(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器本体の内部に設けられた流体の熱交換ラインと、
前記熱交換器本体の出口側に接続された流体の出力ラインと、
前記熱交換ラインの途中から分岐し、前記出力ラインに接続された流体のバイパスラインと、
前記バイパスラインを開閉する開閉装置と、
前記熱交換器本体の入口側に接続された流体の入力ラインと、
前記入力ラインから分岐し、前記出力ラインに接続された流体の第２のバイパスラインと、
前記第２のバイパスラインを開閉する第２の開閉装置と、
前記バイパスライン及び前記第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを開閉する第３の開閉装置と、
前記開閉装置及び前記第２の開閉装置を制御する第１モードと、前記第２の開閉装置及び前記第３の開閉装置を制御する第２モードとに、制御モードを切り替える制御装置と、を有する、ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換器本体は、流体が流通する複数の伝熱管を収容する胴体部と、前記複数の伝熱管を流通した流体が合流する空間を形成するヘッド部と、を有しており、
前記バイパスラインは、前記ヘッド部に接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを流通する流体の温度を計測する温度センサを有し、
前記制御装置は、前記温度センサの計測結果に基づいて、前記制御モードを切り替える、ことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを流通する流体を加熱若しくは冷却する温度調整装置を有する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
熱交換器本体の内部に設けられた流体の熱交換ラインと、
前記熱交換器本体の出口側に接続された流体の出力ラインと、
前記熱交換ラインの途中から分岐し、前記出力ラインに接続された流体のバイパスラインと、
前記バイパスラインを開閉する開閉装置と、
前記熱交換器本体の入口側に接続された流体の入力ラインと、
前記入力ラインから分岐し、前記出力ラインに接続された流体の第２のバイパスラインと、
前記第２のバイパスラインを開閉する第２の開閉装置と、
前記第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを流通する流体を加熱若しくは冷却する温度調整装置と、を有する、ことを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
熱交換器本体の内部に設けられた流体の熱交換ラインと、
前記熱交換器本体の出口側に接続された流体の出力ラインと、
前記熱交換ラインの途中から分岐し、前記出力ラインに接続された流体のバイパスラインと、
前記バイパスラインを開閉する開閉装置と、
前記熱交換器本体の入口側に接続された流体の入力ラインと、
前記入力ラインから分岐し、前記出力ラインに接続された流体の第２のバイパスラインと、
前記第２のバイパスラインを開閉する第２の開閉装置と、
前記バイパスライン及び前記第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを開閉する第３の開閉装置と、を有する熱交換器において、
前記出力ラインを流通する流体の温度に基づいて、前記開閉装置及び前記第２の開閉装置を制御する第１モードと、前記第２の開閉装置及び前記第３の開閉装置を制御する第２モードとに、制御モードを切り替える、ことを特徴とする熱交換器の制御方法。
【請求項７】
熱交換器本体の内部に設けられた流体の熱交換ラインと、
前記熱交換器本体の出口側に接続された流体の出力ラインと、
前記熱交換ラインの途中から分岐し、前記出力ラインに接続された流体のバイパスラインと、
前記バイパスラインを開閉する開閉装置と、
前記熱交換器本体の入口側に接続された流体の入力ラインと、
前記入力ラインから分岐し、前記出力ラインに接続された流体の第２のバイパスラインと、
前記第２のバイパスラインを開閉する第２の開閉装置と、
前記第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを流通する流体を加熱若しくは冷却する温度調整装置と、を有する熱交換器において、
前記出力ラインを流通する流体の温度に基づいて、前記温度調整装置の駆動を制御する、ことを特徴とする熱交換器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器及び熱交換器の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器には、熱交換器本体に複数の伝熱管が収容され、この伝熱管を流体が流通することで熱交換が行われ、流体を所定の温度で出力するものがある。このような熱交換器は、所定の規格に基づいて定常運転時における伝熱管の内外面の汚れ度合を想定して設計している。したがって、熱交換器の初期の運転時は、性能が出過ぎてしまうことがある。このため、従来の熱交換器は、交換熱量を抑える等のターンダウン運転ができるような周辺システムを備えている。
