JPS5849899A - 熱交換器の安全装置 - Google Patents
熱交換器の安全装置Info
- Publication number
- JPS5849899A JPS5849899A JP56148539A JP14853981A JPS5849899A JP S5849899 A JPS5849899 A JP S5849899A JP 56148539 A JP56148539 A JP 56148539A JP 14853981 A JP14853981 A JP 14853981A JP S5849899 A JPS5849899 A JP S5849899A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- heat exchanger
- heat
- safety device
- ceramic heater
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
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】
高温側発熱体より、隔壁内を流れる低温側流体に熱交換
する熱交換器において、特に高熱流束域で使用するよう
に設計された熱交換器においては、熱交換器がコンパク
トに設計できるという利点を有していた。しかしながら
このような高熱流束域においては、流体の貫流量の低下
あるいは水温の上昇等により伝熱状態が核沸騰領域から
バーンアウト点に達して、発熱体表面温度が異常に上昇
し、発熱体が破壊するという現象が生ずるため、何らか
の手段でこのバーンアウト点に達したことを速かに検知
して、発熱体の入力を制御する必要があった。本発明は
伝熱状態と密接な関連を有する流体のボイド率に注目し
、このボイド率がバーンアウト点に近づくにつれて大幅
に上昇することを検知して、バーンアウト点に達するま
でに発熱体入力を低減あるいは遮断し発熱体を保護する
ことを目的とする。
する熱交換器において、特に高熱流束域で使用するよう
に設計された熱交換器においては、熱交換器がコンパク
トに設計できるという利点を有していた。しかしながら
このような高熱流束域においては、流体の貫流量の低下
あるいは水温の上昇等により伝熱状態が核沸騰領域から
バーンアウト点に達して、発熱体表面温度が異常に上昇
し、発熱体が破壊するという現象が生ずるため、何らか
の手段でこのバーンアウト点に達したことを速かに検知
して、発熱体の入力を制御する必要があった。本発明は
伝熱状態と密接な関連を有する流体のボイド率に注目し
、このボイド率がバーンアウト点に近づくにつれて大幅
に上昇することを検知して、バーンアウト点に達するま
でに発熱体入力を低減あるいは遮断し発熱体を保護する
ことを目的とする。
以下本発明の一実施例として発熱体にセラミックヒータ
を用いた場合につき第１図〜第４図に基づいて説明する
。第１図において１は円筒状のセラミックヒータであり
、セラミックヒータ１にロー付されたフランジ２を介し
て隔壁３に気密に固着されている。隔壁３はセラミック
ヒータ１を取りかこみ、セラミックヒータ１外周と流路
を構成する。隔壁３のフランジ２側には流入口４を設け
ている。セラミックヒータ１の内周は流路となっており
この一端には流出口６が接続されている。
を用いた場合につき第１図〜第４図に基づいて説明する
。第１図において１は円筒状のセラミックヒータであり
、セラミックヒータ１にロー付されたフランジ２を介し
て隔壁３に気密に固着されている。隔壁３はセラミック
ヒータ１を取りかこみ、セラミックヒータ１外周と流路
を構成する。隔壁３のフランジ２側には流入口４を設け
ている。セラミックヒータ１の内周は流路となっており
この一端には流出口６が接続されている。
隔壁３には、絶縁ブツシュ６を介して端子７が隔壁３内
面に露出する様に気密に固定されて、一対の電極８を構
成する。一対の電極８間の抵抗の変化を検出する回路Ａ
および基準値とこの変化値を比較して、セラミックヒー
タ１への電気入力を低減あるいは遮断する回路Ｂからな
る制御部９は、電極８およびセラミックヒータ１の入力
端子１０とそれぞれ電気的に接続されている。
面に露出する様に気密に固定されて、一対の電極８を構
成する。一対の電極８間の抵抗の変化を検出する回路Ａ
および基準値とこの変化値を比較して、セラミックヒー
タ１への電気入力を低減あるいは遮断する回路Ｂからな
る制御部９は、電極８およびセラミックヒータ１の入力
