JPH08145590A - 熱交換器の温度調節装置 - Google Patents
熱交換器の温度調節装置Info
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- JPH08145590A JPH08145590A JP30418194A JP30418194A JPH08145590A JP H08145590 A JPH08145590 A JP H08145590A JP 30418194 A JP30418194 A JP 30418194A JP 30418194 A JP30418194 A JP 30418194A JP H08145590 A JPH08145590 A JP H08145590A
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- JP
- Japan
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- temperature
- heat exchanger
- process gas
- tube
- gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】構造が簡単であって、しかも制御性に優れ、且
つ設備費の安い熱交換器の温度調節装置を提供すること
を目的とする。 【構成】シエル＆チユーブ型熱交換器のチューブ側出口
温度を調節する熱交換器の温度調節装置において、シエ
ル（１）の中心部に設けられるインナーバイパス管
（２）と、インナーバイパス管（２）の出口端部に直角
方向に接続し、一端が出口チヤンネル（３）に固着され
るガス出口ノズル（４）に連接し、伝熱管（５）を出る
ガスが流入する窓（７）を有する外筒（６）と、外筒
（６）内に摺接して回動自在に挿着されインナーバイパ
ス管（２）を出るガスが流入する窓（９）と前記窓
（７）に対位して伝熱管（５）を出るガスが流入する窓
（１０））を有する内筒（８）と、内筒（８）を軸（１
７）を介して回動する駆動手段（１１）を具備したこと
を特徴とする熱交換器の温度調節装置。
つ設備費の安い熱交換器の温度調節装置を提供すること
を目的とする。 【構成】シエル＆チユーブ型熱交換器のチューブ側出口
温度を調節する熱交換器の温度調節装置において、シエ
ル（１）の中心部に設けられるインナーバイパス管
（２）と、インナーバイパス管（２）の出口端部に直角
方向に接続し、一端が出口チヤンネル（３）に固着され
るガス出口ノズル（４）に連接し、伝熱管（５）を出る
ガスが流入する窓（７）を有する外筒（６）と、外筒
（６）内に摺接して回動自在に挿着されインナーバイパ
ス管（２）を出るガスが流入する窓（９）と前記窓
（７）に対位して伝熱管（５）を出るガスが流入する窓
（１０））を有する内筒（８）と、内筒（８）を軸（１
７）を介して回動する駆動手段（１１）を具備したこと
を特徴とする熱交換器の温度調節装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱交換器の温度調節装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油系炭化水素を原料にして、水蒸気改
質反応を利用して都市ガス，水素ガス等の各種の合成ガ
スを製造する装置においては、反応炉等から出る高温ガ
ス（以下、プロセスガスという）から廃熱を回収するた
め、廃熱ボイラ等の熱交換器を設けて、スチーム発生に
利用したり、あるいはその他の流体の加熱に利用してい
る。この廃熱回収の際、熱交換器の後段に反応器等が設
けられる場合は、熱交換器を出るプロセスガスの温度を
一定に制御する必要がある。
質反応を利用して都市ガス，水素ガス等の各種の合成ガ
スを製造する装置においては、反応炉等から出る高温ガ
ス（以下、プロセスガスという）から廃熱を回収するた
め、廃熱ボイラ等の熱交換器を設けて、スチーム発生に
利用したり、あるいはその他の流体の加熱に利用してい
る。この廃熱回収の際、熱交換器の後段に反応器等が設
けられる場合は、熱交換器を出るプロセスガスの温度を
一定に制御する必要がある。
【０００３】このような場合に従来用いられている温度
調節装置について、図５に基づいて説明する。図におい
て、２０はシエル＆チューブ型の熱交換器であり、高温
プロセスガスＨＧは入口管路２１を経て、熱交換器２０
の管側に入り、伝熱管２２を介してシエル側流体Ｌを加
熱した後に温度が下がり、熱交換器２０を出て、出口管
路２３を経て後続工程に移る。２４は、熱交換器のバイ
パス管路２５に設けられる調節弁であり、熱交換器の出
口管路２３に設けられる温度調節計２６によって作動が
制御される。
調節装置について、図５に基づいて説明する。図におい
て、２０はシエル＆チューブ型の熱交換器であり、高温
