JPS63187002A - 流動床管の腐食を抑制又は防止する装置 - Google Patents
流動床管の腐食を抑制又は防止する装置Info
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- JPS63187002A JPS63187002A JP62249659A JP24965987A JPS63187002A JP S63187002 A JPS63187002 A JP S63187002A JP 62249659 A JP62249659 A JP 62249659A JP 24965987 A JP24965987 A JP 24965987A JP S63187002 A JPS63187002 A JP S63187002A
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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〕
本発明は一般に米国特許第４，４４８，４８２号公報に
記載されている形式の流動床燃焼ボイラー技術、特にバ
ブリング式やより新しい循環式の従来流動床の両者にお
ける床内加熱面の腐食を抑制するか、防止する装置に関
する。
記載されている形式の流動床燃焼ボイラー技術、特にバ
ブリング式やより新しい循環式の従来流動床の両者にお
ける床内加熱面の腐食を抑制するか、防止する装置に関
する。
［従来技術の問題点コ
１９７０年代始めに、環境上許容される方法で低級かつ
高硫黄分燃料が使用できる理由から、燃焼技術としての
流動化について本格的な研究が開始された。それ以来、
流動床燃焼の利用が急速に伸びたが、その理由は、とり
わけ、安全かつ経済的なスラッジの廃棄が、スラッジ乾
燥床に対する設置面積や許容度が殆どない地域社会にと
って重大な問題になり、また地下水や土壌の潜在的汚染
により土地利用が危険になってきたからである。流動床
燃焼は、この技術が多くの生物学的廃棄物の熱酸化に対
して理想的な環境を与える限り、排水処理プラントなど
の他の用途でも許容されてきた。
高硫黄分燃料が使用できる理由から、燃焼技術としての
流動化について本格的な研究が開始された。それ以来、
流動床燃焼の利用が急速に伸びたが、その理由は、とり
わけ、安全かつ経済的なスラッジの廃棄が、スラッジ乾
燥床に対する設置面積や許容度が殆どない地域社会にと
って重大な問題になり、また地下水や土壌の潜在的汚染
により土地利用が危険になってきたからである。流動床
燃焼は、この技術が多くの生物学的廃棄物の熱酸化に対
して理想的な環境を与える限り、排水処理プラントなど
の他の用途でも許容されてきた。
流動化技術では、バブリング流体に近似させるために、
ガスの上昇流によって固体を懸濁させている。懸濁体は
例えば円筒形炭素鋼反応器の下部−中間部に収容され、
反応器壁によって横方向境界が、そして下方にウィンド
ボックスがあるガス分配格子又は絞り板によって下部
境界が設定されている。米国特許第４，４４９．４８２
号公報では、このガス分配格子は空気が供給される散布
管構成又はエア・ヘッダー構成である。
ガスの上昇流によって固体を懸濁させている。懸濁体は
例えば円筒形炭素鋼反応器の下部−中間部に収容され、
反応器壁によって横方向境界が、そして下方にウィンド
ボックスがあるガス分配格子又は絞り板によって下部
境界が設定されている。米国特許第４，４４９．４８２
号公報では、このガス分配格子は空気が供給される散布
管構成又はエア・ヘッダー構成である。
流動床燃焼技術の急激な進歩に拘わらず、管やその他の
形をとる床内伝熱面の腐食問題は存在している。現在ま
で、この腐食問題は主に旧式で、ユニット数の多いバブ
リング式流動床ユニットの場合に生じていたが、新しい
形式の循環式流動床ユニットの場合でも、同様な問題が
下部置動床即ち濃厚流動床において、そしである程度は
濃厚流動床上方の希薄相においても生じると考えられて
いる。
形をとる床内伝熱面の腐食問題は存在している。現在ま
で、この腐食問題は主に旧式で、ユニット数の多いバブ
リング式流動床ユニットの場合に生じていたが、新しい
形式の循環式流動床ユニットの場合でも、同様な問題が
下部置動床即ち濃厚流動床において、そしである程度は
濃厚流動床上方の希薄相においても生じると考えられて
いる。
経験によれば、米国特許第４．４４９，４８２号公報に
記載されている形式の垂直床内熱交換管は、水平管に比
較して、腐食速度がはるかに低い。勿論、腐食速度は流
動床粒子の硬度、粒子の管に衝突するさいの速度や粒子
の管に衝突する入射角度などの数多い変数の関数である
ことはいうまでもない。水平管底部の摩耗率が高い一つ
の理由は、粒子がより直接的に管に衝突することと、こ
れら５粒子の高い平均上昇速度にあると考えられている
。
記載されている形式の垂直床内熱交換管は、水平管に比
較して、腐食速度がはるかに低い。勿論、腐食速度は流
動床粒子の硬度、粒子の管に衝突するさいの速度や粒子
の管に衝突する入射角度などの数多い変数の関数である
ことはいうまでもない。水平管底部の摩耗率が高い一つ
の理由は、粒子がより直接的に管に衝突することと、こ
れら５粒子の高い平均上昇速度にあると考えられている
。
各粒子は流動床内でランダムに運動する力申絞り板を介
して流動床の底部に流入する流動化空気や上部から出る
