JPS63113296A - 沸点温度調整型流体冷却器 - 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】 金１！ｕＵまた亘 本発明は、熱交換器、特に流体冷却器に関するものであ
る。

葺」ξ生ｉ折 熱交換器とは、一般に加熱源（ボイラーの燃焼部のよう
なものを示す）を持たない加熱器、冷却器、再沸器、凝
縮器、蒸発器、給水加熱器のような伝熱用装置を意味す
るが、その中でも高温流体の熱エネルギを冷却水移動さ
せる水冷式の流体冷却器が良く知られている。

第３図は、従来例としての流体冷却器で、冷却用流体に
水を用いた水冷式の冷却器の概念図を示すものである。

１は冷却水２が満された密閉容器で、冷却水２の中を高
温流体７用の熱交換パイプ３が貫通している。高温流体
７は、入口温度を有し、熱交換パイプ３の容器の一方側
壁部上方の流入部８から冷却水中に流入し、密閉容器Ｉ
内の冷却水２によって流量、温度差、伝熱面積、熱伝導
率等によって決まる熱量を奪われ、容器の他方側壁部下
方の排出部９より流出する。

冷却水２は、容器の底部に設けられている流入部４から
流入し、高温流体から奪った熱量に相当する温度上昇を
伴いながら容器上部に設けられた排出部５から排出され
る。

そして、高温流体の流出部の温度（出口温度）の設定値
を変更する場合や、高温流体の流量入口温度、又は冷却
水の入口温度等が変動した場合には、冷却水の流量を調
整することにより、冷却能力（単位時間の熱移動量）を
変化させ、所定の出口温度を得ていたのである。

■が”ンしようとする□　占 しかしながら、冷却用流体の流量を調整して高温流体の
出口温度を調整するためには、流体温度検知手段と冷却
用流体の流量制御手段を用いて大きな冷却水の流量変化
を行わねばならず、特に高温流体の温度低下を大きく採
る場合は、多量の冷却水を必要とするため、技術的、経
済的見地から不都合な面が多いという問題点を有してい
た。

本発明は、そのような問題点を解消し、水量の少い場所
でも簡単に高温流体の出口温度の設定が任意に調整でき
る沸点温度調整型の流体冷却器を堤供することを目的と
するものである。

。　占を　′するための 本発明は、流体冷却器における高温流体用の冷却流体密
閉容器内の冷却流体圧力を調整する手段を設けることに
より、高温流体用の熱交換パイプが貫通している冷却用
流体の沸点温度を調整し、高温流体の出口温度の設定値
を任意に変更できるようにしたものである。

スーーー膳−−−医 以下、実施例により本発明を詳述するが、いずれの実施
例においても、前述した従来例と同一構成部分について
は、同一符号を付し、説明の一部を省略する。

（第１実施例） 第１図は、本発明の第１実施例を示す概略断面図で、冷
却用流体として水を使用し、高温流体の出口温度が１０
０℃以上になる様に冷却する場合の例を示す。

密閉容器１の中には、冷却水２の水位を測定検知するフ
ロートＩＯが設けられ、支点１１に枢着されたシーソー
レバー１２と連動杆１３を介して冷却水流入パイプ２ａ
に設けたフロート式シャフト・オフ弁１４を開閉し、冷
却水２の流入量を制御するようになっており、これらは
冷却用流体の補充手段として作用する。

１５は、蒸気排出パイプで、これに設けた圧力調整手段
である圧力調整弁１６の作動により容器内圧力を調整す
るようになっている。

熱交換パイプ３を流れる高温流体７は、容器１内の冷却
水２により熱を奪われ、所定の設定温度まで温度が低下
して排出部９より流出する。

一方、冷却水２の方は、高温流体７から奪った熱によ恒
温度が上昇し、容器内の圧力に応じた沸点温度まで上昇
すると冷却水の温度上昇は停止する。

冷却水の圧力が一定で、フロート１０による液面制御手
段により、常に熱交換に必要な量の冷却水が補給される
ので、一定温度で、沸騰がｍ続し、高温流体の流量、入
口温度に変動があっても、沸点温度以下での冷却用流体
入口温度の若干の変動に関係なく、冷却器の冷却能力の
範囲内で、高温流体出口温度を所望の温度に調整するこ
とができる。