プロセスガスＨＧは入口管路２１を経て、熱交換器２０
の管側に入り、伝熱管２２を介してシエル側流体Ｌを加
熱した後に温度が下がり、熱交換器２０を出て、出口管
路２３を経て後続工程に移る。２４は、熱交換器のバイ
パス管路２５に設けられる調節弁であり、熱交換器の出
口管路２３に設けられる温度調節計２６によって作動が
制御される。
【０００４】すなわち、装置負荷が小さくなって熱交換
器２０の伝熱面積が過剰になれば、熱交換器を出るプロ
セスガスの本流側の温度が所定値より低下するので、調
節弁２４の開度を大にして、バイパス側の割合を大きく
することにより、合流後の温度を所定値に維持してい
る。
器２０の伝熱面積が過剰になれば、熱交換器を出るプロ
セスガスの本流側の温度が所定値より低下するので、調
節弁２４の開度を大にして、バイパス側の割合を大きく
することにより、合流後の温度を所定値に維持してい
る。
【０００５】以上説明した従来の熱交換器の温度調節装
置には、次のような問題がある。第１には、バイパス管
路２５を経て、調節弁２４に流入するプロセスガスの温
度は高温であるためガスの容積が大きいこと，一般にプ
ロセスガス流路中に設置される熱交換器の許容圧損失は
小さく抑えられるため、バイパス管路側の調節弁に許容
される圧損失も小さくなること等が原因となって、調節
弁の口径が大きくなることであり、第２には、調節弁２
４に流入するプロセスガスの温度は高温であるため、弁
本体及び接続管路の材質は耐熱性の都合上、高級材料が
必要であり、従って設備費が非常に高くなることであ
る。
置には、次のような問題がある。第１には、バイパス管
路２５を経て、調節弁２４に流入するプロセスガスの温
度は高温であるためガスの容積が大きいこと，一般にプ
ロセスガス流路中に設置される熱交換器の許容圧損失は
小さく抑えられるため、バイパス管路側の調節弁に許容
される圧損失も小さくなること等が原因となって、調節
弁の口径が大きくなることであり、第２には、調節弁２
４に流入するプロセスガスの温度は高温であるため、弁
本体及び接続管路の材質は耐熱性の都合上、高級材料が
必要であり、従って設備費が非常に高くなることであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の従来
技術の問題点に鑑みてなされたものであって、構造が簡
単であって、しかも制御性に優れ、且つ設備費の安い熱
交換器の温度調節装置を提供することを目的とする。
技術の問題点に鑑みてなされたものであって、構造が簡
単であって、しかも制御性に優れ、且つ設備費の安い熱
交換器の温度調節装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の要旨とするところは、シエル＆チユーブ型熱
交換器のチューブ側出口温度を調節する熱交換器の温度
調節装置において、シエル（１）の中心部に設けられる
インナーバイパス管（２）と、インナーバイパス管
（２）の出口端部に直角方向に接続し、一端が出口チヤ
ンネル（３）に固着されるガス出口ノズル（４）に連接
し、伝熱管（５）を出るガスが流入する窓（７）を有す
る外筒（６）と、外筒（６）内に摺接して回動自在に挿
着されインナーバイパス管（２）を出るガスが流入する
窓（９）と前記窓（７）に対位して伝熱管（５）を出る
ガスが流入する窓（１０））を有する内筒（８）と、内
筒（８）を軸（１７）を介して回動する駆動手段（１
１）を具備したことを特徴とする熱交換器の温度調節装
置にある。本発明でいう熱交換器とは、構造的にはシエ
ル＆チューブ型の熱交換器であって、チューブ側を高温
ガスが流れ、シェル側を液体、ガス体が流れるものを意
味するが、本発明は特に高温ガスでスチームを発生する
廃熱ボイラーに特に適する。
の本発明の要旨とするところは、シエル＆チユーブ型熱
交換器のチューブ側出口温度を調節する熱交換器の温度
調節装置において、シエル（１）の中心部に設けられる
インナーバイパス管（２）と、インナーバイパス管
（２）の出口端部に直角方向に接続し、一端が出口チヤ
ンネル（３）に固着されるガス出口ノズル（４）に連接
し、伝熱管（５）を出るガスが流入する窓（７）を有す
る外筒（６）と、外筒（６）内に摺接して回動自在に挿
着されインナーバイパス管（２）を出るガスが流入する
窓（９）と前記窓（７）に対位して伝熱管（５）を出る
ガスが流入する窓（１０））を有する内筒（８）と、内
筒（８）を軸（１７）を介して回動する駆動手段（１
１）を具備したことを特徴とする熱交換器の温度調節装
置にある。本発明でいう熱交換器とは、構造的にはシエ
ル＆チューブ型の熱交換器であって、チューブ側を高温
ガスが流れ、シェル側を液体、ガス体が流れるものを意
味するが、本発明は特に高温ガスでスチームを発生する
廃熱ボイラーに特に適する。
【０００８】
【作用】装置の運転負荷が少ない場合、熱交換器の伝熱
面積が過剰になると、伝熱管５を出るプロセスガスの温
