JPH0579777A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH0579777A JPH0579777A JP4059702A JP5970292A JPH0579777A JP H0579777 A JPH0579777 A JP H0579777A JP 4059702 A JP4059702 A JP 4059702A JP 5970292 A JP5970292 A JP 5970292A JP H0579777 A JPH0579777 A JP H0579777A
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- JP
- Japan
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- heat exchanger
- plate
- chamber
- wall
- exchanger according
- Prior art date
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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
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
- F28D21/0005—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases for domestic or space-heating systems
- F28D21/0008—Air heaters
-
- 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
- F28D7/10—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 one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/103—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 one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単で経済的な手段により速やかに構築で
き、それにもかかわらず高信頼性で働く熱交換器を提供
する。特に熱交換器の種々の構成要素の異なる熱膨張に
より、例えば溶接部の材料応力又は破損が起こらないよ
うにする。 【構成】 二次室３が壁４及びこの壁４に対し間隔を置
いた外側カバー板５により画成され、壁４及び外側カバ
ー板５の間に配置された成形板６により内側の部分室３
ａと外側の部分室３ｂとに分割される。
き、それにもかかわらず高信頼性で働く熱交換器を提供
する。特に熱交換器の種々の構成要素の異なる熱膨張に
より、例えば溶接部の材料応力又は破損が起こらないよ
うにする。 【構成】 二次室３が壁４及びこの壁４に対し間隔を置
いた外側カバー板５により画成され、壁４及び外側カバ
ー板５の間に配置された成形板６により内側の部分室３
ａと外側の部分室３ｂとに分割される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一次媒体のための一
次室と二次媒体のための二次室とを備え、これらの室が
気密で伝熱性の壁により相互に分離されている熱交換器
に関する。
次室と二次媒体のための二次室とを備え、これらの室が
気密で伝熱性の壁により相互に分離されている熱交換器
に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱交換器は熱エネルギーを高温の一次媒
体から低温の二次媒体へ伝達するために用いられる。し
かしながらその際両媒体は混合されるべきでない。この
種の熱交換器の種々の従来例が知られている。従来例の
うちの一つは並列に接続された複数の管路を内部に配置
した容器を備える。その際隣接する管の間には間隔片と
して桟が配置されている。並列の管は気密に容器壁を貫
いて導かれる二次回路の構成部分である。管の内部は熱
を吸収する二次媒体が貫流する二次室を形成する。容器
の残りの内部空間は一次回路の一部であり、高温の一次
媒体が貫流する一次室を形成する。
体から低温の二次媒体へ伝達するために用いられる。し
かしながらその際両媒体は混合されるべきでない。この
種の熱交換器の種々の従来例が知られている。従来例の
うちの一つは並列に接続された複数の管路を内部に配置
した容器を備える。その際隣接する管の間には間隔片と
して桟が配置されている。並列の管は気密に容器壁を貫
いて導かれる二次回路の構成部分である。管の内部は熱
を吸収する二次媒体が貫流する二次室を形成する。容器
の残りの内部空間は一次回路の一部であり、高温の一次
媒体が貫流する一次室を形成する。
【０００３】この種の熱交換器は欧州特許第0302310 号
明細書に記載の乾留燃焼設備で使用することもできる。
その際熱エネルギーが高温の煙道ガスから二次媒体を介
して熱分解ドラムの内容物へ供給される。公知の熱交換
器のこの種の使用の際に、二次媒体を導く管は高温に耐
える材料から作らなければならない。その際管を耐火性
コンパウンドにより覆うことが必要である。このために
管は耐火性コンパウンドを保持する金属ピンを備えなけ
ればならない。
明細書に記載の乾留燃焼設備で使用することもできる。
その際熱エネルギーが高温の煙道ガスから二次媒体を介
して熱分解ドラムの内容物へ供給される。公知の熱交換
器のこの種の使用の際に、二次媒体を導く管は高温に耐
