JP2000146464A - 熱交換装置 - Google Patents

熱交換装置

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JP2000146464A
JP2000146464A JP10317943A JP31794398A JP2000146464A JP 2000146464 A JP2000146464 A JP 2000146464A JP 10317943 A JP10317943 A JP 10317943A JP 31794398 A JP31794398 A JP 31794398A JP 2000146464 A JP2000146464 A JP 2000146464A
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heat
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    • F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼用酸素含有ガス、例えば空気などの被熱
交換媒体を熱効率よく燃焼排ガスなどの熱源媒体と熱交
換ができ、熱膨張などにより破損などの事故が発生する
ことがなく、超高温の熱交ができる。 【解決手段】 熱源媒体が流動する熱源媒体通路を形成
した外筒体４の内周面に沿って被熱交換媒体が熱源媒体
と対向流として流動する第１の被熱交換媒体通路５を形
成した内筒体６を配設する。第１の被熱交換媒体通路５
の下流側に上流側を連通した複数の熱交換管体８を熱源
媒体通路３内に並設する。各熱交換管体８は被熱交換媒
体が熱源媒体と並行流として流動する第２の被熱交換媒
体通路７を形成する。第１および第２の被熱交換媒体通
路５，７との連通部は伸縮熱変形連通部21にて接続し、
外筒体４には第１の被熱交換媒体通路５に臨む部分の一
部に伸縮熱変形部16を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼加熱炉、熱処
理炉、都市ごみ焼却炉などにおいて、例えば、高温熱量
の燃焼排ガスなどの熱源媒体により燃焼用酸素含有ガス
などの被熱交換媒体、例えば空気を熱交換により予熱す
るバーナー／サイドレキュペレータといわれる熱交換装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のバーナー装置における燃
焼用酸素含有ガスを予熱する熱交換装置は、例えば、特
公昭４１−１２２７８号公報に記載されているように、
熱源媒体を流動させる熱源媒体通路を形成した外筒体
と、この外筒体の内側に熱源媒体と対向流として被熱交
換媒体を流動させる第１の被熱交換媒体通路を形成した
内筒体と、この第１の被熱交換媒体通路の上流側に上流
側を連通され前記熱源媒体通路内に並設され熱源媒体と
対向流として被熱交換媒体を流動させる第２の被熱交換
媒体通路を形成した複数の断面円形形状の熱交換管体と
を備え、窯炉から排出される熱源媒体の燃焼排ガスは外
筒体内の熱源媒体通路を流動し、この燃焼排ガスが第１
の被熱交換媒体通路を流動する被熱交換媒体と複数の熱
交換管体の第２の被熱交換媒体通路を流れる被熱交換媒
体と熱交換する構成が採られていた。
【０００３】そして、この従来の熱交換装置の第１の被
熱交換媒体通路および第２の被熱交換媒体通路にて熱交
換されて高温となった空気は合流してバーナーの燃焼部
に供給するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の熱交換装置
では、被熱交換媒体は、第１の被熱交換媒体通路および
第２の被熱交換媒体通路を流れる被熱交換媒体が並行流