端子１０とそれぞれ電気的に接続されている。
上記構成において加熱される流体は隔壁３に設けられた
流入口４を経てセラミックヒータ１の外周部に沿って流
れながら熱交換を行ない、つぎに、セラミックヒータ１
の内周部に沿って流れながら熱交換を行なう。熱交換さ
れる流体の流量が低下した場合の動作につき説明すれば
流量が低下するにつれ、一定入力で加熱されているセラ
、ミツクヒ−−夕１０表面温度が上昇して、液体の飽和
温度と −の温度差Δ”ｓａｔ は上昇する。第２図に
おいて上記Δ”ｓａｔ と熱流束ｑとの関係を示す。
流入口４を経てセラミックヒータ１の外周部に沿って流
れながら熱交換を行ない、つぎに、セラミックヒータ１
の内周部に沿って流れながら熱交換を行なう。熱交換さ
れる流体の流量が低下した場合の動作につき説明すれば
流量が低下するにつれ、一定入力で加熱されているセラ
、ミツクヒ−−夕１０表面温度が上昇して、液体の飽和
温度と −の温度差Δ”ｓａｔ は上昇する。第２図に
おいて上記Δ”ｓａｔ と熱流束ｑとの関係を示す。
Δ”ｓａｔが大きくなるにつれて核沸騰熱伝達が大いに
促進されて熱流束ｑも大幅に増加する。ところが加熱面
の温度が高くなるにつれて加熱面上を気泡が覆うように
なり逆に熱流束が大幅に低下する領域に入り加熱面の温
度が大幅に上昇して、いわゆるノく一ンアウトが生ずる
。したがってこのバーンアウト点以前でヒータの入力を
低減あるいは遮断する必要がある。第２図においてａ点
は正常作動域にある点を示し、０点はバーンアウト点を
示し、ｂ点はセラミックヒータ１への入力を制御する限
界値を示す。これら現象を示す場合の流体の流動状態を
示せば第３図、第４図の様になる。第３図は第２図にお
いてａ点の流動状態を示す。この場合核沸騰による細か
な泡が気体中に一様に分布するがボイド率はまだ低い状
態である。伝熱状態がバーンアウト点に近づくと大きな
泡が伝熱面を覆うようになり、第４図に示したようにボ
イド率が非常に大きくなる。ボイド率と流体の電気抵抗
の変化値との間には強い相関があり、ボイドとが高くな
るにつれて電気抵抗の値は高くなる。第６図に示した様
に第２図と同様に横軸にΔＴｓａｔをとり、縦軸に電気
抵抗の値Ｒをとれば、ΔＴｓａｔ が大きくなリバーン
アウト点Ｃに近づくにつれてＲの値は大きくなる。した
がって隔壁３に設けた一対の電極８と回路Ａで流体の電
気抵抗を検出し、これと第２図で示した基準値ＲＢと比
較してセラミックヒータ１への電気入力を制御する回路
Ｂの働きにより、セラミックヒータ１がノく−ンアウト
点Ｃに至シ破壊されることが防止される。
促進されて熱流束ｑも大幅に増加する。ところが加熱面
の温度が高くなるにつれて加熱面上を気泡が覆うように
なり逆に熱流束が大幅に低下する領域に入り加熱面の温
度が大幅に上昇して、いわゆるノく一ンアウトが生ずる
。したがってこのバーンアウト点以前でヒータの入力を
低減あるいは遮断する必要がある。第２図においてａ点
は正常作動域にある点を示し、０点はバーンアウト点を
示し、ｂ点はセラミックヒータ１への入力を制御する限
界値を示す。これら現象を示す場合の流体の流動状態を
示せば第３図、第４図の様になる。第３図は第２図にお
いてａ点の流動状態を示す。この場合核沸騰による細か
な泡が気体中に一様に分布するがボイド率はまだ低い状
態である。伝熱状態がバーンアウト点に近づくと大きな
泡が伝熱面を覆うようになり、第４図に示したようにボ
イド率が非常に大きくなる。ボイド率と流体の電気抵抗
の変化値との間には強い相関があり、ボイドとが高くな
るにつれて電気抵抗の値は高くなる。第６図に示した様
に第２図と同様に横軸にΔＴｓａｔをとり、縦軸に電気
抵抗の値Ｒをとれば、ΔＴｓａｔ が大きくなリバーン
アウト点Ｃに近づくにつれてＲの値は大きくなる。した
がって隔壁３に設けた一対の電極８と回路Ａで流体の電
気抵抗を検出し、これと第２図で示した基準値ＲＢと比
較してセラミックヒータ１への電気入力を制御する回路
Ｂの働きにより、セラミックヒータ１がノく−ンアウト
点Ｃに至シ破壊されることが防止される。
以上の説明から明らかなように、本発明による熱交換器
の安全装置は、高熱流束域で用いられる熱交換器に固有
のバーンアウトという現象を流体中のボイド率を検出す
ることによシ確実に回避し得えるため、高熱流束域で用
いられる熱交換器の信頼性を高めることができる。
の安全装置は、高熱流束域で用いられる熱交換器に固有
のバーンアウトという現象を流体中のボイド率を検出す
ることによシ確実に回避し得えるため、高熱流束域で用
いられる熱交換器の信頼性を高めることができる。
