JPH05340681A - 粒子流動熱交換装置 - Google Patents

粒子流動熱交換装置

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JPH05340681A
JPH05340681A JP5036655A JP3665593A JPH05340681A JP H05340681 A JPH05340681 A JP H05340681A JP 5036655 A JP5036655 A JP 5036655A JP 3665593 A JP3665593 A JP 3665593A JP H05340681 A JPH05340681 A JP H05340681A
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則彰 秀坂
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浩二 田島
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換装置自体の低圧力損失化と熱交換性能
の安定化を図る。 【構成】 熱交換器11を気流通過路13から外れて配
置し、低圧力損失とする。循環装置16のスクリュウコ
ンベア23の駆動軸と送風機14の駆動軸とを同軸上に
し、その回転駆動力として送風機14のモータ25の動
力を利用し、スクリュウコンベアカバー20の外側に気
流通過路13を配置することで、小型化する。粒子12
の循環方向と気流34の方向を向流にし、粒子12から
気流34に対して効率良く熱伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、気流と高温流体あるい
は気流と低温流体の熱交換を行う熱交換装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】
(従来技術1)図15は従来の気流中に固体粒子を浮遊
流動させる粒子流動熱交換装置の構成図を示す。この熱
交換装置では、図15に示すように、送風機1によつて
熱交換器2の下部から気流分散板3を通して気流4を送
り込み、粒子5を熱交換器2の周辺で浮遊流動させて熱
交換を促進し、その上部にある流出防止板6で粒子の飛
散を防止しながら、熱交換器2の伝熱管群2aまたはフ
ィン群2bの熱を気流に放熱させて装置外に排出する構
成である。
【0003】(従来技術2)図16は他の従来技術を示
す粒子流動熱交換装置の構成図である。この従来技術2
では、図に示すように、粒子5を気流通過路7中で循環
させることで、粒子5の浮遊に要するエネルギー損失を
小さくしている。
【0004】(従来技術3)図17は特開昭61−15
085の技術を示す粒子流動熱交換装置の構成図であ
る。これは、図17に示すように、気流通過路7の一部
を通って固体粒子5を循環させる循環路8が設けられ、
該循環路8に固体粒子5を循環させる循環装置9が設け
られ、熱交換器2は気流通過路7に配されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術1では、気流4のエネルギーは、全粒子5を常時
浮遊状態に維持するために消費されると共に、気流通過
路に熱交換器2が位置するため、熱交換器2の圧力損失
もカバーする必要がある。
【0006】そのため、気流4のエネルギー損失は非常
に大きく、過大な送風機の動力が必要となる。また、過
大な送風機を使用すると、粒子が高速でケーシング内を
移動するため、粒子間の衝突音及び粒子の装置本体壁面
との衝突音が発生する。これらの理由により、熱交換装
置の騒音値が必然的に大きくなつていた。
【0007】また、従来技術2でも、気流通過路7中に
熱交換器2が配されているため、気流4のエネルギー
は、熱交換器2の圧力損失をカバーしなければならな
い。しかも、流出防止板6が気流通過路7の下流側で熱
交換器2の下側に位置するため、流出防止板6に固体粒
子が堆積する状態になり、この流出防止板6に堆積する
粒子の圧力損失による気流エネルギーの消費も大きなも
のとなる。
【0008】さらに、風量などの運転条件の変化によつ
て粒子循環量が変わると、余剰の粒子5は、気流分散板
3や流出防止板6の周辺に集まり、圧力損失が多くなる
と共に熱交換器2の性能が不安定になるなどの欠点を有
していた。
【0009】従来技術3でも、気流通過路7に熱交換器
2が配されているため、上記と同様な欠点があり、しか
も循環路がケース10から突出した状態であるため、装
置自体が大型化し、好ましくなかった。
【0010】本発明は、上記に鑑み、熱交換装置自体の
低圧力損失化による性能向上と低騒音化を図ると共に、
運転条件によつて粒子循環量が変化した場合でも熱交換
性能の安定化を図り、また、装置の小型化を可能とする
ことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明請求項1による課
