JPS6229896A - 気体の熱交換方法 - Google Patents
気体の熱交換方法Info
- Publication number
- JPS6229896A JPS6229896A JP16803985A JP16803985A JPS6229896A JP S6229896 A JPS6229896 A JP S6229896A JP 16803985 A JP16803985 A JP 16803985A JP 16803985 A JP16803985 A JP 16803985A JP S6229896 A JPS6229896 A JP S6229896A
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- heat
- medium
- temperature
- heat exchange
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、気体加熱の熱交換の方法に関する。
（従来の技術）
熱交換の方法としては、良く知られている様な第４図〜
第６図に示す向流式、並流式、十字流がある。向流式は
、高温流体と低温流体との温度差を大きくとれることか
ら、熱交換率は一番良く、排熱回収という点からは最も
有利な熱交換方式と言える３、シかし、熱交換され温度
が低下した熱媒と、熱交換される前の冷たい被熱媒とが
、伝熱面を通じ接触することになるので、伝熱面は常に
最も温度が低く、腐食が進行しやすい状態に有り、中低
温レベルの排ガスから熱回収しようとする場合、腐食の
点からは不利な熱交換方式であるといえる。
第６図に示す向流式、並流式、十字流がある。向流式は
、高温流体と低温流体との温度差を大きくとれることか
ら、熱交換率は一番良く、排熱回収という点からは最も
有利な熱交換方式と言える３、シかし、熱交換され温度
が低下した熱媒と、熱交換される前の冷たい被熱媒とが
、伝熱面を通じ接触することになるので、伝熱面は常に
最も温度が低く、腐食が進行しやすい状態に有り、中低
温レベルの排ガスから熱回収しようとする場合、腐食の
点からは不利な熱交換方式であるといえる。
一方、並流式は熱交換される前の高温流体と低温流体と
が、伝熱面を通じ接触するので、伝熱面は必要以上に冷
えず、腐食防止の面からは有利であるが、熱回収の点か
らは、高温流体と低温流体との温度差を大きく取れない
ので不利である。十字流は、基本的に向流式と並流式の
組み合わせであるので各々の特徴を持つ。
が、伝熱面を通じ接触するので、伝熱面は必要以上に冷
えず、腐食防止の面からは有利であるが、熱回収の点か
らは、高温流体と低温流体との温度差を大きく取れない
ので不利である。十字流は、基本的に向流式と並流式の
組み合わせであるので各々の特徴を持つ。
ところで熱交換器では、加熱炉排ガスなどの熱媒が熱交
換され、温度が低下すると、ガス中に含まれる水分や、
亜硫酸ガス等の腐食性成分が凝縮し、伝熱面の腐食が始
まる、いわゆる低温腐食・酸腐食により徹底した熱回収
は困難であった。
換され、温度が低下すると、ガス中に含まれる水分や、
亜硫酸ガス等の腐食性成分が凝縮し、伝熱面の腐食が始
まる、いわゆる低温腐食・酸腐食により徹底した熱回収
は困難であった。
これらの腐食を回避するため、従来は熱交換器伝熱面の
材質を、耐食性の強いものにするとか、あるいは伝熱面
を腐食防止用の塗料を塗ったり。
材質を、耐食性の強いものにするとか、あるいは伝熱面
を腐食防止用の塗料を塗ったり。
伝熱面の温度が腐食開始温度以上になるように、排ガス
温度を管理する等の対策をとっていた。
温度を管理する等の対策をとっていた。
（発明が解決しようとする問題点）
従来装置によると、耐食性の材質を使用するとか、耐食
性塗料を塗っても伝熱面で水分の凝縮が起きると、そこ
にダストが堆積し熱交換率が悪化するとともに、コスト
がかかる割には余り効果は期待できないという欠点が有
る。一方、排ガスを腐食開始温度以上に保つために、温
度を上げて熱交換器に送れば、腐食防止という点からす
れば非常に良いのであるが、温度を上げるために、余計
