JPH0682034B2 - 熱交換器用の低プロフィール熱伝達要素バスケット組立体 - Google Patents

熱交換器用の低プロフィール熱伝達要素バスケット組立体

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JPH0682034B2
JPH0682034B2 JP63506951A JP50695188A JPH0682034B2 JP H0682034 B2 JPH0682034 B2 JP H0682034B2 JP 63506951 A JP63506951 A JP 63506951A JP 50695188 A JP50695188 A JP 50695188A JP H0682034 B2 JPH0682034 B2 JP H0682034B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、熱伝達要素バスケット、特に熱交換器におい
て使用するためにバスケットの中に複数の熱吸収板を配
置している組立体に関し、熱は熱吸収板によって熱い熱
交換流体から冷い熱交換流体に伝達される。
更に詳述すれば、本発明は特に回転再生式の熱交換器に
おける熱伝達装置に適用でき、このような回転再生式熱
交換器においては、熱伝達要素が熱いガス状の熱交換流
体に接触することにより加熱され、その後冷いガス状の
熱交換流体に接触して熱を伝達する。
プロセス工業におけるガス−ガス熱交換器用及び事業用
蒸気発生器におけるガス−空気熱交換器用として一般に
使用されている熱交換器のひとつのタイプに、非常によ
く知られている回転再生式熱交換器がある。典型的に、
この回転再生式熱交換器は複数の室に分割された円筒形
のロータを有し、これら室には複数の熱交換要素が配置
されている。これらの熱交換要素は、ロータが回転する
にしたがって、加熱ガス流れと加熱しようとする冷い空
気又は他のガス状流体の流れとに交互にさらされる。熱
交換要素の集合体は、典型的に、扇形の室内に取り付け
られた複数の熱伝達要素バスケット組立体を包含する。
各熱伝達要素バスケット組立体は複数の熱伝達板を収容
し、これらの熱伝達板は加熱ガスにさらされたときにこ
の加熱ガスから熱を吸収し、それから加熱しようとする
冷い空気又は他のガス状流体にさらされたきに、これら
熱伝達板により加熱ガスから吸収した熱が冷い気体に伝
達される。
典型的に、このような熱伝達要素バスケット組立体は、
例えば米国特許第3,314,472号及び第4,606,400号明細書
に示されているように、対をなしたサイドストラップに
より一緒に保持されている一対の間隔を置いた端板を包
含し、サイドストラップはこれらの端板をその側部に沿
って相互接続している。複数の熱伝達板は、バスケット
ハウジング内に互いに接近して間隔を置いた関係で積重
され、各隣接する熱伝達板間にそれぞれ熱交換流体が通
過する通路を形成する。一対の間隔を置いた端板を相互
接続するサイドストラップは、熱伝達要素の積重体の対
向する両側に沿って対をなして延びる。
熱伝達要素の積重体の各側において、第１のサイドスト
ラップが一対の間隔をおいた端板の上方区域間を延び、
また第２のサイドストラップがこの第１のサイドストラ
ップに対して間隔を置いてかつ平行な関係で端板の下方
区域間を延びている。これらのサイドストラップは、前
述した米国特許第3,314,472号明細書に示されているよ
うに、熱伝達要素バスケット組立体の縁部に横たわる長
手方向縁に沿って内向きに折り曲げられてフランジが付
けられ、これにより熱伝達板が熱伝達要素バスケットの
開口端から落下するのを防止する保持面が形成されてい
る。典型的に、１つ又はそれ以上の保持棒が、一対の間
隔を置いた端板の頂部及び底部をそれぞれ横切ってこれ
ら端板間に溶接され、これにより熱伝達板が熱伝達要素
バスケットの開口端から落下するのを防止することをよ
り確実にしている。
以上述べたような熱伝達要素バスケット組立体は従来一
般的に使用されているけれども、低プロフィール（low
profile）の熱伝達要素バスケット組立体は、一対の間
隔を置いた端板を相互接続するサイドストラップが曲が
ることによって、回転ねじれ及び横変形にさらされる問
題があった。
したがって、本発明の目的は、改良された構造的一体性
を有する低プロフィールの熱伝達要素バスケット組立体
を提供することにある。
発明の概要 本発明による低プロフィールの熱伝達要素バスケット組
立体は、一対の間隔を置いた端板間に積重体の形に配列
された複数の熱伝達要素板を包含し、一対の端板は熱伝
達要素板の積重体の対向する両端に配置されているとと
もに、上方及び下方の間隔を置いたサイドストラップに
より相互接続され、これらのサイドストラップは端板の
上縁及び下縁でこれら端板の側部間に延びてこれら端板
の側部に溶接されている。
そして、本発明によれば、少なくともひとつの補強部材
が熱伝達要素板の積重体内に配置されて、熱伝達要素バ
スケット組立体を横切って延び、上方のふたつのサイド
ストラップを一緒に相互接続するとともに、下方のふた
つのサイドストラップを一緒に相互接続し、これにより
それぞれの上方及び下方のサイドストラップ間にクロス
リンクが形成される構造とされ、したがってこれにより
熱伝達要素バスケット組立体の構造的一体性が改良され
る。
図面の簡単な説明 第１図は、回転再生式熱交換器の斜視図である。
