JPH11316092A - 空冷式熱交換器及びそれを用いた蒸留装置 - Google Patents
空冷式熱交換器及びそれを用いた蒸留装置Info
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- JPH11316092A JPH11316092A JP12148298A JP12148298A JPH11316092A JP H11316092 A JPH11316092 A JP H11316092A JP 12148298 A JP12148298 A JP 12148298A JP 12148298 A JP12148298 A JP 12148298A JP H11316092 A JPH11316092 A JP H11316092A
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- 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
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
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-
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- F28D2001/026—Cores
- F28D2001/0273—Cores having special shape, e.g. curved, annular
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝熱効率が高く、構成が簡単で小型化及び軽
量化が可能な空冷式熱交換器及びそれを用いた蒸留装置
を提供する。 【解決手段】 冷却媒体となる空気Ｂによりプロセス流
体Ａを冷却する環状の熱交換器２２であり、複数個の矩
形状の伝熱エレメント３１、３１、…が、それぞれの主
面３１ａが周方向に向くように環状に配設され、これら
の伝熱エレメント３１内の間隙が密閉系のプロセス流体
Ａの流路４７とされ、これらの伝熱エレメント３１、３
１間の間隙が大気開放系の空気Ｂの流路４８とされ、空
気Ｂの流路４８には、流路４８を形成する伝熱エレメン
ト３１、３１間の間隔を保持するスペーサを兼ねた放熱
部材３３が配設され、これらの伝熱エレメント３１、３
１、…は、上下それぞれに配設される環状の押さえ部材
３４、３５と、外周に卷回される卷回部材３９により、
全体の形状が環状に保持されることを特徴とする。
量化が可能な空冷式熱交換器及びそれを用いた蒸留装置
を提供する。 【解決手段】 冷却媒体となる空気Ｂによりプロセス流
体Ａを冷却する環状の熱交換器２２であり、複数個の矩
形状の伝熱エレメント３１、３１、…が、それぞれの主
面３１ａが周方向に向くように環状に配設され、これら
の伝熱エレメント３１内の間隙が密閉系のプロセス流体
Ａの流路４７とされ、これらの伝熱エレメント３１、３
１間の間隙が大気開放系の空気Ｂの流路４８とされ、空
気Ｂの流路４８には、流路４８を形成する伝熱エレメン
ト３１、３１間の間隔を保持するスペーサを兼ねた放熱
部材３３が配設され、これらの伝熱エレメント３１、３
１、…は、上下それぞれに配設される環状の押さえ部材
３４、３５と、外周に卷回される卷回部材３９により、
全体の形状が環状に保持されることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空冷式熱交換器及
びそれを用いた蒸留装置に関し、特に、伝熱効率が高
く、構成が簡単で小型化及び軽量化が可能な空冷式熱交
換器及びそれを用いた蒸留装置に関するものである。
びそれを用いた蒸留装置に関し、特に、伝熱効率が高
く、構成が簡単で小型化及び軽量化が可能な空冷式熱交
換器及びそれを用いた蒸留装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、石油精製プラントや石油化学プラ
ントで使用される蒸留塔に付帯する空冷式熱交換器（コ
ンデンサー、液クーラー）には、多管式熱交換器が多用
されている。しかしながら、従来の多管式熱交換器は、
多大な設置面積と付帯配管を必要としているために、製
造コストが高く、工期も長くなる等の問題点があり不利
である。また、この多管式熱交換器を蒸留塔の塔頂に組
み込もうとする場合、その外形寸法が大きく、また、そ
の重量も大きなものとなることから、この多管式熱交換
器を単に蒸留塔の上に積み重ねるという方法では、とう
てい組み込むことができない。
ントで使用される蒸留塔に付帯する空冷式熱交換器（コ
ンデンサー、液クーラー）には、多管式熱交換器が多用
