JPS60228892A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPS60228892A
JPS60228892A JP60076309A JP7630985A JPS60228892A JP S60228892 A JPS60228892 A JP S60228892A JP 60076309 A JP60076309 A JP 60076309A JP 7630985 A JP7630985 A JP 7630985A JP S60228892 A JPS60228892 A JP S60228892A
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JP
Japan
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gas
chamber
heat exchanger
substance
axis
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JP60076309A
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English (en)
Inventor
ラルス　メルクレン　バルレボ
ヨアヒム　ニツケルセン
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FLSmidth and Co AS
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FLSmidth and Co AS
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/10—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C1/00—Apparatus in which the main direction of flow follows a flat spiral ; so-called flat cyclones or vortex chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C7/00—Apparatus not provided for in group B04C1/00, B04C3/00, or B04C5/00; Multiple arrangements not provided for in one of the groups B04C1/00, B04C3/00, or B04C5/00; Combinations of apparatus covered by two or more of the groups B04C1/00, B04C3/00, or B04C5/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F27B15/003—Cyclones or chain of cyclones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/2016—Arrangements of preheating devices for the charge
    • F27B7/2025—Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones

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  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Air Supply (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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、微粉状の固体物質と気体の間で熱交換を行う
のに使われる型の熱交換器に関する。このような熱交換
器は、例えば燃焼処理が施されるべき原材料を予熱する
ために用いられ、この予熱は燃焼処理からの高温排出ガ
スを使って行われる。
（従来技術） 微粉状固体物質の予熱は、直立した円筒状容器の形状で
、円錐形の底部が固体物質用の出口に終端する一方、そ
の頂部の円筒体が環状の頂部プレートによって制限され
、該頂部プレートの中心部を貫いて気体媒体用の出口バ
イブが円筒体内へと延びるようなサイクロンから成るサ
イクロンシステム内で実施可能である。気体中に浮遊化
した固体物質が、円筒体内へ接線方向に開口した人口バ
イブを介して供給される。円筒状容器内における気体の
循環移動によって、固体物質は容器壁の方へ向かって吹
き飛ばされ、そこでストップされて円錐形底部へと滑り
ながら下降し、固体物質の出口を通って外へ出る一方、
気体は頂部にある中央パイプを通って熱交換器から外へ
出ていく。
気体と固体物質の間の最も重要な熱交換は、浮遊物質が