となって、この被熱交換媒体が熱源媒体通路の下流側か
ら上流側に被燃焼排ガスと対向流となって流動するた
め、熱源媒体通路の上流側の温度が高くなり、外筒体と
第１の被熱交換媒体通路を形成する内筒体、第２の被熱
交換媒体通路を形成する複数の熱交換管体とが熱膨張に
よる熱変形の影響で、第１の被熱交換媒体通路と第２の
被熱交換媒体通路に設計仕様のとおりに空気が流れず、
空気流の流れに不均衡が生じ、また、外筒体、内筒体、
熱交換管体が破損するなどの事故が生じる危険性があっ
た。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、燃焼用酸素含有ガス、例えば空気などの被熱交換媒
体を熱効率よく燃焼排ガスなどの熱源媒体と熱交換がで
き、熱膨張などにより破損などの事故が発生することの
ない熱交換装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
熱交換装置は、熱源媒体が流動する熱源媒体通路を形成
した外筒体と、この外筒体の内側に配設されこの外筒体
の内周面に沿って被熱交換媒体が熱源媒体と対向流とし
て流動する第１の被熱交換媒体通路を形成した内筒体
と、この第１の被熱交換媒体通路の下流側に上流側を連
通されるとともに前記熱源媒体通路内に並設され被熱交
換媒体が熱源媒体と並行流として流動する第２の被熱交
換媒体通路を形成した複数の断面長円形状の熱交換管体
とを備え、前記第１の被熱交換媒体通路と第２の被熱交
換媒体通路との連通部は伸縮熱変形連通部にて接続した
ものである。
【０００７】そして、外筒体と内筒体との間に形成され
る第１の被熱交換媒体通路に導入された被熱交換媒体は
熱源媒体通路を流動する燃焼排ガスと対向流で熱交換さ
れ、高温となった被熱交換媒体は、さらに複数の熱交換
管体の各第２の被熱交換媒体通路を流動して熱源媒体通
路を流動する燃焼排ガスと並行流で熱交換され、被熱交
換媒体は熱効率よく加熱されて窯炉に供給される。
【０００８】また、第１の被熱交換媒体通路の下流側に
第２の被熱交換媒体通路の上流側が連通されて、第１の
被熱交換媒体通路と第２の被熱交換媒体通路とは直列に
連通され、第１の被熱交換媒体通路を流れる空気は第２
の被熱交換媒体通路に比して低温のため、装置全体の温
度上昇が均一化され、外筒体、内筒体および熱交換管体
の材料のコストダウンを図れるとともに外筒体の断熱構
造を薄くできるとともに熱交換装置全体が軽量となり、
製作コストを下げることができる。
【０００９】また、第１の被熱交換媒体通路と第２の被
熱交換媒体通路とは伸縮熱変形連通部にて連通されてい
るため、熱膨張により熱交換管体および外筒体と内筒体
との熱伸縮変形量が変化しても破損などの事故が生じる
おそれがなく、安全性が高められる。
【００１０】さらに、第２の被熱交換媒体通路を形成し
た複数の熱交換管体は断面長円形状としたため、熱交換
面積が拡大されることにより熱源媒体と被熱交換媒体と
の熱交換効率が高められ、熱交換管体の数を少なくで
き、製作上経済的にも有利となる。
【００１１】請求項２記載の発明の熱交換装置は、熱源
媒体が流動する熱源媒体通路を形成した外筒体と、この
外筒体の内側に配設されこの外筒体の内周面に沿って被
熱交換媒体が熱源媒体と対向流として流動する第１の被
熱交換媒体通路を形成した内筒体と、この第１の被熱交
換媒体通路の下流側に上流側を連通されるとともに前記
熱源媒体通路内に並設され被熱交換媒体が熱源媒体と並
行流として流動する第２の被熱交換媒体通路を形成した
複数の断面長円形状の熱交換管体とを備え、前記外筒体
には第１の被熱交換媒体通路に臨む部分の一部に伸縮熱
変形部を形成したものである。
【００１２】そして、前述のように、第１の被熱交換媒
体通路に導入された被熱交換媒体は熱源媒体通路を流動
