JP5086064B2 - 複数の管の配列を有する熱交換器 - Google Patents
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Description
Claims (38)
- ハウジングと、
このハウジング内に設けられ、第1の流体を移送するように構成されている複数の第1の流体導管の配列と、
前記ハウジング内に設けられ、第1の流体を移送するように構成されている複数の第2の流体導管の配列と、
前記ハウジング内に設けられ、このハウジングの内面およびハウジングの横断面を横切って延びている第1のバッフルプレートにより規定されていて、第2の流体を移送するように構成されている第1の流体通路と、を具備し、
前記第1のバッフルプレートは、前記第1の流体通路を第1の流路と第2の流路とに分割するように構成されており、
前記第1の流体導管の配列は、前記第1の流路を通って延びており、前記第2の流体導管の配列は、前記第2の流路を通って延びており、
断熱材料よりなる第1の複数のブロックを有する第1の断熱層が、前記ハウジングの外面のまわりに設けられており、
第1のケーシングが、この第1の断熱層の外面のまわりに設けられており、
前記第1の流体通路と、第2の流体通路とを前記ハウジング内に規定するように構成された密封帯域を更に具備し、
前記密封帯域は、
前記ハウジングの横断面全体を横切って延びている第2のバッフルプレートと、
前記ハウジングの横断面全体を横切って延びていて、前記第2の流体通路を規定している第3のバッフルプレートと、
前記第2のバッフルプレートと前記第3のバッフルプレートとの間に設けられた耐火性ガスケットと、
前記第2のバッフルプレートと前記第3のバッフルプレートとの間に設けられた膨張材料の層と、を備えており、
前記第1の流体導管の配列および前記第2の流体導管の配列は、前記第2のバッフルプレートと、前記第3のバッフルプレートと、前記耐火性ガスケットと、前記膨張材料の層とを通って延びている、熱交換装置。 - 前記第1の流体通路は、入口および出口を有しており、前記出口は、前記入口より垂直方向で上方の位置に設けられている、請求項1に記載の熱交換装置。
- 前記第1の流体通路は、入口と、第1の出口と、第2の出口とを有しており、前記第1の出口は、前記第1の流路に連結されており、前記第2の出口は、前記第2の流路に連結されており、また、前記第1の出口および前記第2の出口は、入口より垂直方向で上方の位置に設けられている、請求項1に記載の熱交換装置。
- 前記第1の流体通路の出口に流体連結されている追加の流体通路を有するプレヒータ部分を更に具備しており、このプレヒータ部分は、前記追加の流体通路を通って延びている第3の流体導管を有しており、この第3の流体導管は、第1の流体を移送するように構成されており、また、この流体導管は、前記第1の流体導管の配列および第2の流体導管の配列に流体連結されている入口マニホールドに流体連結されている、請求項1に記載の熱交換装置。
- 前記第1の流体通路の前記出口は、膨張差を許容するように構成された流体密封ジョイントにより前記追加の流体通路に連結されている、請求項4に記載の熱交換装置。
- 前記流体密封ジョイントは、スリップジョイントである、請求項5に記載の熱交換装置。
- 前記流体密封ジョイントは、布または金属ベローである、請求項5に記載の熱交換装置。
- 前記プレヒータ部分と前記入口マニホールドとの間で前記第3の流体導管に沿って設けられたボイラーを有するボイラー部分を更に具備しており、また、前記追加の流体通路は、前記ボイラー部分を通って延びており、そして、前記ボイラーは、前記プレヒータと前記第1の流体通路の前記出口との間の位置で前記追加の流体通路を通って延びている、請求項4に記載の熱交換装置。
- 過熱器部分を更に具備しており、前記追加の流体通路は、前記過熱器部分を通って延びており、前記第3の流体導管は、前記ボイラー部分と前記第1の流体通路の前記出口との間の位置で前記追加の通路を通って延びている、請求項8に記載の熱交換装置。
- 前記過熱器部分は、前記第1の流体通路の前記出口より垂直方向で上方の位置に設けられており、前記ボイラー部分は、前記過熱器部分より垂直方向で上方の位置に設けられており、また、前記プレヒータ部分は、前記ボイラー部分より垂直方向で上方の位置に設けられている、請求項9に記載の熱交換装置。