【０００３】
このような周辺システムとして、下記特許文献１に記載の熱交換器の流体温度調整装置が知られている。この流体調整装置は、熱交換器本体の流体の入口側と流体の出口側とをバイパスするバイパスラインに、スプリングによって上流側へ向かって開くように付勢されたチャックバルブを設けている。この構成によれば、チャックバルブが開くと、流体の一部がバイパスラインを通って加熱または冷却された流体に合流するため、熱交換器の出口側の流体の温度を調整できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２００９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術は、次のような問題がある。
特許文献１の技術は、熱交換器本体の流体の入口側と流体の出口側とをバイパスするバイパスラインであるため、バイパスラインの接続位置よりも下流側の流体の温度は調整できても、バイパスラインの接続位置よりも上流側の流体の温度は調整できない。例えば、熱交換器の性能が出過ぎて流体が過冷却され凝縮してしまうと、バイパスラインの接続位置よりも上流側では配管や弁等の腐食が発生する場合がある。また、熱交換器の性能が出過ぎて流体が過熱されてしまうと、バイパスラインの接続位置よりも上流側では配管や弁の設計温度を超えてしまう場合がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器本体の出口側で発生する流体の過冷却による凝縮または過熱を防止し、安定したターンダウン運転が可能な熱交換器及び熱交換器の制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、熱交換器本体の内部に設けられた流体の熱交換ラインと、前記熱交換器本体の出口側に接続された流体の出力ラインと、前記熱交換ラインの途中から分岐し、前記出力ラインに接続された流体のバイパスラインと、前記バイパスラインを開閉する開閉装置と、を有する熱交換器を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、開閉装置でバイパスラインを開くと、流体が熱交換ラインの途中からバイパスし、熱交換器本体の出口側の出力ラインに合流する。流体は、熱交換ラインの途中からバイパスするため、熱交換ラインの伝熱経路の一部を無効化させることができる。このように、熱交換ラインの伝熱経路の一部を無効化させることで、熱交換器本体の出口側で発生する流体の過冷却による凝縮または過熱を防止することができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記熱交換器本体は、流体が流通する複数の伝熱管を収容する胴体部と、前記複数の伝熱管を流通した流体が合流する空間を形成するヘッド部と、を有しており、前記バイパスラインは、前記ヘッド部に接続されている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、熱交換器本体において複数の伝熱管が合流するヘッド部から流体がバイパスする。ヘッド部は、外部に露出しており、胴体部の内部に収容された複数の伝熱管よりも、バイパスラインの接続が容易である。このため、組み立て作業性、メンテナンス性を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記熱交換器本体の入口側に接続された流体の入力ラインと、前記入力ラインから分岐し、前記出力ラインに接続された流体の第２のバイパスラインと、前記第２のバイパスラインを開閉する第２の開閉装置と、を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第２の開閉装置で第２のバイパスラインを開くと、流体が熱交換器本体をバイパスし、熱交換器本体の出口側の出力ラインに合流する。このように、バイパスラインを２種類設けることで、安定した運転が可能なターンダウン運転の幅を広げることができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記バイパスライン及び前記第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを開閉する第３の開閉装置を有しており、前記開閉装置及び前記第２の開閉装置を制御する第１モードと、前記第２の開閉装置及び前記第３の開閉装置を制御する第２モードとに、制御モードを切り替える制御装置を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、制御装置が制御モードを第１モードに切り替えると、熱交換ラインの伝熱経路の一部を無効化し、性能を制限した運転が可能となり、制御装置が制御モードを第２モードに切り替えると、熱交換ラインの伝熱経路の全体が有効になり、性能を制限しない運転が可能となる。
