JPH0381075B2 - - Google Patents
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- JPH0381075B2 JPH0381075B2 JP60005093A JP509385A JPH0381075B2 JP H0381075 B2 JPH0381075 B2 JP H0381075B2 JP 60005093 A JP60005093 A JP 60005093A JP 509385 A JP509385 A JP 509385A JP H0381075 B2 JPH0381075 B2 JP H0381075B2
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- heat exchanger
- medium
- heat exchange
- discharge
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
- F28F9/0275—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple branch pipes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
- F28D7/0075—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with particular circuits for the same heat exchange medium, e.g. with the same heat exchange medium flowing through sections having different heat exchange capacities or for heating or cooling the same heat exchange medium at different temperatures
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
- F28D7/0083—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium
- F28D7/0091—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium the supplementary medium flowing in series through the units
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/04—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28F9/02—Header boxes; End plates
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- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明の温度約700℃以上におけるガス対ガス
熱交換のための換熱式熱交換器
（recuperativeheat exchanger）に関する。本明
細書において、ガスと蒸気間の熱交換は用語ガス
対ガス熱交換並びにガスとガスとの間の熱交換の
範囲内に含まれる。本発明は詳細には、頂部端及
び下部端においてそれぞれの端によつて閉じられ
ている垂直に延びている鋼製のシエルを有してい
る耐火物を裏張りした容器（vessel）であつて、
該容器内の空間がそれぞれ頂部チヤンバと底部端
チヤンバに分割されている容器と、開孔を有する
頂部及び底部耐火プレート間にある熱交換チヤン
バーとを具備しており、該端チヤンバーが該プレ
ートの間に延びている耐火セラミツク材料の実質
的に垂直な複数の管によつて連結されている熱交
換器に関する。
熱交換のための換熱式熱交換器
（recuperativeheat exchanger）に関する。本明
細書において、ガスと蒸気間の熱交換は用語ガス
対ガス熱交換並びにガスとガスとの間の熱交換の
範囲内に含まれる。本発明は詳細には、頂部端及
び下部端においてそれぞれの端によつて閉じられ
ている垂直に延びている鋼製のシエルを有してい
る耐火物を裏張りした容器（vessel）であつて、
該容器内の空間がそれぞれ頂部チヤンバと底部端
チヤンバに分割されている容器と、開孔を有する
頂部及び底部耐火プレート間にある熱交換チヤン
バーとを具備しており、該端チヤンバーが該プレ
ートの間に延びている耐火セラミツク材料の実質
的に垂直な複数の管によつて連結されている熱交
換器に関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする問題点
非常に高い温度におけるガス対ガス熱交換のた
めの熱交換器は例えば高炉技術から公知である。
復熱型（regenerative）の熱交換器が使用されて
おり、これでは排気ガスから出る熱がセラミツク
材料内に貯えられ、そして高炉操業用燃焼空気が
次にこのセラミツク材料を通過することによつて
予熱される。熱風炉又は「カウパー（cowper）」
と呼ばれるこのような交換器は非常に高い投資費
用を必要とし、この理由のため復熱型ではなく温
度約700℃で換熱式熱交換器として操作されるこ
とができるガス対ガス熱交換器が屡々求められて
いた。700℃乃至1250℃程度の温度において、金
属は熱交換器用の構造材料として適しておらず、
