JPS588998A - 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】 本発明は、一方の媒体がチューブ０ＳＳｔ流動しかつ他
方の熱交換用媒体がチューブ中を流動する一連の熱交換
チューブを備えた熱交換器に関するものである。上記の
いわゆる密閉型の熱交換ｇｓは、たとえば石油処理工業
においてヒドロクラッキング設備からの生産物を冷却す
るような多くの工業において広く使用されている。

さらに詳細には１本発明は、熱交換用媒体として気体／
ＩＩ体混体物合物用するのに適し九上記蓋式の熱交換器
に関するものである。

気体／液体混合物を公知熱交換器において熱交換用媒体
として使用する場合、しばしば熱交換チューブおよび／
を九は熱交換器の他の部分における劣化が生ずる。この
種の劣化は、熱交換チューブに対する気体／液体混合物
の分配不良によって生ずることが判明した。熱交換チュ
ーブに対する気体／液体混合物の分配不良で生ずる問題
は、気体と液体との間の熱交換特性の差に起因する。液
体は気体よりずつと嵐好な熱交換速度を有する。

したがって、もし高温度の気体／ＩＩ体混体物合物温流
体により包囲され九熱交換チェープ中に通して冷却させ
れば、多量の液体と極〈少量の気体とを受容した熱交換
チューブは、極く少量の液体′　と比較的多量の気体と
を受容した熱交換チューブよりも急速かつ大規模に冷却
されるであろう、公知熱交換器における熱交換チューブ
間に生じ九温度差は過度の応力をひき起すであろう。

この応力は、次いで熱交換チューブ中熱交換器の他の部
分を破損する結果となるであろう。

熱交換器Ｏ熱交換チューブに対する気体／液体混合物の
分配下Ｋから生ずる問題は、混合物中における気体の組
成にも起因する。高温気体が腐蝕性の溶解物を含有する
と、この腐蝕性物質は気体の温度低下の際に遊離するこ
とがある。これは。

九とえは１．腐蝕性アンモニウム塩を含有する気体の反
応器流出物を冷却する際に生ずる。この種の腐蝕性物質
をａｌＩＬするため、冷却前に筐体が気体へ供給される
。

気体中の腐蝕性物質を吸収するための液体と混合され九
この種の気体を公知熱交換器の熱交換チューブに通して
冷却すると、熱交換チューブの幾本かが熱交換チューブ
に対する液体の分配不良に基づ暑腐蝕によって破損され
ることが判明した。

腐蝕性物質を徴収し及び／ｌたはこれらチューブの壁部
から腐蝕性物質を洗浄するには不充分な液体が管体の１
部に適してしまうからである。

上記から判るように、熱交換用媒体として使用される気
体／液体混合物は、これらチューブの劣化を避けるため
、熱交換チューブ全体にわたりで自るだけ均一に分配さ
れねばならない。

本発明の目的は、一連の熱交換チューブを備えた公知熱
交換器を、気体／１１Ｌ体混合物を供給して熱交換チュ
ーブ中に通す際この混合物を熱交換チェーゾ金体に均一
に分配するよう放置することである。

一連の熱交換チューブを備え九本発明による熱交換器は
、分離器チャンバと、ζＯ分分離器チャンバ中液体と気
体との混合物を供給する入口手段と、それぞれの導管が
分離器チャン／々と熱交換チューブとの間の流体連通を
形成する一連の導管と、分離器チャンノ々中に液体を集
めるための前記一連の導管に８って延在する少なくとも
１つのガツタと、液体をガツタから各気体流に対して一
連の導管のうちの１導管中を流過させる手段とから構成
される。

以下、添付図面を参照して本発明を城傅例により一層詳
細に説明する。

第１図および第２図に示した本発明の具体例において、
符号１で示した熱交換器は水平に駕在す石長形の容＠２
からなり、この容器２の長さに沿って配置された一連の
熱交換チューブ３へ流体を供給する。

前記熱交換チェーゾ３中を流過し良流体は熱交換器ｌの
収集容器（図示せず）に集められる。

長形容ｆｌｋ２には、この容器２により形成され九分離
器チャンバ５中に流体を供給する丸めの入口４を設ける
。前記分離器チャンＡ５において、入口４を介し供給さ
れた流体は一連の導管６を介して種々の熱交換チューブ
３全体にわたって分配され、各導管６は分離器チャンバ
５と１本Ｏ熱交換チューブ３との間に流体連通を形成す
る。容器２の開口部を貫通する導管６を溶接により容器
２と熱交換チューブ３とに固定する。

導管６の上端部を分離器チャンバ５の底部よシ上方のレ
ベルに配置し、かくして導管６に沿って延在するガツタ
７および８を形成して液体を集める。導管６の壁部のそ
れぞれには、前記ガツメ７および８から液体を放出する
ための多数のスロット９を設ける。導管６の壁部におけ
るスロット９の下端部をほぼ同じ高さに配置する。