える材料から作らなければならない。その際管を耐火性
コンパウンドにより覆うことが必要である。このために
管は耐火性コンパウンドを保持する金属ピンを備えなけ
ればならない。
【０００４】二次室が並列の管により形成された熱交換
器は多くの労力と高い出費とをかけて製造される。必要
とされる管自体が既に非常に高価である。桟による管の
結合は手数がかかりかつ高価な溶接作業を必要とする。
器は多くの労力と高い出費とをかけて製造される。必要
とされる管自体が既に非常に高価である。桟による管の
結合は手数がかかりかつ高価な溶接作業を必要とする。
【０００５】一次媒体が高温の煙道ガスである乾留燃焼
設備にこの種の並列の管路を有する熱交換器を使用する
場合には、管表面を耐火性のコンパウンドで覆わなけれ
ばならない。このことは管の表面が湾曲しているので手
数がかかる。必要なアンカーピンの溶接も湾曲表面のた
め機械により実施できず、高価な手作業を必要とする。
設備にこの種の並列の管路を有する熱交換器を使用する
場合には、管表面を耐火性のコンパウンドで覆わなけれ
ばならない。このことは管の表面が湾曲しているので手
数がかかる。必要なアンカーピンの溶接も湾曲表面のた
め機械により実施できず、高価な手作業を必要とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、簡
単で経済的な手段により速やかに構築でき、それにもか
かわらず高い信頼性で働く熱交換器を提供することにあ
る。特に熱交換器の種々の構成要素に起こり得る異なる
熱膨張により、例えば溶接部の材料応力又は破損が起こ
らないようにしようとするものである。
単で経済的な手段により速やかに構築でき、それにもか
かわらず高い信頼性で働く熱交換器を提供することにあ
る。特に熱交換器の種々の構成要素に起こり得る異なる
熱膨張により、例えば溶接部の材料応力又は破損が起こ
らないようにしようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題はこの発明に基
づき、二次室が壁及びこの壁に対し間隔を置いた外側カ
バー板により画成され、二次室が壁と外側カバー板との
間に配置された成形板により内側の部分室と外側の部分
室とに分割されることにより解決される。
づき、二次室が壁及びこの壁に対し間隔を置いた外側カ
バー板により画成され、二次室が壁と外側カバー板との
間に配置された成形板により内側の部分室と外側の部分
室とに分割されることにより解決される。
【０００８】
【作用効果】成形板を配置することにより二次室として
働き管に似た流路が形成される。従ってこの発明に基づ
く熱交換器は製造のために高価な管を使用する代わり
に、経済的な成形板並びに外側カバー板のための更に安
い非成形板を必要とするにすぎない。この経済的に購入
できるこれら材料によりこの発明に基づき二次媒体のた
めの並列に延びる流路が構成される。これらの流路の効
果は桟により結合された並列な高価な管に相応する。こ
の発明によれば流路が相互に明確に仕切られていなくて
もこのような効果が得られる。
働き管に似た流路が形成される。従ってこの発明に基づ
く熱交換器は製造のために高価な管を使用する代わり
に、経済的な成形板並びに外側カバー板のための更に安
い非成形板を必要とするにすぎない。この経済的に購入
できるこれら材料によりこの発明に基づき二次媒体のた
めの並列に延びる流路が構成される。これらの流路の効
果は桟により結合された並列な高価な管に相応する。こ
の発明によれば流路が相互に明確に仕切られていなくて
もこのような効果が得られる。
【０００９】壁と外側カバー板との間の空間中に成形板
を配置することにより二つの部分室が形成され、そのそ
れぞれの室が成形板により並列に延びる流路に分割され
る。その際内側の部分室の流路は二次室を一次室から分
離する壁により直接画成される。従ってまず内側の部分
室中を流れる二次媒体が温められる。そしてこの温めら
れた二次媒体が熱エネルギーを成形板を介して外側の部
分室中の二次媒体に伝える。
を配置することにより二つの部分室が形成され、そのそ
れぞれの室が成形板により並列に延びる流路に分割され
る。その際内側の部分室の流路は二次室を一次室から分
離する壁により直接画成される。従ってまず内側の部分
室中を流れる二次媒体が温められる。そしてこの温めら
れた二次媒体が熱エネルギーを成形板を介して外側の部
分室中の二次媒体に伝える。
【００１０】例えば成形板は一次媒体の流れ方向へ配置
され、かつ一次媒体の流れ方向に対し直角な平面上で成
形されている。
され、かつ一次媒体の流れ方向に対し直角な平面上で成
形されている。
【００１１】その際一次媒体に対し同方向へ又は対向流
として内側の部分室を通って二次媒体を流すことができ
るので、一次室と二次室との間の伝熱性の壁を通しての
良好な熱伝達が保証される。
として内側の部分室を通って二次媒体を流すことができ
るので、一次室と二次室との間の伝熱性の壁を通しての
良好な熱伝達が保証される。
【００１２】成形板は例えば、交互に一次室を画成する
壁と外側カバー板とに接触し、それにより細分空間が形
成され、かつ外側カバー板が壁に対し間隔を置いて保持
されるように配置される。
壁と外側カバー板とに接触し、それにより細分空間が形
成され、かつ外側カバー板が壁に対し間隔を置いて保持
されるように配置される。
【００１３】その際成形板を挟み付けることができる。
溶接結合は不要となるので有利である。
溶接結合は不要となるので有利である。
【００１４】壁、成形板及び外側カバー板が半径方向へ
又は流れ方向に対し垂直に相互に固定位置を占め、他方
ではこれらの板が熱交換器の軸線の方向へ又は流れ方向
へ熱膨張により相互に自由に移動可能であるという長所