従つてこの温度範囲ではセラミツク材料の復熱式
の熱交換器に常に頼つてきた。
めの熱交換器は例えば高炉技術から公知である。
復熱型（regenerative）の熱交換器が使用されて
おり、これでは排気ガスから出る熱がセラミツク
材料内に貯えられ、そして高炉操業用燃焼空気が
次にこのセラミツク材料を通過することによつて
予熱される。熱風炉又は「カウパー（cowper）」
と呼ばれるこのような交換器は非常に高い投資費
用を必要とし、この理由のため復熱型ではなく温
度約700℃で換熱式熱交換器として操作されるこ
とができるガス対ガス熱交換器が屡々求められて
いた。700℃乃至1250℃程度の温度において、金
属は熱交換器用の構造材料として適しておらず、
従つてこの温度範囲ではセラミツク材料の復熱式
の熱交換器に常に頼つてきた。
英国特許Ａ−1100036は上記の最初の章に述べ
た如き熱交換器について記述している。この換熱
式熱交換器は多数の直立セラミツク管を有してお
り、これを通つて高温燃焼ガスが下方に送られ
て、管の間を下方に通過する加圧された空気を加
熱する。各管は多数の相互に連結された部分内に
ある。管は半球形（domed）端部を有している
容器内で頂部及び底部プレートに取付けられてい
る。管の上部端は頂部プレートにシールされてい
るが頂部プレートを通り移動することができ加熱
及び冷却の際の熱膨脹差を許容する。
た如き熱交換器について記述している。この換熱
式熱交換器は多数の直立セラミツク管を有してお
り、これを通つて高温燃焼ガスが下方に送られ
て、管の間を下方に通過する加圧された空気を加
熱する。各管は多数の相互に連結された部分内に
ある。管は半球形（domed）端部を有している
容器内で頂部及び底部プレートに取付けられてい
る。管の上部端は頂部プレートにシールされてい
るが頂部プレートを通り移動することができ加熱
及び冷却の際の熱膨脹差を許容する。
本発明は熱交換ガス間に著しい圧力差があると
きでも温度範囲700℃乃至1250℃でガス対ガス熱
交換に適している換熱式熱交換器のための構造体
を提供する目的を有している。
きでも温度範囲700℃乃至1250℃でガス対ガス熱
交換に適している換熱式熱交換器のための構造体
を提供する目的を有している。
問題点を解決するための手段
本発明は、熱交換器媒体の第１の媒体のそれぞ
れの供給及び排出のための連結部（connection）
が該端部に設けられており、該鋼製シエルの１方
側に垂直及び周辺の双方に延びている領域に亘り
分布さた第２の熱交換媒体の供給のための複数の
連結部があり、そして鋼製シエルの他方の側にま
た垂直及び周辺の双方に延びている領域上に分布
された第２の媒体の排出のための複数の連結部が
あり、該第２の媒体の供給及び排出のための連結
部がそれぞれのマニホールドを経てそれぞれ主供
給及び排出導管に連結されていることからなる。
れの供給及び排出のための連結部（connection）
が該端部に設けられており、該鋼製シエルの１方
側に垂直及び周辺の双方に延びている領域に亘り
分布さた第２の熱交換媒体の供給のための複数の
連結部があり、そして鋼製シエルの他方の側にま
た垂直及び周辺の双方に延びている領域上に分布
された第２の媒体の排出のための複数の連結部が
あり、該第２の媒体の供給及び排出のための連結
部がそれぞれのマニホールドを経てそれぞれ主供
給及び排出導管に連結されていることからなる。
水平断面において、鋼製シエルは好ましくは円
形であるが、正方形又は長方形の如き他の形状を
有することができる。両端部は半球形であるが、
例えば高炉及びカウバー熱風炉（cowper
stoves）で知られている如き平らな底部端が好ま
しいこともある。
形であるが、正方形又は長方形の如き他の形状を
有することができる。両端部は半球形であるが、
例えば高炉及びカウバー熱風炉（cowper
stoves）で知られている如き平らな底部端が好ま
しいこともある。
本発明の熱交換器の構造は双方のガスが既に温
度約700℃以上である２つのガス間の熱交換に特
に適している。例えば、熱交換媒体の１方が温度
約1225℃から約930℃に冷却し、これによつて他
方の熱交換媒体にその温度約700℃から約1000℃
に上昇するため熱を伝えることができる。最高圧
力を有する熱交換媒体は好ましくはこの場合には
垂直な管を通過させる。
度約700℃以上である２つのガス間の熱交換に特
に適している。例えば、熱交換媒体の１方が温度
約1225℃から約930℃に冷却し、これによつて他
方の熱交換媒体にその温度約700℃から約1000℃
に上昇するため熱を伝えることができる。最高圧
力を有する熱交換媒体は好ましくはこの場合には
垂直な管を通過させる。
しかし乍ら、多くの場合に装置は２つのガス間
で熱交換のために必要とされ、この場合低い温度
は例えば150℃乃至350℃程度で、非常に低い。そ
の場合には、直列に連結された複数の熱交換器よ
り成つている熱交換器システムが好ましく、これ
では高温レベルにおける熱交換は上記の如き本発
明の熱交換器で行ない、一方各他の熱交換器は金
属型式でよい。温度800℃乃至900℃までのガス対
ガス熱交換のための金属熱交換器は当業者に入手
可能である。従つてこのような金属熱交換器の構
造をより詳細に論述する必要はない。
で熱交換のために必要とされ、この場合低い温度
は例えば150℃乃至350℃程度で、非常に低い。そ
の場合には、直列に連結された複数の熱交換器よ
り成つている熱交換器システムが好ましく、これ
では高温レベルにおける熱交換は上記の如き本発
明の熱交換器で行ない、一方各他の熱交換器は金