度は、所定の温度より低くなる。この場合は内筒８の窓
９を図３のように位置させて、インナーバイパス管２を
流過する高温のプロセスガスの流量を増加して、ガス出
口ノズル４を出る温度を所定温度に維持する。また装置
の運転負荷が１００％の場合は、内筒８を回動して、図
４のように位置させて、インナーバイパス管２の出口端
を閉にして、高温ガスの全量を伝熱管５を通して、ガス
出口ノズル４を出るプロセスガスの温度を所定温度に維
持する。
面積が過剰になると、伝熱管５を出るプロセスガスの温
度は、所定の温度より低くなる。この場合は内筒８の窓
９を図３のように位置させて、インナーバイパス管２を
流過する高温のプロセスガスの流量を増加して、ガス出
口ノズル４を出る温度を所定温度に維持する。また装置
の運転負荷が１００％の場合は、内筒８を回動して、図
４のように位置させて、インナーバイパス管２の出口端
を閉にして、高温ガスの全量を伝熱管５を通して、ガス
出口ノズル４を出るプロセスガスの温度を所定温度に維
持する。
【０００９】装置負荷が以上説明した二つの場合の中間
の場合は、内筒８の回動位置は、図３と図４の中間の状
態になる。以上の内筒８の回動操作は、出口管路２３に
設けられる温度調節計１２によって、油圧シリンダー等
の駆動手段１１によって、内筒８に固着される軸１７を
回転して自動制御するのが望ましい。
の場合は、内筒８の回動位置は、図３と図４の中間の状
態になる。以上の内筒８の回動操作は、出口管路２３に
設けられる温度調節計１２によって、油圧シリンダー等
の駆動手段１１によって、内筒８に固着される軸１７を
回転して自動制御するのが望ましい。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。図１は一部縦断面を示す本発明の全体構
成図、図２は図１のII−II視の要部横断面図、図３は図
２のIII−III 視の断面図、図４は図３のインナーバイ
パス全閉状態を示す図である。図において、図５と同じ
部材については同じ符号を用いて示してある。
いて説明する。図１は一部縦断面を示す本発明の全体構
成図、図２は図１のII−II視の要部横断面図、図３は図
２のIII−III 視の断面図、図４は図３のインナーバイ
パス全閉状態を示す図である。図において、図５と同じ
部材については同じ符号を用いて示してある。
【００１１】１は熱交換器の円筒形状のシエル、２はシ
エル１の中心軸上にその両端が左右の管板１３，１３に
嵌着されて設けられる大径管からなるインナーバイパス
管、３は管板１３，１３間に挿着される伝熱管５を出る
プロセスガスを集合して、ガス出口ノズル４から機外に
送出する出口チャンネルであり、鏡板１４により覆蓋さ
れる。
エル１の中心軸上にその両端が左右の管板１３，１３に
嵌着されて設けられる大径管からなるインナーバイパス
管、３は管板１３，１３間に挿着される伝熱管５を出る
プロセスガスを集合して、ガス出口ノズル４から機外に
送出する出口チャンネルであり、鏡板１４により覆蓋さ
れる。
【００１２】６はインナーバイパス管２の出口端部に短
管１５を介して、インナーバイパス管に対して直角方向
に接続される円筒形状の外筒であり、一端が前記ガス出
口ノズル４に連通して固定され、他端はカバー３０によ
って気密に覆蓋される。そして外筒６の下半周部には、
伝熱管５を出るプロセスガスが流入する短形状の窓７が
開口している。
管１５を介して、インナーバイパス管に対して直角方向
に接続される円筒形状の外筒であり、一端が前記ガス出
口ノズル４に連通して固定され、他端はカバー３０によ
って気密に覆蓋される。そして外筒６の下半周部には、
伝熱管５を出るプロセスガスが流入する短形状の窓７が
開口している。
【００１３】８は外筒６と略同長で、外筒６の内周面に
摺接して回動自在に挿着される円筒形状の内筒であり、
ガス出口ノズル４側の端部は軸１６を介して、外筒６の
内部部材に軸着し、反対側の端部は軸１７及びアーム１
８を介して、油圧シリンダーからなる駆動手段１１に連
結している。そして内筒８の円周部には、インナーバイ
パス管２を出る高温ガスが流入する矩形状の窓９と、伝
熱管５を出る低温ガスが流入する矩形状の窓１０がそれ
ぞれ適宜円弧を存して開口して設けられている。１９は
チャンネル３の内面に内張りされる断熱材である。
摺接して回動自在に挿着される円筒形状の内筒であり、
ガス出口ノズル４側の端部は軸１６を介して、外筒６の
内部部材に軸着し、反対側の端部は軸１７及びアーム１
８を介して、油圧シリンダーからなる駆動手段１１に連
結している。そして内筒８の円周部には、インナーバイ
パス管２を出る高温ガスが流入する矩形状の窓９と、伝
熱管５を出る低温ガスが流入する矩形状の窓１０がそれ
ぞれ適宜円弧を存して開口して設けられている。１９は
チャンネル３の内面に内張りされる断熱材である。
【００１４】次に以上の構成からなる実施例の作用につ
