JPH0252798B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特許請求の範囲第１項の「…におい
て」までの部分に述べたような熱交換器にかかわ
る。スイス特許出願6812／81−４はこの種の熱交
換器にかかわるものであるが、この熱交換器で
は、ガスからの固体粒子がたまる傾向のある熱交
換面に手入れ等のために接近することが、まつた
く複雑でほねのおれる仕事であることがわかつて
いる。

本発明の目的は、前記のような種類の熱交換器
を、前記先行出願の熱交換器に比べてその構造を
簡単にしそして手入れ等を容易ならしめるように
改良することである。すなわち、本発明は、特許
請求の範囲第１項の特徴事項部分の構成によつて
問題を解決する。ガス降下コラム（以下、降下コ
ラムという）が引き抜かれたのち、それを上方か
らと下方から検査し、そして要すればよく清掃す
ることができる。降下コラムが引き抜かれたの
ち、それに隣接するガス上昇コラム（以下、上昇
コラムという）を容易に検査し、そして要すれば
降下コラムのための空所から手入れすることがで
きる。

特許請求の範囲第２項の特徴事項記述部分の構
成により、上昇コラムの中の熱交換面にいつそう
接近しやすくなる。というのは、二つ以上の上昇
コラムが使用されれば、それらの横断面はただ一
つの上昇コラムが備えられるときよりも一層平ら
になるからである。

特許請求の範囲第３項に記述したように降下コ
ラムの壁をつるすことは、圧力容器の頂部での分
離作業の必要をなくし、降下コラムの引き抜きを
容易ならしめる。

特許請求の範囲第４項は、降下コラムの壁の外
側表面がまた一つ以上の上昇コラムの壁として働
くという別の利点を与える。これらの壁は非常に
容易に手入れすることができる。

特許請求の範囲第１項による熱交換器は、それ
に例えば水を供給する管を頂部から降下コラムを
通して降下させることを可能にするのに対して、
特許請求の範囲第５項は、そのような降下管を避
けることを可能にする。しかし、この場合、降下
コラムを取りはずすためにはそらせ室に接近しな
ければならず、そして分配器に対するその可撓性
のある接続部分を分離しなければならない。

特許請求の範囲第６項のものは、構造を簡単に
する。

特許請求の範囲第７項に従つて管を二つの群に
分けることは、降下コラムの二つのまつすぐな縦
方向の継ぎ目と一つの周囲の継ぎ目を開くだけに
よつて、取りはずされた降下コラムを検査、清
掃、および／または修理のためにまつたく容易に
開くことを可能にする。

特許請求の範囲第８項によれば、上昇コラムの
壁の膨張の問題は小さくなるとともにすす吹きを
側方から圧力容器の壁と各上昇コラムの壁を貫い
て容易に延ばすことができる。

本発明を、図面に略示する一実施例についてさ
らに詳細に説明する。

第１図と第２図に示されていない熱交換器の中
央部分は、第１図と第２図に示す上方部分と下方
部分の長さの数倍である。

熱交換器を受ける円筒形圧力容器１は、フラン
ジ４，５によつて密閉するように相互に接続され
た上方部分２と下方部分３からなつている。上方
部分２は、互いに横方向に向かい合つて置かれそ
して固体粒子を含みかつ冷却を要するガスがはい
る二つの入口スピゴツト７，８を有している。二
つのコレクタ１０，１１が、入口スピゴツト７，
８の共通の軸線と平行に、そして反対方向から上
方部分２を通つて延び、そしてほぼ上方部分２の
反対側の壁まで延びている。一つの管列１２，１
３がコレクタ１０に接続され、そして他の二つの
管列１４，１５がコレクタ１１に接続され、各列
はまつすぐな垂直の管から成つている。管列１
４，１５の各管の底端は２個あるうちの上方の分
配器１６に接続され、そして管列１２，１３の各
管の底端は下方の分配器１７に接続されている。

