JPH03168595A - 熱伝達要素組立体 - Google Patents
熱伝達要素組立体Info
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- JPH03168595A JPH03168595A JP2282066A JP28206690A JPH03168595A JP H03168595 A JPH03168595 A JP H03168595A JP 2282066 A JP2282066 A JP 2282066A JP 28206690 A JP28206690 A JP 28206690A JP H03168595 A JPH03168595 A JP H03168595A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
するために多数の間隔を置いた熱伝達要素すなわち熱伝
達板(熱吸収板)の積重体から或る熱伝達要素組立体に
関する。
熱い熱交換気体に接触することにより加熱され、その後
冷たい熱交換気体に接触して熱を伝達する。
、非常によく知られている回転再生式加ハ器てある。典
型的な回転再生式加熱器は多数の室に分割された円筒形
のロー夕を有し、これら室にはそれぞれ間隔を置いて積
重された多数の熱伝達板が配置されている。これら熱伝
達板は、ロー夕が回転するにしたがって、加熱ガス流れ
と加熱しようとする冷たい空気又は他の気体の流れとに
交互にさらされる。熱伝達板は、加熱ガスにさらされる
と、これら加熱ガスから熱を吸収し、それから加熱しよ
うとする冷たい空気又は他の気体にさらされたときに、
これら熱伝達板により加熱ガスから吸収した熱が冷たい
気体に伝達される。このような型式の多くの熱交換器は
、間隔を置いた関係で接近して積重され、隣接するもの
同志がそれぞれの間に熱交換流体を流すための通路を形
威する多数の熱伝達板を有する。
、熱交換流体と熱伝達要素組立体との間における熱伝達
率によって決定される。しかしながら、商業的に優れて
実用上役に立つ熱交換器とは、このような熱伝達能力が
どうかによってのみ決定されず、他の要素例えば熱伝達
要素組立体のコスト及び重量はどうか、またこれに加え
て熱交換器を通過する熱交換流体の流れに対する抵抗す
なわち圧力降下はどうか、流路を掃除するのが容易かど
うか、熟伝達板の構造的剛性はどうかなども加味して決
定される。理想的には、熱伝達板は、これら熱伝達板へ
の熱交換流体からの熱伝達を増加するためにこれら板間
の通路を通して流れる熱交換流体に大きな乱流を生じさ
せ、また同時に通路間の流れに対する抵抗を泪当小さく
しかつこれら板の表面が容易に掃除できるような形状で
あることが良い。
が一般的である。このスートブロヮは、積重した多数の
熱伝達板間の通路を通して高圧空気又は蒸気の吹き付け
を行い、これによりこれら板の表面から微粒子堆積物を
取除いて運び去り、これら板の表面をきれいにする。
問題があった。すなわち、設計上ある一定強さの構造的
剛性が熱伝達板の積重組立体に与えられていないときに
は、比較的薄い熱伝達板に加わる高圧吹き付け媒体のカ
にょって、これら板にクラックが生してしまうことであ
る。
れ独立する熱伝達板を多数の間隔をおいて縮らし、これ
により熱伝達板上を横切る空気又はガスの流れに対して
実質的に平行に延びるとともに予め決めた距離だけ熱伝
達板から外向きに突出する一連のひだ又はノッチを形威
する方法がある。
達要素組立体を形成し、それらのノッチは、隣接する板
を互いに適当な間隔を置いて維持するのみならず、これ
ら隣接する板間の支持体を形成し、これによりすす吹き
作業中にこれら板に加わる力を熱伝達要素組立体を構成
する多数の板間で平衡させる働きをなす。熱伝達要素組
立体を通して流れる空気又はガスの流れに対して実質的
に平行に延びて単一たぶ(ロープ)状又は二たぶ状のノ
ッチから威るこのようなノッチを一体に結合してなる外
形の熱伝達板は、例えば米国特許第1.823,481
; 2,023,965; 2,438.851; 2
.596,642; 2,696,976; 2.98
3.486; 3.463.222+ 4,396.0
58;及び4,519. 389号明細書に開示されて
いる。
を通して流れる空気又はガスの流れに対して実質的に平
行に延びるノッチを一体に結合してなる型式の熱伝達要
素組立体においては、隣接する板のノッチ同志が完全に
又は部分的に嵌り合ってしまう可能性がある。すなわち
、これらノッチが互いの上に完全に又は部分的に重なり
合ってしまい、その結果隣接する板間の間隔がなくなっ
て又は実質的に減少して、熱伝達性能を減少させてしま
う。したがって、これにより、熱交換器の通常の作動中
又はすす吹き作業中に熱伝達板が動いて不適当な配列が
生じてしまう。
通して流れる流体流れの方向に関して斜めに延びる二た
ぶ状のスペーサ用ノッチを熱伝達板に形成することによ
り防止することができる。
