JPS6161032B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転型の蓄熱式熱交換器内の放射状
壁および切線壁で仕切られた仕切室中に配置する
ための密接する長四角形プレートの積層を含むパ
ツクに関し、該プレートは該パツクの二つの平行
な端面間に熱交換媒体のための通路を形成するよ
うに輪郭を形成され、該端面はパツク中にプレー
トを一体に保持する手段となつている。

空気予熱器の回転するかつ実質的に円筒状の蓄
熱器部分の熱交換プレートの枚数は、100000枚に
も達することがある。それ故、実用上ならびに経
済上の理由から、おのおののばらばらになつたプ
レートを人手で配置することは不可能である。そ
れ故、プレートは適当な形状のパツクに配置さ
れ、そして該プレートは通常型押しと組み合わせ
て積層され、バスケツト様の容器に配置され、一
定のパターンに従つて蓄熱器の仕切室中へおろさ
れる。このようなプレートを有するバスケツト
は、例えば英国特許第1103207号および第1174513
号に記載されている。

この型式のパツクは製作するのに費用がかか
り、またそれぞれのパツクと関連する仕切室の壁
との間に空気間隙を形成するという非常に大きな
不利益が引き起こされる。このような間隙は熱交
換媒体の漏洩通路を形成するので損失が多くな
る。パツクと周りの半径方向ならびに接線方向に
沿う壁との間の空気間隙が６mm程度の大きさにな
ると、出て行く媒体の温度には６乃至７℃程度の
上昇がもたらされ、これは100MWの発電所に年
間750乃至900トンの燃料油の損失を与えることが
見出されている。バスケツトと仕切室の壁との間
にシールを施用することによつてこの漏洩を回避
することが試みられているが、この方法は流れ方
向に圧力低下をもたらすだけで効率は上昇しな
い。プレートの積層を一体に保持するためバスケ
ツトを使用する場合、間隙を６mm以下に減らす可
能性はない。

パツクと壁との間の隙間を約３mmまで減少させ
るため、バスケツトを有しないプレートパツクを
使用することが試みられてきた。実際的な試験に
おいて熱伝導は悪化しないことが解つたので、こ
のような隙間は名目上許容し得るものである。バ
スケツトを有しない周知のパツクは、スウエーデ
ン国特許第7301904−４号に記載されており、該
パツクはプレートを順次積み重ね、そして該積み
重ねをそこにパツクの一端が接触する底枠により
一体に保持する熱交換プレートと、輸送途上にお
いてプレートを互に押し付けるように保持するた
め枠および積み重ねの周りに引張られた鋼製の帯
金から形成されている。枠には上面を通つて上方
に延びる垂直持上げ杆が設けられている。パツク
が仕切室内に配置されたとき、帯金は切断して取
り除き、これによりプレートの積み重ねは、接線
壁に向つて半径方向に拡がる。包装時においてプ
レート相互の位置決めをする目的で、プレートの
積み重ねの孔内に挿入する半径方向を指向したゆ
るい案内杆が使用されており、これらの杆はま
た、帯金を取り除いたとき仕切室内のプレートが
互に横方向に相対的に滑動するのを妨たげる目的
も持つている。積み重ねが接線壁に向つて拡がる
ことによりガス洩れに関して若干の改良を為し得
るとしても、このようなバツク構造はいくつかの
欠点を持つている。持上げ時に例えば200乃至400
Kgのパツクの全重量を支承する底枠を必要とする
ことは費用がかかり、強く引張られた帯金は外側
プレートの端縁部分に変形を生ぜしめ、該変形は
圧力低下を増大させる。帯金はまた、パツクを仕
切室内に下降した後取り除くことが困難である。
帯金切断後におけるプレートの積み重ねの半径方
向の拡張は、積み重ね内のプレートをしばしばそ
れぞれのプレートから若干距離だけ引き離し、こ
れにより該プレートが輪郭を描くことによつて形
成される隣接プレート間の流路の形成が無駄にな
り、これは効率の低下に帰着する。

それ故、本発明の主要な目的は、パツクと囲繞
壁との間の漏洩を無視し得る大きさまで減少さ
せ、かつロータ内に装着した後においてもその形
状を維持し、かつどのような支承底枠をも必要と
しない、序論に記載した型式のパツクを提供する
ことにある。

この目的は、複数本の引張り杆を貫通させ、該
引張り杆の端末点に積み重ねの一番外側のプレー
トの外側と共働する係止手段を設けたプレートの
積み重ねによつて本質的に達成される。

