▶ ルムス・ノボレン・テクノロジー・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-13
(54)【発明の名称】垂直ロッドバッフル熱交換器のシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
F28F 9/013 20060101AFI20230906BHJP
F28D 7/16 20060101ALI20230906BHJP
F28F 13/12 20060101ALI20230906BHJP
【ＦＩ】
F28F9/013 F
F28D7/16 D
F28F13/12 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023512425
(86)(22)【出願日】2021-08-23
(85)【翻訳文提出日】2023-04-17
(86)【国際出願番号】 EP2021073308
(87)【国際公開番号】W WO2022038300
(87)【国際公開日】2022-02-24
(31)【優先権主張番号】20192268.9
(32)【優先日】2020-08-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】509162540
【氏名又は名称】ルムス・ノボレン・テクノロジー・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
【氏名又は名称原語表記】ＬＵＭＭＵＳ ＮＯＶＯＬＥＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＧＭＢＨ
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】ルール， オリヴァー マルコ
(72)【発明者】
【氏名】シュヴァープ， ヨッヘン アクセル
(72)【発明者】
【氏名】ブリニョーネ， マルコ
(72)【発明者】
【氏名】フィードラー， フランク
【テーマコード（参考）】
3L103
【Ｆターム（参考）】
3L103AA29
3L103AA31
3L103AA37
3L103BB01
3L103CC01
3L103CC21
3L103CC35
3L103DD06
3L103DD44
3L103DD45
(57)【要約】
垂直ロッドバッフル熱交換器は、熱除去、凝縮操作、発電、石油化学プラント、廃熱回収などの産業用途に使用できる。上記垂直ロッドバッフル熱交換器は、シェルと、チューブシートと、軸方向に延在する複数の熱交換チューブを有するチューブバンドルと、６枚以上の縦仕切り板と、上記複数の熱交換チューブの軸方向の長さに沿って設けられた複数のロッドバッフルリングとを含んでもよい。少なくとも１枚の縦仕切り板は切り欠き縦仕切り板であってもよい。上記複数のロッドバッフルリングは、横ロッドバッフルおよび縦ロッドバッフルを有してもよい。上記横ロッドバッフルおよび上記縦ロッドバッフルは、上記複数の熱交換チューブの隣接する２つのチューブごとの間の隙間を通過してもよい。上記横ロッドバッフルは、上記切り欠き縦仕切り板の開口部を通過してもよい。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シェルと、チューブシートと、
軸方向に延在する複数の熱交換チューブを有するチューブバンドルであって、上記複数の熱交換チューブにＵベンドを含むＵ字チューブバンドルであるチューブバンドルと、
６枚以上の縦仕切り板であって、少なくとも１枚の縦仕切り板が切り欠き縦仕切り板である６枚以上の縦仕切り板と、
上記複数の熱交換チューブの軸方向の長さに沿って設けられた複数のロッドバッフルリングであって、横ロッドバッフルおよび縦ロッドバッフルを有する複数のロッドバッフルリングと
を含む垂直ロッドバッフル熱交換器であって、
上記横ロッドバッフルおよび上記縦ロッドバッフルが、上記複数の熱交換チューブの隣接する２つのチューブごとの間の隙間を通過し、上記横ロッドバッフルが、上記切り欠き縦仕切り板の開口部を通過し、
上記切り欠き縦仕切り板が、下部液封を提供するような上記Ｕ字チューブバンドルの下端部までの縦方向の長さで延在し、
上記切り欠き縦仕切り板が、上記Ｕ字チューブバンドル内に上記切り欠き縦仕切り板の切り欠き端部を有するような半径方向の長さで延在する、切り欠き縦仕切り板垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項2】