燃焼生成物によりこの運動に垂直速度が加わる。流動床
粒子間を通って上昇する空気及びガスの実際の速度が非
常な高速であるため、この垂直速度ベクトルは極めて大
きい。
して流動床の底部に流入する流動化空気や上部から出る
燃焼生成物によりこの運動に垂直速度が加わる。流動床
粒子間を通って上昇する空気及びガスの実際の速度が非
常な高速であるため、この垂直速度ベクトルは極めて大
きい。
以上は第１ （ａ）〜１（ｃ）図に説明されている。第
１（ａ’）図は全体的な垂直上昇速度ベクトルが、全体
的な垂直下降速度ベクトル及び水平ベクトルに比較して
、はるかに大きい場合の代表的な平均粒子速度を示して
いる。第１ （ｂ）図は水゛平管に衝突するさいの粒子
の入射角度を示している。図示から理解できるように、
水平管底部には、粒子が最大垂直速度ベクトルをもって
、大きな入射角度、換言すれば直接的に衝突する。第１
（ｃ）図は、垂直管の場合における小さな入射角度で、
即ち斜めに衝突する例を示すもので、この例では、少な
くともある程度は垂直管の寿命が長くなる。
１（ａ’）図は全体的な垂直上昇速度ベクトルが、全体
的な垂直下降速度ベクトル及び水平ベクトルに比較して
、はるかに大きい場合の代表的な平均粒子速度を示して
いる。第１ （ｂ）図は水゛平管に衝突するさいの粒子
の入射角度を示している。図示から理解できるように、
水平管底部には、粒子が最大垂直速度ベクトルをもって
、大きな入射角度、換言すれば直接的に衝突する。第１
（ｃ）図は、垂直管の場合における小さな入射角度で、
即ち斜めに衝突する例を示すもので、この例では、少な
くともある程度は垂直管の寿命が長くなる。
垂直管でも腐食速度について満足のいく結果になってい
ない。これは、床内管の方向のほかに他の変数があるこ
とを示唆している。本発明者は粒子硬度などのファクタ
ーを検討したが、重大な腐食は空塔速度として知られて
いる速度又は空気及び／又はガスの速度に関係があるこ
とを突き止めた。旧式ユニットの空塔速度は４〜６ｆｔ
／秒の範囲に、一部所しい形式のユニットのそれは６〜
８ｆｔ／秒の範囲にある。
ない。これは、床内管の方向のほかに他の変数があるこ
とを示唆している。本発明者は粒子硬度などのファクタ
ーを検討したが、重大な腐食は空塔速度として知られて
いる速度又は空気及び／又はガスの速度に関係があるこ
とを突き止めた。旧式ユニットの空塔速度は４〜６ｆｔ
／秒の範囲に、一部所しい形式のユニットのそれは６〜
８ｆｔ／秒の範囲にある。
空塔速度が４〜６ｆｔ／秒の範囲にある場合、垂直床内
管に腐食問題はないと考えられるが、空塔速度が高くな
ると、この管は腐食の抑制に殆ど役に立たない。垂直床
内管の場合、これは、第２（ａ）図及び第２（ｂ）図に
図示した「気泡合体理論−ｂｕｂｂｌｅ ｃｏａｌｅｓ
ｃｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙＪにより説明できると考えられ
る。
管に腐食問題はないと考えられるが、空塔速度が高くな
ると、この管は腐食の抑制に殆ど役に立たない。垂直床
内管の場合、これは、第２（ａ）図及び第２（ｂ）図に
図示した「気泡合体理論−ｂｕｂｂｌｅ ｃｏａｌｅｓ
ｃｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙＪにより説明できると考えられ
る。
第２（ａ）図に示したものは、空塔速度が４動床に自然
発生する小さな気泡を集める傾向を示さない。第２（ｂ
）図は、空塔速度が６〜８ｆｔ／秒の垂直管の場合には
、急速に成長し、そして上昇する自然発生した小さな気
泡を集める傾向、即ち合体させる傾向があることを示す
。この傾向により、管に粒体が逆流し、腐食の原因にな
る。
発生する小さな気泡を集める傾向を示さない。第２（ｂ
）図は、空塔速度が６〜８ｆｔ／秒の垂直管の場合には
、急速に成長し、そして上昇する自然発生した小さな気
泡を集める傾向、即ち合体させる傾向があることを示す
。この傾向により、管に粒体が逆流し、腐食の原因にな
る。
説明がどうであれ、例えば高速循環式流動床ボイラーに
おいてみられる高い空塔速度では、垂直床内管の腐食は
激しくなる。低い速度でも、衝突入射角度が大きく（粒
子の直接衝突）や粒子の平均上昇速度が高いため、水平
管の腐食が激しくなる。
おいてみられる高い空塔速度では、垂直床内管の腐食は
激しくなる。低い速度でも、衝突入射角度が大きく（粒
子の直接衝突）や粒子の平均上昇速度が高いため、水平
管の腐食が激しくなる。
さらに、本発明者は垂直な過熱管と飽和床内管の両者を
備えへユニットに異常な現象が発生することを見いだし
た。すなわち、このユニットの始動直後に飽和床内管は
激しい腐食を受けるが、それから僅が数インチ離れた飽
和床内管は腐食を示さない現象である。最才ｎ
−ｋＤＲＲ宇！÷ ν 小身を穐？謙ニス晶筐上Ｉ
−芭 −４レス鋼からなり、一方飽和管がプレーン炭素
鋼からなる事実によるものと考えたが、同じ材料の過熱
管及び飽和管を使用した場合、飽和管が腐食し、一方送
熱管が実質的に腐食しなかった事実をみて、この可能性
を除いた。
備えへユニットに異常な現象が発生することを見いだし
た。すなわち、このユニットの始動直後に飽和床内管は
激しい腐食を受けるが、それから僅が数インチ離れた飽
和床内管は腐食を示さない現象である。最才ｎ
−ｋＤＲＲ宇！÷ ν 小身を穐？謙ニス晶筐上Ｉ
−芭 −４レス鋼からなり、一方飽和管がプレーン炭素