底端が分配器１６に接続される管１９が、管列
１４と１５の上端の近くで、そしてそれらの最外
方の管の間でコレクタ１１に接続されている。同
様に、下方の分配器１７に接続される管２２が、
管列１２，１３の上端の近くで、コレクタ１０に
接続されている。さらに、管列１２，１５の最外
方の管の間に管２０が置かれ、該管２０は２本の
管１９のようにその頂部をコレクタ１１に接続さ
れ、そしてその底端を上方の分配器１６に接続さ
れている。最外方にある管列１４，１３の隣接す
る各管は、ウエブ２３によつて密閉するように相
互に接続されて、ガスのための降下コラム２５
（第４図）の二つの縦の壁をつくつている。長方
形横断面の降下コラム２５を横の壁をつくるため
に、管列１３，１２，１５および１４のそれぞれ
２本の最外方の管がウエブ２４によつて中間の管
２２，２０および１９に密閉するように溶接され
ている。降下コラム２５の中で管列１３，１４と
平行に延びる２つの管列１２，１５は、中間の壁
をなすが、この管列の管は、互いの方へ延びてい
るがいつしよに溶接されない縦方向のひれを有し
ている。

入口スピゴツト７，８の近くで、管列１２，１
３，１４，１５のそれぞれ２本の最外方の管、管
列１２，１５のそれぞれ２本の最外方の次の管、
および管１９，２０、および２２は、近接した距
離を置いて当該スピゴツト７，８の内側輪郭に従
うように、そして冷却を要するガスを通すため
に、ほぼ円筒形横断面を形成するように外向きに
湾曲されている。したがつて、各入口スピゴツト
ごとに、コレクタ１０から出た４本の管は、第２
図のように、スピゴツトの中央からの片半分内に
置かれ、そしてコレクタ１１から出た５本の管
は、スピゴツトの中央からの他の片半分内に置か
れる。このことは、第３図を参照することによつ
て最もよく理解される。第２図では、コレクタ１
１について上記した構成を示すべく、４本でなく
５本の管を入口スピゴツト７について示してい
る。

降下コラム２５の境界壁をつくる各管は、高さ
水準Ｈまでだけ密閉するようにいつしよにウエブ
を溶接されている。そこから下ではウエブがな
く、そして管列１２，１５の管にもひれがない。
したがつて、高さ水準Ｈの下方にあるそらせ室ま
で降下したガスは、妨げられずに横方向に動くこ
とができる。そらせ室内で分配器１６のすぐ上方
に傾斜した板２７が置かれ、それは固体粒子が分
配器１６，１７の上にたまることを防ぎ、そして
またそらせ室２６の中に対称的な流れの状態を生
ずる。

また、ウエブ２３，２４は、上方では高さ水準
ｈまで延びている。ウエブ２３，２４の頂端の近
くにおいて円筒形の金属フード２８が降下コラム
２５の縦の壁に密閉するように接続され、そして
その両端面にはおのおの一つの金属の略円形状の
セグメント２９が溶接されている。セグメント２
９の弦は、降下コラム２５の横の壁に接続してい
る。フード２８と降下コラムの縦の壁は、下方へ
高さ水準h′まで外側に熱絶縁体３３を有してい
る。

各入口スピゴツト７と８の中には、それらとそ
の内部輪郭に沿つて曲げられた管との間にスリー
ブ３０が配置され、その外端は外方へ向けられた
フランジ３１を有している。各スリーブ３０の内
端は、降下コラム２５の管列１３，１４の最外方
の管と気密に接続され、二つの円形金属部分３２
が各スリーブに挿入されている。スリーブ３０
は、熱膨張の差を吸収するためにベローすなわち
ブーツ部分３４を有している。硬化することので
きる絶縁化合物がスピゴツト７と８の中で、管の
湾曲部とスリーブ３０の間に配入されており、該
絶縁物は管の間の空隙を満たし、こうして入口ス
ピゴツト７と８を通つて流入するガスからかなり
それらを保護する。

