JPS60181588A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPS60181588A JPS60181588A JP3524084A JP3524084A JPS60181588A JP S60181588 A JPS60181588 A JP S60181588A JP 3524084 A JP3524084 A JP 3524084A JP 3524084 A JP3524084 A JP 3524084A JP S60181588 A JPS60181588 A JP S60181588A
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- JP
- Japan
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- temperature gas
- heat
- low
- porous
- temperature
- 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
- F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
- F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material
-
- 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
- F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は多孔質蓄熱体間の輻射伝熱を利用して気体の熱
交換を行う新しいタイプの熱交換器に関する。
交換を行う新しいタイプの熱交換器に関する。
く背景技術〉
高温気体と低温気体との間で熱交換を行う熱交換器とし
て、例えば第１図及び第２図に示すようなものがある（
参考文献：熱交換器設計ハンドブック」尾花英部著、工
学図書発行）。
て、例えば第１図及び第２図に示すようなものがある（
参考文献：熱交換器設計ハンドブック」尾花英部著、工
学図書発行）。
第１図に示すものは伝熱式熱交換器（レキュペレータ）
と称され、フィン１を内装した高温気体通路２と同じく
フィン３を内装した低温気体通路４とを交互に積層し、
これら２種類の通路２，４を対向して（又は同方向に）
流通する高温気体（図示Ｈ０以下の図でも同様）と低温
気体（図示Ｃ２以下の図でも同様）とをフィン１，３及
び通路２゜４間を仕切る隔壁５の熱伝導を介して熱交換
するようにしたものである。
と称され、フィン１を内装した高温気体通路２と同じく
フィン３を内装した低温気体通路４とを交互に積層し、
これら２種類の通路２，４を対向して（又は同方向に）
流通する高温気体（図示Ｈ０以下の図でも同様）と低温
気体（図示Ｃ２以下の図でも同様）とをフィン１，３及
び通路２゜４間を仕切る隔壁５の熱伝導を介して熱交換
するようにしたものである。
このものでは、可動部がないため気体の漏れがないとい
う利点があるが、フィンを内装して接合する構造が製造
上やや複雑であり、現在使用されている金属材に代えて
蓄熱性に優れたセラミック材を使用することは極めて困
難である。特゛に高温気体の温度が９００℃以上に達す
る場合には耐久上不可能である等の問題があった。
う利点があるが、フィンを内装して接合する構造が製造
上やや複雑であり、現在使用されている金属材に代えて
蓄熱性に優れたセラミック材を使用することは極めて困
難である。特゛に高温気体の温度が９００℃以上に達す
る場合には耐久上不可能である等の問題があった。
第２図に示すものは□、回転蓄熱式熱交換器（リジエネ
レータ）と称され、高温気体通路１１とこれに隣接する
低温気体通路１２との途中に両道路１１゜１２の断面を
股がって覆う多孔質の蓄熱体１３を軸回り回転自由に設
け、該蓄熱体１３の回転により、高温気体通路１１を通
過する高温気体からの伝熱により蓄熱体１３で蓄熱を行
い、低温気体通路１２を通過する低温気体に放熱して熱
交換を行うようにしたものである。
レータ）と称され、高温気体通路１１とこれに隣接する
低温気体通路１２との途中に両道路１１゜１２の断面を
股がって覆う多孔質の蓄熱体１３を軸回り回転自由に設
け、該蓄熱体１３の回転により、高温気体通路１１を通
過する高温気体からの伝熱により蓄熱体１３で蓄熱を行
い、低温気体通路１２を通過する低温気体に放熱して熱
交換を行うようにしたものである。
このものは温度効率が高にコンパクト化を図れるが、一
方、蓄熱体１３の回転駆動装置と、通路比１２開口面と
の摺動部のシール機構を要し、シールを行っても気体の
漏れは避けられず、かつ、構造が複雑なものとなる等の
不都合がある。
方、蓄熱体１３の回転駆動装置と、通路比１２開口面と
の摺動部のシール機構を要し、シールを行っても気体の
漏れは避けられず、かつ、構造が複雑なものとなる等の
不都合がある。
但し、蓄熱体１３は多孔質のセラミ・ツク材を使用する
ことが可能で、現状でもその完成度は高く、この場合将