冷却器の容量（主として伝熱面積）を大きくとれば、高
温流体の温度を冷却水の沸点近くまで下げることができ
る。

例えば、容器内の圧力を２気圧に設定すれば、水の沸点
温度は１２０℃となり、容器内の圧力を４．９気圧にす
ると、水の沸点温度は１５０℃となる。

従って、圧力調整弁１６の設定圧力を、それらの圧力に
セットすることにより、高温流体の出口温度を任意に設
定することが出来るのである。

（第２実施例） 第２図は、本発明の第２実施例を示す概略断面図で、設
定圧力を冷却水排出部圧力（通常大気圧）より低く設定
する例を示す。

蒸気排出パイプ１５には、ポンプ制御装置１９により制
御される排気ポンプ１８が設けられている。１７は圧力
検知器で、先端部に設けた圧力センサー１７ａにより密
閉容器１内の圧力を測定検知してポンプ制御装置１９へ
信号を入力する。

以下に作用を説明する。

冷却流体として水を使用する場合、容器内圧力が１気圧
より低い時、例えば０．４８気圧では冷却水は８０℃で
沸騰する。

したがって、冷却水２の温度が上昇しようとすると、冷
却水の１発作用が盛んになり、その結果、蒸気となって
逃げる熱量も多くなるので、容器内圧力が変らないかぎ
り冷却水２の温度は上昇しない。

容器内圧力が、ある許容範囲以上に上昇した場合、この
圧力上昇は、圧力検知器１７のセンサー１７ａによって
検知され、ポンプ制御装置を介して排気ポンプ１８を作
動させる。排気ポンプ１８の作動により、容器内の圧力
が再び設定圧力まで低下すると、排気ポンプ１８は作動
を停止し、容器内圧力を常に一定の圧力例えば前出の０
．４８気圧に保つので、冷却水２も０．４８気圧に対応
した沸点、即ち８０℃で沸騰を続け、熱交換パイプ３内
を流れる高温流体の出口温度もまた所定の範囲内におい
て一定に保たれるのである。なお、上記排気ポンプは、
排気量を連続的に変化させて制御を行う形式のものでも
よい。

従って、本実施例においても、圧力調整手段としてのポ
ンプ制御装置及び排気ポンプの作動圧力を任意の圧力に
セットすることにより、高温流体の出口の出口温度を所
定の許容範囲内で任意に設定することができる。

充−皿−■−炊−果 以上説明したように、本発明によれば、前述した冷却用
流体の密閉容器内の圧力を所定の値に設定することによ
り、変動する高温流体流量、流入温度及び冷却流体流入
温度に対して、流体温度検知手段と冷却流体流量制御手
段を用いなくても、高温流体の温度制御が冷却器能力内
において可能である。

また、本発明の特徴として冷却流用体の蒸発潜熱を有効
に利用できるので消費される冷却用流体の量が少くてす
む。

従って、本発明の冷却器は、高温流体温度を連続して制
御することはもとより、流体が危険温度に達した時冷却
を開始する緊急冷却器としても利用できる。又、冷却用
流体の流量を多くとれない場所においての使用に適して
いる。

プラントや流体を使用する設備におけるラインクーラー
や原子炉の一次冷却水等の作動流体の非常用冷却器等に
最適である。

但し、高温流体出口温度の厳密な制御を必要とする場合
は、本発明の冷却装置の他に、更に別の制御手段を設け
ればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す概略断面図、第２
図は本発明の第２実施例を示す概略断面図、第３図は、
従来例の流体冷却器の概念図を示すものである。 １・・・密閉容器 ２・・・冷却用流体 ３・・・高温流体用熱交換パイプ ７・・・高温流体 １４・・・冷却用流体を補充する手段 １６、１８・・・密閉容器内の圧力を調整する手段。 特許出願人　　帝人製機株式会社 代理人　弁理士　　荒　木　昭　生 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却用流体の密閉容器内の圧力を調整する手段と、前記
   冷却用流体を補充する手段と、前記冷却用流体内を貫通
   する高温流体用の熱交換パイプを有することを特徴とす
   る沸点温度調整型の流体冷却器。