JPH063357B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH063357B2
JPH063357B2 JP62505387A JP50538787A JPH063357B2 JP H063357 B2 JPH063357 B2 JP H063357B2 JP 62505387 A JP62505387 A JP 62505387A JP 50538787 A JP50538787 A JP 50538787A JP H063357 B2 JPH063357 B2 JP H063357B2
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    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/15021Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber using regenerative heat exchanger bodies with different layers of material

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は再生式熱交換器に関するものである。
周知の再生式熱交換器の型式の一つはユングストローム
型であり、回転部材はほゞ平行な、離れた熱伝達板のい
くつかのパツクを堆積され、この回転部材の二つのほゞ
半円形の区域はいわゆる“セクタ板”によつて分離さ
れ、部材がその軸線の周りに回転している間、加熱され
るガスは通常これらの半円形区域の一つを通つて軸線方
向に供給され、冷却されるガスは軸線方向反対方向に、
半円形の他の部分を通つて供給される。
種々の型式の板が熱交換器の堆積用に提案された。
英国特許第1335205号はとくに有効な形式の板を開示
し、板のパツクは熱交換流体の通路を形成する重ねられ
た成形板を含んでいる。各板は板の両側に設けられた一
体のかつ平行な畝を含み、これらは板の中央面と考えら
れる、畝の高さより大きい幅の平らな部分によつて分離
される。板の一側の各畝は板の反対側の畝に隣接して設
けられ、畝は板の両側に設けられ断面で見たときほゞ開
いたS字型部分を形成している。パツクの各板は一つの
板の畝が隣接する板(単数またと複数)の畝の横方向に
なるように設置され、隣接する板は畝の頂点に沿う離れ
た点だけで互いに接触する。このようにして、畝の開い
たS字型部分内に延びる区域を有する通路が画定され
る。
このような構造によつてきわめて良い熱交換が達成され
板自体は適当に経済的に製造されることが分つた。
しかしながら、この型の熱交換器の使用において貫通す
るガスの比較的大きい圧力降下が発生する。ガスは通常
フアンによつて流通せしめられ、熱交換板のパツクを通
る流通抵抗が大きければ、フアンを駆動するのに要する
エネルギは増加する。方式の全効率を増加することはき
わめて重要となる。
本発明によれは、回転部材および熱交換器を通して高温
および低温ガスを選択的に供給して熱交換器に高温端と
低温端とを形成する手段を含む熱交換器において、熱交
換器に取付けられる多数の熱交換要素の束が設けられ、
各束は熱交換流体用通路を形成する重ねられた成形板を
含み、各板は板の両側に設けられ板の中間面と考えられ
る、その高さより大きい幅の平らな板部分によつて分離
された一体のかつ平行な畝を含み、板の一側の各畝は板
の他側の畝に隣接して形成され、それにより板の両側に
設けられた畝は、断面で見たとき、ほゞ開いたS字型を
なし、パツクの板は一つの板の畝が少くとも一つの隣接
する板の畝の横方向になるように設置され、隣接する板
が畝の頂点に沿つて離れた点だけで接触し、それにより
畝の開いたS字型部分内に延びる前記通路を画定し、前
記通路を通る流体の流通抵抗が熱交換器の高温端におけ
るよりも低温端においていちじるしく小さい前記熱交換
器が提供される。
このような構造によつて、通路を通る流体の流れ抵抗が
熱交換器の高温端より低温端においていちじるしく小さ
いため、全効率はいちじるしく改善される。板の間に形
成される通路の断面寸法を高温端において比較的小さく
形成し、それによりかなりの量の乱流を発生するのが有
利であり、これは熱交換器の高温および中間温度部分に
よい熱交換を生ずる。しかしながら、熱交換器の低温端
では熱交換の要求はそれほど大きくなく、乱流の必要性
はそれほど高くないことが分つている。しかして、意外
なことに全効率が熱交換器の低温端における流れに対す
る抵抗を減少することにより増加しそれにより高温なら
びに低温ガスを駆動するフアンへの必要な入力を減少す
ることが分つている。
通路を通る流体の流れ抵抗は、低温端において、畝の高
さしたがつて板の間隔を熱交換器の低温端において熱交
換器の高温端よりいちじるしく大きくなるように設置す
ることによつて減少することができる。とくに、熱交換
器の低温端における畝の高さが高温端における畝の高さ
の1.25ないし2倍の間にあるならば、良い結果が得られ
ることが分つている。