に燃料を使用しなければならず、排ガスからの熱回収を
目的とした熱交換では省エネ上不利である。
性塗料を塗っても伝熱面で水分の凝縮が起きると、そこ
にダストが堆積し熱交換率が悪化するとともに、コスト
がかかる割には余り効果は期待できないという欠点が有
る。一方、排ガスを腐食開始温度以上に保つために、温
度を上げて熱交換器に送れば、腐食防止という点からす
れば非常に良いのであるが、温度を上げるために、余計
に燃料を使用しなければならず、排ガスからの熱回収を
目的とした熱交換では省エネ上不利である。
（問題点を解決するための手段）
本発明は熱交換器の特性に着眼し、酸腐食を避けながら
熱回収効率も上げられる熱交換器を提供するものである
。
熱回収効率も上げられる熱交換器を提供するものである
。
即ち本発明は、予熱しようとする低温の被熱媒と高温の
熱媒の関係において、高温の熱媒側に低温の被熱媒の入
り口と熱回収した後の被熱媒の取り出し口を設け、前記
入り口から低温の被熱媒を流し、伝熱面を通じ高温の熱
媒と並流熱交換することにより、熱交換器伝熱面の腐食
を避けるとともに、熱交換により温度が上昇し、熱媒側
と伝熱面を通じ接触しても、熱媒中の腐食性成分を含ん
だ水分が、凝縮する危険が無い状態まで予熱された被熱
媒を、予熱に使用したノξスとは別のパスを通じ、再び
高温側の熱媒と向流熱交換する事を特徴とする気体の熱
交換方法である。
熱媒の関係において、高温の熱媒側に低温の被熱媒の入
り口と熱回収した後の被熱媒の取り出し口を設け、前記
入り口から低温の被熱媒を流し、伝熱面を通じ高温の熱
媒と並流熱交換することにより、熱交換器伝熱面の腐食
を避けるとともに、熱交換により温度が上昇し、熱媒側
と伝熱面を通じ接触しても、熱媒中の腐食性成分を含ん
だ水分が、凝縮する危険が無い状態まで予熱された被熱
媒を、予熱に使用したノξスとは別のパスを通じ、再び
高温側の熱媒と向流熱交換する事を特徴とする気体の熱
交換方法である。
本発明は、単独では不都合な面を持つ熱交換器 ・式に
対し、各々の長所を生かし腐食を防止しつつ、回収熱量
が上げられる熱交換方法を提供するものである。すなわ
ち、酸腐食を防止するためには、はじめは高温流体と低
温流体を、伝熱面を通じ熱交換させる並流方式をとり、
低温流体を予め腐食の危険が無い温度まで昇温するとと
もに、−言回収熱量を増加させるために、この予熱され
た被熱媒を折り返し、再び高温側の熱媒に向かわせる向
流式熱交換方式を取る。この場合、高温流体は燃焼排ガ
スのような水分・腐食性成分を含む気体であり、一方の
低温流体は液体や固体の様に伝熱性能が良すぎる物は、
直ぐに伝熱面の温度を低下させるので不適当であり、空
気・燃料ガスの様な気体を使うのが良い。
対し、各々の長所を生かし腐食を防止しつつ、回収熱量
が上げられる熱交換方法を提供するものである。すなわ
ち、酸腐食を防止するためには、はじめは高温流体と低
温流体を、伝熱面を通じ熱交換させる並流方式をとり、
低温流体を予め腐食の危険が無い温度まで昇温するとと
もに、−言回収熱量を増加させるために、この予熱され
た被熱媒を折り返し、再び高温側の熱媒に向かわせる向
流式熱交換方式を取る。この場合、高温流体は燃焼排ガ
スのような水分・腐食性成分を含む気体であり、一方の
低温流体は液体や固体の様に伝熱性能が良すぎる物は、
直ぐに伝熱面の温度を低下させるので不適当であり、空
気・燃料ガスの様な気体を使うのが良い。
（作用）
図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明による熱交換器の斜視図を示したもの
である。また、第２図はこの熱交換器の平面図である。
である。また、第２図はこの熱交換器の平面図である。
この例では、熱交換器は熱源である高温の被熱媒の流れ
に対し直角に４台置いている。
に対し直角に４台置いている。
まず、予熱しようとする被熱媒は第１図中のダクト２か
ら送り込まれ、熱交換器３ではじめの１基目の熱交換が
行なわれる。この１基目の熱交換で、熱源である高温の
熱媒は熱を奪われ温度が低下する。しかし、この段階で
はまだ熱媒の温度は十分に高く、予熱される前の冷たい
