JPS5933829B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、第１の熱交換媒体を上向きに通過せしめる複
数の垂直管、第２の熱交換媒体を通過せしめるためのそ
の中に前記管が伸びている少くさも１つの区画、中を第
１の媒体が通過しかつ第１の媒体が管に入るのを許すた
めにその中に管が開口している底部室及び底部室内の第
１の媒体の流れを管へ分配するための流れ分配要素を有
する熱交換器に関する。

流動状になり得る粒状材料が熱交換器の操作中箱１の媒
体の流れによって管中に流動状態に保たれる。

前記管は底部室中に下向きに伸びかつ開口した下端を備
える入口要素を有する。

安定化開口が入口要素の下端の上方で底部室から入口要
素中へ設けられている。

上述のような種類の熱交換器は公開オランダ特許出願第
７７０３９３９号（イギリス特許第１．５９２，２３２
号）に開示されている。

第１の熱交換媒体が複数の垂直管中の流動状の粒状体を
通過するような熱交換器においては、工程の安定化のた
めに特別の注意を払わなければならない。

もしも１つ又は２，３の管を通して好ましい流れが生ず
るならば流動化された材料はこれらの管中に拡がりそし
てすべての管がその中に開口している通常の上部ボック
スを通って他の管の力へ移動する。

次いで流動化された粒状物のマスはこれらの他の管中で
崩かいしこのために第１の熱交換媒体の流れは上記好ま
しい流れの管中で全体的に集中する。

このために熱交換器は部分的にのみ働きかつ最適条件以
下で作動するようになり、そして管壁がよごされる可能
性が増大する。

工程の安定性を改善するための各種の方法、たとえば底
部室に流れ分配要素を設は入口要素によって管を底部室
まで伸ばすような方法が既に行なわれている。

又これらの入口要素の壁に゛′安定化開ロバを設けるこ
とによっても改善される。

更に留意すべきことは各々の管の底にスロットル開口を
設けるか又は粒状材料が上部室（その中へ管の上端が開
口している）を横切って動くのを防止することによって
各種の管を通る流れの安定性を改善する提案も既になさ
れているということである。

このような方法はいずれも安定性の改善に寄与すること
ができる。

しかしながら、ある種の環境下では流れの不安定は入口
要素中の安定化開口の１つ又はそれ以上の閉塞の結果で
あることが分った。

本発明の目的はこの閉塞によって生ずる不安定性を防止
又は最小にすることである。

固形物が生成し系中のある場所、特に熱交換器の上部、
に堆積する時に閉塞が生ずることが分った。

もしも第１の熱交換媒体が水であるならば、固形物はた
とえばボイラーの湯あか又はスケールであり、これが先
づ熱交換器の壁に生成し次いでかたまり又はフレークの
形で壁からはくすする。

このようなはくりは装置の温度変化によって生じボイラ
ー湯あかのかたまり又はフレークは壁から底部室の流動
床中に落ちそして通常その中に浮遊状態で留まり、そこ
から熱交換媒体の流れに伴って安定化開口のカへ移動す
る傾向がある。

これが安定化開口の近傍で沈積し、その結果安定化開口
が閉塞されるか又は部分的に閉塞されて装置内の流体流
れが不安定になる。

又ある種の環境たとえば工程が停止した時には、上記か
たまりが底部室内で一時的に上下に動き、入口要素のま
わりに浮遊状態で留まる。

時間の経過につれてこれが１つ又はそれ以上の安定化開
口に集まり最後に開口が閉塞される。

安定化開口は一般に入口要素の主開口よりもかなり小さ
いが、第１の媒体の流れの不釣合いに大きな部分が安定
化開口を通過することが分った。

この種の開口の閉塞は又管中の流速に直接影響され従っ
て管中での流状材料の拡がりの程度に影響され、不安定
になる。

本発明は安定化開口が、入口要素の外側で、第１の媒体
の安定化開口への流れを許す少くとも１つのスクリーン
によって入口要素の下端の開口から分離されていること
からなる。

スクリーンの孔は好ましくは安定化開口の長さ方向の寸
法よりも小さい。

固形物の寸法がスクリーンを通過できる程小さくないな
らば、スクリーンは底部室に到達する固形物が安定化開
口の近傍に達するのを防止する。

しかし固形物がスクリーンを通過できる場合は、それら
は又安定化開口をも通過し開口をよごしそして閉塞する
ようなことはない。

スクリーンの面積は通常安定化開口の総面積よりも幾分
大きい。

それ故スクリーンがつまる危険性は安定化開口がつまる
危険性よりも実質的に小さい。

それでもなおスクリーンの表面積を増大することによっ
てこの危険性は更に減少する。

スクリーンはたきえば安定化開口を囲むかごの形であっ
てよい。

又スクリーンを天井、底及び側部を有し安定化開口を囲
む箱の形にしてもよい。

本発明の好ましい態様を例をあげてかつ図面を参照して
説明する。

第１図にオランダ特許出願第７７０３９３９号（イギリ
ス特許第１．．５９２，２３２号）で説明されている熱
交換器の底の部分が示されており、それは本発明に従っ
て改良されている。

この熱交換器は第２の熱交換媒体がその中を流れる区画
１を有する。

これの供給口及び排出口は図示されていない。

区画１は仕切り２によって底部即ちボックス３から分離
しており底部室３の中には多数の垂直管４が開口してい
る。

管４は区画１を通って垂直に上方に伸びている。

底部ボックス３は孔開き基板５を介して分配ボックス６
に直接連なっている。

基板５は第１の媒体の管４への流れをより一層均一にす
る分配要素として作用する。

排出口８も示されているが、これは通常の操業では閉じ
られており装置を清掃するために使用することができる
。

底部ボックス３及び管４は、第１の熱交換媒体が供給ロ
アから分配ボックス６、基板５、箱の下側９及び管４を
通って上方に流れる時に流動化される粒状材料９のマス
を包含する。

