JPS60248995A - 多管式熱交換器 - Google Patents

多管式熱交換器

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JPS60248995A
JPS60248995A JP60019823A JP1982385A JPS60248995A JP S60248995 A JPS60248995 A JP S60248995A JP 60019823 A JP60019823 A JP 60019823A JP 1982385 A JP1982385 A JP 1982385A JP S60248995 A JPS60248995 A JP S60248995A
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JP
Japan
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heat exchanger
water pipe
inlet water
water pipes
inlet
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JP60019823A
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ジヤツク　ドルイル
ポール　ランド
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
Fragema
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Charbonnages de France CDF
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Fragema
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Publication date
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    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1869—Hot gas water tube boilers not provided for in F22B1/1807 - F22B1/1861
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/22—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight
    • F22B21/26—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight bent helically, i.e. coiled
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    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0015—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
    • F22B31/0023—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes in the bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D13/00—Heat-exchange apparatus using a fluidised bed

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  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (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】 本発明は高温流体中に配置され、入口管寄せと出口管寄
せとに連結された伝熱管から成る多管式熱交換器に関す
る。
垂直コイルの形状に捲回した伝熱管によって形成された
複数個の熱交換素子から成る熱回収ボイラが、フランス
特許Ｆ　Ｒ−Ａ　−２第４４９，８４５号に開示されて
いる。この設計による熱回収ボイラは、特にその支持組
立体に関して問題がある。
本発明の目的は、特許請求の範囲に特徴が記載しである
ように、非常に高温の流体、特に熱ガス流や熱煙流中に
