JPH0979789A - 分解ガスを冷却するために使用される熱交換器 - Google Patents

分解ガスを冷却するために使用される熱交換器

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JPH0979789A
JPH0979789A JP7225968A JP22596895A JPH0979789A JP H0979789 A JPH0979789 A JP H0979789A JP 7225968 A JP7225968 A JP 7225968A JP 22596895 A JP22596895 A JP 22596895A JP H0979789 A JPH0979789 A JP H0979789A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、分解ガスを冷却するために
使用される熱交換器を提供することである。 【構成】 少なくとも１つの外側のパイプ（６）により
取り囲まれた冷却パイプ（４）を備えた分解ガスを冷却
するために使用される熱交換器であって、冷却パイプ
（４）の外側のパイプ（６）の両端が、冷却媒体を供
給、排除するウオーター・チャンバー（７、８）に溶接
されている。ウオーター・チャンバー（７、８）は、マ
ッシブな線条状の部材から構成されていて、冷却パイプ
（４）の個数に応じて互いに間隔をあけて円形状のキャ
ビティ（１７）がウオーター・チャンバー（７、８）に
設けられている。各キャビティ（１１）は冷却パイプ
（４）を取り囲んでおり、その直径は外側のパイプ
（６）の内径に等しいかまたはこれより大きく寸法ぎめ
されている。キャビティ（１１）は、冷却パイプ（４）
の領域の近傍で残余肉厚がわずかな薄いリング状の底部
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念の
特徴を備えた分解ガスを冷却するために使用される熱交
換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】分解ガスは、炭化水素を分解炉のなかで
熱分解することにより発生する。この分解炉は、多数の
外部加熱される分解パイプを備えており、水蒸気を付加
しながら使用される炭化水素が前記の分解パイプを通っ
て導入される。発生した分解ガスは約８００から８５０
°Ｃの温度で分解パイプを出るが、分解ガスの分子的な
組成を安定化するために冷却されなければならない。こ
の冷却は、分解ガスから高圧のもとで蒸発した水に熱を
伝達することにより分解ガス冷却器内で行われる。
【０００３】分解炉から延設された分解パイプが、共通
のジャケットにより取り囲まれるかまたはダブル・パイ
プとして構成されている１つまたは複数のパイプを有す
る独立した分解ガス冷却器と接続されるよう構成された
分解ガス冷却器は公知である。分解炉から延設された分
解パイプは、一般に、比較的短い間隔をあけてリニヤー
に配置されているので、分解ガス冷却器全体は、リニヤ
ークーラーの形で１つのモジュールにまとめあげること
ができる。冷却媒体の供給と排出は、楕円形または円形
に構成されているウオーター・チャンバーを使用してパ
イプの端部で行われる。ウオーター・チャンバーの内部
スペースはパイプと接続されている。
【０００４】本発明の目的は、熱交換に関与する面の材
料が過熱されることがなく、流入した冷却媒体の限定さ
れた流動を調節することができ、冷却媒体の高い圧力に
かかわりなくウオーター・チャンバーをコスト的に有利
に製作することができるよう構成された当初に挙げた種
類の熱交換器を提供することである。
【０００５】上記の目的を達成するため、請求項１の特
徴項の記載に従って構成された当初に挙げた種類の熱交
換器が本発明に従って提供されたのである。本発明の有
利な実施態様については、請求項２より請求項５までを
参照されたい。
【０００６】
【作用と効果】本発明に係る熱交換器においては、冷却
媒体の圧力は、キャビティの底部に相当する比較的狭い
リング状の面に作用するが、この面の外径が外側のパイ
プの内径を上回ることはない。 冷却媒体の圧力を受ける
底部の大きさはごく小さいため、 外側のパイプの肉厚を
大きくすることを必要としない。 このように肉厚が小さ
いので、 温度の作用を受ける底部を冷却媒体により冷却
することができるので、材料が過熱することを回避する
ことができる。 互いに間隔をあけて設けられているキャ
ビティの外に、ウオーター・チャンバーはマッシブな部
材本来の厚さを備えており、したがってウオーター・チ