題解決手段は、上記従来技術3と異なるところは、循環
装置が、固体粒子12の循環を気流通過路13の気流3
4と向流になるよう、固体粒子12を循環させたことで
ある。
【0012】本発明請求項2による課題解決手段は、上
記従来技術3と異なり、熱交換器11を気流通過路13
から外れて配置したことである。
【0013】本発明請求項3による課題解決手段は、上
記従来技術3と異なり、循環装置にスクリュウコンベア
23を設け、このスクリュウコンベア23の駆動軸23
aと送風機14の駆動軸25aとが同軸上に配置し、ス
クリュウコンベア23の回転駆動力として送風機14の
モータ25の動力を利用したことである。
【0014】本発明請求項4による課題解決手段は、ス
クリュウコンベア23に外嵌されたコンベアカバー20
の外側に気流通過路13を配置したことである。
【0015】本発明請求項5による課題解決手段は、気
流通過路13に放熱部37と固気分離部38とを設け、
固気分離部38の断面積が放熱部37の断面積よりも大
としたことである。
【0016】本発明請求項6による課題解決手段は、粒
子貯溜部19上方に放熱部37を設け、放熱部37側面
の上部から下部にかけて吸入口41を形成し、吸入口4
1に送風機42を配置し、吸入口41以外の側面に吹出
口43を形成したことである。
【0017】本発明請求項7による課題解決手段は、放
熱部37に、固体粒子12の落下時間を長くする多孔板
44を設けたことである。
【0018】本発明請求項8による課題解決手段は、循
環装置16を粒子貯溜部19の上部までとし、放熱部3
7の下部に吸入口46を形成し、吸入口46に循環装置
16から放出された固体粒子12を浮遊させる気流34
を発生させる送風機47を配置したことである。
【0019】本発明請求項9による課題解決手段は、放
熱部37側方に、粒子貯溜部19から放熱部37上部に
固体粒子12を運ぶ搬送手段49を設け、放熱部37内
に送風機50を配置したことである。
【0020】本発明請求項10による課題解決手段は、
送風機50をクロスフローファンとし、クロスフローフ
ァン50の下部に、粒子貯溜部19内の固体粒子12を
撹拌する撹拌部材62を設けたことである。
【0021】
【作用】上記課題解決手段において、従来技術1,2と
大きく相違する点は、熱交換器11から粒子12への受
熱と粒子12から気流34への放熱を、各々分離した気
流通過路13と循環路15で行わせることによつて、気
流34には浮遊粒子12を搬送する役目を負わせ、その
途上において粒子12からの放熱を受けさせる。
【0022】すなわち、熱交換器11の周辺を粒子貯溜
部19として熱交換器11から粒子への熱伝達を該粒子
貯溜部19で行わせる。気流34は、熱交換器11を通
過せずに上方の流出防止板32から装置外へ排出され
る。
【0023】このとき、従来技術3と異なり、請求項1
による課題解決手段では、循環路15から気流通過路1
3に送り出された粒子12は重力作用により下方へ落下
し、下方から上昇してくる気流34と向い合う。そのた
め、粒子12から気流に対する熱伝達が効率良く行われ
る。
【0024】請求項2による課題解決手段では、熱交換
器11が気流通過路13に配されていないので、気流が
要するエネルギーは、浮遊粒子12の搬送エネルギーと
流出防止板の圧力損失のみとなり、低圧力損失かつ低騒
音化が可能となる。また、粒子循環量が変動した場合、
気流が通過しない粒子貯溜部19があるため、ここで、
粒子循環量の調整ができる。
【0025】請求項3による課題解決手段において、粒
子循環用のスクリュウコンベア23の駆動軸23aと送
風機14の駆動軸25aとを同軸上に配し、スクリュウ
コンベア23の回転駆動力として、送風機14のモータ
の動力を利用しているので、その分部品点数が少なくな
り、小型化が可能となる。
【0026】請求項4による課題解決手段において、コ
ンベアカバー20の外側に気流通過路13を設けると、
従来技術3に比べて、さらに小型化が可能となる。
【0027】請求項5による課題解決手段において、放
熱部37で固体粒子12と熱の授受を行った気流34
は、放熱部37の断面積よりも大きい固気分離部38で
速度が落ち、吹出口18から排出される。そのため、気
流34の圧力損失を低減できる。
【0028】請求項6による課題解決手段において、放
熱部37側面の上部から下部にかけて形成された吸入口
41に設けられた送風機42によって、放熱部37内を
一周する気流34が生じ、吹出口43から排出される。
吸入口41が大きいため、固体粒子12を浮遊させるの
に必要な気流34の速度を小さくすることができ、低騒
音化が図れる。
【0029】請求項7による課題解決手段において、放
熱部37内を落下する固体粒子12は、多孔板44に当
たって跳ね返って孔45から落下していき、固体粒子1
2の落下時間が長くなる。そのため、気流34と固体粒
子12の熱交換の効率が良くなる。
【0030】請求項8による課題解決手段において、循