が得られる。
又は流れ方向に対し垂直に相互に固定位置を占め、他方
ではこれらの板が熱交換器の軸線の方向へ又は流れ方向
へ熱膨張により相互に自由に移動可能であるという長所
が得られる。
【００１５】例えば成形板はその上部だけで取り付けら
れ、壁と外側カバー板との間に自由に下に向かってつり
下げられる。それによりカバー板、壁及び成形板の異な
る熱膨張が残りの構造に影響を与えるおそれがないとい
う長所が得られる。これに対し強固に相互に結合された
部品では異なる熱膨張のため曲損又は亀裂さえも招くお
それがある。
れ、壁と外側カバー板との間に自由に下に向かってつり
下げられる。それによりカバー板、壁及び成形板の異な
る熱膨張が残りの構造に影響を与えるおそれがないとい
う長所が得られる。これに対し強固に相互に結合された
部品では異なる熱膨張のため曲損又は亀裂さえも招くお
それがある。
【００１６】例えば二次室の両部分室は一方の端面で、
例えば熱交換器の下端部で相互に結合されている。他方
の端面例えば熱交換器の上端部では、外側の部分室が供
給管と結合され、内側の部分室が排出管と結合されてい
る。
例えば熱交換器の下端部で相互に結合されている。他方
の端面例えば熱交換器の上端部では、外側の部分室が供
給管と結合され、内側の部分室が排出管と結合されてい
る。
【００１７】それにより二次室を通って二次媒体の案内
が可能であり、その際二次媒体はまず外側の部分室例え
ばその流路中を流れ、そして反転され、続いて内側の部
分室例えばその流路中を逆方向へ流れ戻る。二次媒体の
供給のために外側の部分室が供給管と結合される。二次
媒体の排出のために内側の部分室が排出管と結合され
る。
が可能であり、その際二次媒体はまず外側の部分室例え
ばその流路中を流れ、そして反転され、続いて内側の部
分室例えばその流路中を逆方向へ流れ戻る。二次媒体の
供給のために外側の部分室が供給管と結合される。二次
媒体の排出のために内側の部分室が排出管と結合され
る。
【００１８】この装置により同じ二次媒体が２回二次室
を通って導かれるという長所が得られる。二次媒体の逆
方向への案内により、内側の部分室中を流れる温かい媒
体が外側の部分室中を流れる冷たい媒体を成形板を介し
て予熱できるという長所が得られる。
を通って導かれるという長所が得られる。二次媒体の逆
方向への案内により、内側の部分室中を流れる温かい媒
体が外側の部分室中を流れる冷たい媒体を成形板を介し
て予熱できるという長所が得られる。
【００１９】例えば外側カバー板は熱交換器の一方の端
面で底により一次室の壁と気密に結合され、成形板は底
から間隔を置いて終わっている。この構造により二次室
の部分室が相互に結合され、ガス流を成形板の端部を回
って導くことができるので有利である。その際ガスは一
方の部分室から他方の部分室へ、例えば外側の部分室か
ら内側の部分室へ達する。しかしながらその際ガスが二
次室から漏れないということが保証される。
面で底により一次室の壁と気密に結合され、成形板は底
から間隔を置いて終わっている。この構造により二次室
の部分室が相互に結合され、ガス流を成形板の端部を回
って導くことができるので有利である。その際ガスは一
方の部分室から他方の部分室へ、例えば外側の部分室か
ら内側の部分室へ達する。しかしながらその際ガスが二
次室から漏れないということが保証される。
【００２０】前記底は例えば弾性的に構成されている。
それにより壁と外側カバー板との異なる熱膨張による応
力が補償されるという長所が得られる。成形板の熱膨張
が応力を招くおそれはない。なぜならば成形板は底から
間隔を置いて終わっており上部だけを固定すればよいか
らである。
それにより壁と外側カバー板との異なる熱膨張による応
力が補償されるという長所が得られる。成形板の熱膨張
が応力を招くおそれはない。なぜならば成形板は底から
間隔を置いて終わっており上部だけを固定すればよいか
らである。
【００２１】底と反対側の端面すなわち熱交換器の上端
部では、例えば二次室の外側の部分室が外側カバー板と
成形板との間に延びる閉鎖板により閉じられている。閉
鎖板の一方の板面には内側の部分室に対し開放された第
２の集流溝が配置され、この集流溝は排出管と結合され
ている。外側の部分室に対し開いた第１の集流溝は閉鎖
板の他方の板面上に配置されている。この第１の集流溝
は供給管と結合されている。
部では、例えば二次室の外側の部分室が外側カバー板と
成形板との間に延びる閉鎖板により閉じられている。閉
鎖板の一方の板面には内側の部分室に対し開放された第
２の集流溝が配置され、この集流溝は排出管と結合され
ている。外側の部分室に対し開いた第１の集流溝は閉鎖
板の他方の板面上に配置されている。この第１の集流溝
は供給管と結合されている。
【００２２】この構造により二次媒体が熱交換器の一方
の端面の範囲だけで二次室の外側の部分室中へ到達する
ことが保証される。その際成形板により形成された細分
空間への二次媒体の分配は第１の集流溝により保証され
る。この第１の集流溝はすべての外側細分空間を相互に
結合する。従って二次媒体は供給管から第１の集流溝を
経てそれぞれの個々の外側細分空間へ達する。閉鎖板に
より別の経路の形成が不可能であるので、二次媒体は同
方向へ向かって成形板と外側カバー板との間を流れる。
一次室の壁を外側カバー板と結合する底では、二次媒体
の流れ方向が反転される。その際二次媒体は成形板の端
部を回って流れ、そして成形板と一次室の壁との間を第
２の集流溝へ流れる。第２の集流溝により二次室の内側
の細分空間が相互に結合される。それによりすべての内
側細分空間から流れて来る二次媒体が集められ、これを
排出管を経て排出することができる。
の端面の範囲だけで二次室の外側の部分室中へ到達する