上記チューブバンドルを固定し、上記複数のロッドバッフルリング用のスライドウェイとなるように適合された上記シェルの円周上に配置された複数の支持バーをさらに含む、請求項１に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項3】
上記複数の支持バーは、互いに間隔をあけて、上記複数のロッドバッフルリングの円周の周りを９０度ずつ回転させて配置されている、請求項２に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項4】
上記シェル上の上記チューブシートに近い、蒸気入口と同様のレベルに設けられた非凝縮性ガス出口をさらに含む、請求項１に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項5】
上記シェル側のエルボ部の近くに設けられた液封円筒部をさらに含む、請求項４に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項6】
上記入口から流入する蒸気を分配するように上記シェルに設けられたインピンジメントプレートをさらに含む、請求項４に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項7】
上記複数のロッドバッフルリングは、第１のロッドバッフルリングの内面から延在する複数の横ロッドバッフルを有する第１のロッドバッフルリングと、
第２のロッドバッフルリングの内面から延在する複数の縦ロッドバッフルを有する第２のロッドバッフルリングと、
第３のロッドバッフルリングの内面から延在する複数の横ロッドバッフルを有する第３のロッドバッフルリングと、
第４のロッドバッフルリングの内面から延在する複数の縦ロッドバッフルを有する第４のロッドバッフルリングと
いう４つのロッドバッフルリングのセットを含む、請求項１に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項8】
さらに４つのロッドバッフルリングのセットを少なくとも４セット含む、請求項７に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項9】
上記第１のロッドバッフルリング、上記第３のロッドバッフルリング、および上記第４のロッドバッフルリングのうちの２つを含む４つのロッドバッフルリングの第５のセットをさらに含む、請求項８に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項10】
上記複数のロッドバッフルリングの各々は、上記Ｕ字チューブバンドルの長さにわたって隣接するロッドバッフルから距離を置いて等間隔に配置されている、請求項１に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項11】
上記６枚以上の縦仕切り板の各々は切り欠き縦仕切り板である、請求項１に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項12】
上記縦仕切り板の各々の幅は３～９ミリメートルである、請求項１に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項13】
上記縦仕切り板間の距離および上記切り欠き縦仕切り板の長さは変化させている、請求項１に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項14】
第１の縦仕切り板と第２の縦仕切り板との間の距離は、上記第２の縦仕切り板と第３の縦仕切り板との間の距離より大きく、上記第２の縦仕切り板と上記第３の縦仕切り板との間の距離は、上記第３の縦仕切り板と第４の縦仕切り板との間の距離より大きく、
上記第３の縦仕切り板と上記第４の縦仕切り板との間の距離は、上記第４の縦仕切り板と第５の縦仕切り板との間の距離より大きく、
上記第４の縦仕切り板と上記第５の縦仕切り板との間の距離は、上記第５の縦仕切り板と第６の縦仕切り板との間の距離より大きい、請求項１３に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【請求項15】
各切り欠き縦仕切り板の切り欠き端部は、上記シェルから垂直方向に距離を置いており、上記切り欠き縦仕切り板の上記垂直距離は、上記第１の縦仕切り板から上記第６の縦仕切り板まで漸減する、請求項１４に記載の垂直ロッドバッフル熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される実施形態は、概して熱交換器システムに関する。より詳細には、本明細書に開示される実施形態は、反応熱除去のための垂直ロッドバッフル熱交換器に関する。
【背景技術】
【0002】