熱交換器１の操作の際、冷却すべき気体／液体混合物を
入口４を介し容器２へ供給する０分離器チャンバ５にお
いて、気体／液体混合物からの液体はガツタ７および８
中ＫＭ★ｐ１ガツタ７および８の全長にわ九）ｉ１体の
層を形成する。

気体／１１体温合物中の気体は導管６中をその開放上端
部を介して通過し、熱交換チューブ３中に流入する。ガ
ツタ７および８における液体レベルがスロット９の下端
部に適すると、液体は前記スロット９を介して導管６中
に流入し、ζこで前記導管６を流過する気体と拠金され
、液体と気体との混合物は熱交換チューブ３中に流入す
る。ガツタ７および８を配置すると共にスロット９を備
え九導管６を同じ高さに配置するととにより、液体と気
体とは熱交換チューブ３に対し均等に分配される。

次いで、第１図および第！ＩＩＫ示した異体例の別の１
ｌＩＩｌ＆を示す第３図および第４図につ暑説明する。

これらの図聞く示し良熱交換器の部分は分離器チャン７
１１１を包囲する長形容器１Ｇからなっている。気体／
ＩＩ体混体物合物離器チャンバｌｌ中に供給するための
複数の入口１２を設ける。簡潔にする丸め１個のみの入
口１２を図中に示す。一連の熱交換チューブ１３は容器
１０の畏さに洞って蔦在し、これらチューブは構造体１
４たとえば容１６１０の底部を形成する補強片の開口部
に取り付けられる。熱交換チューブ１３の点検および保
守のため、補強片１４にはチューブ１３０反対側に着脱
自在なプラグ１５を配設する。一連の導管１６を容＠１
０の長″ｓＫ肩って配置し、各導管１６は分離器チャン
バ１１と熱交換チューブ１３との関に流体連通を形成す
る。

入口１２を介して供給した液体を集めるため２つのは埋
平行なガツタ１フおよび１８が導管１６に沿りて延在す
る。構造体１４に配置され九複数組の液体導管１９およ
び２０を介し、液体を前記ガツタ１７および１８から熱
交換チューブ１３へ供給することができる。各組の液体
導管１９および２（ｌガツタ１７および１８と導管１６
中における拡大部２１の内部との間に流体連通を形成す
る。導管１６の拡大部２１を相互連結することにより、
一連の熱交換チューブ１３に＆って延在するチャン／々
を形成する。

分離器チャンノ（ＩＩＫは、さらに入口１２の前面に配
置した邪魔板２２を設けて、到来する流体を分離器チャ
ンノ１１　ｌｔ）長さにわたうて分配する。

（以下余白） 第３図および第４１１に部分的に示し良熱交換器の操作
の際、冷却すぺ含気体／液体混合物を入口ｌｚを介し分
離器チャンバ１１中に供給する・邪魔板２２の存在によ
り、到来する流体は分離器チャンバＩＩＣ）−Ｉ１１全
体にわ九って分配され、入口１３の前１１に配置畜れ九
導管１６中に直接流入することがで自１にい、供給混合
物中の液体は導管１６に沿って延在するガクタ１７およ
び１８において沈降し１次いでそれぞれ液体導管１９お
よび２０を介し分離器チャンノ臂１１かも排出湯れる。

供給混合物からの気体は導管１６を介して分離器チャン
バ１１から流出する。

壺導管１６の拡大部２１において、隣接する液体導管１
９および２０からの液体は前記導管１６を通過するｌス
流と混合され１次いで液体と気体との混合物は前記導管
１６に属する熱交換チ具−プ１３中に流入する。導管１
６はその拡大部２１を介して相互連結されているので、
導管１６中の気体／ｉｌ１体混合物は熱交換テ晶−ブ１
３中に流入する前に容器ｌＯの長１１にわ九って再分配
されうる。導管１１８に属する熱交換チ為−プ１３１２
）入口がたとえば気体／ＩＪ−合物中の汚染物によｐ閉
塞されると、前記導管１６からの混合物は相互連結畜れ
え拡大部２１に介し閉塞されていない熱交換チューブ１
ｓへと流れる。

第３図および第４図に示し九本発明の具体例に′おいて
、導管１６の拡大部２１ｔ、これら拡大部２１の底部に
液体が沈降するのを防止するような小さい断面積を有す
べきでＴｏる。

次に１本発明による第２の別の具体例を示す第５図およ
び第６図について説明する。

これらの図面に部分的に示された熱交換器は一連の熱交
換チェープ３０會備え、これらを長形容器３２の底部ｓ
１の開口部に装着する。前記容器８２の内部は分離器チ
ャンバ３３からｗｅ、　コｒｔに前記分離器チャンバ３
３中へ流体を供給するためＯ複数の入口３４を設ける０
分離器チャンノ臂３３は、一連の導管３ｓｔ介して熱交
換チューブ３０の内部と流体連通している。

