JP2001516866A - 空気予熱器の熱伝達表面 - Google Patents
空気予熱器の熱伝達表面Info
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Abstract
(57)【要約】
空気予熱器のための熱交換要素（３４）は、主流れ方向を有する熱交換媒体の通過のためのチャンネルを形成するように配置された第１及び第２の熱伝達要素（３６，４２）を有する。各熱交換板（３４）は、互いに平行で真直なリッジ（３８，４０）と、これらのリッジ（３８，４０）間のフラット部（３６）とを有する。これらのリッジ（３８，４０）は、各熱交換板（３４）の対向する両側から横に延びるように交互に並ぶ。隣接する２枚の板（３４）のリッジ（３８，４０）は、主流れ方向に関して正反対の方向に斜めに向けられ、リッジ（３８，４０）の交差部でのみ互いに接触する。
Description
【０００１】
本発明は、熱を煙道ガス流れから燃焼用空気流れに伝達する回転再生式空気予 熱器に関する。より詳細には、本発明は空気予熱器の熱伝達表面に関する。
【０００２】 回転再生式空気予熱器は、一般に、炉を出る煙道ガスから熱を入来する燃焼用
空気に伝達するために設けられている。従来の回転再生式空気予熱器は、ハウジ
ング内に回転可能に設けられているロータを有する。ロータは、熱を煙道ガスか ら燃焼用空気に伝達する熱伝達要素により画成されている熱伝達表面を支持する
。ロータは複数の半径方向隔壁又は仕切りを有し、これらの仕切りはそれらの間
に熱伝達要素を支持するコンパートメントを画成する。そして、セクタ板がロー
タの上下面を横切って延び、空気予熱器をひとつのガス用セクタと少なくともひ
とつの空気用セクタとに分割する。高温の煙道ガス流れは、空気予熱器のガス用
セクタを通して向けられ、連続して回転するロータの熱伝達要素に熱を伝達せし
める。熱伝達要素は、それから、空気予熱器の空気用セクタに回転させられる。熱
伝達要素を横切るように向けられた燃焼用空気流れは、これにより加熱される。
空気に伝達するために設けられている。従来の回転再生式空気予熱器は、ハウジ
ング内に回転可能に設けられているロータを有する。ロータは、熱を煙道ガスか ら燃焼用空気に伝達する熱伝達要素により画成されている熱伝達表面を支持する
。ロータは複数の半径方向隔壁又は仕切りを有し、これらの仕切りはそれらの間
に熱伝達要素を支持するコンパートメントを画成する。そして、セクタ板がロー
タの上下面を横切って延び、空気予熱器をひとつのガス用セクタと少なくともひ
とつの空気用セクタとに分割する。高温の煙道ガス流れは、空気予熱器のガス用
セクタを通して向けられ、連続して回転するロータの熱伝達要素に熱を伝達せし
める。熱伝達要素は、それから、空気予熱器の空気用セクタに回転させられる。熱
伝達要素を横切るように向けられた燃焼用空気流れは、これにより加熱される。
【０００３】 再生式空気予熱器用の熱伝達要素には、幾つかの要求がなされる。最も重要な ことは、熱伝達要素は一定の深さの熱伝達要素に対して必要量の熱伝達又はエネ
ルギ回収を提供しなければならないことである。空気予熱器用の従来の熱伝達要
素は、いろいろな種類のフラット及び／又はフォームプレスした鋼板の組合体か
ら成り、これらの鋼板はバスケットとして称されている熱交換モジュール内に互
いに間隔を置いた関係で積重される。これらの間隔を置いた板は、ロータを通し
ての煙道ガス流れ及び燃焼用空気流れのためのほぼ長手方向の通路又はチャンネ
ルを形成する。熱伝達板の表面設計及び配置は、隣接する板間の接触を作り、通
路又はチャンネルを画成して維持するように行われる。熱伝達要素に対しての更
なる要求は、熱伝達要素が一定深さの熱伝達要素に対して圧力降下を最小にし、
及び更には積重ねの嵩を小さくすることである。
ルギ回収を提供しなければならないことである。空気予熱器用の従来の熱伝達要
素は、いろいろな種類のフラット及び／又はフォームプレスした鋼板の組合体か
ら成り、これらの鋼板はバスケットとして称されている熱交換モジュール内に互
いに間隔を置いた関係で積重される。これらの間隔を置いた板は、ロータを通し
ての煙道ガス流れ及び燃焼用空気流れのためのほぼ長手方向の通路又はチャンネ
ルを形成する。熱伝達板の表面設計及び配置は、隣接する板間の接触を作り、通
路又はチャンネルを画成して維持するように行われる。熱伝達要素に対しての更
なる要求は、熱伝達要素が一定深さの熱伝達要素に対して圧力降下を最小にし、
及び更には積重ねの嵩を小さくすることである。
【０００４】 熱伝達要素の表面は、過去６０年又はそれ以上の年にわたって多くの方法及び