されている。しかしながら、従来の多管式熱交換器は、
多大な設置面積と付帯配管を必要としているために、製
造コストが高く、工期も長くなる等の問題点があり不利
である。また、この多管式熱交換器を蒸留塔の塔頂に組
み込もうとする場合、その外形寸法が大きく、また、そ
の重量も大きなものとなることから、この多管式熱交換
器を単に蒸留塔の上に積み重ねるという方法では、とう
てい組み込むことができない。
【０００３】そこで、この多管式熱交換器を、組み込む
蒸留塔の塔頂の寸法に合わせて相似的に縮小した構造の
ものも考えられるが、この構造では、同時に伝熱面積も
縮小するために伝熱面積が不足し、かつ空気側の圧力損
失が大きくなるので、設計が困難であるという問題点が
あった。
蒸留塔の塔頂の寸法に合わせて相似的に縮小した構造の
ものも考えられるが、この構造では、同時に伝熱面積も
縮小するために伝熱面積が不足し、かつ空気側の圧力損
失が大きくなるので、設計が困難であるという問題点が
あった。
【０００４】多管式熱交換器を蒸留塔の塔頂に組み込ん
だ構造としては、例えば、特公昭４９−１５５４７号公
報に開示された塔頂凝縮器がある。図８は、この塔頂凝
縮器１を示す部分破断平面図、図９は、図８のＡ−Ａ線
に沿う断面図であり、個々に図示されていない直立の多
管式熱交換器であるフインチューブ管束２は塔頂３の塔
頂頂蓋３ａの上方に等辺多角形に配置され、かつ塔頂３
に対し共軸に塔頂３に隣接して配置されている。
だ構造としては、例えば、特公昭４９−１５５４７号公
報に開示された塔頂凝縮器がある。図８は、この塔頂凝
縮器１を示す部分破断平面図、図９は、図８のＡ−Ａ線
に沿う断面図であり、個々に図示されていない直立の多
管式熱交換器であるフインチューブ管束２は塔頂３の塔
頂頂蓋３ａの上方に等辺多角形に配置され、かつ塔頂３
に対し共軸に塔頂３に隣接して配置されている。
【０００５】前記管束２の上方にある蒸気分配室４が塔
頂３に、管束２の下方にある凝縮物捕集室５が環状補集
管６及び閉鎖弁７を介して凝集物取り出しに使用される
導管８に接続されている。また、冷却空気強制通風のた
め底板１１及びフッド１２からなるケーシング、及び少
なくとも１つのベンチレータ１３を備えている。また、
塔頂頂蓋３ａから導出される、塔頂３に比しかなり小さ
い外径のオートベーパ上昇管１４がその上端から出るオ
ートベーパ分配管１５を有している。
頂３に、管束２の下方にある凝縮物捕集室５が環状補集
管６及び閉鎖弁７を介して凝集物取り出しに使用される
導管８に接続されている。また、冷却空気強制通風のた
め底板１１及びフッド１２からなるケーシング、及び少
なくとも１つのベンチレータ１３を備えている。また、
塔頂頂蓋３ａから導出される、塔頂３に比しかなり小さ
い外径のオートベーパ上昇管１４がその上端から出るオ
ートベーパ分配管１５を有している。
【０００６】この分配管１５はほとんど直線的に走り、
オートベーパ上昇管１４に対し放射状に塔頂３の周縁を
大きく超えてほぼ水平に拡がり、かつオートベーパ上昇
管１４とともに凝縮器１の支持構造を形成している。そ
の際、各オートベーパ分配管１５は、オートベーパ上昇
管１４と反対側の端部に接続固定するフインチューブ管
束２の数に応ずる分岐管１６を有し、共通の分配管１５
に属する管束２がすべて１平面に配置されている。
オートベーパ上昇管１４に対し放射状に塔頂３の周縁を
大きく超えてほぼ水平に拡がり、かつオートベーパ上昇
管１４とともに凝縮器１の支持構造を形成している。そ
の際、各オートベーパ分配管１５は、オートベーパ上昇
管１４と反対側の端部に接続固定するフインチューブ管
束２の数に応ずる分岐管１６を有し、共通の分配管１５
に属する管束２がすべて１平面に配置されている。
【０００７】この塔頂凝縮器１では、ベンチレータ１３
の吸込側は凝縮器１の内部空間に面しており、図９中矢
印Ｘは外部から導入される新しい空気、矢印Ｙは凝縮器
１内部空間から排出される排出空気を示している。この
塔頂凝縮器１は、特に流入する冷却空気に対し小さい温
度差を有する媒体を凝縮する場合に適したものである。
の吸込側は凝縮器１の内部空間に面しており、図９中矢
印Ｘは外部から導入される新しい空気、矢印Ｙは凝縮器
１内部空間から排出される排出空気を示している。この
塔頂凝縮器１は、特に流入する冷却空気に対し小さい温
度差を有する媒体を凝縮する場合に適したものである。
【０００８】また、従来の空冷式熱交換器の問題点を解
決するための他の構造の熱交換器としては、エチレン装
置や空気深冷分離装置の蒸留塔に用いられているプレー
トフイン型熱交換器や、ガスケット式プレート熱交換器
がある。
決するための他の構造の熱交換器としては、エチレン装
置や空気深冷分離装置の蒸留塔に用いられているプレー