する燃焼排ガスと対向流で熱交換され、高温となった被
熱交換媒体は、さらに第２の被熱交換媒体通路に導入さ
れて熱源媒体通路を流動する燃焼排ガスと並行流で熱交
換される。
【００１３】第１の被熱交換媒体通路を流れる空気は第
２の被熱交換媒体通路に比して低温のため、装置全体の
温度上昇が均一化され、外筒体、内筒体および熱交換管
体の材料のコストダウンを図れるとともに外筒体の断熱
構造を薄くできるとともに熱交換装置全体が軽量とな
り、製作コストを下げることができる。
【００１４】また、外筒体と内筒体との熱膨張量に差異
が生じても、外筒体の伸縮熱変形部にて、外筒体と内筒
体との熱伸縮変形量の差を外筒体の伸縮熱変形部にて吸
収でき、外筒体と内筒体とは破損するなどの事故が生じ
るおそれがなく、安全性が高められる。
【００１５】請求項３記載の発明の熱交換装置は、熱源
媒体が流動する熱源媒体通路を形成した外筒体と、この
外筒体の内側に配設されこの外筒体の内周面に沿って被
熱交換媒体が熱源媒体と対向流として流動する第１の被
熱交換媒体通路を形成した内筒体と、この第１の被熱交
換媒体通路の下流側に上流側を連通されるとともに前記
熱源媒体通路内に並設され被熱交換媒体が熱源媒体と並
行流として流動する第２の被熱交換媒体通路を形成した
複数の断面長円形状の熱交換管体とを備え、前記第１の
被熱交換媒体通路と第２の被熱交換媒体通路との連通部
は伸縮熱変形連通部にて接続し、前記外筒体には前記第
１の被熱交換媒体通路に臨む部分の一部に伸縮熱変形部
を形成したものである。
【００１６】そして、前述のように、第１の被熱交換媒
体通路に導入された被熱交換媒体は熱源媒体通路を流動
する燃焼排ガスと対向流で熱交換され、高温となった被
熱交換媒体は、さらに第２の被熱交換媒体通路に導入さ
れて熱源媒体通路を流動する燃焼排ガスと並行流で熱交
換される。
【００１７】第１の被熱交換媒体通路を流れる空気は第
２の被熱交換媒体通路に比して低温のため、装置全体の
温度上昇が均一化され、外筒体、内筒体および熱交換管
体の材料のコストダウンを図れるとともに外筒体の断熱
構造を薄くできるとともに熱交換装置全体が軽量とな
り、製作コストをさげることができる。
【００１８】また、外筒体と内筒体および複数の熱交換
管体との熱膨張量に差異が生じても、外筒体と内筒体お
よび熱交換管体との熱伸縮変形量の差を外筒体の伸縮熱
変形部と伸縮熱変形連通部とにて吸収でき、外筒体と内
筒体とは破損するなどの事故が生じるおそれがないた
め、外筒体と内筒体との熱膨張量の差を外筒体の伸縮変
形連通部にて吸収できるとともに、外筒体と内筒体とは
破損するなどの事故が生じるおそれがない。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の熱交換装置の一実施の形
態の構成を図面に基づいて説明する。
【００２０】図１において、１はバーナー／サイドレキ
ュペレーターといわれる超高温ゾーン熱交換装置で、こ
の超高温ゾーン熱交換装置１に高温、中温、低温ゾーン
熱交換装置２が接続されている。
【００２１】この超高温ゾーン熱交換装置１を図１ない
し図４に基づいて説明する。
【００２２】この超高温ゾーン熱交換装置１は、燃焼排
ガスなどの熱源媒体が流動する熱源媒体通路３を形成し
た外筒体４と、この外筒体４の内側にこの外筒体４の内
周面と間隔をもって設けられ燃焼用酸素含有ガス、例え
ば空気などの被熱交換媒体が熱源媒体と対向流として流
動する第１の被熱交換媒体通路５を形成した内筒体６
と、この第１の被熱交換媒体通路５の下流側に上流側を
連通されるとともに前記熱源媒体通路３内に熱源媒体の
流動方向に並設され被熱交換媒体を熱源媒体と並行流と
して流動する第２の被熱交換媒体通路７を形成した断面
を楕円形状など長円形状とした複数の熱交換管体８とを