幾何学的形状にしたがって設計されて製作されている。その多くの試みは、圧力
降下が低くて高レベルの熱伝達を提供する新規な形状、及び汚染されにくくて清
浄するのが容易でありかつすす吹きにより容易に損傷されることのない新規な形
状を開発することになされている。熱伝達が優れて圧力効果が低いと考察される
ひとつの表面が、米国特許第４，４４９，５７３号に示されている。この構成は
、すべてが同じ形状である複数の熱伝達板の積重体から成る。これらの熱伝達板
には、主流れ方向に対して斜めに延びるノッチが設けられている。そして、これ
らの熱伝達板は、第１の熱伝達板のノッチが第２の熱伝達板のノッチを横切るよ
うにして配列される。ノッチは、熱伝達板の対向する両側から横方向に延びる平
行なダブルリッジである。したがって、各ノッチは熱伝達板の各表面上に頂部と
この頂部に直接隣接する谷部とを形成する。このようなノッチは、少なくとも２
つの有益な機能を有する。第１に、均一な距離だけ分離されている熱伝達板を維
持することである。第２に、ノッチは熱伝達板の表面にわたって流体媒体に形成
される熱境界層を周期的に分裂せしめることにより熱伝達率を増大せしめる。こ
の方法において、複数の熱伝達板はノッチの頂部に沿って間隔を置いた地点での
み互いに接触する。したがって、この方法は、従前の熱伝達表面よりも優れた改
善であるけれども、幾つかの欠点を有するものである。すなわち、粒子のすべて
が一方の側へ斜めに追い払わされやすいので、清浄するのが困難である。また、
粒子、水噴流又はすす吹き噴流のための流れ方向に開口を有していない。更に、
熱伝達板をバケット内にゆるく詰込むことができない。なぜなら、斜めノッチは
、もし熱伝達板が隣接する他の熱伝達板との接触によりきちんと支持されていな
い場合には、すす吹きにより生じる振動に耐えられるための十分な構造的強さを
与えることができないからである。また、熱伝達要素を通して真直な照準線を有
していないので、赤外線又はホットスポット検知システムが熱伝達要素のかなり
の深さにおける赤外線放射を検知することができない。
幾何学的形状にしたがって設計されて製作されている。その多くの試みは、圧力
降下が低くて高レベルの熱伝達を提供する新規な形状、及び汚染されにくくて清
浄するのが容易でありかつすす吹きにより容易に損傷されることのない新規な形
状を開発することになされている。熱伝達が優れて圧力効果が低いと考察される
ひとつの表面が、米国特許第４，４４９，５７３号に示されている。この構成は
、すべてが同じ形状である複数の熱伝達板の積重体から成る。これらの熱伝達板
には、主流れ方向に対して斜めに延びるノッチが設けられている。そして、これ
らの熱伝達板は、第１の熱伝達板のノッチが第２の熱伝達板のノッチを横切るよ
うにして配列される。ノッチは、熱伝達板の対向する両側から横方向に延びる平
行なダブルリッジである。したがって、各ノッチは熱伝達板の各表面上に頂部と
この頂部に直接隣接する谷部とを形成する。このようなノッチは、少なくとも２
つの有益な機能を有する。第１に、均一な距離だけ分離されている熱伝達板を維
持することである。第２に、ノッチは熱伝達板の表面にわたって流体媒体に形成
される熱境界層を周期的に分裂せしめることにより熱伝達率を増大せしめる。こ
の方法において、複数の熱伝達板はノッチの頂部に沿って間隔を置いた地点での
み互いに接触する。したがって、この方法は、従前の熱伝達表面よりも優れた改
善であるけれども、幾つかの欠点を有するものである。すなわち、粒子のすべて
が一方の側へ斜めに追い払わされやすいので、清浄するのが困難である。また、
粒子、水噴流又はすす吹き噴流のための流れ方向に開口を有していない。更に、
熱伝達板をバケット内にゆるく詰込むことができない。なぜなら、斜めノッチは
、もし熱伝達板が隣接する他の熱伝達板との接触によりきちんと支持されていな
い場合には、すす吹きにより生じる振動に耐えられるための十分な構造的強さを
与えることができないからである。また、熱伝達要素を通して真直な照準線を有
していないので、赤外線又はホットスポット検知システムが熱伝達要素のかなり
の深さにおける赤外線放射を検知することができない。
【０００５】 前記米国特許第４，４４９，５７３号に記載されている斜めノッチは、流体中
の熱境界層を分裂せしめ、これにより熱伝達率を増大せしめる作用をなす。流体
の機械的感度において、斜めのノッチは本質的に熱伝達板の表面上の均一な周期
的な粗さに等しい。しかしながら、熱伝達板の間隔及び粗さの高さの両方は斜め
ノッチの高さに比例するので、熱伝達板の間隔と無関係に粗高さを変えることは