537号明細書に開示されているように、このような
斜めに延びるノッチを有する熱伝達板は、隣接する熱伝
達板のノッチが互いに交差するようにして積重体の形に
配列される。このような熱伝達板の外形は、しかし、隣
接する熱伝達板の嵌り合いを防止することができるけれ
ども、熱伝達板の外形を必要以上に複雑にする問題があ
る。
なされたものである。
れる流体流れの方向に関して斜めに延びる一連の第1及
び第2の単一たぶ状の外向きに突出するノッチを一体に
結合して有してなる複数の第1及び第2の熱伝達板を包
含する。これらの第1及び第2の熱伝達板は、隣接する
熱伝達板の斜めに延びるスペーサ用のノッチが互いに交
差するような積重体の配列に並んで置かれる関係で交互
に積重される。そして、第1及び第2の熱伝達板の各々
は、該熱伝達板の一方の側から外向きに突出する複数の
第1の単一たぶ状ノッチと、該熱伝達板の他方の側から
外向きに突出する複数の第2の単一たぶ状ノッチとを具
備してなる。これら第1及び第2の単一たぶ状ノッチは
、1つ又は1つ以上の第2の単一たぶ状ノッチが各一対
の第1の単一たぶ状ノッチ間に配置されるようにずらし
た関係で配置される。
て詳述する。
る回転再生式熱交換器2を示す。
ジング10を包含し、ロータ12の中には本発明による
熱伝達要素組立体が担持されている。口−タ12は、半
径方向に延びる多数の仕切にょり口−タ柱16に接続し
た円筒形のシェル14を包含する。
一方加熱しようとする流体はダクト22を通して加熱流
体とは対向する端からハウジング1oに入る。
当な減速装置を介してその軸線まわりに回転させられる
。これらモータ及び減速装置は、第1図には示していな
い。ロータl2が回転すると、このロータ内に担持した
熱伝達板は、最初にダクトl8を通してハウジング1o
に入ってきた加熱流体に接触するように動かされてこの
加熱流体から熱を吸収し、それからダクト22を通して
ハウジング10に入ってきた加熱しようとする流体に接
触するように動かされる。加熱流体が熱伝達板を通過す
るとき、これら熱伝達板は加熟流体から熱を吸収する。
、この加熱しようとする流体は熱伝達板からこれら板が
加熱流体に接触したときに吸収した熱を吸収する。
ようとする流体は冷空気であり、このような熱交換器2
は空気予熱器としてしばしば使用される。このような空
気予熱器において、熱伝達板は化石燃料燃焼炉で発生し
た熱ガスから燃焼用空気として該炉に供給される周囲空
気に熱を伝達する働きをする。これは、燃焼用空気を予
熱して総燃焼効率を向上させるためにおこなわれるもの
である。非常に多くの場合、炉から去る煙道ガス(熱ガ
ス)は燃焼中に発生した微粒子を乗せている。これら微
粒子は熱伝達板特に熱交換器の冷たい端側の熱伝達板に
堆積しやすく、したがってこのような場所では煙道ガス
中の水分が凝縮するという問題が生じる。
にするために、熱交換器は、ロータ12の冷たい端とこ
の冷たい端と対向する熱伝達要素組立体の開放端とに隣
接する加熱しようとする流体用の通路に配置した掃除用
ノズル20を具備している。この掃除用ノズル20は、
高圧の洗浄流体一般的には蒸気、水又は空気をゆっくり
と回転している熱伝達板に向けて噴出する。掃除用ノズ
ル自体は、第1図に点線矢印で示すようにロー夕の端面
を横切るように動いて、掃除する。高圧洗浄流体が間隔
を置いた多数の熱伝達板を通過するとき、この流体流れ
の乱流が熱伝達板を振動させ、これにより熱伝達板に付
着しているがかたく固まっていない飛散灰及び他の微粒
子の堆積物を振動させて剥離する。これらかたく固まっ
ていない微粒子は、それから、高圧洗浄流体流れに乗せ
られて口−タから運び去られる。
体の一実施例を示す。第2図に示すように、本発明によ
る熱伝達要素組立体30は複数の第1の熱伝達板32と
複数の第2の熱伝達板34とを包含する。これら第1及
び2の熱伝達板32及び34は間隔を置いた関係で交互
に積重され、これにより各隣接する第1及び2の熱伝達
板32及び34同志はそれぞれその間に通路36を形或
する。これら通路36は、熱伝達板による熱交換関係で
熱交換流体が流れるための流路を形威する。多数のノッ
チ40及び50は、隣接する板32及び34が所定の距
離の間隔を維持して流路36の開きを保持するために設
けられている。
することができる薄い金属シートである。しかしながら
、本発明は、このような金属シートを使用することに必
ずしも限定されるものではないい。板32及び34は、
種々の表面形状、例えば限定されるものではないが、第
3図に示すような平らな表面、又は第4図に示すような
波状の表面を有することができる。このような波状板は
、隣接する板間の間隔に比べて比較的浅い一連の傾斜溝
を形成する。
連の0¥1及び第2の外向きに突出するノッチ40及び
50を具備する外形とされ、これらのノッチは熱伝達板
の長さに沿う熱交換流体の流れ方向に関して熱伝達板の
長さを横切って斜めに延びている。これらの第1及び第
2の外向きに突出するノッチ40と50とは板32.
