JPH0144951Y2 - - Google Patents

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JPH0144951Y2
JPH0144951Y2 JP15093285U JP15093285U JPH0144951Y2 JP H0144951 Y2 JPH0144951 Y2 JP H0144951Y2 JP 15093285 U JP15093285 U JP 15093285U JP 15093285 U JP15093285 U JP 15093285U JP H0144951 Y2 JPH0144951 Y2 JP H0144951Y2
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gas
condensable gas
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condenser
control valve
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、熱交換器の不凝縮ガス除去装置に関
するもので、詳しくは、発電ボイラ、産業用ボイ
ラ、加熱炉等のガス・エアヒータなどに使用され
る分離形ヒートパイプ式熱交換器で発生する不凝
縮ガスを容易に自動排出する装置として利用され
るものである。
[Detailed description of the invention] Industrial field of application The invention relates to a non-condensable gas removal device for heat exchangers, and more specifically, it is used in power generation boilers, industrial boilers, gas/air heaters for heating furnaces, etc. It is used as a device that easily and automatically discharges non-condensable gas generated in a separate heat pipe type heat exchanger.

従来の技術 従来のこの種の熱交換器における不凝縮ガス除
去装置としては、たとえば、第3図に示すような
ものが知られている。第3図において、21はヒ
ートパイプ式蒸発器、22はヒートパイプ式凝縮
器、23は前記蒸発器21の上部ヘツダ、24は
同じく下部ヘツダ、25は前記凝縮器22の上部
ヘツダ、26は同じく下部ヘツダ、27は蒸気連
絡管、28は液連絡管、29は細管で構成された
不凝縮ガス除去用ヒートパイプ管群、30はその
上部ヘツダ、31はその下部ヘツダである。そし
て、前記上部ヘツダ30にはガス取出し管32が
連結されており、このガス取出し管32には下流
側へと順に、第1制御弁33、ガス溜34、第2
制御弁35、ポンプ36、ガス放出管37が設け
られている。また38は制御装置、39は前記上
部ヘツダ30の内部温度T1を計測する第1温度
計、40は前記ガス溜34の内部温度T2を計測
する第2温度計である。
BACKGROUND ART As a conventional non-condensable gas removal device for this type of heat exchanger, for example, the one shown in FIG. 3 is known. In FIG. 3, 21 is a heat pipe type evaporator, 22 is a heat pipe type condenser, 23 is an upper header of the evaporator 21, 24 is a lower header, 25 is an upper header of the condenser 22, and 26 is the same. A lower header, 27 is a steam communication pipe, 28 is a liquid communication pipe, 29 is a heat pipe group for removing non-condensable gas composed of thin tubes, 30 is an upper header thereof, and 31 is a lower header thereof. A gas extraction pipe 32 is connected to the upper header 30, and the gas extraction pipe 32 has a first control valve 33, a gas reservoir 34, a second
A control valve 35, a pump 36, and a gas discharge pipe 37 are provided. Further, 38 is a control device, 39 is a first thermometer that measures the internal temperature T 1 of the upper header 30, and 40 is a second thermometer that measures the internal temperature T 2 of the gas reservoir 34.

すなわち、ヒートパイプを鋼管、作動液を水と
した場合、ヒートパイプ式蒸発器21の上部ヘツ
ダ23からの水蒸気の一部を不凝縮ガス除去用ヒ
ートパイプ管群29の下部ヘツダ31に取入れ、
該ヒートパイプ管群29で管外の冷空気によつて
冷却し、凝縮して水とし、前記下部ヘツダ31か
らヒートパイプ式蒸発器21の下部ヘツダ24に
戻すが、第1制御弁33を開にし、第2制御弁3
5を閉にしておくことにより、長時間運転で系内
に発生した不凝縮ガス(水素ガス)は該ヒートパ
イプ管群29に入り、さらに、浮力により、その
上部ヘツダ30からガス取出し管32を通つてガ
ス溜34に溜まる。すると、第1温度計39で計
測される温度T1と第2温度計40で計測される
温度T2の温度差(T1−T2)が少なくなるから、
これらの温度信号を制御装置38に伝え、第1制
御弁33を閉とし、第2制御弁35を開とし、ガ
ス溜34内の不凝縮ガス(水素ガス)をポンプ3
6で大気へ排出する。
That is, when the heat pipe is a steel pipe and the working fluid is water, a part of the water vapor from the upper header 23 of the heat pipe type evaporator 21 is introduced into the lower header 31 of the heat pipe tube group 29 for removing non-condensable gas,
In the heat pipe group 29, the water is cooled by cold air outside the tube, condensed, and returned to the lower header 24 of the heat pipe type evaporator 21 from the lower header 31, but the first control valve 33 is not opened. and the second control valve 3
5 is closed, non-condensable gas (hydrogen gas) generated in the system during long-term operation enters the heat pipe tube group 29, and further, due to buoyancy, the gas extraction tube 32 is removed from the upper header 30. The gas passes through and accumulates in the gas reservoir 34. Then, the temperature difference (T 1 - T 2 ) between the temperature T 1 measured by the first thermometer 39 and the temperature T 2 measured by the second thermometer 40 becomes smaller.
These temperature signals are transmitted to the control device 38, the first control valve 33 is closed, the second control valve 35 is opened, and the non-condensable gas (hydrogen gas) in the gas reservoir 34 is transferred to the pump 3.
6 to emit into the atmosphere.