ロッドバッフル熱交換器は、プレートバッフル熱交換器における流動励起振動を除去するため、１９７０年にＰｈｉｌｉｐｓ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｃｏｍｐａｎｙにより生み出された。ロッドバッフル熱交換器は、チューブを支持し、振動に対して固定するためにロッドバッフルを利用するシェル＆チューブタイプ熱交換器である。さらに、ロッドバッフルを用いて、シェル側の流れ分布を修正して、シェル側の流れをより乱流にできる。「バッフル」とは、複数の支持ロッドの端部が接続された環状リング（ゆえに「ロッドバッフル」）を指す。ロッドバッフル熱交換器の例は、例えば米国特許第５，６４２，７７８号および中国特許第１０４１９７７５１号（これらは参照により本明細書に組み込まれる）に見つけられる。
【0003】
図１に示すように、シェル＆チューブ熱交換器１０などの従来のロッドバッフル熱交換器は、シェル１４に囲まれたロッドバッフルチューブバンドル１２を含むことができる。チューブバンドル１２内のチューブ２８は、複数のロッドバッフルアセンブリ１６、１８、２０、および２２で支持されている。ある流体が、入口２６からシェル＆チューブ熱交換器１０のシェル側に入り、チューブ２８内の流体と熱交換した後、出口３０を介してシェル側から出る。熱交換器のチューブ側を流れる流体は、入口３２から熱交換器のエンドキャップ３８に入り、出口３４を介して熱交換器のエンドキャップ４４から出る。したがって、流体は、熱交換器１０のエンドキャップ３８とチューブシート４０とにより画定されるエンドチャンバ３６から、チューブ２８を通り、同様にエンドキャップ４４と他のチューブシート４６とにより画定される反対側のエンドチャンバ４２へと流れる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本概要は、以下の詳細な説明でさらに説明される一連の概念を紹介するために提供される。本概要は、請求される主題の重要なまたは必須の特徴を特定することを意図しておらず、請求される主題の範囲を限定する際の補助として使用することも意図していない。
【0005】
一態様において、本明細書に開示される実施形態は、熱除去、凝縮操作、発電、石油化学プラント、廃熱回収などの産業用途に使用できる垂直ロッドバッフル熱交換器に関する。垂直ロッドバッフル熱交換器は、シェルと、チューブシートと、軸方向に延在する複数の熱交換チューブを有するチューブバンドルであって、複数の熱交換チューブにＵベンドを有してもよいＵ字チューブバンドルであるチューブバンドルと、６枚以上の縦仕切り板であって、少なくとも１枚の縦仕切り板が切り欠き縦仕切り板である６枚以上の縦仕切り板と、複数の熱交換チューブの軸方向の長さに沿って設けられた複数のロッドバッフルリングであって、横ロッドバッフルおよび縦ロッドバッフルを有してもよい複数のロッドバッフルリングとを含んでもよい。横ロッドバッフルおよび縦ロッドバッフルは、複数の熱交換チューブの隣接する２つのチューブごとの間の隙間を通過してもよく、横ロッドバッフルは、切り欠き縦仕切り板の開口部を通過してもよい。切り欠き縦仕切り板は、下部液封を提供するような少なくともＵ字チューブバンドルの下端部までの縦方向の長さで延在してもよい。切り欠き縦仕切り板は、Ｕ字チューブバンドル内に切り欠き縦仕切り板の切り欠き端部を有するような半径方向の長さで延在してもよい。
【0006】
１つ以上の態様において、垂直ロッドバッフル熱交換器は、チューブバンドルを固定し、複数のロッドバッフルリング用のスライドウェイとなるように適合されたシェルの円周上に配置された複数の支持バーをさらに含んでもよい。複数の支持バーは、互いに間隔をあけて、複数のロッドバッフルリングの円周の周りを９０度ずつ回転させて配置されてもよい。非凝縮性ガス出口が、シェル上のチューブシートに近い、蒸気入口と同様のレベルに設けられてもよい。液封円筒部が、シェル側のエルボ部の近くに設けられてもよい。インピンジメントプレートが、入口から流入する蒸気を分配するようにシェルに設けられてもよい。
【0007】