来的には１２００℃以上の高温気体を扱うことも可能で
あると考えられている。
ことが可能で、現状でもその完成度は高く、この場合将
来的には１２００℃以上の高温気体を扱うことも可能で
あると考えられている。
〈発明の目的〉
本発明はこのような従来の実情に鑑みなされたもので、
前記伝熱式熱交換器と蓄熱式熱交換器の長所を併せ持つ
と共に短所を解消でき、特に、極めて高温の気体を利用
する場合のコンパクト性に優れた熱交換器を提供するこ
とを目的とする。
前記伝熱式熱交換器と蓄熱式熱交換器の長所を併せ持つ
と共に短所を解消でき、特に、極めて高温の気体を利用
する場合のコンパクト性に優れた熱交換器を提供するこ
とを目的とする。
〈発明の概要〉
このため本発明は、高温気体通路中に介装した多孔質蓄
熱体と低温気体通路中に介装した多孔質蓄熱体とを隔壁
を介して対向配置した構成とし、高温気体の通路によっ
て蓄熱された多孔質蓄熱体からの輻射伝熱によって低温
気体通路中の多孔質蓄熱体を加熱し、もって、多孔質蓄
熱体を通過する低温気体を加熱するようにしたものであ
る。
熱体と低温気体通路中に介装した多孔質蓄熱体とを隔壁
を介して対向配置した構成とし、高温気体の通路によっ
て蓄熱された多孔質蓄熱体からの輻射伝熱によって低温
気体通路中の多孔質蓄熱体を加熱し、もって、多孔質蓄
熱体を通過する低温気体を加熱するようにしたものであ
る。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
一実施例を示す第３図において、スクロール形状の低温
側ケーシング２１と同じくスクロール形状の高温側ケー
シング２２には夫々内周縁部に周溝２１ａ。
側ケーシング２１と同じくスクロール形状の高温側ケー
シング２２には夫々内周縁部に周溝２１ａ。
２２ａが形成され１．これら周溝２１ａ、２２ａに透明
石英ガラス等の赤外線透過材料からなる円板状の隔壁２
３の周縁部を両面にガスケット２４を挟んで嵌入した状
態でケーシング２１．２２の外周縁部相互をバンドカッ
プリング２５によって結合することにより隔壁２３を周
溝２１ａ、２２ａ間に圧着挟持する。
石英ガラス等の赤外線透過材料からなる円板状の隔壁２
３の周縁部を両面にガスケット２４を挟んで嵌入した状
態でケーシング２１．２２の外周縁部相互をバンドカッ
プリング２５によって結合することにより隔壁２３を周
溝２１ａ、２２ａ間に圧着挟持する。
又、ケーシング２１．２２の内周面には夫々断熱材２６
．２７が貼着されており、各断熱材２６．２７のフラン
ジ部の隔壁２３側、に形成された周溝２６ａ、２７ａ内
に夫々積層金網や発泡セラミック等からなる円板状の多
孔質蓄熱体２８．２９の外周縁部を嵌挿して保持する。
．２７が貼着されており、各断熱材２６．２７のフラン
ジ部の隔壁２３側、に形成された周溝２６ａ、２７ａ内
に夫々積層金網や発泡セラミック等からなる円板状の多
孔質蓄熱体２８．２９の外周縁部を嵌挿して保持する。
即ち、これら一対の多孔質蓄熱体２８．２９は隔壁２３
から所定の間隙を隔てて対向した位置に配設される。
から所定の間隙を隔てて対向した位置に配設される。
低温側ケーシング２１には中央部に低温気体入口２１ｂ
、周側部に図示しない低温気体出口が夫々開口されてお
り、高温側ケーシング２２には周側部に高温気体入口２
２ｂ、中央部に高温気体出口２２Ｃが開口されている。
、周側部に図示しない低温気体出口が夫々開口されてお
り、高温側ケーシング２２には周側部に高温気体入口２
２ｂ、中央部に高温気体出口２２Ｃが開口されている。
そして、前記低温気体入口２１ｂ及び低温気体出口に夫
々図示しない管路を接続して形成される低温気体通路３
０と、同様に高温気体入口２２ｂ及び高温気体出口２２
ｃに夫々図示しない管路を接続して形成される高温気体
通路３１とが隔壁２３を隔てて気密に隣接して設けられ
る。
々図示しない管路を接続して形成される低温気体通路３
０と、同様に高温気体入口２２ｂ及び高温気体出口２２
ｃに夫々図示しない管路を接続して形成される高温気体
通路３１とが隔壁２３を隔てて気密に隣接して設けられ
る。
次に作用を説明する。
高温気体は高温気体出口２２ｂからケーシング２２内に
流入し、断熱材２７の内周面に沿って形成される環状の
空間を経て、中央部の隔壁２３と多孔質蓄熱体２９との
間隙に至り、多孔質蓄熱体２９を通過して高温気体出口
２２ｃから流出する。
流入し、断熱材２７の内周面に沿って形成される環状の
空間を経て、中央部の隔壁２３と多孔質蓄熱体２９との
間隙に至り、多孔質蓄熱体２９を通過して高温気体出口
２２ｃから流出する。
一方、低温気体は中央の低温気体入口２１ｂからケーシ
ング２１内に流入し、多孔質蓄熱体２８を通過した後隔
壁２３との間隙を放射状に流れて外周側の環状空間に至
り、図示しない低温気体出口から流出する。
ング２１内に流入し、多孔質蓄熱体２８を通過した後隔
壁２３との間隙を放射状に流れて外周側の環状空間に至
り、図示しない低温気体出口から流出する。
そして、高温気体通路３１内の多孔質蓄熱体２９は高温
気体の通過時に、その高い熱伝達特性によって効果的に
熱を吸収すると同時に輻射によって隔壁２３を透過して