冷却されたガスの二つの出口スピゴツト３６，
３７が、入口スピゴツト７，８の共通の軸線と垂
直の平面内で圧力容器１の下方部分３に配置され
ている。二つの同軸の出口スピゴツト３６，３７
の上方で、かつ下方部分３のフランジ５の下方
で、二つの入口コレクタ３８，３８′が出口スピ
ゴツト３６，３７と平行に、しかし圧力容器の軸
線から横方向に片寄つて、圧力容器１を通つて延
び、この入口コレクタ３８，３８′は、管列１４
または１３によつてつくられた降下コラムの縦の
壁の直前で終わつている。入口コレクタ３８，３
８′のおのおのは圧力容器１の中の金属の壁３９
を貫いて延びている。第４図に示すように、二つ
の前記壁３９は、四つの狭い金属の壁４０、四つ
の狭い金属の壁４１、および二つの金属の壁４２
とともに十字形横断面のコラムすなわちシヤフト
をつくつている。密閉するようにいつしよに溶接
された管によつてつくられた降下コラムすなわち
シヤフトは、前記十字形コラムの中心地帯を通つ
て延びることとなる。したがつて、ガス上昇のた
めの上昇コラムすなわちシヤフト４６，４６′と
して働くポケツトは、降下コラム２５の両側で当
該十字形コラムの内側にあることとなる。各上昇
コラム４６，４６′の中には、おのおの５本の曲
がりくねつた管４８の形の三つの管群４７が配置
されている（第２図、４図）。該管４８は、それ
らの頂端で、それぞれの上昇コラムの中にある前
記入口コレクタ３８または３８′に接続されてい
る。一方、該管４８の底端は、二つの出口コレク
タ５８，５８′に接続されている。出口コレクタ
５８，５８′の軸線は、入口スピゴツト７，８と
平行に延びているが圧力容器の軸線から横方向に
片寄つている。出口コレクタ５８，５８′は圧力
容器１の下方部分３を通り、そして協働する上昇
コラム４６，４６′のおのおの一つの金属の壁４
０を貫いて延びている。曲がりくねつた管４８
は、その垂直の腕部のところで、12本の細長片す
なわち帯金５１に取り付けられた支持体５０によ
つて支えられている（第２図）。帯金５１は、圧
力容器の下方部分３の頂縁に溶接され、そして壁
３９を貫いて延びる４対のブラケツト５３につる
されている。12本の帯金５１がブラケツト５３に
堅く取り付けられている場所の上方で、二つの上
昇コラム４６，４６′は、前記壁３９から降下コ
ラム２５の縦の壁の近くまで延びるカバー板５５
によつて閉ざされている。壁３９には、出口スピ
ゴツト３６，３７と対向した長方形の開口５６が
つくられている。分配器１６と１７の近くで、壁
３９，４２は傾斜した壁３９′，４２′にそれぞれ
連なり、該壁３９′，４２′には円筒形部材６２が
傾斜面６０をもつて接続され、該円筒形部材６２
は圧力容器１の垂直のスピゴツト６４に接続され
ている。壁３９から４２までは、当該コラムの高
さにわたつていくつかの外方へ曲げられたひだ状
の膨張波形体６６を備え、それらはＹ形横断面を
有し、そしてほぼ三角形の支持部材６８に取り付
けられている。該波形体６６は、その片側に溶接
されたカバー帯板６９によつて、その内側で橋絡
されている。壁３９から４２まで、カバー板５
５、傾斜した壁３９′，４２′および円筒形部材６
２は、絶縁物からなる外側の層７０を有してい
る。

膨張ループ７２，７３が各分配器１６，１７の
それぞれの下側に接続され、該各ループは、三つ
の平行の腕と、それらを相互に接続するベンド７
４を含んでいる。該二つのループ７２，７３の最
後の腕は夫々壁４２′を貫き、そして圧力容器１
を貫いて延び、供給管（図示せず）に接続されて
いる。