被熱媒と接触する熱交換器３の上部であっても、熱媒中
の水分が凝縮することは避けられる。
ら送り込まれ、熱交換器３ではじめの１基目の熱交換が
行なわれる。この１基目の熱交換で、熱源である高温の
熱媒は熱を奪われ温度が低下する。しかし、この段階で
はまだ熱媒の温度は十分に高く、予熱される前の冷たい
被熱媒と接触する熱交換器３の上部であっても、熱媒中
の水分が凝縮することは避けられる。
熱交換器３で昇温された被熱媒は、下部連結ダクト４を
通り熱交換器６に送り込まれ、２基目の熱交換が行なわ
れる。２基目でも熱媒は熱交換によってさらに温度が低
下するが、この時は既に被熱媒の温度が上昇しているの
で、熱交換器６においても伝熱面での水分の凝縮は起こ
らず、腐食は避けられる。
通り熱交換器６に送り込まれ、２基目の熱交換が行なわ
れる。２基目でも熱媒は熱交換によってさらに温度が低
下するが、この時は既に被熱媒の温度が上昇しているの
で、熱交換器６においても伝熱面での水分の凝縮は起こ
らず、腐食は避けられる。
この１基、２基目の熱交換方式は、この例では熱媒の流
れに対し被熱媒を直角に流す十字流の形式をとっている
が、高温の熱媒側から低温の被熱媒を通じ熱交換する、
いわゆる並流式熱交換方式となっている。したがって、
この部分では並流式の長所である腐食防止効果が働くと
ともに、この熱交換方式の欠点である熱回収効率を高く
できないという点は同じく合わせ持つ。
れに対し被熱媒を直角に流す十字流の形式をとっている
が、高温の熱媒側から低温の被熱媒を通じ熱交換する、
いわゆる並流式熱交換方式となっている。したがって、
この部分では並流式の長所である腐食防止効果が働くと
ともに、この熱交換方式の欠点である熱回収効率を高く
できないという点は同じく合わせ持つ。
次に、熱交換器６で熱交換され昇温した被熱媒は、上部
ダクト７を通り、次の熱交換器、８に送り込まれ３基目
の熱交換を行う。この熱交換器８でさらに昇温された被
熱媒は、下部連結ダクト９を通り高温の熱媒側に設置さ
れている熱交換器１０に送り込まれ、４基目の熱交換が
行なわれ、高温となった被熱媒を回収ダクト１１から回
収する。
ダクト７を通り、次の熱交換器、８に送り込まれ３基目
の熱交換を行う。この熱交換器８でさらに昇温された被
熱媒は、下部連結ダクト９を通り高温の熱媒側に設置さ
れている熱交換器１０に送り込まれ、４基目の熱交換が
行なわれ、高温となった被熱媒を回収ダクト１１から回
収する。
この３基、４基目の熱交換方式は、熱交換され温度の低
下した熱媒側から、熱交換しようとする被熱媒を通じ高
温の熱媒側から取り出す、いわゆる向流式熱交換方式と
なっている。この３基、４基目の熱交換器の目的は、熱
交換率の高い向流式熱交換方式を使い、腐食を起こす危
険が無い程度まで予熱された被熱媒を更に高温にする事
にある。
下した熱媒側から、熱交換しようとする被熱媒を通じ高
温の熱媒側から取り出す、いわゆる向流式熱交換方式と
なっている。この３基、４基目の熱交換器の目的は、熱
交換率の高い向流式熱交換方式を使い、腐食を起こす危
険が無い程度まで予熱された被熱媒を更に高温にする事
にある。
高温部に於ける伝熱特性を増すために、図示はしな℃・
がバイブ内に一般的に知られているインサートプレート
を設け、内部熱伝達率を上げ、熱回収量をより向上させ
る。
がバイブ内に一般的に知られているインサートプレート
を設け、内部熱伝達率を上げ、熱回収量をより向上させ
る。
第２図はこの熱交換器を上部からみたものである。被熱
媒は熱交換器１４．１６によって熱交換したのち、上部
ダクト１７を通り、熱交換器１８．１９で熱交換し、取
り出しダクト２１から回収される。
媒は熱交換器１４．１６によって熱交換したのち、上部
ダクト１７を通り、熱交換器１８．１９で熱交換し、取
り出しダクト２１から回収される。
第２図からも明らかな様に本発明の熱交換器では、始め
は並流式を、続いて折り返して向流式の熱交換方式を取
っている。
は並流式を、続いて折り返して向流式の熱交換方式を取
っている。
この時、並流側と向流側を流れる熱媒は、熱交換され、
温度レベルの違いによる密度差を生じ、偏流となる可能
性がある。偏流は効率的な熱交換を防げるので、これを