備えている。
【００２３】前記外筒体４および内筒体６とは40Ni−20
Cr（INCOLOY-825 ）または75Ni−22Cr（INCONEL-625 ）
などの超合金鋼材にて略円筒状に形成され、この外筒体
４の外周面は断熱筒体９で被覆されている。
【００２４】また、前記長円形状の複数の熱交換管体８
は40Ni−20Cr（INCOLOY-825 ）または75Ni−22Cr（INCO
NEL-625 ）などの超合金鋼材で形成され、弧状の細長板
材の長手方向に沿った両側縁を溶接して断面長円形状に
形成し、両端部を断面円形に形成する。
【００２５】また、前記外筒体４の上部には上端部が前
記第１の被熱交換媒体通路５に連通した被熱交換媒体の
導入室10が環状に形成され、この導入室10には前記断熱
筒体９の外周に開口した導入口11が設けられている。
【００２６】また、前記導入室10の上部に位置して被熱
交換媒体の導出室13が環状に形成され、この導出室13に
は前記断熱筒体９の外周に開口した導出口14が設けられ
ている。そして、この導出室13には前記断面長円形状の
各熱交換管体８の下流側である上端部がそれぞれ円周方
向に間隔をおいて連通されている。
【００２７】また、前記外筒体４の上端部には前記導出
室13の内周に耐火筒体15が嵌合され、この耐火筒体15に
前記断面長円形状の各熱交換管体８の上端屈曲部の断面
円形とした先端部が貫通されて導出室13に連通されてい
る。
【００２８】さらに、前記外筒体４の中間下部には前記
第１の被熱交換媒体通路５に臨む部分の一部に伸縮熱変
形部16が形成されている。この伸縮熱変形部16はベロー
ズ17にて形成され、このベローズ17にて外筒上部材4aと
外筒下部材4bとを結合して前記外筒体４を構成してい
る。
【００２９】また、前記外筒体４の下部には下端部が前
記第１の被熱交換媒体通路５の下流となる下部に連通し
た被熱交換媒体の連通室18が環状に形成され、この連通
室18の底部には円周方向に間隔をおいて前記断面長円形
状の各熱交換管体８の下端部に形成した略Ｕ字状の断面
円形状の屈曲部をそれぞれ挿通した複数の筒体19が設け
られ、この各筒体19の上端開口部と前記各熱交換管体８
の屈曲部の先端開口部とはベローズ20の両端部がそれぞ
れ結合されて前記第１の被熱交換媒体通路５と第２の被
熱交換媒体通路７とを連通させる伸縮熱変形連通部21が
形成されている。
【００３０】さらに、前記連通室18の下部は耐火環体22
にて閉塞され、この耐火環体22の中央孔23は前記熱源媒
体通路３に連通されている。また、前記耐火筒体15の内
周側は前記熱源媒体通路３の下流側に連通され、高温、
中温、低温ゾーン熱交換装置２に接続されるようになっ
ている。
【００３１】なお、図１および図２において、図示した
被熱交換媒体の導入室10と図４に示す被熱交換媒体の導
入室10との位置が相違するが、図４は便宜上同一側に図
示したものである。
【００３２】次にこの実施の形態の作用を説明する。
【００３３】窯炉から排出される熱源媒体の燃焼排ガス
は、耐火環体22の中央孔23から熱源媒体通路３の上流側
となる下側から導入され、燃焼排ガスは熱源媒体通路３
を通過して耐火筒体15の内周側から導出されて高温、中
温、低温ゾーン熱交換装置２に流入される。この熱源媒
体が熱源媒体通路３を流動するときに、第１の被熱交換
媒体通路５と第２の被熱交換媒体通路７とを流動してい
る被熱交換媒体、例えば空気と熱交換してこの空気を加
熱する。
【００３４】この第１の被熱交換媒体通路５と第２の被
熱交換媒体通路７とを流動する空気は、高温、中温、低
温ゾーン熱交換装置２にて熱交換されて略６００℃程度
に加熱されて、外筒体４の上部に形成されている導入室
10に導入口11から導入される。そして、図４に示すよう