不可能である。これは、熱伝達板の間隔に対する粗さの比を最適にする必要性を
生じせしめる。このような最適化は、熱伝達に関する文献において、比Ｈ／Ｄh （Ｈは粗高さ及びＤhはチャンネルの液圧直径）の最適比として報告されている 。液圧直径は、長さの単位を有し、チャンネルのウェッテッドペリメーターによ
り分割された流量面積の４倍と定義されている。無限に平行な平らな熱伝達板に
ついては、Ｄhは熱伝達板間の開口の２倍に等しい。前記米国特許第４，４４９ ，５７３号の熱伝達板については、熱伝達板の平面よりも高い斜めノッチの高さ
がＨであり、その結果チャンネル開口は２Ｈである。Ｄhは、チャンネル開口の 約２倍、すなわち４Ｈである。これは、比Ｈ／Ｄhが常に約０．２５であり、Ｈ がどのような値であったとしても重要でないことを意味する。
の熱境界層を分裂せしめ、これにより熱伝達率を増大せしめる作用をなす。流体
の機械的感度において、斜めのノッチは本質的に熱伝達板の表面上の均一な周期
的な粗さに等しい。しかしながら、熱伝達板の間隔及び粗さの高さの両方は斜め
ノッチの高さに比例するので、熱伝達板の間隔と無関係に粗高さを変えることは
不可能である。これは、熱伝達板の間隔に対する粗さの比を最適にする必要性を
生じせしめる。このような最適化は、熱伝達に関する文献において、比Ｈ／Ｄh （Ｈは粗高さ及びＤhはチャンネルの液圧直径）の最適比として報告されている 。液圧直径は、長さの単位を有し、チャンネルのウェッテッドペリメーターによ
り分割された流量面積の４倍と定義されている。無限に平行な平らな熱伝達板に
ついては、Ｄhは熱伝達板間の開口の２倍に等しい。前記米国特許第４，４４９ ，５７３号の熱伝達板については、熱伝達板の平面よりも高い斜めノッチの高さ
がＨであり、その結果チャンネル開口は２Ｈである。Ｄhは、チャンネル開口の 約２倍、すなわち４Ｈである。これは、比Ｈ／Ｄhが常に約０．２５であり、Ｈ がどのような値であったとしても重要でないことを意味する。
【０００６】 もし熱伝達板の間隔を粗高さと無関係に変えることができるならば、空気予熱
器の直径を、同じ熱回収及び圧力降下を維持しながらより高い流速で空気予熱器 を運転できるように減少することができる。そして、このような制限の下では、
熱伝達板の間隔を大きくすることが必要であり、その結果空気予熱器は直径が小
さくて深いものとなり、このような空気予熱器は恐らくその熱伝達要素の重量が
大きくなるであろう。なぜなら、熱伝達板の大きな間隔は、典型的に、高速でも
低い乱流を生じさせるからである。熱伝達板の大きな間隔は、高速での汚れを少
なくすることを提供するので、所望される手段である。しかしながら、前記米国
特許第４，４４９，５７３号の熱伝達板の場合には、熱伝達板の間隔を増大する
には斜めノッチの高さを増大することによってのみ達成することができるもので
ある。そして、高速では、このような高い斜めノッチの高さは過度な圧力降下の
増大を生じせしめるものである。
器の直径を、同じ熱回収及び圧力降下を維持しながらより高い流速で空気予熱器 を運転できるように減少することができる。そして、このような制限の下では、
熱伝達板の間隔を大きくすることが必要であり、その結果空気予熱器は直径が小
さくて深いものとなり、このような空気予熱器は恐らくその熱伝達要素の重量が
大きくなるであろう。なぜなら、熱伝達板の大きな間隔は、典型的に、高速でも
低い乱流を生じさせるからである。熱伝達板の大きな間隔は、高速での汚れを少
なくすることを提供するので、所望される手段である。しかしながら、前記米国
特許第４，４４９，５７３号の熱伝達板の場合には、熱伝達板の間隔を増大する
には斜めノッチの高さを増大することによってのみ達成することができるもので
ある。そして、高速では、このような高い斜めノッチの高さは過度な圧力降下の
増大を生じせしめるものである。
【０００７】
【発明の概要】 簡単に述べれば、本発明は回転再生式空気予熱器において熱を煙道ガス流れか
ら空気流れに伝達する熱伝達要素の改良に関するものである。熱伝達要素は複数
の熱伝達板の積重体から成り、全ての熱伝達板は同じ形状を有し、各熱伝達板に
は２種類のノッチが設けられている。各ノッチは、熱伝達板の対向する両側から
延びている２つの隣接するリッジにより形成されている。
ら空気流れに伝達する熱伝達要素の改良に関するものである。熱伝達要素は複数
の熱伝達板の積重体から成り、全ての熱伝達板は同じ形状を有し、各熱伝達板に
は２種類のノッチが設けられている。各ノッチは、熱伝達板の対向する両側から
延びている２つの隣接するリッジにより形成されている。
【０００８】 第１の種類の複数のノッチは、公称流れ方向の方向に進む、すなわち、ロータ