第２図は、第１図の２−２線に沿う第１図の回転再生式
熱交換器の平面図である。
第３図は、本発明にしたがって構成した熱伝達要素バス
ケット組立体の斜視図である。
第4A図及び第4B図は、第３図の４−４線に沿って本発明
による熱伝達要素バスケット組立体の異なる２つの実施
例を示す断面図である。
好適な実施例の説明 以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について
詳述する。
第１図は、本発明による熱伝達要素バスケット組立体を
使用している回転再生式熱交換器２を示す。
この回転再生式熱交換器２はロータ12を囲繞するハウジ
ング10を包含し、ロータ12の中には本発明による熱伝達
要素バスケット組立体が担持されている。ロータ12は、
半径方向に延びる複数の仕切り15によりロータ柱16に接
続した円筒形のシェル14を包含する。加熱流体はダクト
18を通してハウジング10に入り、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10に入る。
ロータ12は、ロータ柱16に接続したモータにより適当な
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12が回転すると、半径方向に延びている複数の仕
切り15によってロータ内に扇形に形成されている室内に
配置されている熱伝達要素バスケット組立体内に担持し
た熱伝達要素板は、最初にダクト18を通してハウジング
10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。加熱流体が熱伝達要素板を通
過するとき、これら熱伝達要素板は加熱流体から熱を吸
収する。加熱しようとする流体がその後熱伝達要素板を
通過するとき、この加熱しようとする流体は熱伝達要素
板からこれら熱伝達要素板が加熱流体に接触したときに
吸収した熱を吸収する。
第１図において、加熱流体は熱ガスまた加熱しようとす
る流体は冷空気であり、このような回転再生式熱交換器
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、熱伝達要素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要素板特に熱交換器の冷い端側の熱
伝達要素板に堆積しやすく、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。
熱伝達要素バスケット組立体内に配置されている熱伝達
要素板を周期的に掃除することができるようにするため
に、熱交換器は、ロータ12の冷い端とこの冷い端と対向
する熱伝達要素バスケット組立体の開口端とに隣接する
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
いる熱伝達要素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、ロータの端面を横
切るように動いて、掃除する。高圧洗浄流体が熱伝達要
素板を通過するとき、この流体流れの乱流が熱伝達要素
板を振動させ、これにより熱伝達要素板に付着している
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ロー
タから運び去られる。
ロータ12内に担持されている熱交換材料は、多数の金属
製熱伝達要素板から成る。これらの熱伝達要素板は、コ
ルゲート又は波形状に形成され、これにより積重体の形
に互いに当接する関係で積重されたときに、それらの間
に一連の内部通路を形成し、これらの通路を通して加熱
流体及び加熱しようとする流体が流れる。典型的に、こ
れらの熱伝達要素板は、要素バスケットと称されている
本質的に台形状のフレームの中に組み込れる。このフレ
ームは、熱伝達要素板の積重体を各熱伝達要素板がその
積重された配列体の状態を保持するようにして収容し、
これによりこれらの熱伝達要素板を１つの一体的な組立
体30（第２図参照）として取り扱って、熱交換器のロー
タ内の扇形室に配置することができる。
第３図、第4A図及び第4B図に例示されているように、本
発明による熱伝達要素バスケット組立体30は、複数の熱
伝達要素板32を包含する。これらの熱伝達要素板32は、
間隔を置いた関係で並置されて、それらの間に複数の流
れ通路を有する熱伝達要素板の積重体を構成し、これに
よりかかる流れ通路は熱交換流体が熱伝達要素板32によ
る熱交換関係で流れる流れ通路を形成する。
熱伝達要素板32は、通常、所望する形状に圧延又は鍛造
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。熱伝達要素板32は、
種々の表面形状、例えば限定されるものではないが、平
らな表面若しくはコルゲート又は波形の表面、あるいは
これらの結合すなわち平板とコルゲート又は波形板とを
交互に積重していくこともできる。そして、いずれの場
合においても、熱伝達要素板32の積重体は、その一端に
おける第１の端板34とその他端における第２の端板36と
の間に配置される。
これらの端板34及び36は、熱伝達要素板32の積重体の両
端に接しているとともに、サイドストラップ40,42及び5
0,52の手段によって、適所に保持されている。これらの