ことが保証される。その際成形板により形成された細分
空間への二次媒体の分配は第１の集流溝により保証され
る。この第１の集流溝はすべての外側細分空間を相互に
結合する。従って二次媒体は供給管から第１の集流溝を
経てそれぞれの個々の外側細分空間へ達する。閉鎖板に
より別の経路の形成が不可能であるので、二次媒体は同
方向へ向かって成形板と外側カバー板との間を流れる。
一次室の壁を外側カバー板と結合する底では、二次媒体
の流れ方向が反転される。その際二次媒体は成形板の端
部を回って流れ、そして成形板と一次室の壁との間を第
２の集流溝へ流れる。第２の集流溝により二次室の内側
の細分空間が相互に結合される。それによりすべての内
側細分空間から流れて来る二次媒体が集められ、これを
排出管を経て排出することができる。
【００２３】この構造により、流入直後に二次媒体が外
側の部分空間中で、内側部分空間中の既に温められた媒
体により成形板を通しての熱交換により予熱されるとい
う長所が得られる。
側の部分空間中で、内側部分空間中の既に温められた媒
体により成形板を通しての熱交換により予熱されるとい
う長所が得られる。
【００２４】例えば第１の集流溝はカバー板の外側表面
上にかぶせて配置され、その際外側カバー板が連続的に
第１の集流溝へ向かって開口を有する。この構成によ
り、成形板がカバー板に接触するときに、第１の集流溝
によりすべての外側細分空間も相互に結合されるという
ことが保証される。
上にかぶせて配置され、その際外側カバー板が連続的に
第１の集流溝へ向かって開口を有する。この構成によ
り、成形板がカバー板に接触するときに、第１の集流溝
によりすべての外側細分空間も相互に結合されるという
ことが保証される。
【００２５】例えば成形板は専らその上部だけでつり下
げて取り付けられている。成形板は第２の集流溝を介し
て一次室の壁と結合されている。それにより簡単かつ有
効な構造が与えられ、成形板はカーテンのようにつり下
げられているので下に向かって伸びることができ、応力
又は亀裂が材料中に発生するおそれがない。
げて取り付けられている。成形板は第２の集流溝を介し
て一次室の壁と結合されている。それにより簡単かつ有
効な構造が与えられ、成形板はカーテンのようにつり下
げられているので下に向かって伸びることができ、応力
又は亀裂が材料中に発生するおそれがない。
【００２６】成形板は例えば角ばった断面形を有する。
断面形は方形又は台形とすることができる。その際成形
板は面で外側カバー板に接触し及び／又は一次室の壁に
接触する。断面形は三角形とすることもできる。
断面形は方形又は台形とすることができる。その際成形
板は面で外側カバー板に接触し及び／又は一次室の壁に
接触する。断面形は三角形とすることもできる。
【００２７】成形板は別の実施例によれば丸みのある特
に正弦波状の断面形を有する波板とすることができる。
この種の波板は必要な形で市販されている。公知の波板
の採用により、熱交換器のための費用を更に低減できる
という長所が得られる。これは波板が管の価格より明ら
かに安い価格で購入できるからである。
に正弦波状の断面形を有する波板とすることができる。
この種の波板は必要な形で市販されている。公知の波板
の採用により、熱交換器のための費用を更に低減できる
という長所が得られる。これは波板が管の価格より明ら
かに安い価格で購入できるからである。
【００２８】成形板及び／又はカバー板及び／又は二次
室の他の部品は例えば鋼から成る。その際経済的な鋼で
十分である。なぜならばこの発明に基づく熱交換器では
成形板及びカバー板が高温の一次媒体と接触しないから
である。高温の一次媒体は一次室の壁だけにぶつかる。
管及び桟を備えた従来例の場合にはすべての部品が高温
の一次媒体と接触し、従って耐熱性材料から製造しなけ
ればならないが、この発明に基づく熱交換器の場合には
成形板及びカバー板を単純で経済的な鋼から作ることが
できる。それによりほぼすべての市販の波板を用いるこ
とができるという長所が得られる。一次室の壁を高い温
度例えば８００°Ｃに耐える材料から作るだけでよい。
室の他の部品は例えば鋼から成る。その際経済的な鋼で
十分である。なぜならばこの発明に基づく熱交換器では
成形板及びカバー板が高温の一次媒体と接触しないから
である。高温の一次媒体は一次室の壁だけにぶつかる。
管及び桟を備えた従来例の場合にはすべての部品が高温
の一次媒体と接触し、従って耐熱性材料から製造しなけ
ればならないが、この発明に基づく熱交換器の場合には
成形板及びカバー板を単純で経済的な鋼から作ることが
できる。それによりほぼすべての市販の波板を用いるこ
とができるという長所が得られる。一次室の壁を高い温
度例えば８００°Ｃに耐える材料から作るだけでよい。
【００２９】一次室と二次室との間の壁の一次室に向か
う側の面は例えばアンカーピンを備え、耐火性のセラミ
ックコンパウンドにより突き固められる。それにより高
温で有害物質を含む一次媒体による壁の腐食の防止が保
証される。
う側の面は例えばアンカーピンを備え、耐火性のセラミ
ックコンパウンドにより突き固められる。それにより高
温で有害物質を含む一次媒体による壁の腐食の防止が保
証される。
【００３０】壁上のピンの配置は自動溶接により行うこ
とができる。なぜならば平らな又は僅かに湾曲した表面
にアンカーピンを取り付ければよいからである。ここに
公知の熱交換器に比べてこの発明に基づく熱交換器の補
助的な長所を見ることができる。即ち従来の熱交換器の
場合には管の表面にアンカーピンを取り付けなければな
らないが、このことは管表面の曲率が大きいため厄介な
手作業によるほかは不可能である。セラミックコンパウ
ンドによるピン付き壁の被覆に対しても同じことが成り
立つ。
