JPS6015877B2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPS6015877B2 JPS6015877B2 JP7428776A JP7428776A JPS6015877B2 JP S6015877 B2 JPS6015877 B2 JP S6015877B2 JP 7428776 A JP7428776 A JP 7428776A JP 7428776 A JP7428776 A JP 7428776A JP S6015877 B2 JPS6015877 B2 JP S6015877B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- wall
- cracked gas
- inner diameter
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱交換器に係り、特に炭化水素物質を分解して
得られる分解ガスを急冷するに好適な熱交換器の分解ガ
ス入口部の流路構造に関するものである。
得られる分解ガスを急冷するに好適な熱交換器の分解ガ
ス入口部の流路構造に関するものである。
一般に産業上、エチレン、プロピレン、ブタジヱン等の
石油化学の原料は、ナフサ、ガスオィルなどの石油留分
、ェタン、プロパンなどの軽質ガスあるいは原油等の炭
化水素物質を、分解炉において７６０〜９００００の高
温で分解させて得られる分解ガスとして生成される。
石油化学の原料は、ナフサ、ガスオィルなどの石油留分
、ェタン、プロパンなどの軽質ガスあるいは原油等の炭
化水素物質を、分解炉において７６０〜９００００の高
温で分解させて得られる分解ガスとして生成される。
この分解ガスは極めて反応性（分解性）の高い物質であ
るので、過分解を防ぐために１／１０現砂というオーダ
ーで急激に反応凍結温度（５５０〜６５０℃）まで冷却
する必要がある。
るので、過分解を防ぐために１／１０現砂というオーダ
ーで急激に反応凍結温度（５５０〜６５０℃）まで冷却
する必要がある。
分解ガスの冷却方法には、分解ガス中に冷却剤を直接注
入する方法、あるいは水等の冷却媒体で熱交換器によっ
て間接的に冷却する方法があるが、産業上は熱回収によ
る効果を考えて、熱交換器による間接冷却方法が採用さ
れている。
入する方法、あるいは水等の冷却媒体で熱交換器によっ
て間接的に冷却する方法があるが、産業上は熱回収によ
る効果を考えて、熱交換器による間接冷却方法が採用さ
れている。
一般に、前記熱交換器の分解ガスの流路断面径は「分解
ガスを分解炉から熱交換器へ導く配管径の２〜３倍にな
るため、両者を連結する熱交換器の入口部は分解ガスの
流動方向にみて末広がりの形状を探らざるを得ない。
ガスを分解炉から熱交換器へ導く配管径の２〜３倍にな
るため、両者を連結する熱交換器の入口部は分解ガスの
流動方向にみて末広がりの形状を探らざるを得ない。
この間接冷却方法は、熱交換器の入口部において分解ガ
スが過分解して炭素成分が発生付着するいわゆるコーキ
ング現象が生じる。
スが過分解して炭素成分が発生付着するいわゆるコーキ
ング現象が生じる。
このコーキング現象は、分解ガスの収率低下、分解炉−
熱交換器系の圧力損失の上昇、さらには分解ガスの熱交
換器伝熱面への均等の配分が阻害され、プラント運転上
重大な問題を引き起こす。コーキング現象の原因は、熱
交換器入口部における分解ガス流の乱れ（渦流）によっ
て分解ガスの一部が比較的長い時間、高温のまま滞留し
、これが過分解して炭素成分が発生し、熱交換器の入口
部の内壁あるいは伝熱管に付着することにある。
熱交換器系の圧力損失の上昇、さらには分解ガスの熱交
換器伝熱面への均等の配分が阻害され、プラント運転上
重大な問題を引き起こす。コーキング現象の原因は、熱
交換器入口部における分解ガス流の乱れ（渦流）によっ
て分解ガスの一部が比較的長い時間、高温のまま滞留し