いくつかの態様において、複数のロッドバッフルリングは、第１のロッドバッフルリングの内面から延在する複数の横ロッドバッフルを有する第１のロッドバッフルリングと、第２のロッドバッフルリングの内面から延在する複数の縦ロッドバッフルを有する第２のロッドバッフルリングと、第３のロッドバッフルリングの内面から延在する複数の横ロッドバッフルを有する第３のロッドバッフルリングと、第４のロッドバッフルリングの内面から延在する複数の縦ロッドバッフルを有する第４のロッドバッフルリングという４つのロッドバッフルリングのセットを有してもよい。垂直ロッドバッフル熱交換器は、４つのロッドバッフルリングのセットを少なくとも４セット含んでもよい。さらに、４つのロッドバッフルリングの第５のセットが、第１のロッドバッフルリング、第３のロッドバッフルリング、および第４のロッドバッフルリングのうちの２つを含んでもよい。複数のロッドバッフルリングの各々は、Ｕ字チューブバンドルの長さにわたって隣接するロッドバッフルから距離を置いて等間隔に配置されてもよい。６枚以上の縦仕切り板の各々は切り欠き縦仕切り板であってもよい。縦仕切り板の各々の幅は３～９ミリメートルであってもよい。
【0008】
さらに別の態様では、縦仕切り板間の距離および切り欠き縦仕切り板の長さは変化させてもよい。第１の縦仕切り板と第２の縦仕切り板との間の距離は、第２の縦仕切り板と第３の縦仕切り板との間の距離より大きくてもよい。第２の縦仕切り板と第３の縦仕切り板との間の距離は、第３の縦仕切り板と第４の縦仕切り板との間の距離より大きくてもよい。第３の縦仕切り板と第４の縦仕切り板との間の距離は、第４の縦仕切り板と第５の縦仕切り板との間の距離より大きくてもよい。第４の縦仕切り板と第５の縦仕切り板との間の距離は、第５の縦仕切り板と第６の縦仕切り板との間の距離より大きくてもよい。各切り欠き縦仕切り板の切り欠き端部は、シェルから垂直方向に距離を置いてもよい。切り欠き縦仕切り板の垂直距離は、第１の縦仕切り板から第６の縦仕切り板まで漸減してもよい。
【0009】
他の態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】従来技術に係るシェル＆チューブ熱交換器の側面立面図を示す。
【図2】本開示の１つ以上の実施形態に係るロッドバッフル熱交換器の上面図を示す。
【図3】本開示の１つ以上の実施形態に係るロッドバッフル熱交換器の複数のロッドバッフルリングの斜視図を示す。
【図4】本開示の１つ以上の実施形態に係るロッドバッフル熱交換器の複数のチューブの部分クローズアップ上面図を示す。
【図5】本開示の１つ以上の実施形態に係るロッドバッフル熱交換器の部分図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付の図面を参照しながら本開示の実施形態を詳細に説明する。各種の図面における同様の要素は、一貫性のために同様の参照数字で示される場合がある。さらに、以下の詳細な説明において、請求される主題をより十分に理解できるように、多数の特定の詳細が示される。しかしながら、説明される実施形態がこれらの特定の詳細なしに実施され得ることは当業者に明らかであろう。他の例では、不必要に説明を複雑にすることを避けるために、よく知られた特徴は詳細に説明されていない。本明細書で使用される場合、「連結された」または「に連結された」または「接続された」または「に接続された」は、直接的または間接的な接続のいずれかを確立することを示している場合があり、そのように明示的に言及されない限り、いずれかに限定されるものではない。本明細書で使用される場合、流体は、スラリー、液体、気体、および／またはそれらの混合物を指す場合がある。可能な限り、共通または同じ要素を識別するために、図面において同様または同一の参照数字が使用される。図面は必ずしも縮尺通りではなく、図面の特定の特徴および特定の図は、明確化のために縮尺を誇張して示される場合がある。
【0012】
一態様において、本明細書に開示される実施形態は、熱除去、凝縮操作、発電、石油化学プラント、廃熱回収などの産業用途のためのロッドバッフル熱交換器に関する。ロッドバッフル熱交換器は、本開示においてロッドバッフル凝縮器と言い換え可能に呼ばれる場合もある。さらに、ロッドバッフル熱交換器は、垂直バッフルに垂直仕切り板を組み込むことができる。ロッドバッフル熱交換器は、冷却ループにおける重合熱の除去を支援することができる。さらに、ロッドバッフル熱交換器は、従来の凝縮器と比較してより高い凝縮効率を可能にし得る。
【0013】
産業用途における従来のロッドバッフル熱交換器は、水平に配置されるため、通常は非常に大きく重い。さらに、従来の垂直ロッドバッフル熱交換器は、小型でより短い縦方向バッフルプレートを使用している。従来の垂直ロッドバッフル熱交換器は、サイズおよび容量が大きくなった現代の重合反応器には十分ではない。例えば、従来の垂直ロッドバッフル熱交換器は、サイズおよび容量を大きくした場合、液面が低すぎ、その後、蒸気流がショートカットすることによるシャットダウンを引き起こし得る。
【0014】