トフイン型熱交換器や、ガスケット式プレート熱交換器
がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の塔頂凝縮器では、その外形寸法及び重量が非常に大
きなものとなるために、この外形寸法及び重量を支え得
るような特別な条件を備えた減圧蒸留装置のような高さ
に対して直径が大きい蒸留塔にしか適用することができ
ないという問題点があった。
来の塔頂凝縮器では、その外形寸法及び重量が非常に大
きなものとなるために、この外形寸法及び重量を支え得
るような特別な条件を備えた減圧蒸留装置のような高さ
に対して直径が大きい蒸留塔にしか適用することができ
ないという問題点があった。
【００１０】また、上述したプレートフイン型熱交換器
を空冷式熱交換器として使用した場合、空気側の圧力損
失が大きく、送風フアン動力が過大となり、製作上から
大きさに制限があり、さらに、この熱交換器は、価格が
高いために、双方の流体がクリーンな液及びその蒸気の
場合で、かつ操作温度がマイナス数十℃以下という特殊
な条件の場合でなければ、コスト的に成り立たない。
を空冷式熱交換器として使用した場合、空気側の圧力損
失が大きく、送風フアン動力が過大となり、製作上から
大きさに制限があり、さらに、この熱交換器は、価格が
高いために、双方の流体がクリーンな液及びその蒸気の
場合で、かつ操作温度がマイナス数十℃以下という特殊
な条件の場合でなければ、コスト的に成り立たない。
【００１１】さらに、上述したガスケット式プレート熱
交換器を空冷式熱交換器として使用した場合、プロセス
流体（塔頂生成物）側及び空気側それぞれの流路面積を
自由に取ることができず、空気側の圧力損失が大きく、
かつ伝熱板を締結しているエンドプレートの重量が大き
く、蒸留塔の塔頂に組み込むには不利であるという問題
点があった。
交換器を空冷式熱交換器として使用した場合、プロセス
流体（塔頂生成物）側及び空気側それぞれの流路面積を
自由に取ることができず、空気側の圧力損失が大きく、
かつ伝熱板を締結しているエンドプレートの重量が大き
く、蒸留塔の塔頂に組み込むには不利であるという問題
点があった。
【００１２】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、伝熱効率が高く、構成が簡単で小型化及び
軽量化が可能な空冷式熱交換器及びそれを用いた蒸留装
置を提供することを目的とする。
のであって、伝熱効率が高く、構成が簡単で小型化及び
軽量化が可能な空冷式熱交換器及びそれを用いた蒸留装
置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な空冷式熱交換器及びそれを用いた
蒸留装置を提供する。すなわち、本発明の請求項１記載
の空冷式熱交換器は、冷却媒体となる空気によりプロセ
ス流体を冷却する環状の熱交換器であり、複数枚の矩形
板状の伝熱部材を、これらの伝熱部材のそれぞれの主面
が周方向に向くように環状に配設し、これらの伝熱部材
間に形成されるそれぞれの間隙を流路とし、これら流路
は、密閉系のプロセス流体の流路と、大気開放系の空気
の流路とを交互に配設した構成とし、前記空気の流路
に、該流路を形成する伝熱部材の間隔を保持するスペー
サを兼ねた放熱部材を配設し、これらの伝熱部材を、上
下それぞれに配設される環状の押さえ部材と、外周に卷
回される卷回部材により、全体の形状を環状に保持した
ことを特徴としている。
に、本発明は次の様な空冷式熱交換器及びそれを用いた
蒸留装置を提供する。すなわち、本発明の請求項１記載
の空冷式熱交換器は、冷却媒体となる空気によりプロセ
ス流体を冷却する環状の熱交換器であり、複数枚の矩形
板状の伝熱部材を、これらの伝熱部材のそれぞれの主面
が周方向に向くように環状に配設し、これらの伝熱部材
間に形成されるそれぞれの間隙を流路とし、これら流路
は、密閉系のプロセス流体の流路と、大気開放系の空気
の流路とを交互に配設した構成とし、前記空気の流路
に、該流路を形成する伝熱部材の間隔を保持するスペー
サを兼ねた放熱部材を配設し、これらの伝熱部材を、上
下それぞれに配設される環状の押さえ部材と、外周に卷
回される卷回部材により、全体の形状を環状に保持した
ことを特徴としている。
【００１４】請求項２記載の空冷式熱交換器は、請求項
１記載の空冷式熱交換器において、前記伝熱部材の上部
に配設される環状の押さえ部材が、プロセス流体供給用
分配管であり、前記伝熱部材の下部に配設される環状の
押さえ部材が、冷却されたプロセス流体回収用配管であ
ることを特徴としている。
１記載の空冷式熱交換器において、前記伝熱部材の上部
に配設される環状の押さえ部材が、プロセス流体供給用
分配管であり、前記伝熱部材の下部に配設される環状の
