JPH08261683A - 熱交換器のウオ−タ−・チャンバ− - Google Patents

熱交換器のウオ−タ−・チャンバ−

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JPH08261683A
JPH08261683A JP7349389A JP34938995A JPH08261683A JP H08261683 A JPH08261683 A JP H08261683A JP 7349389 A JP7349389 A JP 7349389A JP 34938995 A JP34938995 A JP 34938995A JP H08261683 A JPH08261683 A JP H08261683A
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gas
plate
thin
water chamber
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JP7349389A
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Peter Bruecher
ブリュヒャー ペーター
Helmut Lachmann
ラヒマン ヘルムート
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Deutsche Babcock Borsig AG
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Deutsche Babcock Borsig AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0229Double end plates; Single end plates with hollow spaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 パイプとパイプ・プレートとの間の熱応力を
最小に押えるウオーター・チャンバーを提供する。 【解決手段】 熱交換器1のウオーター・チャンバン
は、外部ジャケット5とパイププレート6を備え、パイ
ププレート6は、外部ジャケット5とパイプ8を介して
厚いパイプ・プレート7上に支持されている。パイプ8
は外部ジャケット5内に配置され、パイプ・プレート
6、7とガスタイトに接続されている。パイプ13はギ
ャップ12を形成してガスを導きパイプ8に差し通さ
れ、パイプ・プレート6から延設され、延設されたパイ
プ端14は外に向かって折り曲げられる。折り曲げられ
たパイプ端15はパイプ8からパイプ8の半径方向に間
隔をあけて薄いパイプ・プレート6とガスタイトに接続
される。パイプ・プレート6は、パイプ端15とパイプ
8との間に位置している穴17のリング面に押圧されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する分野】本発明は、請求項1の上位概念の
特徴を備えた高温のガスを冷却する熱交換器のウオータ
ー・チャンバーに関する。
【0002】
【従来の技術】公知の熱交換器(米国特許明細書第47
70239号参照)においては、ガスを導くパイプのパ
イプ端は薄いパイプ・プレートが溶接されていて、この
パイプ・プレートで閉止されている。特にガスの入り口
側では、薄いパイプ・プレートが所在している溶接縫目
に熱応力が生じる。これは、溶接縫目が一方の側では高
温のガスと接触し、他方の側ではパイプ・プレートを介
して冷却媒体と接触するからである。公知の構成におい
ては、この熱応力のため溶接縫目に亀裂が入ったりある
いは気密性がなくなるおそれがる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ガス
を導くパイプと薄いパイプ・プレートとの間の熱応力を
最小程度に抑えるよう構成された当初に挙げた種類のウ
オーター・チャンバーを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の請求項1の特徴項に従って構成された当初
に挙げた種類のウオーター・チャンバーが提供されたの
である。本発明の有利な態様については請求項2より4
までを参照されたい。
【0005】本発明に係るウオーター・チャンバーにお
いては、ガスを導くパイプの延設され折り曲げられた端
部は、弾性変形により熱膨張を受け止めている。これに
より、ガス入口側で薄いパイプ・プレートに位置してい
るガスを導くパイプとの接続箇所は大幅に熱応力から開
放された状態に保持されることになる。同時に、延設さ
れたパイプ端は冷却媒体の特別な案内により冷却され、
これにより過熱から保護される。さらに過熱に対する保
護を行うため、本発明の有利な実施態様によれば、セラ
ミックの物質が延設されたパイプ端に埋め込まれてい
る。
【0006】
【発明の実施の形態】熱交換器1は、高温のガス、特
に、反応器2内でガス化により作られた合成ガスを冷却
する働きをする。反応器2の内部は耐火ライニング層3
を備えていて、移行部を介して熱交換器1と接続されて
いる。
【0007】移行部として機能するウオーター・チャン
バー4は外部ジャケット5を備えており、該外部ジャケ
ット5のガス入口側は薄いパイプ・プレート6により閉
止されているとともに、ガス出口側は厚いパイプ・プレ
ート7により閉止されている。図示の場合、該外部ジャ
ケット5により取り囲まれている内部スペース内に3つ
のパイプ8が配置されていて、両方のパイプ・プレート
6と7にガスタイトに固定されている。このようにして
パイプ8はアンカー・パイプとして機能していて、外部
ジャケット5と協働して薄いパイプ・プレート6を厚い
パイプ・プレート上に支持している。
【0008】薄いパイプ・プレート6はフランジ9を備
えており、該フランジ9はボルトを介して肉厚のブロッ
ク・フランジ10と接続されている。該ブロック・フラ
ンジ10は反応器2の壁体に溶接されている。厚いパイ
プ・プレート7は、熱交換器1の壁体に溶接されてい
る。外部ジャケット5に冷却媒体の入口継手11が取り
付けられていて、該入口継手11を通って、例えば、加
圧水が供給される。
【0009】アンカーの働きをするパイプ8の内壁から
間隔をあけてリング状のスペース12を形成しながらガ
スを導くパイプ13がパイプ8に差し通されている。ガ
スを導くパイプ13は反応器2に向かって開放されてい
る。ウオーター・チャンバー4と関連して、ガスを導く
パイプ13は、螺旋状のパイプ格子として熱交換器4を
通って延設されており、端部は熱交換器1から引き出さ
れている。
【0010】ガスを導くパイプ13は、薄いパイプ・プ
レート6から反応器2の方向に延設されている。この延
設されたパイプ端14は外に向かって折り曲げられてい
て、薄いパイプ・プレート6にひき戻されている。パイ
プを同心状に取り囲んでいる領域において、折り曲げら
れたパイプ端15は、反応器2に面する側で薄いパイプ
・プレート6と溶接されている。かくして、延設され折
り曲げられたパイプ端14と15は、薄いパイプ・プレ
ート6の一部とガスタイトにスペースを取り囲む円環体
を形成している。このようにして形成されたパイプ端1
4と15は、ガスを導くパイプ13が高温のガスにより
熱負荷を受けると自由に膨張するので、ガスを導くパイ
プ13が薄いパイプ・プレートと接続される接続部で熱
応力が生じることはない。
【0011】パイプ8の回りで同心状に、パイプ8とガ
スを導くパイプ13の折り曲げられたパイプ端との間の
リング面内の薄いパイプ・プレート6を通って貫通穴1
7が設けられている。これらの穴17は、ウオーター・
チャンバー4の内部スペースをパイプ端14と15によ
り囲まれたスペース16を介してパイプ8と13の間の
リング状のギャップ12と接続している。したがって、
スペース16は冷却循環系に接続されているので、パイ
プ端14と15は冷却され、過熱から保護されることに
なる。スペース16内の冷却媒体の流速を高めるととも
に、冷却作用を改善するため、パイプ8を薄いパイプ・
プレート6からスペース16まで延ばすことができる。
パイプ8のパイプ端は、冷却媒体を導く案内体19とし
てスペース16内に形成されている。
【0012】過熱からさらに保護するため、ガスを導く
パイプ13のパイプ端14と16に耐熱性を有するセラ
ミック層18が埋め込まれている。
【0013】入口継ぎ手11をへてウオーター・チャン
バー14に供給された冷却媒体は、ウオーター・チャン
バー4の後端にあるリング状のギャップ12から出て、
熱交換器に到達する。ガスを導く螺旋状の湾曲したパイ
プ13を貫流する高温のガスは、熱交換器により冷却さ
れる。そのさい加熱された冷却媒体は、公知のやり方で
熱交換器1より排出され、熱利用部に供給される。
【図面の簡単な説明】
【図1】反応器と接続された熱交換器の正面図である。
【図2】図1の11−11線に沿って切断した断面図で
ある。
【図3】図2のIIIーIII線に沿って切断した断面
図である。
【符号の説明】
1 熱交換器 2 反応器 3 耐火ライニング層 4 ウオーター・チャンバー 5 外部ジャケット 6 薄いパイプ・プレート 7 厚いパイプ・プレート 8 パイプ 9 フランジ 10 ブロック・フランジ 11 入口継手 12 リング状のスペース 13 パイプ 14 パイプ端 15 パイプ端 16 スペース 17 貫通穴 18 セラミック層 19 案内体
フロントページの続き (72)発明者 ヘルムート ラヒマン ドイツ連邦共和国、14193 ベルリン、ゴ ットフリード・フォン・クラム・ベーク 35