、これが過分解して炭素成分が発生し、熱交換器の入口
部の内壁あるいは伝熱管に付着することにある。
このため、従来からコーキング現象を防止するために、
色々の熱交換器の入口部の構造が提案されている。
色々の熱交換器の入口部の構造が提案されている。
その代表的なものは、
｛１’ 内部整流装置を設けて分解ガスの一部が渦流に
なるのを防止する。
なるのを防止する。
‘２｝ 朝顔型の流路構造にすることによって渦流発生
を防止する。
を防止する。
である。
上記｛１｝は、高度の熟練を要する内部装置の設計、製
作及び取付という作業が発生し、また内部整流装置を設
けることによって流路内が複雑になり、かえって分解ガ
ス流が乱れる危険性がある。
作及び取付という作業が発生し、また内部整流装置を設
けることによって流路内が複雑になり、かえって分解ガ
ス流が乱れる危険性がある。
またコーキング現象が起つた場合の炭素成分の除去作業
も非常に面倒であるという欠点がある。上言己■は、内
部整流装置を設けずに、熱交換器の入口部の流路構造の
みに着目したものであるが、以下に詳細に説明するよう
に、本願発明者の実験によれば、朝顔型という流路構造
そのものが渦流防止の面からは不都合な形状であること
が判かった。しかも、変曲点を有しかつ３次元連続面の
朝顔型の製作には高度の藁熟練を要し余分の工数が発生
するという欠点がある。本発明は、上記した従釆技術の
欠点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは
、炭化水素物質を分解して生成される反応性の高い分解
ガスを水等の冷却媒体で急冷する熱交換器において、コ
ーキング現象を有効に防止し、しかも構造が簡単で設計
、製作が容易な分解ガスの入口部を有する熱交換器を提
供するにある。
も非常に面倒であるという欠点がある。上言己■は、内
部整流装置を設けずに、熱交換器の入口部の流路構造の
みに着目したものであるが、以下に詳細に説明するよう
に、本願発明者の実験によれば、朝顔型という流路構造
そのものが渦流防止の面からは不都合な形状であること
が判かった。しかも、変曲点を有しかつ３次元連続面の
朝顔型の製作には高度の藁熟練を要し余分の工数が発生
するという欠点がある。本発明は、上記した従釆技術の
欠点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは
、炭化水素物質を分解して生成される反応性の高い分解
ガスを水等の冷却媒体で急冷する熱交換器において、コ
ーキング現象を有効に防止し、しかも構造が簡単で設計
、製作が容易な分解ガスの入口部を有する熱交換器を提
供するにある。
本願発明者は、上記目的を達成するために前記した従来
技術の■、即ち、熱交換器の入口部の流略横造を朝顔状
にする構造に着目し、２次元モデルによる水流実験を行
なった。
技術の■、即ち、熱交換器の入口部の流略横造を朝顔状
にする構造に着目し、２次元モデルによる水流実験を行
なった。
これは、コーキング現象が熱交換器の入口部において分
解ガス流の剥離によって生じた渦流による滞留時間の伸
長と密接な関連があるという知見に基づき、流路構造の
特性と流体の流れの関係を知るために行なったものであ
る。
解ガス流の剥離によって生じた渦流による滞留時間の伸
長と密接な関連があるという知見に基づき、流路構造の
特性と流体の流れの関係を知るために行なったものであ
る。
第１図に、本水流実験に用いた朝顔状の実験流路の構造
を示す。
を示す。
第１図において、矢印Ａは分解炉からの配管側、矢印Ｂ
は熱交換器の伝熟管側を示し、矢印Ｄは分解ガス（本実
験では水）の流動方向を示す。１は流路、Ｌ，は矢印Ａ
側断面径、Ｚは矢印Ｂ側断面径、矢印Ｒ，は朝顔状の第
１の曲りの曲率半径、矢印Ｒ２は第２の曲りの曲率半径
、Ｑは前記第１の曲りと第２の曲り間の変曲点である。
は熱交換器の伝熟管側を示し、矢印Ｄは分解ガス（本実
験では水）の流動方向を示す。１は流路、Ｌ，は矢印Ａ
側断面径、Ｚは矢印Ｂ側断面径、矢印Ｒ，は朝顔状の第