の一方の面から他方の面への方向にほぼ真直に進む互いに平行で間隔を置いた真
直なノッチである。
の一方の面から他方の面への方向にほぼ真直に進む互いに平行で間隔を置いた真
直なノッチである。
【０００９】 第２の種類の複数のノッチは斜め又は角度をなしたノッチであり、これらの斜
めノッチは平らな区域により互いに間隔を置いていると共に真直なノッチ間に延
びている。そして、真直なノッチの高さは、好適には、斜めノッチの高さと等し
いか又はそれよりも大きくされ、その結果、真直なノッチは斜めノッチの頂部と
の接触を作り、熱伝達板の間隔及び支持を提供する。
めノッチは平らな区域により互いに間隔を置いていると共に真直なノッチ間に延
びている。そして、真直なノッチの高さは、好適には、斜めノッチの高さと等し
いか又はそれよりも大きくされ、その結果、真直なノッチは斜めノッチの頂部と
の接触を作り、熱伝達板の間隔及び支持を提供する。
【００１０】
図面の図１は、典型的な回転再生式空気予熱器又は空気加熱器を一部断面にし て示す斜視図である。この空気予熱器はハウジング１２を包含し、このハウジン
グ１２の中にはロータ１４が矢印１８により示される方向に回転できるよう駆動
軸又は柱１６に取付けられている。ロータ１４は複数の扇形区画室すなわちセク
ター２０から成っており、各セクター２０は多数のモジュール型バスケット２２
を収容すると共に、各セクター２０は仕切り板３４によって画成されている。各
バスケット２２は、熱交換表面を収容する。ハウジング１２の頂部は、流体流れ
を通さないセクター板２４によって煙道ガス側と空気側とに分割されている。ま
た、図１に示したセクター板２４と対応する他のセクター板がハウジング１２の
底部に設置されている。熱い煙道ガスは、ガス入口ダクト２６を通して空気予熱
器内に入り、それからロータ１４を通して流れるときに熱をロータ１４に伝達し
、その後ガス出口ダクト２８を通して出る。煙道ガスの流れと反対方向に流れる
空気は、空気入口ダクト３０を通して空気予熱器内に入り、それからロータ１４
を通して流れるときに熱をロータ１４から奪い取り、その後空気出口ダクト３２
を通して出る。熱交換表面を収容するモジュール型バスケット２２は、本発明の
熱交換表面を収容することを除いては空気予熱器に使用されている典型的なモジ
ュール型バスケットである。
グ１２の中にはロータ１４が矢印１８により示される方向に回転できるよう駆動
軸又は柱１６に取付けられている。ロータ１４は複数の扇形区画室すなわちセク
ター２０から成っており、各セクター２０は多数のモジュール型バスケット２２
を収容すると共に、各セクター２０は仕切り板３４によって画成されている。各
バスケット２２は、熱交換表面を収容する。ハウジング１２の頂部は、流体流れ
を通さないセクター板２４によって煙道ガス側と空気側とに分割されている。ま
た、図１に示したセクター板２４と対応する他のセクター板がハウジング１２の
底部に設置されている。熱い煙道ガスは、ガス入口ダクト２６を通して空気予熱
器内に入り、それからロータ１４を通して流れるときに熱をロータ１４に伝達し
、その後ガス出口ダクト２８を通して出る。煙道ガスの流れと反対方向に流れる
空気は、空気入口ダクト３０を通して空気予熱器内に入り、それからロータ１４
を通して流れるときに熱をロータ１４から奪い取り、その後空気出口ダクト３２
を通して出る。熱交換表面を収容するモジュール型バスケット２２は、本発明の
熱交換表面を収容することを除いては空気予熱器に使用されている典型的なモジ
ュール型バスケットである。
【００１１】 図２は、本発明の熱伝達板３４の１枚の斜視図である。熱伝達板３４は第１列
の複数の間隔を置いたノッチ３６を包含し、これらのノッチ３６は空気予熱器を
通して熱伝達板３４を横切る流体流れの方向とほぼ平行である。公称流れ方向に
対するノッチ３６の好適な方位はゼロ度であるが、しかし、実際には＋１〜３度
である。各ノッチは熱伝達板の平面から突出する２つの隣接する部分又はリッジ
３８及び４０を包含し、一方の部分３８は熱伝達板の一方の側から突出すると共
に他方の部分４０は熱伝達板の他方の側から突出している。
の複数の間隔を置いたノッチ３６を包含し、これらのノッチ３６は空気予熱器を
通して熱伝達板３４を横切る流体流れの方向とほぼ平行である。公称流れ方向に
対するノッチ３６の好適な方位はゼロ度であるが、しかし、実際には＋１〜３度
である。各ノッチは熱伝達板の平面から突出する２つの隣接する部分又はリッジ
３８及び４０を包含し、一方の部分３８は熱伝達板の一方の側から突出すると共
に他方の部分４０は熱伝達板の他方の側から突出している。