基板５の孔の寸法は流動化した粒状物が分配ボックス６
の方へ通過しないようになっており、操業中箱１の熱交
換媒体の流速は粒状物が底部ボックス３及び管４の両刀
の中で流動状態を維持するために充分な程高くする。

すべての管４の中で安定した流れを得るためＱここれら
の管は底部室内の流動状物９の力へ下端開口１２まで伸
びている即ち延長部１０を備えている。

安定化開口１１が延長部の壁に設けられている。

第１の熱交換媒体の安定化開口を通る漏洩流れは底部ボ
ックス内の粒状物マスのレベルを均等にし、各々の管の
中で一層規則的な流れを作る。

第１の熱交換媒体が底部室３から管の延長部１０へ流れ
る際に、延長部１０の入口において流速が急激に増大す
る。

又流体流れは延長部１０に入った直後に大きく狭められ
る。

このために管の下部領域に強い攪乱流が生じ、この攪乱
流が管の全長を通って流体の流れの安定性に影響を与え
る。

安定化開口１１は流体流れの一部を管の入口から遠くに
そらせ、これによって第１の媒体の速度の急上昇を防止
し、かつ流れの挟まりを抑制する。

即ち第１の媒体の一部は管内の流体流れがそれ自体既に
安定化しているところの管の側の側壁に入ることができ
る。

かくして管を通じてより安定化した流体流れが達成され
る。

安定化開口による上記のような安定化作用は非常に複雑
の特質を有するために、安定化開口の場所及び寸法は主
として実験に基いて決定される。

上述のように、１つ又はそれ以上の管４を介して底部ボ
ックス３の中へ落ちるボイラーの湯あか又はスケールの
かたまり又はフレークはこの装置においては１つ又はそ
れ以上の安定化開口１１の中に集中しこれらの開口を塞
ぐ。

これを防止するために、本発明においてはスクリーン１
３（たとえば金網）が安定化開口の下でかつ管４の下端
１２よりも上方に設けられる。

このスクリーンは底部ボックス３の全血にわたって伸び
ておりかくして開口１１を管の下端１２から（管の外側
で）分離する。

ボイラー湯あかのフレークその他の太きいほこりはこの
スクリーン１３によってさえぎられ安定化開口１１を塞
ぐことができない。

僅かに異なった構造を第２図に示す。

スクリーン１４以外はこの構造は第１の装置と同じであ
る。

平坦な水平のスクリーンの香りに、かご型のスクリーン
が設けられており、そのスクリーンの底は底部ボックス
３の食中にわたって伸びておらず、その端部においてス
カート１４と連結されており、このスカートはその上端
において仕切り壁２に取り付られている。

これによってスクリーンの面積は明らかに大きくなり、
矢印で示すように第１の熱交換媒体はスクリーンを通過
する時により大きな面積にわたって拡がることができる
。

従ってスクリーンがよごれてつまる可能性も明らかに少
なくなる。

最後に本発明の今一つの態様を第３図に示す。

ここでもスクリーン１３以外は第１図及び第２図と同じ
であり、スクリーン１３はすべての安定化開口１１を囲
む箱型をしている。

このスクリーンは開口１１のレベルよりも低く位置する
底１３、開口１１の周りに伸びる側壁１４及び開口１１
のレベルよりも高い位置にある水平天井１５を有する。

この構造はスクリーンの面積を更に大きくするのみなら
ず、スクリーンを壁２に固着する必要もない。

このスクリーンは別個の部材として管４上を滑らせ、そ
してそれに固着することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱交換器の一例の底部の断面図であり
、第２図は本発明の今一つの例の底部の断面図であり、
そして第３図は本発明の熱交換器の更に今一つの例の底
部の断面図である。 １・・・・・・区画、２・・・・・・仕切り壁、３・・
・・・・底部室、４・・・・・・垂直管、５・・・・・
・流れ分配要素、９・・・・・・流動化粒状物、１０・
・・・・・入口要素、１１・・・・・・安定化開口、１
２・・・・・・下端開口、１３・・・・・・スクリーン
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の熱交換媒体を上向きに通過せしめる複数の垂
   直管４、第２の熱交換媒体を通過せしめるためのその中
   に管４が伸びている少くとも１つの区画１、中を該第１
   の媒体が通過しかつ該第１の媒体が管４に入るのを許す
   ためにその中に管４が開口している底部室３、及び底部
   室内の第１の媒体の流れを管へ分配するための流れ分配
   要素５を有し、流動化し得る粒状材料９が操業中箱１の
   媒体の流れによって管４中に流動状態に保たれ、管４は
   底部室３中に下向きに伸びかつ開口した下端１２を具備
   する入口要素１０を有し、そして該開口した下端１２の
   上部に該入口要素１０の安定化開口１１を備える熱交換
   器において、該安定化開口１１は、入口要素の外側で、
   第１の媒体流れの安定化開口１１への流入を許す少くと
   も１つのスクリーン１３によって入口要素の該開口した
   下端１２から分離されていることを特徴とする熱交換器
   。 ２ スクリーン１３が安定化開口の孔の面積よりも小さ
   い孔の面積を有する特許請求の範囲第１項記載の熱交換
   器。 ３ スクリーン１３が底部１３及び側部１４を有するか
   ご型であり、側部１４はその上端において底部室３の上
   壁２に対して閉じられている特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の熱交換器。 ４ スクリーン１３が安定化開口１１の上、下及び周り
   に夫々位置する天井１５、底１３及び側部１４を有する
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の熱交換器。