属型式でよい。温度800℃乃至900℃までのガス対
ガス熱交換のための金属熱交換器は当業者に入手
可能である。従つてこのような金属熱交換器の構
造をより詳細に論述する必要はない。
耐火セラミツク管は市場で入手可能であるが、
通常制限された長さである。この理由のため、し
かしまた管の異なる熱膨脹を許容するため、熱交
換器の管はセクシヨンに作られており、且つ頂部
プレートを通り延びており、一方相対的垂直運動
を許容する手段によつて実質的に頂部プレートに
シールされるのが推奨される。最近の耐火設備で
はこのような膨脹能力の組み入れは周知の技術で
あり、そして使用されるセラミツク要素の寸法の
精度及び互に相対的にこれ等が移動する間隙は適
切なよいガスしまりばめが得られるのに充分であ
る。
通常制限された長さである。この理由のため、し
かしまた管の異なる熱膨脹を許容するため、熱交
換器の管はセクシヨンに作られており、且つ頂部
プレートを通り延びており、一方相対的垂直運動
を許容する手段によつて実質的に頂部プレートに
シールされるのが推奨される。最近の耐火設備で
はこのような膨脹能力の組み入れは周知の技術で
あり、そして使用されるセラミツク要素の寸法の
精度及び互に相対的にこれ等が移動する間隙は適
切なよいガスしまりばめが得られるのに充分であ
る。
この寸法の精度は、管に対する開孔を有してい
る１又はそれ以上の横の仕切り板又は支持フロワ
ーを端部プレート間に組み入れることによつて、
熱交換器の大きな実施態様に特に細い管を使用す
るときより改良されることができる。管は垂直に
配置されるので、これ等はそれ等の自重により曲
がる傾向は少ない。しかし乍ら、第２の熱交換媒
体の横の流れの影響を補償するため、仕切板が１
又はそれ以上の高さにおいて側部で管を支持する
ことができる。
る１又はそれ以上の横の仕切り板又は支持フロワ
ーを端部プレート間に組み入れることによつて、
熱交換器の大きな実施態様に特に細い管を使用す
るときより改良されることができる。管は垂直に
配置されるので、これ等はそれ等の自重により曲
がる傾向は少ない。しかし乍ら、第２の熱交換媒
体の横の流れの影響を補償するため、仕切板が１
又はそれ以上の高さにおいて側部で管を支持する
ことができる。
本発明の熱交換器は鋼製シエル内で第２の熱交
換媒体の流れの良い分布を達成することができる
ので、垂直管の周りにこの第２の熱交換媒体の最
も効果的な可能な流れがある。この目的のため第
２の交換媒体の供給及び排出のための連結部は
各々の場合に鋼製シエルの表面上に亘り垂直及び
周辺に分布される。好ましくはマニホールドの
各々は１方側の中心点に主供給又は排出導管を連
結し、そして他方側にセグメントの長さに沿つて
間隔をへだてた点に配置された支管を経て第２の
媒体の供給又は排出のための該連結部に連結され
たリングセグメントを具備している。この構造は
高炉構造体の熱風用リング導管に多少類似性を有
しているが、その適用はこれとは全く異なつてい
る。
換媒体の流れの良い分布を達成することができる
ので、垂直管の周りにこの第２の熱交換媒体の最
も効果的な可能な流れがある。この目的のため第
２の交換媒体の供給及び排出のための連結部は
各々の場合に鋼製シエルの表面上に亘り垂直及び
周辺に分布される。好ましくはマニホールドの
各々は１方側の中心点に主供給又は排出導管を連
結し、そして他方側にセグメントの長さに沿つて
間隔をへだてた点に配置された支管を経て第２の
媒体の供給又は排出のための該連結部に連結され
たリングセグメントを具備している。この構造は
高炉構造体の熱風用リング導管に多少類似性を有
しているが、その適用はこれとは全く異なつてい
る。
熱交換器の構造的形状及び連結部の位置によつ
て、マニホールドにおける直径及びその直径の分
布は管に伝わる最適の熱が得られるように適切に
選択されることができる。
て、マニホールドにおける直径及びその直径の分
布は管に伝わる最適の熱が得られるように適切に
選択されることができる。
鋼製シエル及び底部端の耐火ライニングはこれ
がカウパー（cowper）の技術と類似の技術を必
要とするので、いかなる特殊な技術問題も提起さ
れない。しかし乍らこのような問題は頂部端の耐
火ライニングによつて生ずることがある。このた
めの適切な構造は上部端が上方に半球状（dome）
であり、そして前記鋼製シエルの半径方向外方へ
のその周辺部を有しており、上部端が耐火ライニ
ングを有しており、これは鋼製シエルの最内方ラ
イニング層の半径方向外方のそのベースに支持さ
れている自己支持ドームである。この種の自己支
持ドームはそれ自身公知である。この構造は鋼製
シエルのライニングの最内部層におけるいかなる
熱膨脹も頂部端内の半球状の構造の支持に影響を
与えないという効果を有している。
がカウパー（cowper）の技術と類似の技術を必
要とするので、いかなる特殊な技術問題も提起さ
れない。しかし乍らこのような問題は頂部端の耐
火ライニングによつて生ずることがある。このた
めの適切な構造は上部端が上方に半球状（dome）
であり、そして前記鋼製シエルの半径方向外方へ
のその周辺部を有しており、上部端が耐火ライニ
ングを有しており、これは鋼製シエルの最内方ラ
イニング層の半径方向外方のそのベースに支持さ
れている自己支持ドームである。この種の自己支
持ドームはそれ自身公知である。この構造は鋼製
シエルのライニングの最内部層におけるいかなる
熱膨脹も頂部端内の半球状の構造の支持に影響を
与えないという効果を有している。
垂直管がその間に延びている頂部プレート及び
底部プレートの安定が重要である。これ等のプレ
ートは関連する温度範囲においてそれ等の自重又
は管の重量によつて影響されてはならない。これ