【００１２】 第２列のノッチは複数の斜めの又は角度をなしたノッチ４２から成り、これら
のノッチ４２は互いに平行であると共に隣接する真直なノッチ３６間に角度をな
して延びている。斜めノッチ４２は、流れ方向から１０〜５０度の角度とされる
。斜めノッチ４２は平らな区域４４により互いに分離されている。図２の３−３
線断面図である図３に示されるように、平らな区域４４はノッチ４２間の寸法“
Ｘ”を有する。図３に同様に示されるように、ノッチ４２は熱伝達板の平面より
も高い高さ“Ｈ”を有する。この寸法Ｈは、粗高さと称される。本発明において
、寸法Ｘは少なくとも３Ｈ、一層典型的には１０Ｈ〜４０Ｈである。Ｘの最適値
は、どんな場合でも、３Ｈ〜４０Ｈの範囲であると思われる。なぜなら、熱伝達
に関する文献には最適Ｘが１０Ｈ〜２０Ｈの範囲である多少異なる幾何学的形状
の考察が記載されているからである。これは、分裂せしめた熱境界層をそれ自体
熱伝達板の平らな区域に再び付着せしめ、それから熱境界層を再び分裂せしめる
ことが必要とされる前にまで熱境界層を再び厚くするために、一定の距離を得る
ためによる。もしＸが非常に小さい場合には流れの再付着が生ぜず、またもしＸ
が非常に大きい場合には熱境界層の分裂がないために熱伝達率が低くなる。
のノッチ４２は互いに平行であると共に隣接する真直なノッチ３６間に角度をな
して延びている。斜めノッチ４２は、流れ方向から１０〜５０度の角度とされる
。斜めノッチ４２は平らな区域４４により互いに分離されている。図２の３−３
線断面図である図３に示されるように、平らな区域４４はノッチ４２間の寸法“
Ｘ”を有する。図３に同様に示されるように、ノッチ４２は熱伝達板の平面より
も高い高さ“Ｈ”を有する。この寸法Ｈは、粗高さと称される。本発明において
、寸法Ｘは少なくとも３Ｈ、一層典型的には１０Ｈ〜４０Ｈである。Ｘの最適値
は、どんな場合でも、３Ｈ〜４０Ｈの範囲であると思われる。なぜなら、熱伝達
に関する文献には最適Ｘが１０Ｈ〜２０Ｈの範囲である多少異なる幾何学的形状
の考察が記載されているからである。これは、分裂せしめた熱境界層をそれ自体
熱伝達板の平らな区域に再び付着せしめ、それから熱境界層を再び分裂せしめる
ことが必要とされる前にまで熱境界層を再び厚くするために、一定の距離を得る
ためによる。もしＸが非常に小さい場合には流れの再付着が生ぜず、またもしＸ
が非常に大きい場合には熱境界層の分裂がないために熱伝達率が低くなる。
【００１３】 図４は、図２の熱伝達板を２枚積み重ねた積重体を示し、これら２枚の熱伝達
板は同一であるが、図４に示されるようなノッチパターンを得るためにこれら２
枚の熱伝達板は積み重ね前に１８０度互い違いとされている。真直なノッチ３６
の高さは斜めノッチ４２の高さと等しいか又は好適には斜めノッチ４２の高さよ
りも高く、その結果上側の熱伝達板の真直なノッチは下側の熱伝達板の斜めノッ
チの頂部との接触を作り、この斜めノッチの頂部により支持される。真直なノッ
チ３６が斜めノッチ４２よりも高いときには、開放チャンネルが上下の熱伝達板
間に形成される。この開放チャンネルは、赤外線又はホットスポット検知のため
に熱伝達要素積重体を通しての照準線を提供する。この開放チャンネルは、また
、粒子を熱伝達要素積重体を通して主流体流れに平行な方向に掃引するための通
路を提供する。
板は同一であるが、図４に示されるようなノッチパターンを得るためにこれら２
枚の熱伝達板は積み重ね前に１８０度互い違いとされている。真直なノッチ３６
の高さは斜めノッチ４２の高さと等しいか又は好適には斜めノッチ４２の高さよ
りも高く、その結果上側の熱伝達板の真直なノッチは下側の熱伝達板の斜めノッ
チの頂部との接触を作り、この斜めノッチの頂部により支持される。真直なノッ
チ３６が斜めノッチ４２よりも高いときには、開放チャンネルが上下の熱伝達板
間に形成される。この開放チャンネルは、赤外線又はホットスポット検知のため
に熱伝達要素積重体を通しての照準線を提供する。この開放チャンネルは、また
、粒子を熱伝達要素積重体を通して主流体流れに平行な方向に掃引するための通
路を提供する。
【００１４】 図５及び図６は、２枚の熱伝達板３４を積み重ねるための２つの異なる配列を
示す。図５は、等しい開放区域を持つ好適な積重配列である。図５に示されるよ
うに、ノッチ３６間の距離は“Ｎ”であり、また２枚の隣接する熱伝達板のノッ
チ間の開放区域は“Ａ”である。図６においては、距離Ｎは同じであるが、しか
い２枚の隣接する熱伝達板のノッチ間の開放区域は“Ａ1”及び“Ａ2”であり、
Ａ1とＡ2とは等しくない。