１の曲りの曲率半径、矢印Ｒ２は第２の曲りの曲率半径
、Ｑは前記第１の曲りと第２の曲り間の変曲点である。
第１図において、Ｐｏ，Ｐ，，Ｐ２は後説する滞留時間
の測定点、１，，１２は○を原点とした場合の機軸距離
、縦軸距離を表わし測定点Ｐ，の位置を示す。
の測定点、１，，１２は○を原点とした場合の機軸距離
、縦軸距離を表わし測定点Ｐ，の位置を示す。
Ｐ。は機軸方向において流路１の中心で縦軸距離は１２
の位置にある。Ｐ２はＰｏについてＰ，の点対称の位置
にある。このような２次元モデルにおいて、Ｌ，＝７７
側、Ｌ＝２０仇舷とし、第１表に示すようにＲ，、Ｒ２
を変化させて４つのケースについて、流線観察（実験例
１）滞留時間の測定（実験例２）を行なつた。第１表 実験例 １ 本実験の目的は、上記４つのケースにつき、さらにレィ
ノルズ数Ｒｅが３３０００と６２０００の場合について
水流実験を行ない、その流線を観測して、コーキング現
象の原因となる流線の剥離による渦流の発生状態をみる
ことにある。
の位置にある。Ｐ２はＰｏについてＰ，の点対称の位置
にある。このような２次元モデルにおいて、Ｌ，＝７７
側、Ｌ＝２０仇舷とし、第１表に示すようにＲ，、Ｒ２
を変化させて４つのケースについて、流線観察（実験例
１）滞留時間の測定（実験例２）を行なつた。第１表 実験例 １ 本実験の目的は、上記４つのケースにつき、さらにレィ
ノルズ数Ｒｅが３３０００と６２０００の場合について
水流実験を行ない、その流線を観測して、コーキング現
象の原因となる流線の剥離による渦流の発生状態をみる
ことにある。
第２図、第３図、第４図及び第５図は、Ｒｅ＝３３００
０の場合で図の番号順に各々ケース川「ケース｛２｝、
ケース｛３’、ケース｛４｝を示し、上記麹側に基づい
て作成した流線図である。
０の場合で図の番号順に各々ケース川「ケース｛２｝、
ケース｛３’、ケース｛４｝を示し、上記麹側に基づい
て作成した流線図である。
第６図及び第７図は、Ｒｅ＝６２０００の場合で、第６
図はケース‘１’、第７図はケース■を示す。
図はケース‘１’、第７図はケース■を示す。
ケース‘２）及びケース【３｝‘ま、その流れ状態の変
化がＲｅ＝紙０００の場合と同じであるため割愛した。
第２図から第７図までにおいて、１は流路、２は層流域
、３は剥離域、４は層流域２と剥離城３の境界線である
。各図から明らかなように、剥離域３は第２の曲り近傍
に発生し、しかもケース‘１）、ケース｛２’、ケース
｛３’、ケース‘４’の順に剥離城３の面積が減少して
いる。
化がＲｅ＝紙０００の場合と同じであるため割愛した。
第２図から第７図までにおいて、１は流路、２は層流域
、３は剥離域、４は層流域２と剥離城３の境界線である
。各図から明らかなように、剥離域３は第２の曲り近傍
に発生し、しかもケース‘１）、ケース｛２’、ケース
｛３’、ケース‘４’の順に剥離城３の面積が減少して
いる。
実験例 ２
本実験の目的は、第１表に示した各ケースの条件で、コ
ーキング現象の直接原因である滞留時間を測定すること
にある。
ーキング現象の直接原因である滞留時間を測定すること
にある。
滞留時間を測定するために、水に墨汁を注入し透明度が
ゼロになってから墨汁の注入を止め、透明度が元通りに
回復するまでの時間を、第１図に示した測定点Ｐ，，Ｐ
２（流路周辺部）、Ｐｏ（流路中央部）で測定した。
ゼロになってから墨汁の注入を止め、透明度が元通りに
回復するまでの時間を、第１図に示した測定点Ｐ，，Ｐ
２（流路周辺部）、Ｐｏ（流路中央部）で測定した。
第１表に示した各ケースごとの測定点Ｐｏ，Ｐ，，Ｐ２
の位置を決定する１，，１２を第２表に示す。
の位置を決定する１，，１２を第２表に示す。
第２表本実験例の測定結果を各ケースについて第８図及
び第９図に示す。
び第９図に示す。
第８図は、第１図における測定点Ｐ，，Ｐ２（流路周辺
部）の測定結果を示すもので、縦軸に滞留時間、横軸に
朝顔状の実験流路の第２の曲りの曲率半径Ｒ２をとり、