考案が解決しようとする問題点 前述のように、従来の装置では、不凝縮ガス除
去用ヒートパイプ管群29を特別に設けているの
で、装置が複雑となり、制御弁も第1制御弁33
と第2制御弁35の2個を必要とするので、やは
り複雑になるという問題点がある。本考案は、こ
のような問題点を解決しようとするものである。
すなわち、本考案は、構造が簡単であつて、か
つ、不凝縮ガスを短時間で容易に自動排出できる
ヒートパイプ式熱交換器の不凝縮ガス除去装置を
提供することを目的とするものである。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, in the conventional device, the non-condensable gas removal heat pipe group 29 is specially provided, which makes the device complicated, and the control valve is also the first control valve 33.
Since two control valves, ie, the second control valve 35 and the second control valve 35, are required, there is still a problem that it becomes complicated. The present invention attempts to solve these problems.
That is, an object of the present invention is to provide a non-condensable gas removal device for a heat pipe type heat exchanger that has a simple structure and can easily and automatically discharge non-condensable gas in a short time. .

問題点を解決するための手段 分離形ヒートパイプ式熱交換器において、凝縮
器の下部ヘツダから分岐した不凝縮ガス分離管を
設け、この分離管の下流側に、ミストエリミネー
タ、ガス溜、制御弁、ガス強制排出装置を設け、
また該分離管の前記下部ヘツダ取出点とガス溜入
口点とにそれぞれ温度計を設け、この温度差が規
定値以上になつたとき、制御装置により、ガス強
制排出装置を作動させて、ガス溜内の不凝縮ガス
を短時間に系外に排出するようにした。すなわ
ち、本考案の構成は、ヒートパイプ式蒸発器とヒ
ートパイプ式凝縮器とが分離して設置されている
分離形ヒートパイプ式熱交換器において、前記凝
縮器の下部ヘツダから分岐して立設された不凝縮
ガス分離管を備え、かつ、この不凝縮ガス分離管
には、下流側へと順に設けられたミストエリミネ
ータと、ガス溜と、制御弁と、ガス強制排出装置
とを有し、しかも、前記不凝縮ガス分離管の上流
側である該凝縮器の下部ヘツダの取出点に設けら
れた第1温度計と、前記不凝縮ガス分離管の下流
側である該ガス溜の入口点に設けられた第2温度
計とを有して、これら両温度計で計測された温度
差が規定値以上になつたときのみに、前記制御弁
を開の状態にして前記ガス強制排出装置を作動さ
せて前記ガス溜内の不凝縮ガスを短時間に系外に
排出させる制御装置を備えていることを特徴とし
ている。
Measures to solve the problem In a separate heat pipe type heat exchanger, a non-condensable gas separation pipe is provided that branches from the lower header of the condenser, and a mist eliminator, gas reservoir, and control valve are installed downstream of this separation pipe. , equipped with a forced gas evacuation device,
In addition, thermometers are installed at the lower header take-out point and the gas reservoir inlet point of the separation tube, and when the temperature difference exceeds a specified value, the control device operates the gas forced discharge device to activate the gas reservoir. The non-condensable gas inside the system is discharged outside the system in a short period of time. That is, the configuration of the present invention is such that, in a separate heat pipe heat exchanger in which a heat pipe evaporator and a heat pipe condenser are installed separately, the heat pipe evaporator and the heat pipe condenser are installed separately, branching off from the lower header of the condenser. a non-condensable gas separation pipe, and the non-condensable gas separation pipe has a mist eliminator, a gas reservoir, a control valve, and a forced gas discharge device provided in order downstream, Moreover, a first thermometer installed at the outlet point of the lower header of the condenser, which is upstream of the non-condensable gas separation pipe, and a first thermometer installed at the inlet point of the gas reservoir, which is downstream of the non-condensable gas separation pipe. and a second thermometer provided, and only when the temperature difference measured by both thermometers exceeds a specified value, the control valve is opened and the gas forced discharge device is operated. The present invention is characterized in that it includes a control device that causes the non-condensable gas in the gas reservoir to be discharged outside the system in a short period of time.