【００１１】
また、本発明においては、前記第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを流通する流体の温度を計測する温度センサを有し、前記制御装置は、前記温度センサの計測結果に基づいて、前記制御モードを切り替える、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側に温度センサを設け、出力ラインを流通する流体の温度を計測し、その計測結果に基づいて制御モードを切り替える。これにより、第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で発生する流体の過冷却による凝縮または過熱を確実に防止することができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを流通する流体を加熱若しくは冷却する温度調整装置を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側に温度調整装置を設け、出力ラインを流通する流体を加熱若しくは冷却する。この温度調整装置をサブ的に駆動させることにより、初期の運転時以外で、例えば急な熱交換器の負荷変動等により第２のバイパスラインの接続位置よりも上流側で発生する流体の過冷却による凝縮または過熱をより確実に防止することができる。
【００１３】
また、本発明においては、熱交換器本体の内部に設けられた流体の熱交換ラインと、前記熱交換器本体の出口側に接続された流体の出力ラインと、前記熱交換ラインの途中から分岐し、前記出力ラインに接続された流体のバイパスラインと、前記バイパスラインを開閉する開閉装置と、を有する熱交換器において、前記出力ラインを流通する流体の温度に基づいて、前記開閉装置の駆動を制御する、熱交換器の制御方法を採用する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱交換器本体の出口側で発生する流体の過冷却による凝縮または過熱を防止し、安定したターンダウン運転が可能な熱交換器及び熱交換器の制御方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態における熱交換器１の構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態における熱交換器１の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における熱交換器１の構成図である。
図１に示すように、熱交換器１は、流体２と熱交換媒体３との間で熱交換を行う熱交換器本体１０と、熱交換器本体１０から出力される流体２の温度を調整する出力調整装置２０と、を有する。本実施形態１の熱交換器１は、熱交換媒体３との熱交換により、流体２を所定温度に冷却する構成となっている。なお、流体２と熱交換媒体３は、一方が熱を放出し、他方が熱を受ける相互関係を有しており、一方と他方を入れ替えても成り立つが、ここでは、目的の温度とするものを流体２と定義し、流体２を目的の温度に制御する為に熱を移動させるものを熱交換媒体３と定義する。
【００１８】
熱交換器本体１０は、流体用入口４と、流体用出口５（熱交換器本体の出口側）と、熱交換媒体用入口６と、熱交換媒体用出口７と、を有する。流体用入口４には、流体２の入力ライン８が接続されている。また、流体用出口５には、流体２の出力ライン９が接続されている。入力ライン８は、熱交換器本体１０の流体用入口４に接続された配管からなる。また、出力ライン９は、熱交換器本体１０の流体用出口５に接続された配管からなる。本実施形態では、流体２が、温度（ｔＨ）で熱交換器本体１０に入力され、温度（ｔＣ）で熱交換器本体１０から出力される。また、熱交換媒体３が、温度（ＴＣ）で熱交換器本体１０に入力され、温度（ＴＨ）で熱交換器本体１０から出力されるようになっている。
【００１９】
熱交換器本体１０の内部には、流体２が流通する熱交換ライン１１ａと、熱交換媒体３が流通する熱交換ライン１１ｂと、が設けられている。なお、熱交換ライン１１ａ，１１ｂとは、流体２と熱交換媒体３とが熱交換する熱交換器本体１０の内部の流路のことをいう。この熱交換器本体１０は、基部１３と、胴体部１４と、ヘッド部１５と、から構成されている。胴体部１４は、筒状に形成され、その両端部の一方に基部１３が接続され、その両端部の他方にヘッド部１５が接続されている。胴体部１４は、流体２が流通する複数の伝熱管１２を収容している。
