JPH0914873A - 差込み型熱交換器 - Google Patents
差込み型熱交換器Info
- Publication number
- JPH0914873A JPH0914873A JP18071495A JP18071495A JPH0914873A JP H0914873 A JPH0914873 A JP H0914873A JP 18071495 A JP18071495 A JP 18071495A JP 18071495 A JP18071495 A JP 18071495A JP H0914873 A JPH0914873 A JP H0914873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- transfer tube
- heat exchanger
- tube
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/12—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically the surrounding tube being closed at one end, e.g. return type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 伝熱管内の圧力損失の小さい差込み型熱交換
器を提供する。 【構成】 先端が半球状に閉塞し内部が平板状の仕切板
１によって断面半円形の往路Ａ及び復路Ｂに分割された
伝熱管２と、該伝熱管２を炉壁３の排気孔４に差し込ん
だ状態で炉壁３の外側面に固定するフランジ部５とより
なり、該フランジ部５には上記往復路Ａ，Ｂに連通する
燃焼空気出入口６，７と、上記排気孔４に連通する排気
ダクト接続口８とを備えた。 【効果】 半球状先端部において空気流は断面形状をほ
ぼ半円形を保ったまま折り返し、従来例のように先端部
分で中心へ向かう空気同士が衝突して乱流を発生するこ
とがないので、圧力損失を低減させることができ、それ
によって所要のブロアを小型化すると共に、所要電力を
節減し得る。
器を提供する。 【構成】 先端が半球状に閉塞し内部が平板状の仕切板
１によって断面半円形の往路Ａ及び復路Ｂに分割された
伝熱管２と、該伝熱管２を炉壁３の排気孔４に差し込ん
だ状態で炉壁３の外側面に固定するフランジ部５とより
なり、該フランジ部５には上記往復路Ａ，Ｂに連通する
燃焼空気出入口６，７と、上記排気孔４に連通する排気
ダクト接続口８とを備えた。 【効果】 半球状先端部において空気流は断面形状をほ
ぼ半円形を保ったまま折り返し、従来例のように先端部
分で中心へ向かう空気同士が衝突して乱流を発生するこ
とがないので、圧力損失を低減させることができ、それ
によって所要のブロアを小型化すると共に、所要電力を
節減し得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炉壁の排気孔に差し込ん
で燃焼用空気の予熱を行う差込み型熱交換器に関するも
のである。
で燃焼用空気の予熱を行う差込み型熱交換器に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より金属加熱炉や乾燥炉等において
は、省スペースのために断熱材よりなる炉壁の排気孔を
利用して、燃焼用空気の予熱を行う差込み型熱交換器が
用いられている。図３はこの種の熱交換器を示したもの
で、先端が閉塞された伝熱管２の内部に、先端が開口し
た内管９が設けられて、伝熱管２内に先端で折り返す往
路Ａと復路Ｂとが形成されており、この伝熱管２を炉壁
３の排気孔４に差し込んだ状態で炉壁３の外側面に固定
するフランジ部５に、上記往復路Ａ，Ｂに連通する燃焼
空気出入口６，７と、上記排気孔４に連通する排気ダク
ト接続口８とを備えたものであり、この伝熱管２内に炉
内加熱用バーナへ供給する燃焼用空気を通すことによっ
て、炉内から排出される高温の排気で燃焼用空気を予熱
するようにしたものである。
は、省スペースのために断熱材よりなる炉壁の排気孔を
利用して、燃焼用空気の予熱を行う差込み型熱交換器が
用いられている。図３はこの種の熱交換器を示したもの
で、先端が閉塞された伝熱管２の内部に、先端が開口し
た内管９が設けられて、伝熱管２内に先端で折り返す往
路Ａと復路Ｂとが形成されており、この伝熱管２を炉壁
３の排気孔４に差し込んだ状態で炉壁３の外側面に固定
するフランジ部５に、上記往復路Ａ，Ｂに連通する燃焼
空気出入口６，７と、上記排気孔４に連通する排気ダク
ト接続口８とを備えたものであり、この伝熱管２内に炉
内加熱用バーナへ供給する燃焼用空気を通すことによっ
て、炉内から排出される高温の排気で燃焼用空気を予熱
するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の熱交換器は、炉
壁３の断熱材の厚みを熱交換に利用するので省スペース
となる上に、熱交換器自体も断熱用外管を必要としない
ので構造を簡略化できるという利点がある反面、伝熱管
２の内部が二重管構造となっているために、高温排気と
の熱交換が往路又は復路だけでしか行われず、熱効率の
点で改善の余地がある上に、流路が狭く且つ先端折返し
