JPS6080088A - セパレ−ト型熱交換装置の交換熱量制御方法 - Google Patents
セパレ−ト型熱交換装置の交換熱量制御方法Info
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- JPS6080088A JPS6080088A JP58188108A JP18810883A JPS6080088A JP S6080088 A JPS6080088 A JP S6080088A JP 58188108 A JP58188108 A JP 58188108A JP 18810883 A JP18810883 A JP 18810883A JP S6080088 A JPS6080088 A JP S6080088A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセパレート型熱交換装置の交換熱量制御方法に
関するもので、特に白煙公害防止や煙突出口での結露防
止のための排熱源（加熱流体）出口の温度又は被加熱流
体出口の温度調節や熱交換の停止を可能にしたものであ
る。
関するもので、特に白煙公害防止や煙突出口での結露防
止のための排熱源（加熱流体）出口の温度又は被加熱流
体出口の温度調節や熱交換の停止を可能にしたものであ
る。
一般に工場排ガスや排水等の顕熱回収にはヒートパイプ
による作動液の蒸発、凝縮を利用した熱交換装置が用い
られている。しかるに排ガスの種類や排熱源（加熱流体
）の条件によっては、作動液の蒸発部と凝縮部を離れた
位置に設ける必要が生じ、このような場合にはヒートパ
イプの原理を応用したセパレート型熱交換装置が用いら
れている。
による作動液の蒸発、凝縮を利用した熱交換装置が用い
られている。しかるに排ガスの種類や排熱源（加熱流体
）の条件によっては、作動液の蒸発部と凝縮部を離れた
位置に設ける必要が生じ、このような場合にはヒートパ
イプの原理を応用したセパレート型熱交換装置が用いら
れている。
このような熱交換装置は第１図に示すように加熱流体（
Ａ＞により作動液（５）を蒸発させる蒸発部（１）と被
加熱流体（Ｂ）により蒸気を凝縮させる凝縮部（２）を
離れた位置に配置し、これを断熱配管（３）、（４）に
より連結して循環閉回路を形成し、該回路内に作動液（
５）を装入して矢印方向に循環させ、蒸発部（１）で加
熱流体（Ａ）により作動液（５）を蒸発せしめ、これを
配管（３）により凝縮部（２）に導入して被加熱流体（
Ｂ）により凝縮せしめ、凝縮した作動液（５）を配管（
４）により蒸発部（１）に導入して再び蒸発せしめ、作
動液（５）の相変態の繰返しにより加熱流体（Ａ）と被
加熱流体（Ｂ）間で熱交換を行なわせるものである。作
動液（５）の循環は蒸発部と凝縮部の位置関係により自
然循環させるが、又は図に示すように配管（４）に循環
ポンプ（６）を設けて強制循環させている。尚図におい
て（７）は凝縮部（２）下方に設けた作動液タンク、（
８）は非凝縮性ガスの排出口を示す。
Ａ＞により作動液（５）を蒸発させる蒸発部（１）と被
加熱流体（Ｂ）により蒸気を凝縮させる凝縮部（２）を
離れた位置に配置し、これを断熱配管（３）、（４）に
より連結して循環閉回路を形成し、該回路内に作動液（
５）を装入して矢印方向に循環させ、蒸発部（１）で加
熱流体（Ａ）により作動液（５）を蒸発せしめ、これを
配管（３）により凝縮部（２）に導入して被加熱流体（
Ｂ）により凝縮せしめ、凝縮した作動液（５）を配管（
４）により蒸発部（１）に導入して再び蒸発せしめ、作
動液（５）の相変態の繰返しにより加熱流体（Ａ）と被
加熱流体（Ｂ）間で熱交換を行なわせるものである。作
動液（５）の循環は蒸発部と凝縮部の位置関係により自
然循環させるが、又は図に示すように配管（４）に循環
ポンプ（６）を設けて強制循環させている。尚図におい
て（７）は凝縮部（２）下方に設けた作動液タンク、（
８）は非凝縮性ガスの排出口を示す。
蒸発部（１）は第２図に示すように上下両ヘッダー（１
ａ）、（１ｂ）間に伝熱管（１ｃ）を設けたもので、配
管（４）から導入した作動液（５）は伝熱管（１Ｃ）内
に高さ（１の液面位を形成し、この状態で加熱流体（Ａ
）により加熱されて蒸発し、配管（３）により凝縮部に
送られる。伝熱管（１Ｃ）内の作動液（５）は飽和液と
なっており、蒸発は突沸現象を起して液滴（９）を（２
の高さまではね上げ、伝熱管（１Ｃ）内面を１１＋１２
の高さまで濡らし、有効蒸発伝熱面積を増大し効率よく
熱を吸収する。
ａ）、（１ｂ）間に伝熱管（１ｃ）を設けたもので、配
管（４）から導入した作動液（５）は伝熱管（１Ｃ）内