ャンバーは十分に丈夫であり、補足的な補強を必要とす
ることなく冷却媒体の高圧力に耐えることができる。キ
ャビティは、中ぐりやフライス加工のごとき簡単な機械
的加工によりマッシブな部材に設けることができ、これ
によりウオーター・チャンバーの製作コストを引き下げ
ることができる。各冷却パイプには残りの冷却パイプと
は別個にキャビティが設けられているので、各冷却パイ
プは冷却媒体により制御されるから、冷却媒体を冷却パ
イプにぐあいよく分配することができる。断面が円形の
キャビティは、特に冷却媒体の接線状の供給と関連して
回転する冷却媒体の流動を発生するが、これは底部をぐ
あいよく冷却する働きをするとともに、好ましくない粒
子の堆積を許容しない。若干残った粒子は、回転流動に
おけるサイクロンの原理に従ってキャビティの壁体の近
傍に保持され、外に向かって延設された穴を通って排出
することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図解した添付
図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【０００８】分解炉では、水素を用いて炭化水素を分解
することにより分解ガスが生成される。分解炉は、外側
から加熱されるとともに、供給物質が貫流するようにさ
れた分解パイプ２を備えている、８００から８５０°Ｃ
の温度で分解パイプ２を出た分解ガスは、分解炉のすぐ
上に配置されている分解ガス冷却器３に直接流入する。
この分解ガス冷却器においては、分解ガスの分子的な組
成は、高圧下で蒸発した水との熱交換のさいの急冷によ
りこの分解ガス冷却器３の中で安定状態となる。
【０００９】分解ガス冷却器３は、各冷却パイプ４が分
解パイプ２に対応して配置されるとともに、分解パイプ
２の軸方向に延設されるよう一列に並んで配置された１
つまたは複数の冷却パイプ４から構成されている。分解
パイプ２と冷却パイプ４の内径は、図示のごとく、通常
同じ大きさに寸法ぎめされている。冷却パイプ４は、ガ
ス捕集管路５で開口している。各冷却パイプ４は、リン
グ状のスペースを形成しながら外側のパイプ６により取
り囲まれている。外側のパイプ６の両端には、冷却媒体
を供給、排出するためのウオーター・チャンバー７とが
設けられている。
【００１０】各分解パイプ２の出口側の端部はフオーク
状に広げられている。これにより、一方の端部で互いに
接続されている分解パイプ２の延在部分を形成している
内側のパイプ区画９と外側のパイプ区画１０が得られ
る。外側のパイプ区画１０は、下部のウオーター・チャ
ンバー７に溶接されている。分解パイプ２の内側のパイ
プ区画９は、軸方向に若干の隙間をあけて冷却パイプ４
と向かい合っている。内側のパイプ区画９と外側のパイ
プ区画１０との間のスペースは、断熱材料より成る層１
７で充填されている。
【００１１】ウオーター・チャンバー７と８は、継ぎ目
のない線条のマッシブな部材から作られている。この部
材には互いに間隔をあけて断面が円形のキャビティ１１
が加工されており、該キャビティ１１の数は冷却パイプ
４の数に等しい。外側のパイプ６は分解パイプ２と反対
の側でウオター・チャンバーに溶接されている。この場
合、溶接箇所では外側のパイプ６の内径はキャビティ１
１の直径と一致している。キャビティ１１は、全体にわ
たってこの直径に寸法ぎめされてさしつかえない。中間
の領域では、キャビティ１１は広げられてさしつかえな
く、この場合、冷却パイプ４と外側のパイプ６との間の
スペースの幅ぶんキャビティ１１の直径は外側のパイプ
６の内径より大きく寸法ぎめされることになる。
【００１２】キャビティ１１は、ウオーター・チャンバ
ー７と８を形成している部材に加工されていて、深さは
リング状の底部１２にわずかな残余肉厚が残るような深
さに設定されている。冷却パイプ４はこの底部に溶接さ
れている。リング状の底部の面は、冷却パイプ４の外径
とキャビティ１１の直径により限定されている。
【００１３】底部の高さに好適には接線状に穴１３がキ
ャビティ１１に開口している。この穴１３は、接続継手
１４を介して冷却媒体の供給管路１５と接続されてい
る。冷却媒体は穴１３を通って高速度でキャビティ１１
の中に流入して、冷却パイプ４の回りで回転流動を発生
する。この流動がキャビティ１１の底部１２を良好に冷
却する働きをしており、これにより有害な局部的な過熱
を引き起こすおそれのある底部１２での粒子の堆積を阻
止している。
【００１４】キャビティ１１は、底部１２の高さで外に
向かって延設されている別の穴１６を備えている。キャ