また通路の断面積を、熱交換器の高温端における畝のピ
ツチと比較して低温端における畝ピツチを増加すること
によつて増加することができる。
とくに好ましい実施例において、低温端の板の畝の高さ
に対する畝のピツチの比は3.5ないし5.25である。
上記以外の利点は板の畝の角度を、ガスが一層真直ぐに
流通しうるように変化することによつて達成することが
できる。たとえば板がほゞ矩形であるならば、低温端に
おける畝の軸線は板の二つの反対側の縦方向端部に対し
て15ないし20°の角度をなすことが好ましく、一方高温
端においては一層大きい角度、通常約20°である。これ
は同じ効果を生ずることができるかまたは低温端におけ
る通路断面積増加の効果を増進する。
本発明の別の特徴によれば、熱交換器流体の通路をを形
成する重ねられた各成形板をそれぞれ含む再生式熱交換
器の低温端用の伝熱板のパツクが設けられ、各板は板の
両側に設けられ、板の中間面と考えられる、その高さよ
り大きい幅の平らな板部分によつて分離された一体のか
つ平行な畝を含み、板の一側の各畝は板の他側の畝に隣
接して設けられ、それにより板の両側に設けられた畝は
断面で見たときほゞ開いたS字型部分を形成し、パツク
の板は一つの板の畝が隣接する少くとも一つの板の畝の
横方向になるように配置され,隣接する板は畝に沿つて
離れた点だけで互いに接触し、それにより畝の開いたS
字型部分に延びる区域を含む前記通路を画定し、畝の高
さに対する畝の間のピツチの比は3.5ないし5.25であ
る。
本発明はさらに、熱交換器流体の通路を形成する重ねら
れた全体的に矩形の成形板を含む再生式熱交換器の低温
端用熱伝達板のパツクを提供し、各板は板の両側に設け
られ、板の中間層と考えられる、その高さより高い幅の
板部分によつて分離された一体のかつ平行な畝前記畝を
含み、板の一側の各畝は板の他側の畝に隣接して形成さ
れ、それにより板の両側に設けられた畝は断面で見たと
きほゞ開いたS字型部分を形成し、パツクの板は一つの
板の畝が少くとも一つの隣接する板の畝の横方向になる
よう設置され、隣接する板は畝の頂点に沿つて離れた点
だけで接触し、それにより畝の開いたS字型部分に延び
る前記通路を画定し、畝の軸線は板の二つの反対側の縦
端部に15ないし20°の角度をなす。
本発明を一層よく理解するため、単に例示として下記の
記載がなされ、添付図面が参照されるが、その中で、 第1図は、本発明による熱交換器の高温端に使用する、
本発明によるパツク用伝熱板の平面図。
第2図は第1図のII−II線の方向に見た板の断面図。
第3図はこのような板から形成された板パツクの通路方
式を示す、第1および2図の重ねられた二つの熱交換板
の斜視図。
第4図は熱交換器の低温端に使用する本発明による板パ
ツク用板の第1図と同様の図。
第5図は第4図の板の第2図と同様の図。
第1図に示す板10は厚さがほゞ0.5mmの金属板から形
成され、板は全体的に矩形で、11で示された一つの縦
方向端部を有する。板は平らな部分12および縦方向端
部に対して角度αをなす平行に折曲げられた一体の畝1
4を有し、この角度は熱交換器の高温端部に対して少く
とも20°であるのが好ましい。
第2図は第1図の切断線2−2に沿う板の詳細な断面図
である。畝14は板の両側に設けられ断面で見たときほ
ゞS字型をなす畝15を含み、二つの畝は角度をなす交
差部分16によつて連結されている。
第3図から分るように、2枚の同じ板が互いに但し反対
向きに重ねられ、パツクの板は一つの板の畝が隣接する
板の畝の横方向になるように設置され、隣接する板は互
いに畝の頂点に沿つて離れた点だけで接触している。
第2図において、畝の間のピツチは符号Pで示された板
中央面からの高さは符号Nで示されている。第1、2お
よび3図において、ピツチPは35mmであり、また高さN
は5mmであり、一方角度αは20°である。
第4および5図に示す変型において、パツクの低温端に
使用される板は、ピツチPが35mmであるが、畝の高さは
8.9mmであり角度αは15ないし20°である。この装置は
通路の断面がほゞ80%大きく、さらに、角度αが小さく
なればなるほど通路のガスの流れ抵抗は小さくなる。第
1、2および3図に示す特殊な構造において比P/Nは
7であり、一方第4及び5図の構造において比P/Nは
3.93である。別の形状は25mmと35mmとの間のピツチPお
よび6.8mmの高さNを有し、その場合、比P/Nは3.68
ないし5.15である。有利な結果は比P/Nが3.5ないし
5.25であるとき生ずる。
低温端における板は厚い材料、たとえば0.5mmよりむし
ろ0.8mmとして、一層大きな応力に耐性、低温端におけ
る腐食に対する信頼性を可能にするのが好ましい。たと
えば低温端においては、凝縮および酸の生成の可能性が
存在し、低温端における板の腐食の度合を一層大きく
し、したがつてこれらの板を一層厚くすることは有利で
ある。また低温端においては煤吹きの可能性が一層大き
く、通路の断面を一層大きくし傾斜角αを一層小さくす
るとき、煤吹きの効果が一層促進されることが分つた。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転部材および熱交換器を通して高温およ
