JPS59219695A - 熱交換器用伝熱エレメントブロツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排ガス高温部域から酸露点以下の排ガス低温
部域までの広領域にわたって良好に使用できる熱交換器
に適用することのできる伝熱エレメントブロックに関す
るものである。

従来、ボイラ排ガスの熱回収を行なう空気予熱機または
脱硫装置用ガス・ガスヒータとして鋼管型あるいは再生
回転式（ユングストローム型等Ｊ熱交換器があるが、前
者は容積効率が悪く、後者は加熱流体と被加熱流体が漏
洩混合し、また両者とも排ガスの酸露点以下の極低温域
においては低温腐食（硫酸腐食ンに対して耐久性がない
等の欠点がある。

本発明は、ノンリーク壓で、かつ排ガスの酸露点以下の
極低温域の低温腐食（硫酸腐食ンにも充分耐え得る熱交
換器を開発し、熱回収率をｍ−向上させることを目的と
してなされたものである。

すなわち本発明は、ガスまだは空気通路を形成する複数
個の短形溝を有する上２ミック板の多数枚を、前記溝が
交互に直交するようにサンドインチ状に積層して一体成
形ブロックとしたものを伝熱エレメントとするノンリー
ク直交型熱交換器用伝熱エレメントブロックにおいて、
複数の該伝熱エレメントはその溝方向を一致させて直方
体状集合体を成して支持フレーム内に組み込まれて伝熱
エレメントブロックを構成し、該溝が直交投影面をなす
該伝熱エレメントブロックの全ての断面において、各伝
熱エレメントの角部は相隣る伝熱エレメントの角部また
は支持フレームと密接するパツキン部材と密接し、且つ
各伝熱エレメントの辺部は相隣る伝熱エレメントの辺部
と間隙を有し、しかも前記投影面に対して垂直な方向に
おいては伝熱エレメントの辺部にパツキン材を介して伝
熱エレメントを密接して配設してなるノンリーク直交型
熱交換器用伝熱エレメントブロックに関するものである
。

本発明のアイデアとして新しい点は、 （１）　　セラミック製伝熱エレメント同志間の間隙及
びセラミック製伝熱エレメントと耐蝕性金属材料との取
合部をアスベストクロスまたはファインフレックス等の
弾力性のある耐食性材料にてシールする点、 （２）　　セラミック製伝熱エレメントの据付方として
、隣接するエレメントとの開口部（ガス通路λ同志がう
まく合わずに、ずれて開口面積が狭くなり、煤が堆積し
て通路が閉塞するのを防止するため、セラミック製伝熱
エレメントを間隔（ブレージングスペース）装置いて据
付ける点、 にある。

以下、図面を参照して本発明熱交換器用伝熱エレメント
ブロックを説眸する。

第１図は、セラミック伝熱エレメントを構成する素材を
示す図で、この素材Ｌ」−は伝熱エレメントに構成され
た際に、熱交換流体の通路を形成するだめの短形溝（開
口部）２を有するフィン３付板型形状にプレスロール又
は押出しにて成形されたものである。なお、図中の４は
フィン壁端を示している。

第２図は、セラミック伝熱エレメントを示す図で、この
伝熱エレメント■は前記第１図のセラミック製フィン付
板状素材上舌を捏和成形工程途上で（粘土質の状態でン
交互に９０反転し、−直交サンドインチ状に多重積層し
てプレスした後、焼成することによシ製作される。この
際、エレメント素材上ユのフイ壁端４と隣接するエレメ
ント素材本体１互との接合面５は完全にシールするよう
プレスすることが必要である。

この伝熱エレメント１」内に直交して形成された開口部
２を加熱流体及び被加熱流体が互いに混シ合うことなし
に、直交して流れることによシ熱交換を行なう。

第３図（ＡＪ　、第３図（ＢＪによシ本発明伝熱エレメ
ントブロック５０の実施例を説明する。第３図（Ａ）は
該伝熱エレメントブロック１瓜の立面断面図、第５図（
Ｂ）は第３図（Ａ）のＡ−Ａ矢視による平面図である。

なお第６図（Ａ）は、第６図（Ｂ）のＢ−Ｂ矢視図であ
る。

伝熱エレメントブロックは工場で完成され、現地で熱交
換器に組立てられる。このだめ、輸送及び現地組立が容
易な大きさ、構造のブロックに製作する。伝熱エレメン
トブロックは多数のエレメント、エレメント同志を枠組
みするだめのフレーム、シール部材及び支持フレーム等
で構成される。また１、支持フレームは現地で多数のエ
レメントブロックを積み重ねたり、並べ合わせて組立が
可能で、かつ直交して接続されるガス又は空気取合部（
図示省略のダクト等との取合部の事λの少くともいずれ
かの一方を完全にシールできる構造とする。第３図では
上。