押さえ部材が、冷却されたプロセス流体回収用配管であ
ることを特徴としている。
【００１５】請求項３記載の空冷式熱交換器は、請求項
１または２記載の空冷式熱交換器において、前記放熱部
材が、良伝熱線材をらせん状に巻回したコイル状番線で
あることを特徴としている。
１または２記載の空冷式熱交換器において、前記放熱部
材が、良伝熱線材をらせん状に巻回したコイル状番線で
あることを特徴としている。
【００１６】請求項４記載の空冷式熱交換器は、請求項
１、２または３記載の空冷式熱交換器において、前記流
体の流路を形成する一対の伝熱部材を、矩形状の板部
を、その両端部が重なるように折曲げ、この両端部を気
密に接続したことを特徴としている。
１、２または３記載の空冷式熱交換器において、前記流
体の流路を形成する一対の伝熱部材を、矩形状の板部
を、その両端部が重なるように折曲げ、この両端部を気
密に接続したことを特徴としている。
【００１７】請求項５記載の蒸留装置は、蒸留塔の塔頂
に、請求項１、２、３または４記載の空冷式熱交換器を
設けたことを特徴としている。
に、請求項１、２、３または４記載の空冷式熱交換器を
設けたことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の空冷式熱交換器及びそれ
を用いた蒸留装置の一実施形態について図面に基づき説
明する。図１は本発明の一実施形態の蒸留装置を示す正
面図であり、図において、蒸留塔２１の塔頂２１ａに
は、図示しない架台上に空冷式熱交換器２２が設けら
れ、この空冷式熱交換器２２は、塔頂生成物の気体であ
るプロセス流体Ａを供給する配管２３と、プロセス流体
Ａを冷却凝縮して得られる液体であるプロセス流体Ａ’
を塔頂２１ａに還流する配管２４とにより蒸留塔２１の
塔頂２１ａに接続されており、これらの配管２３、２４
は、空冷式熱交換器２２を塔頂２１ａに保持する支持構
造物を兼ねている。
を用いた蒸留装置の一実施形態について図面に基づき説
明する。図１は本発明の一実施形態の蒸留装置を示す正
面図であり、図において、蒸留塔２１の塔頂２１ａに
は、図示しない架台上に空冷式熱交換器２２が設けら
れ、この空冷式熱交換器２２は、塔頂生成物の気体であ
るプロセス流体Ａを供給する配管２３と、プロセス流体
Ａを冷却凝縮して得られる液体であるプロセス流体Ａ’
を塔頂２１ａに還流する配管２４とにより蒸留塔２１の
塔頂２１ａに接続されており、これらの配管２３、２４
は、空冷式熱交換器２２を塔頂２１ａに保持する支持構
造物を兼ねている。
【００１９】また、蒸留塔２１の塔頂２１ａ内には、前
記配管２４からの液体であるプロセス流体Ａ’を貯留す
るための容器（溢流せきを備えた棚板）２５が設けら
れ、この容器２５には、プロセス流体Ａ’を蒸留塔２１
から一部抜出すための調節弁２６を備えた配管２７が接
続されている。この蒸留装置は、前記容器２５からプロ
セス流体Ａ’が一定量溢流するような条件で運転され
る。
記配管２４からの液体であるプロセス流体Ａ’を貯留す
るための容器（溢流せきを備えた棚板）２５が設けら
れ、この容器２５には、プロセス流体Ａ’を蒸留塔２１
から一部抜出すための調節弁２６を備えた配管２７が接
続されている。この蒸留装置は、前記容器２５からプロ
セス流体Ａ’が一定量溢流するような条件で運転され
る。
【００２０】空冷式熱交換器２２は、図２〜図４に示す
ように、複数個の矩形状の伝熱エレメント３１が、これ
らの伝熱エレメント３１のそれぞれの主面３１ａが周方
向に向くように環状に配設され、これら伝熱エレメント
３１それぞれの間には、流路抵抗が小さく、伝熱促進及
び伝熱エレメント３１の間隔を保持するスペーサを兼ね
た放熱部材である複数個のコイル状番線３２、３２、…
が配設され、さらに、伝熱エレメント３１、３１の上端
部同士を気密状態で接続するパーティションバー３３が
配設されている。上記において、コイル状番線３２、３
２、…及びパーティションバー３３、３３は、環状中心
方向に向かってその幅が狭くなるようになっている。
ように、複数個の矩形状の伝熱エレメント３１が、これ
らの伝熱エレメント３１のそれぞれの主面３１ａが周方
向に向くように環状に配設され、これら伝熱エレメント
３１それぞれの間には、流路抵抗が小さく、伝熱促進及
び伝熱エレメント３１の間隔を保持するスペーサを兼ね
た放熱部材である複数個のコイル状番線３２、３２、…
が配設され、さらに、伝熱エレメント３１、３１の上端
部同士を気密状態で接続するパーティションバー３３が
配設されている。上記において、コイル状番線３２、３
２、…及びパーティションバー３３、３３は、環状中心
方向に向かってその幅が狭くなるようになっている。
【００２１】上記環状に配設された伝熱エレメント３