前記した波形体６６の存在により、壁３９から
４２までは圧力容器の壁に対して熱交換器の長手
方向に、もし動くとしてもごく少ししか動かず、
したがつて圧力容器の下方部分３と壁３９を通つ
て延びるすす吹き７８（その二つだけが第１図と
第４図に示されている）が備えられることができ
る。すす吹き７８は、固定的にも、回転可能に
も、長手方向に可動にもすることができる。この
種のすす吹きすなわちシヨツトピーニング装置
は、膨張がほとんど問題にならない場合には、降
下コラム２５の上方部分に備えられることができ
る。

熱交換器は、次のように作動する。

固体不純物を含んでいる冷却を要するガスは、
入口スピゴツト７，８を通つて熱交換器にはい
る。ガスは降下コラム２５を通つて下降し、そし
てその底端で固体粒子の大部分は傾斜した板２７
に沿つて外向き転向され、そして傾斜した壁３
９′，４２′によつてつくられたじようごの中に落
ちる。落ちた固体は、周期的に、または要すれば
連続的にじようごから垂直のスピゴツト６４を通
して除去されることができる。降下コラム２５を
通つて流れるガスは、そらせ室２６の中で上向き
へそらされてさらに分離効果が生ずる。いまや非
常に低い沈下率を有する粒子だけを含むようにな
つたガスは、次いで上昇コラム４６，４６′を通
つて上昇する。ガスは壁３９の長方形の開口５６
を通り、そして出口スピゴツト３６，３７を通つ
て熱交換器を出る。

熱交換器の中で、入口スピゴツト７，８を通つ
てはいるガスの顕熱は、上述実施例では水または
水蒸気である媒質に移される。水は、それぞれの
膨張ループ７２，７３を通つて分配器１６，１７
にはいる。水は、次いで、好ましくは自然循環に
よつて降下コラム２５の垂直の管を通つて、少な
くともいくぶん蒸発してコレクタ１０，１１に流
れる。媒質は、コレクタ１０，１１を通つて圧力
容器１から出て、水分離器またはドラムボイラの
ドラムに行く。該分離器またはドラムの中で分離
された蒸気は、過熱のために入口コレクタ３８，
３８′を通つて管群４７の管４８にはいり、次い
で出口コレクタ５８，５８′を通つて圧力容器か
ら出て、何らかの装置（図示せず）に供給され
る。

圧力容器の下方部分３と傾斜した壁３９′の間
の空間に固体粒子がたまることは実際にはない。
たまつたとしてもこの空間は出口スピゴツト３
６，３７から接近することができるので、ここに
たまるいかなる少量の粒子も容易に手で除去する
ことができる。

熱交換器を手入れするためには、フランジ４，
５を切り離して上方部分２と下方部分３を互いに
分離する。ついでループ７２の１本の腕とループ
７３の１本の腕を切断したのち上方部分２をコレ
クタ１０，１１に取り付けられた管装置とともに
上方へ引き抜く。したがつて、降下コラムによつ
てそれまで占められていた空間に接近できるよう
になり、そしてそこから上昇コラム４６，４６′
と管群４７を容易に検査して手入れすることがで
きる。もし降下コラム２５を検査する必要があれ
ば、一方で、列１２の２本の最外方の管、そして
他方で２本の管２０との間のウエブ２４が、降下
コラム２５がカキの殻のように開かれることがで
きるように、縦に切られる。相互に接続されてい
ない列１２と１５の管は、列１３，１４によつて
つくられた降下コラムの縦の壁の内側を検査でき
るように、曲げて互いに離されることができる。

図示の実施例の変形として、圧力容器１の上方
部分２は、検査のために下方部分３を下方へ遠ざ
かる方に動かすことができるように、支持構造物
につるすことができる。この場合、下方部分３
は、支持構造物の高さを減らすためにいくつかの
分離可能の部分によつてつくられる。好ましく
は、管接続を圧力容器の内側の前記諸部分の間で
切る必要なしに熱交換器を取りはずすことができ
るように、前記部分と組合される分離された加熱
面とするのがよい。

また、出口スピゴツト３６，３７を下方部分３
の底の部分に配置することもできる。さらに詳し
く述べると、この場合、絶縁物を有するカバー板
５５と壁３９の開口５６は、冷却されたガスが、
全体として圧力容器１の加熱をより均一にして上
昇コラム４６，４６′から上方へ出ることができ
るように省かれることができる。