等のプレートはこの目的のため僅かに凸状に作ら
れるべきであることが考えられらるが、本発明に
よつて提起されている如く、頂部プレート及び底
部プレートが耐火材料によつて上部側及び下部側
と双方において外方で裏張りされた金属ボツクス
を具備していて、ボツクスの内部が冷却液の流れ
のための通路を形成するようにすればより大きい
安全性を得られることができる。熱交換器が２つ
又はそれ以上の直列に接続された熱交換器を有し
ていて、その中に比較的冷たいガスがその直列熱
交換器の最も冷たい端に導入されるシステムの１
部を形成していれば、この冷たいガスは頂部プレ
ート及び底部プレートのための冷却液として使用
されることができる。
底部プレートの安定が重要である。これ等のプレ
ートは関連する温度範囲においてそれ等の自重又
は管の重量によつて影響されてはならない。これ
等のプレートはこの目的のため僅かに凸状に作ら
れるべきであることが考えられらるが、本発明に
よつて提起されている如く、頂部プレート及び底
部プレートが耐火材料によつて上部側及び下部側
と双方において外方で裏張りされた金属ボツクス
を具備していて、ボツクスの内部が冷却液の流れ
のための通路を形成するようにすればより大きい
安全性を得られることができる。熱交換器が２つ
又はそれ以上の直列に接続された熱交換器を有し
ていて、その中に比較的冷たいガスがその直列熱
交換器の最も冷たい端に導入されるシステムの１
部を形成していれば、この冷たいガスは頂部プレ
ート及び底部プレートのための冷却液として使用
されることができる。
添付図面を参照して、限定しない実施例により
本発明の好ましい実施態様を説明する。
本発明の好ましい実施態様を説明する。
実施例
本発明を具体化しているガス対ガス熱交換のた
めの熱交換器が第１図及び第２図に示されてお
り、これでは垂直な軸線を有する円筒状の鋼製シ
エル又はジヤケツト２はその頂部及び底部端にお
いて外方へ半球形に作られた鋼製端部３及び４に
よつて閉じられている。第１の熱交換媒体は供給
ライン５から底部端４における連結部を通り導入
され、そしてこの媒体は排出連結部６を経て頂部
端３を去る。頂部端３は円筒状のシエル２の周辺
よりも更に半径方向外方に配置されてその周辺に
延びている形状を有している。付いた転位片
（transitional peice）７が頂部端３を円筒状のシ
エル２に連結するのに役立つている。
めの熱交換器が第１図及び第２図に示されてお
り、これでは垂直な軸線を有する円筒状の鋼製シ
エル又はジヤケツト２はその頂部及び底部端にお
いて外方へ半球形に作られた鋼製端部３及び４に
よつて閉じられている。第１の熱交換媒体は供給
ライン５から底部端４における連結部を通り導入
され、そしてこの媒体は排出連結部６を経て頂部
端３を去る。頂部端３は円筒状のシエル２の周辺
よりも更に半径方向外方に配置されてその周辺に
延びている形状を有している。付いた転位片
（transitional peice）７が頂部端３を円筒状のシ
エル２に連結するのに役立つている。
第２の熱交換媒体は供給導管８を経てリングセ
グメント９内に導入され、リングセグメント９は
中心点において１方側で供給導管８に結合してい
る。複数の支管１０，１１及び１２は他方の側
（内側）にセグメント９に沿つて間隔をへだてら
れている。連結部（connetion）によつて、これ
等が媒体を円筒状の容器２内に入れ、従つて第２
の熱交換媒体は図示の場合ではシエル２の垂直及
び周辺に延びている領域に分布された合計12の入
口開口を通つていくつかのレベルで導入される。
グメント９内に導入され、リングセグメント９は
中心点において１方側で供給導管８に結合してい
る。複数の支管１０，１１及び１２は他方の側
（内側）にセグメント９に沿つて間隔をへだてら
れている。連結部（connetion）によつて、これ
等が媒体を円筒状の容器２内に入れ、従つて第２
の熱交換媒体は図示の場合ではシエル２の垂直及
び周辺に延びている領域に分布された合計12の入
口開口を通つていくつかのレベルで導入される。
類似の、且つ対称的な方法で第２の熱交換媒体
は容器から連結部を経て垂直に、且つ水平に間隔
をへだてた支管１５，１６，１７内へ、従つてリ
ング導管セグメント１４及び排出管１３内へ排出
される。
は容器から連結部を経て垂直に、且つ水平に間隔
をへだてた支管１５，１６，１７内へ、従つてリ
ング導管セグメント１４及び排出管１３内へ排出
される。
第４図を参照して説明すると、頂部及び底部端
３及び４の内側に開放チヤンバ１８及び１９があ
り、これ等は頂部プレート２０及び底部プレート
２１によつて円筒状のシエル２内のチヤンバーか
ら分離されている。チヤンバー１８及び１９はセ
ツトの管２４によつて一緒に連結されており、そ
の中明確化のために４つのみがこの図に示されて
いる。管２４は底部プレート２１の開孔内で底部
プレート上に支持されており、そしてそれに固定
されており、一方これ等の管２４は膨脹差に対す
るいくらかの公差をもつて頂部プレートの開口を
通り突出している。第２の熱交換媒体の横の流れ
の影響により管２４の歪みを防ぐため水平に支持
れている仕切板又はフロワー２２及び２３が頂部
プレートと底部プレートとの間の中間に設けられ
ており、フロワー２２，２３は管２４がその中で
移動できる開孔を有している。
３及び４の内側に開放チヤンバ１８及び１９があ
り、これ等は頂部プレート２０及び底部プレート
２１によつて円筒状のシエル２内のチヤンバーか
ら分離されている。チヤンバー１８及び１９はセ
ツトの管２４によつて一緒に連結されており、そ
の中明確化のために４つのみがこの図に示されて