１、３１、…は、空冷式熱交換器２２の上部に配設され
た環状パイプを２分割した断面半円形のプロセス流体供
給用分配管であるベーパーヘッダー（押さえ部材）３４
と、下部に配設された環状パイプを２分割した断面半円
形のプロセス流体回収用配管であるコンデンセートヘッ
ダー（押さえ部材）３５とを備え、さらに、空冷式熱交
換器２２の中央上部には、冷却媒体となる空気Ｂを外部
に強制通気するためのファン３６が、シャフト３７、モ
ーター及び減速機３８を介して設けられている。
１、３１、…は、空冷式熱交換器２２の上部に配設され
た環状パイプを２分割した断面半円形のプロセス流体供
給用分配管であるベーパーヘッダー（押さえ部材）３４
と、下部に配設された環状パイプを２分割した断面半円
形のプロセス流体回収用配管であるコンデンセートヘッ
ダー（押さえ部材）３５とを備え、さらに、空冷式熱交
換器２２の中央上部には、冷却媒体となる空気Ｂを外部
に強制通気するためのファン３６が、シャフト３７、モ
ーター及び減速機３８を介して設けられている。
【００２２】この空冷式熱交換器２２は、ベーパーヘッ
ダー３４を上部押さえ部材とし、コンデンセートヘッダ
ー３５を下部押さえ部材とし、さらに、外周に巻回され
ているスティフナリング（巻回部材）３９により全体形
状を環状に保持している。
ダー３４を上部押さえ部材とし、コンデンセートヘッダ
ー３５を下部押さえ部材とし、さらに、外周に巻回され
ているスティフナリング（巻回部材）３９により全体形
状を環状に保持している。
【００２３】ベーパーヘッダー３４は、断面半割状の内
部がプロセス流体Ａの分配流路とされたもので、配管２
３に接続されている。コンデンセートヘッダー３５は、
断面半割状の内部が液化したプロセス流体Ａ’の流路と
されたもので、配管２４に接続されている。
部がプロセス流体Ａの分配流路とされたもので、配管２
３に接続されている。コンデンセートヘッダー３５は、
断面半割状の内部が液化したプロセス流体Ａ’の流路と
されたもので、配管２４に接続されている。
【００２４】伝熱エレメント３１は、図５に示すよう
に、伝熱性を有するステンレス、アルミニウム等の矩形
状の板部材４１が、その両端部４２、４３が重なるよう
に２つに折曲げられ、この両端部４２、４３が溶接によ
り気密状態になるように接続されている。そして、２つ
に折曲げられた板部材４１のそれぞれの面４１ａ、４１
ｂには、これらの面４１ａ、４１ｂ間の間隔を保持する
ための複数の突部４４が互いに対向するように形成され
るとともに、これらの面４１ａ、４１ｂのそれぞれの角
部間の間隔保持及び補強を兼ねるエンドピース４５、４
６が溶接により固定されている。
に、伝熱性を有するステンレス、アルミニウム等の矩形
状の板部材４１が、その両端部４２、４３が重なるよう
に２つに折曲げられ、この両端部４２、４３が溶接によ
り気密状態になるように接続されている。そして、２つ
に折曲げられた板部材４１のそれぞれの面４１ａ、４１
ｂには、これらの面４１ａ、４１ｂ間の間隔を保持する
ための複数の突部４４が互いに対向するように形成され
るとともに、これらの面４１ａ、４１ｂのそれぞれの角
部間の間隔保持及び補強を兼ねるエンドピース４５、４
６が溶接により固定されている。
【００２５】この伝熱エレメント３１では、これらの面
４１ａ、４１ｂの間に形成された隙間がプロセス流体Ａ
の流路４７とされている。そして、周方向に配設された
これらの伝熱エレメント３１、３１、…間に形成された
隙間が大気開放系として冷却媒体となる空気Ｂの流路４
８とされている。
４１ａ、４１ｂの間に形成された隙間がプロセス流体Ａ
の流路４７とされている。そして、周方向に配設された
これらの伝熱エレメント３１、３１、…間に形成された
隙間が大気開放系として冷却媒体となる空気Ｂの流路４
８とされている。
【００２６】この蒸留装置では、蒸留塔２１内で生成さ
れた気体のプロセス流体Ａは、塔頂２１ａに接続された
配管２３を介して空冷式熱交換器２２のベーパーヘッダ
ー３４内に導入され、該ベーパーヘッダー３４内を周方
向に流動しながら配列された各伝熱エレメント３１の流
路４７内に分配供給される。
れた気体のプロセス流体Ａは、塔頂２１ａに接続された
配管２３を介して空冷式熱交換器２２のベーパーヘッダ
ー３４内に導入され、該ベーパーヘッダー３４内を周方
向に流動しながら配列された各伝熱エレメント３１の流
路４７内に分配供給される。
【００２７】一方、ファン３６により、伝熱エレメント
３１、３１、…間の流路４８に冷却媒体となる空気Ｂが
導入され、伝熱エレメント３１、３１、…の表面を直接
空冷するとともに、コイル状番線３２、３２、…を介し
ても冷却する。これにより、伝熱エレメント３１、３
１、…内の気体であるプロセス流体Ａは冷却されて凝縮