好ましくは長四角断面と、媒体の流れ方向に面
する狭い端縁面とを有する引張り杆は、互に押圧
されているプレートを所望の位置に保持する。お
のおのの杆は、一端にパツクの一方の側面の外側
プレートと係合する固定ワツシヤ状のヘツドを有
し、そしてその他端には、関連する互に整列した
孔を通して該杆をプレートに挿入した後、その端
末部に熔接される同様のヘツドを持つている。

引張り杆を取付けそしておのおのの杆の自由端
にゆるんだワツシヤを熔接した後、剛直な寸法的
に安定したパツクが得られる。パツクの寸法公差
は極めて狭い限界値以内に維持でき、蓄熱式熱交
換器のロータ仕切室内の空隙に取り付けるのに適
している。仕切室の壁とパツクとの間の漏洩はこ
のようにして最小限度に維持され、そして熱交換
器の効率を最大に維持することができる。本発明
に係るパツクは、慣用のパツクに比較して製造が
一層容易かつ簡単である。

係止手段は、関連する引張り杆の断面域が熔接
によつてそこへ好適に結合される外側プレートに
対して実質的に一層広い接触面を有する鋼製のワ
ツシヤによつて工合よく形成されている。あらか
じめ固定された係止手段止手段もしくはヘツド
は、しかしながら杆材料をプレスして形成するこ
とができる。

本発明の本質となる他の特徴的な性格は、下記
の説明ならびに特許請求の範囲に明記されてい
る。

以下、本発明を添付の図面を参照して説明す
る。図面において第１図は仕切室に本発明に係る
パツクを収容したロータリ型蓄熱式空気予熱器の
斜視図であり、第２図はプレートの積み重ねの単
純化した斜視図である。第３図は四本の引張り杆
とワイヤロープループの形をした持上げ手段とを
有するパツクの説明図である。第４図はゆるん
だ、断面にした係止ワツシヤを有する引張り杆を
示し、第５図は互に結合された二枚の熱交換器の
プレート、および該プレートの一枚に結合された
持上げループの断面図である。

図面において、番号１は一般にプレートエレメ
ントの積み重ね２を有するプレートパツクを表わ
し、第１図乃至第３図には明示されていないが、
該プレートパツクは、互に接合された二枚のプレ
ートの間に、例えばガスまたは空気のような熱交
換媒体の流路を形成するように、周知のやり方で
その輪郭が形成されている。流通経路もしくは通
路は第５図に最もよく示されており、同図は流れ
の方向から見た二枚のプレートの部分を示してい
る。パツクを形成するすべてのプレートは同一の
高さを有するが、幅はパツクが梯形になるように
順次変化している。積み重ねの上端面３および底
端面４は互に平行になつており、そして両側面
５，６は予熱器のロータ内の仕切室の内側接線壁
７に向つて収れんしている。このような仕切室
は、前記接線壁７，８ならびに二面の半径方向壁
９，１０によつて限定されている。おのおののプ
レート、例えば第２図のプレート１１，１２は、
極めて厳密な寸法公差で製作され、プレートが積
み重ねられたときその端縁は前記側面５および６
が形成する平面と完全に一致する。これは、それ
ぞれの半径方向壁９，１０との空気間隙を３mmも
しくはそれ以下の所定最小値に維持するうえに最
も重要なことである。

本発明に係るパツクを形成するには、例えば第
２図の孔１５，１６，１７および１８のように、
プレートの所定位置に複数個の孔を穿設する。お
のおののプレートにおいて孔１５は相互に整列し
ている。積み重ねが出来上つたとき、引張り杆１
９，２０，２１，２２を受入れるための、すべて
のプレートを貫通する通路が形成される。

第４図で最もよく見られるように、第３図に示
す引張り杆は、ここでは長四角形と考えている
が、どのような所望の形状をも有し得るヘツドを
備えている。このヘツド２３は長四角断面２５を
した平坦な杆２４に強固に取付けられている。出
来上つたパツクを第１図に示す水平ロータの仕切
室内に取付けた後、ヘツド２３は例えば第１図の
壁７のような接線壁に対向し、そして望ましくは
３mmを越えないようにできる限り低い高さを持た
ねばならず、こうすることによつて予熱器は可能
な最大の効率を得ることができる。平坦な杆は、
例えば44mmの高さと５mmの幅を有することができ
る。杆の幅は、パツクを通る空気流またはガス流
にできるだけ最小抵抗を与えるようにできる限り
小さくすべきである。関連する孔１５乃至１８内
の引張り杆１９乃至２２は、該杆をその全長に亘
りもしくはその端部２６においていく分テーパに
なるように研磨することができる。孔１５乃至１
８は、プレートを杆の固定位置に保持するよう
に、引張り杆と同一の断面形状と、該杆の断面積
を僅かに上回る断面積とを持つている。