回復透明度を媒介変数として、滞留時間とＲ２との関係
を表わした線図である。
部）の測定結果を示すもので、縦軸に滞留時間、横軸に
朝顔状の実験流路の第２の曲りの曲率半径Ｒ２をとり、
回復透明度を媒介変数として、滞留時間とＲ２との関係
を表わした線図である。
第８図中、Ｃ，は回復透明度が９５％の場合、Ｃ２は９
０％、Ｃ３は８０％、Ｃ４は５０％の場合を示す。また
各ケースのＲ２のポイントを藤軸線上に示した。第９図
は、測定点Ｐｏ（流路中央部）の測定結果で、その他は
第８図と同じである。
０％、Ｃ３は８０％、Ｃ４は５０％の場合を示す。また
各ケースのＲ２のポイントを藤軸線上に示した。第９図
は、測定点Ｐｏ（流路中央部）の測定結果で、その他は
第８図と同じである。
第８図及び第９図から明らかなように、滞留時間は、実
験例１と同様に、Ｒ２が小さくなるに従いケース‘１’
、ケース■、ケース‘３｝、ケース‘４’の順で滞留時
間が短くなっている。
験例１と同様に、Ｒ２が小さくなるに従いケース‘１’
、ケース■、ケース‘３｝、ケース‘４’の順で滞留時
間が短くなっている。
この傾向は、特に流路周辺部において顕著である。以上
の実験例１及び２で明らかになったことは‘１｝ 流れ
の剥離域はＲ２が小さい程縮少する。
の実験例１及び２で明らかになったことは‘１｝ 流れ
の剥離域はＲ２が小さい程縮少する。
‘２｝ 流れの滞留時間はＲ２が小さい程短くなる。の
２点である。この２点より、コーキング現象を防止でき
る理想的な熱交換器の入口部の流路構造はトＲ２→０に
したときの極限におけるもので、しかも例えば第５図及
び第７図における境界線４に沿った形状であることが判
る。即ち、理想的な流路形状モデルとして、変曲点のな
いラッパ状が考えられる。本発明は上託した実験例１及
び２から得られた知識を発展させしかも産業上の利用性
を加えてなされたものである。要するに本発明は、分解
炉で生成された高温の分解ガスを冷却媒体で間接的に冷
却する熱交換器において、前記分解炉から熱交換器へ流
動する分解ガスの流動方向に末広がりでしかも変曲点の
ないラッパ形状を理想モデルとし、該理想モデルに、前
記熱交換器の分解ガス入口部を、複数の戦頭円錐状の部
村で近似させるように、前記分解ガスの流動方向の順に
、内面が円筒状の第１の部村と、該第１の部材の内径と
同じ小内径を有し、しかも内面が教頭円錐状の第２の都
材と、該第２の都材の大内径と同じ小内径を有し、しか
も内面が教頭円錐状の第３の部材とからなる内壁を形成
するとともに、該内壁を伸縮自在のサポートによって外
壁に固着し、該内壁および外壁により囲まれた空間内に
断熱材を袋入し、かつ該内壁の構成部材の少なくとも一
部を伸縮自在のスリーブ構造としたことを特徴とする熱
交換器である。
２点である。この２点より、コーキング現象を防止でき
る理想的な熱交換器の入口部の流路構造はトＲ２→０に
したときの極限におけるもので、しかも例えば第５図及
び第７図における境界線４に沿った形状であることが判
る。即ち、理想的な流路形状モデルとして、変曲点のな
いラッパ状が考えられる。本発明は上託した実験例１及
び２から得られた知識を発展させしかも産業上の利用性
を加えてなされたものである。要するに本発明は、分解
炉で生成された高温の分解ガスを冷却媒体で間接的に冷
却する熱交換器において、前記分解炉から熱交換器へ流
動する分解ガスの流動方向に末広がりでしかも変曲点の
ないラッパ形状を理想モデルとし、該理想モデルに、前
記熱交換器の分解ガス入口部を、複数の戦頭円錐状の部
村で近似させるように、前記分解ガスの流動方向の順に
、内面が円筒状の第１の部村と、該第１の部材の内径と
同じ小内径を有し、しかも内面が教頭円錐状の第２の都
材と、該第２の都材の大内径と同じ小内径を有し、しか
も内面が教頭円錐状の第３の部材とからなる内壁を形成
するとともに、該内壁を伸縮自在のサポートによって外
壁に固着し、該内壁および外壁により囲まれた空間内に
断熱材を袋入し、かつ該内壁の構成部材の少なくとも一