配置したり、燃焼装置の流動床中に配置する、上述のタ
イプの伝熱管束の膨張及び支持に関する問題を解決する
ことにある。本発明に採用の設計によれば、伝熱管で形
成したコイルの間隙のピンチを一定に維持することが可
能になるばかりか、かかる伝熱管の捩れや振動が回避さ
れる。その上に、本発明の設計によれば、煙がばいじん
を含んでいる時に起きる目詰りの現象が制限される。
本発明の熱交換器の特徴とするところは、熱交換器が２
個の入口通水管と２個の出口通水管との下方に延びる伝
熱管から成る複数個のパネルを包含し、上記パネルが上
流端と下流端とにおいて上記２個の入口通水管と上記２
個の出口通水管とに連結されると共に、一方が他方の内
側に交互に配置されるようにうろこ状に重合わされた２
個の半パネルを形成し、各半パネルが下部管寄せ吸込管
を包含し、上記下部管寄せ吸込管が入口管寄せに連結さ
れると共に、組合わせ配置を有する少なくとも１つの伝
熱管に連結され、その結果２個の下部管寄せ吸込管が上
記組合わせ伝熱管の包絡面内で垂直方向に延びてかかる
下部管寄せ吸込管が上記組合わせ伝熱管を片持ちはり式
支持部材によって支持することにある。
本発明の一特徴によれば、組合わせ配置、すなわちＵ字
形配置を有する伝熱管の各ループは、２個の下部管寄せ
伝熱管に固着された２個の支持部材に当接する。
本発明め別の特徴によれば、入口管寄せと出口管寄せと
が水平方向に延び、２個の出口管寄せが同一の相対的高
さに配置され、しかも同一の相対的高さに配置された２
個の入口管寄せの上方に配置される。
本発明のさらに別の特徴によれば、下部管寄せ伝熱管か
ら延びる、組合わせ配置を有する伝熱管が、もう一つの
下部管寄せ伝熱管から延びる、組合わせ伝熱管のループ
間隙に捲回され、捲回の方向は雨下部管寄せ伝熱管につ
いて同一である。
例示としての実施例について、添付図面を参照して、本
発明を以下延より詳細に説明する。
特に第１図と第２図とに示す熱交換器が、高温流体、特
に流動床装置の流動床を形成する固体・ガス混合物中に
配置されたり、或は炉又はガスタービンの燃焼室などか
ら排出される熱ガス、つまり熱ヒユームの流れの中に配
置される。流体（固体・ガス混合物、ガス、ヒユームな
ど）を容器１中に収容するか、或は熱絶縁か筒中に導（
。ガス又はヒユームの流れは、矢印１１の方向に垂直上
方に流れる。
図示の、熱交換器の実施例は、それぞれに参照符号６と
７を付した２個の伝熱管束から構成される。
各伝熱管束は、比較内冷たいガスが流入する１対の入口
通水管２１及び２２と、熱ガスが伝熱管４１乃至４８を
通過後に流入する１対の出口管寄せ３１及び３２とを包
含する。
通水管２１．２２．３１及び３２は、器壁、つまり炉筒
壁を水平に貫通して対向壁面に概ね達している。入口通
水管２１と２２は、概して同一の相対的高さに位置する
。同様にして、出口通水管３１と３２は、概して同一の
相対的高さに位置する。出口通水管３１と３２は入口通
水管２１と２２の上方に位置する（すなわち、熱ガス流
の方向１１に対して下流に位置する）。出口通水管３１
と３２の間隔は、入口通水管２１と２２の間隔に概ね等
しい。
入口通水管２１と２２は、その両端を容器、つまり炉筒
によって支持される。入口通水管２１と２２は、スペー
サ部材５１と５２を介して、出口通水管５１と５２とを
それぞれに支持し、そのため伝熱管束は全体として吊設
の状態にある。従って、冷たいガスの流入する入口通水
管２１と２２は、伝熱管束の支持枠となっている。
各伝熱管束は相互隣接関係で垂直方向に延びる伝熱管か
ら成る複数個のパネル４から構成されるが、かかるパネ
ルは２個の入口通水管２１及び２２と、２個の出口通水
管３１及び３２との下方に延びる伝熱管４１乃至４８に
よって形成されるものである。かかる伝熱管は、ガス流
の上流端において１対の入口通水管２１及び２２に連結
されると共に、下流端において１対の出口通水管３１及
び３２に連結される。各パネル４は一方が他方の内側に
交互に配置されるようにうろこ状に重合わされた２個の
半パネルから構成され、かかる半パネルの一方は入口通
水管２１と出口通水管３２とに連結されるのに対して、
他方の半パネルは入口通水管２２と出口通水管３１とに
連結される。
各半パネルは入口側通水管４１、若しくは人口側通水管
４２を構成要素として包含する。かかる人口側通水管４
１、若しくは４２は、それぞれに入口通水管２１、若し
くは２２の真下に連結されると共に、Ｕ字形の屈曲伝熱
管すなわち組合わせ伝熱管４３．４４．４５、若しくは
４６．４７．４８にそれぞれ分割される。かかる組合わ
せ伝熱管４３．４４．４５、若しくは４６．４７．４８
は、入口通水管２１に連結された出口通水管３２、若し