鋼からなる事実によるものと考えたが、同じ材料の過熱
管及び飽和管を使用した場合、飽和管が腐食し、一方送
熱管が実質的に腐食しなかった事実をみて、この可能性
を除いた。
本発明者は、勿論、燃焼側では、水蒸気・水又は飽和混
合物を含む管と、過熱水蒸気を含む管との間に違いはな
いことは把握していた一方で、過熱管の外径金属温度が
飽和管のそれよりも数１００度高いことに気付いていた
。従って、本発明者は、過熱管燃焼側温度が飽和管燃焼
側温度より高いことにより上記の違いを説明できるだろ
うと結論した。事実、温度の影響を示唆するかのように
、各ユニットを使用から外すたびに、過熱管に艶のつい
た、又は固化した皮膜が認められたが、飽和管の表面は
鮮やかな金属であり、保護皮膜が認められないことに気
付いた。従って、過熱管の運転温度が十分高いため、摩
耗作用のある流動床粒子から過熱管を保護する、流動床
から生じた液状又は粘着性の物質からなる薄い皮膜で過
熱管が被覆されるという発見に基づいて本発明の完成を
進めた。
合物を含む管と、過熱水蒸気を含む管との間に違いはな
いことは把握していた一方で、過熱管の外径金属温度が
飽和管のそれよりも数１００度高いことに気付いていた
。従って、本発明者は、過熱管燃焼側温度が飽和管燃焼
側温度より高いことにより上記の違いを説明できるだろ
うと結論した。事実、温度の影響を示唆するかのように
、各ユニットを使用から外すたびに、過熱管に艶のつい
た、又は固化した皮膜が認められたが、飽和管の表面は
鮮やかな金属であり、保護皮膜が認められないことに気
付いた。従って、過熱管の運転温度が十分高いため、摩
耗作用のある流動床粒子から過熱管を保護する、流動床
から生じた液状又は粘着性の物質からなる薄い皮膜で過
熱管が被覆されるという発見に基づいて本発明の完成を
進めた。
被覆物質に関して、本発明者は、これは流動床内の成分
が気化し、過熱管に凝縮する結果生じると考えている。
が気化し、過熱管に凝縮する結果生じると考えている。
過熱管の温度は凝縮皮膜を液状、又は半固化状態即ち粘
着状態に維持するのに十分高く、一方飽和管の場合、燃
焼側温度が十分低いため、ガス状成分か凝縮・固化し、
固化した粒子が飽和管に付着しないため、これを保護し
ない。これら固化粒子は、従って、流動床作用によって
簡単に取り除かれ、腐食に対していかなる保護も与えな
い。過熱管を保護する被覆はまた流動床粒子の表面に付
着する液滴であってもよい。過熱管の運転温度が十分高
い限り、過熱管の被覆は液相又は粘着相のいずれであっ
てもよい。また、本発明者は高い燃焼側温度にあるユニ
ットの耐火材料、金属ラグやブラケットもこの上うな液
相形保護又は粘着相形保護を示すことにも気付いた。
着状態に維持するのに十分高く、一方飽和管の場合、燃
焼側温度が十分低いため、ガス状成分か凝縮・固化し、
固化した粒子が飽和管に付着しないため、これを保護し
ない。これら固化粒子は、従って、流動床作用によって
簡単に取り除かれ、腐食に対していかなる保護も与えな
い。過熱管を保護する被覆はまた流動床粒子の表面に付
着する液滴であってもよい。過熱管の運転温度が十分高
い限り、過熱管の被覆は液相又は粘着相のいずれであっ
てもよい。また、本発明者は高い燃焼側温度にあるユニ
ットの耐火材料、金属ラグやブラケットもこの上うな液
相形保護又は粘着相形保護を示すことにも気付いた。
上記理論の展開につれて、垂直管を保護するために、別
な幾つかの方法も利用されていた。一つの方法では、垂
直管を被覆するために、溶射管を使用していた。別な方
法では、第３図に示すように、管状の床内加熱面の肉厚
を大きくしている。外面を備えた管は１０で、該外面の
、燃焼側温度に暴される部分を１１で示す。例えば、３
インチのＯ，Ｄ、管を使用できる。ｂは、このような加
熱面に通常適用される所要肉厚を表す。３インチの管の
場合、０．２０インチの肉厚を適用できる。しかし、肉
厚を大きくしてＣで示す肉厚にして、１２で示すように
、内径を小さくすると（３インチ管の場合、肉厚は０．
４０インチにできる）、外径温度が僅かに上昇するので
、液状被覆又は半液状被覆の形成を促進できるが、全体
の伝熱率は若干低くなる。
な幾つかの方法も利用されていた。一つの方法では、垂
直管を被覆するために、溶射管を使用していた。別な方
法では、第３図に示すように、管状の床内加熱面の肉厚
を大きくしている。外面を備えた管は１０で、該外面の
、燃焼側温度に暴される部分を１１で示す。例えば、３
インチのＯ，Ｄ、管を使用できる。ｂは、このような加
熱面に通常適用される所要肉厚を表す。３インチの管の
場合、０．２０インチの肉厚を適用できる。しかし、肉
厚を大きくしてＣで示す肉厚にして、１２で示すように
、内径を小さくすると（３インチ管の場合、肉厚は０．
４０インチにできる）、外径温度が僅かに上昇するので
、液状被覆又は半液状被覆の形成を促進できるが、全体
の伝熱率は若干低くなる。
［発明の要約コ
食を簡単ではあるが、有効な方法で抑制するか、完全に
排除することにある。本発明者は、この目的を達成する
一つの方法は、内表面積を一定に維持した状態で、外表
面積を拡大することによって、燃焼側管金属温度を少な
くとも約７００℃に昇温する方法であることを見いだし
た。
排除することにある。本発明者は、この目的を達成する
一つの方法は、内表面積を一定に維持した状態で、外表
面積を拡大することによって、燃焼側管金属温度を少な