ビティ１１の中に所在しているが、分解ガス冷却器３が
動作している間、冷却媒体の流動とともに回転する粒子
が前記の穴１６を通って排出される。この目的のため、
別の穴１６は管路１８と接続されている。この管路１８
は、図示されていないスラッジ・バルブを備えている。
スラッジ・バルブを衝撃を伴って短時間のうちに開放す
ることとにより、冷却媒体をその中に含まれている粒子
といしょに取り出すことができる。
【００１５】高圧のもとで冷却媒体として使用され、供
給管路１５を介して下部ウオーター・チャンバー７のキ
ャビティ１１の中に供給された水は、冷却パイプ４と外
側のパイプとの間のスペースを通る。そのさい、冷却パ
イプ４を貫流する分解ガスとの熱交換により水が一部蒸
発し、水と飽和蒸気の混合物として上部のウオーター・
チャンバー８に流入する。水と飽和蒸気の混合物は、前
記のウオーター・チャンバー８から供給管路１５が接続
された図示されていない水と蒸気の循環サイクルに供給
される。
【００１６】上記の管路１３と１６は、運転が停止して
いる間、該管路を通ってエンドスコープをキャビティ１
１の中に挿入することができるので、検査用の開口とし
て使用することができる。このエンドスコープを使用す
ることによりキャビティ１１の状態を検査することがで
きる。
【００１７】図１には３つの冷却パイプを備えた分解ガ
ス冷却器が示されている。本発明の原理を逸脱すること
なく、分解ガス冷却器は３つより多くの冷却パイプを備
えることができるとともに、冷却パイプを１つだけ備え
るようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 分解ガス冷却器の斜視図。
【図２】 下部のウオーター・チャンバーの領域におい
て分解ガス冷却器を長さ方向に切断した断面図である。
【図３】 図２に示されている分解ガス・チャンバーの
平面図である。
【符号の説明】
２ 分解パイプ ３ 分解ガス冷却器 ４ 冷却パイプ ５ ガス捕集管 ６ 外側のパイプ ７ ウオーター・チャンバー ８ ウオーター・チャンバー ９ 内側のパイプ区画 １０ 外側のパイプ区画 １１ キャビティ １３ 管路 １４ 接続継手 １５ 接続管路 １６ 穴 １７ 断熱材料の層 １８ 管路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 すくなくとも１つの外側のパイプ（６）
    により取り囲まれている冷却パイプ（４）を用いて分解
    ガスを冷却するために使用される熱交換器であって、冷
    却パイプ（４）と外側のパイプ（６）の両端が冷却媒体
    を供給して排出するために溶接されるよう構成された熱
    交換器において、ウオーター・チャンバー（７、８）が
    マッシブな線条状の部材から構成されいて、冷却パイプ
    （４）の個数に応じてたがいに間隔をあけて円形状のキ
    ャビティ（１１）が設けられていることと、各キャビテ
    ィ（１１）が冷却パイプ（４）を取り囲んでいること
    と、キャビティ（１１）の直径が外側のパイプ（６）の
    内径と等しいかまたはこれより大きいことと、キャビテ
    ィ（１１）が冷却パイプ（４）のパイプ端の領域で残余
    の肉厚がわずかな薄いリング状の底部（１２）を備えて
    いることとを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項２】 各キャビティ（１１）に冷却媒体を供
    給、排出するため、ウオーター・チャンバー（７、８）
    の側壁を通って延設された穴（１３）がキャビティ（１
    １）に開口していることを特徴とする請求項１記載の熱
    交換器。
  3. 【請求項３】 穴（１３）が接線状にキャビティ（１
    １）に開口していることを特徴とする請求項２記載の熱
    交換器。
  4. 【請求項４】 すべての穴（１３）が共通の供給管路
    （１５）に接続されていることを特徴とする請求項１よ
    り３までのうちのいずれか１項記載の熱交換器。
  5. 【請求項５】 各キャビティ（１１）から別の穴（１
    ６）が延設されていることを特徴とする請求項１より４
    までのうちのいずれか１項記載の熱交換器。
JP22596895A 1994-12-21 1995-08-10 分解ガスを冷却するために使用される熱交換器 Expired - Lifetime JP3605681B2 (ja)

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