いる。管２４は底部プレート２１の開孔内で底部
プレート上に支持されており、そしてそれに固定
されており、一方これ等の管２４は膨脹差に対す
るいくらかの公差をもつて頂部プレートの開口を
通り突出している。第２の熱交換媒体の横の流れ
の影響により管２４の歪みを防ぐため水平に支持
れている仕切板又はフロワー２２及び２３が頂部
プレートと底部プレートとの間の中間に設けられ
ており、フロワー２２，２３は管２４がその中で
移動できる開孔を有している。
鋼製シエル２、頂部端３及び底部端４は断熱耐
火材料２５，２６，２７の層ですべて裏張りされ
ている。対応する方法で、導管５，６及び８乃至
１７は公知である方法で耐火材料（図示せず）に
より裏張りされている。
火材料２５，２６，２７の層ですべて裏張りされ
ている。対応する方法で、導管５，６及び８乃至
１７は公知である方法で耐火材料（図示せず）に
より裏張りされている。
セラミツク管２４は、図示された場合では、高
品質の耐火材料、例えばシリコンカーバイドから
作らている。この材料の管は種々の長さで入手可
能でる。大きな設備の場合には長い管の製造の代
りに管２４はいくらかの膨脹がある時には相対的
に移動できる部分から組立てられなければならな
いが、しかしこれはガス−気密に影響を与えるこ
となく配置されなければならないことがある環境
では推奨されることができる。第５図はこれに関
連して、どのようにして管２４の２つの部分２
８，２９がガス−気密を維持しながら相互に嵌合
できるかを拡大尺度で示している。
品質の耐火材料、例えばシリコンカーバイドから
作らている。この材料の管は種々の長さで入手可
能でる。大きな設備の場合には長い管の製造の代
りに管２４はいくらかの膨脹がある時には相対的
に移動できる部分から組立てられなければならな
いが、しかしこれはガス−気密に影響を与えるこ
となく配置されなければならないことがある環境
では推奨されることができる。第５図はこれに関
連して、どのようにして管２４の２つの部分２
８，２９がガス−気密を維持しながら相互に嵌合
できるかを拡大尺度で示している。
第６図は頂部プレート２０の構造の１部分を拡
大尺度で断面で示している。原則的にはこのプレ
ートはボツクス形状のボデイ３０より成つてお
り、その内部空間は冷却液のための供給及び排出
導管３１に連結されている。ボツクス形状のボデ
イ３０は耐火材料３２の層によつて上部及び底部
上をおおわれている。この構造によつて頂部プレ
ート及び下部プレートに対して冷却された剛性の
構造体が得られ、これではそれでも断熱耐火ライ
ニング３２の層は冷却液が熱交換器の効率に不必
要な好ましくない影響を有しないように保証す
る。
大尺度で断面で示している。原則的にはこのプレ
ートはボツクス形状のボデイ３０より成つてお
り、その内部空間は冷却液のための供給及び排出
導管３１に連結されている。ボツクス形状のボデ
イ３０は耐火材料３２の層によつて上部及び底部
上をおおわれている。この構造によつて頂部プレ
ート及び下部プレートに対して冷却された剛性の
構造体が得られ、これではそれでも断熱耐火ライ
ニング３２の層は冷却液が熱交換器の効率に不必
要な好ましくない影響を有しないように保証す
る。
第１図、第２図、第４図、第５図及び第６図に
よるセラミツク熱交換器１が設備の１部分を形成
していて、この中でガスが700℃よりかなり低い
温度まで冷却されなければならないか、又は700
℃よりも低いガスが加熱されなければならないと
き、第３図が２つの金属熱交換器３３及び３４と
一緒に熱交換器１の可能な直列回路を示してい
る。この直列回路はまた、この見地において、本
発明の実施態様である。図解のため多数の温度及
び圧力が２つの熱交換器媒体に対して、この図上
に指示された。点Ａにおいて温度1223℃及び圧力
1.77atmのガスがセラミツク熱交換器１に導入さ
れ、そして左から右え３つ熱交換器を通り移動
後、点Ｂにおいて351℃の温度で排出される。初
温度132℃及び過圧力7.44atmを有する冷いガス
がＣ点において熱交換器３４に供給され、最後に
Ｄ点において温度1005℃で設備を去るように３つ
の熱交換器を通り向流でジグザグに流れる。図示
の圧力及び温度は純然たる例示のためであつて、
それ自身重要ではない。この図は非常に広い温度
範囲内のガス間の熱交換実施の可能性を例示して
おり、最高温度レベルにおける熱交換が本発明に
よる第１図の新熱交換器で行なわれる。
よるセラミツク熱交換器１が設備の１部分を形成
していて、この中でガスが700℃よりかなり低い
温度まで冷却されなければならないか、又は700
℃よりも低いガスが加熱されなければならないと
き、第３図が２つの金属熱交換器３３及び３４と
一緒に熱交換器１の可能な直列回路を示してい
る。この直列回路はまた、この見地において、本
発明の実施態様である。図解のため多数の温度及
び圧力が２つの熱交換器媒体に対して、この図上
に指示された。点Ａにおいて温度1223℃及び圧力
1.77atmのガスがセラミツク熱交換器１に導入さ
れ、そして左から右え３つ熱交換器を通り移動
後、点Ｂにおいて351℃の温度で排出される。初
温度132℃及び過圧力7.44atmを有する冷いガス
がＣ点において熱交換器３４に供給され、最後に
Ｄ点において温度1005℃で設備を去るように３つ
の熱交換器を通り向流でジグザグに流れる。図示
の圧力及び温度は純然たる例示のためであつて、
それ自身重要ではない。この図は非常に広い温度
範囲内のガス間の熱交換実施の可能性を例示して
おり、最高温度レベルにおける熱交換が本発明に
よる第１図の新熱交換器で行なわれる。
第１図は本発明を具体化している熱交換器を側