下のガス通路α側の支持フレーム８−１が共通台７ラン
ジとなっている場合で、上・下に接続されるガス取合部
が完全にシールできる。

第３図（Ａ）　（Ｂ）において、２０は伝熱エレメント
であシ、複数の該伝熱エレメント２０は支持フレーム８
−１．８−２．８−５が形成する直方体状の枠内に縦横
奥行夫々複数個となる直方体状集合体をなして挾持され
、伝熱エレメントブロック５０を構成している。

支持フレーム８−１は該伝熱エレメントブロック３０の
底面部に四辺形に組み立てられ、面一（同一平面をなす
の意ンの底面フランジを形成している。支持フレーム８
−２は該伝熱エレメントブロック３０の頂面部に四辺形
に組み立てられ、面一の頂面７２ンジを形成している。

支持フレーム８−３は上記支持フレーム８−１゜８−２
の各角部間を結合してとシつく柱状部材となっている。

全ての該伝熱エレメント２０の一方の通気路群２０−１
は鉛直方向に、他の通気路群２〇−２は水平方向に、第
６図（Ａ）面上で直交するように、各該伝熱エレメント
２０が配向されている。

第５図（Ａ；面に示される各伝熱エレメントの角部は、
相隣る伝熱エレメントの角部または支持フレーム８−１
．８−２．８−３と相互フレーム６を心材とし、アスベ
ストクロス、ファインフレックスセラミックファイバー
又はモルタル、水練り保温材等の耐食シールパツキン材
料を主体としたパツキン部材９を介し圧接して、上記支
持フレーム８−１．８−２．８−５内に組み付けられて
いる。

まだ、第５図（Ｂ）に示されるように、通気路群２０−
１と２０−２の直交する面と垂直の方向においては、該
パツキン部材１１は上記伝熱エレメントブロックート」
−の端面から他端面まで及んで配置されておシ、マだ各
伝熱エレメント２０はアスベストクロス、ファインフレ
ックスセラミックファイバー、モルタル、又は水練り保
温材等のパツキン材料１１を介し相互に密着して配置さ
れている。該パツキン材料１１は、伝熱エレメント２０
同志の直接接触によシシール性が低下し流体が漏洩した
シ、破損したシするのを防止する作用をなす。

更に、伝熱エレメント２０の配列法として、流体の流れ
方向にエレメント同志を直接接触させて配置した場合、
その開口部（流体通路）同志がびったシ一致せずにずれ
て開口面積が狭くなシ、ダストが閉塞するのを防止する
ためエレメント同志間には２０〜３０日程度のスペース
（ブリージンクスペース）４２口を設ける。したがって
、第３図（Ａ）に示される断面上では、各伝熱エレメン
トの辺部は相隣る伝熱エレメントの辺部との間に空隙４
２口を有する。該空隙イは上記通気路群２０−１と連通
し、空隙口は上記通気路群２０−２と連通し、それぞれ
は伝熱エレメントブロック３０を貫通し、相互に直交す
る２系統の通気路を形成するが、それらはしだがって相
互には連通ずることはなく形成される。

また本実施例においては、支持フレーム８−２はチャン
ネル材で構成されるが、その内周には上述同様のパツキ
ン材料を介しシール部材７を取付け、同時に同シール部
材７は前述パツキン部材９とも同様パツキン材料を介し
て圧接せしめである。また底面部においてもパツキン部
材９は支持フレーム８−１に上記同様パツキン材料を介
し取９ついている。

なお、パツキン部材９は、セラミック伝熱エレメント２
０と耐食鋼（コールテン鋼またはステンレス鋼等）製の
フレーム６．８−１．８−２．８−３とを直接接触させ
ると、セラミックが破損したり、接触部のシール性が低
下し、流体が漏洩混合するのを防止する作用をもなす。

バッキングの締付けは伝熱エレメントの自重が働く場合
は自重で、それに依らない場合は支持フレーム８に取付
けた補助フレームにより、フレーム６を押え付けて締付
はシールする。

以上によシ、第３図（旬において、矢印αで示すガスは
、頂面部の支持フレーム８−２の内側に送入された後は
他にリークすることなく、全て通気路群２０−１、空隙
イを通り、底面部の支持フレーム８−１の内側部をとお
シ、伝熱エレメントブロック３０から送出され、矢印β
に示す空気は同様に支持フレーム８−１．８−２゜８−
３にかこまれた伝熱エレメントブロック長側面部から通
気路群２０−２、空隙口を通シ反対側側面部から排出さ
れることとなシ、伝熱エレメントブロックＬＪ内におい
て上記ガスと空気はリーク混合することがない。