    び低温ガスを選択的に供給して熱交換器に高温端と低温
    端とを形成する手段を含む熱交換器において、熱交換器
    に取付けられる多数の熱交換要素の束が設けられ、各束
    は熱交換流体の通路を形成する重ねられた成形板を含
    み、各板は板の両側に設けられ、板の中間面と考えられ
    る、その高さより大きい幅の平らな板部分によって分離
    された一体のかつ平行な畝を含み、板の一側の各畝は板
    の他側の畝に隣接して形成され、それにより板の両側に
    設けられた畝は、断面で見たとき、ほぼ開いたS字型部
    分をなし、パックの板は一つの板の畝が少なくとも一つ
    の隣接する板の畝の横方向になるように設置され、隣接
    する板は畝の頂点に沿って離れた点だけで接触し、それ
    により畝の開いたS字型部分内に伸びる区域を含む前記
    通路を画定した前記熱交換器において、前記通路を通る
    流体の流通抵抗が熱交換器の高温端におけるよりも低温
    端においていちじるしく小さい前記熱交換器。
  2. 【請求項2】熱交換器の低温端における畝の高さしたが
    って板の間隔が熱交換器の高温端における高さよりいち
    じるしく大きい請求項1記載の熱交換器。
  3. 【請求項3】熱交換器の低温端における畝の高さが熱交
    換器の高温端における高さの1.25ないし2倍である請求
    項2記載の熱交換器。
  4. 【請求項4】熱交換器の低温端における畝のピッチが高
    温端における畝のピッチよりいちじるしく大きい請求項
    1ないし3のいずれか一項記載の熱交換器。
  5. 【請求項5】低温端における板の畝の高さに対する畝の
    ピッチの比が3.5ないし5.25である請求項1ないし4の
    いずれか一項記載の熱交換器。
  6. 【請求項6】板がほぼ矩形であり低温端における畝の軸
    線が二つの反対側の端部に対し15°ないし20°の角度を
    なす請求項1ないし5のいずれか一項記載の熱交換器。
  7. 【請求項7】再生式熱交換器の低温端用の伝熱板のパッ
    クであってそれぞれ熱交換流体の通路を形成する重ねら
    れた成形板を含む前記パックにおいて、各板が板の両側
    に設けられ、板の中間面と考えられる、その高さより大
    きい幅の平らな板部分によって分離された一体のかつ平
    行な畝を含み、板の一側の各畝は板の他側の畝に隣接し
    て形成され、それにより板の両側に設置された畝は、断
    面で見たとき、ほぼ開いたS字型部分を形成し、パック
    の板は一つの板の畝が少なくとも一つの隣接する板の畝
    の横方向になるように設置され、隣接する板が畝の頂点
    に沿って離れた点だけで接触し、それにより畝の開いた
    S字型部分内に伸びる区域を含む前記通路を画定し、畝
    の高さに対する畝のピッチの比が3.5ないし5.25である
    前記熱交換器。
  8. 【請求項8】再生式熱交換器の低温端用の伝熱板のパッ
    クであって、熱交換流体の通路を形成する重ねられた全
    体的に矩形の成形板を含む前記パックにおいて、各板が
    板の両側に設けられ、板中間面と考えられる、その高さ
    より大きい幅の平らな板部分によって分離された一体の
    かつ平行な畝を含み、板の一側の各畝は板の他側の畝に
    隣接して形成され、それにより板の両側に設けられた畝
    は、断面で見たとき、ほぼ開いたS字型部分を形成し、
    パックの板は一つの板の畝が少なくとも一つの隣接する
    板の畝に対して横方向になるように設置され、隣接する
    板は畝の頂点に沿って離れた点だけにおいて互いに接触
    し、それにより畝の開いたS字型部分に延びる区域を含
    む前記通路を画定し、畝の軸線は板の二つの縦方向端部
    に対して15ないし20°の角度をなす前記伝熱板パック。
JP62505387A 1986-09-12 1987-09-04 熱交換器 Expired - Fee Related JPH063357B2 (ja)

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JPH01503800A JPH01503800A (ja) 1989-12-21
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KR (1) KR960005790B1 (ja)
CN (1) CN1012591B (ja)
AU (1) AU598872B2 (ja)
DK (1) DK174417B1 (ja)
ES (1) ES2005317A6 (ja)
GB (1) GB2183811A (ja)
IN (1) IN171225B (ja)
WO (1) WO1988002092A1 (ja)

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