JPH0438995B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、伝熱要素バスケツト、殊に高温の熱
交換流体から低温の熱交換流体へプレートによつ
て伝熱するような熱交換器に使用されるバスケツ
ト中の伝熱プレートのアセンブリに関する。本発
明は、伝熱要素が高温ガス状の熱交換流体と接触
させることによつて加熱され、その後低温ガス状
の熱交換流体と接触するようにしてこれに伝熱要
素がその熱を与えるタイプの回転再生式の伝熱装
置に特に利用される。

プロセス産業のガス対ガスの熱交換および汎用
の蒸気発生器でのガス対空気熱交換器に普通に使
われる熱交換器の１つのタイプは周知の回転再生
式熱交換器である。代表的な回転再生式熱交換器
はコンパートメントに区画された円筒状のロータ
を有し、その中には一かたまりの伝熱要素が配置
されてロータが回転すると加熱ガスの流れに、次
いでロータの回転に従つて低温ガスの流れまたは
他の被加熱ガス状流体の流れに、交互にさらされ
る。この熱吸収のかたまりは代表的には扇状コン
パートメント内に装着された複数の伝熱要素バス
ケツトアセンブリである。この伝熱要素バスケツ
トアセンブリの夫々は複数の伝熱プレートを収容
していて加熱ガスにさらされるとそれから熱を吸
収し、次いで低温ガスまたは他のガス状被加熱流
体にさらされると、伝熱プレートによつて加熱ガ
スから吸収された熱をその低温ガスに伝達する。

このような伝熱要素バスケツトアセンブリは代
表的には側面に沿つて端プレートを相互接続して
いる側部ストラツプによつて共に保持された一対
の端プレートを包含している。バスケツトハウジ
ング内には複数の伝熱プレートがぎつしりと詰め
込まれてはいるが相互に間隔を置いた状態で積層
されていて、隣接プレート間に熱交換流体が通る
複数の通路を与えている。要素バスケツトの頂部
および底部を横切つて端プレート間に１つ以上の
保持棒を溶接し、伝熱要素プレートが要素バスケ
ツトの開放端から落ちないようにしている。間隔
を置かれた端プレートを相互接続している側部ス
トラツプは熱交換要素の積層アレイの対向する側
面に沿つて対で張り渡されている。熱交換要素の
各側面において、第１の側部ストラツプは間隔を
置いた端プレートの上部領域間で張り渡され、第
２の側部ストラツプはその第１の側部ストラツプ
とは平行かつ間隔を置いてその端プレートの下部
領域間で張り渡されている。

このようなバスケツトアセンブリは一般に使用
されているが、このタイプのバスケツトアセンブ
リを２つ並べて熱交換器の扇状コンパートメント
に位置させる時に、しばしば問題が生ずる。側部
ストラツプに関し、熱交換器の或る期間経過後、
要素バスケツトを通つて流れる高温ガスの影響に
より曲がることは珍しくない。側部ストラツプが
曲がつてしまうと、要素バスケツトを熱交換器か
ら引張り出すときに、曲がつた側部ストラツプが
隣接バスケツトの側部ストラツプに引掛かるの
で、要素バスケツトを熱交換器の扇状コンパート
メントから取り除くことがしばしば困難となる。
熱交換要素は通常作動の間に劣化してくるので、
熱交換器内の全ての要素を周期的に交換する必要
がある。

したがつて、本発明の目的は取り外すときに側
部ストラツプの曲がりによる要素バスケツトの引
掛かりを防止するよう設計された改良型要素バス
ケツトアセンブリを提供するにある。