に高さ（１の液面位を形成し、この状態で加熱流体（Ａ
）により加熱されて蒸発し、配管（３）により凝縮部に
送られる。伝熱管（１Ｃ）内の作動液（５）は飽和液と
なっており、蒸発は突沸現象を起して液滴（９）を（２
の高さまではね上げ、伝熱管（１Ｃ）内面を１１＋１２
の高さまで濡らし、有効蒸発伝熱面積を増大し効率よく
熱を吸収する。
このような熱交換装置はヒートパイプの原理を応用した
もので、作動液の環流が極めて良好であり、蒸発部と凝
縮部が離れて配置されていても良好な熱交換を行なうこ
とができる利点を有している。しかしながら実際の排熱
回収では、加熱流体の温度、流量等の変動により蒸発部
の蒸気発生量が変動し、これに追随して凝縮部における
交換熱量も変動し、これが用途によっては大きな障害に
なっている。例えば白煙公害防止のための加熱流体出口
の温度コントロールが不可能であり、また被加熱流体に
よる製品乾燥や燃焼効率向上のための燃焼用空気及び燃
料の加熱をコントロールすることができないため、白煙
公害の発生や製品品質の劣化や燃焼系統の損傷等を起す
欠点があり、その改善が強く望まれている。
もので、作動液の環流が極めて良好であり、蒸発部と凝
縮部が離れて配置されていても良好な熱交換を行なうこ
とができる利点を有している。しかしながら実際の排熱
回収では、加熱流体の温度、流量等の変動により蒸発部
の蒸気発生量が変動し、これに追随して凝縮部における
交換熱量も変動し、これが用途によっては大きな障害に
なっている。例えば白煙公害防止のための加熱流体出口
の温度コントロールが不可能であり、また被加熱流体に
よる製品乾燥や燃焼効率向上のための燃焼用空気及び燃
料の加熱をコントロールすることができないため、白煙
公害の発生や製品品質の劣化や燃焼系統の損傷等を起す
欠点があり、その改善が強く望まれている。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、加熱流体の出口温
度又は被加熱流体の出口温度の調整や熱交換の停止を可
能としたセパレート型熱交換装置の交換熱量制御方法を
開発したもので、加熱流体による蒸発部と被加熱流体に
よる凝縮部とを分離して配置し、この間を断熱配管によ
り連結して循環閉回路を形成し、該回路内に作動液を循
環させて作動液の相変態により加熱流体と被加熱流体間
で熱交換を行なう装置において、蒸発部内の作動液面位
を変位さて交換熱量の制御又は熱交換を停止することを
特徴とするものである。
度又は被加熱流体の出口温度の調整や熱交換の停止を可
能としたセパレート型熱交換装置の交換熱量制御方法を
開発したもので、加熱流体による蒸発部と被加熱流体に
よる凝縮部とを分離して配置し、この間を断熱配管によ
り連結して循環閉回路を形成し、該回路内に作動液を循
環させて作動液の相変態により加熱流体と被加熱流体間
で熱交換を行なう装置において、蒸発部内の作動液面位
を変位さて交換熱量の制御又は熱交換を停止することを
特徴とするものである。
即ち本発明はセパレート型熱交換装置について、熱交換
量の制御方法を種々検討の結果、蒸発部内の作動液面位
の高さ１１を変化させることにより、液滴をはね上げる
高さ（２も変化し、作動液の蒸発量、即ち熱吸収量を変
化させ得ること、また熱吸収量に応じて凝縮部における
放熱量も変化することを知見し、更に検討の結果加熱流
体の出口温度又は被加熱流体の出口濃度を検出し、該検
出値を設定値と比較し、その差に基づいて蒸発部内の作
動液面位を変化させ、加熱流体と被加熱流体間の交換熱
量を制御して、加熱流体の出口温度又は５− 被加熱流体の出口温度をほぼ一定温度に保持できるよう
にしたものである。
量の制御方法を種々検討の結果、蒸発部内の作動液面位
の高さ１１を変化させることにより、液滴をはね上げる
高さ（２も変化し、作動液の蒸発量、即ち熱吸収量を変
化させ得ること、また熱吸収量に応じて凝縮部における
放熱量も変化することを知見し、更に検討の結果加熱流
体の出口温度又は被加熱流体の出口濃度を検出し、該検
出値を設定値と比較し、その差に基づいて蒸発部内の作
動液面位を変化させ、加熱流体と被加熱流体間の交換熱
量を制御して、加熱流体の出口温度又は５− 被加熱流体の出口温度をほぼ一定温度に保持できるよう
にしたものである。
これを図面を用いて詳細に説明する。
第３図（イ）は強制循環方式における本発明制御方法の
一例を示すもので、蒸発部（１）と凝縮部（２）を離れ
た位置に配置し、凝縮部（２）の下方に作動液タンク（
７）を設け、蒸発部（１）の上部ヘッダー（１ａ）と凝
縮部（２）を配管（３）で連結し、下部ヘッダー（１ｂ