いて説明する。図示はされない反応炉を出る高温プロセ
スガスＨＧは、入口管路２１を経て熱交換器２０の入口
チャンネルから伝熱管５に入り、被加熱流体Ｌを加熱し
て出口チャンネル３に集合し、次いで図３に図示される
ように外筒６の窓７及び内筒８の窓１０を経て内筒８内
に流入する。一方インナーバイパス管２を流過する高温
のガスは、短管１５及び内筒８の窓９を経て内筒８内に
流入し、前記伝熱管５を出る温度の低いガスと合流し
て、ガス出口ノズル４から出口管路２３に流出する。
いて説明する。図示はされない反応炉を出る高温プロセ
スガスＨＧは、入口管路２１を経て熱交換器２０の入口
チャンネルから伝熱管５に入り、被加熱流体Ｌを加熱し
て出口チャンネル３に集合し、次いで図３に図示される
ように外筒６の窓７及び内筒８の窓１０を経て内筒８内
に流入する。一方インナーバイパス管２を流過する高温
のガスは、短管１５及び内筒８の窓９を経て内筒８内に
流入し、前記伝熱管５を出る温度の低いガスと合流し
て、ガス出口ノズル４から出口管路２３に流出する。
【００１５】装置負荷が１００％の時は、内筒８を図３
の状態から反時計回りに回動して、図４に図示されるよ
うにインナーバイパス管２の出口部を全閉し、プロセス
ガスの全量を伝熱管５に通すことにより、熱交換量が最
大となり、熱交換器２０を出るプロセスガスの温度を所
定の温度にできる。
の状態から反時計回りに回動して、図４に図示されるよ
うにインナーバイパス管２の出口部を全閉し、プロセス
ガスの全量を伝熱管５に通すことにより、熱交換量が最
大となり、熱交換器２０を出るプロセスガスの温度を所
定の温度にできる。
【００１６】実際運転上は、装置負荷は時々刻々変動し
ているので、出口管路２３に設置された温度調節計１２
によって、低温プロセスガスＬＧの温度を測定し、所定
温度より低くなった時には、駆動手段１１によって内筒
８を図３に図示される状態から、反時計方向に適宜回動
して、窓９の開口面積を大きくすると同時に窓１０の開
口面積を小さくすることにより、インナーバイパス管を
流過する割合を増量して、ガス出口ノズル４を出るプロ
セスガスの温度を常時所定温度に制御できる。逆に、低
温プロセスガスＬＧの温度が高くなった時には、内筒８
を時計方向に回動すれば、インナーバイパス管を通過す
る割合は減少して、同じ効果が得られる。
ているので、出口管路２３に設置された温度調節計１２
によって、低温プロセスガスＬＧの温度を測定し、所定
温度より低くなった時には、駆動手段１１によって内筒
８を図３に図示される状態から、反時計方向に適宜回動
して、窓９の開口面積を大きくすると同時に窓１０の開
口面積を小さくすることにより、インナーバイパス管を
流過する割合を増量して、ガス出口ノズル４を出るプロ
セスガスの温度を常時所定温度に制御できる。逆に、低
温プロセスガスＬＧの温度が高くなった時には、内筒８
を時計方向に回動すれば、インナーバイパス管を通過す
る割合は減少して、同じ効果が得られる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した構成と作用を有する本発明
によれば、非常に簡単な構造の装置でもって、熱交換器
内のインナーバイパス管と伝熱管を流れる流量を同時に
調節することにより、熱交換器を出るプロセスガスの温
度を確実に制御することができる効果が得られる。さら
には高温ガス用の耐熱性の高い高価格の調節弁を設置す
る必要がないため、設備費を節減できる効果が得られ
る。
によれば、非常に簡単な構造の装置でもって、熱交換器
内のインナーバイパス管と伝熱管を流れる流量を同時に
調節することにより、熱交換器を出るプロセスガスの温
度を確実に制御することができる効果が得られる。さら
には高温ガス用の耐熱性の高い高価格の調節弁を設置す
る必要がないため、設備費を節減できる効果が得られ
る。
【図１】一部縦断面を示す本発明の全体構成図。
【図２】図１のII-II 視の要部横断面図。
【図３】図２のIII-III 視の断面図。
【図４】図３のインナーバイパス全閉状態を示す図。
【図５】従来の熱交換器の温度調節装置。
１；シェル、２；インナーバイパス管、３；出口チャン
ネル、４；ガス出口ノズル、５；伝熱管、６；外筒、
７；窓、８；内筒、９；窓、１０；窓、１１；駆動手
段、１２；温度調節計、１３；管板、１４；鏡板、１
５；短管、１６；軸、１７；軸、１８；アーム、１９；
断熱材、２０；熱交換器、２１；入口管路、２２；伝熱
管、２３；出口管路、２４；調節弁、２５；バイパス管
路、２６；温度調節計、３０；カバー、ＨＧ；高温プロ
セスガス、ＬＧ；低温プロセスガス、Ｌ；被加熱流体。
ネル、４；ガス出口ノズル、５；伝熱管、６；外筒、
７；窓、８；内筒、９；窓、１０；窓、１１；駆動手
段、１２；温度調節計、１３；管板、１４；鏡板、１
５；短管、１６；軸、１７；軸、１８；アーム、１９；