作 用 熱交換器が作動中は、ヒートパイプ内の作動液
が蒸発器で蒸気となつて凝縮器の上部ヘツダに至
り、さらにその蒸気が管外の冷気体で冷却される
ため、凝縮して液体となり、重力で凝縮器の下部
ヘツダに落下する。ここで不凝縮ガスがあると、
浮力で不凝縮ガス分離管を上昇してガス溜に集ま
る。このとき、液分はミストエリミネータで除か
れる。このため、第1温度計で計測される温度と
第2温度計で計測される温度とに差を生じ、その
温度差が規定値以上になれば、制御装置により、
制御弁を開とし、同時にガス強制排出装置を起動
させてガス溜内の不凝縮ガスを短時間で系外に排
出する。
Function When the heat exchanger is operating, the working fluid inside the heat pipe becomes vapor in the evaporator and reaches the upper header of the condenser.The vapor is further cooled by the cold gas outside the pipe, so it condenses. It becomes a liquid and falls by gravity into the lower header of the condenser. If there is a non-condensable gas here,
Due to buoyancy, the non-condensable gas moves up the separation tube and collects in the gas reservoir. At this time, the liquid is removed by a mist eliminator. Therefore, if there is a difference between the temperature measured by the first thermometer and the temperature measured by the second thermometer, and the temperature difference exceeds the specified value, the control device will
Open the control valve and at the same time start the forced gas discharge device to discharge the non-condensable gas in the gas reservoir out of the system in a short time.

実施例 第1図は本考案の一実施例を示している。第1
図において、1はフイン付きヒートパイプ式蒸発
器、2はフイン付きヒートパイプ式凝縮器、3は
前記蒸発器1の上部ヘツダ、4は同じく下部ヘツ
ダ、5は前記凝縮器2の上部ヘツダ、6は同じく
下部ヘツダ、7は蒸気連絡管、8は液連絡管、9
は前記凝縮器2の下部ヘツダ6から分岐して立設
された比較的細い不凝縮ガス分離管である。そし
て、この不凝縮ガス分離管9には、下流側へと順
に設けられたミストエリミネータ10と、ガス溜
11と、制御弁12と、ガス強制排出装置として
の排気ポンプ13と、ガス放出管14とを有して
いる。また15は制御装置、16は前記不凝縮ガ
ス分離管9の上流側である下部ヘツダ6の取出点
に設けられた第1温度計、17は前記不凝縮ガス
分離管9の下流側であるガス溜11の入口点に設
けられた第2温度計である。
Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. 1st
In the figure, 1 is a heat pipe type evaporator with fins, 2 is a heat pipe type condenser with fins, 3 is the upper header of the evaporator 1, 4 is the lower header, 5 is the upper header of the condenser 2, and 6 is also the lower header, 7 is the steam communication pipe, 8 is the liquid communication pipe, 9
is a relatively thin non-condensable gas separation pipe that branches off from the lower header 6 of the condenser 2 and stands upright. The non-condensable gas separation pipe 9 includes a mist eliminator 10, a gas reservoir 11, a control valve 12, an exhaust pump 13 as a forced gas discharge device, and a gas discharge pipe 14, which are provided in order downstream. It has Further, 15 is a control device, 16 is a first thermometer provided at the take-out point of the lower header 6 on the upstream side of the non-condensable gas separation pipe 9, and 17 is a gas on the downstream side of the non-condensable gas separation pipe 9. A second thermometer is provided at the entry point of reservoir 11.

なお第1図の実施例では、ヒートパイプが鋼
管、ヒートパイプ内の作動液が水の場合を示して
おり、したがつて、作動中に、 Fe+++2H2O→Fe(OH)2+H2 なる反応により、H2が発生するので、不凝縮ガ
スは主として水素である。またミストエリミネー
タ10は薄板多層板またはワイヤーメツシユのも
のからなり、第1温度計16および第2温度計1
7はともに管壁メタル温度計からなつている。さ
らに、不凝縮ガス分離管9における凝縮器2内の
部分にはフインを付けてある。またガス溜11は
凝縮器2の上部ヘツダ5より上位になつている。
また、ガス強制排出装置としての排気ポンプ13
は、エジエクタなどに替えてもよい。
In the example shown in Fig. 1, the heat pipe is a steel pipe and the working fluid inside the heat pipe is water. Therefore, during operation, Fe ++ +2H 2 O→Fe(OH) 2 +H The non-condensable gas is mainly hydrogen since H 2 is generated by the reaction 2 . The mist eliminator 10 is made of a thin multilayer plate or a wire mesh, and has a first thermometer 16 and a second thermometer 1.
7 both consist of tube wall metal thermometers. Further, a portion of the non-condensable gas separation pipe 9 inside the condenser 2 is provided with fins. Further, the gas reservoir 11 is located above the upper header 5 of the condenser 2.
In addition, an exhaust pump 13 as a forced gas evacuation device
may be replaced with an ejector, etc.

第2図は第1図の制御系統のプロツク図で、第
2図におけるT1は第1温度計16で計測された
温度、T2は第2温度計17で計測された温度、
τ秒は制御弁12の開時間である。そして、A>
B>Cの関係にあり、T1−T2≧Bで制御弁12
が開となり、T1−T2<Cで制御弁12が閉とな
ることを意味している。
FIG. 2 is a block diagram of the control system shown in FIG. 1, where T 1 is the temperature measured by the first thermometer 16, T 2 is the temperature measured by the second thermometer 17,
τ seconds is the opening time of the control valve 12. And A>
There is a relationship of B>C, and when T 1 −T 2 ≧B, the control valve 12
is open, and when T 1 −T 2 <C, the control valve 12 is closed.

すなわち、第1図において、熱交換器が作動中
は、ヒートパイプ式蒸発器1のヒートパイプ内の
作動液である水が水蒸気となつてヒートパイプ式
凝縮器2の上部ヘツダ5に至り、さらにその水蒸
気が管外の冷空気で冷却されるため、凝縮して水
となり、重力で下部ヘツダ6に落下する。ここで
不凝縮ガス(水素ガス)があると、浮力で不凝縮
ガス分離管9を上昇してガス溜11に集まる。こ
のとき、水分はミストエリミネータ10で除かれ
る。このため、温度T1と温度T2に差を生じ、そ
の温度差が規定値B以上になれば、制御装置15
からの信号により、制御弁12がτ秒間だけ開と
なり、同時に排気ポンプ13を起動してガス溜1
1内の不凝縮ガス(水素ガス)を大気に放出す
る。そして、前記温度差(T1−T2)が前記C未
満になるまでは何回も上記の動作を自動的に繰返
えし、T1−T2<Cとなれば、制御弁12が閉と
なり、排気ポンプ13も停止する。
That is, in FIG. 1, while the heat exchanger is in operation, water, which is the working fluid in the heat pipe of the heat pipe type evaporator 1, turns into water vapor and reaches the upper header 5 of the heat pipe type condenser 2, and further Since the water vapor is cooled by the cold air outside the tube, it condenses into water and falls to the lower header 6 by gravity. If non-condensable gas (hydrogen gas) is present here, it rises up the non-condensable gas separation tube 9 due to buoyancy and collects in the gas reservoir 11. At this time, moisture is removed by the mist eliminator 10. Therefore, if there is a difference between the temperature T 1 and the temperature T 2 and the temperature difference exceeds the specified value B, the control device 15
The control valve 12 is opened for τ seconds in response to a signal from the
The non-condensable gas (hydrogen gas) in 1 is released to the atmosphere. Then, the above operation is automatically repeated many times until the temperature difference (T 1 - T 2 ) becomes less than the above C, and when T 1 - T 2 <C, the control valve 12 is The exhaust pump 13 is closed and the exhaust pump 13 is also stopped.