）と作動液タンク（７）を循環ポンプ（６）を設けた配
管（４）で連結し、循環閉回路を形成する。この回路内
に作動液（５）を装入し、ポンプ（６）に、より作動液
を矢印方向に循環させ、蒸発部（１）内で作動液（５）
を加熱流体＜Ａ）により加熱して蒸発せしめ、発生した
蒸気を配管（３）により凝縮部（２）に導入し、被加熱
流体（Ｂ）により凝縮せしめてタンク（７）内に流下せ
しめる。このようにして作動液（５）を循環させること
により、蒸発部（１）で蒸発させ、凝縮部（２）で凝縮
させて加熱流体（Ａ）と被加熱流体（Ｂ）間で熱交６一 換を行なわせる。
一例を示すもので、蒸発部（１）と凝縮部（２）を離れ
た位置に配置し、凝縮部（２）の下方に作動液タンク（
７）を設け、蒸発部（１）の上部ヘッダー（１ａ）と凝
縮部（２）を配管（３）で連結し、下部ヘッダー（１ｂ
）と作動液タンク（７）を循環ポンプ（６）を設けた配
管（４）で連結し、循環閉回路を形成する。この回路内
に作動液（５）を装入し、ポンプ（６）に、より作動液
を矢印方向に循環させ、蒸発部（１）内で作動液（５）
を加熱流体＜Ａ）により加熱して蒸発せしめ、発生した
蒸気を配管（３）により凝縮部（２）に導入し、被加熱
流体（Ｂ）により凝縮せしめてタンク（７）内に流下せ
しめる。このようにして作動液（５）を循環させること
により、蒸発部（１）で蒸発させ、凝縮部（２）で凝縮
させて加熱流体（Ａ）と被加熱流体（Ｂ）間で熱交６一 換を行なわせる。
この蒸発部（１）と循環ポンプ（６）間の配管（４）に
コントロールバルブ（１０）を設けるか、又は／及びバ
ルブ（１０）とポンプ（５）間の配管（４）よりコント
ロールバルブ（１１）を通してタンク（７）と連通ずる
分流管（１２）を取付ける。
コントロールバルブ（１０）を設けるか、又は／及びバ
ルブ（１０）とポンプ（５）間の配管（４）よりコント
ロールバルブ（１１）を通してタンク（７）と連通ずる
分流管（１２）を取付ける。
蒸発部（１）の上下両ヘッダー（１ａ）、（１ｂ）間に
バイパス管（１３）を設けて液面計（１４）を取付け、
蒸発部（１）内の作動液面位の高さ柔１を検出する。こ
の検出信号（１４ａ）を液面コントローラー（１５）に
送り、設定信号（１６）、例えば交換熱量、加熱流体（
Ａ）の出口温度（Ａ′）又は。
バイパス管（１３）を設けて液面計（１４）を取付け、
蒸発部（１）内の作動液面位の高さ柔１を検出する。こ
の検出信号（１４ａ）を液面コントローラー（１５）に
送り、設定信号（１６）、例えば交換熱量、加熱流体（
Ａ）の出口温度（Ａ′）又は。
被加熱流体（Ｂ）の出口温度（Ｂ′）の設定値と、これ
等の実測値の比較信号との差に基づく操作信号（５ａ）
、（１０ａ）、又は／及び（１１ａ）によりポンプ（６
）、コントロールバルブ（１ｏ）、（１１）の何れか又
はこれ等を調整し、例えばポンプ（６）を減速し、バル
ブ（１０）を閉じ、バルブ（１１）を開くことにより蒸
発部（１）内の作動液面位の高さ（１を変位させ、交換
熱量、加熱流体（Ａ）の出口温度（Ａ’）、被加熱流体
（Ｂ）の出口温度（Ｂ′）等を制御したり、或いは熱交
換を停止させるものである。
等の実測値の比較信号との差に基づく操作信号（５ａ）
、（１０ａ）、又は／及び（１１ａ）によりポンプ（６
）、コントロールバルブ（１ｏ）、（１１）の何れか又
はこれ等を調整し、例えばポンプ（６）を減速し、バル
ブ（１０）を閉じ、バルブ（１１）を開くことにより蒸
発部（１）内の作動液面位の高さ（１を変位させ、交換
熱量、加熱流体（Ａ）の出口温度（Ａ’）、被加熱流体
（Ｂ）の出口温度（Ｂ′）等を制御したり、或いは熱交
換を停止させるものである。
ポンプ（６）を調整する方法はインバーター制御、ＯＮ
、ＯＦＦ制御等により循環する作動液量を変化させるも
ので、省エネルギー的に有効な手段である。コントロー
ルバルブ（１０）を調整する方法は、バルブ（１０）に
より直接循環する作動液量を変化させるもので、コント
ロールバルブ（１１）を調整する方法に比較し、作動液
タンク（７）内にもどる液によるキャビテーションの心
配がない。
、ＯＦＦ制御等により循環する作動液量を変化させるも
ので、省エネルギー的に有効な手段である。コントロー
ルバルブ（１０）を調整する方法は、バルブ（１０）に
より直接循環する作動液量を変化させるもので、コント
ロールバルブ（１１）を調整する方法に比較し、作動液
タンク（７）内にもどる液によるキャビテーションの心
配がない。
またコントロールバルブ（１１）を調整する方法は、バ
ルブ（１１）により分流管（１２）を通して作動液（５
）を矢印方向に分流し、タンク（７）内に戻すもので、