とができる。なぜならば平らな又は僅かに湾曲した表面
にアンカーピンを取り付ければよいからである。ここに
公知の熱交換器に比べてこの発明に基づく熱交換器の補
助的な長所を見ることができる。即ち従来の熱交換器の
場合には管の表面にアンカーピンを取り付けなければな
らないが、このことは管表面の曲率が大きいため厄介な
手作業によるほかは不可能である。セラミックコンパウ
ンドによるピン付き壁の被覆に対しても同じことが成り
立つ。
【００３１】例えば一次媒体は高温の煙道ガスであり、
他方では二次媒体は加熱ガスである。従ってこの発明に
基づく熱交換器により、高温の煙道ガスの熱エネルギー
を加熱ガスを介して物質の加熱又は予熱のために用いる
ことができる。
他方では二次媒体は加熱ガスである。従ってこの発明に
基づく熱交換器により、高温の煙道ガスの熱エネルギー
を加熱ガスを介して物質の加熱又は予熱のために用いる
ことができる。
【００３２】例えば一次媒体は欧州特許第0302310 号明
細書に記載の乾留燃焼設備の燃焼室からの高温の煙道ガ
スであり、二次媒体は乾留燃焼設備の熱分解反応器の加
熱のための加熱ガスである。従ってこの発明に基づく熱
交換器はこの種の公知の乾留燃焼設備で有意義に用いる
ことができる。高信頼性で作動しかつ簡単な手段により
速やかに経済的にかつ高信頼性で構成できる熱交換器に
より、熱エネルギーを非常に高温の煙道ガスから乾留す
べき物質の予熱のために熱分解反応器へ導くことができ
る。
細書に記載の乾留燃焼設備の燃焼室からの高温の煙道ガ
スであり、二次媒体は乾留燃焼設備の熱分解反応器の加
熱のための加熱ガスである。従ってこの発明に基づく熱
交換器はこの種の公知の乾留燃焼設備で有意義に用いる
ことができる。高信頼性で作動しかつ簡単な手段により
速やかに経済的にかつ高信頼性で構成できる熱交換器に
より、熱エネルギーを非常に高温の煙道ガスから乾留す
べき物質の予熱のために熱分解反応器へ導くことができ
る。
【００３３】この発明により、簡単で市販のかつ経済的
な手段例えば波板により速やかに構成でき高信頼性で作
動する熱交換器が得られる。この熱交換器は特に材料の
熱膨張によりその機能を損なうおそれがない。
な手段例えば波板により速やかに構成でき高信頼性で作
動する熱交換器が得られる。この熱交換器は特に材料の
熱膨張によりその機能を損なうおそれがない。
【００３４】
【実施例】次にこの発明に基づく熱交換器の一実施例を
示す図面により、この発明を詳細に説明する。
示す図面により、この発明を詳細に説明する。
【００３５】図１に示す熱交換器１は、高温の一次媒体
例えば高温の煙道ガスＲが流れる一次室２と、熱を吸収
する二次媒体例えば熱分解反応器のための加熱ガスＨが
流れる二次室３とから成る。一次室２及び二次室３は壁
４により相互に分離されている。この壁４は図１に示す
ように円形断面を有する管を形成する。しかしながら別
の断面形状も可能である。二次室３は壁４によるほかに
外側カバー板５により画成されている。従って二次室３
は一次室２を囲む環状空間を形成する。二次室３は成形
板６により内側の部分室３ａと外側の部分室３ｂとに分
割されている。成形板６はそれ自体閉じられた波板とす
ることができる。この波板は正弦波状に曲げられて交互
に壁４及び外側カバー板５と接触する。それにより二次
室３の内側の部分室３ａ及び外側の部分室３ｂがそれぞ
れ細分空間に分割され、成形板６が壁４と外側カバー板
５とのための間隔片として働く。それぞれの細分空間の
間では加熱ガスＨの交換が可能である。なぜならば成形
板６は壁４及び外側カバー板５と気密には結合されてい
ないからである。
例えば高温の煙道ガスＲが流れる一次室２と、熱を吸収
する二次媒体例えば熱分解反応器のための加熱ガスＨが
流れる二次室３とから成る。一次室２及び二次室３は壁
４により相互に分離されている。この壁４は図１に示す
ように円形断面を有する管を形成する。しかしながら別
の断面形状も可能である。二次室３は壁４によるほかに
外側カバー板５により画成されている。従って二次室３
は一次室２を囲む環状空間を形成する。二次室３は成形
板６により内側の部分室３ａと外側の部分室３ｂとに分
割されている。成形板６はそれ自体閉じられた波板とす
ることができる。この波板は正弦波状に曲げられて交互
に壁４及び外側カバー板５と接触する。それにより二次
室３の内側の部分室３ａ及び外側の部分室３ｂがそれぞ
れ細分空間に分割され、成形板６が壁４と外側カバー板
５とのための間隔片として働く。それぞれの細分空間の
間では加熱ガスＨの交換が可能である。なぜならば成形
板６は壁４及び外側カバー板５と気密には結合されてい
ないからである。
【００３６】両部分室３ａ、３ｂは熱交換器１の一方の
端面で、図１では下側端面で相互に結合されかつ外に向
かって閉じられている。この結合は底７により与えられ
る。成形板６は底７の上方で間隔を置いて終わってい
る。従って加熱ガスＨはこの間隔を経て外側の部分室３
ｂから内側の部分室３ａ中へ又は逆向きに到達できる。
端面で、図１では下側端面で相互に結合されかつ外に向
かって閉じられている。この結合は底７により与えられ
る。成形板６は底７の上方で間隔を置いて終わってい
る。従って加熱ガスＨはこの間隔を経て外側の部分室３
ｂから内側の部分室３ａ中へ又は逆向きに到達できる。
【００３７】二次室３へ加熱ガスＨを供給するために供
給管８が設けられている。供給管８は熱交換器１を囲む
第１の集流溝９に開口する。第１の集流溝９は外側の部
分室３ｂへ向けて開かれている。図１では外側の部分室
３ｂが第１の集流溝９の上方で、外側カバー板５と成形
板６との間に配置された閉鎖板１０により閉じられてい
る。それにより供給された加熱ガスＨが外側の部分室３
ｂ中で常に下に向かって導かれることが保証される。第