くとも約７００℃に昇温する方法であることを見いだし
た。
前記目的を達成するのに好適な実施態様では、管外部に
縦フィンを取り付ける。別な実施態様では、伝熱に及ぼ
す全体的な効果がより優れている円周フィンを利用する
。円周フィンは本発明の範囲内で使用できるが、全体的
な伝熱率は低くなる。一方、縦フィンを使用した場合、
管及びフィンの全面が活性流動床に暴される。
縦フィンを取り付ける。別な実施態様では、伝熱に及ぼ
す全体的な効果がより優れている円周フィンを利用する
。円周フィンは本発明の範囲内で使用できるが、全体的
な伝熱率は低くなる。一方、縦フィンを使用した場合、
管及びフィンの全面が活性流動床に暴される。
本発明の知見によれば、管に取り付けるフィンが多くな
る程、特に等混線がフィンから離れる程、管の保護面積
が広がる。
る程、特に等混線がフィンから離れる程、管の保護面積
が広がる。
このように、本発明によれば、加熱面の燃檀ａ１温庁木
恵ビオス１−ふ１．− 士、プ崩飢而ｒ１常は床内管）
を腐食から保護する液相被覆又は部分固化（粘着）相被
覆によって床内管を腐食から保護できる。
恵ビオス１−ふ１．− 士、プ崩飢而ｒ１常は床内管）
を腐食から保護する液相被覆又は部分固化（粘着）相被
覆によって床内管を腐食から保護できる。
［発明の好適な実施態様の説明〕
以下、本発明の上記及び上記以外の特徴、目的及び長所
を明らかにするために、図示のみを目的として、幾つか
の好ましい実施態様を示した添付図面について本発明を
説明していく。
を明らかにするために、図示のみを目的として、幾つか
の好ましい実施態様を示した添付図面について本発明を
説明していく。
本発明を実施する場合、どのような変更を管の構成に加
えようとも、これらは床内加熱面、即ち伝熱の基本目的
に悪影響を与えないことに留意する必要がある。ただし
、本発明を実施するためには、完全に固化されていない
状態で、液状被覆又は半液状被覆が保持され、そして運
転中連続的に補充されるように、管の流動床又は燃焼側
が十分高温になるように管を設計する必要がある。
えようとも、これらは床内加熱面、即ち伝熱の基本目的
に悪影響を与えないことに留意する必要がある。ただし
、本発明を実施するためには、完全に固化されていない
状態で、液状被覆又は半液状被覆が保持され、そして運
転中連続的に補充されるように、管の流動床又は燃焼側
が十分高温になるように管を設計する必要がある。
第４Ａ図は、管ＩＯに円周フィン１３を取付けることに
よって燃焼側温度を高くする、本発明による一つの方法
を示す図である。これら円周フィンは、第６図に示すよ
うに、管に連続螺旋状に巻付けることができる。第４Ｂ
図に示すように、フィン間に縦方向に間隔土を維持する
が、この間隔は管に隣接して不活性床材料の停滞層を維
持するのに十分小さくなければならない。しかし、少な
くとも垂直尿管においては、円周フィンの使用による全
体的な効果によって、伝熱（率）が低下することがある
。本発明では、直径（Ｄ）が１〜６インチの範囲にある
５Ａ１７８及び５Ａ１０６炭素鋼の管を使用することを
意図している。また、Ａ３６炭素鋼、タイプ３０４Ｈス
テンレス鋳、又はタイプ３１６Ｈステンレス鋼から形成
したフィンを使用した。フィン間隔（土）及びフィン高
さくＨ）（第４Ｂ図）は−ＦＤ／３である。フィン肉厚
（Ｔ）は約０゜１２５〜０．５０インチの範囲にある。
よって燃焼側温度を高くする、本発明による一つの方法
を示す図である。これら円周フィンは、第６図に示すよ
うに、管に連続螺旋状に巻付けることができる。第４Ｂ
図に示すように、フィン間に縦方向に間隔土を維持する
が、この間隔は管に隣接して不活性床材料の停滞層を維
持するのに十分小さくなければならない。しかし、少な
くとも垂直尿管においては、円周フィンの使用による全
体的な効果によって、伝熱（率）が低下することがある
。本発明では、直径（Ｄ）が１〜６インチの範囲にある
５Ａ１７８及び５Ａ１０６炭素鋼の管を使用することを
意図している。また、Ａ３６炭素鋼、タイプ３０４Ｈス
テンレス鋳、又はタイプ３１６Ｈステンレス鋼から形成
したフィンを使用した。フィン間隔（土）及びフィン高
さくＨ）（第４Ｂ図）は−ＦＤ／３である。フィン肉厚
（Ｔ）は約０゜１２５〜０．５０インチの範囲にある。
本発明者の評価によれば、この構成で、伝熱（率）の低
下は約２０％〜５０％の間にある。
下は約２０％〜５０％の間にある。
上記形式の円周フィンは、このフィンが与える追加有効
面積により、真の伝熱（率）が実際に高くなる場合には
、水平かまたはほぼ水平な床内管に対しても許容できる
。同様に、上記材料のフィン及び管、１〜６インチの範
囲にある管径（Ｄ）、約０，２５〜２゜０インチの間に
あるフィン間隔（Ｓ）、約０．１２５〜０，５０インチ
の間にあるフィン肉厚（Ｔ）、モして勺Ｄ／３のフィン
高さくＨ）を適用すると、推定で伝熱（率）が１０〜４
０％向上すると考えられる。
面積により、真の伝熱（率）が実際に高くなる場合には
、水平かまたはほぼ水平な床内管に対しても許容できる
。同様に、上記材料のフィン及び管、１〜６インチの範
囲にある管径（Ｄ）、約０，２５〜２゜０インチの間に
あるフィン間隔（Ｓ）、約０．１２５〜０，５０インチ
の間にあるフィン肉厚（Ｔ）、モして勺Ｄ／３のフィン
高さくＨ）を適用すると、推定で伝熱（率）が１０〜４
０％向上すると考えられる。