部を伸縮自在のスリーブ構造としたことを特徴とする熱
交換器である。
本発明の技術思想は上記したように、熱交換器の入口部
の流路形状として理想的モデルを設定し、産業上の利用
性則ち、設計及び製作の容易な実用性のある流路形状を
複数の載頭円錐で形成しようとするものである。
の流路形状として理想的モデルを設定し、産業上の利用
性則ち、設計及び製作の容易な実用性のある流路形状を
複数の載頭円錐で形成しようとするものである。
この技術思想を第１０図によって説明する。
第１０図において、８は実験例に用いた朝顔形状、１は
流路、２は層流域、３は剥離城、５は変曲点のないラッ
パ状でしかも層流域２と剥離城３との境界線に沿って設
定された理想的モデル、６及び７は本発明になる実用的
形状で前記理想的モデル５に２つの教頭円錐で近似させ
たものである。本願発明者は、さらに本発明の技術思想
が産業上利用できる効果を充分に発起できるか杏かを再
確認するために、該技術思想に基づいて上記実験例１と
同様の水流実験を行なった。
流路、２は層流域、３は剥離城、５は変曲点のないラッ
パ状でしかも層流域２と剥離城３との境界線に沿って設
定された理想的モデル、６及び７は本発明になる実用的
形状で前記理想的モデル５に２つの教頭円錐で近似させ
たものである。本願発明者は、さらに本発明の技術思想
が産業上利用できる効果を充分に発起できるか杏かを再
確認するために、該技術思想に基づいて上記実験例１と
同様の水流実験を行なった。
この水流実験の流線観測の結果を第１１図及び第１２図
に示す。
に示す。
第１１図はＲｅ＝３３０００第１２図はＲｅ＝６２００
０の場合である。実験流路の構造は、第１図の場合と同
様にＬ，＝７７肋、Ｌ２＝２０仇肋肋にし、理想モデル
への近似には２つの載頭円錐断面で行なった。
０の場合である。実験流路の構造は、第１図の場合と同
様にＬ，＝７７肋、Ｌ２＝２０仇肋肋にし、理想モデル
への近似には２つの載頭円錐断面で行なった。
上記した第２の部材としての教頭円錐はその末広がり角
度０，＝２７ｏ、第３の部村としての戦頭円錐はその末
広がり角度０２＝５７０とした。本実験（第１１図及び
第１２図）から判るように、Ｒｅにかかわりなく、流れ
の剥離境界線が流路構造の内面に沿っており渦流はほと
んど発生していない。
度０，＝２７ｏ、第３の部村としての戦頭円錐はその末
広がり角度０２＝５７０とした。本実験（第１１図及び
第１２図）から判るように、Ｒｅにかかわりなく、流れ
の剥離境界線が流路構造の内面に沿っており渦流はほと
んど発生していない。
この結果から、本発明になる技術思想は、本発明の目的
を充分に達成できる作用、効果のあることが確認された
。
を充分に達成できる作用、効果のあることが確認された
。
以下、本発明の技術思想になる一実施例を図面によって
具体的かつ詳細に説明する。
具体的かつ詳細に説明する。
第１３図は、本発明になる熱交換器の一実施例を示すも
ので、分解ガスの入口部の縦断面図である。
ので、分解ガスの入口部の縦断面図である。
第１３図において、分解炉（図示せず）で生成され分解
ガス配管（図示せず）で導かれた７６０午○〜９００ｑ
ｏの分解ガスは、矢印Ｆの方向に流れ、熱交換器の入口
部の流路１ １を通って、伝熱管群２川こ入り、水等の
冷却媒体で間接的に急冷される。
ガス配管（図示せず）で導かれた７６０午○〜９００ｑ
ｏの分解ガスは、矢印Ｆの方向に流れ、熱交換器の入口
部の流路１ １を通って、伝熱管群２川こ入り、水等の
冷却媒体で間接的に急冷される。
前記流路１１は、円筒部村１２、戦頭円錐部材１３及び
薮頭円錐部材１４から成る内壁Ｓによって形成される。
薮頭円錐部材１４から成る内壁Ｓによって形成される。
該内壁Ｓは伸縮自在に形成されたサポート２２によって
外壁Ｃに取り付けられている。１５は外壁Ｓに固着され
たガス入口スリーフで「内壁Ｓと外壁Ｃの間隙を閉塞し
しかも内壁Ｓの熱変形に伴う図中右方向の伸縮を前記円
筒部村１２の内面と摺動することによって吸収する２つ