し、液化する。この液化したプロセス流体Ａ’は、コン
デンセートヘッダー３５、配管２４を通過して塔頂２１
ａ内の容器２５に戻され、一部は蒸留塔２１内に還流す
るとともに、一部は調節弁２６、配管２７を経由して蒸
留塔２１から抜出される。
３１、３１、…間の流路４８に冷却媒体となる空気Ｂが
導入され、伝熱エレメント３１、３１、…の表面を直接
空冷するとともに、コイル状番線３２、３２、…を介し
ても冷却する。これにより、伝熱エレメント３１、３
１、…内の気体であるプロセス流体Ａは冷却されて凝縮
し、液化する。この液化したプロセス流体Ａ’は、コン
デンセートヘッダー３５、配管２４を通過して塔頂２１
ａ内の容器２５に戻され、一部は蒸留塔２１内に還流す
るとともに、一部は調節弁２６、配管２７を経由して蒸
留塔２１から抜出される。
【００２８】なお、本実施形態の空冷式熱交換器２２に
おいては、伝熱エレメント３１、３１間に、スペーサを
兼ねた放熱部材としてコイル状番線３２、３２、…を配
設した例を示したが、スペーサを兼ねた放熱部材は、伝
熱性があり、空気の流路抵抗が小さくかつ伝熱エレメン
ト３１、３１間の間隔保持機能を有するものであればい
ずれの放熱部材を用いてもよく、例えば、図６及び図７
に示すように、良伝熱材からなるパイプを縦に２分割し
て樋状とした半割パイプ５０等を用いることもできる。
おいては、伝熱エレメント３１、３１間に、スペーサを
兼ねた放熱部材としてコイル状番線３２、３２、…を配
設した例を示したが、スペーサを兼ねた放熱部材は、伝
熱性があり、空気の流路抵抗が小さくかつ伝熱エレメン
ト３１、３１間の間隔保持機能を有するものであればい
ずれの放熱部材を用いてもよく、例えば、図６及び図７
に示すように、良伝熱材からなるパイプを縦に２分割し
て樋状とした半割パイプ５０等を用いることもできる。
【００２９】このコイル状番線３２は、一般に用いられ
ているスペーサに比べて流路抵抗を非常に小さくするこ
とができるとともに、剛体でなく変形可能であるので、
伝熱エレメント３１、３１間の製作誤差や応力を吸収す
ることができ、さらに、配設密度を自由に変更すること
ができる等、設置自由度が大きいという特徴を有する。
一方、空冷式熱交換器２２の全体形状の剛性が不足して
いる場合には、上述した半割パイプ５０等の剛体の放熱
部材を適用することにより、剛性を向上させることがで
きる。
ているスペーサに比べて流路抵抗を非常に小さくするこ
とができるとともに、剛体でなく変形可能であるので、
伝熱エレメント３１、３１間の製作誤差や応力を吸収す
ることができ、さらに、配設密度を自由に変更すること
ができる等、設置自由度が大きいという特徴を有する。
一方、空冷式熱交換器２２の全体形状の剛性が不足して
いる場合には、上述した半割パイプ５０等の剛体の放熱
部材を適用することにより、剛性を向上させることがで
きる。
【００３０】また、本実施形態においては、上述したプ
レート型の伝熱エレメント３１、３１、…を環状に配設
することにより、従来、一般のプレート型熱交換器に必
須であったエンドプレートが不要となるので、軽量化を
達成することができ、伝熱密度も大きくすることができ
る。
レート型の伝熱エレメント３１、３１、…を環状に配設
することにより、従来、一般のプレート型熱交換器に必
須であったエンドプレートが不要となるので、軽量化を
達成することができ、伝熱密度も大きくすることができ
る。
【００３１】以上説明した様に、本実施形態の蒸留装置
によれば、蒸留塔２１の塔頂２１ａに空冷式熱交換器２
２を設けた構成としたので、空冷式熱交換器２２独自の
設置面積が不要になり、付帯配管も短くてよく、製造コ
ストを低減し、工期を短縮することができる。また、空
冷式熱交換器２２を蒸留塔２１と共に制作し据え付ける
ことができるので、熱交換器自体を独自に設置する工程
が不要となり、さらなる製造コストの低減、工期の短縮
が可能になる。
によれば、蒸留塔２１の塔頂２１ａに空冷式熱交換器２
２を設けた構成としたので、空冷式熱交換器２２独自の
設置面積が不要になり、付帯配管も短くてよく、製造コ
ストを低減し、工期を短縮することができる。また、空
冷式熱交換器２２を蒸留塔２１と共に制作し据え付ける
ことができるので、熱交換器自体を独自に設置する工程
が不要となり、さらなる製造コストの低減、工期の短縮
が可能になる。
【００３２】また、複数個の矩形状の伝熱エレメント３
１を、それぞれの主面３１ａが周方向に向くように環状
に配設したので、簡単な構成で、従来型の多管式熱交換
器、プレートフィン型熱交換器、ガスケット式プレート
熱交換器等に比べて伝熱効率を高くとることができる。
したがって、同じ熱交換能力に対して小型化、軽量化を
図ることができる。
１を、それぞれの主面３１ａが周方向に向くように環状