面図で概略的に示している、第２図は第１図の熱
交換器の頂部図である、第３図は本発明を具体化
している熱交換器を含んでいる一連の熱交換器の
ための概略的回路である、第４図は第１図の熱交
換器を長手方向断面で概略的に示している、第５
図は第１図の熱交換器の垂直管の断面詳細を示し
ている、第６図は第１図の熱交換器の冷却された
頂部プレートの詳細を示している。 ２……鋼製シエル又はジヤケツト、３……頂部
端、４……底部端、８……供給導管、９……リン
グセグメント、１０，１１，１２……支管、１３
……排出管、１５，１６，１７……支管、２０…
…頂部プレート、２１……底部プレート、２４…
…管、２５，２６，２７……断熱耐火材料、３０
……ボデイ、３３，３４……金属熱交換器。
面図で概略的に示している、第２図は第１図の熱
交換器の頂部図である、第３図は本発明を具体化
している熱交換器を含んでいる一連の熱交換器の
ための概略的回路である、第４図は第１図の熱交
換器を長手方向断面で概略的に示している、第５
図は第１図の熱交換器の垂直管の断面詳細を示し
ている、第６図は第１図の熱交換器の冷却された
頂部プレートの詳細を示している。 ２……鋼製シエル又はジヤケツト、３……頂部
端、４……底部端、８……供給導管、９……リン
グセグメント、１０，１１，１２……支管、１３
……排出管、１５，１６，１７……支管、２０…
…頂部プレート、２１……底部プレート、２４…
…管、２５，２６，２７……断熱耐火材料、３０
……ボデイ、３３，３４……金属熱交換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ それぞれの端部３，４によつて頂部及び底部
端で閉じられている垂直に延びている鋼製シエル
２を有している耐火物を裏張りした容器を具備
し、該容器内の空間が開孔を有する頂部耐火プレ
ート及び開孔を有する底部耐火プレート２０，２
１によつてそれぞれ頂部端チヤンバー及び底部端
チヤンバー１８，１９及びその間にある熱交換チ
ヤンバーに分割されており、該端チヤンバー１
８，１９が該プレート間に延びている耐火セラミ
ツク材料の複数の実質的に垂直な管２４によつて
連結されている、温度約700℃以上においてガス
対ガス熱交換するための換熱式熱交換器におい
て、 熱交換媒体の第１の媒体のそれぞれの供給及び
排出のための連結部５，６が該端３，４に設けら
れており、該鋼製シエルの１方側に垂直及び周辺
の双方に延びている領域に亘り分布された熱交換
媒体の該第２の媒体の供給のための複数の連結部
１０があり、該鋼製シエルの他方の側に垂直及び
周辺の双方に延びている領域に亘り分布された該
第２の媒体の排出のための複数の連結部１５があ
り、該第２の媒体の供給及び排出のための該連結
部１０，１５がそれぞれのマニホールド９，１４
を経てそれぞれ主供給及び排出導管８，１３に連
結されていることを特徴とする熱交換器。 ２ 該垂直な管２４が各々複数の部分２８，２９
で形成されており、且つ該頂部プレート２０の開
口を通り延びていて、実質的に該頂部プレートに
シールされているが、異なる熱膨張の際にそれに
対して相対的移動が可能である特許請求の範囲第
１項記載の熱交換器。 ３ 該管２４が通過し、且つ該管２４を側部で支
持している開口を有している該端部プレート２
０，２１間に配置された少くとも１つの横の仕切
板２２，２３を有している特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の熱交換器。 ４ 該マニホールド９，１４の各々が一方側の中
心点において主供給又は排出導管に連結され、且
つ他方側で該セグメント９，１４の長さに沿つて
間隔をへだてた点に配置された支管を経て該第２
の媒体の供給又は排出のための該連結部１０，１
５に連結されたリングセグメントを具備している
特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１つの項に
記載の熱交換器。 ５ 該上部端３が外方に半球形になつており、且
つその周辺において該鋼製シエル２の半径方向外
方に延びており、該上部端が耐火ライニングを有
しており、該耐火ライニングが該鋼製シエルの最
内方ライニングの半径方向外方でそのベースに支
持された自己支持ドームである特許請求の範囲第
１〜４項のいずれか１つの項に記載の熱交換器。 ６ 該頂部プレート及び該底部プレート２０，２
１が耐火材料３２によつて上部側及び下部側の双
方において外部を裏張りされた金属ボツクス３０
を具備していて、該ボツクスの内部が冷却液の流
れのための通路を形成している特許請求の範囲第
１〜５項のいずれか１つの項に記載の熱交換器。 ７ 直列に接続された複数の熱交換器を有してい
る熱交換器システムにおいて、 最高温度で熱交換が行なわれる熱交換器１が、
それぞれの端部３，４によつて頂部及び底部端で
閉じられている垂直に延びている鋼製シエル２を
有している耐火物を裏張りした容器を具備し、該
容器内の空間が開孔を有する頂部耐火プレート及
び開孔を有する底部耐火プレート２０，２１によ
つてそれぞれ頂部端チヤンバー及び底部端チヤン
バー１８，１９及びその間にある熱交換チヤンバ
ーに分割されており、該端チヤンバー１８，１９
が該プレート間に延びている耐火セラミツク材料
の複数の実質的に垂直な管２４によつて連結され
ている、温度約700℃以上においてガス対ガス熱
交換するための換熱式熱交換器にして、 熱交換媒体の第１の媒体のそれぞれの供給及び
排出のための連結部５，６が該端３，４に設けら
れており、該鋼製シエルの１方側に垂直及び周辺
の双方に延びている領域に亘り分布された熱交換
媒体の該第２の媒体の供給のための複数の連結部