１の集流溝９を経て加熱ガスＨは外側の部分室３ｂの細
分空間に分配される。底７と成形板６の下端部との間で
は加熱ガスＨの流れ方向が反転され、加熱ガスＨは外側
の部分室３ｂから内側の部分室３ａへ到達する。内側の
部分室３ａでは加熱ガスは図１に示すように上へ向かっ
て流れる。熱交換器１の上端部には、内側の部分室３ａ
に対して開かれているが外側の部分室３ｂに対しては閉
じられた第２の集流溝１１が配置されている。第２の集
流溝１１は閉鎖板１０により外側の部分室３ｂから分離
されている。しかしそのために固有の板を設けることも
でき、そのときには集流溝９と１１の間では外から開口
が成形板６にまで達する。第２の集流溝１１は加熱ガス
Ｈを受け入れ、加熱ガスはまず外側の部分室３ｂ中で上
から下に向かい次に内側の部分室３ａ中で下から上に向
かって流れる。第２の集流溝１１には加熱ガスＨのため
の排出管１２が結合されている。第２の集流溝１１によ
り成形板６が壁４と機械的に結合されている。その代わ
りに別の強固な結合を熱交換器１の上部に施すこともで
きる。外側カバー板５は第１の集流溝９及び閉鎖板１０
により成形板６と結合されている。閉鎖板１０は成形板
６とではなく直接第２の集流溝１１と結合するか又は第
２の集流溝１１の一部とすることもできる。
給管８が設けられている。供給管８は熱交換器１を囲む
第１の集流溝９に開口する。第１の集流溝９は外側の部
分室３ｂへ向けて開かれている。図１では外側の部分室
３ｂが第１の集流溝９の上方で、外側カバー板５と成形
板６との間に配置された閉鎖板１０により閉じられてい
る。それにより供給された加熱ガスＨが外側の部分室３
ｂ中で常に下に向かって導かれることが保証される。第
１の集流溝９を経て加熱ガスＨは外側の部分室３ｂの細
分空間に分配される。底７と成形板６の下端部との間で
は加熱ガスＨの流れ方向が反転され、加熱ガスＨは外側
の部分室３ｂから内側の部分室３ａへ到達する。内側の
部分室３ａでは加熱ガスは図１に示すように上へ向かっ
て流れる。熱交換器１の上端部には、内側の部分室３ａ
に対して開かれているが外側の部分室３ｂに対しては閉
じられた第２の集流溝１１が配置されている。第２の集
流溝１１は閉鎖板１０により外側の部分室３ｂから分離
されている。しかしそのために固有の板を設けることも
でき、そのときには集流溝９と１１の間では外から開口
が成形板６にまで達する。第２の集流溝１１は加熱ガス
Ｈを受け入れ、加熱ガスはまず外側の部分室３ｂ中で上
から下に向かい次に内側の部分室３ａ中で下から上に向
かって流れる。第２の集流溝１１には加熱ガスＨのため
の排出管１２が結合されている。第２の集流溝１１によ
り成形板６が壁４と機械的に結合されている。その代わ
りに別の強固な結合を熱交換器１の上部に施すこともで
きる。外側カバー板５は第１の集流溝９及び閉鎖板１０
により成形板６と結合されている。閉鎖板１０は成形板
６とではなく直接第２の集流溝１１と結合するか又は第
２の集流溝１１の一部とすることもできる。
【００３８】一次室中には高温の一次媒体例えば煙道ガ
スＲが流れ、その温度は８００°Ｃを超えることがあ
る。一次室２は二次室３と同様に、図１には示されてい
ない供給管及び排出管と結合されている。
スＲが流れ、その温度は８００°Ｃを超えることがあ
る。一次室２は二次室３と同様に、図１には示されてい
ない供給管及び排出管と結合されている。
【００３９】一次室２の壁４は耐熱性材料から成る。壁
４は例えばアンカーピンを取り付けられ、耐火性のセラ
ミックコンパウンド１４により突き固められている。熱
交換器１のすべての他の部品は経済的な板から成ること
ができる。なぜならばこれらの部品は比較的低温の二次
媒体すなわち加熱ガスＨとだけ接触するにすぎないから
である。加熱ガスＨは供給管８中では例えば２５０°Ｃ
の温度を有し、排出管１２中では６００°Ｃの温度を有
する。
４は例えばアンカーピンを取り付けられ、耐火性のセラ
ミックコンパウンド１４により突き固められている。熱
交換器１のすべての他の部品は経済的な板から成ること
ができる。なぜならばこれらの部品は比較的低温の二次
媒体すなわち加熱ガスＨとだけ接触するにすぎないから
である。加熱ガスＨは供給管８中では例えば２５０°Ｃ
の温度を有し、排出管１２中では６００°Ｃの温度を有
する。
【００４０】図２は図１に示す熱交換器の二次室３を通
る半径方向断面図を示す。一次室２の壁４は一次室２の
側にアンカーピン１３を備え、耐火性のセラミックコン
パウンド１４により突き固められている。その際ピン１
３はセラミックコンパウンド１４の良好な付着を可能に
する。二次室３は壁４及び外側カバー板５により画成さ
れている。形状が図２の断面図では示されていない成形
板６により、二次室３が内側の部分室３ａ及び外側の部
分室３ｂに分割されている。半径方向断面の位置に応じ
て成形板６は壁４のすぐそばに、又は外側カバー板５の
すぐそばに、又は両者の間の任意の位置に来る。これは
成形板６が図の紙面に対し直角なかつ壁４に対し直角な
平面上で成形され、その断面形状が二次室３の全幅を覆
うことに起因する。成形板６の断面形状は角ばった形状
又は丸みのある例えば正弦波状の形状、或いはすべての
別の種類の形状とすることができる。外側カバー板５は
底７により壁４と結合されている。この底７は箱形に成
形することができる。異なる熱膨張を補償するために底
７を弾性的に構成することもできる。成形板６は二次室
３中で底７の上方に間隔を置いて終わっている。外側の
部分室３ｂは上に向かって閉鎖板１０により閉じられて
いる。閉鎖板１０の下方では外側の部分室３ｂが供給管
８と結合されている。供給管８と外側の部分室３ｂとの
間には第１の集流溝９を設けることができる。第１の集