34の前縁38に関して少なくとも40゜、好適には少
なくとも55゜の角度でもって、また第3図に示したよ
うな平らな表面を有するシートの形の熱伝達板の場合に
は75゜より小さな角度でもって、かつ第4図に示した
ような波状の表面を有するシートの形の熱伝達板の場合
には70゜よりも小さな角度でもって、互いに実質的に
平行に延びている。ノッチ40及び50を板32. 3
4の前縁38に関してこのような方向決めすることによ
ってこれらのノッチ40及び50は流路36を通しての
熱交換流体流れの方向に関して20゜と50゜との間の
角度でもって傾斜して延びることになる。
、シート状の板32及び34を縮らすことによって、外
向きに突出して前述したような第1及び第2の熱伝達板
32. 34を横切って斜めに延びる構44,54を限
定する単一のたぶ状のリッジ42, 52を作ることに
より形成される。そして、ノッチ40と50とは、これ
らのノッチ40. 50が単一たぶ状に形威される限り
においてはV又はU状のような形状以外の他の形状に形
成され得るけれども、好適には対称的な実質的にV又は
U状のような形状とされる。
42の各々が該熱伝達板32. 34における他のすべ
てのリッジ42と同じ高さであり、また熱伝達板323
4における第2の単一たぶ状リッジ52の各々が該熱伝
達板32. 34における他のすべてのリッジ52と同
じ高さであることは、重要なことである。しかしながら
、第1の単一たぶ状リッジ42の高さは第2の単一たぶ
状リッジ52の高さと同じ又は異ならせることができる
。唯一必要なことは、第2の熱伝達板34の第{の単一
たぶ状ノッチ40の高さと第1の熱伝達板32の第2の
単一たぶ状ノッチ50の高さとの和が、これらの第1及
び2の熱伝達板32.34が交互に積重されて第2図に
示すように積重体の配列に組立られたときに、隣接する
第1の熱伝達1ffl32と第2の軌伝達板34との間
に所望する深さを有する流路36を形成して維持するた
めの所望する間隔と等しいということである。
し、複数の第1の単一たぶ状ノッチ40は互いに等しい
間隔を置いて板の幅を横切って一方の方向へ外向きに突
出し、これに対して複数の第2の単一たぶ状ノッチ50
は、少なくとも1つの第2の単一たぶ状ノッチ50が各
一対の第1の単一たぶ状ノッチ40間に配置されるよう
にして、前記一方の方向とは反対側の方向へ外向きに突
出する。第3図及び第4図に良く示されているように、
第1の熱伝達板32における複数の第1の単一たぶ状ノ
ッチ40は間隔W′でもって等しい間隔を置いて離され
、また第2の熱伝達板34における複数の第1の単一た
ぶ状ノッチ40は間隔W″でもって等しい間隔を慢いて
離されている。そして、間隔W′とW′とは実際の実施
で所望されるにしたがって大きさを等しく又は異ならせ
ることができる。
チ40間に配置されているが、しかし第1の単一たぶ状
ノッチ40が外向きに突出している熱伝達板の側と反対
の側から外向きに突出する。もしただ1つの第2のノッ
チ50が一対の隣接する第1のノッチ40間に配置され
ている場合には、第2のノッチ50のリッジ52の頂部
は、第3図に示されるように第1のノッチ40のリッジ
42の頂部間の中間に配置される。また、1つ以上の第
2のノッチ50が一対の第1のノッチ40間に配置され
ている時には例えば第4図に示すように、これら複数の
第2のノッチ50はW”/X+1 (Xは一対の第1の
ノッチ40間に配置されている第2のノッチ50の数)
に等しい間隔を置かれている。
る必要がないことを理解されるべきである。
のノッチ50の数は、第1の熱伝達板32及び第2の熱
伝達[34において異ならせてもよい。そして、このよ
うな場合において、複数の第1のノッチ40が間隔W′
でもって等しい間隔を置かれている第1の熱伝達板32
における第2のノッチ50間の間隔ハ、W’/X’+1
(X’は一対の第1のノッチ40間に配置されている
第2のノッチ50の数)とされる。
しい間隔を置かれている第2の熱伝達板34における第
2のノッチ50間の間隔はj’/X’+1 (X”は第
2の熱伝達板34における一対の第1のノッチ40間に