に配設したので、簡単な構成で、従来型の多管式熱交換
器、プレートフィン型熱交換器、ガスケット式プレート
熱交換器等に比べて伝熱効率を高くとることができる。
したがって、同じ熱交換能力に対して小型化、軽量化を
図ることができる。
【００３３】また、プロセス流体Ａの空気Ｂに対する接
触面積を大きくとることができ、冷却効率を向上させる
ことができる。また、空気Ｂ側の流路４８の面積を任意
に設定することができるので、空気Ｂ側の圧力損失を小
さくすることができる。
触面積を大きくとることができ、冷却効率を向上させる
ことができる。また、空気Ｂ側の流路４８の面積を任意
に設定することができるので、空気Ｂ側の圧力損失を小
さくすることができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の空冷式熱交
換器によれば、複数枚の矩形板状の伝熱部材を、これら
の伝熱部材のそれぞれの主面が周方向に向くように環状
に配設し、これらの伝熱部材間に形成されるそれぞれの
間隙を流路とし、これら流路は、密閉系のプロセス流体
の流路と、大気開放系の空気の流路とを交互に配設した
ので、従来の熱交換器に比べて伝熱効率を高めることが
できる。また、構成が簡単であるから、小型化及び軽量
化を図ることができる。
換器によれば、複数枚の矩形板状の伝熱部材を、これら
の伝熱部材のそれぞれの主面が周方向に向くように環状
に配設し、これらの伝熱部材間に形成されるそれぞれの
間隙を流路とし、これら流路は、密閉系のプロセス流体
の流路と、大気開放系の空気の流路とを交互に配設した
ので、従来の熱交換器に比べて伝熱効率を高めることが
できる。また、構成が簡単であるから、小型化及び軽量
化を図ることができる。
【００３５】また、本発明の蒸留装置は、蒸留塔の塔頂
に、本発明の空冷式熱交換器を設けたので、熱交換器独
自の設置面積が不要になり、設置用の架台や付帯配管も
軽減することができ、製造コストを低減し、工期を短縮
することができる。また、空冷式熱交換器を蒸留塔と共
に制作し据え付けることができるので、熱交換器自体を
独自に設置する工程が不要となり、さらなる製造コスト
の低減、工期の短縮が可能になる。
に、本発明の空冷式熱交換器を設けたので、熱交換器独
自の設置面積が不要になり、設置用の架台や付帯配管も
軽減することができ、製造コストを低減し、工期を短縮
することができる。また、空冷式熱交換器を蒸留塔と共
に制作し据え付けることができるので、熱交換器自体を
独自に設置する工程が不要となり、さらなる製造コスト
の低減、工期の短縮が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の蒸留装置を示す正面図
である。
である。
【図２】 本発明の一実施形態の空冷式熱交換器を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図３】 本発明の一実施形態の空冷式熱交換器を示す
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図４】 本発明の一実施形態の空冷式熱交換器を示す
一部破断平面図である。
一部破断平面図である。
【図５】 本発明の一実施形態の空冷式熱交換器の伝熱
エレメントを示す図であり、（ａ）は分解斜視図、
（ｂ）は全体構成を示す斜視図である。
エレメントを示す図であり、（ａ）は分解斜視図、
（ｂ）は全体構成を示す斜視図である。
【図６】 本発明の一実施形態の空冷式熱交換器の変形
例を示す部分分解側面図である。
例を示す部分分解側面図である。
【図７】 図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】 従来の塔頂凝縮器を示す部分破断平面図であ
る。
る。
【図９】 図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
１ 塔頂凝縮器 ２ フインチューブ管束 ３ 塔頂 ３ａ 塔頂頂蓋 ４ 蒸気分配室 ５ 凝縮物捕集室 ６ 環状補集管 ７ 閉鎖弁 ８ 導管 １１ 底板 １２ フッド １３ ベンチレータ １４ オートベーパ上昇管 １５ オートベーパ分配管 １６ 分岐管 ２１ 蒸留塔 ２１ａ 塔頂 ２２ 空冷式熱交換器 ２３ 配管 ２４ 配管 ２５ 容器 ２６ 調節弁 ２７ 配管 ３１ 伝熱エレメント ３１ａ 主面 ３２ コイル状番線 ３３ パーティションバー ３４ ベーパーヘッダー（押さえ部材） ３５ コンデンセートヘッダー（押さえ部材） ３６ ファン ３７ シャフト ３８ モーター及び減速機 ３９ スティフナリング（卷回部材） ４１ 板部材 ４１ａ、４１ｂ 面 ４２，４３ 端部 ４４ 突部 ４５、４６ エンドピース ４７ プロセス流体の流路 ４８ 空気の流路 ５０ 半割パイプ（放熱部材） Ａ 気体のプロセス流体 Ａ’ 液体のプロセス流体 Ｂ 空気 Ｘ 外部から導入される新しい空気 Ｙ 凝縮器内部空間から排出される排出空気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 康夫 茨城県東茨城郡大洗町成田町2205 日揮株 式会社技術研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 冷却媒体となる空気によりプロセス流体