したがって、本開示における１つ以上の実施形態を用いることで、当業者には明らかであろうが、そのような課題を克服するとともに、従来のロッドバッフル熱交換器に対するさらなる利点を提供することができる。１つ以上の実施形態において、ロッドバッフル熱交換器は、ロッドバッフル熱交換器内のチューブの周りのガス速度を増加させ、熱交換係数に関して運転範囲を増加させることができる。本明細書の実施形態によれば、ロッドバッフル熱交換器は、延長したバッフルプレートを含むことで、液面をより低くして、重合プロセスの運転範囲を拡大させることができる。１つ以上の実施形態において、延長した縦方向バッフルプレートは、冷却水温度が予期せず変化した際のプラントシャットダウンのリスクを低減し、より高い処理能力でプラントを運転することを可能にし得る。熱交換器におけるロッドバッフルの配置は、ロッドバッフルがより均一に分布することで、向上した振動保護を提供する。さらに、ロッドバッフル熱交換器は、運転サイクルにわたって信頼性および性能を高めることができる。全体として、ロッドバッフル熱交換器は、製品エンジニアリング、ロッドバッフル製造に関連するリスク、組立時間の短縮、ハードウェアコストの削減、ならびに重量および包装材料の削減を最小限に抑えることができる。
【0015】
本明細書の実施形態によれば、ロッドバッフル熱交換器は、複数の縦方向バッフルプレートを含んで、蒸気速度を増加させて熱伝達をより効率的にすることができる。非限定的な例では、ロッドバッフル熱交換器は６枚の縦方向バッフルプレートを有してもよい。１つ以上の実施形態において、防振効果を向上させるために、ロッドバッフル熱交換器の横ロッドおよび縦ロッドの支持を分割してより均一に分布させてもよい。さらに、低レベルでも液封を維持して運転柔軟性を高めるために、縦方向バッフルプレートの長さを、Ｕ字バンドルの少なくとも全長をカバーするように長くしてもよい。
【0016】
１つ以上の実施形態では、ロッドバッフル熱交換器は、６枚以上の延長した縦仕切り板など、１枚以上の延長した縦仕切り板を有する垂直ロッドバッフル凝縮器であってよい。延長した縦仕切り板は、チューブの周りのガス速度を増加させることによって、垂直ロッドバッフル凝縮器の凝縮効率をより高くできる。さらに、延長した縦仕切り板は、液面をより低くできる延長したバッフルプレートによって、熱交換係数に関して運転範囲を増加させることができる。
【0017】
図２を参照すると、図２は、本開示の１つ以上の実施形態に係るロッドバッフル熱交換器１００の上面図を示す。ロッドバッフル熱交換器１００は６枚以上の縦仕切り板１０１を含んでもよい。６枚以上の縦仕切り板１０１は、ロッドバッフル熱交換器１００のチューブバンドル１０２内に挿入されてもよい。チューブバンドル１０２はシェル１０３に囲まれている。シェル１０３の周りには複数の計器ノズル１２０が配置されてもよい。計器ノズル１２０は、ロッドバッフル熱交換器１００におけるレベル測定、温度測定などの測定など、ロッドバッフル熱交換器１００での各種の測定を提供できる。さらに、チューブシート１１９が６枚以上の縦仕切り板１０１の上に設けられてもよい。１つ以上の実施形態において、縦仕切り板１０１間の距離Ｄは変化させてもよい。非限定的な例では、第１の縦仕切り板１０１ａと第２の縦仕切り板１０１ｂとの間の距離Ｄは、第２の縦仕切り板１０１ｂと第３の縦仕切り板１０１ｃとの間の距離より大きくてよい。第２の縦仕切り板１０１ｂと第３の縦仕切り板１０１ｃとの間の距離は、第３の縦仕切り板１０１ｃと第４の縦仕切り板１０１ｄとの間の距離より大きくてもよい。第３の縦仕切り板１０１ｃと第４の縦仕切り板１０１ｄとの間の距離は、第４の縦仕切り板１０１ｄと第５の縦仕切り板１０１ｅとの間の距離より大きくてもよい。第４の縦仕切り板１０１ｄと第５の縦仕切り板１０１ｅとの間の距離は、第５の縦仕切り板１０１ｅと第６の縦仕切り板１０１ｆとの間の距離より大きくてもよい。縦仕切り板１０１の各々の幅Ｗが３～９ｍｍの値、例えば８ｍｍの値を有することがさらに想定される。
【0018】
１つ以上の実施形態において、６枚以上の縦仕切り板１０１のうち１枚以上は、チューブバンドル１０２に設けられた切り欠き縦仕切り板１０４であってもよい。切り欠き縦仕切り板１０４の各々は、シェル１０３から垂直距離Ｄｎにある切り欠き端部１０５を有していてもよい。切り欠き縦仕切り板１０４の各々は変化させた垂直距離Ｄｎを有していてもよい。切り欠き縦仕切り板１０４の垂直距離Ｄｎは、第１の縦仕切り板１０１ａから第６の縦仕切り板１０１ｆまで漸減してもよい。非限定的な例では、第１の縦仕切り板１０１ａの垂直距離Ｄｎは、第２の縦仕切り板１０１ｂの垂直距離より大きくてもよい。第２の縦仕切り板１０１ｂの垂直距離は、第３の縦仕切り板１０１ｃの垂直距離より大きくてもよい。第３の縦仕切り板１０１ｃの垂直距離は、第４の縦仕切り板１０１ｄの垂直距離より大きくてもよい。第４の縦仕切り板１０１ｄの垂直距離は、第５の縦仕切り板１０１ｅの垂直距離より大きくてもよい。第５の縦仕切り板１０１ｅの垂直距離は、第６の縦仕切り板１０１ｆの垂直距離より大きくてもよい。いくつかの実施形態では、垂直距離Ｄｎの値は、蒸気が次の仕切りへと通過するのに十分な面積が切り欠き縦仕切り板１０４とシェル１０３との間に存在するように選択される。さらに、各切り欠き端部１０５によって、隣接する各切り欠き縦仕切り板１０４がシェル１０３から反対方向に終端するように、隣接する各切り欠き縦仕切り板１０４を１８０度配向させてもよい。
