| 【発明の名称】 |
低温機器昇温機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】小笠原 彰
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、低温機器にヒータを取り付けて昇温を行うも該ヒータの保守及び取り付けスペースの省スペース化を図った保冷材に覆われた低温機器の昇温機構を提供すること。
【解決手段】外部に保冷材４を囲撓した装置１０内に、熱交換器本体１が収納された低温機器において、前記保冷材４表面側より中空状の保護管２を熱交換器本体側面に沿って挿設するとともに、該保護管２内にヒータを抜出可能に収納し、該保護管を介して熱交換器本体とヒータを対面配置した事を特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 外部に保冷材を囲撓した装置内に、熱交換器本体が収納された低温機器において、前記保冷材表面側より中空状の保護管を挿設するとともに、該保護管内にヒータを抜出可能に収納してなることを特徴とする低温機器昇温機構。
【請求項２】 前記保護管を熱交換器本体側面に沿って延設し、該保護管を介して熱交換器本体とヒータを対面配置した事を特徴とする請求項１記載の低温機器昇温機構。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は保冷材に覆われた低温機器の昇温機構に係り、特に液体空気等の液化ガス製造装置の熱交換器昇温機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の液体空気製造装置の熱交換器昇温機構とその手順を示す系統図で、特に簡易式の水分吸着塔を用いる液体空気製造装置を示す。本装置はコンプレッサにより加圧した空気を、液体空気タンク１０２及び膨張タービン１０３により得られた冷却空気と熱交換器１０１内で熱交換して液体空気を製造して弁１０４Ｂを介して液体空気タンク１０２に貯蔵するものである。
【０００３】本装置はフル装備の水分吸着塔を有する空気液化プラントに対し、コストダウンおよび省スペース化を図っているものであるが、一方、簡易式であるため、原料空気にある程度の水分、ＣＯ２の残留は避けられず、これらは下流の熱交換器１０１の伝熱面１０１Ａに付着、堆積することから、比較的短い周期で装置を停止し、熱交換器１０１を昇温することにより、これら不純物を除去してやる必要がある。装置の効率的な運用のためには、この期間は極力短くする必要があり、従来は弁１０４Ａ、１０４Ａを開放してパージラインを生成し、又膨張タービン１０３及び液体空気タンク１０２間の弁１０４Ｂ，１０４Ｂを閉じた後、前記弁１０４Ａより熱交換器１０１内部に常温乾燥空気を流すことによりこれを行なっていた。
【０００４】乾燥空気を用いるのは、水分が熱交換器１０１内部で氷結するのを防ぐためである。この際、常温乾燥空気は製造した液体空気を再度蒸発、昇温させ供給することが最も経済的であるが、それでも熱交換器１０１を昇温させるための液体空気量は製造量の５％にも相当し、ロスが大きいものであった。
【０００５】また、フル装備の水分吸着塔を有する空気液化プラントにおいては、装置はほぼ連続運転されているが、定期点検や装置故障時には装置を停止する必要があり、その後の昇温は自然昇温に任せているのが実情である。しかし、これら装置の大部分は極低温機器であるため外部からの熱侵入によるロスを抑えるため高度な保冷が施されており、昇温の際にはこの保冷により多大な時間を要していた。
【０００６】一方、物体の加熱方法としては電気ヒータによる加熱が一般的なものであるが、極低温機器は外部からの入熱を抑えるため外部を保冷処置されているのが一般的である。そのため、機器表面にヒータを取付けることは施工上困難な上に、一旦保冷施工した後のヒータ保守が不可能になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる課題に鑑み、低温機器にヒータを取り付けて昇温を行うも該ヒータの保守及び取り付けスペースの省スペース化を図った保冷材に覆われた低温機器の昇温機構を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解決するために、外部に保冷材を囲撓した装置内に、熱交換器本体が収納された低温機器において、前記保冷材表面側より中空状の保護管を挿設するとともに、該保護管内にヒータを抜出可能に収納してなることを特徴とし、好ましくは請求項２に記載したように、前記保護管を熱交換器本体側面に沿って延設し、該保護管を介して熱交換器本体とヒータを対面配置した事を特徴とする。