に、導入室10に導入された加熱された空気は矢指のよう
に、外筒体４の上端部に回り込んで外筒体４と内筒体６
との間の第１の被熱交換媒体通路５の上流側となる上部
に流動し、この空気は第１の被熱交換媒体通路５を下流
側となる下方に向かって流動して熱源媒体通路３を流動
する燃焼排ガスと内筒体６を介して熱交換により加熱さ
れながら略６５０℃程度となって第１の被熱交換媒体通
路５の下端部に流動される。
【００３５】この第１の被熱交換媒体通路５の下端部に
流入した空気は外筒体４下端側から上方に回り込んで連
通室18に流入される。この連通室18に流入した空気はこ
の連通室18の底部にそれぞれ挿通して連通室18に開口さ
れている複数の筒体19に流動し、この筒体19に連通され
ている断面長円形状の各熱交換管体８にて形成される第
２の被熱交換媒体通路７の上流側となる下部に流動され
る。
【００３６】この第２の被熱交換媒体通路７に流動され
た空気は、熱源媒体通路３を流動する燃焼排ガスと断面
長円形状の各熱交換管体８を介して熱交換により加熱さ
れながら略８５０℃〜９００℃程度となって第２の被熱
交換媒体通路７の上端部に連通する導出室13に流動され
る。
【００３７】また、導出室13に流入した超高温の空気は
窯炉に燃焼用酸素含有ガスとして供給される。また、窯
炉から排出される１３００℃程度の熱源媒体の燃焼排ガ
スは熱源媒体通路３を流動しているとき、第１の被熱交
換媒体通路５と第２の被熱交換媒体通路７とを流動する
空気と熱交換して１０５０℃程度となって高温、中温、
低温ゾーン熱交換装置２に流入される。
【００３８】そして、第１の被熱交換媒体通路５は外筒
体４の内周側に沿って環状に形成され、高温の燃焼排ガ
スが外筒体４に直接接触されず、しかも、外筒体４と内
筒体６との間を流れる空気は、窯炉から排出される１３
００℃程度の燃焼排ガスに比して６００℃程度と比較的
低温のため、外筒体４の外周面を被覆する断熱筒体９に
よる断熱保温が容易となり、断熱筒体９を薄くできる。
【００３９】また、第２の被熱交換媒体通路７の断面長
円形状の各熱交換管体８を流動する空気は各熱交換管体
８が断面を楕円形状などの長円形状に形成しているた
め、燃焼排ガスとの伝熱面積が大きく、熱効率よく熱交
換でき、第２の被熱交換媒体通路７を小形にできる。
【００４０】さらに、第１の被熱交換媒体通路５と第２
の被熱交換媒体通路７とを接続する連通室18に設けた複
数の筒体19と断面長円形状の各熱交換管体８の屈曲部の
先端開口部とはベローズ20による伸縮熱変形連通部21が
形成されているため、第１の被熱交換媒体通路５を形成
する外筒体４と内筒体６および第２の被熱交換媒体通路
７を形成する各熱交換管体８とに熱膨張による熱変形量
が異なっていても、べローズ20の伸縮により外筒体４と
内筒体６および各熱交換管体８が変形することがないの
で、外筒体４と内筒体６および断面長円形状の各熱交換
管体８の変形により、被熱交換媒体の空気が阻害される
ことなく円滑に流動し、事故の原因となることがない。
【００４１】また、外筒体４の中間部には第１の被熱交
換媒体通路５に臨む部分の一部にベローズ17による伸縮
熱変形部16を形成したため、外筒体４と内筒体６との熱
膨張量に差異が生じても、ベローズ17の伸縮で外筒体４
の伸縮熱変形部16にて外筒体４と内筒体６との熱伸縮変
形量の差を吸収でき、外筒体４と内筒体６とは破損する
などの事故が生じるおそれがなく、安全性が高められ
る。
【００４２】前記実施の形態の超高温ゾーン熱交換装置
１に高温、中温、低温ゾーン熱交換装置２を接続した構
成について説明したが、必ずしも、高温、中温、低温ゾ
ーン熱交換装置２を接続して被熱交換媒体の空気を予熱
する必要がない場合は、前記実施の形態の超高温ゾーン
熱交換装置１を単体で使用することもできる。