【0019】
引き続き図２を参照すると、シェル１０３上のチューブシート１１９に近い、入口１０８と同様のレベル（周方向の位置）に出口１０７が設けられてもよい。いくつかの実施形態において、出口１０７は非凝縮性ガス出口であってもよく、入口１０８は蒸気入口であってもよい。入口１０８から、蒸気はロッドバッフル熱交換器１００に入り、６枚以上の縦仕切り板１０１により画定される流路（ブロック矢印Ｆ参照）を流れて、出口１０７から出てもよい。さらに、シェル１０３上のロッドバッフル熱交換器１００のエルボ部１０９ａの下に液封円筒部１０９が設けられてもよい。エルボ部１０９ａは、出口１０７および入口１０８を形成するシェル１０３の一部であってもよい。さらに、入口１０８から流入する蒸気を分配するために、インピンジメントプレート１１０がシェル１０３に設置されてもよい。
【0020】
いくつかの実施形態では、６枚以上の縦仕切り板１０１がチューブバンドル１０２の複数のチューブ１０６を仕切るように、複数のチューブ１０６がチューブバンドル１０２内で軸方向に延在していてもよい。１つ以上の実施形態において、チューブバンドル１０２は、複数のチューブ１０６がベンドを有するようなＵ字チューブバンドルであってもよい。切り欠き縦仕切り板１０４は、切り欠き端部１０５がチューブバンドル１０２内にあるような半径方向の長さで延在することがさらに想定される。切り欠き縦仕切り板１０４の半径方向の長さは、シェル１０３に付着した端部から切り欠き端部１０５まで測定してもよい。切り欠き縦仕切り板１０４の縦方向の最小長さは、チューブ１０６がＵ字チューブバンドル１０２内に設けられる最下点より長い。切り欠き縦仕切り板１０４を少なくともＵ字チューブバンドルの端部まで縦方向に延在させることによって、下部液封が得られ、ロッドバッフル熱交換器１００の運転範囲が増加する。
【0021】
図３に示すように、１つ以上の実施形態では、ロッドバッフル熱交換器１００は、複数のチューブ（図２の１０６参照）の軸方向軸Ａｘに沿って分布する複数のロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４を含んでもよい。例示目的のみで、図３は４つのロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４とともに示されているが、ロッドバッフル熱交換器１００は、本開示の範囲から逸脱することがない限り、任意の数のロッドバッフルリングを有してもよい。さらに、複数の支持バー１１５がシェル（図２の１０３参照）の円周上に配置されてもよく、これらは、チューブバンドル（図２の１０２参照）を固定するために用いられ、複数のロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４用のスライドウェイとして機能してもよい。非限定的な例では、ロッドバッフル熱交換器１００は、支持バー１１５が複数のロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４の円周の周りに９０度刻みで存在するよう等間隔に配置された４つの支持バー１１５を有してもよい。
【0022】
１つ以上の実施形態では、複数のロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４は４つを１セットとして設けられてもよい。複数のロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４は、各ロッドバッフルリングが、隣接するロッドバッフルリングから９０度回転したような構成であってもよい。複数のロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４を前後に９０度ずらして配置することによって、ロッドバッフル熱交換器１００は、液溜まりの現象を解消し、複数のチューブ（図２中の１０６参照）上で凝縮物の高流束流を実現することができる。