対向する低温気体通路３０内゛の多孔質蓄熱体２８に熱
エネルギを伝達し、これにより該多孔質蓄熱体２８は熱
エネルギを吸収して蓄熱する。
気体の通過時に、その高い熱伝達特性によって効果的に
熱を吸収すると同時に輻射によって隔壁２３を透過して
対向する低温気体通路３０内゛の多孔質蓄熱体２８に熱
エネルギを伝達し、これにより該多孔質蓄熱体２８は熱
エネルギを吸収して蓄熱する。
これにより、低温気体は輻射伝熱によって赤熱された多
孔質蓄熱体２８の通過時に該多孔質蓄熱体２８から効果
的に熱を奪い、高温に加熱される。
孔質蓄熱体２８の通過時に該多孔質蓄熱体２８から効果
的に熱を奪い、高温に加熱される。
このように本発明のものでは、良好な温度効率（熱交換
効率）が得られるのに伴って、コンパクト化を促進でき
ると共に、前記従来の伝熱式熱交換器や回転蓄熱式熱交
換器に比較して製作の容易な簡素な構造であるため、コ
ストダウンを図れ、しかも、可動部もないため気体の漏
れもなく信頼性にも優れる。積−命綱や発泡セラミック
で形成された多孔質蓄熱体２８．２９は断熱性にも優れ
、夫々の隔壁２３側は高温状態に維持され、反対側は低
温に維持され、この面でも温度効率を高めることができ
る。尚、これら多孔質蓄熱体２８．２９の厚さは、一般
に厚い程伝熱効率に優れるが、気体の通過に伴う圧力損
失の増大や重量の増加を招き、かつ、ある程度以上厚く
しても伝熱効率は殆ど上昇しないこと等から、多孔質材
料の組成や構°造を考慮して最適値を設定すればよい。
効率）が得られるのに伴って、コンパクト化を促進でき
ると共に、前記従来の伝熱式熱交換器や回転蓄熱式熱交
換器に比較して製作の容易な簡素な構造であるため、コ
ストダウンを図れ、しかも、可動部もないため気体の漏
れもなく信頼性にも優れる。積−命綱や発泡セラミック
で形成された多孔質蓄熱体２８．２９は断熱性にも優れ
、夫々の隔壁２３側は高温状態に維持され、反対側は低
温に維持され、この面でも温度効率を高めることができ
る。尚、これら多孔質蓄熱体２８．２９の厚さは、一般
に厚い程伝熱効率に優れるが、気体の通過に伴う圧力損
失の増大や重量の増加を招き、かつ、ある程度以上厚く
しても伝熱効率は殆ど上昇しないこと等から、多孔質材
料の組成や構°造を考慮して最適値を設定すればよい。
又、隔壁２３は石英ガラス等の場合は、赤外線の透過性
は大きいが、それでもかなりの輻射熱を吸収する。この
ため隔壁２３の温度は相当上昇し、隔壁２３からの輻射
による間接的な輻射伝熱メカニズムも無視できない。ま
た、隔壁２３両側の気体間の強制対流による熱伝達も多
少拘わることはいうまでもない。
は大きいが、それでもかなりの輻射熱を吸収する。この
ため隔壁２３の温度は相当上昇し、隔壁２３からの輻射
による間接的な輻射伝熱メカニズムも無視できない。ま
た、隔壁２３両側の気体間の強制対流による熱伝達も多
少拘わることはいうまでもない。
上記の間接的な輻射伝熱を主因子として透過を考慮しな
いシステムも考えられる。隔壁２３両側の気体間の圧力
差が大きく、透明体では十分な強度を確保できない場合
等はこのシステムが有利であり、該システムにおける隔
壁の形成材料としては輻射効率が高く、かつ、熱伝達効
率が高いものがよく、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等
は最適な材料の一つである。
いシステムも考えられる。隔壁２３両側の気体間の圧力
差が大きく、透明体では十分な強度を確保できない場合
等はこのシステムが有利であり、該システムにおける隔
壁の形成材料としては輻射効率が高く、かつ、熱伝達効
率が高いものがよく、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等
は最適な材料の一つである。
〈発明の効果〉
以上説明してきたように、本発明によれば高温気体と低
温気体が通過する夫々の多孔質蓄熱体を隔壁を介して対
向配置した輻射伝熱式の熱交換器としたため、簡素な構
造で可動部もないので安価で気体漏れも無く信頼性に優
れる。
温気体が通過する夫々の多孔質蓄熱体を隔壁を介して対
向配置した輻射伝熱式の熱交換器としたため、簡素な構
造で可動部もないので安価で気体漏れも無く信頼性に優
れる。
また、特に輻射伝熱の性質上（高温気体程輻射伝熱の占
める割合が支配的となる）、高温気体の温度が高い程効
果的であると同時に、蓄熱体が熱応力を回避し易い形状
にできるので材料面での優位性も高温になる程強くなる
等種々の特徴を備えるものである。
める割合が支配的となる）、高温気体の温度が高い程効
果的であると同時に、蓄熱体が熱応力を回避し易い形状
にできるので材料面での優位性も高温になる程強くなる
等種々の特徴を備えるものである。
第１図は従来の伝熱式熱交換器の一例を示す斜゛ 挽回
、第２図は従来の回転蓄熱式熱交換器の一例を示す斜視
図、第３図は本発明の一実施例を示す断面図である。 ２３・・・隔壁 ２８．２９・・・多孔質蓄熱体 ３ｏ
・・・低温気体通路 ３１・・・高温気体通路 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 笹 島 冨二雄 第１図