サイドストラップ40,42及び50,52は、それぞれ、熱伝達
要素板32の上縁及び下縁でかつ熱伝達要素板32の積重体
の対向する両側に沿って配置されて、間隔を置いて位置
している第１の端板34と第２の端板36とを相互接続す
る。
サイドストラップ40及び42は、その各一端で端板34の上
方の右隅部及び上方の左隅部にそれぞれ溶接されている
とともに、その各他端で反対側の端板36の上方の右隅部
及び上方の左隅部にそれぞれ溶接されている。同様に、
サイドストラップ50及び52は、その各一端で端板34の下
方の右隅部及び下方の左隅部にそれぞれ溶接されている
とともに、その各他端で反対側の端板36の下方の右隅部
及び下方の左隅部にそれぞれ溶接されている。
第３図，第4A図及び第4B図に良く示されているように、
サイドストラップ40,42,50及び52は、好適には、熱伝達
要素バスケット組立体の上縁及び下縁に横たわるそれら
の長手方向縁に沿ってフランジ41,43,51及び53が付けら
れている。フランジ41及び43は、熱伝達要素板32の上縁
に非常に隣接して、それぞれ、サイドストラップ40及び
42の内方長手方向縁から内向きに延びている。フランジ
51及び53は、熱伝達要素板32の下縁に多少隣接して、そ
れぞれサイドストラップ50及び52の内方長手方向縁から
内向きに延びている。そして、上方フランジ41,43及び
下方フランジ51,53は、熱伝達要素バスケット組立体30
の上縁及び下縁に沿って保持面を形成し、これによりバ
スケット組立体30内に積重されている複数の熱伝達要素
板32がバスケット組立体30の輸送中又は設置中にバスケ
ット組立体30の開口端から落ちてしまうのを防止してい
る。
また、保持棒38が熱伝達要素バスケット組立体30の開口
頂部及び開口底部におけるサイドストラップ40と42との
間及び50と52との間において、端板34及び36間にタック
溶接され、これによりバスケット組立体30内に積重され
ている複数の熱伝達要素板32がバスケット組立体30の開
口端から落ちてしまうのを防止することをより確実にす
る。
しかして、本発明によれば、補強部材60が、第３図及び
第4A図に良く示されているように、間隔を置いている端
板34と36との間好適には中間に、これらの端板34,36と
平行にして配置されて、熱伝達要素バスケット組立体30
を横切って延びている。この補強部材60は、その側縁で
サイドストラップ40,42,50及び52に溶接されて、端板34
と36との間の距離の中間点に近いところでこれらのサイ
ドストラップを構造的に連結し、これにより熱伝達要素
バスケット組立体30のフレームの構造的一体性を増大し
ている。
補強部材60は、端板32及び34と同様な単一の板により構
成され、熱伝達要素組立体30の頂部から底部及び一方の
側部から他方の側部に延びて、熱伝達要素組立体30の断
面区域全体を横切っている。そして、この補強部材60
は、第4A図に良く示されているように、その側縁の各々
で上方のサイドストラップ40,42及び下方のサイドスト
ラップ50,52に溶接されて、これらのサイドストラップ
を構造的に連結する。
選択的に、この補強部材60は、第4B図に良く示されてい
るように、一対の間隔を置いた細長い板状部材60a及び6
0bにより構成される。これらの板状部材60a及び60bは、
それぞれ、熱伝達要素バスケット組立体の上方区域及び
下方区域を横切って延びる。そして、上方の板状部材60
aはその側縁で上方のサイドストラップ40及び42に溶接
されている。また、下方の板状部材60bはその側縁で下
方のサイドストラップ50及び52に溶接されている。
補強部材60は、熱伝達要素バスケット組立体30の間隔を
置いている端板32と34との間の距離の中間点で又はその
近くのところで上方のサイドストラップ40と42とを相互
接続するとともに、下方のサイドストラップ50と52とを
相互接続するクロスリンクを形成し、これにより熱伝達
要素バスケット組立体30のフレームの構造的一体性を増
大させる。その結果、バスケットの重量増大のみなら
ず、サイドストラップの回転ねじれ及びバスケットフレ
ームの横変形が防止される。
また、低プロフィールの熱伝達要素バスケット組立体の
持ち上げは、米国特許第4,552,204号明細書に開示され
ているような方法でバスケット組立体30を持ち上げるた
めに持ち上げフックを挿入するための持ち上げ穴を補強
部材60の上方区域に設けることによって、簡単に行うこ
とができる。すなわち、低プロフィールの熱伝達要素バ
スケット組立体が補強部材60を有していない場合には、
そのバスケット組立体の持ち上げは、サイドストラップ
のフランジの下を滑動することができるように設計され
た特別なフックを用いて、バスケット組立体のすべての
上方隅部でサイドストラップをつかむことにより、行わ
なければならない。これに対し、補強部材60に設けられ
る持ち上げ穴（フック穴）は、低プロフィールの熱伝達
要素バスケット組立体を持ち上げる方法を非常に簡単か
つ安全にする。
なお、補強部材としては、前述した単一の大きな板60又
は一対の間隔を置いた板状の部材60a,60bの形のみなら
ず、上方のサイドストラップ40と42とを及び下方のサイ
ドストラップ50と52とをそれぞれ構造的に相互接続する
ものであれば、どのような構造の補強部材であってもよ
いことを、理解すべきである。