第１図は本発明の熱交換器の安全装置の一実施例を示す
概略断面図、第２図はセラミックヒータ表面温度と液体
飽和温度の差Δ”ｓ＋ａｔ と熱流束の関係の説明図
、第３図、第４図は流動状態を示す説明図、第６図はセ
ラミックヒータの表面温度と液体飽和温度の差ΔＴ□ｔ
と電極間抵抗の値との関係を示す説朋図である。 １・・・・・・発熱体（セラミックヒータ）、３・・・
・・隔壁、８・・・・・・電極、９・・・・・・制御部
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ９ 第５図 第２図 全７ ｂＴｓ酩 第４図
概略断面図、第２図はセラミックヒータ表面温度と液体
飽和温度の差Δ”ｓ＋ａｔ と熱流束の関係の説明図
、第３図、第４図は流動状態を示す説明図、第６図はセ
ラミックヒータの表面温度と液体飽和温度の差ΔＴ□ｔ
と電極間抵抗の値との関係を示す説朋図である。 １・・・・・・発熱体（セラミックヒータ）、３・・・
・・隔壁、８・・・・・・電極、９・・・・・・制御部
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ９ 第５図 第２図 全７ ｂＴｓ酩 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）発熱体と前記発熱体を包含する隔壁内を流れる流
体に熱交換する熱交換器を設け、前記流体のボイド率を
検知して、前記発熱体の発熱量を制御する手段を有する
熱交換器の安全装置。 ＠）前記流体のボイド率を検知し前記発熱体の発熱量を
制御する手段として、前記隔壁内に一対の電極を設ける
とともに、前記電極間の抵抗の変化を検出して、前記発
熱体の発熱量を低減あるいは遮断する制御部を設けた特
許請求の範囲第１項記載の熱交換器の安全装置。 （３）前記発熱体をセラミックヒータとした特許請求の
範囲第１項記載の熱交換器の安全装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148539A JPS5849899A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 熱交換器の安全装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148539A JPS5849899A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 熱交換器の安全装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5849899A true JPS5849899A (ja) | 1983-03-24 |
Family
ID=15455033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56148539A Pending JPS5849899A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 熱交換器の安全装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5849899A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2434498A4 (en) * | 2009-05-19 | 2015-04-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | METHOD AND DEVICE FOR ASSESSING THE ATTRACTIVENESS OF A TWO-PHASE FLOW |
-
1981
- 1981-09-18 JP JP56148539A patent/JPS5849899A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2434498A4 (en) * | 2009-05-19 | 2015-04-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | METHOD AND DEVICE FOR ASSESSING THE ATTRACTIVENESS OF A TWO-PHASE FLOW |
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