JP2581379B2 - 冷熱取出用熱交換器 - Google Patents
冷熱取出用熱交換器Info
- Publication number
- JP2581379B2 JP2581379B2 JP4240747A JP24074792A JP2581379B2 JP 2581379 B2 JP2581379 B2 JP 2581379B2 JP 4240747 A JP4240747 A JP 4240747A JP 24074792 A JP24074792 A JP 24074792A JP 2581379 B2 JP2581379 B2 JP 2581379B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- heat
- thermal conductivity
- pipe
- cold heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低温液化ガス配管の外
側に冷媒管を抱かせてなる冷熱取出用熱交換器に関する
ものである。
側に冷媒管を抱かせてなる冷熱取出用熱交換器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＮＧ（液化天然ガス）の冷熱を簡便に
取り出す方法として、特開平０３−７０９５９号公報に
示すように、ＬＮＧ母管を直接竹輪型熱交換器で包み、
熱交換器にフロン等の冷媒を流すことにより冷熱を取り
出すものがある。
取り出す方法として、特開平０３−７０９５９号公報に
示すように、ＬＮＧ母管を直接竹輪型熱交換器で包み、
熱交換器にフロン等の冷媒を流すことにより冷熱を取り
出すものがある。
【０００３】図１はこの熱交換装置の側面図である。図
２は図１のＡ−Ｂ断面の拡大図である。これらの図にお
いて、１は竹輪型熱交換器、２はＬＮＧ母管、３は冷媒
管である。竹輪型熱交換器１は二つ割りの構造で、器体
１ａ，器体１ｂに分割されており、それぞれの両端に設
けられたフランジをボルト締めすることにより、ＬＮＧ
母管２を包み込んで一体に構成されている。なお、器体
１ａ，器体１ｂ，はそれぞれ隔壁４ａ，４ｂ，により隔
てられる二重構造となっており、この隔壁には交通孔が
開けられていて、器体１ａ，器体１ｂはそれぞれが単体
の容器状の管路を形成している。冷媒管３は冷媒入管３
ａ，冷媒出管３ｄ，連結管３ｂ，３ｃとから成り、冷媒
は入管３ａから器体１ａ内へ送り込まれ、器体１ａから
連結管３ｂへ入り、連結管３ｂに直結された連結管３ｃ
を通り抜けて器体１ｂへ入り、器体１ｂを通り冷媒出管
３ｄを抜けて戻るようになっている。
２は図１のＡ−Ｂ断面の拡大図である。これらの図にお
いて、１は竹輪型熱交換器、２はＬＮＧ母管、３は冷媒
管である。竹輪型熱交換器１は二つ割りの構造で、器体
１ａ，器体１ｂに分割されており、それぞれの両端に設
けられたフランジをボルト締めすることにより、ＬＮＧ
母管２を包み込んで一体に構成されている。なお、器体
１ａ，器体１ｂ，はそれぞれ隔壁４ａ，４ｂ，により隔
てられる二重構造となっており、この隔壁には交通孔が
開けられていて、器体１ａ，器体１ｂはそれぞれが単体
の容器状の管路を形成している。冷媒管３は冷媒入管３
ａ，冷媒出管３ｄ，連結管３ｂ，３ｃとから成り、冷媒
は入管３ａから器体１ａ内へ送り込まれ、器体１ａから
連結管３ｂへ入り、連結管３ｂに直結された連結管３ｃ
を通り抜けて器体１ｂへ入り、器体１ｂを通り冷媒出管
３ｄを抜けて戻るようになっている。
【０００４】このような構成であるから、ＬＮＧ母管２
内に液化天然ガスを流しながら、冷媒管３を通して竹輪
型熱交換器１内にフロン等の冷媒を循環させることによ
り、冷熱を取り出すことができる。
内に液化天然ガスを流しながら、冷媒管３を通して竹輪
型熱交換器１内にフロン等の冷媒を循環させることによ
り、冷熱を取り出すことができる。
【０００５】この場合、竹輪型熱交換器１とＬＮＧ母管
２の製作精度の関係から、竹輪型熱交換器１の内径はＬ
ＮＧ母管２の外径より少し大きめにしてある。この隙間
はおよそ５mmであり、この隙間に熱伝導率の高い充填材
５を充填し、熱交換性能を高めるようにしてある。この
充填材５として伝熱セメントが一般的に使用される。伝
熱セメントは、グラファイトと高分子バインダーとを混
練したもので、常温で半固体の性状を示すものである。