防ぐ必要がある。１２はこの偏流を防止する仕切壁で、
並流側熱交換器と向流側熱交換器の間に設け、各々の流
路に高温熱媒を独立に導びくことにより、効果的な熱交
換を行うものであり、設置するのが望ましい。
温度レベルの違いによる密度差を生じ、偏流となる可能
性がある。偏流は効率的な熱交換を防げるので、これを
防ぐ必要がある。１２はこの偏流を防止する仕切壁で、
並流側熱交換器と向流側熱交換器の間に設け、各々の流
路に高温熱媒を独立に導びくことにより、効果的な熱交
換を行うものであり、設置するのが望ましい。
第３図は本発明の適用例の一例を示す。
鋼片加熱炉２６の廃ガスは煙道２４を介して、煙突２８
から排出される。一方煙道２４に本発明 。
から排出される。一方煙道２４に本発明 。
による熱交換器２３を設ける。２２は送風プロア、２５
は空気配管である。
は空気配管である。
以上１基へ・４基を合せて１セツトとして説明したが、
特に限定されない。
特に限定されない。
（実施例）
３セツトからなる複合熱交換器を用いた実施例を従来例
と比較し以下に示す。
と比較し以下に示す。
以上の様に本発明による熱交換器では、同じ伝熱面積の
従来の向流式熱交換器と比べ、予熱空気温度は若干低下
するものの、伝熱面の腐食は避けられ、熱交換率を低下
させることな（、安定した操業が可能となるとともに、
寿命は大幅に延び、設備費の大幅な低減をもたらした。
従来の向流式熱交換器と比べ、予熱空気温度は若干低下
するものの、伝熱面の腐食は避けられ、熱交換率を低下
させることな（、安定した操業が可能となるとともに、
寿命は大幅に延び、設備費の大幅な低減をもたらした。
（発明の効果）
以上説明した様に、本発明による被熱媒の流通方法では
熱交換率を損なうことなく、伝熱表面温度を排ガスの露
点ぎりぎりまで低下させることが可能となり、安定した
最大限の熱交換を可能にするとともに、設備の長寿命化
をもたらす。また、従来低温域における腐食のため、導
入が難しかった高効率の熱交換器を、容易に設置できる
とともに、費用が多額にかかる割に効果がほとんど享受
できなかった酸腐食対策を、特別とる必要も無見・こと
に加え、Ｓ等の腐食性物質を含む低級で安価な燃料の使
用を可能とする。
熱交換率を損なうことなく、伝熱表面温度を排ガスの露
点ぎりぎりまで低下させることが可能となり、安定した
最大限の熱交換を可能にするとともに、設備の長寿命化
をもたらす。また、従来低温域における腐食のため、導
入が難しかった高効率の熱交換器を、容易に設置できる
とともに、費用が多額にかかる割に効果がほとんど享受
できなかった酸腐食対策を、特別とる必要も無見・こと
に加え、Ｓ等の腐食性物質を含む低級で安価な燃料の使
用を可能とする。
かかるように本発明は、省エイ・が進み温度的に低レベ
ルの排ガスから伝熱面の腐食を避けつつ、熱交換を有効
に行うことを可能とする極めて有効な被熱媒の流通方法
である。
ルの排ガスから伝熱面の腐食を避けつつ、熱交換を有効
に行うことを可能とする極めて有効な被熱媒の流通方法
である。
第１図は本発明による熱ヌ換器の断面図、第２図は本発
明による熱交換器の平面図、第３図は実施例の説明図、
第４図Ａ、Ｂ、第５図Ａ、Ｂ、第６図Ａ、Ｂは従来の熱
変換方式の説明図、第７図Ａ、Ｂは実施例の熱交換方式
の平面説明図である。 ｌ：高温排ガス ２：入りロダクト３．６．８．１
０：熱交換器 ４．９：下部連結ダクト ５：熱交換されたあとの排ガス ７：上部連結ダクト １１：取り出しロＡ：高温流体
Ｂ：低温流体 １２：仕切り壁 １３：入りロダクト１４．１６
．１８．２０：熱交換器 １５．１９：下部連結ダクト １７：上部連結ダクト ２１：取り出しダクト２２：送
風プロア ２３：熱交換器２４：煙道
２５：空気配管２６：鋼片加熱炉 ２７：バーナ ２８：煙突 第１図 ６−°°熱交換器 １１ ・−役熱媒１
又り出しダクト第２図 第７図
明による熱交換器の平面図、第３図は実施例の説明図、
第４図Ａ、Ｂ、第５図Ａ、Ｂ、第６図Ａ、Ｂは従来の熱
変換方式の説明図、第７図Ａ、Ｂは実施例の熱交換方式
の平面説明図である。 ｌ：高温排ガス ２：入りロダクト３．６．８．１