流溝９は成形板６の形状により形成された外側の部分室
３ｂの個々の細分空間を相互に結合する。内側の部分室
３ａは排出管１２と結合されている。ここでは第２の集
流溝１１を両者３ａ、１２の間に接続でき、集流溝１１
はまず内側の部分室３ａの細分空間から流出する二次媒
体を集める。成形板６は図２に示すように専ら第２の集
流溝１１に取り付けられている。従って成形板６はカー
テンのように二次室３中につり下げられている。それに
より成形板６の熱膨張が熱交換器１の別の構成部品に影
響を及ぼすおそれはない。成形板６には閉鎖板１０を介
して第１の集流溝９が保持され、また集流溝９には外側
カバー板５が保持されている。一次媒体特に煙道ガスＲ
は例えば８００°Ｃで一次室を通って流れる。二次媒体
特に加熱ガスＨは例えば２５０°Ｃで供給管８及び第１
の集流溝９を通り、二次室の外側の部分室３ｂへ流れ
る。部分室３ｂで二次媒体は下に向かって流れ、底７の
前でその流れ方向を変え、そして内側の部分室３ａ中で
は上に向かって流れる。二次媒体が例えば６００°Ｃに
温められて部分室３ａから第２の集流溝１１を経て排出
管１２へ到達する。
る半径方向断面図を示す。一次室２の壁４は一次室２の
側にアンカーピン１３を備え、耐火性のセラミックコン
パウンド１４により突き固められている。その際ピン１
３はセラミックコンパウンド１４の良好な付着を可能に
する。二次室３は壁４及び外側カバー板５により画成さ
れている。形状が図２の断面図では示されていない成形
板６により、二次室３が内側の部分室３ａ及び外側の部
分室３ｂに分割されている。半径方向断面の位置に応じ
て成形板６は壁４のすぐそばに、又は外側カバー板５の
すぐそばに、又は両者の間の任意の位置に来る。これは
成形板６が図の紙面に対し直角なかつ壁４に対し直角な
平面上で成形され、その断面形状が二次室３の全幅を覆
うことに起因する。成形板６の断面形状は角ばった形状
又は丸みのある例えば正弦波状の形状、或いはすべての
別の種類の形状とすることができる。外側カバー板５は
底７により壁４と結合されている。この底７は箱形に成
形することができる。異なる熱膨張を補償するために底
７を弾性的に構成することもできる。成形板６は二次室
３中で底７の上方に間隔を置いて終わっている。外側の
部分室３ｂは上に向かって閉鎖板１０により閉じられて
いる。閉鎖板１０の下方では外側の部分室３ｂが供給管
８と結合されている。供給管８と外側の部分室３ｂとの
間には第１の集流溝９を設けることができる。第１の集
流溝９は成形板６の形状により形成された外側の部分室
３ｂの個々の細分空間を相互に結合する。内側の部分室
３ａは排出管１２と結合されている。ここでは第２の集
流溝１１を両者３ａ、１２の間に接続でき、集流溝１１
はまず内側の部分室３ａの細分空間から流出する二次媒
体を集める。成形板６は図２に示すように専ら第２の集
流溝１１に取り付けられている。従って成形板６はカー
テンのように二次室３中につり下げられている。それに
より成形板６の熱膨張が熱交換器１の別の構成部品に影
響を及ぼすおそれはない。成形板６には閉鎖板１０を介
して第１の集流溝９が保持され、また集流溝９には外側
カバー板５が保持されている。一次媒体特に煙道ガスＲ
は例えば８００°Ｃで一次室を通って流れる。二次媒体
特に加熱ガスＨは例えば２５０°Ｃで供給管８及び第１
の集流溝９を通り、二次室の外側の部分室３ｂへ流れ
る。部分室３ｂで二次媒体は下に向かって流れ、底７の
前でその流れ方向を変え、そして内側の部分室３ａ中で
は上に向かって流れる。二次媒体が例えば６００°Ｃに
温められて部分室３ａから第２の集流溝１１を経て排出
管１２へ到達する。
【００４１】この発明に基づく熱交換器１により、二次
室３を構成するために高価な管の代わりに波板のような
経済的な材料を必要とするにすぎず、かつ熱交換器１の
構成部品の熱膨張がその安定性に影響しないという長所
が得られる。
室３を構成するために高価な管の代わりに波板のような
経済的な材料を必要とするにすぎず、かつ熱交換器１の
構成部品の熱膨張がその安定性に影響しないという長所
が得られる。
【図１】この発明に基づく熱交換器の一実施例の斜視図
である。
である。
【図２】図１に示す熱交換器の部分縦断面図である。
１ 熱交換器 ２ 一次室 ３ 二次室 ３ａ 内側の部分室 ３ｂ 外側の部分室 ４ 壁 ５ 外側カバー板 ６ 成形板 ７ 底 ８ 供給管 ９ 第１の集流溝 １０ 閉鎖板 １１ 第２の集流溝 １２ 排出管 １３ アンカーピン １４ セラミックコンパウンド
Claims (17)
- 【請求項１】 一次媒体のための一次室（２）と二次媒
体のための二次室（３）とを備え、これらの室が気密で
伝熱性の壁（４）により相互に分離されている熱交換器
（１）において、二次室（３）が壁（４）及びこの壁
（４）に対し間隔を置いた外側カバー板（５）により画
成され、この二次室（３）が壁（４）と外側カバー板
（５）との間に配置された成形板（６）により内側の部
分室（３ａ）と外側の部分室（３ｂ）とに分割されてい
ることを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 成形板（６）が一次媒体の流れ方向へ延
び、かつ一次媒体の流れ方向に対し垂直な面上で成形さ
れていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項３】 成形板（６）が交互に壁（４）及び外側
カバー板（５）に接触し、それにより細分空間が形成さ
れ、かつ外側カバー板（５）が壁（４）に対し等間隔に
保持されることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交
換器。 - 【請求項４】 成形板（６）の上部が固定され、壁