環装置16は、粒子貯溜部19上部で固体粒子12を放
出し、固体粒子12は、気流34により放熱部37上部
に上昇して放熱した後、粒子貯溜部19へと戻る。その
ため、放熱部37上部まで持ち上げるのに比べて搬送時
間が短くなるので、固体粒子12の循環効率が向上す
る。
【0031】請求項9による課題解決手段において、固
体粒子12は、粒子貯溜部19から搬送手段49により
放熱部37上部に送られ、放熱部37内に落下し、送風
機50からの気流34と熱の授受を行う。そのため、装
置本体の小型化が可能となる。
【0032】請求項10による課題解決手段において、
撹拌部材62がクロスフローファン50の回転と同期し
て回り、粒子貯溜部19の固体粒子12を掻き混ぜる。
そのため、固体粒子12と熱交換器11との間での熱交
換の効率が高まる。
【0033】
【実施例】
(第一実施例)図1は本発明の粒子流動熱交換装置の第
一実施例を示す断面図である。
【0034】本実施例では、円筒状の装置本体10内
に、熱交換器11と、該熱交換器11中を浮遊流動する
固体粒子12と、気流を通過させる気流通過路13と、
気流を発生させる送風機14と、前記気流通過路13の
一部を通って固体粒子12を循環させる循環路15と、
該循環路15に配され固体粒子12を循環させる循環装
置16とを備えている。
【0035】前記熱交換器11は、伝熱管群11aとフ
ィン群11bとから円筒状に形成されてなり、伝熱管内
に高温流体または低温流体を流通させ、前記固体粒子1
2と熱交換を行なうものである。
【0036】前記固体粒子12は、シリカ、アルミナ、
ポリスチレン等の他、ガラス、川砂、銅、鉄等から構成
される直径0.1mm〜1mmのものである。
【0037】前記気流通過路13は、円筒状の装置本体
10の内壁面に沿って、本体側面の吸入口17から本体
上方の吹出口18に流れるように形成されている。
【0038】前記循環路15は、装置本体10の吸入口
17よりも下方に形成された粒子貯溜部19と、粒子貯
溜部19の下側に形成された下部チャンバ15aと、装
置本体10の中央に配された円筒状のコンベアカバー2
0の内部上昇路20aとを備え、コンベアカバー20の
上下端部20b,20cが開口されており、装置本体1
0の下部チャンバ15aの底部は、粒子貯溜部19から
の粒子12をコンベアカバー20の下側に流れ易くする
ため、中央に向かって傾斜した傾斜面10aとされてい
る。
【0039】また、コンベアカバー20の上端20b
は、気流通過路13に開放しており、この部分が上部チ
ャンバ15bとされ、気流と粒子とが向流するようにな
っている。
【0040】そして、前記円筒状の熱交換器11は、コ
ンベアカバー20に外嵌されて前記粒子貯溜部19に配
される。この熱交換器11の下方には、粒子12を装置
本体10の下部チャンバ15aに落下させる粒子供給板
21が設けられている。また、装置本体10の底部傾斜
面10aには、熱交換器11で発生し粒子12に付着し
た凝縮水等を装置外へ排出するためのネット状の流出防
止板22が設置されている。
【0041】前記循環装置16は、図1の如く、前記コ
ンベアカバー20と、これに内装され装置本体10の底
部に集められた粒子12を上方へ搬送して気流通過路1
3に送り出すスクリュウコンベア23と、該スクリュウ
コンベア23の駆動手段24とを備えている。
【0042】前記送風機14は、装置本体10の上部に
配された複軸モータ25と、そのモータ軸25aに取り
付けられた軸流ファン26とを備えている。モータ25
は、装置本体10に固定された気流通過口27a付のモ
ータ支え27によって支持されている。そして、モータ
軸25aと前記スクリュウコンベア23の駆動軸23a
とが同軸上に配置され、スクリュウコンベア23の回転
駆動力は、前記送風機14のモータ軸25aに減速機2
8を介して連結されている。したがって、スクリュウコ
ンベア23の駆動手動24は、送風機モータ25を利用
して、減速機28等から構成されることになる。減速機
28は、装置本体10に気流通過口29a付の減速機支
え29によって支持されている。
【0043】なお、装置本体10の吸入口17および吹
出口18には、それぞれ粒子流出防止板31,32が形
成されている。
【0044】上記構成において、熱交換器11が凝縮器
として使用された場合、粒子貯溜部19の粒子12は、
熱交換器11から受熱して高温状態になるが、下端にあ
る粒子供給板21の多数の孔21aから下部の落下チャ
ンバ15aに落ちるに従つて、粒子貯溜部19内の粒子
12も熱交換器11から受熱しながら順次下方へ移動す
る。なお、熱交換器11を通過する粒子の流量は、供給
板21の孔21aの面積によって制御される。
【0045】落下チャンバ15aに落ちた粒子12は、
本体10の傾斜面10aを滑り落ちて、中央に集めら
れ、スクリュウコンベア23によって、コンベアカバー
20内を順次上方へ持ち上げられる。粒子貯溜部19内
の粒子も熱交換器11から受熱しながら順次下方へ移動