【００２０】
基部１３と胴体部１４との間、及び、胴体部１４とヘッド部１５との間には、管板１６が設けられている。管板１６は、複数の伝熱管１２の両端部を支持すると共に、基部１３、胴体部１４、ヘッド部１５のケーシング間を仕切るものである。基部１３には、入口プレナム部１７と出口プレナム部１８とを形成する隔壁１３ａが設けられている。入口プレナム部１７は、流体用入口４に連通しており、出口プレナム部１８は、流体用出口５に連通している。この流体用出口５は、ヘッド部１５に対し、胴体部１４を挟んだ長手方向逆側に配置されている。
【００２１】
入口プレナム部１７は、胴体部１４において上方に配管された伝熱管１２と連通している。また、出口プレナム部１８は、胴体部１４において下方に配管された伝熱管１２と連通している。ヘッド部１５は、基部１３とは反対側において、上下の伝熱管１２を接続状態とする空間１５ａを形成するものである。このため、流体用入口４から入力された流体２は、流体用入口４から入り、上方の伝熱管１２を通ってヘッド部１５で折り返し、下方の伝熱管１２を通って流体用出口５から出力される。
【００２２】
このように、複数の伝熱管１２と、ヘッド部１５の空間１５ａは、流体２が流通する熱交換ライン１１ａを形成している。ヘッド部１５の空間１５ａは、熱交換ライン１１ａの折り返し地点であり、熱交換ライン１１ａの伝熱経路の半分にあたる。このヘッド部１５には、流体バイパス用出口１５ｂが設けられている。この流体バイパス用出口１５ｂは、下方の伝熱管１２の入口近傍であって、ヘッド部１５の底部に設けられている。
【００２３】
胴体部１４は、複数の伝熱管１２の周りを囲い、熱交換媒体３が複数の伝熱管１２の間を流通する熱交換ライン１１ｂを形成するものである。すなわち、流体２の熱交換ライン１１ａは、伝熱管１２及びヘッド部１５の内側に形成されるのに対し、熱交換媒体３の熱交換ライン１１ｂは、伝熱管１２の外側であって胴体部１４の内側に形成される。この胴体部１４のヘッド部１５側には、熱交換媒体用入口６が設けられている。また、胴体部１４の基部１３側には、熱交換媒体用出口７が設けられている。熱交換媒体用入口６と熱交換媒体用出口７との間には、複数のバッフルプレート１９が胴体部１４の中に収められている。
【００２４】
バッフルプレート１９は、管板１６の間において伝熱管１２を支持するものであり、また、熱交換媒体用入口６と熱交換媒体用出口７との間で、熱交換ライン１１ｂを回流させるものである。バッフルプレート１９には、熱交換媒体３が流通する切欠き部１９ａが形成されている。複数のバッフルプレート１９は、胴体部１４の中心軸方向において間をあけて設けられており、切欠き部１９ａが交互に上下となるように配置されている。このため、熱交換媒体用入口６から入力された熱交換媒体３は、バッフルプレート１９を迂回しながら胴体部１４の中を回流し、熱交換媒体用出口７から出力される。
【００２５】
出力調整装置２０は、バイパスライン２１と、制御弁２２（開閉装置）と、を有する。バイパスライン２１は、熱交換ライン１１ａの途中から分岐し、出力ライン９に接続されている。本実施形態のバイパスライン２１は、ヘッド部１５の流体バイパス用出口１５ｂに接続されており、熱交換ライン１１ａの中間部から出力ライン９にバイパスするように設けられている。このバイパスライン２１を流体２が通ると、熱交換ライン１１ａにおける有効な伝熱面積が５０％に低減される。制御弁２２は、バイパスライン２１を開閉するものである。本実施形態の制御弁２２は、バイパスライン２１の開度調整機構を有する。この制御弁２２は、後述する制御装置２８の制御の下に駆動することが可能な構成となっている。なお、制御弁２２の代わりに、ＯＮ／ＯＦＦ弁（開閉弁）を採用してもよい。
【００２６】
また、出力調整装置２０は、バイパスライン２３（第２のバイパスライン）と、制御弁２４（第２の開閉装置）と、を有する。バイパスライン２３は、入力ライン８から分岐し、出力ライン９に接続されている。このバイパスライン２３の出力ライン９に対する接続位置は、バイパスライン２１の出力ライン９に対する接続位置よりも下流側に設定されている。このバイパスライン２３を流体２が通ると、熱交換ライン１１ａにおける有効な伝熱面積がゼロになる。制御弁２４は、バイパスライン２３を開閉するものである。本実施形態の制御弁２２は、バイパスライン２３の開度調整機構を有する。この制御弁２２は、後述する制御装置２８の制御の下に駆動することが可能な構成となっている。
【００２７】
また、出力調整装置２０は、出力ライン９に設けられた制御弁２５（第３の開閉装置）を有する。なお、出力ライン９を流体２が通ると、熱交換ライン１１ａにおける有効な伝熱面積が１００％になる。制御弁２５は、バイパスライン２１及びバイパスライン２３の接続位置よりも上流側で、出力ライン９を開閉するものである。本実施形態の制御弁２５は、出力ライン９の開度調整機構を有する。この制御弁２５は、後述する制御装置２８の制御の下に駆動することが可能な構成となっている。