循環ポンプ（６）の締切り運転を防止し、ポンプ（６）
内での作動液の温度上昇を防止することができる。
ルブ（１１）により分流管（１２）を通して作動液（５
）を矢印方向に分流し、タンク（７）内に戻すもので、
循環ポンプ（６）の締切り運転を防止し、ポンプ（６）
内での作動液の温度上昇を防止することができる。
尚蒸発部（１）の上下両ヘッダー（１ａ）、（１ｂ）間
にバイパス管（１３）を設け、これに液面計（１４）を
取付けて蒸発部（１）の作動液面位の高さ１１を検出す
る例について説明したが、これに限るものではなく、例
えば作動液タンク（７）に液面計（１４’ ）を取付け
て、その信号（１４’ ａ ）を液面コントローラー（
１５）に送ってもよい。この方法によれば蒸発部に液面
計を設ける場合に比較して信号ケーブルが短かくてすむ
。即ちセパレート型熱交換装置では蒸発部と凝縮部が離
れた位置にあり、しかも循環ポンプを始め、その他の電
気機器は凝縮部の近くに設けられている。従って蒸発部
に液面計を取付けるよりも、作動液タンクに液面計を取
付ける方が有利である。
にバイパス管（１３）を設け、これに液面計（１４）を
取付けて蒸発部（１）の作動液面位の高さ１１を検出す
る例について説明したが、これに限るものではなく、例
えば作動液タンク（７）に液面計（１４’ ）を取付け
て、その信号（１４’ ａ ）を液面コントローラー（
１５）に送ってもよい。この方法によれば蒸発部に液面
計を設ける場合に比較して信号ケーブルが短かくてすむ
。即ちセパレート型熱交換装置では蒸発部と凝縮部が離
れた位置にあり、しかも循環ポンプを始め、その他の電
気機器は凝縮部の近くに設けられている。従って蒸発部
に液面計を取付けるよりも、作動液タンクに液面計を取
付ける方が有利である。
第３図（ロ）は強制循環方式による本発明制御方法の他
の一例を示すもので、蒸発部（図示せず）と循環ポンプ
（６）間にコントロールバルブ（１０）を設け、蒸発部
とバルブ（１０）間にコントロールバルブ（１１’ ）
とポンプ（１７）を通して作動液タンク（７）と連通ず
る分流管（１２’ ）を設け、蒸発部内の作動液面位検
出信号（１４ａ）又は（１４’ ａ ）を液面コントロ
ーラー（１５）に送り、設定信号（１６）との差に基づ
く操作信号（５ａ）、−〇− （１０ａ）、（１１’ ａ ）により、循環ポンプ（６
）、バルブ（１０）、（１１’）、ポンプ（１７）を調
整し、分流管（１２’）を通して作動液（５）を強制的
に矢印方向に分流してタンク（７）に戻すことにより、
蒸発部内の作動液面位の高さ１１を急速に低下し得るよ
うにしたものである。
の一例を示すもので、蒸発部（図示せず）と循環ポンプ
（６）間にコントロールバルブ（１０）を設け、蒸発部
とバルブ（１０）間にコントロールバルブ（１１’ ）
とポンプ（１７）を通して作動液タンク（７）と連通ず
る分流管（１２’ ）を設け、蒸発部内の作動液面位検
出信号（１４ａ）又は（１４’ ａ ）を液面コントロ
ーラー（１５）に送り、設定信号（１６）との差に基づ
く操作信号（５ａ）、−〇− （１０ａ）、（１１’ ａ ）により、循環ポンプ（６
）、バルブ（１０）、（１１’）、ポンプ（１７）を調
整し、分流管（１２’）を通して作動液（５）を強制的
に矢印方向に分流してタンク（７）に戻すことにより、
蒸発部内の作動液面位の高さ１１を急速に低下し得るよ
うにしたものである。
第３図（ハ）は引制循環方式による本発明制御方法の更
に他の一例を示すもので、蒸発部（図示せず）と循環ポ
ンプ（６）にコントロールバルブ（１０）を設け、該バ
ルブ（１０）とポンプ（６）間にコントロールバルブ（
１１）を通してタンク（７）と連通ずる分流管（１２）
を設け、更に循環ポンプ（６）とタンク（７）間にコン
トロールバルブ（１８）を設けて、蒸発部とコントロー
ルバルブ（１０）間と、循環ポンプ（６）コントロール
バルブ（１８）間に、コントロールバルブ（１９）を有
する分流管（２０）を設け、蒸発部内の作動液面位検出
信号（１４ａ）又は（１４’ａ）を液面コントローラー
（１５）に送り、設定信号（１６）との差に基く操作信
号（５ａ）、（１０ａ）、（１１ａ）により、１０− 循環ポンプ（６）、コントロールバルブ（１０）、（１
１）、（１８）、（１９）を調整し、分流管（２０）を
通してポンプ（６）により作動液を図に示す矢印方向に
分流し、分流管（１２）を通してタンク（７）内に強制
的に戻すことにより、一台のポンプ（６）により蒸発部
内の作動液面位高さ（１を急速に低下し得るようにした
ものである。
に他の一例を示すもので、蒸発部（図示せず）と循環ポ
ンプ（６）にコントロールバルブ（１０）を設け、該バ