非限定的な例では、４つのロッドバッフルリングのセットにおける第１のロッドバッフルリング１１１は、第１のロッドバッフルリング１１１の内面１１１ｂから延在する複数の横ロッドバッフル１１１ａを有していてもよい。４つのロッドバッフルリングのセットにおける第２のロッドバッフルリング１１２は、第２のロッドバッフルリング１１２の内面１１２ｂから延在する複数の縦ロッドバッフル１１２ａを有していてもよい。４つのロッドバッフルリングのセットにおける第３のロッドバッフルリング１１３は、第３のロッドバッフルリング１１３の内面１１３ｂから延在する複数の横ロッドバッフル１１３ａを有していてもよい。４つのロッドバッフルリングのセットにおける第４のロッドバッフルリング１１４は、第４のロッドバッフルリング１１４の内面１１４ｂから延在する複数の縦ロッドバッフル１１４ａを有してもよい。
【0023】
ここで図４を参照すると、１つ以上の実施形態において、図４は、第１および第３のロッドバッフルリング１１１、１１３の横ロッドバッフル１１１ａ、１１３ａと第２および第４のロッドバッフルリング１１２、１１４の縦ロッドバッフル１１２ａ、１１４ａとによって間隔をあけられている複数のチューブ１０６の部分クローズアップ上面図を示す。
【0024】
図４に示すように、横ロッドバッフル１１１ａ、１１３ａは、Ｘ軸方向に隣接するチューブ（１０６）間の隙間１１５を通過する。縦ロッドバッフル１１２ａ、１１５ａは、Ｙ軸方向に隣接するチューブ（１０６）間の隙間１１６を通過する。さらに、横ロッドバッフル１１１ａ、１１３ａは、切り欠き縦仕切り板（図２の１０４参照）の開口部を通過してもよい。横ロッドおよび縦ロッド間の距離を大きくすることによって、複数のチューブ１０６内の液体凝縮物の流れが制限されにくくなくなり、複数のチューブ１０６の支持が複数のチューブ１０６の長さにわたってより均一に分布し得る。
【0025】
ここで図５を参照すると、１つ以上の実施形態において、図５は、ロッドバッフル熱交換器１００の部分図を示す。図５に示すように、複数のチューブ１０６は、長さＬで延在するＵ字チューブバンドルなどのチューブバンドル１０２内にあってもよい。当業者であれば、Ｕ字チューブバンドル１０２によって、複数のチューブ１０６の全長がＵ字チューブバンドル１０２の長さＬより大きくなるように、複数のチューブ１０６を例えばＵベンド１１８のように曲げることができる方法を理解するであろう。これにより、ロッドバッフル熱交換器１００は、コンパクトなままでより長いチューブ１０６を有し、ロッドバッフル熱交換器１００の全体の設置面積を減少させることができる。さらに、入口１０８は、チューブバンドル１０２の前面側の上部にある一方、出口１０７は、チューブバンドル１０２の背面側にある。出口１０７が入口１０８よりも小さい直径を有することがさらに想定される。
【0026】
図５に示すように、１つ以上の実施形態において、ロッドバッフル熱交換器１００は、横ロッドを有するロッドバッフルリングの８セットと縦ロッドを有するロッドバッフルリングの８セットとが存在するように、図３で説明されるような４つのロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４のセットを４セット有してもよい。さらに、ロッドバッフル熱交換器１００は、ロッドバッフルリングの順序がＵ字チューブバンドル１０２内のＵベンド１１８から１１１、１１１、１１３、１１４となるように、２つの第１のロッドバッフルリングを含んで構成された４つのロッドバッフルリングの第５のセットを含んでもよい。Ｕベンド１１８の最下点が、ロッドバッフル熱交換器１００内の最も低いロッドバッフルリングと一致することがさらに想定される。ロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４の各々は、ロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４がＵ字チューブバンドルの長さＬにわたって等間隔に配置されるように、隣接するロッドバッフルから距離Ｄｒｂを置いて配置されてもよい。さらに、ロッドバッフルリング１１１、１１２、１１３、１１４の各々は、ロッドバッフルリングが均一な厚さを有するように、厚さＴを有してもよい。Ｕ字チューブバンドルの後方部１１７が防振グリッド構造を有することがさらに想定される。
【0027】
限られた数の実施形態に関して本開示を説明したが、本開示の恩恵を受ける当業者であれば、本明細書に記載されるような本開示の範囲を逸脱することなく他の実施形態を考案し得ることを認識するであろう。したがって、本開示の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【国際調査報告】