する。スクリュウコンベア23により持ち上げられた粒
子12は、上部チヤンバ15bに放出され、放出された
粒子12は重力作用で落下する。このとき、対向して来
る気流34により粒子12は急速に冷却されて、当初の
状態となる。
【0046】このように、気流通過路13では、粒子1
2は上から下へ、気流34は下から上へと移動するため
に向流となり、並流以上の冷却が可能となる。そのた
め、熱交換性能が向上する。また、熱交換器11は、気
流通過路13に配されておらず、循環路15に位置する
ため、気流は純粋に冷却のためだけに使用されることに
なる。そのために、風量を下げることができ、低騒音化
に有利である。これらのことが、省電力化に有利なのは
明らかである。
【0047】また、風量が変化して粒子循環量が増減し
ても、粒子貯溜部19の粒子量が若干増減するだけで、
装置の圧力損失や熱交換性能への影響は少なく、安定し
た運転が行える。
【0048】また、高温(低温)液体と熱交換が行われ
る熱交換器11には、固体粒子12を循環させるのみで
空気流を送る必要もないため、既存の熱交換器11のチ
ユーブ径を小さく、またチユーブ間のピッチを小さくし
て、一定容積あたりの熱交換能力をきわめて高くでき、
また形状的にもより自由度の大きい熱交換システムを構
成することができる。
【0049】また、減速機28を使用しているので、駆
動出力部を1つにまとめることができ、さらに、粒子循
環用のスクリュウコンベア23の駆動軸と送風機14の
駆動軸25aとを同軸上に配し、スクリュウコンベア2
3の回転駆動力として、送風機14のモータ25の動力
を利用しているので、その分部品点数が少なくなり、小
型化が可能となる。さらに、コンベアカバー20の外側
に気流通過路13を設けているので、図17に示す従来
技術に比べて、さらに小型化が可能となる。
【0050】なお、上記実施例においては、熱交換器の
管内においては高温流体が流れているものと仮定して説
明したが、これに限らず、低温流体を流動させても良い
ことは明らかである。
【0051】(第二実施例)図2は、本発明の第二実施
例を示す粒子流動熱交換装置の断面図である。
【0052】本実施例では、熱交換器11が、気流通過
路13に配置されたもので、他の構成は上記第一実施例
と同様である。
【0053】熱交換器11は、気流通過路13に配され
ているが、粒子12は上から下へ、気流34は下から上
へと移動するために向流であり、このことから、少なく
とも、図17に示す従来技術に比べて、並流以上の冷却
が可能となり、熱交換性能が向上する。
【0054】(第三実施例)図3は、本発明の第三実施
例を示す粒子流動熱交換装置の断面図である。
【0055】本実施例では、熱交換器11が、気流通過
路13に配置され、粒子12および気流34は上から下
への並流であるが、粒子循環用のスクリュウコンベア2
3の駆動軸と送風機14の駆動軸25aとを同軸上に配
し、スクリュウコンベア23の回転駆動力として、送風
機14のモータ25の動力を利用しているので、その分
部品点数が少なくなり、小型化が可能となる。さらに、
コンベアカバー20の外側に気流通過路13を設けてい
るので、図17に示す従来技術に比べて、さらに小型化
が可能となる。
【0056】さらに、本実施例では、図1,2に示す粒
子流動熱交換装置の吸込口17と吹出口18とを逆に
し、モータ25の回転方向を上記実施例と逆にしてい
る。そのため、粒子12は、吸入口側へ流れることがな
くなり、図1,2に示す流出防止板32も不要となる。
【0057】(第四実施例)図4は、本発明の第四実施
例を示す粒子流動熱交換装置の循環装置の斜視図であ
る。
【0058】本実施例の循環装置15は、粒子循環用の
スクリュウコンベア23の駆動軸と送風機14の駆動軸
とを同軸上に配しているが、スクリュウコンベア23の
回転駆動力は、送風機14のモータ25とは別個のコン
ベア用モータ36を使用している。そして、コンベアカ
バー20の外側に気流通過路13を設けている。
【0059】したがって、図17に示す従来技術に比べ
て、部品点数は同じであるが、少なくとも、装置本体内
に循環装置も内装されることになり、小型化が可能とな
る。
【0060】(第五実施例)図5は本発明の第五実施例
を示す粒子流動熱交換装置の断面図である。
【0061】本実施例では、循環装置16が、固体粒子
12の循環を気流通過路13の気流34と向流になるよ
う、固体粒子12を循環させており、また、熱交換器1
1を気流通過路13から外れた粒子貯溜部19に配置し
ている。但し、送風機14および循環装置16のモータ
25,36はそれぞれ別個に設けられている点が上記第
一実施例と異なる。
【0062】したがって、気流通過路13では、粒子1
2は上から下へ、気流34は下から上へと移動するため
に向流となり、並流以上の冷却が可能となる。そのた
め、図17に示す従来技術に比べ、熱交換性能が向上す
る。また、熱交換器11は、気流通過路13に配されて