ルブ（１０）とポンプ（６）間にコントロールバルブ（
１１）を通してタンク（７）と連通ずる分流管（１２）
を設け、更に循環ポンプ（６）とタンク（７）間にコン
トロールバルブ（１８）を設けて、蒸発部とコントロー
ルバルブ（１０）間と、循環ポンプ（６）コントロール
バルブ（１８）間に、コントロールバルブ（１９）を有
する分流管（２０）を設け、蒸発部内の作動液面位検出
信号（１４ａ）又は（１４’ａ）を液面コントローラー
（１５）に送り、設定信号（１６）との差に基く操作信
号（５ａ）、（１０ａ）、（１１ａ）により、１０− 循環ポンプ（６）、コントロールバルブ（１０）、（１
１）、（１８）、（１９）を調整し、分流管（２０）を
通してポンプ（６）により作動液を図に示す矢印方向に
分流し、分流管（１２）を通してタンク（７）内に強制
的に戻すことにより、一台のポンプ（６）により蒸発部
内の作動液面位高さ（１を急速に低下し得るようにした
ものである。
また第４図（イ）は自然循環方式における本発明制御方
法の一例を示すもので、蒸発部（１）と凝縮部（２）を
離れた位置で、蒸発部（１）を凝縮部（２）より低く配
置し、蒸発部（１）ど凝縮部（２）間を配管（３）、（
４）により連結して循環閉回路を形成し、該回路内に作
動液（５）をを装入し、蒸発部（１）で加熱流体（Ａ）
により作動液（５）を蒸発せしめ、これを配管（３）に
より凝縮部（２）に導入し、被加熱流体（Ｂ）により凝
縮させて流下せしめる。これを配管（３）により蒸発部
（１）に導入し、再び蒸発させる作動液（５）の相変態
により加熱流体（Ａ）と被加熱流体（Ｂ）間で熱交換を
行なわせる。作動液は蒸発部（１）と凝縮部（２）の位
置関係によって自然循環させるもので、蒸発部（１）内
の作動液面位の高さ、ｅｔはほぼ一定に保たれる。
法の一例を示すもので、蒸発部（１）と凝縮部（２）を
離れた位置で、蒸発部（１）を凝縮部（２）より低く配
置し、蒸発部（１）ど凝縮部（２）間を配管（３）、（
４）により連結して循環閉回路を形成し、該回路内に作
動液（５）をを装入し、蒸発部（１）で加熱流体（Ａ）
により作動液（５）を蒸発せしめ、これを配管（３）に
より凝縮部（２）に導入し、被加熱流体（Ｂ）により凝
縮させて流下せしめる。これを配管（３）により蒸発部
（１）に導入し、再び蒸発させる作動液（５）の相変態
により加熱流体（Ａ）と被加熱流体（Ｂ）間で熱交換を
行なわせる。作動液は蒸発部（１）と凝縮部（２）の位
置関係によって自然循環させるもので、蒸発部（１）内
の作動液面位の高さ、ｅｔはほぼ一定に保たれる。
この凝縮部（２）下方の配管（４）の作動液たまり部に
、作動液タンク（７′ ）をコントロールバルブ（２１
）とポンプ（２２）を有する分流管（２３）で連結し、
かつタンク（７′ ）の上部を分流管（２３）の上方で
配管（４）とコントロールバルブ（２４）を有する分流
管（２５）で連結し、更にタンク（７′ ）内の圧力を
循環回路内の圧力と等しくするため、タンク（７′）上
端と配管（３）を均圧通気管（２６）により連結する。
、作動液タンク（７′ ）をコントロールバルブ（２１
）とポンプ（２２）を有する分流管（２３）で連結し、
かつタンク（７′ ）の上部を分流管（２３）の上方で
配管（４）とコントロールバルブ（２４）を有する分流
管（２５）で連結し、更にタンク（７′ ）内の圧力を
循環回路内の圧力と等しくするため、タンク（７′）上
端と配管（３）を均圧通気管（２６）により連結する。
このようにして蒸発部（１）内の作動液面位の高さ（１
又はタンク（７）内の作動液面位を検出し、該検出信号
（１４ａ ）又は（１４’ ａ ）を液面コントローラ
ー（１５）に送り、設定信号（１６）と比較し、その差
に基づく操作信号（２１ａ）、（２２ａ）、＜２４ａ）
によりコントロールバルブ（２１）、（２４）、ポンプ
（２２）を調整し、例えばコントロールバルブ（２４）
を開き、（２１）を閉じ、ポンプ（２２）を停止させて
作動液（５）をタンク（７）内に流入させることにより
蒸発部内の作動液面位を下げ、またコント［１−ルバル
ブ（２４）を閉じ、（２１）を開いてポンプ（２２）を
作動させることにより、作動液面位を高くするものであ
る。
又はタンク（７）内の作動液面位を検出し、該検出信号
（１４ａ ）又は（１４’ ａ ）を液面コントローラ
ー（１５）に送り、設定信号（１６）と比較し、その差
に基づく操作信号（２１ａ）、（２２ａ）、＜２４ａ）
によりコントロールバルブ（２１）、（２４）、ポンプ
（２２）を調整し、例えばコントロールバルブ（２４）
を開き、（２１）を閉じ、ポンプ（２２）を停止させて