示す。図５は、等しい開放区域を持つ好適な積重配列である。図５に示されるよ
うに、ノッチ３６間の距離は“Ｎ”であり、また２枚の隣接する熱伝達板のノッ
チ間の開放区域は“Ａ”である。図６においては、距離Ｎは同じであるが、しか
い２枚の隣接する熱伝達板のノッチ間の開放区域は“Ａ1”及び“Ａ2”であり、
Ａ1とＡ2とは等しくない。
【００１５】 図７及び図８は本発明の他の実施例を示し、２種類の熱伝達板が交互の配列で
用いられている。第１の種類の熱伝達板３４は、図２〜図６を参照してすでに図
示して説明した実施例の熱伝達板３４と同一であり、２つの種類のノッチ３６及
び４２と平らな区域４４とを包含する。第２の種類の熱伝達板は、２枚の熱伝達
板３４間にはさまれた熱伝達板４６である。これらの熱伝達板４６は、斜めノッ
チ４８と同一又は類似の斜めノッチ４８を包含する。しかしながら、これらの熱
伝達板４６は熱伝達板３４の真直なノッチ４８に相当するような真直なノッチを
有していない。好適な実施例において、斜めノッチ４８は斜めノッチ４２と角度
、高さ及びノッチとノッチとの間の間隔が同じである寸法を有する。好適な実施
例において、また、真直なノッチ３６は斜めノッチ４２及び４８の高さよりも大
きい高さを有する。
用いられている。第１の種類の熱伝達板３４は、図２〜図６を参照してすでに図
示して説明した実施例の熱伝達板３４と同一であり、２つの種類のノッチ３６及
び４２と平らな区域４４とを包含する。第２の種類の熱伝達板は、２枚の熱伝達
板３４間にはさまれた熱伝達板４６である。これらの熱伝達板４６は、斜めノッ
チ４８と同一又は類似の斜めノッチ４８を包含する。しかしながら、これらの熱
伝達板４６は熱伝達板３４の真直なノッチ４８に相当するような真直なノッチを
有していない。好適な実施例において、斜めノッチ４８は斜めノッチ４２と角度
、高さ及びノッチとノッチとの間の間隔が同じである寸法を有する。好適な実施
例において、また、真直なノッチ３６は斜めノッチ４２及び４８の高さよりも大
きい高さを有する。
【００１６】 斜めノッチの方向は本発明の例示した好適な実施例において変えることができ
るけれども、これは本発明にとって本質的なものではない。真直なノッチと組み
合わせる斜めノッチの利点は、斜めノッチが真直なノッチと斜めのノッチとの交
差部に形成される一層大きな開放部である区域に向かって傾斜することにある。
この“谷部”は、真直なノッチを形成するときに斜めのノッチを平らにすること
により形成される。この一層大きな開放部は、すす吹き又は水洗浄中熱伝達要素
積重体から粒子又は付着物を取り除いて清浄にするための通路を提供する。
るけれども、これは本発明にとって本質的なものではない。真直なノッチと組み
合わせる斜めノッチの利点は、斜めノッチが真直なノッチと斜めのノッチとの交
差部に形成される一層大きな開放部である区域に向かって傾斜することにある。
この“谷部”は、真直なノッチを形成するときに斜めのノッチを平らにすること
により形成される。この一層大きな開放部は、すす吹き又は水洗浄中熱伝達要素
積重体から粒子又は付着物を取り除いて清浄にするための通路を提供する。
【００１７】 熱伝達要素積重体の熱及び圧力降下性能は特別の設計条件に最適にすることが
できる。なぜなら、液圧直径を斜めノッチにより形成される粗さと無関係に変え
ることができるからである。すなわち、真直なノッチの高さ及びそれ故熱伝達板
間の間隔は、一定の又は減少した斜めノッチ高さを維持しながら、所望するよう
に増大又は減少することができる。これは、斜めノッチが熱伝達板間の間隔を決
定する場合には設計上不可能なものである。
できる。なぜなら、液圧直径を斜めノッチにより形成される粗さと無関係に変え
ることができるからである。すなわち、真直なノッチの高さ及びそれ故熱伝達板
間の間隔は、一定の又は減少した斜めノッチ高さを維持しながら、所望するよう
に増大又は減少することができる。これは、斜めノッチが熱伝達板間の間隔を決
定する場合には設計上不可能なものである。
【００１８】 本発明の熱伝達板は、固有的に非常に剛体なものである。すなわち、本発明の
熱伝達板は最初に真直なノッチにより補強され、それから斜めノッチにより更に
補強される。これによるひとつの利点は、熱伝達板をバスケット内にゆるく詰込
むことができることである。なぜなら、熱伝達板の支持を維持するために緊密な
詰込みはもはや必要とされないからである。そして、このゆるい詰込みの特徴は
すす吹き又は高圧水による洗浄中に熱伝達板が振動又はたわむことを許し、これ
により熱伝達板上の付着物を砕いて解放するのを促進せしめる。
熱伝達板は最初に真直なノッチにより補強され、それから斜めノッチにより更に
