一つの排出ラインに設けられ、当該排出ラインを流れる熱媒体の温度を検出する温度センサと、
当該排出ラインを開閉する開閉弁と、
前記温度センサの検出値が当該排出ラインに対応する熱媒体の温度を含みかつ他の熱媒体の温度を含まない所定の温度範囲内にあるときに前記開閉弁を開き、前記温度センサの検出値が前記温度範囲外にあるときに前記開閉弁を閉じるように、当該開閉弁の動作を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする熱交換装置。
A heat exchange device comprising a heat exchange unit that exchanges heat with an object to be exchanged, and a plurality of types of heat media that are exchangeably supplied to the heat exchange unit and have different temperatures. There,
A discharge line provided corresponding to each heat medium, for discharging each heat medium from the heat exchange unit;
A temperature sensor that is provided in at least one discharge line and detects the temperature of the heat medium flowing through the discharge line;
An on-off valve for opening and closing the discharge line;
When the detection value of the temperature sensor is within a predetermined temperature range including the temperature of the heat medium corresponding to the discharge line and not including the temperature of the other heat medium, the open / close valve is opened, and the detection value of the temperature sensor And a controller that controls the operation of the on / off valve so that the on / off valve is closed when the temperature is outside the temperature range.
前記熱媒体が、所定の排水基準を満たす第一の熱媒体と、当該排水基準外の第二の熱媒体とを含み、前記第一の熱媒体の排出ラインに前記温度センサと前記開閉弁とが設けられている請求項1に記載の熱交換装置。   The heat medium includes a first heat medium that satisfies a predetermined drainage standard and a second heat medium that does not meet the drainage standard, and the temperature sensor and the on-off valve are disposed on a discharge line of the first heat medium. The heat exchange apparatus according to claim 1, wherein 前記温度センサが、前記開閉弁よりも当該排出ラインの下流側に設けられ、
前記温度センサと前記開閉弁とが、前記温度センサの検出結果が前記開閉弁に反映されるまでの間に流れる熱媒体の移動距離以上に離れて設置されている請求項1又は2に記載の熱交換装置。
The temperature sensor is provided on the downstream side of the discharge line from the on-off valve;
The temperature sensor and the on-off valve are installed apart from the moving distance of the heat medium that flows until the detection result of the temperature sensor is reflected on the on-off valve. Heat exchange device.
当該排水ラインが、前記温度センサと前記開閉弁との間で屈折されている請求項1〜3のいずれか1つに記載の熱交換装置。   The heat exchange device according to any one of claims 1 to 3, wherein the drainage line is refracted between the temperature sensor and the on-off valve. 当該排水ラインが、前記温度センサと前記開閉弁との間で水平に配置された部分を含む請求項1〜4のいずれか1つに記載の熱交換装置。   The heat exchanging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the drainage line includes a portion disposed horizontally between the temperature sensor and the on-off valve.
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