【００２８】
また、出力調整装置２０は、温度センサ２６，２７と、制御装置２８と、を有する。温度センサ２６は、バイパスライン２３の接続位置よりも上流側で、出力ライン９を流通する流体２の温度を計測するものである。一方、温度センサ２７は、温度センサ２６は、バイパスライン２３の接続位置よりも下流側で、出力ライン９を流通する流体２の温度を計測するものである。温度センサ２６，２７は、制御装置２８に電気的に接続されており、制御装置２８に計測結果を出力する構成となっている。
【００２９】
制御装置２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び電気的に接続された制御弁２２，２４，２５、温度センサ２６，２７と通信を行うインターフェイス回路等から構成されている。この制御装置２８は、上記ＲＯＭに記憶された各種演算制御プログラムに基づいて各種の演算処理を行い、演算結果に基づいて制御弁２２，２４，２５の駆動を制御する構成となっている。
【００３０】
制御装置２８は、温度センサ２６の計測結果に基づいて、制御弁２２と制御弁２４とを制御する第１モードと、制御弁２４と制御弁２５とを制御する第２モードとに、制御モードを切り替えるようになっている。また、制御装置２８は、温度センサ２７の計測結果に基づいて、各制御モードにおいて熱交換器本体１０から出力される流体２の温度を調整するようになっている。すなわち、第１モードのときは、制御弁２５を閉塞し、バイパスライン２１，２３における流体２の流量調整が行われる。また、第２モードのときは、制御弁２２を閉塞し、出力ライン９、バイパスライン２３における流体２の流量調整が行われる。
【００３１】
以下では、上記構成の熱交換器１の動作（制御方法）について説明する。
熱交換器１は、定常運転時における伝熱管１２の内外面の汚れ度合を想定して設計されており、初期の運転時には、性能が出過ぎてしまうことがある。熱交換器１の性能が出過ぎて流体２が過冷却され凝縮してしまうと、出力ライン９を構成する配管等の腐食が発生する場合がある。第２モードでは、高温の流体２が合流するバイパスライン２３の接続位置よりも下流側の出力ライン９においては流体２の凝縮が解消するが、流体用出口５からバイパスライン２３の接続位置までの出力ライン９においては流体２の凝縮は解消できない。
【００３２】
制御装置２８は、出力ライン９において流体２が凝縮する温度を記憶しており、その温度に応じて予め設定した閾値と温度センサ２６の出力値とを比較して、制御モードを切り替える。例えば当該閾値が１００℃に設定されていた場合、制御装置２８は、温度センサ２６の出力値が１００℃以上であれば、流体２の凝縮が発生するおそれがないと判定し、制御モードを第２モード（通常運転）で維持する。一方で、制御装置２８は、温度センサ２６の出力値が１００℃未満であれば、流体２の凝縮が発生するおそれがあると判定し、制御モードを第１モード（ターンダウン運転）に切り替える。
【００３３】
第１モードでは、制御弁２５が閉塞されて、代わりに制御弁２２が開放される。制御弁２２が開放されると、流体２が熱交換ライン１１ａの途中からバイパスし、熱交換器本体１０の出口側の出力ライン９に合流する。流体２は、熱交換ライン１１ａの途中からバイパスするため、熱交換ライン１１ａの伝熱経路の一部（本実施形態では５０％）を無効化させることができる。このように、第１モードでは、制御弁２５を閉じ、制御弁２２と制御弁２４により、半分の伝熱面積を使用した制御を行うことができる。この第１モードでは、熱交換器１の性能を０〜５０％の範囲で調整することができる。
【００３４】
第１モードにおいては、熱交換器１の性能が最大で５０％になるため、流体２が過冷却されることはない。したがって、出力ライン９における流体２の凝縮を防止することができる。本実施形態では、バイパスライン２１が、ヘッド部１５に接続されており、ヘッド部１５から流体２がバイパスするようになっている。ヘッド部１５は、外部に露出しており、胴体部１４の内部に収容された複数の伝熱管１２に接続するよりも、バイパスライン２１の接続が容易である。このため、組み立て作業性、メンテナンス性を向上させることができる。
【００３５】
また、本実施形態では、バイパスライン２３の接続位置よりも上流側に温度センサ２６を設け、出力ライン９を流通する流体２の温度を計測し、その計測結果に基づいて制御モードを切り替えるため、バイパスライン２３の接続位置よりも上流側で発生する流体２の凝縮を確実に防止することができる。また、この構成によれば、熱交換器１の初期の運転時においてはターンダウン運転（第１モード）に自動的に切り替えることができ、また、伝熱管１２に適切に汚れが付着して性能が落ちた場合には、制御弁２２を閉じて、通常運転（第２モード）に自動的に切り替えることができる。
【００３６】