部分の流動抵抗が大きいために、燃焼空気供給用として
比較的大型のブロアを必要とするという問題があった。
本発明は上述の問題点を解消し、伝熱管２内の空気の圧
力損失が小さく、従って給気用ブロアの小型化が可能な
差込み型熱交換器の構造を提供することを目的とするも
のである。
壁３の断熱材の厚みを熱交換に利用するので省スペース
となる上に、熱交換器自体も断熱用外管を必要としない
ので構造を簡略化できるという利点がある反面、伝熱管
２の内部が二重管構造となっているために、高温排気と
の熱交換が往路又は復路だけでしか行われず、熱効率の
点で改善の余地がある上に、流路が狭く且つ先端折返し
部分の流動抵抗が大きいために、燃焼空気供給用として
比較的大型のブロアを必要とするという問題があった。
本発明は上述の問題点を解消し、伝熱管２内の空気の圧
力損失が小さく、従って給気用ブロアの小型化が可能な
差込み型熱交換器の構造を提供することを目的とするも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による差込み型熱
交換器は、図１に示すように、先端が半球状に閉塞し内
部が平板状の仕切板１によって断面半円形の往路Ａ及び
復路Ｂに分割された伝熱管２と、該伝熱管２を炉壁３の
排気孔４に差し込んだ状態で炉壁３の外側面に固定する
フランジ部５とよりなり、該フランジ部５には上記往復
路Ａ，Ｂに連通する燃焼空気出入口６，７と、上記排気
孔４に連通する排気ダクト接続口８とを備えたものであ
る。
交換器は、図１に示すように、先端が半球状に閉塞し内
部が平板状の仕切板１によって断面半円形の往路Ａ及び
復路Ｂに分割された伝熱管２と、該伝熱管２を炉壁３の
排気孔４に差し込んだ状態で炉壁３の外側面に固定する
フランジ部５とよりなり、該フランジ部５には上記往復
路Ａ，Ｂに連通する燃焼空気出入口６，７と、上記排気
孔４に連通する排気ダクト接続口８とを備えたものであ
る。
【０００５】
【作用】上述の構成において、炉内から排出された高温
（約１０００℃）の排気は、伝熱管２の外周面と排気孔
４の内面との間隙を通過しながら熱交換を行ったのち、
フランジ部５の排気ダクト接続口８から排気ダクトを通
じて屋外へ排出され、また燃焼空気入口６から供給され
た低温の燃焼用空気は、伝熱管２の往路Ａ及び復路Ｂを
通過する間に管壁を通じて排気により加熱され、約４０
０℃に予熱されて燃焼空気出口７からガスバーナへと送
出される。このとき図３の従来型では、伝熱管２の先端
部分において中心へ向かう空気同士が衝突する上に、断
面積が不連続であるために、乱流を発生して流動抵抗が
著しく増加するという問題があったのであるが、本発明
の構成によれば、伝熱管２の半球状先端部において空気
流は断面形状をほぼ半円形を保ったまま折り返すため
に、乱流を発生することがなくなり、圧力損失を顕著に
低減させることができた。
（約１０００℃）の排気は、伝熱管２の外周面と排気孔
４の内面との間隙を通過しながら熱交換を行ったのち、
フランジ部５の排気ダクト接続口８から排気ダクトを通
じて屋外へ排出され、また燃焼空気入口６から供給され
た低温の燃焼用空気は、伝熱管２の往路Ａ及び復路Ｂを
通過する間に管壁を通じて排気により加熱され、約４０
０℃に予熱されて燃焼空気出口７からガスバーナへと送
出される。このとき図３の従来型では、伝熱管２の先端
部分において中心へ向かう空気同士が衝突する上に、断
面積が不連続であるために、乱流を発生して流動抵抗が
著しく増加するという問題があったのであるが、本発明
の構成によれば、伝熱管２の半球状先端部において空気
流は断面形状をほぼ半円形を保ったまま折り返すため
に、乱流を発生することがなくなり、圧力損失を顕著に
低減させることができた。
【０００６】
【実施例】図１は本発明による燃焼空気予熱用の差込み
型熱交換器の一実施例を示したもので、先端が半球殻に
よって閉塞され、基端部がフランジ部５に連設された金
属製伝熱管２の内部は、平板状の仕切板１によって往路
Ａと復路Ｂに仕切られ、一方フランジ部５にはこの往復
路Ａ，Ｂに連通する燃焼空気出入口７，８と、排気孔４
に連通する排気ダクト接続口８が形成されており、炉内
バーナから発生する高温の排気が、排気孔４の内壁面と
伝熱管２との間を通って外部に排出される際に、伝熱管
２を通ってバーナに供給される燃焼空気を加熱すること
によって、排熱が回収されるのである。
型熱交換器の一実施例を示したもので、先端が半球殻に
よって閉塞され、基端部がフランジ部５に連設された金
属製伝熱管２の内部は、平板状の仕切板１によって往路
Ａと復路Ｂに仕切られ、一方フランジ部５にはこの往復
路Ａ，Ｂに連通する燃焼空気出入口７，８と、排気孔４
に連通する排気ダクト接続口８が形成されており、炉内
バーナから発生する高温の排気が、排気孔４の内壁面と
伝熱管２との間を通って外部に排出される際に、伝熱管
２を通ってバーナに供給される燃焼空気を加熱すること
によって、排熱が回収されるのである。
【０００７】図２は本発明構成による圧力損失を図３の
従来例と比較して示したグラフで、いずれも排気孔の内
径３インチ，排気温度１０００℃，熱交換器の全長４５
０ｍｍ，伝熱管の内径２インチ，伝熱管の排気孔への差
込み長さ２５０ｍｍという条件で測定したものであり、