【０００９】かかる発明によれば、熱交換器本体およびヒータ保護管は保冷材により覆われているため、ヒータで発生した熱量は外部に散逸せず、ほぼ全てが熱交換器本体の昇温に費やされる。これにより、熱交換器昇温に要するエネルギは従来例の約１／２０となり、加熱のためのエネルギを最小とする事が出来る。又、前記保護管を熱交換器本体側面に沿って延設する事により、 ヒータ保護管の断面積及び保護管を通じての外部からの入熱量は非常に小さくでき、従って、ヒータ取付けによる熱交換器の性能に及ぼす影響は無視しうるほど小さくすることが出来る。更に、ヒータは保護管の中に収納することにより、保冷性能をそこなうことなく、保冷材の施工性およびヒータの保守性を確保できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１は本発明の実施形態にかかる低温熱交換装置１０で、外周に保冷材により包被された中空断面方形筒状の熱交換装置１０内に、断面方形状の熱交換器本体１が収納されている。
【００１１】そして偏平矩形状のヒータ保護管２を前記熱交換器本体１の各辺（４辺）に上下に間隔をおいて複数段状に、溶接、ろう付け、その他の方法により接合するとともに、該保護管２は熱交換装置１０外周囲に施工された保冷材４よりも外部に延設させ、その延設端にフランジ２Ａを取り付ける。この結果、熱交換器本体１の各側面に対面させて偏平矩形状の保護管２が各四辺に且つ上下に複数段状に配置されている。
【００１２】そして熱交換器１０の外側に延設された保護管２のフランジ開口より、熱交換器本体１の側面より加熱するための電気ヒータ５を挿設する。この際、ヒータ５は保護管２内形より相似形に小なる断面偏平矩形状に形成し、その基側にヒータフランジ５Ａを取り付け、ヒータ５をヒータ保護管２内に非接触の状態で挿入した際に、ヒータフランジ部５Ａでヒータ保護管２のフランジ２Ａと結合、固定するように構成する。ヒータ５も偏平矩形状に形成され、該ヒータ５端部に設けたヒータケーブル３より通電され発熱する。ヒータ保護管２はヒータ５の自重を支える強度を有すれば良いため、その断面積は極力小さく薄肉化する。
【００１３】かかる実施形態によれば、 ヒータ保護管２は偏平矩形状等の単純な外形とすることが可能なため、外部保冷材４の施工は保護管がない場合と同様に容易である。ヒータ５は保冷材４の外部からヒータ保護管２の内部に挿入する事が出来るために、従って、保冷施工後でも脱着可能であり、保守性が向上する。ヒータ５はヒータ保護管２と相似形に小に形成されているために、挿入時にヒータ保護管２とは構造上密着しない。しかし、熱交換器本体１およびヒータ保護管２は保冷材４により覆われているため、ヒータ５で発生した熱量は外部に散逸せず、ほぼ全てが熱交換器本体１の昇温に費やされる。これにより、熱交換器本体１の昇温に要するエネルギは従来例の約１／２０となる。
【００１４】又、ヒータ保護管２の断面積は小さく、保護管２を通じての外部からの入熱量は非常に小さい。従って、ヒータ５取付けによる熱交換器本体１の性能に及ぼす影響は無視しうるほど小さい。
【００１５】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、極低温用熱交換器本体を保護管を介してヒータにより加熱することにより、加熱のためのエネルギを最小とするとともに、ヒータは保護管内に抜出可能に収納することにより、保冷性能をそこなうことなく、保冷材の施工性およびヒータの保守性を確保出来る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１月１２日（２０００．１．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３０２４
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 昌久 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１９４０９０（Ｐ２００１−１９４０９０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月１７日（２００１．７．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３６５４（Ｐ２０００−３６５４） |
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