２の製作精度の関係から、竹輪型熱交換器１の内径はＬ
ＮＧ母管２の外径より少し大きめにしてある。この隙間
はおよそ５mmであり、この隙間に熱伝導率の高い充填材
５を充填し、熱交換性能を高めるようにしてある。この
充填材５として伝熱セメントが一般的に使用される。伝
熱セメントは、グラファイトと高分子バインダーとを混
練したもので、常温で半固体の性状を示すものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】伝熱セメントに含まれ
るグラファイトは、高い熱伝導率を示すものであるが、
混練する高分子バインダーの熱伝導率が極めて低いた
め、混練物の伝熱セメントの熱伝導率は総体的に低いも
のとなり、更に温度の低下による収縮率が大きいので、
空気の混入量が多くなりＬＮＧの冷熱取り出し性能が悪
くなるという問題がある。
るグラファイトは、高い熱伝導率を示すものであるが、
混練する高分子バインダーの熱伝導率が極めて低いた
め、混練物の伝熱セメントの熱伝導率は総体的に低いも
のとなり、更に温度の低下による収縮率が大きいので、
空気の混入量が多くなりＬＮＧの冷熱取り出し性能が悪
くなるという問題がある。
【０００７】本発明は、このような問題点を解決する為
になされたもので、温度が低下しても熱伝導率が低下す
ることなく、常に高い冷熱取り出し性能を保持する冷熱
取出用熱交換器を得ることを目的とする。
になされたもので、温度が低下しても熱伝導率が低下す
ることなく、常に高い冷熱取り出し性能を保持する冷熱
取出用熱交換器を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、充填材とし
て、低温液化ガス配管と冷媒管との隙間に、粉末ないし
粒状の銅と水分を含む粘性土との混練物を使用すること
により解決される。
て、低温液化ガス配管と冷媒管との隙間に、粉末ないし
粒状の銅と水分を含む粘性土との混練物を使用すること
により解決される。
【０００９】
【作用】本発明では、液化天然ガスの冷熱を、その配管
の外側に充填された銅粉ないし銅粒を混練した水分を含
む粘性土の充填材を通し、充填材の外側の冷媒管に冷熱
を伝達させることになる。
の外側に充填された銅粉ないし銅粒を混練した水分を含
む粘性土の充填材を通し、充填材の外側の冷媒管に冷熱
を伝達させることになる。
【００１０】
【実施例】充填材の熱伝導率は含水比と乾燥密度に依存
し、水分を含む粘性土の熱伝導率が温度の低下に対して
も比較的に高い熱交換性能を保つことは、本出願人が先
に出願した特願平３−２３３６０３号明細書に記載の通
りであるが、この粘性土のうちからベントナイト粘土を
選び、このベントナイト粘土に銅粒を混ぜて充填材と
し、熱伝導率の測定を行なった。
し、水分を含む粘性土の熱伝導率が温度の低下に対して
も比較的に高い熱交換性能を保つことは、本出願人が先
に出願した特願平３−２３３６０３号明細書に記載の通
りであるが、この粘性土のうちからベントナイト粘土を
選び、このベントナイト粘土に銅粒を混ぜて充填材と
し、熱伝導率の測定を行なった。
【００１１】先ず、ベントナイト粘土に水を含ませて重
量含水比（水重量／乾粘土）５００％とし、これに粒径
が約０．５mmの銅粒を重量比１：４に混ぜてよく練つた
後、熱伝導率の測定を行なった。得られた熱伝導率は、
１．９ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃（２０℃）、７．４ｋｃａ
ｌ／ｍ・ｈ・℃（−１６２℃）であり、従来の伝熱セメ
ントの熱伝導率値〔０．７９ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃（２
０℃）、０．７８ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃（−１６２
℃）〕やベントナイト粘土のみの熱伝導率値〔０．７２
ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃（２０℃）、２．７ｋｃａｌ／ｍ
・ｈ・℃（−１６２℃）〕と比較して熱伝導率が格段に
向上した。
量含水比（水重量／乾粘土）５００％とし、これに粒径
が約０．５mmの銅粒を重量比１：４に混ぜてよく練つた
後、熱伝導率の測定を行なった。得られた熱伝導率は、