補強される。これによるひとつの利点は、熱伝達板をバスケット内にゆるく詰込
むことができることである。なぜなら、熱伝達板の支持を維持するために緊密な
詰込みはもはや必要とされないからである。そして、このゆるい詰込みの特徴は
すす吹き又は高圧水による洗浄中に熱伝達板が振動又はたわむことを許し、これ
により熱伝達板上の付着物を砕いて解放するのを促進せしめる。
【００１９】 真直なノッチと斜めのノッチとの両方を備えている熱伝達板は、同時に２つの
種類のノッチを形成するパターンを有するロールを用いるひとつのノッチングロ
ールの作用を通して、又は２つの異なるノッチングロールの作用を通して原金属
材料を通過させることにより製作することができる。後者の方法は、多少利点が
あるものである。なぜなら、斜めノッチが最初に形成されたときには、真直なノ
ッチを形成するための第２のノッチング作業は斜めノッチを平らにし又は局部的
に取り除き、斜めノッチからのわずかな粗さが熱境界層分裂の目的のために真直
なノッチ上に残るからである。
種類のノッチを形成するパターンを有するロールを用いるひとつのノッチングロ
ールの作用を通して、又は２つの異なるノッチングロールの作用を通して原金属
材料を通過させることにより製作することができる。後者の方法は、多少利点が
あるものである。なぜなら、斜めノッチが最初に形成されたときには、真直なノ
ッチを形成するための第２のノッチング作業は斜めノッチを平らにし又は局部的
に取り除き、斜めノッチからのわずかな粗さが熱境界層分裂の目的のために真直
なノッチ上に残るからである。
【００２０】 以上本発明の好適な実施例を詳細に図示し説明してきたけれども、上記実施例
に対して多くの変形及び変更が当業者によってできることは容易に認識されよう
。したがって、特許請求の範囲は本発明の精神及び範囲内にある変形の全てを包
含するものである。
に対して多くの変形及び変更が当業者によってできることは容易に認識されよう
。したがって、特許請求の範囲は本発明の精神及び範囲内にある変形の全てを包
含するものである。
【図１】 回転再生式空気予熱器を一部切断して示す概略斜視図である。
【図２】 本発明の熱伝達板の１枚の斜視図である。
【図３】 図２の熱伝達板の３−３線断面図である。
【図４】 積重された２枚の熱伝達板の平面図であって、第１の熱伝達板を切断して第２
の熱伝達板を示している。
の熱伝達板を示している。
【図５】 ２枚の熱伝達板を積重する一例を示す断面図である。
【図６】 ２枚の熱伝達板を積重する他の例を示す断面図である。
【図７】 ３枚の積重された熱伝達板の平面図であって、第１及び第２の熱伝達板を切断
して第２及び第３の熱伝達板を示している。
して第２及び第３の熱伝達板を示している。
【図８】 図７の積重された熱伝達板の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カウンターマン ウェイン スタンレー アメリカ合衆国 ニューヨーク 14895 ウェルズビル ルイス・ロード 2410 (72)発明者 シーボルト ジェームズ デービッド アメリカ合衆国 ニューヨーク 14895 ウェルズビル リバービュー・ドライブ 1932
Claims (7)
- 【請求項１】 ロータを有する回転再生式熱交換器のための熱伝達要素であって、複数の積重
されて互いに間隔を置いている熱交換板を包含し、これらの熱交換板が前記ロー
タ内に配置されて、それらの間に前記ロータを通してほぼ軸方向への流体流れの
ためのチャンネルを形成している熱伝達要素において、前記複数の熱交換板の各
々が、 ａ 前記熱交換板に互いに間隔を置いて形成されて前記流体流れの方向とほぼ
平行な方向に延びている複数の真直なノッチと、 ｂ 前記熱交換板に互いに平行に間隔を置いて形成されていると共に前記熱交
換板の平らな部分により分離され、かつ前記真直なノッチ及び前記流体流れの方
向に対して斜めに延びていると共に隣接する前記真直なノッチ間に延びている複
数の斜めノッチと、 を包含している熱伝達要素。 - 【請求項２】 前記真直なノッチが前記熱交換板の平面よりも高い第１の選定高さを有すると
共に、前記斜めノッチが前記熱交換板の平面よりも高い第２の選定高さを有し、
前記第２の高さが前記第１の高さと等しいか又はそれよりも小さい請求項１記載
の熱伝達要素。 - 【請求項３】 前記第２の高さが前記第１の高さよりも小さい請求項２記載の熱伝達要素。
- 【請求項４】 前記軸方向に測定される前記斜めノッチ間の前記熱交換板の前記平らな部分の
寸法が前記第２の選定高さの少なくとも３倍である請求項２記載の熱伝達要素。 - 【請求項５】 隣接して積重されて間隔を置いている２枚の前記熱交換板における前記斜めノ