プレートの積み重ねが出来上つた後、引張り杆
１９乃至２２は、プレート上で互に同一位置を占
める孔によつて形成された通路に挿入され、そし
てプレートの積み重ねは、例えばヘツド２３のよ
うな杆の頭部に作用する圧縮手段によつて圧縮さ
れる。杆の断面に対応する孔２８を有するワツシ
ヤ２７は、例えばそれぞれの杆の端部２６のよう
な自由端部分と共働し、ワツシヤを静止状態に保
持する。プレートの積み重ねを所定寸法だけ一体
に押圧しそして自由端部分２６をワツシヤ２７の
孔２８内に押し込んだ後、端部２６とワツシヤ２
７とを一体に熔接する。ワツシヤ２７はヘツド２
３のような外側プレートに対して押圧されている
ので、プレートは互に関して固定位置に保持され
る。例えば引張り杆に円形のようなほかの断面形
状を使用することもできるが、小さな流れ抵抗
と、一本もしくはそれ以上の本数の引張り杆を使
用してもパツク全体を持上げるのに十分な強度が
得られるため、高さとの関連において幅の小さい
長四角形の杆を使用することが望ましい。第３図
において上方杆１９，２０はともに、持上げ環２
９，３０，３１，３２を備えているのが見られ
る。これらの環は、それぞれの杆の周りに、かつ
二枚のプレートの間に配置されたワイヤループよ
りなり、そしてパツクの上端面を越えて上方へ突
出している。数個のパツクを互に上面に積み重ね
たとき、これらの環はプレート間に容易に押し下
げることができる。この持上げ環は、例えば持上
げ環を平坦なロツドから作成し、それをパツクを
形成する一枚もしくはそれ以上の枚数のプレート
に熔接した別の型式の持上げ手段にも採用するこ
とができる。第５図にプレート１４に熔接された
このような持上げ環３２′が見られる。

その本数は変更することができるが、第３図に
示すように例えば４本の引張り杆は、互に平行す
る端面３，４に平行な平面にあることが望まし
い。しかし該引張り杆がこれらの平面に位置する
ことは必要でない。第３図において杆１９，２０
および２１，２２はそれぞれ、左方から右方へ向
つて相互に拡がつているのが見られる。しかしな
がら、杆が互に平行になるのを許容することも可
能であり、そうすることによつておのおののプレ
ートは同一方向に正確に押圧される。この場合に
は、杆はパツクのすべてのプレートに対して垂直
になるであろう。そしてこのことは組立てを容易
化しかつ有利な圧力分布をもたらす。

その機能が実質的にワイヤ環２９，３０，３
１，３２に対応する第二の型式の持上げ具が第４
図に見られる。持上げ環３２″は、細長い孔３５
を有する平坦な鉄製プレートから出来ている。細
長い孔３５は杆２４の幅に対応する幅を持つてい
る。持上げ環３２″は、孔３５の底３７が杆２４
の下側と接触した持上げ位置で示されている。持
上げ環３２″の上端（図示せず）は、パツケージ
を持上げることを許容するようにプレートパツケ
ージの上面より上へ突出している。使用しないと
きには、おのおのの持上げ環３２″をパツケージ
内に押し戻し、こうすることによつて孔の上面３
６はロツド２４の上面に接触する。この位置にお
いては、持上げ環もしくは持上げ杆３２″の上端
は、プレート束の上面もしくは平面と面一になつ
ているかあるいは該平面よりも下方に位置してい
る。

非常に大型のパツクの場合には、そこに杆のワ
ツシヤの係止手段が係合するパツクの端壁を強化
することが望ましい。このような強化された端壁
の一型式が第５図に見られる。二枚のエンドプレ
ート１３，１４すなわち仕切り室の切線壁と係合
するプレートがリベツト３３によつて互に接合さ
れているのが図面から明らかである。おのおのの
このような端壁は、鋲締めもしくはスポツト熔接
によつて互に接合された数枚例えば四枚のプレー
トから形成することができる。