発明の概要 この目的およびここの記載から明らかとなろう
他の目的の達成のため、本発明の要素バスケツト
アセンブリは積層アレイの形に並置された複数の
伝熱要素プレートと、この伝熱要素プレートの積
層アレイの対向端にこれと接触して配置された第
１および第２の端プレートとを包含している。少
なくとも１つの第１の側部ストラツプは伝熱要素
プレートの積層アレイの一方の側に沿つて第１の
端プレートの高い位置から第２の端プレートの低
い位置へ斜めに走るよう配置されて第１および第
２の端プレートを相互接続している。加えて、少
なくとも１つの第２の側部ストラツプはその少な
くとも１つの第１の側部ストラツプが配置された
側と対向する伝熱要素プレートの積層アレイの他
方の側に沿つて第１の端プレートの低い位置から
第２の端プレートの高い位置へ斜めに走るように
配置されて第１および第２の端プレートを相互接
続している。

この方法において、伝熱要素の積層アレイの対
向する側に沿つて配置される第１および第２の側
部ストラツプは互いに斜め逆方向に走っている。
したがつて、両方またはどちらかの側部ストラツ
プが通常作動時に曲げられたとしても、要素バス
ケツトを熱交換器の扇状コンパートメントから出
したりまたはこれに入れたりするとき、側部スト
ラツプは互いに引つかきを生じさせることはあつ
ても引掛かることはない。このように、少なくと
も１つの側部ストラツプは本発明に従つて要素バ
スケツトの側面に沿つて斜めに走るよう要素バス
ケツトの各側に設けられ、要素バスケツトのそれ
と反対の側の側部ストラツプは互いに斜めに交差
するよう走つて、熱交換器から要素バスケツトを
取り出すときの曲がりによる引掛かりの可能性を
排除している。

好適な実施例の説明 図面、特に第１図を参照すれば、ここには本発
明の伝熱要素バスケツトアセンブリを使用してい
る回転再生式熱交換器２が示されている。この回
転再生式熱交換器２はロータ１２を囲繞するハウ
ジング１０を包含し、ロータ１２の中には本発明
による伝熱要素バスケツトアセンブリが担持され
ている。ロータ１２は、半径方向に延びる仕切板
１５によつてロータ柱１６に接続された円筒形の
シエル１４を包含する。加熱流体はダクト１８を
通つてハウジング１０に入り、一方加熱しようと
する流体はその反対側の端からダクト２２を通つ
てハウジング１０に入る。

ロータ１２は、ロータ柱１６に接続したモータ
により適当な減速装置を介しその軸線を中心とし
て回転させられる。これらモータおよび減速装置
は、ここでは図示していない。ロータ１２が回転
すると、このロータ内に配置の伝熱要素バスケツ
トアセンブリ中に担持された伝熱要素プレート
は、最初にダクト１８を通つてハウジング１０に
入つてきた加熱流体に接触するように動かされて
それから熱を吸収し、次いでダクト２２を通つて
ハウジング１０に入つてきた被加熱流体に接触す
るように動かされる。加熱流体が伝熱要素プレー
トを通過するとき、これら伝熱要素プレートは加
熱流体から熱を吸収する。被加熱流体がその後伝
熱要素プレートを通過すると、この被加熱流体は
伝熱要素プレートが加熱流体に接触したときに吸
収した熱をこのプレートから吸収する。

回転再生式熱交換器は、燃焼空気を予熱し全体
の燃焼効率を上げる手段として、熱吸収要素が化
石燃料燃焼炉で発生した高温煙道ガスから燃焼空
気として炉に供給される周囲空気への伝熱を行な
う空気予熱器にしばしば利用される。非常に多く
の場合、炉から出てくる煙道ガスは燃焼中に発生
した微粒子を乗せている。この微粒子は伝熱要素
プレートの特に熱交換器の低温端に堆積しやす
く、ここに煙道ガス中の水分の凝結が生ずること
がある。要素バスケツトアセンブリ中に配置して
伝熱要素を周期的に掃除するため、熱交換器は、
ロータ１２の低温端に隣接していて伝熱要素バス
ケツトアセンブリの開放端と対向する被加熱流体
の通路内に配置された掃除用ノズル２０を備えて
いる。この掃除用ノズル２０は、プレートをゆつ
くり回転させながらプレートを介して高圧の洗浄
流体、代表的には蒸気、水、または空気を指し向
け、ノズル自体はロータの端面を横切つて吹き払
う。高圧流体が伝熱要素プレートを通過すると、
流体流れの乱流が伝熱要素プレートを振動させ
て、それに付着しているふわふわとした飛散灰お
よび他の微粒子堆積物に振動を与える。そして遊
離された微粒子は高圧の流れに乗つてロータから
運び出される。