【００４３】次に、超高温ゾーン熱交換装置１に接続す
る高温、中温、低温ゾーン熱交換装置２を図１に基づい
て説明する。この装置は本願出願人によって特許出願さ
れている（特願平９−２８２１２７号）。
【００４４】31は略矩形形状の熱源媒体通路で、この熱
源媒体通路31の下流側に位置する外周上面にこの熱源媒
体通路31を熱源媒体が流動する方向に沿って被熱交換媒
体の導入室32が形成され、この導入室32より熱源媒体通
路31を流動する熱源媒体の上流側に位置する外周上面に
被熱交換媒体の導出室33が形成されている。
【００４５】さらに、前記被熱交換媒体の導入室32と導
出室33の両側に位置して熱源媒体通路31の外周上面にこ
の熱源媒体通路31を熱源媒体が流動する方向に沿って下
流側が導出室となるとともに上流側が導入室となる導出
入室34，34が平行に形成されている。
【００４６】また、前記導入室32に一端を連通するとと
もに他端を導出室となる導出入室34，34に連通した一対
の下流側の熱交換管体35，35が前記熱源媒体通路31を流
動する熱源媒体の流動方向と直交する同一面に配設さ
れ、この各対をなす熱交換管体35，35が前記熱源媒体通
路31の熱源媒体の流動方向に複数対が並設され、第１の
熱交換部36を形成している。
【００４７】また、前記導入室となる導出入室34，34に
一端を連通するとともに他端を導出室となる導出室33に
連通した一対の上流側の熱交換管体37，37が前記熱源媒
体通路31を流動する熱源媒体の流動方向と直交する同一
面に配設され、この各対をなす熱交換管体37，37が前記
熱源媒体通路31の熱源媒体の流動方向に複数対並設さ
れ、第２の熱交換部38を形成している。
【００４８】この第２の熱交換部38の各熱交換管体37，
37は前記被熱交換媒体の導入室となる導出入室34，34と
導出室33にそれぞれ両端部を接続するとともにこの両端
部に連続する直管部39とこの両側直管部39に連続する折
り返し屈曲管部40と、この折り返し屈曲管部40にそれぞ
れ連続した中間直管部41，41と、この両中間直管部41，
41に連続する折り返し屈曲管部42とにて略Ｗ字状に形成
され、この一対の熱交換管体37，37は前記熱源媒体通路
31を流動する熱源媒体の流動方向と直交する同一面に配
設されている。
【００４９】この第１の熱交換部36の各熱交換管体35，
35は前記第２の熱交換部38の各熱交換管体37，37と同一
形状で、前記被熱交換媒体の導入室32および導出室とな
る導出入室34，34にそれぞれ両端部を接続するとともに
この両端部に連続する直管部とこの両側直管部に連続す
る中間部の折り返し屈曲管部と、この折り返し屈曲管部
にそれぞれ連続した中間直管部と、この両中間直管部に
連続する折り返し屈曲管部とにて略Ｗ字状に形成され、
この一対の熱交換管体35，35は前記熱源媒体通路31を流
動する熱源媒体の流動方向と直交する同一面に配設され
ている。
【００５０】そして、この熱源媒体通路31に前記第１の
熱交換部36が前記第２の熱交換部38よりもこの熱源媒体
通路31を流動する熱源媒体の下流側に配設し、前記第２
の熱交換部38が第１の熱交換部36よりも高温の上流側に
配置されるようになっている。
【００５１】また、前記下流側熱交換管体35、上流側熱
交換管体37はインコネルまたは70％ニッケル・15％クロ
ム合金などの耐熱金属材にて成形する。
【００５２】次にこの実施の形態の作用を説明する。
【００５３】図１に示すように、窯炉から排出されて熱
源媒体の燃焼排ガスは、前記超高温ゾーン熱交換装置１
の熱源媒体通路３から熱源媒体通路31に流入し、この熱
源媒体通路31を流動する熱源媒体の下流側に位置する導
入室32に導入された被熱交換媒体は、それぞれこの導入
室32に一端を連通した第１の熱交換部36の複数対の下流