また、熱伝達要素バスケット組立体は、多数の熱吸収材
料が加熱流体と加熱しようとする流体との間を選択的に
回転されるようにされた型式の回転再生式熱交換器に用
いられるものとして示されているが、この分野の当業者
であれば、本発明による熱伝達要素バスケット組立体は
再生式に限らず伝熱式の多くの他の公知の熱交換器にも
使用できることを理解されよう。
更に、種々の構造の補強部材（そのうちの幾つかは前述
した説明で示唆している）がこの分野の当業者によっ
て、本発明による熱伝達要素バスケット組立体に容易に
用い得ることができるものである。
したがって、次に添付する請求の範囲は、本発明の精神
及び範囲内に属する前述した説明中で示した変形及び他
のすべての変形を包含するように記載されている。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】a.積重体の形に並んで配列された複数の熱
    伝達要素板と； b.この熱伝達要素板の積重体の対向する両端にこれら各
    端と当接する関係で配置された第１の端板及び第２の端
    板と； c.前記熱伝達要素板の積重体の対向する両側に沿って配
    置されて、前記第１の端板の上縁と前記第２の端板の上
    縁とを相互接続する一対の間隔を置いた上方のサイドス
    トラップと； d.前記熱伝達要素板の積重体の対向する両側に沿って配
    置されて、前記第１の端板の下縁と前記第２の端板の下
    縁とを相互接続する一対の間隔を置いた下方のサイドス
    トラップと； e.前記第１の端板と前記第２の端板と間の前記熱伝達要
    素板積重体の中に配置され、この積重体を横切って延び
    て、前記一対の間隔を置いた上方のサイドストラップを
    相互接続するとともに、前記一対の間隔を置いた下方の
    サイドストラップを相互接続する少なくともひとつの補
    強部材とを、 包含してなる熱伝達要素バスケット組立体。
  2. 【請求項２】請求項１記載の熱伝達要素バスケット組立
    体において、前記補強部材は、前記第１の端板と前記第
    ２の端板との間の距離の中間点又はその付近で前記熱伝
    達要素バスケット積重体の中に配置されている単一の補
    強部材から成る熱伝達要素バスケット組立体。
  3. 【請求項３】請求項１記載の熱伝達要素組立体におい
    て、前記サイドストラップの各々は、各サイドストラッ
    プの長手方向縁から内向きに延びるフランジを有し、こ
    れらのフランジは熱伝達要素バスケット組立体の上縁及
    び下縁に沿って延びる保持面を形成して、各熱伝達要素
    板を要素バスケット組立体内に保持してなる熱伝達要素
    バスケット組立体。
  4. 【請求項４】請求項１記載の熱伝達要素バスケット組立
    体において、前記補強部材は、要素バスケット組立体の
    頂部から底部及び一方の側部から他方の側部に延びてこ
    の要素バスケット組立体の断面区域を横切る単一の板状
    部材から成る熱伝達要素バスケット組立体。
  5. 【請求項５】請求項１記載の熱伝達要素バスケット組立
    体において、前記補強部材は間隔を置いた上方の板状部
    材と下方の板状部材とから成り、上方の板状部材は要素
    バスケット組立体を横切って延びて、前記一対の間隔を
    置いた上方のサイドストラップを相互接続し、また下方
    の板状部材は要素バスケット組立体を横切って延びて、
    前記一対の間隔を置いた下方のサイドストラップを相互
    接続してなる熱伝達要素バスケット組立体。
JP63506951A 1987-08-11 1988-08-09 熱交換器用の低プロフィール熱伝達要素バスケット組立体 Expired - Fee Related JPH0682034B2 (ja)

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US07/084,063 US4739822A (en) 1987-08-11 1987-08-11 Low profile element basket assembly for heat exchanger
PCT/US1988/002703 WO1989001598A1 (en) 1987-08-11 1988-08-09 Low profile element basket assembly for heat exchanger

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JPH02501499A JPH02501499A (ja) 1990-05-24
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EP (1) EP0362300B1 (ja)
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KR (1) KR940004983B1 (ja)
CN (1) CN1009953B (ja)
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CA (1) CA1276626C (ja)
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