を冷却する環状の熱交換器であって、 複数枚の矩形板状の伝熱部材が、これらの伝熱部材のそ
れぞれの主面が周方向に向くように環状に配設され、 これらの伝熱部材間に形成されるそれぞれの間隙が流路
とされ、これら流路は、密閉系のプロセス流体の流路
と、大気開放系の空気の流路とが交互に配設され、 前記空気の流路には、該流路を形成する伝熱部材の間隔
を保持するスペーサを兼ねた放熱部材が配設され、 これらの伝熱部材は、上下それぞれに配設される環状の
押さえ部材と、外周に卷回される卷回部材により、全体
の形状が環状に保持されることを特徴とする空冷式熱交
換器。 - 【請求項２】 前記伝熱部材の上部に配設される環状の
押さえ部材が、プロセス流体供給用分配管であり、前記
伝熱部材の下部に配設される環状の押さえ部材が、冷却
されたプロセス流体回収用配管であることを特徴とする
請求項１記載の空冷式熱交換器。 - 【請求項３】 前記放熱部材は、良伝熱線材をらせん状
に巻回したコイル状番線であることを特徴とする請求項
１または２記載の空冷式熱交換器。 - 【請求項４】 前記流体の流路を形成する一対の伝熱部
材は、矩形状の板部を、その両端部が重なるように折曲
げ、この両端部を気密に接続してなることを特徴とする
請求項１、２または３記載の空冷式熱交換器。 - 【請求項５】 蒸留塔の塔頂に、請求項１、２、３また
は４記載の空冷式熱交換器を設けたことを特徴とする蒸
留装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12148298A JPH11316092A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 空冷式熱交換器及びそれを用いた蒸留装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12148298A JPH11316092A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 空冷式熱交換器及びそれを用いた蒸留装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11316092A true JPH11316092A (ja) | 1999-11-16 |
Family
ID=14812258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12148298A Withdrawn JPH11316092A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 空冷式熱交換器及びそれを用いた蒸留装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11316092A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7172016B2 (en) * | 2002-10-04 | 2007-02-06 | Modine Manufacturing Company | Internally mounted radial flow, high pressure, intercooler for a rotary compressor machine |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP12148298A patent/JPH11316092A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7172016B2 (en) * | 2002-10-04 | 2007-02-06 | Modine Manufacturing Company | Internally mounted radial flow, high pressure, intercooler for a rotary compressor machine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |