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公開番号2025088989
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-12
出願番号2023203891
出願日2023-12-01
発明の名称溶媒回収装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人高田・高橋国際特許事務所
主分類F25J 1/00 20060101AFI20250605BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】溶媒ガスとキャリアとの混合ガスの供給を受ける多管式熱交換器を有する溶媒回収装置において、溶媒ガスの凝縮効率を向上させる。
【解決手段】溶媒回収装置は、溶媒ガスとキャリアガスとの混合ガスから溶媒ガスを液化して回収するように構成されている。溶媒回収装置は、多管式熱交換器と、アクチュエータと、制御回路と、を備える。多管式熱交換器は、並列に配置され且つ混合ガスが流通する複数のチューブと、複数のチューブを収容し且つ複数のチューブの周囲を冷媒が流通するシェルと、を含む。アクチュエータは、複数のチューブのうちで混合ガスを流す1又は複数のチューブの内壁の表面積の和である総表面積を変化させるように構成されている。制御回路は、混合ガス中の溶媒ガスの濃度に応じて総表面積を変化させるようにアクチュエータを制御するように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
溶媒ガスとキャリアガスとの混合ガスから前記溶媒ガスを液化して回収する溶媒回収装置であって、
並列に配置され且つ前記混合ガスが流通する複数のチューブと、前記複数のチューブを収容し且つ前記複数のチューブの周囲を冷媒が流通するシェルと、を含む多管式熱交換器と、
前記複数のチューブのうちで前記混合ガスを流す１又は複数のチューブの内壁の表面積の和である総表面積を変化させるアクチュエータと、
前記混合ガス中の前記溶媒ガスの濃度に応じて前記総表面積を変化させるように前記アクチュエータを制御する制御回路と、
を備える
溶媒回収装置。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
請求項１に記載の溶媒回収装置であって、
前記制御回路は、
想定最大濃度値を含む第１濃度範囲内に前記濃度がある場合、前記総表面積として選択可能な複数の値のうちの最大値が得られるように前記アクチュエータを制御し、
前記濃度が前記第１濃度範囲より低い場合、前記複数の値のうちで前記最大値より低い値が得られるように前記アクチュエータを制御する
溶媒回収装置。
【請求項３】
請求項１に記載の溶媒回収装置であって、
前記制御回路は、前記濃度が同じ値であっても、前記多管式熱交換器に流入する前記混合ガスの流量が多い場合には、前記流量が少ない場合と比べて前記総表面積が小さくなるように前記アクチュエータを制御する
溶媒回収装置。
【請求項４】
請求項１～３の何れか１つに記載の溶媒回収装置であって、
前記多管式熱交換器に対して鉛直方向の下方に位置し、前記多管式熱交換器によって凝縮された液化溶媒を回収する液回収容器と、
前記多管式熱交換器の出口と前記液回収容器との間を接続し、前記液化溶媒及び前記キャリアガスを含む排出流体が流通する排出通路と、
前記排出通路と連通し、前記液化溶媒と別れた前記キャリアガスが流通する分岐通路と、
をさらに備える
溶媒回収装置。
【請求項５】
請求項１～３の何れか１つに記載の溶媒回収装置であって、
前記多管式熱交換器は、前記混合ガスが流入する入口室を含み、
前記入口室は、前記混合ガスを前記複数のチューブにそれぞれ流すための複数の分岐管部を含み、
前記複数の分岐管部は、鉛直方向において前記複数のチューブより高くなるように配置されており、
前記アクチュエータは、前記複数の分岐管部にそれぞれ設けられ且つ前記複数の分岐管部をそれぞれ開閉する複数のバルブである
溶媒回収装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、溶媒ガスを液化して回収する溶媒回収装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、天然ガスを冷却して液化する装置を開示している。この装置は、天然ガスが流通する複数の流路と、複数の流路を収容するシェルとを含むシェルアンドチューブ式の熱交換器を備える。当該装置では、天然ガスを流す流路の数が天然ガスの流量に応じて制御される。
【０００３】
また、特許文献２は、水冷式冷凍装置に適用されるシェルアンドチューブ式の凝縮器を開示している。この凝縮器では、冷却水通路を区分する仕切部付近のガス冷媒と接触している伝熱管の配列が波形となるよう、ガス冷媒との接触面での伝熱管の密度を減少させる構成が採用されている。さらに、特許文献３は、横置きシェルアンドチューブ構造を有する熱交換器を開示している。この熱交換器は、低温熱媒体移流空間において加温ガスが流れる外胴内の空間である加温ガス移流空間部位に、液相状態にある低温熱媒体と加温ガスとの接触面積を拡大させる構造を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１３－５１５２２８号公報
特開平０８－１５９６１１号公報
特開２０１３－１８５７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特許文献１に記載のシェルアンドチューブ式の熱交換器では、天然ガスを流すガス流路の数は、天然ガスの流量に基づいて選択される。シェルアンドチューブ式の熱交換機（多管式熱交換器）は、溶媒ガス（ガス化した溶媒）とキャリアガスとの混合ガスから溶媒ガスを液化して回収する溶媒回収装置に適用することもできる。しかしながら、当該混合ガスを対象とする溶媒回収装置では、混合ガスの流量のみに基づいて混合ガスを流すチューブの本数が決定されると、溶媒ガスの凝縮効率が不十分となり得る。
【０００６】
本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶媒ガスとキャリアとの混合ガスの供給を受ける多管式熱交換器を有する溶媒回収装置において、溶媒ガスの凝縮効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る溶媒回収装置は、溶媒ガスとキャリアガスとの混合ガスから溶媒ガスを液化して回収するように構成されている。溶媒回収装置は、多管式熱交換器と、アクチュエータと、制御回路と、を備える。多管式熱交換器は、並列に配置され且つ混合ガスが流通する複数のチューブと、複数のチューブを収容し且つ複数のチューブの周囲を冷媒が流通するシェルと、を含む。アクチュエータは、複数のチューブのうちで混合ガスを流す１又は複数のチューブの内壁の表面積の和である総表面積を変化させるように構成されている。制御回路は、混合ガス中の溶媒ガスの濃度に応じて総表面積を変化させるようにアクチュエータを制御するように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る溶媒回収装置によれば、混合ガス中の溶媒ガスの濃度に応じて上述の表面積を変化させることにより、溶媒ガスの凝縮効率（換言すると、溶媒の回収率）を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態に係る溶媒回収装置の構成の一例を概略的に示す図である。
排出流体の気液分離構造の他の例を概略的に示す図である。
混合ガスを流すチューブの本数の第１の制御例を説明するための図である。
混合ガスを流すチューブの本数の第２の制御例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
添付図面を参照して、本開示の実施の形態を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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