熱交換チ具−プ３０の点検および保守のため、各導管３
ＳＫＦｉ隣接する熱交換チェープ３ｏに対向配置され九
着脱自在なプラグ３６ｔ−設ける。

分離器チャンＡａ８の底部には、一連の熱交換テエープ
３０に沿って容器３２の長さ全体にわたｊｌ嬌在するガ
ツタ３１？を形成する下部を設ける。

ずツタｓγ中に集められ友液体は、一連の液体導管３８
を介して導管３ｓの内部中へ供給される。

畜らに１分離器チャンバ”３３ＫＦｉｓ供給流体を分離
器チャンＡ３３の長石にわ九って分配するためＯ邪魔板
３９をも設け、各邪魔板３９を入口３４ｏ’ｖｉ面に配
置すゐ。

第５図および第６Ｅに部分的に示した熱交換器の操作の
際、入口８４ｔ−介して分離器チャｙＡｎ中に供給畜れ
九気体／液体混合物からの気体は。

導管３Ｉを介して熱交換テ為−ゾ３０中に直接流入する
であろう、気体／１１１体混合物中の液体は先ずガツタ
３７中に集められ１次いで液体導管３８を介して分離器
チャンバ３３から排出葛れる。＠−導管３ｓにおいて、
前記導管３５に属する液体導管３８からの液体は、隣接
する熱交換テ具−プ３０中に流入する前に前記導管３５
中を流過するガスと再混合される。

本発明は、ガツタが熱交換器の分離器チャンノ櫂と熱交
換チェーデとの間の主要流体適過を形成する導管６．１
６．３５に沿って延在する隈り１図面に示し九麗式の液
体収集用ガツタの使用のみに限定されない。

さらに１本発明社図面に示され丸断面形状を有する分離
器チャンバを備え良熱交換器のみに限定されない０分離
器チャンバは、九とえば六角形のようなその他任意Ｏ断
面形状１．本発明から逸脱することなく有することもで
きる・ 図面は長形分離器チャンバと共働する平行な熱交換チ為
−プかもなる熱交換器を示しているが、他Ｏ熱交換チェ
ープの配置も可能である。熱交換テエープは、友とえば
円の半径に従って配置し。

それによｐ円状もしくは環状の分離器チャンバと連過畜
せることもできる。この具体例において。

液体を集めるガツタは環状を有するであろう。

ｆｙタフおよび８から液体を抜！１９る九め第２図に示
した導管６の壁部に配置畜れたスロット９０代ＤＫ、導
管６の壁部にその他任意の形状の開口部を設けることも
でき、ただしこれら開口部はガツタの下端部より上方の
レベルに配置される。

４．１ＩＷＯ簡単な説明 第１図は本発明による熱交換器の１部の断面図。

ｇｚａｏＦｉ第１図に示し良熱交換器０１部の平面図。

第３図は本発明による第１の別の具体例の断面図、第４
図は第３図のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は本発明によ
る第２の別のＩＡ踵例の断面図、第６図は第５ｉｉａｏ
ｖｔ−Ｖｌ線断面図である。

１・・・熱交換器、　　　　２−・容　器。

３・・・熱交換チューブ、　　ト・・分離器チャン／櫂
。

７．８・・・ガツタ、９・・・スーツ　ト、１ｏ・、・
長形容器％　　　１１・・・分離器チャンバ、１３・・
・熱交換テエープ、１に−・・プラグ。

１１．１８・・・Ｉツタ、　　雪１−・・拡大部、２ト
・邪魔板、　　　　　ｘｏ−・・熱交換テエープ。

３２・・・長形容器、３３・・・分離器チャンノ々。

３６・・・プラメ、３丁・・・ガツタ。

３９・・・邪魔板。

代理人弁思士今　　村　　　　元

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　分離器チャンバと、この分離器チャンノ臂中
   に液体と気体との混合物を供給する入口手段と、それぞ
   れの導管が分離器チャンバと熱交換チューブとの間の流
   体連通を形成する一連の導管と、分離器チャンバ中に液
   体を集めるため前記一連の導管Ｋｆ８つて延在するグな
   くとも１つのガツタと、＊体をガッタから各気体流に流
   して一連の導管のうちの１導管中を流過させる手段とか
   らなることを特徴とする一連の熱交換チェープを備えた
   熱交換器。 （？）一連の導管Ｋｆｆｉってそれらの対向側部に延在
   する２つのガツタからなる特許請求の範囲ｇｉ項に記載
   の熱交換器。 、（３）　　液体をガツタから各ガス流に流す手段が一
   連の導管からなる特許請求の範囲第１項または菖２項に
   記載の熱交換器。 （４）液体をガツタから各ずス流に流す手段が。 一連の導管の各壁部においてガラ−の下端部より上方の
   レベルに配置された開口部からなる特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の熱交換器。 （５）一連の導管０１１１１における開口部の下端部が
   同じレベルに配置される特許請求の範囲第４項に記載の
   熱交換器。 （６）　　各導管が拡大部分を含んでいる特許請求の範
   囲第１項乃至第５項Ｏ％ｆｈずれかに記載の熱交換器。 （７）拡大部分を、一連の熱交換チューブに流体を再分
   配するよう相互連結している特許請求の＠−第６項に記
   載Ｏ熱交換器。