側熱交換管体35にそれぞれ流入して熱源媒体通路31を流
動する熱源媒体と熱交換されて中温度に加熱された被熱
交換媒体となって導出室となる導出入室34，34に流出さ
れる。
【００５４】そして、熱源媒体の流動方向と直交する同
一面にそれぞれ配設した複数対の熱交換管体35，35にそ
れぞれ流動する被熱交換媒体は熱交換管体35，35の直管
部と、この両側直管部に連続する中間部の折り返し屈曲
管部と、この折り返し屈曲管部にそれぞれ連続した中間
直管部と、この両中間直管部に連続する折り返し屈曲管
部とを流動するときに、熱源媒体と直交流となって熱交
換管体35，35の被熱交換熱媒体は熱交換される。
【００５５】さらに、導出室となる導出入室34，34に流
出した被熱交換媒体はこの導出入室34，34に一端を連通
した第２の熱交換部38の複数対の上流側の熱交換管体3
7，37に流動し、熱源媒体通路31を流動する熱源媒体と
熱交換されて高温度に加熱された被熱交換媒体となって
導出室33に流出される。
【００５６】そして、第１の熱交換部36の各下流側熱交
換管体35と第２の熱交換管部38の各上流側熱交換管体37
を流動する被熱交換媒体に対し熱源媒体通路31を流動す
る熱源媒体とは直交流となり、熱源媒体は各熱交換管体
35，37に接触すると、熱交換管体35，37の熱源媒体の上
流側に沿った層流から下流側で乱流となり、また、熱源
媒体の流速が一定の速さ以上になると上流側でも乱流と
なって熱交換部36，38での熱交換率が高められる。
【００５７】この高温、中温、低温ゾーン熱交換装置２
の導出室33から流出した被熱交換媒体は、略６００℃程
度に加熱されて前記超高温ゾーン熱交換装置１の導入室
10に流入される。
【００５８】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、第１の
被熱交換媒体通路に導入された被熱交換媒体は熱源媒体
通路を流動する熱源媒体と対向流で熱交換され、高温と
なった被熱交換媒体は、さらに複数の断面長円形状の熱
交換管体の各第２の被熱交換媒体通路を流動して熱源媒
体通路を流動する熱源媒体と並行流で熱交換され、被熱
交換媒体は熱効率よく加熱される。また、第１の被熱交
換媒体通路と第２の被熱交換媒体通路とは直列に連通さ
れ、第１の被熱交換媒体通路を流れる空気は第２の被熱
交換媒体通路に比して低温のため、装置全体の温度上昇
が均一化され、さらに、第２の被熱交換媒体通路を形成
する熱交換管体は断面長円形状としたため、被熱交換媒
体と熱源媒体との熱交換面積が拡大され、熱交換効率が
高められ、熱交換管体は設置数を少なくでき、外筒体、
内筒体および熱交換管体の材料のコストダウンを図れる
とともに外筒体の断熱構造を薄くできるとともに熱交換
装置全体が軽量となり、製作コストを下げることができ
る。
【００５９】また、第１の被熱交換媒体通路と第２の被
熱交換媒体通路とは伸縮熱変形連通部にて連通されてい
るため、熱膨張により断面長円形状の熱交換管体および
外筒体と内筒体との熱伸縮変形量が変化しても破損など
の事故が生じるおそれがなく、安全性が高められる。
【００６０】請求項２に記載の発明によれば、第１の被
熱交換媒体通路に導入された被熱交換媒体は熱源媒体通
路を流動する熱源媒体と対向流で熱交換され、高温とな
った被熱交換媒体は、さらに第２の被熱交換媒体通路に
導入されて熱源媒体通路を流動する熱源媒体と並行流で
熱交換され、第１の被熱交換媒体通路を流れる空気は第
２の被熱交換媒体通路に比して低温のため、装置全体の
温度上昇が均一化され、熱交換効率を高められ、外筒
体、内筒体および熱交換管体の材料のコストダウンを図
れるとともに外筒体の断熱構造を薄くできるとともに熱
交換装置全体が軽量となり、製作コストを下げることが