気体によって連行される立上りパイプ内で行われる。従
って、これは並流の熱交換である。
２つの媒体間で充分な熱交換を得るためには、複数のこ
うした並流熱交換器、セメントの原料粉を燃焼処理前に
予熱する場合は一般に４又は５段、を直列につないで用
いる必要がある。
周知のように、熱交換媒体が相互に向流として移動する
とき、つまり予熱すべぎ物質が次第に熱くなる気体内へ
と絶えず移動するとき、熱利用の改善が行われるので、
こうした流れパターンの方が望ましい。
英国特許出願ＧＢ−Ａ−９８８２８４によれば、微粉状
の物質と気体を相互に対向する流れとして移動せしめる
ようにした熱交換器が周知である。
この熱交換器は、円筒体の軸を水平にして取付けられた
フラットな円筒状容器の形状を有する。気体が容器内へ
接線方向に導入され、容器の中心へとラセン状経路を辿
って進み、そこから容器の端面に設けられた中央パイプ
を通って放出される。
他方微粉状物質は容器内へその軸に沿って導入され、微
粉状物質が熱交換器から出る気体によって連行まれるの
を防ぐため、放出気体と反対向きの速度が与えられる。
別の構成では、微粉状物質が気体の出口から距離をおい
て導入され、これによって容器内の気体渦巻が物質の回
転運動を生ぜしめ、物質を容器の周壁へ向けて吹き飛ば
すことが保証される。そして沈積した物質が、容器周壁
の最下部に位置する物質出口を通って容器から放出され
る。
しかし、ＧＢ−Ａ−９８８２８４から周知な熱交換器で
は、微粉状物質の一部が連行されるので、連行された物
質を分離し、それを気体出口から安全な半径距離だけ離
れた地点で円筒状内へと戻し再導入するため、通常の分
離熱交換器を出口気体パイプ内に設ける必要のあること
が明らかである。
容器の軸からより遠く離れて物質が導入されるほど、物
質を高温気体に対向する流れとして流すのに利用できる
距離がより短くなる。
（発明の目的） 従って、本発明の目的は、高温気体と微粉状物質が相互
に向流として移動し、改良された分離を与えて、微粉状
物質のより少い部分が気体出口バイブを通って連行され
るようにした熱交換器を提供することにある。
（発明の構成） 本発明によれば、上記目的は、水平軸を有する円筒状チ
ャンバ；該チャンバの外周に位置した接線方向の気体人
口：チャンバの端部をチャンバの軸に隣接して貫く少く
とも１つの気体出口で、使用時気体入口から気体出口へ
向かうラセン状の気体流を生ずる気体出口；物質をチャ
ンバ内へその軸に隣接して導入する少くとも１つの物質
人口；及びラセン状のガス流からチャンバの外周壁へと
遠心力で外側に吹き飛ばされた物質を放出するための物
質放出出口から成る熱交換器において、上記又は各物質
入口が、導入時上記物質にチャンバの軸に対する接線方
向でラセン状気体流と軸を中心に同じ方向の速度成分が
与えられるように配置されたことを特徴とする熱交換器
によって達成される。
上記の構成により、物質にはその導入時、その速度がチ
ャンバの軸に近接したところで気体出口へと向かう大き
な軸方向成分を有する。気体によって加速されることに
関係なく接線方向の速度成分が与えられる。さもないと
気体が、物質をチャンバの外周壁へ向かって遠心的に吹
き飛ばすための回転運動を物質に与える前に、物質の一
部を気体出口を通じて運び出そうとする。
物質は、導入地点における回転気体と実質上同じ接線方
向の速度成分で導入されるのが好ましい。
熱交換器がチャンバの一軸方向端にだけ１つの気体出口
を有する場合、物質は他方の軸方向端近くで導入される
。その導入時物質に与えられる角速度成分が物質の回転
運動を保証する一方、軸の近くにおける気体の軸方向速
度が、熱交換器チャンバの全軸方向中を横切って物質を
分布する役割を果す。
軸方向両端にそれぞれ気体出口を有する熱交換器では、
熱交換器の２つの軸方向端の間の領域でチャンバの実質
上中央に物質を導入することによって、チャンバを横切
る分布が同じように得られる。
チャンバの軸方向巾を横切って分布された多数の物質人
口を設けることによって、チャンバの軸方向巾を横切る
任意の所望な物質分布形状が得られる。
以下、本発明を添付の図面を参照しながら詳しく説明す
・る。
（実施例） 第１．２図は円筒状チャンバ６から成る熱交換器を概略
的に示しており、該円筒状チャンバは接線方向の気体人
口１と中央の気体出口２を有し、気体はこれらの間で図
中一点鎖線により示すようにラセン状経路に沿って移動
する。気体で予熱すべき微粉状物質はパイプ３を通じて
導入され、該パイプはそれが貫いて延びた熱交換器の前
方軸方向端に対し鋭角を成している。更に、上記パイプ
は熱交換器の水平軸と平行な面内に位置する。熱交換器
の外周壁へ向かう速度を持った導入物質は、回転する気
体によって偏向され、点線で示すようにラセン状経路に
従って進む。つまり、２つのラセン状経路は軸を中心に
して同じ方向だが、一方は半径方向内側へ移動するのに
対し、他方は半径方向外側へ移動する。
気体と物質がそれらのラセン状旋回を通じ、ある程度相
互に追従して流れることは明らかである。
向流効果は、気体のラセン運動中における１旋凹から別
の旋回へ吹き飛ばされ、次第に高い温度の気体へ接触す
る物質によって達成される。