垂直かまたはほぼ垂直な床内管の場合、第５図に示した
形式の縦フィンは燃焼側温度を十分に上昇させて、液相
保護を与えるだけでなく、有効伝熱面積を広げて全伝熱
（率）を向上させる。ここでも同じように、管径は１〜
６インチの範囲内にする。管の肉厚（Ｗ）はボイラーの
圧力設計を満足しなければならないが、代表例をあげれ
ば、０．０９５〜（Ｔ）は約０．１２５〜０．５０イン
チの範囲にある。フィン間隔（）は約２０°〜６０°の
範囲にあり、フィン高さくＨ）は勺Ｄ／３である。直径
（Ｄ）が３．０インチ、そして肉厚（Ｗ）が０．１２０
インチの５ＡＩ７８炭素鋼管及びＡ３６炭素鋼フインを
使用すると共に、フィン・管間を完全に浸透溶接した一
つの特定装置では、フィン間隔（）３０°、フィン肉厚
（Ｔ）０．２５インチ、そしてフィン高さくＨ）０．７
５インチで最適な結果が得られた。
形式の縦フィンは燃焼側温度を十分に上昇させて、液相
保護を与えるだけでなく、有効伝熱面積を広げて全伝熱
（率）を向上させる。ここでも同じように、管径は１〜
６インチの範囲内にする。管の肉厚（Ｗ）はボイラーの
圧力設計を満足しなければならないが、代表例をあげれ
ば、０．０９５〜（Ｔ）は約０．１２５〜０．５０イン
チの範囲にある。フィン間隔（）は約２０°〜６０°の
範囲にあり、フィン高さくＨ）は勺Ｄ／３である。直径
（Ｄ）が３．０インチ、そして肉厚（Ｗ）が０．１２０
インチの５ＡＩ７８炭素鋼管及びＡ３６炭素鋼フインを
使用すると共に、フィン・管間を完全に浸透溶接した一
つの特定装置では、フィン間隔（）３０°、フィン肉厚
（Ｔ）０．２５インチ、そしてフィン高さくＨ）０．７
５インチで最適な結果が得られた。
本発明による幾つかの実施態様を説明してきたが、当業
者ならば、本発明に数多くの変更や改変を加えることが
可能なことを、明らかに理解できるはずである。例えば
、前に指摘したように、円周フィンは円形フィン又は管
に連続螺旋状に巻付けたフィンで構成できる。円周フィ
ンあるいは縦フィンのいずれも連続リボン材料で構成す
る必要はない。すなｈ 飢 ３１ｆｄＥロコ聞ｒＺ
−ｂ ”７ Ｔ７１Ｊ 乞Ｖ、Ｊ）ｐ
−、！−ｎ成するように、管に取付けた異なる形状のス
タッドから形成してもよい。
者ならば、本発明に数多くの変更や改変を加えることが
可能なことを、明らかに理解できるはずである。例えば
、前に指摘したように、円周フィンは円形フィン又は管
に連続螺旋状に巻付けたフィンで構成できる。円周フィ
ンあるいは縦フィンのいずれも連続リボン材料で構成す
る必要はない。すなｈ 飢 ３１ｆｄＥロコ聞ｒＺ
−ｂ ”７ Ｔ７１Ｊ 乞Ｖ、Ｊ）ｐ
−、！−ｎ成するように、管に取付けた異なる形状のス
タッドから形成してもよい。
本発明は、説明かつ図示した細部に制限されるが、本発
明の範囲にはこれら総ての変更及び改変が包含されるこ
とを理解すべきである。
明の範囲にはこれら総ての変更及び改変が包含されるこ
とを理解すべきである。
第１ （ａ）〜（ｃ）図は、それぞれ流動床における粒
子の平均速度（ａ）、及び衝突入射角度（ｂ、ｃ）を示
し、 第２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ空塔速度が４〜６ｆ
ｔ／秒及び６〜８ｆｔ／秒の流動床を示し、 第３図は、肉厚の大きい管を使用して、管の外径温度を
上昇させた実施態様を示す床内管の横断面図であり、 第４Ａ図は、円周フィン管を使用する、本発明の実施態
様を示す斜視図であり、 第４Ｂ図は、第４Ａ図に示した管の壁の平面図で、フィ
ン直径の管径及びフィン間隔に対する一被鷺示すもので
あり、 第５図は、本発明の別な実施態様に従って縦フィンを使
用した床内管の横断面図であり、そして 第６図は、管に連続螺旋状に巻付けた円周フィンを使用
した、本発明のさらに別な実施態様の斜視図である。 図中、ＩＯは管、そして１３はフィンである。 特許出願人ユ ドパ９．づ１，７、− イ〉ツー＋ｆ、
。Ｖイデ゛ツドＦＩＧ、１ａ 代表的平均粒子速度 水平管４ＦＩＧ、２
ａ ＦＩＧ、２ｂ４−６ＦＴ、
／５ＥＣ０６−８ＦＴ、／５ＥＣ１ＦＩＧ、５
子の平均速度（ａ）、及び衝突入射角度（ｂ、ｃ）を示
し、 第２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ空塔速度が４〜６ｆ
ｔ／秒及び６〜８ｆｔ／秒の流動床を示し、 第３図は、肉厚の大きい管を使用して、管の外径温度を
上昇させた実施態様を示す床内管の横断面図であり、 第４Ａ図は、円周フィン管を使用する、本発明の実施態
様を示す斜視図であり、 第４Ｂ図は、第４Ａ図に示した管の壁の平面図で、フィ
ン直径の管径及びフィン間隔に対する一被鷺示すもので
あり、 第５図は、本発明の別な実施態様に従って縦フィンを使
用した床内管の横断面図であり、そして 第６図は、管に連続螺旋状に巻付けた円周フィンを使用
した、本発明のさらに別な実施態様の斜視図である。 図中、ＩＯは管、そして１３はフィンである。 特許出願人ユ ドパ９．づ１，７、− イ〉ツー＋ｆ、
。Ｖイデ゛ツドＦＩＧ、１ａ 代表的平均粒子速度 水平管４ＦＩＧ、２
ａ ＦＩＧ、２ｂ４−６ＦＴ、
／５ＥＣ０６−８ＦＴ、／５ＥＣ１ＦＩＧ、５
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）ハウジング、該ハウジング内に設けた反応室、該
反応室に設けた空気分配手段、該反応室内の流動床領域
と共に設けた複数の熱交換管、及び該熱交換管の燃焼側
温度を上昇させるために該熱交換管に設けたフィン手段
からなる流動床ボイラー。 （２）該熱交換管を該反応室内にほぼ垂直に設けると共
に、該熱交換管の軸線に沿って相互に離して、該熱交換
管の周囲において円周方向に配置した複数のフィンで該
フィン手段を構成した、特許請求の範囲第１項に記載の
ボイラー。 （３）該熱交換管の外径のほぼ１／３に相当する距離だ
け該フィンを相互に離して設け た、特許請求の範囲第２項に記載のボイラ ー。 （４）該フィンの、基部から先端までの高さが該熱交換
管のほぼ１／３に相当する、特許請求の範囲第２項に記
載のボイラー。 （５）該熱交換管を該反応室内にほぼ水平に設けると共
に、該熱交換管の軸線に沿って相互に離して、該熱交換
管の周囲において円周方向に配置した複数のフィンで該
フィン手段を構成した、特許請求の範囲第１項に記載の
ボイラー。 （６）該熱交換管の該径を１〜６インチ（２５．４〜１
５２．４ｍｍ）の範囲にすると共に、０．２５〜２イン
チ（６．３５〜５０．８ｍｍ）の間にある距離だけ該フ
ィンを相互に離した、特許請求の範囲第５項に記載のボ
イラー。 （７）該フィンの、基部から先端までの高さが該熱交換
管のほぼ１／３に相当する、特許請求の範囲第５項に記
載のボイラー。 （８）該フィンの肉厚が約０．１２５〜０．５０インチ
（３．１７５〜１７．７ｍｍ）の間にある、特許請求の
範囲第７項に記載のボイラー。 （９）該フィン手段が該熱交換管に沿って縦方向に設け
たフィンからなる、特許請求の範囲第１項に記載のボイ
ラー。 （１０）該熱交換管の周囲において円周方向に約２０°
〜６０°の範囲相互に該フィンを離した、特許請求の範
囲第９項に記載のボイラー。 （１１）該フィンの、基部から先端までの高さが該熱交
換管のほぼ１／３に相当する、特許請求の範囲第１０項
に記載のボイラー。 （１２）該熱交換管の外径が１〜６インチ（２５．４〜
１５２．４ｍｍ）の範囲にあり、そして該フィンの肉厚
が約０．１２５〜０．５０インチ（３．１７５〜１２、
７ｍｍ）の範囲にある、特許請求の範囲第１１項に記載
のボイラー。 （１３）該熱交換管の軸線長さに沿って該 フィン手段を螺旋状に巻付けた、特許請求の範囲第１項
に記載のボイラー。 （１４）該反応室内にほぼ垂直に該熱交換管を設けると
共に、螺旋状に巻付けたフィン手段のピッチを該熱交換
管の外径のほぼ１／３にした、特許請求の範囲第１３項
に記載のボイラー。 （１５）該熱交換管を該反応室内にほぼ垂直に設けると
共に、該熱交換管の軸線に沿って相互に離して、該熱交
換管の周囲において円周方向に配置した複数のフィンで
該フィン手段を構成した、特許請求の範囲第１３項に記
載のボイラー。 （１６）該反応室内にほぼ水平に該熱交換管を設けると
共に、螺旋状に巻付けたフィン手段のピッチを該熱交換
管の外径のほぼ１／３にした、特許請求の範囲第１３項
に記載のボイラー。 （１７）該反応室内にほぼ垂直に該熱交換管を設けると
共に、螺旋状に巻付けたフィン手段のピッチを該熱交換
管の外径のほぼ１／３にした、特許請求の範囲第１６項
に記載のボイラー。 （１８）該フィンの肉厚が約０．１２５〜 ０．５０インチ（３．１７５〜１２、７ｍ ｍ）の範囲にある、特許請求の範囲第１６項に記載のボ
イラー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/916,689 US4714049A (en) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | Apparatus to reduce or eliminate fluid bed tube erosion |
| US916,689 | 1986-10-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63187002A true JPS63187002A (ja) | 1988-08-02 |
Family
ID=25437680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62249659A Pending JPS63187002A (ja) | 1986-10-08 | 1987-10-02 | 流動床管の腐食を抑制又は防止する装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4714049A (ja) |
| EP (1) | EP0263651B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63187002A (ja) |
| KR (1) | KR950007413B1 (ja) |
| AT (1) | ATE66060T1 (ja) |
| AU (1) | AU597426B2 (ja) |
| CA (1) | CA1284067C (ja) |
| DE (1) | DE3771989D1 (ja) |
| IN (1) | IN169150B (ja) |