- 前記第1の流体通路は、入口を有しており、また、前記第1の流体通路の前記出口は、前記入口より垂直方向で上方の位置に設けられている、請求項10に記載の熱交換装置。
- 前記追加の流体通路の出口に設けられた排気ファンを更に具備している請求項11に記載の熱交換装置。
- 前記第1の流体通路は、入口と、第1の出口と、第2の出口とを有しており、前記第1の出口は、前記第1の流路に連結されており、前記第2の出口は、前記第2の流路に連結されており、また、前記第1の出口および前記第2の出口は、前記入口より垂直方向で上方の位置に設けられている、請求項10に記載の熱交換装置。
- 前記追加の流体通路の出口に設けられた排気ファンを更に具備している請求項13に記載の熱交換装置。
- 第1の容器と、
この第1の容器の上に積重ねられるように構成された第2の容器と、を更に具備しており、
前記ハウジングは、底モジュールとして規定されており、
前記過熱器部分、前記ボイラー部分および前記プレヒータ部分は、頂モジュールとして規定されており、
前記底モジュールは、前記第1のハウジング内に収容されており、
前記頂モジュールは、前記第2のハウジング内に収容されており、
前記第2の容器が前記第1の容器の上に積重ねられると、前記第1の流体通路の前記出口は、前記追加の流体通路に連結される、請求項10に記載の熱交換装置。 - 前記第1の流体導管の配列は、前記第1のバッフルプレートを通って延びており、前記第2の流体導管の配列は、前記第1のバッフルプレートを通って延びている、請求項1ないし15のいずれか1に記載の熱交換装置。
- 前記第1の流体導管の配列は、これの夫々の流体導管の外面に設けられた第1の複数の熱伝達フィンを有しており、これら第1の複数の熱伝達フィンは、前記第1の流路内で延びており、
前記第2の流体導管の配列は、これの夫々の前記流体導管の外面に設けられた第2の複数の熱伝達フィンを有しており、これら第2の複数の熱伝達フィンは、前記第2の流路内で延びている、請求項1ないし16のいずれか1に記載の熱交換装置。 - 前記第1の流体導管の配列は、流体導管の第1の列を有しており、前記流体導管の第1の列は、第1の管状入口マニホールドおよび第1の管状出口マニホールドに流体連結されており、前記流体導管の第1の列は、その外面に第1の熱伝達フィンを有しており、前記第1の熱伝達フィンは、前記第1の流路内で延びており、
前記第1の流体導管の配列は、流体導管の第2の列を有しており、この流体導管の第2の列は、第2の管状入口マニホールドおよび第2の管状出口マニホールドに流体連結されており、前記流体導管の第2の列は、これの外面に第2の熱伝達フィンを有しており、前記第2の熱伝達フィンは、前記第1の流路内で延びている、請求項1に記載の熱交換装置。 - 前記第1の流体導管の配列は、流体導管の第1の列および流体導管の第2の列を有しており、これら流体導管の第1の列および前記流体導管の第2の列は、管状入口マニホールドに流体連結されている、請求項1に記載の熱交換装置。
- 前記第1の流体導管の配列は、流体導管の第1の列および流体導管の第2の列を有しており、これら流体導管の第1の列および前記流体導管の第2の列は、管状出口マニホールドに流体連結されている、請求項1に記載の熱交換装置。
- 前記耐火性ガスケットおよび前記膨張材料の層は、前記第2のバッフルプレートと前記第3のバッフルプレートとの間の隙間を実質的に完全に埋めている、請求項1に記載の熱交換装置。
- 前記膨張材料の層は、約300℃より高い温度で膨張する材料で作られている、請求項1または21に記載の熱交換装置。
- 前記第1の流体通路の出口と前記第2の流体通路の入口とを連結する追加の流体通路と、
前記追加の通路に沿って設けられていて、前記第2の流体通路の前記入口に入る第2の流体を加熱すように構成されているバーナーと、を更に具備している請求項1に記載の熱交換装置。 - 前記第1の流体通路の入口に流体連結された入口流体通路を有するプレヒータを更に具備しており、このプレヒータは、前記入口流体通路を通って延びている第3の流体導管を有しており、この第3の流体導管は、第1の流体を移送するように構成されており、また、この第4の流体導管は、前記第1の流体導管の配列および前記第2の流体導管の配列に流体連結されている出口マニホールドに流体連結されており、