断熱材、２０；熱交換器、２１；入口管路、２２；伝熱
管、２３；出口管路、２４；調節弁、２５；バイパス管
路、２６；温度調節計、３０；カバー、ＨＧ；高温プロ
セスガス、ＬＧ；低温プロセスガス、Ｌ；被加熱流体。
Claims (1)
- 【請求項１】シエル＆チユーブ型熱交換器のチューブ側
出口温度を調節する熱交換器の温度調節装置において、
シエル（１）の中心部に設けられるインナーバイパス管
（２）と、インナーバイパス管（２）の出口端部に直角
方向に接続し、一端が出口チヤンネル（３）に固着され
るガス出口ノズル（４）に連接し、伝熱管（５）を出る
ガスが流入する窓（７）を有する外筒（６）と、外筒
（６）内に摺接して回動自在に挿着されインナーバイパ
ス管（２）を出るガスが流入する窓（９）と前記窓
（７）に対位して伝熱管（５）を出るガスが流入する窓
（１０））を有する内筒（８）と、内筒（８）を軸（１
７）を介して回動する駆動手段（１１）を具備したこと
を特徴とする熱交換器の温度調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30418194A JPH08145590A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 熱交換器の温度調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30418194A JPH08145590A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 熱交換器の温度調節装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145590A true JPH08145590A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17930015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30418194A Pending JPH08145590A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 熱交換器の温度調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08145590A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007155328A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Alstom Technology Ltd | 廃熱ボイラ |
| JP2013539006A (ja) * | 2010-09-30 | 2013-10-17 | ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット | 廃熱ボイラー |
| CN107388859A (zh) * | 2017-09-07 | 2017-11-24 | 华中科技大学 | 换热器组件及自调流量换热器 |
| CN109348117A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-15 | 大连仟面影视发展有限公司 | 一种抽气式摄像头及方法 |
-
1994
- 1994-11-15 JP JP30418194A patent/JPH08145590A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007155328A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Alstom Technology Ltd | 廃熱ボイラ |
| JP4591839B2 (ja) * | 2005-12-01 | 2010-12-01 | アルストーム・テクノロジー・リミテッド | 廃熱ボイラ |
| JP2013539006A (ja) * | 2010-09-30 | 2013-10-17 | ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット | 廃熱ボイラー |
| CN107388859A (zh) * | 2017-09-07 | 2017-11-24 | 华中科技大学 | 换热器组件及自调流量换热器 |
| CN109348117A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-15 | 大连仟面影视发展有限公司 | 一种抽气式摄像头及方法 |
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