の機能を有している。
外壁Ｃに取り付けられている。１５は外壁Ｓに固着され
たガス入口スリーフで「内壁Ｓと外壁Ｃの間隙を閉塞し
しかも内壁Ｓの熱変形に伴う図中右方向の伸縮を前記円
筒部村１２の内面と摺動することによって吸収する２つ
の機能を有している。
さらに内壁Ｓの左方向の伸縮はガスケット２３によって
吸収される。１７は前記分解炉からの分解ガス配管と外
壁Ｃとを連結するガス入口フランジである。
吸収される。１７は前記分解炉からの分解ガス配管と外
壁Ｃとを連結するガス入口フランジである。
伝熱管群２０は多数の伝熱管１９で構成され、該伝熱管
１９は管板２５によって敵設固定されている。
１９は管板２５によって敵設固定されている。
該管板２５は水側胴２６と共に前記伝熱管群２０を内包
する。水側胴２６と前記外壁Ｃは入口胴フランジ１８，
１８′で連結されている。上託したように、流路１ １
には７６０〜９０び０の高温分解ガスが流れるために、
前記外壁Ｃと内壁Ｓの間には断熱材２１が充填され外壁
Ｃを断熱保護している。また前記管板２５の流路１１側
にも断熱材２１が抑え部材２７とボルトナット２８で充
填保持され、伝熱管１９及び管板２５を断熱保護してい
る。このため、分解ガスを流路１ １から伝熱管１９に
導くための導管２４が、流路１１に閉口して伝熱管１９
に挿着されている。本実施例によれば、上記したごとく
、内壁Ｓを伸縮自在に形成されたサポート２２によって
外壁Ｃに取り付け、一方をガス入口スリーブ１５、他方
をガスケット２３による気密構造としたので、常時高温
にさらされる内壁Ｓの熱変形に伴う伸縮を無理なく吸収
でき、熱変形によるトラブルを未然に防止できるという
本実施例特有の効果がある。
する。水側胴２６と前記外壁Ｃは入口胴フランジ１８，
１８′で連結されている。上託したように、流路１ １
には７６０〜９０び０の高温分解ガスが流れるために、
前記外壁Ｃと内壁Ｓの間には断熱材２１が充填され外壁
Ｃを断熱保護している。また前記管板２５の流路１１側
にも断熱材２１が抑え部材２７とボルトナット２８で充
填保持され、伝熱管１９及び管板２５を断熱保護してい
る。このため、分解ガスを流路１ １から伝熱管１９に
導くための導管２４が、流路１１に閉口して伝熱管１９
に挿着されている。本実施例によれば、上記したごとく
、内壁Ｓを伸縮自在に形成されたサポート２２によって
外壁Ｃに取り付け、一方をガス入口スリーブ１５、他方
をガスケット２３による気密構造としたので、常時高温
にさらされる内壁Ｓの熱変形に伴う伸縮を無理なく吸収
でき、熱変形によるトラブルを未然に防止できるという
本実施例特有の効果がある。
本実施例において、流離１１を形成する内壁Ｓの理想モ
デルとしての変曲点のないラッパ状に、２つの教頭円錐
１３，１４で近似したが、本実施例において採用した内
壁Ｓの形状範囲を以下に示す。
デルとしての変曲点のないラッパ状に、２つの教頭円錐
１３，１４で近似したが、本実施例において採用した内
壁Ｓの形状範囲を以下に示す。
第１３図において、円筒部材１２の内径をｄ，、戦頭円
錐部材１３の大内径をも同未広がり角度を８，、戦頭円
錐部材１４の大内径をム、同禾広がり角度を８２とすれ
ば、本実施例で採用した内壁Ｓの形状範囲は、２７ミ８
，ミ３００ ‘１１５５０ミリ
２ ミ６○。
錐部材１３の大内径をも同未広がり角度を８，、戦頭円
錐部材１４の大内径をム、同禾広がり角度を８２とすれ
ば、本実施例で採用した内壁Ｓの形状範囲は、２７ミ８
，ミ３００ ‘１１５５０ミリ
２ ミ６○。
｛２１１．４≦も／ｄ２Ｓ
Ｉ．７‘３１である。
Ｉ．７‘３１である。
以上、本発明によれば、分解炉で生成された高温の分解
ガスを冷却媒体で間接的に冷却する熱交換器において、
前記分解炉から熱交換器へ流動する分解ガスの流動方向
に末広がりでしかも変曲点のないラッパ形状を理想モデ
ルとし、該モデルに、前記熱交換器の分解ガス入口部を
、複数の教頭円錐状の部材で近似させるという構造であ