前記入口通路に流体連結されていて、前記バーナーの上流の位置で前記追加の通路に流体連結されている低温燃焼入口と、
この低温燃焼入口から前記プレヒータへの、および前記低温燃焼入口から前記バーナーへの第2の流体の流れを制御するための制御手段と、を更に具備している、請求項23に記載の熱交換装置。 - 前記制御手段は、
前記低温燃焼入口から前記プレヒータへの第2の流体の流れを制御するために前記低温燃焼入口と前記プレヒータとの間に設けられた第1の弁と、
前記低温燃焼入口から前記バーナーへの第2の流体の流れを制御するために前記低温燃焼入口と前記バーナーとの間に設けられた第2の弁と、を備えている、請求項24に記載の熱交換装置。 - 前記第1の弁および前記第2の弁を制御するために前記第1の弁および前記第2の弁に連結された制御リンク仕掛けを駆動するように構成されたアクチュエータを更に具備している請求項25に記載の熱交換装置。
- 前記第1の弁を制御するように構成された第1のアクチュエータと、前記第2の弁を制御するように構成された第2のアクチュエータとを更に具備している請求項25に記載の熱交換装置。
- 前記制御手段は、前記低温燃焼入口と前記プレヒータとの間の流れと、前記低温燃焼入口と前記バーナーとの間の流れとを連続的に調整するように構成された弁を備えている、
請求項24に記載の熱交換装置。 - 前記制御手段は、
前記低温燃焼入口を前記プレヒータに連結する第1の管と、
前記低温燃焼入口を前記バーナーに連結する第2の管と、
流れを調整するように構成された弁と、を備えており、
この弁は、前記第1の管と前記第2の管とのうちの一方に設けられており、
前記第1の管と前記第2の管とのうちの他方は、弁を有していない、請求項24に記載の熱交換装置。 - 前記第1の流体導管の配列の流体導管には、これの外面に補強用外側スリーブが設けられている、請求項1ないし29のいずれか1に記載の熱交換装置。
- 前記補強用外側スリーブは、前記ハウジング内の帯域に設けられており、この帯域は、少なくとも約900℃の温度の第2の流体を受け入れるようになっている、請求項30に記載の熱交換装置。
- 前記帯域は、少なくとも約1000℃の温度の第2の流体を受け入れるようになっている、請求項31に記載の熱交換装置。
- 前記補強用外側スリーブは、前記第1の流体導管の配列の前記流体導管を形成するのに使用される材料と異なる材料から製造されている、請求項30ないし32のいずれか1に記載の熱交換装置。
- 前記第1の流体導管の配列の前記流体導管を形成するのに使用される材料は、第1の流体の環境条件に基づいて選択され、また、前記補強用外側スリーブを形成するのに使用される材料は、第2の流体の環境条件に基づいて選択される、請求項33に記載の熱交換装置。
- 前記第2の流体導管の配列の夫々の流体導管には、これらの外面に補強用外側スリーブが設けられている、請求項30に記載の熱交換装置。
- 前記第1のケーシングの外面のまわりに設けられた断熱材料よりなる第2の複数のブロックを有する第2の断熱層と、
前記第2の断熱層の外面のまわりに設けられた第2のケーシングと、を更に具備しており、
前記断熱材料よりなる前記第2の複数のブロックは、前記断熱材料よりなる第1の複数のブロックの間の隙間に重なるように位置されている、請求項1ないし35のいずれか1に記載の熱交換装置。 - 前記断熱材料よりなる第1の複数のブロックおよび前記断熱材料よりなる第2の複数のブロックは、断熱耐火性ボードで構成されており、前記第1のケーシングおよび前記第2のケーシングは、亜鉛めっきシート金属のパネルで構成されている、請求項36に記載の熱交換装置。
- 前記第1ケーシングは、ハウジングの外面のまわりに設けられた断熱材料よりなるブロックを有する断熱層の外面のまわりに設けられ、
前記第1ケーシングの外面のまわりに設けられた断熱材料よりなるブロックを有する複数の断熱層のうちの最も外側の断熱層の外面のまわりに設けられた第2のケーシングと
、を更に具備している、請求項1に記載の熱交換装置。
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