ロータに担持された熱交換材料は、プレートが
積層アレイの状態で当接関係に置かれていると
き、一連の内部通路が与えられ、これを通つて加
熱流体および冷却流体が流れるようにしわまたは
波形に形成された一かたまりの金属製伝熱要素プ
レートを包含する。このプレートは、本質的に台
形の形をしていて要素バスケツトと称されるフレ
ームの中に、積層アレイのプレートをそれらの積
層順に保持した個々のプレートとともに差込んで
組込まれており、これによつて熱交換器のロータ
内の扇状コンパートメントへ設置するためには１
つの一体となつたアセンブリとして扱うことがで
きる。

第３図および第４図に示されるように、本発明
の要素バスケツトアセンブリ３０は間隔を置いて
並置された複数の伝熱要素プレート３２を包含
し、間に複数の流路を有するプレートの積層アレ
イを与え、中を通る熱交換流体がプレート３２と
熱交換関係をもつて通過できる流路を与えてい
る。プレート３２は通常、所望の形態に起伏また
は型打ちさせることができる薄いシート金属で作
られるが、本発明は必ずしも金属プレートの使用
に限定されるものではない。プレート３２は、限
定する訳ではないが、平らな表面、またはしわが
付けられ、あるいは波状にされた表面、またはそ
れらを組合せた種々の表面形態のもので作られ、
平らなプレートはしわが付けられまたは波状にさ
れたプレート間に交互に重ねられる。どの場合
も、要素プレートの積層アレイはその一方の端に
おける第１の端プレート３４と他端における第２
の端プレート３６との間に配置される。端プレー
ト３４，３６は伝熱要素プレートの積層アレイの
端と接しており、間のあいた第１および第２の端
プレート３４および３６を相互接続するべき伝熱
要素プレートの積層アレイの対向する側に沿つて
配置された側部ストラツプ４０，５０によつて所
定位置に保持されている。加えて、要素バスケツ
トアセンブリ３０の開放端から中の積層された伝
熱要素プレート３２が落ちないようにするため要
素バスケツトアセンブリ３０の開放している頂部
および底部において端プレート３４および３６の
間に保持棒３８が溶接されている。

本発明によれば、第３図に示したように、少な
くとも１つの第１の側部ストラツプ４０は第１お
よび第２の端プレート３４および３６を相互接続
し、伝熱要素プレート３２の積層アレイの一方の
側、この場合は右側面に沿つて第１の端プレート
３４の高い位置から第２の端プレート３６の低い
位置へ斜めに走るよう配置され、少なくとも１つ
の第２の側部ストラツプ５０は、第４図に示した
ように、第１および第２のプレート３４および３
６を相互接続し、伝熱要素プレート３２の積層ア
レイの他方の側、この場合は左側面に沿つて第１
の端プレート３４の低い位置から第２の端プレー
ト３６の高い位置へ斜めに走るよう配置されてい
る。したがつて、伝熱要素プレート３２の積層ア
レイの対向する側に配置された側部ストラツプ４
０および５０は互いに逆方向に走る。このため、
２つの要素バスケツトアセンブリ３０が第２図に
示したように横に並べて扇状コンパートメントの
中に置かれるとき、隣接するバスケツトの側部ス
トラツプは常に互いに斜めに走り、望むならば側
部ストラツプが走る勾配を十分に急にするよう選
定することによつて互いに交差させることができ
る。したがつて、要素バスケツトアセンブリ３０
をロータ１２から外す必要があるときは、動かさ
れるバスケツトの側部ストラツプは従来の要素バ
スケツトアセンブリで使用されていた平行で水平
に配置された側部ストラツプがそうであつたよう
に隣接バスケツトの側部ストラツプに引掛けられ
るというよりは隣接バスケツトの側部ストラツプ
に沿つて摺動するようになる。

