JPS5849778B2 - 熱分離装置の温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧力のあるガスを、吹込口から発熱管内に断
続的に吹込み、吸込まれた駆動ガスで前記発熱管内に留
まっている残留ガスに仕事を与えることにより前記駆動
ガスを冷却させてその温度を低下させ、一方仕事をされ
た前記管内の残留ガスを加熱させて、その温度を上昇さ
せるようにした熱分離装置の改良に関するものである。

熱分離装置の温度制御装置には、従来第１図に図示され
るようなものがあった。

即ち熱分離装置１は、駆動ガス人口２むよび駆動ガス出
口３を具えたチャンバー４と、同チャンバー４に一端が
開口５した複数の発熱管６とよりなり、同発熱管６の他
端は容量タンク７に接続されている。

また前記駆動ガス出口３に接続された駆動ガス排出用配
管系８に同配管系８を流れる排出駆動ガスの温度を検出
する温度検出端９を設けて釦り、同温度検出端９の検出
信号と目標温度設定器１０からの接定信号とを比較器１
１に送信させ、同比較器１１からの出力信号を調節器１
２に送信させるようになっている。

さらに前記駆動ガス排出用配管系８と前記容量タンク７
とを配管１３で相互に連結し、前記調節器１２からの信
号により弁開度が調節される弁１４を前記配管１３に介
装している。

さらにまた前記調節器１２は解凍指令発信器１５に接続
されている。

第１図に図示される従来の熱分離装置にトける温度制御
装置では、発熱管６に吹込まれて排出口３より流出する
駆動ガスの温度が低下し、発熱管６および該発熱管６内
の残留ガスの温度が上昇するが、弁１４の開度によって
、この温度の上昇した残留ガスを温度降下した駆動ガス
に合流させる量を変えることができるので、弁１４の開
度を操作することによって、排出ガス１６の温度または
発熱管６の温度を制御することができる。

しかしながらこのような温度制御装置にかいては、発熱
管６の高温ガスが容量タンク７を通り、弁１４に流れる
ので、弁１４を高温に耐えるものにしなければならなか
った。

また入口配管１７より駆動ガス人口２を介してチャンバ
４に供給される供給ガス１８に水分、または炭酸ガス等
を含む場合、発熱管６の吹込口５付近は低温になるので
、氷結物等の固化蓄積物ができ、これを除去するために
、弁１４を開放し、熱分離装置の効率を下げて運転し、
供給ガス１８の温度下降がないようにして氷結物を解凍
していた。

従って供給ガス温度は凝固温度以上である必要があり、
また供給ガス温度が低い場合には、解凍に要する時間も
長くなるので、熱分離装置の効率を下げて運転する時間
が長くなる欠点があつ九本発明はこのような欠点を除去
した熱分離装置に釦ける温度制御装置の改良に係り、熱
分離装置への供給ガスの配管から発熱管先端の容器に亘
って配管を設け、該配管の途中Ｋ弁開度が可変な弁を設
置したことを特徴とするもので、その目的とする処は、
水分または炭酸ガス等の固化或分を多く含むまたは凝固
温度以下の供給ガスを供給させても、短時間内に確実に
固化蓄積物を除去できると＼もに、熱分離装置の効率を
高い水準に維持した状態で、排出ガスの温度または発熱
管の温度を容易に制御できる装置を供する点にある。

本発明は前記したように、熱分離装置への供給ガスの配
管から発熱管先端の容器に亘って配管を設け、該配管の
途中に弁開度が可変な弁を設置した＼め、該弁の開度を
適宜調節することにより、前記供給ガスの一部は前記容
器を介して前記発熱管に逆流し、該発熱管で発生された
高温ガスは前記熱分離装置内の供給ガスと混合され、排
出ガスの温度または前記発熱管の温度を自由に制御でき
るＯ また本発明においては、供給ガス中に水分、炭酸ガス等
の固化成分を多く含み、または供給ガスの温度が凝固温
度以下であるため、発熱管の吹込口付近に固化蓄積物が
生成しても、前記発熱管内で生じた高温ガスを前記発熱
管の吹込ロヘ逆流させて、該吹込口を加熱させることが
できるので前記固化蓄積物を短時間内に急速に解凍除去
することができ、前記固化蓄積物の解凍除去のための熱
分離装置の効率低下を未然に阻止できる。