おらず、循環路15に位置するため、気流は純粋に冷却
のためだけに使用されることになる。そのために、風量
を下げることができ、低騒音化に有利である。これらの
ことが、省電力化に有利なのは明らかである。
【0063】(第六実施例)図6は本発明の第六実施例
を示す粒子流動熱交換装置の断面図である。
【0064】本実施例では、装置本体10の下部に熱交
換器11が設けられ、熱交換器11の周辺に粒子貯溜部
19が設けられ、気流通過路13に、吸入口17から吸
い込まれた空気と循環装置16から送り出される固体粒
子12との間で熱の授受を行う放熱部37と、放熱部3
7で固体粒子12と熱の授受を行った空気が固体粒子1
2と分離して吹出口18から排出される固気分離部38
とが設けられ、固気分離部38は、その断面積が放熱部
37の断面積よりも大になるよう形成されている。但
し、送風機14はモータ39により回転駆動され、スク
リュウコンベア23は図示しない別のモータにより回転
駆動される。
【0065】これによって、装置本体10上部の吸入口
17から送り込まれた気流34は、固体粒子12を冷却
しながら粒子貯溜部19上方の吹出口18へと流れ、大
気中へ放出される。
【0066】ここで、固気分離部38の断面積を大きく
しているので、固気分離部38での気流34の速度が落
ち、流出防止板31を通過する気流34の圧力損失を低
く押えることができる。
【0067】さらに、放熱部37から出て来た気流34
は、粒子貯溜部19、圧力変化、空気出口により方向転
換を与えられるが、固体粒子12は慣性によって気流3
4と同じように方向転換できないため、粒子貯溜部19
に戻って固気分離効率を高めることができる。そのう
え、気流34の方向は重力方向であるため、固体粒子1
2の自重による圧力損失が少なくなる。
【0068】そして、熱交換器11は、気流通過路13
に配されていないので、気流34は純粋に冷却のためだ
けに使用され、送風機14の風量を下げることができる
ので、低騒音化が可能になる。そのため、過大な送風機
動力が不必要になり、省電力化が図れる。
【0069】(第七実施例)図7は本発明の第七実施例
を示す粒子流動熱交換装置の断面図である。
【0070】本実施例では、固気分離部38の断面積
が、装置本体10の下部に向かって徐々に大きくなるよ
うに、固気分離部38の壁面40を傾斜させたもので、
他の構成は上記第六実施例と同様である。
【0071】したがって、固気分離部38での気流34
の速度は徐々に低下し、流出防止板31を通過する気流
34の速度が均一になるので、流出防止板31での気流
34の圧力損失を低減できる。これにより、上記第六実
施例と同様の効果が得られる。
【0072】(第八実施例)図8は本発明の第八実施例
を示す粒子流動熱交換装置の横断面図、図9は粒子流動
熱交換装置のA−A断面図である。
【0073】本実施例では、円形の装置本体10の下部
に配された粒子貯溜部19上方に、吸入口41から送ら
れてくる空気と落下してくる固体粒子12との間で熱の
授受を行う放熱部37が設けられている。吸入口41
は、装置本体10の円周接線方向で放熱部37側面の上
部から下部にかけて形成され、吸入口41に送風機42
が配され、放熱部37の吸入口41以外の側面に吹出口
43が形成されている。
【0074】これによって、気流34が放熱部37内を
一周する間に吹出口43から排出され、固体粒子12は
旋回しながら重力により落下する。そのため、旋回しな
がら落下する固体粒子12は、常に外気温と同じ温度の
気流34に冷却されるので、冷却能力が向上し、熱交換
の効率が良くなり、放熱部37をコンパクトにでき、装
置本体の小型化が可能になる。
【0075】しかも吸入口41が大きいので、風量に対
する気流34の速度を遅くすることができ、圧力損失が
低減され、低騒音化に有利である。
【0076】(第九実施例)図10は本発明の第九実施
例を示す粒子流動熱交換装置の断面図である。
【0077】本実施例では、放熱部37に、固体粒子1
2の落下時間を長くする円板状の多孔板44が3枚設け
られたもので、多孔板44の孔45の径は固体粒子12
よりも大とされている。なお、他の構成は上記第八実施
例と同様である。
【0078】したがって、放熱部37内を落下する固体
粒子12は、多孔板44に当たって跳ね返って孔45か
ら落下していくので、固体粒子12の落下の抵抗になり
落下時間が長くなる。そのため、気流34と固体粒子1
2の熱交換の効率が良くなり、放熱部37をコンパクト
にでき、装置本体の小型化が可能になる。
【0079】しかも多孔板44は、気流34の流れ方向
と平行に設けられているので、気流34の抵抗にはなら
ず、第八実施例と同様、圧力損失が低減され、低騒音化
に有利である。
【0080】(第十実施例)図11は本発明の第十実施
例を示す粒子流動熱交換装置の断面図である。
【0081】本実施例では、循環装置16が、粒子貯溜
部19上部で固体粒子12を放出するように設けられ、
粒子貯溜部19上方に、吸入口46から送られてくる空