第２モードでは、制御弁２２が閉塞されて、代わりに制御弁２５が開放される。制御弁２５が開放されると、流体２が熱交換ライン１１ａの伝熱経路の全てが有効になる。このように、第２モードでは、制御弁２２を閉じ、制御弁２４と制御弁２５により、全ての伝熱面積を使用した制御を行うことができる。この第２モードでは、熱交換器１の性能を０〜１００％の範囲で調整することができる。本実施形態では、２つのバイパスライン２１，２３を有し、熱交換器１の性能の限界を５０％と１００％で切り替えることができる。このため、熱交換器１は、初期の過剰性能状態から設計点までの幅広い運転範囲に対応することができる。
【００３７】
このように、上述の本実施形態によれば、熱交換器本体１０の内部に設けられた流体２の熱交換ライン１１ａと、熱交換器本体１０の出口側に接続された流体２の出力ライン９と、熱交換ライン１１ａの途中から分岐し、出力ライン９に接続された流体２のバイパスライン２１と、バイパスライン２１を開閉する制御弁２２と、を有する熱交換器１を採用することによって、熱交換器本体１０の出口側で発生する流体２の過冷却による凝縮を防止でき、安定したターンダウン運転が可能な熱交換器１が得られる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００３９】
図２は、本発明の第２実施形態における熱交換器１の構成図である。
第２実施形態では、図２に示すように、温度調整装置３０が設けられている点で、上記実施形態と異なる。
【００４０】
温度調整装置３０は、バイパスライン２３の接続位置よりも上流側で、出力ライン９を流通する流体２を加熱するものである。温度調整装置３０は、例えば電熱ヒーター等から構成することができる。この温度調整装置３０は、バイパスライン２３の接続位置よりも上流側、且つ、バイパスライン２１の接続位置よりも下流側で、出力ライン９を流通する流体２を加熱する構成となっている。
【００４１】
このような第２実施形態によれば、バイパスライン２３の接続位置よりも上流側に温度調整装置３０を設け、出力ライン９を流通する流体２を加熱することにより、バイパスライン２３の接続位置よりも上流側で発生する流体２の凝縮を確実に防止することができる。すなわち、初期の運転時以外、例えば、急な熱交換器１の不具合や負荷変動が発生しても、温度調整装置３０をサブ的に駆動させることにより、流体２の過冷却を防止することができる。
【００４２】
また、第２実施形態では、図２に示すように、制御装置２８の制御の下に、温度調整装置３０を駆動させている。制御装置２８は、温度センサ２７の計測結果に基づいて、流体２の過冷却を把握することができ、適切なタイミングで温度調整装置３０を駆動させることができる。したがって、この第２実施形態によれば、バイパスライン２３の接続位置よりも上流側で発生する流体２の過冷却による凝縮をより確実に防止することができる。
【００４３】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４４】
例えば、上記実施形態では、熱交換器１が、熱交換媒体３との熱交換により、流体２を冷却するものであると説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、熱交換器１が、熱交換媒体３との熱交換により、流体２を加熱するものであってもよい。この場合、本発明を適用することにより、バイパスライン２３の接続位置よりも上流側の出力ライン９において、配管や弁の設計温度を超えてしまうような初期の運転時の流体２の過熱を防止することができる。
なお、この場合、第２実施形態の温度調整装置３０には、例えばペルチェ素子等を用いて、出力ライン９を流通する流体２を冷却する構成を採用することが好ましい。
【００４５】
また、例えば、上記実施形態では、ヘッド部１５にバイパスライン２１を接続する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、伝熱管１２の途中から分岐するようにバイパスライン２１を接続し、バイパスライン２１を胴体部１４から導出するような構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…熱交換器、２…流体、８…入力ライン、９…出力ライン、１０…熱交換器本体、１１ａ…熱交換ライン、１２…伝熱管、１４…胴体部、１５…ヘッド部、１５ａ…空間、２１…バイパスライン、２２…制御弁（開閉装置）、２３…バイパスライン（第２のバイパスライン）、２４…制御弁（第２の開閉装置）、２５…制御弁（第３の開閉装置）、２６…温度センサ、２８…制御装置、３０…温度調整装置
【図１】
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【図２】
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