１．９ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃（２０℃）、７．４ｋｃａ
ｌ／ｍ・ｈ・℃（−１６２℃）であり、従来の伝熱セメ
ントの熱伝導率値〔０．７９ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃（２
０℃）、０．７８ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃（−１６２
℃）〕やベントナイト粘土のみの熱伝導率値〔０．７２
ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃（２０℃）、２．７ｋｃａｌ／ｍ
・ｈ・℃（−１６２℃）〕と比較して熱伝導率が格段に
向上した。
【００１２】即ち−１６２℃における熱伝導率を比較す
ると、従来の伝熱セメントの約９倍、ベントナイト粘土
のみの場合の約３倍となり、高い熱伝導率を示した。銅
粒を混練した粘性土の−１６２℃における熱伝導率が高
いのは、氷の熱伝導率が高いこと（４．２ｋｃａｌ／ｍ
・ｈ・℃）と銅の熱伝導率が高いこと（３６０ｋｃａｌ
／ｍ・ｈ・℃）によるものである。
ると、従来の伝熱セメントの約９倍、ベントナイト粘土
のみの場合の約３倍となり、高い熱伝導率を示した。銅
粒を混練した粘性土の−１６２℃における熱伝導率が高
いのは、氷の熱伝導率が高いこと（４．２ｋｃａｌ／ｍ
・ｈ・℃）と銅の熱伝導率が高いこと（３６０ｋｃａｌ
／ｍ・ｈ・℃）によるものである。
【００１３】次に銅粒の径、混入量を変えて熱伝導率を
測定した結果、径が大きい程、また銅の混入量が多いほ
ど高い熱伝導率を示すことが判った。更にまた粘性土を
空気を混入させない水飽和状態に保つと、さらに高い熱
伝導率を示すことが判った。
測定した結果、径が大きい程、また銅の混入量が多いほ
ど高い熱伝導率を示すことが判った。更にまた粘性土を
空気を混入させない水飽和状態に保つと、さらに高い熱
伝導率を示すことが判った。
【００１４】又、従来の充填材では温度が低下するにつ
れて収縮量が大きく、このため隙間が発生し熱交換性能
が低下するが、これに対し水分を含む粘性土と銅粉ない
し銅粒の混練物は、ほぼ０℃で凍結する際に体積が膨張
するので、隙間が生じることがなく密着が保たれ、熱交
換性能を良好に維持することが出来る。更に又施工の
際、粘性土と銅の混練物は粘着性があるので熱交換器に
付着し易く施工が容易である。
れて収縮量が大きく、このため隙間が発生し熱交換性能
が低下するが、これに対し水分を含む粘性土と銅粉ない
し銅粒の混練物は、ほぼ０℃で凍結する際に体積が膨張
するので、隙間が生じることがなく密着が保たれ、熱交
換性能を良好に維持することが出来る。更に又施工の
際、粘性土と銅の混練物は粘着性があるので熱交換器に
付着し易く施工が容易である。
【００１５】図１、図２に示された熱交換器の充填材５
として、本発明による０．５mm径の銅粒を混練し且つ重
量含水比５００％の水飽和の粘性土を充填した。即ちそ
の方法は、従来の伝熱セメントの場合と同じく、竹輪型
熱交換器１の器体１ａ，１ｂの内面へ充填材５を５mm程
度の厚さに均一に塗り付け、この器体１ａ，１ｂでＬＮ
Ｇ母管２を包んだ後フランジをボルトで締めつけ、その
後冷媒管３をそれぞれ連結した。次に竹輪型熱交換器１
内にフロン２２を満たした後、ポンプを駆動させて冷媒
管３を通じてフロン２２を循環させた。
として、本発明による０．５mm径の銅粒を混練し且つ重
量含水比５００％の水飽和の粘性土を充填した。即ちそ
の方法は、従来の伝熱セメントの場合と同じく、竹輪型
熱交換器１の器体１ａ，１ｂの内面へ充填材５を５mm程
度の厚さに均一に塗り付け、この器体１ａ，１ｂでＬＮ
Ｇ母管２を包んだ後フランジをボルトで締めつけ、その
後冷媒管３をそれぞれ連結した。次に竹輪型熱交換器１
内にフロン２２を満たした後、ポンプを駆動させて冷媒
管３を通じてフロン２２を循環させた。
【００１６】このように通常の運転を行なって後熱交換
性能を計測した所、熱交換量（Ｗ／ｍ2 ）において、本
発明による銅粒を混練した粘性土は、従来の伝熱セメン
トより１．９３倍の極めて高い向上率を示した。
性能を計測した所、熱交換量（Ｗ／ｍ2 ）において、本
発明による銅粒を混練した粘性土は、従来の伝熱セメン