さらに本発明では、前記配管中の弁には供給ガスが通過
するため、該弁を耐熱性に構成する必要がない。

以下本発明を第３図に図示の実施例について説明すると
、第１図に図示の従来の熱分離装置１にち・いて、容量
タンク７とガス排出用配管系８とを配管１３で接続する
代りに、容量タンク７と入口配管１７とを配管ａで接続
し、調節器１２からの信号により弁開度が調節される弁
ｂを前記配管ａに介装する。

第３図に図示の実施例は前記したように構成されている
ので、発熱管６内に留まっている残留ガス圧力に対し臨
界圧力以上の圧力の供給ガス１８を熱分離装置１の駆動
ガスとして断続噴流で吹込口５から発熱管６に吸込むと
、発熱管６内の残留ガス中に、管先端に向う衝撃波が生
じる。

そして発熱管６内を衝撃波が通過すると、衝撃波の前方
にあったガスの内部エネルギと運動エネルギは増加する
が、その分だけ衝撃波の後方の気体は仕事をするため、
発熱管６に吹込まれた駆動ガスは、断熱膨脹により温度
が下がる○ また残留ガスは発熱管６内で圧縮膨脹を繰返すことにな
るが、衝撃波の通過、管壁摩擦などによりエントロピ増
加を受け、その温度が上昇するので、発熱管６は熱発生
器として作用する。

そして第２図に図示されるように、吹込口５の近くは低
温帯Ｘとなり、その後方は前記したように衝撃波の通過
および管壁摩擦などにより、残留ガスのエントロピ増加
のため、高温帯Ｙとなる。

さらに温度検出端９で検出した排気ガス１６の測定温度
と、目標温度設定器１ｏに設定した目標温度を比較器１
１で比較した結果、測定温度が目標温度より低い場合に
は、調節器１２により弁１４の開度が大きくなり、供給
ガス１８の一部は弁１４を介して容量タンク７に流れ、
発熱管６に容量タンク７から吹込口５に向う流れが生じ
、吹込口５からは発熱管６で断熱膨脹し温度降下した駆
動ガス以外に、発熱管６の高温帯Ｙの温度の高いガスも
排気され、温度降下した駆動ガスに混合される発熱管６
の高温帯Ｙからのガス量が増大し、排気ガス１６の温度
が上がり、目標温度に近づく。

逆に排気ガス１６の測定温度が目標温度より高い場合に
は、調節器１２により弁１４の開度が小さくなるように
調節され、目標温度に近づくことができる。

さらにまた供給ガス１８中に水分、炭酸ガス等が含まれ
、かつ熱分離装置１による供給ガス１８の温度下降が大
きい状態では、水分、炭酸ガス等が発熱管６の低温帯Ｘ
や排気口３に固化蓄積するが、解凍指令発信器１５の信
号により調節器１２で弁１４を全開すると、供給ガス１
８の一部が容量タンク７に流れ、発熱管６には容量タン
ク７から吹込口５に向いガスが流れ、高温帯Ｙの高温ガ
スが吹込口５から排気され、効果的に固化蓄積物が融解
除去される。

そして前記固化蓄積物が融解除去されると、弁１４の全
開指令が解除され、通常運転に復帰する。

このように弁１４の開度を調整することにより、他の熱
源を使用せず、熱分離装置１で分離された熱を利用して
、排気ガスの温度制御、発熱管６による発熱制御を行な
うことができる。

また弁１４を開放し、容量タンク７から発熱管６の吸込
口５に向う流れを作ることにより、発熱管６の高温帯Ｙ
からの高温ガスで固化蓄積物を極めて短時間に有効に融
解除去することができる。

さらに前記弁１４には高温ガスが流れないため、弁１４
を耐熱性にする必要がない。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種種の設計の改変を施し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱分離装置の温度制御装置の説明図、第
２図は熱分離装置の発熱管内のガス温度の分布状態を図
示した説明図、第３図は本発明に係る熱分離装置の温度
制御装置の一実施例を図示した説明図である。 １・・・・・・熱分離装置、６・・・・・・発熱管、７
・・・・・・容量タンク、１７・・・・・・入口配管、
ａ・・・・・・配管、ｂ・・・・・・弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱分離装置への供給ガスの配管から発熱管先端の容
   器に亘って配管を設け、該配管の途中に弁開度が可変な
   弁を設置したことを特徴とする熱分離装置に釦ける温度
   制御装置。