JPH04126996A - ヒートパイプ熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はヒートパイプ熱交換器に係り、特に装置の負荷
変化に伴って、高温流体および低温流体の出口温度が変
化することを防ぎ、前記高温流体および低温流体の出口
温度を安定するのに好適な分離型ヒートパイプ熱交換器
に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、従来の分離型ヒートパイプを使用した熱交換
器の概略系統図である。この装置は、高温流体ダクト１
の中に設置されたフィンチューブ５、ヘッダー６からな
る蒸発管群３と、低温流体ダクト２の中に設置されたフ
ィンチューブ５′、ヘッダー６′からなる凝縮管群４お
よび前記それぞれの管群の上部ヘッダーと上部ヘッダー
を連結する蒸気配管７、前記それぞれの管群の下部へラ
ダーと下部ヘッダーを連結する凝縮配管８とから主とし
て構成される閉回路を形成している。前記閉回路の内部
はあらかじめ真空にした上で、水等の伝熱媒体が封入さ
れる。

この装置において、高温流体ダクト１の中に高温流体９
を、また低温流体ダクト２の中に低温流体１０を流すと
、蒸発管群３の伝熱媒体は管外の高温流体９から熱を受
けて蒸発し、蒸気配管７を通って凝縮管群４に送られる
。凝縮管群４に送られた伝熱媒体の蒸気は、管外の低温
流体１０に熱を与えて凝縮する。凝縮管群４て凝縮した
伝熱媒体は、凝縮配管８を通って蒸発管群３に戻る。

凝縮管群４を蒸発管群３より高い位置に設置し、上述の
循環を自然循環により行われるようにすれば、伝熱媒体
の蒸発、凝縮により、その潜熱分が高温流体から低温流
体へ熱移動する。

〔発明が解決しようとする課題］ 」二記従来技術を負荷が大きく変動する装置に適用する
場合、負荷の変動に伴って高温流体の負荷も変動する。

負荷が変動すると、高温流体温度も上昇または下降する
。このために高温流体の温度が変動すると、低温流体の
温度も変動する。短時間で負荷が変動する装置では、高
温流体出口温度および低温流体出口温度が大きく変動し
、安定しないという問題があった。

本発明の目的は、装置の負荷が変動した場合でも、高温
流体出口温度および低温流体出口温度を安定に維持する
ことにある。

〔課題を解決するだめの手段］ 」二記目的は、高温流体中に蒸発管群を設置し、低温流
体中に凝縮管群を設置し、前記両管群を連結して閉回路
を構成し、前記閉回路中に伝熱媒体を封入し、該伝熱媒
体の循環によって熱交換を行う分離型ヒートパイプ熱交
換器において、前記蒸発管群出口と前記凝縮管群入口と
を連結する蒸気配管の途中にバイパス蒸気配管を設置し
、該バイパス配管の途中に蓄熱槽および流量調節装置を
設け、低温流体または高温流体の出口温度を測定して前
記それぞれの流量調節装置に制御信号を送る信号発生装
置を設置したことを特徴とするヒーＩ・パイプ熱交換器
により達成される。

〔作用〕

本発明の熱交換器においては、蒸発管群出口と凝縮管群
入口とを連結する蒸気配管に流量調節装置を設置し、前
記流量調節装置をバイパスするバイパス蒸気配管を設置
し、該バイパス配管に蓄熱装置と流量調節装置を設け、
さらに低温流体または高温流体の出口温度を測定して得
た制御信号により、前記それぞれの流量調節装置を作動
して蓄熱装置内を通過する蒸気量を制御し、蓄熱装置を
通過する伝熱媒体の蒸気との間に熱の授受を行うことに
よって、高温流体および低温流体の出口温度を安定に維
持することができる。

（実施例〕 第１図は、本発明の熱交換器の一実施例態様を示す概略
系統図である。本発明の熱交換器は、蒸発管群出口と放
縮管群入口とを連結する蒸気配管７に流量調節弁１５を
設置し、蓄熱槽１２と流量調節弁１４を有し、前記流量
調節弁１５をノ＼イパスする蒸気配管１１を設置し、さ
らに低温流体の出口温度を測定して、前記流量調節弁１
４および１５に制御信号を送る温度調節計１６を設置し
た点において、第２図に示す従来の熱交換器と異なる。

第１図において、分離型ヒートパイプを設Ｈしている装
置が通常運転している場合は、蒸気配管７上にある調節
弁１５は全開である。また、蓄熱バイパス配管１１の途
中にある調節弁１４は全開であり、伝熱媒体は従来技術
の熱交換器と同様に循環している。そして、蓄熱槽１２
内にある蓄熱材１３は、伝熱媒体の熱を受けて蓄熱して
いる。

そのときの高温流体出口温度、低温流体出口温度は安定
である。

装置の負荷が低下すると高温流体出口温度、低温流体出
口温度も下降し、それに伴って伝熱媒体温度も低下する
。低温流体１０の出口部の温度を測定し、温度調節計１
６から流量調節弁１４および１５に制御信号が送られ、
流量調節弁１５が閉方向に作動し、流量調節弁１４が開
方向に作動するので、バイパス蒸気配管１１内を通過す
る伝熱媒体の蒸気は、蓄熱槽１２の内部にある蓄熱材１
３によって蓄熱されていた熱によって加熱されて蒸気温
度を上げ、蒸気温度の上昇によって、高温流体出口温度
、低温流体出口温度を」二昇させ、各流体出口温度を所
定値に安定維持する。

負荷の変化に伴い、流量調節弁１４．１５を制御させる
ことにより蒸気温度を変化させ、高温、低温流体の出口
温度を安定させることができる。

第３図は、本発明で使用する蓄熱装置の一実施例態様を
示す断面図であり、蓄熱槽１２の内部に蓄熱材１３が充
填され、前記蓄熱材１３の内部を蒸気配管１１が貫通し
ている。前記蒸気配管は多数の細い管に分岐していても
よい。

第１図に示す実施態様では、低温流体出口部の温度を測
定して流量調節弁の制御信号を出力しているが、高温流
体出口部の温度を測定しても同様の作用をする。

〔発明の効果〕

本発明によれば、分離型ヒートパイプ熱交換器の蒸気配
管に流量調節装置、蓄熱装置および流量調節装置を有す
るバイパス蒸気配管を設置し、高温流体出口または低温
流体出口の温度を測定して、前記それぞれの流量調節装
置に制御信号を出力する信号発生装置を設置しているの
で、装置負荷の変動に伴って高温流体出口温度および低
温流体出口温度を安定に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の熱交換器の一実施態様を示ず概略系
統図、第２図は、従来のヒートパイプ熱交換器の一例を
示す概略系統図、第３図は、本発明実施例に使用した蓄
熱槽の詳細を示す断面図である。 １・・・高温流体ダクト、２・・・低温流体ダクト、３
・・・蒸発管群、４・・・凝縮管群、７・・・蒸気配管
、８・・・凝縮配管、９・・・高温流体、１ｏ・・・低
温流体、１２・・・蓄熱槽、１４．１５・・・流量、；
ｇＩ節弁、１Ｇ・・・温度調節計。 出願人　バブコック日立株式会社 代理人　弁理士　川　北　武　長 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高温流体中に蒸発管群を設置し、低温流体中に凝
   縮管群を設置し、前記両管群を連結して閉回路を構成し
   、前記閉回路中に伝熱媒体を封入し、該伝熱媒体の循環
   によって熱交換を行う分離型ヒートパイプ熱交換器にお
   いて、前記蒸発管群出口と前記凝縮管群入口とを連結す
   る蒸気配管の途中にバイパス蒸気配管を設置し、該バイ
   パス配管の途中に蓄熱槽および流量調節装置を設け、低
   温流体または高温流体の出口温度を測定して前記それぞ
   れの流量調節装置に制御信号を送る信号発生装置を設置
   したことを特徴とするヒートパイプ熱交換器。