、第２図は従来の回転蓄熱式熱交換器の一例を示す斜視
図、第３図は本発明の一実施例を示す断面図である。 ２３・・・隔壁 ２８．２９・・・多孔質蓄熱体 ３ｏ
・・・低温気体通路 ３１・・・高温気体通路 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 笹 島 冨二雄 第１図
Claims (1)
- 高温気体が流通する通路中に介装した多孔質蓄熱体と低
温気体が流通する通路中に介装した多孔質蓄熱体とを、
前記両道路間を気密に仕切る隔壁を介して対向させて配
設したことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3524084A JPS60181588A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3524084A JPS60181588A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60181588A true JPS60181588A (ja) | 1985-09-17 |
Family
ID=12436315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3524084A Pending JPS60181588A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60181588A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0580806A1 (en) * | 1991-04-15 | 1994-02-02 | The Scientific Ecology Group, Inc. | Very high temperature heat exchanger |
| WO2001047800A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Daikin Industries,Ltd. | Dispositif de modification par oxydation partielle |
| WO2001047801A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Daikin Industries, Ltd. | Dispositif modificateur |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP3524084A patent/JPS60181588A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0580806A1 (en) * | 1991-04-15 | 1994-02-02 | The Scientific Ecology Group, Inc. | Very high temperature heat exchanger |
| EP0580806A4 (ja) * | 1991-04-15 | 1994-03-23 | Synthetica Technologies, Inc. | |
| WO2001047800A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Daikin Industries,Ltd. | Dispositif de modification par oxydation partielle |
| WO2001047801A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Daikin Industries, Ltd. | Dispositif modificateur |
| US6770106B1 (en) | 1999-12-28 | 2004-08-03 | Daikin Industries, Ltd | Partial oxidation reformer |
| US6814944B1 (en) | 1999-12-28 | 2004-11-09 | Daikin Industries, Ltd. | Modifying device |
| CN1310829C (zh) * | 1999-12-28 | 2007-04-18 | 大金工业株式会社 | 转化装置 |
| JP4736299B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2011-07-27 | ダイキン工業株式会社 | 変成装置 |
| JP4736298B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2011-07-27 | ダイキン工業株式会社 | 部分酸化改質装置 |
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