るので、前記入口部で分解ガスの渦流が発生せず、速や
かに冷却されるため有効にコーキング現象を防止でき、
しかも入口部の流路の形状が極めて簡単なため、設計、
製作が容易である等多大の効果を奏するものである。
ガスを冷却媒体で間接的に冷却する熱交換器において、
前記分解炉から熱交換器へ流動する分解ガスの流動方向
に末広がりでしかも変曲点のないラッパ形状を理想モデ
ルとし、該モデルに、前記熱交換器の分解ガス入口部を
、複数の教頭円錐状の部材で近似させるという構造であ
るので、前記入口部で分解ガスの渦流が発生せず、速や
かに冷却されるため有効にコーキング現象を防止でき、
しかも入口部の流路の形状が極めて簡単なため、設計、
製作が容易である等多大の効果を奏するものである。
尚、本発明の一実施例を第１３図で説明したが、第１３
図においては流路１１を形成する内壁Ｓを、２つの教頭
円錐部材１３，１４で理想モデルに近似させ、しかも形
状範囲として上記第｛１）乃至第｛３｝式を採用したが
、本発明の技術思想はこれに限定されるものではなく、
要するに、変曲点のないラッパ状の理想モデルとし、こ
の理想モデルに複数の載頭円錐部材で近似させれば、本
発明の技術思想の範囲である。
図においては流路１１を形成する内壁Ｓを、２つの教頭
円錐部材１３，１４で理想モデルに近似させ、しかも形
状範囲として上記第｛１）乃至第｛３｝式を採用したが
、本発明の技術思想はこれに限定されるものではなく、
要するに、変曲点のないラッパ状の理想モデルとし、こ
の理想モデルに複数の載頭円錐部材で近似させれば、本
発明の技術思想の範囲である。
第１図は本発明の技術思想の基本をなす水流実験に用い
た流路の形状を示す平面図、第２図乃至第７図は実験例
１の観測結果を示す流線図、第８図及び第９図は実験例
２の結果を示すグラフ、第１０図は本発明になる理想的
モデルへの近似概念を示す平面図、第１１図及び第１２
図は本発明になる熱交換器の入口部の効果を確認するた
めの流線観測結果を示す流線図、第１３図は本発明にな
る熱交換器の分離ガス入口部の一実施例を示す縦断面図
である。 （符号の説明）、１・・…・流路、２・・…・層流域、
３・・・・・・剥離域、４…・・・境界線、５・・・・
・・理想モデル、６，７・・・・・・実用的形状、１１
・・・・・・流路、１２・・・・・・円筒部材、１３，
１４・・・・・・戦頭円錐部材、Ｓ・・・・・・内壁、
Ｃ・・・・・‘外壁。 オ・ノ図 ゲＺ図 矛）図 才４図 了Ｓ図 才５図 才７図 ゲａ図 オ？図 ガノク図 矛／／蟹 才／之図 が〃図
た流路の形状を示す平面図、第２図乃至第７図は実験例
１の観測結果を示す流線図、第８図及び第９図は実験例
２の結果を示すグラフ、第１０図は本発明になる理想的
モデルへの近似概念を示す平面図、第１１図及び第１２
図は本発明になる熱交換器の入口部の効果を確認するた
めの流線観測結果を示す流線図、第１３図は本発明にな
る熱交換器の分離ガス入口部の一実施例を示す縦断面図
である。 （符号の説明）、１・・…・流路、２・・…・層流域、
３・・・・・・剥離域、４…・・・境界線、５・・・・
・・理想モデル、６，７・・・・・・実用的形状、１１
・・・・・・流路、１２・・・・・・円筒部材、１３，
１４・・・・・・戦頭円錐部材、Ｓ・・・・・・内壁、
Ｃ・・・・・‘外壁。 オ・ノ図 ゲＺ図 矛）図 才４図 了Ｓ図 才５図 才７図 ゲａ図 オ？図 ガノク図 矛／／蟹 才／之図 が〃図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 分解炉で生成された高温の分解ガスを冷却媒体で間
接的に冷却する熱交換器において、前記分解炉から熱交
換器へ流動する分解ガスの流動方向に末広がりでしかも
変曲点のないラツパ形状を理想モデルとし、該理想モデ
ルに前記熱交換器の分解ガス入口部を近似させるように
、前記分解ガスの流動方向の順に、内面が円筒状の第１
の部材と、該第１の部材の内径と同じ小内径を有し、し