（４）と外側カバー板（５）との間で自由に下に向かっ
てつり下げられていることを特徴とする請求項１ないし
３の一つに記載の熱交換器。 - 【請求項５】 両部分室（３ａ、３ｂ）が成形板（６）
の一方の端面で相互に結合されかつ外に向かって閉じら
れ、他方の端面で外側の部分室（３ｂ）が供給管（８）
と結合され、また内側の部分室（３ａ）が排出管（１
２）と結合されていることを特徴とする請求項１ないし
４の一つに記載の熱交換器。 - 【請求項６】 壁（４）と外側カバー板（５）とが成形
板（６）の一方の端面で気密に底（７）により結合さ
れ、この個所では成形板（６）が底（７）から間隔を置
いて終わっていることを特徴とする請求項５記載の熱交
換器。 - 【請求項７】 底（７）が弾性を有することを特徴とす
る請求項６記載の熱交換器。 - 【請求項８】 他方の端面で外側の部分室（３ｂ）が成
形板（６）と外側カバー板（５）との間に延びる閉鎖板
（１０）により閉じられ、内側の部分室（３ａ）に対し
開いた第２の集流溝（１１）が閉鎖板（１０）の一方の
面上に配置され、その際第２の集流溝（１１）が排出管
（１２）と結合され、外側の部分室（３ｂ）に対し開い
た第１の集流溝（９）が閉鎖板（１０）の他方の面上に
配置され、その際第１の集流溝（９）が供給管（８）と
結合されていることを特徴とする請求項６又は７記載の
熱交換器。 - 【請求項９】 第１の集流溝（９）が外側カバー板
（５）の外面上に載置され、その際外側カバー板（５）
が第１の集流溝（９）に通じる開口を有することを特徴
とする請求項８記載の熱交換器。 - 【請求項１０】 成形板（６）がその上部だけでつり下
げて取り付けられていることを特徴とする請求項８又は
９記載の熱交換器。 - 【請求項１１】 成形板（６）が角ばった断面形を有す
ることを特徴とする請求項１ないし１０の一つに記載の
熱交換器。 - 【請求項１２】 成形板（６）が正弦波状の断面形を備
える波板であることを特徴とする請求項１ないし１０の
一つに記載の熱交換器。 - 【請求項１３】 成形板（６）及び／又はカバー板
（５）及び／又は二次室（３）の他の部品が鋼から成る
ことを特徴とする請求項１ないし１２の一つに記載の熱
交換器。 - 【請求項１４】 一次室（２）の壁が高温に耐える材料
から成り、成形板（６）が経済的な材料から成ることを
特徴とする請求項１ないし１３の一つに記載の熱交換
器。 - 【請求項１５】 壁（４）の一次室（２）に向かう面が
アンカーピン（１３）を備え、耐火性のセラミックコン
パウンド（１４）により突き固められていることを特徴
とする請求項１ないし１４の一つに記載の熱交換器。 - 【請求項１６】 一次媒体が高温の煙道ガスであり、二
次媒体が加熱ガスであることを特徴とする請求項１ない
し１５の一つに記載の熱交換器。 - 【請求項１７】 一次媒体が乾留燃焼設備の燃焼室から
の高温の煙道ガスであり、二次媒体が乾留燃焼設備の熱
分解反応器を加熱する加熱ガスであることを特徴とする
請求項１６記載の熱交換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4104959A DE4104959A1 (de) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | Waermetauscher |
| DE4104959.4 | 1991-02-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579777A true JPH0579777A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=6425279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4059702A Pending JPH0579777A (ja) | 1991-02-18 | 1992-02-14 | 熱交換器 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5215144A (ja) |
| EP (1) | EP0499883B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0579777A (ja) |
| AT (1) | ATE104762T1 (ja) |
| CZ (1) | CZ283100B6 (ja) |
| DE (2) | DE4104959A1 (ja) |
| DK (1) | DK0499883T3 (ja) |
| ES (1) | ES2051603T3 (ja) |
| HU (1) | HU215992B (ja) |
| PL (1) | PL293465A1 (ja) |
| RU (1) | RU2070700C1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101475398B1 (ko) * | 2013-04-25 | 2014-12-22 | 주식회사 두발 | 보일러 열교환용 혼합관 |
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| DE839806C (de) * | 1949-08-02 | 1952-05-26 | Otto H Dr-Ing E H Hartmann | Sternfoermiges Faltenrohr als Einsatzrohr fuer Waermeaustauscher |
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