この要素アセンブリを製造するには、要素バス
ケツトアセンブリ３０の内側端プレート３４およ
び側部ストラツプ４０および５０を溶接してその
端プレート３４から要素バスケツトアセンブリの
対向する側に延ばし、保持棒３８を内側端プレー
ト３４の要素バスケツトアセンブリ３０の頂部お
よび底部に仮付け溶接する。次いで、伝熱要素プ
レート３２は、要素バスケツトアセンブリ３０が
保持棒３８と側部ストラツプ４０，５０との間を
伝熱要素プレート３２の積層アレイによつて完全
に満たされるまで、切断テーブルを抜けながらそ
の要素バスケツト中に積層される。次いで、伝熱
プレート３２を囲むように外側端プレート３６を
保持棒３８および側部ストラツプ４０，５０の自
由端に仮付け溶接する。これで要素バスケツト３
０の出荷準備が完了される。

図示のように、端プレート３４および３６は好
ましくはそれぞれフランジ３５および３７によつ
て形成されるのがよく、それぞれは端プレート３
４および３６を相互接続するとき側部ストラツプ
４０および５０が溶接できる表面を与えるに十分
な距離に対応して伝熱要素プレート３２の積層ア
レイの側部に沿つて端プレートの両側から外面表
に延びている。

伝熱要素バスケツトアセンブリは、一かたまり
の熱吸収材料が加熱流体と被加熱流体との間で交
互に回転されるタイプの回転再生式熱交換器の実
施例について図示したが、当業者であれば、本発
明の伝熱要素アセンブリは再生式または伝熱式い
ずれのタイプの多くの他の周知の熱交換器に利用
できることは明らかである。加えて、ここにはい
くつかの形態を示唆したが、種々のプレート形態
を当業者によつて本発明の伝熱バスケツトアセン
ブリに容易に統合することができる。したがつ
て、ここに示唆した変形は本発明の精神の範囲内
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転再生式熱交換器の斜視図、第２図
は第１図の回転再生式熱交換器の横断面図、第３
図は本発明による要素バスケツトアセンブリを右
側から見た斜視図、第４図は本発明による要素バ
スケツトアセンブリを左側から見た斜視図であ
る。 ３０……要素バスケツトアセンブリ、３２……
伝熱要素プレート、３４，３６……端プレート、
３５，３７……フランジ、３８……保持棒、４
０，５０……側部ストラツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 積層アレイの形に並置された複数の伝熱
   要素プレートと、 ｂ この伝熱要素プレートの積層アレイの両端に
   その伝熱要素プレートと接触して配置された第
   １および第２の端プレートと を備えた熱交換器用伝熱要素バスケツトアセン
   ブリにおいて、さらに ｃ 前記伝熱要素プレートの積層アレイの一方の
   側に沿つて前記第１の端プレートの高い位置か
   ら前記第２の端プレートの低い位置へ斜めに走
   るように配置されて前記第１および第２の端プ
   レートを相互接続する少なくとも１つの第１の
   側部ストラツプと、 ｄ この少なくとも１つの第１の側部ストラツプ
   が配置された側と反対の側で前記伝熱要素プレ
   ートの積層アレイの他方の側に沿つて前記第１
   の端プレートの低い位置から前記第２の端プレ
   ートの高い位置へ斜めに走るよう配置されて前
   記第１および第２の端プレートを相互接続する
   少なくとも１つの第２の側部ストラツプと を備えてなる熱交換器用伝熱要素バスケツトア
   センブリ。 ２ 第１および第２の端プレートのそれぞれは伝
   熱要素の積層アレイの外側面に沿つて延ばした一
   対の側部フランジを有し、第１および第２の側部
   ストラツプは前記第１および第２の端プレートの
   側部フランジ間に相互接続されている特許請求の
   範囲第１項記載の熱交換器用伝熱要素バスケツト
   アセンブリ。