両熱交換器の空気流量と予熱空気の出口温度は殆ど変わ
らず、空気流量３７Ｎｍ3 ／ｈでいずれも３８０℃であ
った。結果はこのグラフから明らかなように、本発明構
成により伝熱管内の圧力損失が約１／２と著しく改善さ
れ、従来例えば４００ｍｍＨ2Ｏ が必要であった各ブロ
アの容量を２００ｍｍＨ2Ｏ と小型化することができ、
同時に消費電力も節減できるようになった。
従来例と比較して示したグラフで、いずれも排気孔の内
径３インチ，排気温度１０００℃，熱交換器の全長４５
０ｍｍ，伝熱管の内径２インチ，伝熱管の排気孔への差
込み長さ２５０ｍｍという条件で測定したものであり、
両熱交換器の空気流量と予熱空気の出口温度は殆ど変わ
らず、空気流量３７Ｎｍ3 ／ｈでいずれも３８０℃であ
った。結果はこのグラフから明らかなように、本発明構
成により伝熱管内の圧力損失が約１／２と著しく改善さ
れ、従来例えば４００ｍｍＨ2Ｏ が必要であった各ブロ
アの容量を２００ｍｍＨ2Ｏ と小型化することができ、
同時に消費電力も節減できるようになった。
【０００８】
【発明の効果】本発明は上述のように、先端が半球状に
閉塞した伝熱管２の内部を平板状の仕切板１によって断
面半円形の往路Ａ及び復路Ｂに分割したものであるか
ら、伝熱管２の半球状先端部において空気流は断面形状
をほぼ半円形を保ったまま折り返し、従って二重管構造
の従来例のように先端部分で中心へ向かう空気同士が衝
突して乱流を発生することがなく、圧力損失を顕著に低
減させることができ、それによって所要のブロアを小型
化すると共に、所要電力を節減し得るという利点があ
る。
閉塞した伝熱管２の内部を平板状の仕切板１によって断
面半円形の往路Ａ及び復路Ｂに分割したものであるか
ら、伝熱管２の半球状先端部において空気流は断面形状
をほぼ半円形を保ったまま折り返し、従って二重管構造
の従来例のように先端部分で中心へ向かう空気同士が衝
突して乱流を発生することがなく、圧力損失を顕著に低
減させることができ、それによって所要のブロアを小型
化すると共に、所要電力を節減し得るという利点があ
る。
【図１】本発明の一実施例の縦断面図。
【図２】同上の効果を示すグラフ。
【図３】従来例の縦断面図。
１ 仕切板 ２ 伝熱管 ３ 炉壁 ４ 排気孔 ５ フランジ部 ６ 燃焼空気入口 ７ 燃焼空気出口 ８ 排気ダクト接続口 ９ 内管 Ａ 往路 Ｂ 復路
Claims (1)
- 【請求項１】 先端が半球状に閉塞し、内部が平板状の
仕切板によって断面半円形の往路及び復路に分割された
伝熱管と、該伝熱管を炉壁の排気孔に差し込んだ状態で
炉壁の外側面に固定するフランジ部とよりなり、該フラ
ンジ部には上記往復路に連通する燃焼空気出入口と、上
記排気孔に連通する排気ダクト接続口とを備えて成る差
込み型熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18071495A JPH0914873A (ja) | 1995-06-24 | 1995-06-24 | 差込み型熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18071495A JPH0914873A (ja) | 1995-06-24 | 1995-06-24 | 差込み型熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914873A true JPH0914873A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=16088039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18071495A Pending JPH0914873A (ja) | 1995-06-24 | 1995-06-24 | 差込み型熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0914873A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011133200A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Noritz Corp | ガス燃焼装置 |
| JP2016217707A (ja) * | 2016-09-26 | 2016-12-22 | 光洋サーモシステム株式会社 | 排ガス燃焼装置 |
-
1995
- 1995-06-24 JP JP18071495A patent/JPH0914873A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011133200A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Noritz Corp | ガス燃焼装置 |
| JP2016217707A (ja) * | 2016-09-26 | 2016-12-22 | 光洋サーモシステム株式会社 | 排ガス燃焼装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040525 |