１０があり、該鋼製シエルの他方の側に垂直及び
周辺の双方に延びている領域に亘り分布された該
第２の媒体の排出のための複数の連結部１５があ
り、該第２の媒体の供給及び排出のための該連結
部１０，１５がそれぞれのマニホールド９，１４
を経てそれぞれ主供給及び排出導管８，１３に連
結されている熱交換器であることを特徴とする熱
交換器システム。 ８ 熱交換器が最高温度で行なわれる熱交換器以
外の熱交換器３３，３４が金属でできている特許
請求の範囲第７項記載の熱交換器システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8400139 | 1984-01-17 | ||
| NL8400139A NL8400139A (nl) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | Doorstroomwarmtewisselaar voor gas-gas warmtewisseling. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60171387A JPS60171387A (ja) | 1985-09-04 |
| JPH0381075B2 true JPH0381075B2 (ja) | 1991-12-26 |
Family
ID=19843335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60005093A Granted JPS60171387A (ja) | 1984-01-17 | 1985-01-17 | 換熱式熱交換器 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4625792A (ja) |
| EP (1) | EP0152967B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60171387A (ja) |
| AU (1) | AU564566B2 (ja) |
| CA (1) | CA1240665A (ja) |
| DE (1) | DE3560099D1 (ja) |
| ES (1) | ES8609690A1 (ja) |
| NL (1) | NL8400139A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5584340A (en) * | 1995-08-07 | 1996-12-17 | Heatcraft Inc. | Heat exchanger with flexible tube support |
| JP2000045883A (ja) * | 1998-07-24 | 2000-02-15 | Hino Motors Ltd | Ｅｇｒクーラ |
| US9835380B2 (en) * | 2015-03-13 | 2017-12-05 | General Electric Company | Tube in cross-flow conduit heat exchanger |
| EP4136396B1 (en) * | 2020-12-01 | 2024-04-10 | Vysoké Uceni Technické V Brne | Tubular shell heat exchanger with cross flow |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE500163C (de) * | 1930-06-18 | Carl Schmieske | Einrichtung zum Ableiten und Niederschlagen von Wrasendampf, insbesondere bei Dampfturbinen | |
| US766523A (en) * | 1904-01-30 | 1904-08-02 | Alban H Reid | Pasteurizing apparatus. |
| US2565513A (en) * | 1946-04-26 | 1951-08-28 | Willard L Morrison | Heat exchanger |
| US3001766A (en) * | 1955-11-14 | 1961-09-26 | Anaconda Co | Heat exchange device for corrosive liquors |
| US2986454A (en) * | 1957-07-23 | 1961-05-30 | American Cyanamid Co | Tubular catalytic converter |
| DE1143956B (de) * | 1958-09-20 | 1963-02-21 | Kocks Gmbh Friedrich | Aus keramischem Werkstoff bestehender Rekuperator |
| FR1264200A (fr) * | 1960-07-13 | 1961-06-19 | Geratebau Ges M B H Deutsche | Réfrigérateur de gaz comprimé |
| US3268989A (en) * | 1962-03-26 | 1966-08-30 | Carrier Corp | Method of assembling a ceramic lined water heater |