考案の効果 本考案は、分離形ヒートパイプ式熱交換器にお
いて、ヒートパイプ式凝縮器の下部ヘツダから分
岐して設けられた不凝縮ガス分離管を備え、か
つ、この分離管には、下流側へと順に設けられた
ミストエリミネータ、ガス溜、制御弁、ガス強制
排出装置を有し、しかも、前記分離管の取出点と
該ガス溜の入口点にそれぞれ設けられた温度計を
有し、これらの温度差が規定値以上になつたとき
のみに、制御装置により、前記制御弁を開の状態
にして前記ガス強制排出装置を作動させて前記ガ
ス溜内の不凝縮ガスを短時間に系外に排出させる
から、不凝縮ガスを短時間で容易に自動的に除去
することができ、また前記不凝縮ガス分離管は単
純な細い1本のヒートパイプなどでもよく、前記
制御弁も1個でよいから、従来の不凝縮ガス除去
用ヒートパイプ管群による場合に比較して著しく
構造が簡単になり、かつ、前記ガス溜の上流側に
ミストエリミネータを有するので、不凝縮ガスの
系外への排出の際に、蒸気も排出されることが防
がれる。
Effects of the invention The present invention provides a separate heat pipe type heat exchanger that is equipped with a non-condensable gas separation pipe branched from the lower header of the heat pipe type condenser, and that the separation pipe has a downstream side. A mist eliminator, a gas reservoir, a control valve, and a forced gas discharge device are provided in this order, and a thermometer is provided at the outlet point of the separation tube and the inlet point of the gas reservoir, respectively. Only when the temperature difference of Since the non-condensable gas can be easily and automatically removed in a short time, the non-condensable gas separation pipe may be a simple thin heat pipe or the like, and the control valve may also be one. The structure is significantly simpler than that of the conventional heat pipe group for removing non-condensable gases, and since the mist eliminator is provided on the upstream side of the gas reservoir, it is possible to prevent non-condensable gases from leaving the system. During evacuation, vapors are also prevented from being emitted.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の一実施例を示した説明図、第
2図は第1図の制御系統ブロツク図、第3図は従
来の技術の一例を示した説明図である。 1……ヒートパイプ式蒸発器、2……ヒートパ
イプ式凝縮器、6……下部ヘツダ、9……不凝縮
ガス分離管、10……ミストエリミネータ、11
……ガス溜、12……制御弁、13……排気ポン
プ、15……制御装置、16……第1温度計、1
7……第2温度計。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the control system shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a conventional technique. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Heat pipe type evaporator, 2... Heat pipe type condenser, 6... Lower header, 9... Non-condensable gas separation tube, 10... Mist eliminator, 11
... Gas reservoir, 12 ... Control valve, 13 ... Exhaust pump, 15 ... Control device, 16 ... First thermometer, 1
7...Second thermometer.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ヒートパイプ式蒸発器とヒートパイプ式凝縮器
とが分離して設置されている分離形ヒートパイプ
式熱交換器において、前記凝縮器の下部ヘツダか
ら分岐して立設された不凝縮ガス分離管を備え、
かつ、この不凝縮ガス分離管には、下流側へと順
に設けられたミストエリミネータと、ガス溜と、
制御弁と、ガス強制排出装置とを有し、しかも、
前記不凝縮ガス分離管の上流側である該凝縮器の
下部ヘツダの取出点に設けられた第1温度計と、
前記不凝縮ガス分離管の下流側である該ガス溜の
入口点に設けられた第2温度計とを有して、これ
ら両温度計で計測された温度差が規定値以上にな
つたときのみに、前記制御弁を開の状態にして前
記ガス強制排出装置を作動させて前記ガス溜内の
不凝縮ガスを短時間に系外に排出させる制御装置
を備えていることを特徴とする、熱交換器の不凝
縮ガス除去装置。
In a separate heat pipe type heat exchanger in which a heat pipe type evaporator and a heat pipe type condenser are installed separately, a non-condensable gas separation pipe branched from a lower header of the condenser and installed vertically is provided. Prepare,
Moreover, this non-condensable gas separation pipe includes a mist eliminator and a gas reservoir, which are provided in order toward the downstream side.
It has a control valve and a forced gas discharge device, and furthermore,
a first thermometer provided at the outlet point of the lower header of the condenser, which is upstream of the non-condensable gas separation pipe;
and a second thermometer installed at the inlet point of the gas reservoir on the downstream side of the non-condensable gas separation pipe, and only when the temperature difference measured by both these thermometers exceeds a specified value. The heating system is characterized by comprising a control device that opens the control valve and operates the forced gas discharge device to discharge the non-condensable gas in the gas reservoir to the outside of the system in a short time. Exchanger non-condensable gas removal device.
JP15093285U 1985-10-03 1985-10-03 Expired JPH0144951Y2 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016103655A1 (en) * 2014-12-24 2016-06-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 Cooling device
US10653699B2 (en) 2015-06-19 2020-05-19 Biotie Therapies, Inc. Controlled-release tozadenant formulations

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US10653699B2 (en) 2015-06-19 2020-05-19 Biotie Therapies, Inc. Controlled-release tozadenant formulations

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