| ZA (1) | ZA877039B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07253285A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-10-03 | Abb Sunrod Ab | 熱交換チューブ |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI84202C (fi) * | 1989-02-08 | 1991-10-25 | Ahlstroem Oy | Reaktorkammare i en reaktor med fluidiserad baedd. |
| DE4029065A1 (de) * | 1990-09-13 | 1992-03-19 | Babcock Werke Ag | Wirbelschichtfeuerung mit einer stationaeren wirbelschicht |
| US5324421A (en) * | 1990-10-04 | 1994-06-28 | Phillips Petroleum Company | Method of protecting heat exchange coils in a fluid catalytic cracking unit |
| US5239945A (en) * | 1991-11-13 | 1993-08-31 | Tampella Power Corporation | Apparatus to reduce or eliminate combustor perimeter wall erosion in fluidized bed boilers or reactors |
| US5876679A (en) * | 1997-04-08 | 1999-03-02 | Dorr-Oliver, Inc. | Fluid bed reactor |
| KR100676163B1 (ko) | 1999-08-02 | 2007-01-31 | 가부시키카이샤 미우라겐큐우쇼 | 수관보일러 |
| US6840307B2 (en) * | 2000-03-14 | 2005-01-11 | Delphi Technologies, Inc. | High performance heat exchange assembly |
| US6761211B2 (en) * | 2000-03-14 | 2004-07-13 | Delphi Technologies, Inc. | High-performance heat sink for electronics cooling |
| US7096931B2 (en) * | 2001-06-08 | 2006-08-29 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Increased heat exchange in two or three phase slurry |
| FI122481B (fi) * | 2004-12-29 | 2012-02-15 | Metso Power Oy | Tulistimen rakenne |
| US7293602B2 (en) * | 2005-06-22 | 2007-11-13 | Holtec International Inc. | Fin tube assembly for heat exchanger and method |
| US8196909B2 (en) * | 2009-04-30 | 2012-06-12 | Uop Llc | Tubular condensers having tubes with external enhancements |
| US10338883B2 (en) * | 2015-05-22 | 2019-07-02 | Cirrus Logic, Inc. | Adaptive receiver |
| CN110930851B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-04-30 | 南昌工程学院 | 挑射流动床冲刷实验装置及实验方法 |
| CN115420133B (zh) * | 2022-09-15 | 2025-06-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | 水平换热管、换热器和空调 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2048235A1 (de) * | 1970-10-01 | 1972-04-06 | Schmoele Metall R & G | Wärmetauscherrohr |
| CH576116A5 (ja) * | 1973-07-31 | 1976-05-31 | Fluidfire Dev | |
| US4124068A (en) * | 1977-05-16 | 1978-11-07 | Uop Inc. | Heat exchange tube for fluidized bed reactor |
| US4249594A (en) * | 1979-02-28 | 1981-02-10 | Southern California Gas Company | High efficiency furnace |
| GB2065493B (en) * | 1979-10-20 | 1984-02-29 | Stone Platt Fluidfire Ltd | Reducing particle loss from fluidsed beds |