| US3309072A (en) * | 1962-06-04 | 1967-03-14 | Shenango Ceramics Inc | Recuperator tubes |
| GB1100036A (en) * | 1965-07-20 | 1968-01-24 | Central Electr Generat Board | Improvements in or relating to air preheaters |
| FR1487039A (fr) * | 1966-07-19 | 1967-06-30 | Central Electr Generat Board | Appareil de chauffage d'air à récupération en matière céramique |
| US3662817A (en) * | 1970-05-26 | 1972-05-16 | Du Pont | A process for accomplishing heat exchange between a corrosive liquid process stream and a second liquid |
| JPS50114657A (ja) * | 1974-02-21 | 1975-09-08 | ||
| US4134451A (en) * | 1976-12-23 | 1979-01-16 | Conant Louis A | Heat exchanger elements and other chemical processing elements comprising metal coated, heat stabilized impervious graphite |
| JPS5549693A (en) * | 1978-10-04 | 1980-04-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Multitubular heat exchanger |
| US4298057A (en) * | 1979-04-06 | 1981-11-03 | Kommanditbolaget United Stirling Ab & Co | Tubular heat-exchanger |
| US4279293A (en) * | 1979-06-18 | 1981-07-21 | Westinghouse Electric Corp. | High temperature heat exchanger having porous tube sheet portions |
| US4415020A (en) * | 1980-01-28 | 1983-11-15 | Rheem Manufacturing Company | Vessel construction employing multiple internal heat exchange tubes |
| DE3128511A1 (de) * | 1981-07-18 | 1983-02-03 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Rohrbuendelwaermeaustauscher |
-
1984
- 1984-01-17 NL NL8400139A patent/NL8400139A/nl not_active Application Discontinuation
-
1985
- 1985-01-09 DE DE8585200008T patent/DE3560099D1/de not_active Expired
- 1985-01-09 EP EP85200008A patent/EP0152967B1/en not_active Expired
- 1985-01-15 US US06/691,586 patent/US4625792A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-01-16 CA CA000472198A patent/CA1240665A/en not_active Expired
- 1985-01-16 ES ES539624A patent/ES8609690A1/es not_active Expired
- 1985-01-16 AU AU37716/85A patent/AU564566B2/en not_active Ceased
- 1985-01-17 JP JP60005093A patent/JPS60171387A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0152967A1 (en) | 1985-08-28 |
| EP0152967B1 (en) | 1987-03-25 |
| US4625792A (en) | 1986-12-02 |
| DE3560099D1 (en) | 1987-04-30 |
| CA1240665A (en) | 1988-08-16 |
| AU564566B2 (en) | 1987-08-13 |
| NL8400139A (nl) | 1985-08-16 |
| AU3771685A (en) | 1985-07-25 |
| JPS60171387A (ja) | 1985-09-04 |
| ES539624A0 (es) | 1986-09-01 |
| ES8609690A1 (es) | 1986-09-01 |
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