JP5810237B1 - 輻射式熱交換器 - Google Patents
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Abstract
Description
[13]22.5%以上の熱交換率で前記熱交換をすることが可能な前記[1]〜[12]のいずれか1項に記載の輻射式熱交換器。
2 パイプ
3 耐火材(炭化ケイ素等)
3a 耐火材(キャスタブル等)
4 ケース
10 輻射式熱交換器
11 内筒
12 外筒
12a 開口部
21 流体入口
22 流体出口
40 ケース本体
41 導入口
42 導出口
43 ルート画定部材
DF 放熱側流体
FP 流路
G 間隙
IS 内側空間
RF 受熱側流体
SS 密閉空間
Claims (13)
- 内筒と、前記内筒の外側に所定の間隙を介在させて配設された外筒と、からなる二重筒を備え、前記内筒の内側空間を通過する高温の放熱側流体から、前記二重筒を介して、前記二重筒の前記間隙を通過する受熱側流体に、熱交換をする輻射式熱交換器であって、
前記外筒は、熱交換前の前記受熱側流体を前記間隙に取り入れるとともに、熱交換後の前記受熱側流体を前記間隙から取り出すための、周方向に形成された軸方向に所定幅の開口部を有し、
前記輻射式熱交換器は、前記内筒の内面側に、その両端が流体入出口として前記二重筒の前記間隙にそれぞれ連通するように配設された少なくとも1本のパイプと、
前記外筒の外周上に、前記外筒の前記開口部を上方から覆うように所定の密閉空間を保有しつつ配設された、熱交換前の前記受熱側流体を外部から導入する導入口と、熱交換後の前記受熱側流体を外部に導出する導出口と、熱交換前の前記受熱側流体が前記二重筒及び前記パイプを通過するルートを画定するルート画定部材と、を有するケースと、をさらに備え、
前記ルート画定部材は、前記内筒の外面から前記外筒の前記開口部を貫通して前記密閉空間を2つに区画するように配設された鍔状部材であり、
前記内筒の内側空間を通過する前記放熱側流体から、前記二重筒及び前記パイプを介して、前記二重筒の前記間隙及び前記パイプを通過する前記受熱側流体に、熱交換をするように構成されたことを特徴とする輻射式熱交換器。 - 前記ルート画定部材は、前記内筒の外面からの角度及び前記開口部を貫通する位置が調整可能である請求項1に記載の輻射式熱交換器。
- 前記ケースの前記導入口を経由して外部から導入された熱交換前の前記受熱側流体は、前記ルート画定部材で区画された一方の前記密閉空間に属する前記外筒の前記開口部から流入して前記二重筒の前記間隙を通過し、前記パイプの一端から流入して前記パイプを通過し、前記パイプの他端から前記二重筒に流入して前記間隙を通過し、他方の前記密閉空間に属する前記外筒の前記開口部から流出し、前記ケースの前記導出口から熱交換後の前記受熱側流体として外部に導出され、前記二重筒及び前記パイプを介して、熱交換をするように構成された請求項1又は2に記載の輻射式熱交換器。
- 前記二重筒の前記内筒の前記内面及び前記パイプの外周を被覆保護するとともに、前記放熱側流体の所定の流路を形成するように所定の厚さで配設された耐火材をさらに備え、前記耐火材から形成された前記流路を通過する前記放熱側流体から、前記耐火材、前記二重筒及び前記パイプを介して、前記二重筒の前記間隙及び前記パイプを通過する前記受熱側流体に、熱交換をするように構成された請求項1〜3のいずれか1項に記載の輻射式熱交換器。
- 前記耐火材は、厚さが50〜400mmの円筒状で、少なくとも一部の材質が炭化ケイ素、アルミナ、又はシリカからなる請求項4に記載の輻射式熱交換器。
- 前記耐火材は、前記パイプの前記両端の外周を被覆保護する部分の材質が、キャスタブル、セラミックファイバー、又は耐火・断熱煉瓦からなる請求項5に記載の輻射式熱交換器。
- 内筒と、前記内筒の外側に所定の間隙を介在させて配設された外筒と、からなる二重筒を備え、前記内筒の内側空間を通過する高温の放熱側流体から、前記二重筒を介して、前記二重筒の前記間隙を通過する受熱側流体に、熱交換をする輻射式熱交換器であって、
前記内筒の内面側に、その両端が流体入出口として前記二重筒の前記間隙にそれぞれ連通するように配設された少なくとも1本のパイプと、
前記二重筒の前記内筒の前記内面及び前記パイプの外周を被覆保護するとともに、前記放熱側流体の所定の流路を形成するように所定の厚さで配設された耐火材と、をさらに備え、
前記耐火材は、厚さが50〜400mmの円筒状で、少なくとも一部の材質が炭化ケイ素、アルミナ、又はシリカからなり、かつ、前記パイプの前記両端の外周を被覆保護する部分の材質が、キャスタブル、セラミックファイバー、又は耐火・断熱煉瓦からなり、
前記耐火材から形成された前記流路を通過する前記放熱側流体から、前記耐火材、前記二重筒及び前記パイプを介して、前記二重筒の前記間隙及び前記パイプを通過する前記受熱側流体に、熱交換をするように構成されたことを特徴とする輻射式熱交換器。 - 前記二重筒の前記外筒は、熱交換前の前記受熱側流体を前記間隙に取り入れるとともに、熱交換後の前記受熱側流体を前記間隙から取り出すための、周方向に形成された軸方向に所定幅の開口部を有する請求項7に記載の輻射式熱交換器。
- 前記外筒の外周上に、前記外筒の前記開口部を上方から覆うように所定の密閉空間を保有しつつ配設された、熱交換前の前記受熱側流体を外部から導入する導入口と、熱交換後の前記受熱側流体を外部に導出する導出口と、熱交換前の前記受熱側流体が前記二重筒及び前記パイプを通過するルートを画定するルート画定部材と、を有するケースをさらに備えた請求項8に記載の輻射式熱交換器。
- 前記ケースの前記導入口を経由して外部から導入された熱交換前の前記受熱側流体は、前記ルート画定部材で区画された一方の前記密閉空間に属する前記外筒の前記開口部から流入して前記二重筒の前記間隙を通過し、前記パイプの一端から流入して前記パイプを通過し、前記パイプの他端から前記二重筒に流入して前記間隙を通過し、他方の前記密閉空間に属する前記外筒の前記開口部から流出し、前記ケースの前記導出口から熱交換後の前記受熱側流体として外部に導出され、前記耐火材、前記二重筒及び前記パイプを介して、熱交換をするように構成された請求項9に記載の輻射式熱交換器。
- 前記二重筒は、5〜100mmの前記間隙を介在させて配設された、直径が150〜1500mm、長さが500〜3500mmで、材質が鉄、ステンレス、耐熱鋳鋼、又は非鉄金属からなる前記内筒、及び直径が155〜1600mm、長さが500〜3500mmで、材質が鉄、ステンレス、耐熱鋳鋼又は非鉄金属からなる前記外筒から構成されてなる請求項1〜10のいずれか1項に記載の輻射式熱交換器。
- 前記放熱側流体は、1300℃を超える燃焼排ガス、又は空気である請求項1〜11のいずれか1項に記載の輻射式熱交換器。
- 22.5%以上の熱交換率で前記熱交換をすることが可能な請求項1〜12のいずれか1項に記載の輻射式熱交換器。
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