０：熱交換器 ４．９：下部連結ダクト ５：熱交換されたあとの排ガス ７：上部連結ダクト １１：取り出しロＡ：高温流体
Ｂ：低温流体 １２：仕切り壁 １３：入りロダクト１４．１６
．１８．２０：熱交換器 １５．１９：下部連結ダクト １７：上部連結ダクト ２１：取り出しダクト２２：送
風プロア ２３：熱交換器２４：煙道
２５：空気配管２６：鋼片加熱炉 ２７：バーナ ２８：煙突 第１図 ６−°°熱交換器 １１ ・−役熱媒１
又り出しダクト第２図 第７図
Claims (1)
- 予熱しようとする低温の被熱媒と高温の熱媒の関係にお
いて、高温の熱媒側に低温の被熱媒の入り口と熱回収し
た後の被熱媒の取り出し口を設け、前記入り口から低温
の被熱媒を流し、伝熱面を通じ高温の熱媒と並流熱交換
することにより、熱交換器伝熱面の腐食を避けるととも
に、熱交換により温度が上昇し、熱媒側と伝熱面を通じ
接触しても、熱媒中の腐食性成分を含んだ水分が凝縮す
る危険が無い状態まで予熱された被熱媒を、予熱に使用
したパスとは別のパスを通じ再び高温側の熱媒と向流熱
交換することを特徴とする気体の熱交換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16803985A JPS6229896A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 気体の熱交換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16803985A JPS6229896A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 気体の熱交換方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6229896A true JPS6229896A (ja) | 1987-02-07 |
Family
ID=15860683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16803985A Pending JPS6229896A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 気体の熱交換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6229896A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102538535A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-07-04 | 中华电信股份有限公司 | 机房外气冷却节能装置与配置方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51128044A (en) * | 1975-04-30 | 1976-11-08 | Sumitomo Chem Co Ltd | Process of exhaust gas heat recovery |
-
1985
- 1985-07-30 JP JP16803985A patent/JPS6229896A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51128044A (en) * | 1975-04-30 | 1976-11-08 | Sumitomo Chem Co Ltd | Process of exhaust gas heat recovery |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102538535A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-07-04 | 中华电信股份有限公司 | 机房外气冷却节能装置与配置方法 |
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