できる。
【００６１】また、外筒体と内筒体との熱膨張量に差異
が生じても、外筒体の伸縮熱変形部にて、外筒体と内筒
体との熱伸縮変形量の差を外筒体の伸縮熱変形部にて吸
収でき、外筒体と内筒体とは破損するなどの事故が生じ
るおそれがなく、安全性が高められる。
【００６２】請求項３記載の発明によれば、外筒体と内
筒体および複数の熱交換管体との熱膨張量に差異が生じ
ても、外筒体と内筒体とおよび熱交換管体の熱伸縮変形
量の差を外筒体の伸縮熱変形部と伸縮熱変形連通部とに
て吸収でき、外筒体と内筒体とは破損するなどの事故が
生じるおそれがなくなるため、外筒体と内筒体との熱膨
張量の差を外筒体の伸縮変形連通部にて吸収できるとと
もに、外筒体と内筒体とは破損するなどの事故が生じる
おそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す熱交換装置の一部
を切り欠いた斜視図である。
【図２】同上一部を切り欠いた斜視図である。
【図３】同上横断平面図である。
【図４】同上一部を切り欠いた一部の説明縦断面図であ
る。
【符号の説明】
３ 熱源媒体通路 ４ 外筒体 ５ 第１の被熱交換媒体通路 ６ 内筒体 ７ 第２の被熱交換媒体通路 ８ 熱交換管体 16 伸縮熱変形部 21 伸縮熱変形連通部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱源媒体が流動する熱源媒体通路を形成
    した外筒体と、この外筒体の内側に配設されこの外筒体
    の内周面に沿って被熱交換媒体が熱源媒体と対向流とし
    て流動する第１の被熱交換媒体通路を形成した内筒体
    と、この第１の被熱交換媒体通路の下流側に上流側を連
    通されるとともに前記熱源媒体通路内に並設され被熱交
    換媒体が熱源媒体と並行流として流動する第２の被熱交
    換媒体通路を形成した複数の断面長円形状の熱交換管体
    とを備え、 前記第１の被熱交換媒体通路と第２の被熱交換媒体通路
    との連通部は伸縮熱変形連通部にて接続したことを特徴
    とする熱交換装置。
  2. 【請求項２】 熱源媒体が流動する熱源媒体通路を形成
    した外筒体と、この外筒体の内側に配設されこの外筒体
    の内周面に沿って被熱交換媒体が熱源媒体と対向流とし
    て流動する第１の被熱交換媒体通路を形成した内筒体
    と、この第１の被熱交換媒体通路の下流側に上流側を連
    通されるとともに前記熱源媒体通路内に並設され被熱交
    換媒体が熱源媒体と並行流として流動する第２の被熱交
    換媒体通路を形成した複数の断面長円形状の熱交換管体
    とを備え、 前記外筒体には第１の被熱交換媒体通路に臨む部分の一
    部に伸縮熱変形部を形成したことを特徴とする熱交換装
    置。
  3. 【請求項３】 熱源媒体が流動する熱源媒体通路を形成
    した外筒体と、この外筒体の内側に配設されこの外筒体
    の内周面に沿って被熱交換媒体が熱源媒体と対向流とし
    て流動する第１の被熱交換媒体通路を形成した内筒体
    と、この第１の被熱交換媒体通路の下流側に上流側を連
    通されるとともに前記熱源媒体通路内に並設され被熱交
    換媒体が熱源媒体と並行流として流動する第２の被熱交
    換媒体通路を形成した複数の断面長円形状の熱交換管体
    とを備え、 前記第１の被熱交換媒体通路と第２の被熱交換媒体通路
    との連通部は伸縮熱変形連通部にて接続し、 前記外筒体には前記第１の被熱交換媒体通路に臨む部分
    の一部に伸縮熱変形部を形成したことを特徴とする熱交
    換装置。
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