作動液（５）をタンク（７）内に流入させることにより
蒸発部内の作動液面位を下げ、またコント［１−ルバル
ブ（２４）を閉じ、（２１）を開いてポンプ（２２）を
作動させることにより、作動液面位を高くするものであ
る。
第４図（ロ）は自然循環方式における本発明制御方法の
他の一例を示すもので、第４図（イ）における分流管（
２５）にポンプ（２１）を設け、タンク（７′）内に作
動液（５）を強制貯蔵できるようにし、蒸発部（１）内
の作動液面位の高さｆ２１を急速変位できるようにして
ものである。
他の一例を示すもので、第４図（イ）における分流管（
２５）にポンプ（２１）を設け、タンク（７′）内に作
動液（５）を強制貯蔵できるようにし、蒸発部（１）内
の作動液面位の高さｆ２１を急速変位できるようにして
ものである。
第４図（ハ）は自然循環方式における本発明制御方法の
更に他の一例を示すもので、第４図（イ）における分流
管（２３）のポンプ（２２）とタンク（７′ ）間にコ
ントロールバルブ（２８）を設け、コントロールバルブ
（２４）を設けた分流管（２５）のタンク（７′ ）側
をポンプ（２２）とコントロールバルブ（２８）間の分
流管（２３）に接続し、コントロールバルブ（２１）と
ポンプ（２２）間の分流管（２３）より、フントロール
バルブ（２９）を有する１３− バイパス管（３０）によりタンク（７′）と連結し、操
作信号（２１ａ ） 、（２２ａ ）、（２４ａ ）に
よりコントロールバルブ（２１）、（２４）、（２８）
、（２９）及びポンプ（２２）を調整し、分流管（２５
）、（２３）及びバイパス管（３０）を通して作動液（
５）をタンク（７′）内に強制的に貯蔵できるようにし
、一台のポンプ（２２）により蒸発部（１）内の作動液
面位の高さ（１を急速に低下し得るようにしたものであ
る。
更に他の一例を示すもので、第４図（イ）における分流
管（２３）のポンプ（２２）とタンク（７′ ）間にコ
ントロールバルブ（２８）を設け、コントロールバルブ
（２４）を設けた分流管（２５）のタンク（７′ ）側
をポンプ（２２）とコントロールバルブ（２８）間の分
流管（２３）に接続し、コントロールバルブ（２１）と
ポンプ（２２）間の分流管（２３）より、フントロール
バルブ（２９）を有する１３− バイパス管（３０）によりタンク（７′）と連結し、操
作信号（２１ａ ） 、（２２ａ ）、（２４ａ ）に
よりコントロールバルブ（２１）、（２４）、（２８）
、（２９）及びポンプ（２２）を調整し、分流管（２５
）、（２３）及びバイパス管（３０）を通して作動液（
５）をタンク（７′）内に強制的に貯蔵できるようにし
、一台のポンプ（２２）により蒸発部（１）内の作動液
面位の高さ（１を急速に低下し得るようにしたものであ
る。
尚、自然循環の場合分流管（２３）、（２５）の取出口
は配管（４）でなくても蒸発部（１）の下部のヘッダー
（１ｂ）からでも良い。
は配管（４）でなくても蒸発部（１）の下部のヘッダー
（１ｂ）からでも良い。
このように本発明制御方法によれば、セパレート型熱交
換装置の作動液循環回路の凝縮液側に分流管、コントロ
ールバルブ、ポンプ等を取付け、これを蒸発部内の作動
液面位の検出信号と設定信号の差により自動操作するこ
とにより、蒸発部内の作動液面位を変位させ、交換熱量
、加熱流体の出口温度又は被加熱流体の出口温度をほぼ
一定に保持することを可能にしたものである。
換装置の作動液循環回路の凝縮液側に分流管、コントロ
ールバルブ、ポンプ等を取付け、これを蒸発部内の作動
液面位の検出信号と設定信号の差により自動操作するこ
とにより、蒸発部内の作動液面位を変位させ、交換熱量
、加熱流体の出口温度又は被加熱流体の出口温度をほぼ
一定に保持することを可能にしたものである。
１４−
以下本発明制御方法を排ガス出口の白煙発生防止に適用
した例について説明する。
した例について説明する。
蒸発部及び凝縮部に直径５．０ＪｌｌＩＩＩｓ長さ５ｍ
の伝熱管を１４００本用いた第１図に示す強制循環方式
のセパレート型熱交換装置と、これに第３図（イ）に示
すように本発明制御方法を加えた熱交換装置とを用い、
排ガス入口温度２００℃、流量２００〜４０ＯＮｍ３
／ｈｒの条件で排熱回収を行なった。その結果、第５図
に示すように排ガス流量（ａ ）の変動により本発明制
御方法を加えない装置では、蒸発部内の作動液面位の高
さ１１は（ｂ ）に示すように常に２．５ ｍの高さを
保ち、その結果排ガス出口の温度は（Ｃ）に示すように
１１０〜１６０℃の範囲内に変動し、特に排ガス出口温
度が１３０℃以下では白煙公害を発生した。これに対し
本発明制御方法を行なった装置では、蒸発部内の作動液