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部ジャケット(5)と、該外部ジャケ
    ット(5)とパイプ(8)を介して厚いパイプ・プレー
    ト(7)上に支持された薄いパイプ・プレート(6)を
    使用して高温のガスを冷却するために使用される熱交換
    器のウオーター・チャンバーであって、パイプ(8)が
    外部ジャケット(5)内に配置されていて、ガスタイト
    にパイプ・プレート(6、7)と接続されているととも
    に、リング状のギャップ(12)を形成しながらガスを
    導くパイプ(13)がパイプ(8)に差し通されるよう
    構成された熱交換器のウオーター・チャンバーにおい
    て、ガスを導くパイプ(13)が薄いパイプ・プレート
    (6)を通って延設されていることと、延設されたパイ
    プ端(14)が外に向かって折り曲げられていて、折り
    曲げられたパイプ端(15)がパイプ(8)から半径方
    向に間隔をあけて薄いパイプ・プレート(6)とガスタ
    イトに接続されていることと、薄いパイプ・プレートが
    (6)が、折り曲げられたパイプ端(15)とパイプ
    (8)の間に所在している穴(17)のリング面に押し
    つけられていることとを特徴とする熱交換器のウオータ
    ー・チャンバー。
  2. 【請求項2】ガスを導くパイプ(13)の延設され折り
    曲げられたパイプ端(14、15)に耐熱性を有するセ
    ラミックの層(18)が埋め込まれていることを特徴と
    する請求項1記載のウオーター・チャンバー。
  3. 【請求項3】パイプ(8)が、薄いパイプ・プレート
    (6)をへてガスを導くパイプ(13)のパイプ端(1
    4、15)により取り囲まれたスペース(16)まで延
    設され、この部分に冷却媒体の案内体(19)として形
    成されていることを特徴とする請求項1または2記載の
    ウオーター・チャンバー。
  4. 【請求項4】薄いパイプ・プレート(6)がブロック・
    フランジ(10)と接続されていて、該ブロック・フラ
    ンジ(10)がガス化用反応器(2)の壁体に溶接され
    ていることを特徴とする請求項1より3までのうちのい
    ずれか1項記載のウオーター・チャンバー。 【0001】
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