円筒状容器はその最下部において物質出口ホッパ−４へ
と延び、該ホッパーは分離された微粉状物質用の出口５
に終端している。。
物質がパイプ３を通じて導入される第１．２図に示した
例では、導入物質に、気体の回転方向と同じ方向で、チ
ャンバの軸に対する接線方向の速度成分が与えられる。
傾斜した入口バイブによって、物質には更に、熱交換器
の巾全体にわたる分布を促進する軸方向の速度が与えら
れる。
上記の軸方向分布は、物質入口が気体出口を備えた軸方
向端と反対側の円筒状チャンバの軸方向端に取付けられ
るという事実によっても促進させられる。回転気体が軸
へ接近するにつれて増大するこの軸方向における気体速
度成分が、チャンバの軸方向中を横切って物質を分布せ
しめるのに貢献する。これに順して、それぞれの軸方向
端を１つづつ貫く２つの気体出口を備えた上記のような
熱交換器における微粉状物質は、両端間の領域へ導入す
ることができる。
物質の導入は、各種の方法で実施できる。例えば物質は
、飛散ディスク又は回転スコップ輪によって広げられる
軸方向ジェットとして導入可能である。つまり飛散ディ
スクは案内リブを備え、軸方向に対して接線方向の所要
な速度成分を与えることができ、スコップ輪は熱交換器
チャンバ内の気体と同じ方向に回転させればよい。
第３図は、物質が多数の個々の入口から導入される熱交
換器の例を示している。
微粉状物質は多数の軸方向パイプ３３を通じて導かれ、
この各パイプが、１本又は複数本の気体出口バイブ３２
と同心円状に熱交換器チャンバを横断し且つ内部にそれ
らパイプ３３を収納した中央パイプ３７上に取付けられ
た個々の物質入口ノズル３６に接続されている。
上記の物質人口系によれば、例えば少くとも接線方向の
速度成分について、導入地点における物質の速度をそこ
での気体速度に対応させることにより、個々のノズルを
通じた物質の導入を熱交換器の中方向にわたる気体の速
度分布に適応させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による水平軸を有する熱交換器の概略正
面図； 第２図は第１図に示した熱交換器の側面図；及び 第３図は本発明による別の熱交換器の部分断面図である
。 １・・・気体入口、２．３２・・・気体出口、３．３６
・・・物質入口、５・・・物質出口、６・・・チャンバ
。 Ｆｉｇ、２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１１水平軸を有する円筒状チャンバ６；該チャンバの
    外周に位置した接線方向の気体人口ｌ；チャンバの端部
    をチャンバの軸に隣接して貫く少くとも１つの気体出口
    ２．３２で、使用時気体入口から気体出口へ向かうラセ
    ン状の気体流を生ずる気体出口；物質をチャンバ内へそ
    の軸に隣接して導入する少くとも１つの物質人口３．３
    ６；及びラセン状の気体流からチャンバの外周壁へと遠
    心力で外側に吹き飛ばされた物質を放出するための物質
    出口５から成る熱交換器において、上記又は各物質入口
    が、導入時上記物質にチャンバの軸に対する接線方向で
    ラセン状気体流と軸を中心に同じ方向の速度成分が与え
    られるように配置されたことを特徴とする熱交換器。 （２）それぞれの軸方向端を貫いた気体出口３２を有し
    、前記又は各物質入口３６が上記２つの気体出口間に位
    置する特許請求の範囲第（１１項記載の熱交換器。 （３）１個の気体出口２を有し一前記又は各物質入口３
    が上記気体出口を備えた軸方向端と反対側のチャンバの
    軸方向端に位置する特許請求の範囲第（１）項記載の熱
    交換器。 （４）チャンバの軸方向中を横切って分布された複数の
    物質入口３６が存在する前記特許請求の範囲いずれか１
    項に記載の熱交換器。 （５）　前記物質がその物質の導入地点における気体と
    実質上同じ接線方向の速度成分を持って導入される、前
    記特許請求の範囲いずれか１項に記載の熱交換器を用い
    て微粉状物質と気体の間で熱交換を行う方法。
JP60076309A 1984-04-10 1985-04-10 熱交換器 Pending JPS60228892A (ja)

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GB8409202 1984-04-10
GB8409202 1984-04-10

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AT (1) ATE41701T1 (ja)
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BR (2) BR8501663A (ja)
CA (2) CA1244649A (ja)
DE (2) DE3560961D1 (ja)
DK (2) DK161786C (ja)
ES (2) ES8606627A1 (ja)
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