面位の高さ（１が（ｄ ）に示すように自動的に変位し
、排ガス出口温度は（ｅ）に示すように設定温度である
１６０℃に保持され、白煙公害は全く認められなかった
。
の伝熱管を１４００本用いた第１図に示す強制循環方式
のセパレート型熱交換装置と、これに第３図（イ）に示
すように本発明制御方法を加えた熱交換装置とを用い、
排ガス入口温度２００℃、流量２００〜４０ＯＮｍ３
／ｈｒの条件で排熱回収を行なった。その結果、第５図
に示すように排ガス流量（ａ ）の変動により本発明制
御方法を加えない装置では、蒸発部内の作動液面位の高
さ１１は（ｂ ）に示すように常に２．５ ｍの高さを
保ち、その結果排ガス出口の温度は（Ｃ）に示すように
１１０〜１６０℃の範囲内に変動し、特に排ガス出口温
度が１３０℃以下では白煙公害を発生した。これに対し
本発明制御方法を行なった装置では、蒸発部内の作動液
面位の高さ（１が（ｄ ）に示すように自動的に変位し
、排ガス出口温度は（ｅ）に示すように設定温度である
１６０℃に保持され、白煙公害は全く認められなかった
。
このように本発明制御方法によればセパレート型熱交換
装置の交換熱量、排ガス出口の温度又は被加熱流体出口
の温度の制御或いは熱交換の停止が可能となる顕著な効
果を奏するものである。
装置の交換熱量、排ガス出口の温度又は被加熱流体出口
の温度の制御或いは熱交換の停止が可能となる顕著な効
果を奏するものである。
第１図は従来の強制循環方式によるセパレート型熱交換
装置の一例を示す説明図、第２図は同装置の蒸発部を示
す説明図、第３図（イ）、（ロ）、（ハ）はそれぞれ強
制循環方式における本発明制御方法の一例を示す説明図
、第４図（イ）、（ロ）、（ハ）はそれぞれ自然循環方
式における本発明制御方法の一例を示す説明図、第５図
は第１図に示す従来の熱交換装置と第３図（イ）に示す
本発明制御方法を行なった熱交換装置による排熱回収時
の排ガス出口温度の変動を比較した説明図である。 （１） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
蒸発部（２） ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ 凝縮部（３） （４） ・・・・・・・・・
・・・ 配 管（５） ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・ 作動液（６） ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ 循環ポンプ（７） ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ 作動液タンク（
８） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
非凝縮ガスの排出口（１０） （１１） （１ｇ） （
２１） （２４）・・・・・・・・・・・・・・・・・
・川 コント［１−ルバルブ（１２） （２０） （２
３） （２５）分流管（１４） （１４’ ） ・・・
・・自・・ 液面計（１５） ・・・・・・・・・・・
・・・・川・・・ 液面コントローラー（１７） （２
２） （２７） ・・・ ポンプ１７−
装置の一例を示す説明図、第２図は同装置の蒸発部を示
す説明図、第３図（イ）、（ロ）、（ハ）はそれぞれ強
制循環方式における本発明制御方法の一例を示す説明図
、第４図（イ）、（ロ）、（ハ）はそれぞれ自然循環方
式における本発明制御方法の一例を示す説明図、第５図
は第１図に示す従来の熱交換装置と第３図（イ）に示す
本発明制御方法を行なった熱交換装置による排熱回収時
の排ガス出口温度の変動を比較した説明図である。 （１） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
蒸発部（２） ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ 凝縮部（３） （４） ・・・・・・・・・
・・・ 配 管（５） ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・ 作動液（６） ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ 循環ポンプ（７） ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ 作動液タンク（
８） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