配置されている第2のノッチ50の数)とされる。
にしたがって構成した熱伝達要素組立体の一実施例の一
部分を拡大して示す斜視図、第3図は本発明による熱伝
達要素組立体を構或する1つの熱伝達板の一実施例を示
す一部分の斜視図、第4図は同じく本発明による熱伝達
要素組立体を構成する1つの熱伝達板の池の実施例を示
す一部分の斜視図である。 2・・回転再生式熱交換煕、10・・ハウジング、12
・・ロータ、14・・ンエル、16・・ロータ往、18
・・ダク1・、20・・掃除用ノズル、22・・ダクト
、30・・熱伝達要素組立体、32・・第1の熱伝達板
、34・・第2の熱伝達板、36・・流路、38・熟伝
達板32. 34の前縁、40・・第1のノッチ、42
・リッジ、44・・溝、50・・第2のノッチ、52・
リッジ、54・・溝。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 再生式熱交換器用の熱伝達要素組立体において、複
数の第1の熱伝達板と複数の第2の熱伝達板とを包含し
、これら第1及び第2の熱伝達板は並んで置かれる関係
で交互に積重されて、この積重した熱伝達板の2つの対
向し合う表面間に熱伝達要素組立体を通して延びる複数
の流路を形成し、該第1及び第2の熱伝達板の各々は、
互いに間隔を置いて熱伝達板の幅を横切って一方の方向
へ外向きに突出するとともに、熱伝達板の長さに沿って
斜めに延びる複数の第1の単一たぶ状ノッチを備え、ま
たこれら第1及び第2の熱伝達板の各々は、前記複数の
第1の単一たぶ状ノッチと平行に延びるとともに、前記
一方の方向とは反対側の方向へ外向きに突出する複数の
第2の単一たぶ状ノッチを備えて、少なくとも1つの第
2の単一たぶ状ノッチが各一対の前記第1の単一たぶ状
ノッチ間に配置され、さらに第1の熱伝達板の第1及び
第2のノッチが第2の熱伝達板の第1及び第2のノッチ
を横切って延び、これにより隣接する熱伝達板のノッチ
がそれらの間の接触点で互いに交差するように、前記第
1及び第2の熱伝達板は互いに関連して配置されている
ことを特徴とする熱伝達要素組立体。 2 請求項1記載の熱伝達要素組立体において、前記第
1及び第2の熱伝達板の各々は、比較的薄い金属シート
から成る熱伝達要素組立体。 3 請求項2記載の熱伝達要素組立体において、前記第
1及び第2の単一たぶ状ノッチは、金属シートに一体結
合して形成した対称的に突出するリッジから成る熱伝達
要素組立体。 4 請求項1記載の熱伝達要素組立体において、前記複
数の第1の単一たぶ状ノッチは、前記第1の熱伝達板に
おいては間隔W′でもってまた前記第2の熱伝達板にお
いては間隔W″でもってそれぞれ等しい間隔を置かれて
いる熱伝達要素組立体。 5 請求項4記載の熱伝達要素組立体において、前記複
数の第2の単一たぶ状ノッチは、前記第1の熱伝達板に
おける各一対の隣接する第1の単一たぶ状ノッチ間に、
W′/X′+1(X′は一対の隣接する第1の単一たぶ
状ノッチ間に配置される第2の単一たぶ状ノッチの数)
の間隔でもって等しい間隔を置いて配置され、また前記
複数の第2の単一たぶ状ノッチは、前記第2の熱伝達板
における各一対の隣接する第1の単一たぶ状ノッチ間に
、W″/X″+1(X″は一対の隣接する第1の単一た
ぶ状ノッチ間に配置される第2の単一たぶ状ノッチの数
)の間隔でもって等しい間隔を置いて配置されている熱
伝達要素組立体。
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JPH071155B2 JPH071155B2 (ja) | 1995-01-11 |
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EP (1) | EP0424677A1 (ja) |
JP (1) | JPH071155B2 (ja) |
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MX (1) | MX171206B (ja) |
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