分配器１６，１７へ横方向に水を供給する代わ
りに、水または他の媒質は、圧力容器１の中に置
かれて上方部分２を貫いて下方に延びる１本以上
の降下管により供給することができる。なお、上
昇コラムや分配器などは１つであつてもよいこと
は明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による熱交換器の上方部分と
下方部分を通る第２図の線−における縦断面
図、第２図は、第１図の鎖線−における縦断
面図、第３図は、第２図の線−における横断
面図、第４図は、第１図の線−におけるもう
一つの横断面図、そして第５図は、第１図の線
−における部分的横断面図である。 図面の符号１……円筒形圧力容器、２……上方
部分、３……下方部分、４，５……フランジ、
７，８……入口スピゴツト、１０，１１……コレ
クタ、１２，１３，１４，１５……管列、１６，
１７……分配器、１９，２０，２２……中間の
管、２３，２４……ウエブ、２５……降下コラ
ム、２６……そらせ室、２８……フード、３６，
３７……出口スピゴツト、３８，３８′……入口
コレクタ、３９，４０，４１，４２……上昇コラ
ムの壁、４６，４６′……上昇コラム、５５……
カバー板、５６……開口、５８，５８′……出口
コレクタ、７８……すす吹き。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固体粒子で汚染された合成ガスのようなガス
   を冷却するための熱交換器であつて、円筒形圧力
   容器の中に配置され、そして熱交換面を有する降
   下コラム及び熱交換面を有する少なくとも一つの
   上昇コラムを有し、前記上昇コラムの壁は前記降
   下コラムの壁の回りに延び、そしてそらせ室が前
   記両コラムの下方に配置されている熱交換器にお
   いて、前記圧力容器は、上方部分及びこれに気密
   に接続されることのできる下方部分からなり、前
   記上昇コラムの壁は前記下方部分につるされてお
   り、また、前記降下コラムの壁は、該降下コラム
   の中にあるすべての加熱面とともに前記上昇コラ
   ムの壁によつて形成された空所から引き抜かれる
   ことができるようにされていることを特徴とする
   熱交換器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の熱交換器におい
   て、前記上昇コラムの壁は、前記降下コラムによ
   つて互いに分離された二つの平行な煙道の回りに
   延びていることを特徴とする熱交換器。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の熱交換器におい
   て、前記降下コラムの壁が前記圧力容器の上方部
   分につるされていることを特徴とする熱交換器。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか一つの項に記載の熱交換器において、前記降
   下コラムの壁が密閉するように相互に接続された
   蒸発器の管の形をとつていることを特徴とする熱
   交換器。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の熱交換器におい
   て、前記蒸発器の管はそれらの底端で少なくとも
   一つの分配器に接続され、該分配器に、前記上昇
   コラムの壁と前記容器の壁を貫いて延びる供給管
   が可撓の管部分を経て接続されていることを特徴
   とする熱交換器。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の熱交換器におい
   て、前記降下コラムが、中間壁を形成する管を有
   し、そしてそれらの底端も前記分配器に接続され
   ていることを特徴とする熱交換器。 ７ 特許請求の範囲第４項記載の熱交換器におい
   て、二つの分配器と二つのコレクタを有するとと
   もに前記降下コラムの壁と前記中間壁をつくる前
   記管は二つの群に分けられ、一つの群は一つの分
   配器と一つのコレクタに接続される一方、もう一
   つの群はもう一つの分配器ともう一つのコレクタ
   に接続されていることを特徴とする熱交換器。 ８ 特許請求の範囲第１項から第７項までのいず
   れか一つの項に記載の熱交換器において、前記上
   昇コラムの壁が、前記圧力容器の壁の熱膨張と異
   なる熱膨張を吸収するために垂直方向に弾力性が
   あり、また、垂直方向に動かないようにその高さ
   に沿つていくつかの箇所で前記圧力容器の壁に接
   続されていることを特徴とする熱交換器。