| US4396056A (en) * | 1980-11-19 | 1983-08-02 | Hodges James L | Apparatus and method for controlling heat transfer between a fluidized bed and tubes immersed therein |
| US4493364A (en) * | 1981-11-30 | 1985-01-15 | Institute Of Gas Technology | Frost control for space conditioning |
| US4442799A (en) * | 1982-09-07 | 1984-04-17 | Craig Laurence B | Heat exchanger |
| US4554967A (en) * | 1983-11-10 | 1985-11-26 | Foster Wheeler Energy Corporation | Erosion resistant waterwall |
| DE3345235A1 (de) * | 1983-12-14 | 1985-06-20 | Sulzer-Escher Wyss GmbH, 7980 Ravensburg | Fliessbett mit einer waermetauscher-anordnung |
| DE3347083A1 (de) * | 1983-12-24 | 1985-07-04 | Vereinigte Kesselwerke AG, 4000 Düsseldorf | Tauchheizflaechen fuer eine wirbelschichtfeuerung |
| DE3447186A1 (de) * | 1984-12-22 | 1986-07-03 | Ruhrkohle Ag, 4300 Essen | Wirbelschichtfeuerung mit tauchheizflaechen |
-
1986
- 1986-10-08 US US06/916,689 patent/US4714049A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-09-16 CA CA000547087A patent/CA1284067C/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-18 ZA ZA877039A patent/ZA877039B/xx unknown
- 1987-09-22 AU AU78855/87A patent/AU597426B2/en not_active Ceased
- 1987-09-23 IN IN844/DEL/87A patent/IN169150B/en unknown
- 1987-10-02 JP JP62249659A patent/JPS63187002A/ja active Pending
- 1987-10-02 AT AT87308761T patent/ATE66060T1/de active
- 1987-10-02 EP EP87308761A patent/EP0263651B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-02 DE DE8787308761T patent/DE3771989D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-02 KR KR1019870011049A patent/KR950007413B1/ko not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07253285A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-10-03 | Abb Sunrod Ab | 熱交換チューブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR890007018A (ko) | 1989-06-17 |
| AU597426B2 (en) | 1990-05-31 |
| US4714049A (en) | 1987-12-22 |
| EP0263651B1 (en) | 1991-08-07 |
| EP0263651A2 (en) | 1988-04-13 |
| CA1284067C (en) | 1991-05-14 |
| EP0263651A3 (en) | 1988-08-10 |
| DE3771989D1 (de) | 1991-09-12 |
| KR950007413B1 (ko) | 1995-07-10 |
| ZA877039B (en) | 1988-05-25 |
| ATE66060T1 (de) | 1991-08-15 |
| IN169150B (ja) | 1991-09-07 |
| AU7885587A (en) | 1988-04-14 |
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