気と浮遊流動している固体粒子12との間で熱の授受を
行う放熱部37が設けられている。放熱部37の下部に
吸入口46が形成され、吸入口46に、旋回流を発生さ
せるように送風機47が配されている。
【0082】固体粒子12は、粒子貯溜部19上部で放
出され、送風機47からの旋回流により巻き上げられ、
放熱部37上部に上昇して放熱した後、落下して粒子貯
溜部19へと戻る。そして、固体粒子12より受熱した
気流34は、上方および側方の流出防止板48から排出
される。
【0083】このように、循環装置16の高さが低いの
で、放熱部37上部まで持ち上げるのに比べて搬送時間
が短くなる。そのため、固体粒子12の循環効率が向上
し、循環動力を低減することができる。さらに、放熱部
37内に循環装置がないので、圧力損失が低減できる。
【0084】(第十一実施例)図12は本発明の第十一
実施例を示す粒子流動熱交換装置の縦断面図、図13は
粒子流動熱交換装置の横断面図である。
【0085】本実施例では、装置本体10の下部に熱交
換器11が設けられ、熱交換器11の周辺に粒子貯溜部
19が設けられ、固体粒子12を粒子貯溜部19から放
熱部37上部に運ぶ搬送手段49が放熱部37側方に設
けられ、放熱部37内にクロスフロー形の送風機50が
配されている。
【0086】搬送手段49は、装置本体10の下部に集
められた固体粒子12を装置本体10上部へ導く搬送路
51と、搬送路51中に固体粒子12を装置本体10上
部へ送るスクリュー、ブロア等の搬送装置52と、搬送
装置52により装置本体10上部に送られた固体粒子1
2を分散させて放熱部37へ落下させる多孔板53とを
備えている。搬送路51の下部には、粒子貯溜部19と
連通された粒子取入口54が形成されている。そして、
装置本体10底部は、粒子貯溜部19からの固体粒子1
2を搬送路51に流れ込み易くするため、粒子取入口5
4に向かって傾斜されている。
【0087】クロスフローファン50は、放熱部37上
部の多孔板53に回転自在に軸受けされた回転軸55
と、装置本体10下部に配されたモータ56のモータ軸
57に連結され、モータ56により回転駆動される。
【0088】放熱部37内に突設されたフロントギャッ
プ58とリアギャップ59によって、クロスフローファ
ン50による空気が一定方向に流れる。そして、装置本
体10の一側が吸入口60、他側が吹出口61とされ
る。
【0089】このように、固体粒子12は、粒子貯溜部
19から搬送手段49の搬送装置52により搬送路51
を通って放熱部37上方に送られ、多孔板53を経て放
熱部37に落下する。そして、気流34は、放熱部37
内を吸入口60から吹出口61へと流れ、放熱部37内
で固体粒子12と熱の授受を行う。したがって、図17
に示す従来技術に比べて、送風機50が放熱部37内に
配されているので、放熱部37をコンパクトにでき、装
置本体の小型化が可能になる。
【0090】(第十二実施例)図14は本発明の第十二
実施例を示す粒子流動熱交換装置の断面図である。
【0091】本実施例では、クロスフローファン50の
下部に、粒子貯溜部19内の固体粒子12を撹拌する撹
拌部材62が設けられたもので、撹拌部材62には、固
体粒子12を掻き混ぜる2枚の撹拌羽根63が配設され
ている。なお、他の構成は上記第十一実施例と同様であ
る。
【0092】したがって、撹拌部材62がクロスフロー
ファン50の回転と同じ速度で回り、撹拌羽根63によ
って粒子貯溜部19の固体粒子12が掻き混ぜられ、固
体粒子12の熱交換器11からの受熱の効率が高まる。
そのため、固体粒子12の循環量を少なくすることが可
能となり、放熱部37をコンパクトにでき、装置本体の
小型化が可能になり、省電力化に有利になる。
【0093】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【0094】例えば、上記実施例では、熱交換器を凝縮
器として説明したが、蒸発器であっても同様の効果が期
待できる。
【0095】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、請求項1
の発明によると、粒子の循環方向と気流の方向が向流で
あるため、粒子から気流に対する熱伝達を効率良く行う
ことができる。
【0096】請求項2の発明によると、熱交換器が気流
通過路に配されていないので、気流が要するエネルギー
は、浮遊粒子の搬送エネルギーと流出防止板の圧力損失
のみとなり、低圧力損失かつ低騒音化が可能となる。
【0097】請求項3の発明によると、粒子循環用のス
クリュウコンベアの駆動軸と送風機の駆動軸とを同軸上
に配し、スクリュウコンベアの回転駆動力として、送風
機のモータの動力を利用しているので、その分部品点数
が少なくなり、小型化が可能となる。
【0098】請求項4の発明によると、コンベアカバー
の外側に気流通過路を設けているので、さらに小型化が
可能となる。
【0099】請求項5の発明によると、固気分離部の断