かも内面が截頭円錐状の第２の部材と、該第２の部材の
大内径と同じ小内径を有し、しかも内面が截頭円錐状の
第３の部材とからなる内壁を形成するとともに、該内壁
を伸縮自在のサポートによつて外壁に固着し、該内壁お
よび外壁により囲まれた空間内に断熱材を装入し、かつ
該内壁の構成部材の少なくとも一部を伸縮自在のスリー
ブ構造としたことを特徴する熱交換器。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第２の部材の
末広がり角度をθ＿１、第３の部材の末広がり角度をθ
＿２、および第３の部材の小内径をｄ＿２、同じくその
大内径をｄ＿３とした時に、２７°≦θ＿１≦３０°、
５５°≦θ＿２≦６０°、１．４≦ｄ＿３／ｄ＿２≦１
．７とすることを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7428776A JPS6015877B2 (ja) | 1976-06-25 | 1976-06-25 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7428776A JPS6015877B2 (ja) | 1976-06-25 | 1976-06-25 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53467A JPS53467A (en) | 1978-01-06 |
| JPS6015877B2 true JPS6015877B2 (ja) | 1985-04-22 |
Family
ID=13542749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7428776A Expired JPS6015877B2 (ja) | 1976-06-25 | 1976-06-25 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015877B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000043663A1 (fr) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Hino Motors, Ltd. | Refroidisseur egr |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH659627A5 (fr) * | 1984-08-31 | 1987-02-13 | Bobst Sa | Procede pour commander le remplissage d'un recipient et dispositif pour sa mise en oeuvre. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4912236U (ja) * | 1972-05-10 | 1974-02-01 | ||
| JPS5125416U (ja) * | 1974-08-14 | 1976-02-25 |
-
1976
- 1976-06-25 JP JP7428776A patent/JPS6015877B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000043663A1 (fr) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Hino Motors, Ltd. | Refroidisseur egr |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53467A (en) | 1978-01-06 |
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