トより１．９３倍の極めて高い向上率を示した。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、冷熱取出用熱交換器の
低温液化ガス配管と冷媒管との間に詰める充填材とし
て、熱伝導率の高く且つ密着性の良い水分を含んだ粘性
土に、熱伝導率がさらに高い銅の粉末又は粒子を混練し
て使用することにより、ＬＮＧの冷熱を極めて効率よく
取り出すことが出来るようになる。
低温液化ガス配管と冷媒管との間に詰める充填材とし
て、熱伝導率の高く且つ密着性の良い水分を含んだ粘性
土に、熱伝導率がさらに高い銅の粉末又は粒子を混練し
て使用することにより、ＬＮＧの冷熱を極めて効率よく
取り出すことが出来るようになる。
【００１８】又、粘性土に銅の粉末又は粒子を混練する
際の水分を、充分な水飽和状態にすることにより、低温
での冷熱伝導効率を更に高めることが出来る。その上、
同じ冷熱量を取り出す場合、従来に比べて熱交換器を小
型化出来るため、総合的に冷熱取出装置の設備費を低減
する効果も得られる。
際の水分を、充分な水飽和状態にすることにより、低温
での冷熱伝導効率を更に高めることが出来る。その上、
同じ冷熱量を取り出す場合、従来に比べて熱交換器を小
型化出来るため、総合的に冷熱取出装置の設備費を低減
する効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱交換装置の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ｂ断面の拡大図である。
１ 竹輪型熱交換器 ２ ＬＮＧ母管 ３ 冷媒管 ４ 隔壁 ５ 充填材
Claims (2)
- 【請求項１】 低温液化ガス配管の外側に冷媒管を抱か
せてなる冷熱取出用熱交換器において、低温液化ガス配
管と冷媒管との隙間に銅粉ないし銅粒を混練した水分を
含む粘性土を充填したことを特徴とする冷熱取出用熱交
換器。 - 【請求項２】 充填材が銅粉ないし銅粒を混練した水分
を含む粘性土が水飽和した粘性土であることを特徴とす
る請求項１記載の冷熱取出用熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240747A JP2581379B2 (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 冷熱取出用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240747A JP2581379B2 (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 冷熱取出用熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694380A JPH0694380A (ja) | 1994-04-05 |
| JP2581379B2 true JP2581379B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=17064110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4240747A Expired - Lifetime JP2581379B2 (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 冷熱取出用熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581379B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011032556A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | Lr Marine A/S | Cooled bunkering pipe system |
-
1992
- 1992-09-09 JP JP4240747A patent/JP2581379B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0694380A (ja) | 1994-04-05 |
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