なお、上記ガス、空気は逆であってもよく、流れ方向も
逆であってよい。

第４図は本発明伝熱エレメントブロックを利用した熱交
換器の組立例を示す図である。

熱交換器は、工場で製作された多数の伝熱エレメントブ
ロック３０を現地にて組立・据付けることによシ建設さ
れる。図中、１２はガス（または空気ン入ロ／出ロダク
ト、１５は熱交換器支持鉄骨である。ダストまたは硫酸
ミスト等を含んだダーティガスは垂直方向に上から下へ
、空気またはクリーンガスを水平方向に流すことによシ
、直交流型熱交換器を構成する。

硫酸分を含んだダーティガスに接触するガスダクト等の
鋼板は耐食合金鋼板（ステンレス鋼板等）または耐食塗
料をコーティングしたものが使用される。

第４図に示す例はエレメントブロック３０を積み重ねて
熱交換器を構成したもので、エレメントブロック３０の
上、下の支持フレーム（弓、共適合フシンジとして製作
されている。

まだ、ブロック５０内では直交するガス又は空気の通路
は分離されているので、それぞれの共通台フランジ面に
耐食性シールバッキング１４を取付はシールをして組立
てることにより、直交して流れる流体の漏洩混合は生じ
ない。

以上詳述したように、本発明伝熱エレメントブロックに
よれば、低温（硫酸ン腐食に耐える熱交換器としてセラ
ミックを利用しだ熱交換器を提供することができる。

また、本発明伝熱エレメントブロックでは、−力流体は
垂直方向に、また他方流体は水平方向にそれぞれセラミ
ックエレメント内の通路を直交して流れ、互いに熱交換
を行なうが、各流体はそれぞれ漏洩することがないだめ
両流体が混合することのないノンリーク型の熱交換器を
構成することができる。従って、空気予熱様の場合には
、高圧側のを気が漏洩することがないため、送風機各県
が犬きくな９補機動力が増加することはない。まだ、脱
硫装置用ガス・ガスヒータの場合には、脱硫前の未処理
ガスが漏洩することによる脱硫効率及び脱塵効率の低下
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明伝熱エレメントブロックに係るセラミッ
ク伝熱エレメント素材の一例を示す図、第２図は第１図
の素材を用いた伝熱エレメント、第６図（Ａ）、　（１
３）は本発明伝熱エレメントブロックの一例を示す図で
、第５図（Ａ）は立面断面図〔第６図（Ｂ）のＢ−、Ｂ
矢視図〕、第５図（Ｂ）は第３図（Ａ）のＡ−Ａ矢視に
よる平面図、第４図は本発明伝熱エレメントブロックを
利用した熱交換器の組立例を示す図である。 復代理人　　内　１）　　明 後代理人　　萩　原　亮　− ＝４５゜ 丁続補正書 昭和５８年　７　月／λ日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １　′１１件の表示 昭和５８−’ｌ’−’ｌ、’ｌ許願第９２３１１号２°
！ａ　’ＪＪ　（７）名＋；ｉ　　熱交換器用伝熱ニレ
メンドブ・ツク３、補正をする者 事件との関係　　１．１許出願人 （−ｉ：　　＋ｉｌｉ　　　東京都千代田区丸の内二丁
目５番１号４声代理人 １ｉ；’ｌｉ　　東京都港区虎）門−下目１６番２号虎
ノ門−「代ＩＬＩビル　電話（５０４）　１８９４番氏
　　名　　　　　　ブ１゛理１：　（７＋７９）　　　
内　　　１月　　　　　明（ほか１名） ５、抽圧に１７令のトＩ伺　　自発補正６、補正により
増加する発明の数　なしｌ補正の対象 （１）　　明細書の「発明の詳細な説明」の項（２）　
　　図　　　　面 ａ補正の内容 （１）明細書の第７頁下から１行目の１相互フレー」ヲ
「相互にフレー」と訂正する。 （２）　　明細書の第８頁９行目の「パツキン部材１１
」を［パツキン部材９ｊと訂正する。 （３）「図面」を別紙の通り補正し捷す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスまたは空気通路を形成する複数個の短形溝を有する
   セラミック板の多数枚を、前記溝が交互に直交するよう
   にサンドインチ状に積層して一体成形ブロックとしたも
   のを伝熱エレメントとするノンリーク直交型熱交換器用
   伝熱エレメントブロックにおいて、複数の該伝熱エレメ
   ントはその溝方向を一致させて直方体状集合体を成して
   支持フレーム内に組み込まれて伝熱ニルメンドブロック
   を構成し、該溝が直交投影面をなす該伝熱エレメントブ
   ロックの全ての断面において、各伝熱エレメントの角部
   は相隣る伝熱エレメントの角部または支持フレームと密
   接するパツキン部材と密接し、且つ各伝熱エレメントの
   辺部は相隣る伝熱エレメントの辺部と間隙を有し、しか
   も前記投影面に対して垂直な方向においては伝熱エレメ
   ントの辺部にパツキン羽を介して伝熱エレメントを密接
   して配設してなるノンリーク直交型熱交換器用伝熱エレ
   メントブロック。