非凝縮ガスの排出口（１０） （１１） （１ｇ） （
２１） （２４）・・・・・・・・・・・・・・・・・
・川 コント［１−ルバルブ（１２） （２０） （２
３） （２５）分流管（１４） （１４’ ） ・・・
・・自・・ 液面計（１５） ・・・・・・・・・・・
・・・・川・・・ 液面コントローラー（１７） （２
２） （２７） ・・・ ポンプ１７−
Claims (2)
- （１）加熱流体による蒸発部と被加熱流体による凝縮部
とを分離して配置し、この間を断熱配管により連結して
循環閉回路を形成し、該回路内に作動液を循環させて作
動液の相変態により加熱流体と被加熱流体間で熱交換を
行なう装置において、蒸発部内の作動液面位を変位させ
て交換熱量を制御又は熱交換を停止することを特徴とす
るセパレート型熱交換装置の交換熱量制御方法。 - （２）蒸発部の加熱流体の出口温度又は凝縮部の被加熱
流体の出口温度を検出し、該検出値を設定値と比較して
蒸発部内の作動液面位を変位させる特許請求の範囲第１
項記載のセパレート型熱交換装置の交換熱量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188108A JPS6080088A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | セパレ−ト型熱交換装置の交換熱量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188108A JPS6080088A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | セパレ−ト型熱交換装置の交換熱量制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080088A true JPS6080088A (ja) | 1985-05-07 |
Family
ID=16217838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58188108A Pending JPS6080088A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | セパレ−ト型熱交換装置の交換熱量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6080088A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4750543A (en) * | 1985-07-15 | 1988-06-14 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Pumped two-phase heat transfer loop |
| JPH02115014U (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-14 | ||
| CN103090711A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-05-08 | 北京德能恒信科技有限公司 | 一种动力热管系统 |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58188108A patent/JPS6080088A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4750543A (en) * | 1985-07-15 | 1988-06-14 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Pumped two-phase heat transfer loop |
| JPH02115014U (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-14 | ||
| JPH0440970Y2 (ja) * | 1989-03-02 | 1992-09-25 | ||
| CN103090711A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-05-08 | 北京德能恒信科技有限公司 | 一种动力热管系统 |
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