上に記載した種類のパツクは製作が簡単で、こ
れ迄使用されていたパツクよりも著しく安価であ
り、就中、引張り杆の係止手段だけが外側プレー
トの外側に横たわつているため、仕切室の壁と製
作されるパツクの表面との間に極めて本質的な隙
間の減少を許容する。これらの係止手段は、例え
ば３mmに非常に薄く作成することができ、この係
止手段は接線壁においてのみ空気間隙を生ぜしめ
る。プレートは盛り上り部分を有するような輪郭
に形成されているので、係止手段はこのような盛
り上り部分の間に位置することができ、したがつ
てプレートの形状内に完全に配置され得るであろ
う。即ち空気間隙の寸法に影響を与える要因は、
単に製作精度のみである。

例えば引張り杆およびその係止手段について別
の改変を施こすことができる。例えば、ワツシヤ
を熔接する代りに、引張り杆の端部においてその
根本部分にナツトで締めつける方法を使用するこ
ともできる。さらに引張り杆の本数を変更し、か
つ例えば図示する杆１９，２０に対応し図示する
杆２１，２２の代りに、二本の杆を端面３，４に
平行な面においてパツクを貫ぬく中心垂直平面上
に位置せしめるように配置することもできる。ま
た持上げ環を付設して中央に位置する一本の引張
り杆を使用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパツクを有するロータリ型蓄
熱式空気予熱器の斜視図であり、第２図はプレー
トの積み重ねの斜視図、第３図は引張り杆ならび
に持上げ手段を有するパツクの説明図である。第
４図は係止ワツシヤを有する引張り杆の説明図、
第５図は二枚の熱交換器プレートとその一枚に取
付けた持上げ環の断面図である。 １：プレートパツク、２：プレートエレメント
の積み重ね、３：上端面、４：底端面、５，６：
側面、２７：ワツシヤ、７，８：接線壁、９，１
０：半径方向壁、１５，１６，１７，１８：孔、
１９，２０，２１，２２：引張り杆、２３：ヘツ
ド、２８：ワツシヤの孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各プレート間に熱交換媒体の流路を形成する
   ような輪郭を有するプレートと、該プレートをパ
   ツク内に一体に保持する手段と、該パツクを持上
   げる手段とを有する、蓄熱式熱交換器の半径方向
   および接線方向壁によつて限定された仕切室内に
   配置する密接した長四角形のプレートの積層を含
   むパツクであつて、プレートを一体に保持する前
   記手段は、それぞれのプレートの互いに一致した
   孔を貫通する複数本の引張り杆から形成されてお
   り、前記孔は関連する引張り杆の断面域と実質的
   に等しい寸法および形状を有し、おのおのの杆は
   その両端に、プレートを互いに加圧するように保
   持するために設けた、積層の最外側プレートと共
   働する剛直な係止手段を有し、複数個の持上げ環
   が１本もくしはそれ以上の引張り杆に設けられ、
   そして該パツクは、その外周を取り囲むバスケツ
   トもしくはフレームを有しないことを特徴とする
   前記パツク。 ２ おのおのの引張り杆は長四角形断面を有し、
   そしておのおのの杆の狭い表面はパツクの上下端
   面に平行になつている特許請求の範囲第１項のパ
   ツク。 ３ 引張り杆の高さがその幅よりも実質的に大で
   ある特許請求の範囲第１項のパツク。 ４ 前記係止手段はおのおのの引張り杆の一端に
   強固に取付けられたヘツドと、プレートの積層か
   ら突出する該杆の他端に固着するために設けられ
   たワツシヤからなる特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれかのパツク。 ５ 前記ワツシヤが杆に熔接されている特許請求
   の範囲第４項のパツク。 ６ 積層の各対向端面側の少なくとも二枚の最外
   側プレートが互いに強固に接合されている特許請
   求の範囲第１項ないし第５項のいずれかのパツ
   ク。 ７ 持上げ環が可撓性の鋼ロープループで形成さ
   れている特許請求の範囲第１項ないし第６項のい
   ずれかのパツク。 ８ おのおのの持上げ環は、そこに杆を挿通する
   ための細長い孔を設けた棒よりなり、該細長い孔
   は該棒にプレートの積層からその端部が突出した
   持上げ位置と、前記端部が該プレートの積層の内
   側に位置する収納位置にセツトされることを許容
   している特許請求の範囲第１項のパツク。