面積を放熱部より大きくしているので、固気分離部での
気流の速度が落ち、吹出口を通過する気流の圧力損失を
低く押えることができる。さらに、熱交換器は、気流通
過路に配されていないので、気流は純粋に固体粒子との
熱の授受のためだけに使用されるので、過大な送風機動
力が不必要になり、低騒音化および省電力化が可能とな
る。
【0100】請求項6の発明によると、吸入口が大きい
ので、風量に対する気流の速度を遅くすることができ、
圧力損失が低減され、低騒音化が可能となる。
【0101】請求項7の発明によると、多孔板が固体粒
子の落下を邪魔して、落下時間が長くなるので、気流と
固体粒子の熱交換の効率が良くなり、放熱部をコンパク
トにでき、装置本体の小型化が可能になる。
【0102】請求項8の発明によると、循環装置の高さ
が低いので、固体粒子の循環効率が向上し、循環動力を
低減することができる。さらに、放熱部内に循環装置が
ないので、圧力損失が低減できる。
【0103】請求項9の発明によると、送風機が放熱部
内に配されているので、放熱部をコンパクトにすること
ができ、装置本体の小型化が可能となる。
【0104】請求項10の発明によると、撹拌部材がク
ロスフローファンの回転と同期して回り、粒子貯溜部の
固体粒子を掻き混ぜるので、固体粒子の受熱効率が高ま
る。そのため、固体粒子の循環量を少なくすることが可
能となり、放熱部をコンパクトにでき、装置本体の小型
化が可能になり、省電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例の粒子流動熱交換装置の断
面図
【図2】本発明の第二実施例の粒子流動熱交換装置の断
面図
【図3】本発明の第三実施例の粒子流動熱交換装置の断
面図
【図4】本発明の第四実施例の粒子流動熱交換装置の循
環装置の斜視図
【図5】本発明の第五実施例の粒子流動熱交換装置の断
面図
【図6】本発明の第六実施例の粒子流動熱交換装置の断
面図
【図7】本発明の第七実施例の粒子流動熱交換装置の断
面図
【図8】本発明の第八実施例の粒子流動熱交換装置の横
断面図
【図9】第八実施例の粒子流動熱交換装置のA−A断面
【図10】本発明の第九実施例の粒子流動熱交換装置の
断面図
【図11】本発明の第十実施例の粒子流動熱交換装置の
断面図
【図12】本発明の第十一実施例の粒子流動熱交換装置
の縦断面図
【図13】第十一実施例の粒子流動熱交換装置の横断面
【図14】本発明の第十二実施例の粒子流動熱交換装置
の断面図
【図15】従来技術1の粒子流動熱交換装置の構成図
【図16】従来技術2の粒子流動熱交換装置の構成図
【図17】従来技術3の粒子流動熱交換装置の構成図
【符号の説明】
11 熱交換器 12 固体粒子 13 気流通過路 14 送風機 15 循環路 16 循環装置 17 吸入口 18 吹出口 19 粒子貯溜部 20 コンベアカバー 21 粒子供給板 22 流出防止板 23 スクリュウコンベア 24 駆動手段 25 モータ 26 軸流ファン 27 モータ支え 28 減速機 29 減速機支え 31,32 粒子流出防止板 34 気流 36 モータ 37 放熱部 38 固気分離部 41 吸入口 42 送風機 43 吹出口 44 多孔板 46 吸入口 47 送風機 49 搬送手段 50 送風機 62 撹拌部材

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱交換器と、該熱交換器中を浮遊流動す
    る固体粒子と、気流を通過させる気流通過路と、気流を
    発生させる送風機とを備え、気流中に固体粒子を浮遊流
    動させる粒子流動熱交換装置において、 前記気流通過路の一部を通って固体粒子を循環させる循
    環路が設けられ、 該循環路に固体粒子を循環させる循環装置が設けられ、 該循環装置は、固体粒子の循環が前記気流通過路の気流
    と向流になるよう、前記固体粒子を循環させていること
    を特徴とする粒子流動熱交換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の粒子流動熱交換装置にお
    いて、 熱交換器は、前記気流通過路から外れて前記循環路の粒
    子貯溜部の上方に配置されたことを特徴とする粒子流動
    熱交換装置。
  3. 【請求項3】 熱交換器と、該熱交換器中を浮遊流動す
    る固体粒子と、気流を通過させる気流通過路と、気流を
    発生させる送風機とを備え、気流中に固体粒子を浮遊流
    動させる粒子流動熱交換装置において、 前記気流通過路の一部を通って固体粒子を循環させる循
    環路が設けられ、 該循環路に、固体粒子を貯溜する粒子貯溜部と、固体粒
    子を循環させる循環装置とが設けられ、 該循環装置は、粒子貯溜部の固体粒子を上方へ搬送して
    気流通過路に送り出すスクリュウコンベアが設けられ、
    該スクリュウコンベアの駆動軸と前記送風機の駆動軸と