ッチと前記流体流れの方向との間に形成される斜めの角度が、前記流体流れの方
向に正反対の角度で延びている請求項１記載の熱伝達要素。 - 【請求項６】 ロータを有する回転再生式熱交換器のための熱伝達要素であって、複数の種重
されて互いに間隔を置いている熱交換板を包含し、これらの熱交換板が前記ロー
タ内に配置されて、それらの間に前記ロータを通してほぼ軸方向への流体流れの
ためのチャンネルを形成している熱伝達要素において、 前記複数の熱交換板が複数の第１の熱交換板と複数の第２の熱交換板とから成
って、前記第１の熱交換板が前記第２の熱交換板と交互に並び、 前記第１の熱交換板の各々が、前記第１の熱交換板に互いに間隔を置いてかつ
前記流体流れの方向とほぼ平行な方向に形成されている複数の真直なノッチと、
前記第１の熱交換板に互いに平行に間隔を置いて形成されていると共に前記第１
の熱交換板の平らな部分により分離され、かつ前記真直なノッチ及び前記流体流
れの方向に対して斜めに延びていると共に隣接する前記真直なノッチ間に延びて
いる複数の斜めノッチとを包含し、 前記第２の熱交換板の各々が、真直なノッチを包含しないで、前記第２の熱交
換板に互いに平行に間隔を置いて形成されていると共に前記第２の熱交換板の平
らな部分により分離され、かつ前記第２の熱交換板を横切って前記流体流れの方
向に対して斜めに延びている複数の斜めノッチを包含している熱伝達要素。 - 【請求項７】 隣接する前記第１及び第２の熱交換板における前記斜めノッチと前記流体流れ
の方向との間に形成される斜めの角度が、前記流体流れの方向に正反対の角度で
延びている請求項６記載の熱伝達要素。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/929,037 | 1997-09-15 | ||
| US08/929,037 US5899261A (en) | 1997-09-15 | 1997-09-15 | Air preheater heat transfer surface |
| PCT/US1998/019042 WO1999014543A1 (en) | 1997-09-15 | 1998-09-11 | Air preheater heat transfer surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001516866A true JP2001516866A (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=25457222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000512045A Pending JP2001516866A (ja) | 1997-09-15 | 1998-09-11 | 空気予熱器の熱伝達表面 |
Country Status (14)
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|---|---|
| US (1) | US5899261A (ja) |
| EP (1) | EP1015834B1 (ja) |
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| CZ (1) | CZ2000909A3 (ja) |
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| ES (1) | ES2163889T3 (ja) |
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| TW (1) | TW403820B (ja) |
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| WO2018125134A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Arvos, Ljungstrom Llc. | A heat transfer sheet assembly with an intermediate spacing feature |
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1998
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