    が同軸上に配置され、スクリュウコンベアの回転駆動力
    として前記送風機のモータの動力を利用したことを特徴
    とする粒子流動熱交換装置。
  4. 【請求項4】 熱交換器と、該熱交換器中を浮遊流動す
    る固体粒子と、気流を通過させる気流通過路と、気流を
    発生させる送風機とを備え、気流中に固体粒子を浮遊流
    動させる粒子流動熱交換装置において、 前記気流通過路の一部を通って固体粒子を循環させる循
    環路が設けられ、 該循環路に、固体粒子を循環させる循環装置が設けら
    れ、 該循環装置は、粒子貯溜部の固体粒子を上方へ搬送して
    気流通過路に送り出すスクリュウコンベアと、該コンベ
    アに外嵌されたコンベアカバーとを備え、 該コンベアカバーの外側に前記気流通過路が配されたこ
    とを特徴とする粒子流動熱交換装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の気流通過路に、吸入口か
    ら吸い込まれた空気と循環装置から送り出される固体粒
    子との間で熱の授受を行う放熱部と、放熱部で固体粒子
    と熱の授受を行った空気が固体粒子と分離して吹出口か
    ら排出される固気分離部とが設けられ、 該固気分離部は、その断面積が放熱部の断面積よりも大
    になるよう形成されたことを特徴とする粒子流動熱交換
    装置。
  6. 【請求項6】 熱交換器と、該熱交換器中を浮遊流動す
    る固体粒子と、気流を発生させる送風機とを備え、気流
    中に固体粒子を浮遊流動させる粒子流動熱交換装置にお
    いて、 装置本体の下部に配された熱交換器の周辺に粒子貯溜部
    が設けられ、 装置本体の下部から上部に固体粒子を上昇させて装置内
    を循環させる循環装置が設けられ、 前記粒子貯溜部上方に、吸入口から送られてくる空気と
    落下してくる固体粒子との間で熱の授受を行う放熱部が
    設けられ、 前記吸入口は、放熱部側面の上部から下部にかけて形成
    され、 前記吸入口に、送風機が配され、 前記放熱部の吸入口以外の側面に吹出口が形成されたこ
    とを特徴とする粒子流動熱交換装置。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の粒子流動熱交換装置にお
    いて、 放熱部に、固体粒子の落下時間を長くする多孔板が設け
    られたことを特徴とする粒子流動熱交換装置。
  8. 【請求項8】 熱交換器と、該熱交換器中を浮遊流動す
    る固体粒子と、気流を発生させる送風機とを備え、気流
    中に固体粒子を浮遊流動させる粒子流動熱交換装置にお
    いて、 装置本体の下部に配された熱交換器の周辺に粒子貯溜部
    が設けられ、 該粒子貯溜部上部で固体粒子を放出する循環装置が設け
    られ、 前記粒子貯溜部上方に、吸入口から送られてくる空気と
    浮遊流動している固体粒子との間で熱の授受を行う放熱
    部が設けられ、 該放熱部の下部に吸入口が形成され、 該吸入口に、循環装置から放出された固体粒子を浮遊さ
    せる気流を発生させる送風機が配されたことを特徴とす
    る粒子流動熱交換装置。
  9. 【請求項9】 熱交換器と、該熱交換器中を浮遊流動す
    る固体粒子と、気流を発生させる送風機とを備え、気流
    中に固体粒子を浮遊流動させる粒子流動熱交換装置にお
    いて、 装置本体の下部に配された熱交換器の周辺に粒子貯溜部
    が設けられ、 該粒子貯溜部上方に、前記送風機による気流と浮遊流動
    する固体粒子との間で熱の授受を行う放熱部が設けら
    れ、 該放熱部側方に、粒子貯溜部から放熱部上部に固体粒子
    を運ぶ搬送手段が設けられ、 前記放熱部内に、送風機が配されたことを特徴とする粒
    子流動熱交換装置。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の送風機がクロスフロー
    ファンとされ、 該クロスフローファンの下部に、粒子貯溜部内の固体粒
    子を撹拌する撹拌部材が設けられたことを特徴とする粒
    子流動熱交換装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07248194A (ja) * 1994-03-10 1995-09-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd 流動物質循環方法及び装置
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CN113939704A (zh) * 2019-06-20 2022-01-14 博特化工装置股份公司 冷却自由流动颗粒、特别是苛性钠小颗粒的方法和装置

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