くは入口通水管２２に連結された出口通水管３１にそれ
ぞれに連結される。一方の半パネル中の、たとえば入口
通水管２２と組合わされた出口通水管３１は、他方の半
パネルの入口通水管２１よりも高い位置にある。組合わ
せ伝熱管４３．４４．４５、若しくは４６．４７．４日
は、入口通水管の下方に垂直に延びる、入口側通水管４
１、若しくは４２の下部に連結される。組合わせ伝熱管
４３乃至４８は、かかる伝熱管の軸線が２個の入口側通
水管４１及び４２の垂直な対称軸を形成する軸線上に中
心を有する「偏平コイル」を形成するように屈曲される
。２個の入口側通水管４１と４２は、かかる入口側通水
管を囲繞することになる組合わせ伝熱管４３乃至４８の
包絡面を形成する仮想円筒の内部に位置する。たとえば
、入口側通水管４１から発する屈曲伝熱管４３乃至４５
は、もう一つの入口側通水管４２から発する組合わせ伝
熱管４６乃至４８のコイル間隙を通って捲回されるので
、かかる２つの組合わせ伝熱管は一方が他方の内側に交
互に配置されるようにうろこ状に重合わされ、一方の組
合わせ伝熱管４３乃至４５の捲回方向は他方の組合わせ
伝熱管４６乃至４８の捲回方向と同一である。組合わせ
伝熱管４３乃至４８は、その真直部分がループによって
連結されるように捲回される。かかる組合わせ伝熱管は
、真直部分の系列を入口側通水管４１と４２の両側に形
成する。かかる組合わせ伝熱管は、各伝熱管と隣接する
伝熱管との間に間隙が存在するようなピッチで捲回され
る。各組合わせ伝熱管４３乃至４８は、ループの部分で
は、入口側通水管の、対向する２本の母線と接触する。
組合わせ伝熱管の内弧面は、伝熱管の各ループ中で、隣
接する入口側通水管から離して配設しであるので、かか
る伝熱管の膨張が許容される。
各入口側通水管４１、若しくは４２には、該通水管の母
線にそって、一連の片持ちはり式支持部材４１１、若し
くは４１２がそれぞれ連設されている。かかる片持ちは
り式支持部材は、各入口側通水管の母線にそって、等し
い距離を隔てて固着される。組合わせ伝熱管４３乃至４
８は、かかる片持ちはり式支持部材４１１及び４２１に
当接する。組合わせ伝熱管の各コイルは、２本の入口側
通水管にそれぞれに固着された２個の支持部材４１１と
４２１とによって支持される。かかる支持部材４１１及
び４２１は、２本の組合わせ伝熱管の間に介在する各間
隙毎に配設される。支持部材は金属でつくられ、入口側
通水管に溶接される。
変形態様として、かかる支持部材を入口側通水管を囲繞
するセラミック製のリングで形成することも可能である
。
本発明の熱交換器は次のように動作する。
非常に高温の流体（流動床の固体・ガス混合物、ガス、
ヒユームなど）を、容器、つまり炉筒１中に収容するか
、若しくは導入する。
入口通水管２１及び２２に供給された、比較内冷たいガ
スを再加熱するために、熱交換器が使用される。
再加熱すべき冷たいガスは入口側通水管４１と４２中を
下降し、ついで出口通水管３１と３２に流入する前に組
合わせ伝熱管４３乃至４８中を循環する。組合わせ伝熱
管を通過する間に、かかる伝熱管中を循環するガスは流
動床、又は伝熱管の外側の熱ガスから熱を回収する。
第５図に示す応用において、流動床式ボイラの流動床８
内に熱交換器が配置される。この熱交換器は空気加熱器
であって、蒸気発生束の上流側に配置される。たとえば
、熱交換器に流入する空気はコンプレッサから供給され
、熱交換器から排出された空気はガスタービンに導かれ
る。
第６図に示す応用において、ガスタービン９か′ら排出
された、非常に高温のヒユームを導＜導管、つまり炉筒
１中に熱交換器が配置される。熱交換器に流入する空気
はガスタービンのコンプレッサから供給され、熱交換器
から排出された空気はガスタービンの燃焼室に導かれる
。
特許請求の範囲に規定されている、本発明の範囲から逸
れることなく、本発明の詳細について変更や修正を想像
したり、均等物の使用を着想したりすることが可能であ
ることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は熱交換器の立面図、第２図は第１図の線２−２
についての断面図であって、熱交換器の側面図を示し、
第３図は第１図の詳細図、第４図は第２図の詳細図、第
５図は本発明の熱交換器を流動床装置に応用した例を示
す図、第６図は本発明の熱交換器を燃焼ヒユームからの
熱の回収に応用した例を示す図である。 １・・・容器、炉筒、４・・・パネル、８・・・流動床
、２１．２２・・・人口通水管、３１゜３２・・・出口
通水管、４１．４２・・・入口側通水管、４３，４４，
４５．．４６，４７．４８・・・伝熱管、５］、５２・
・・スペーサ部材、４１１・・・支持部材、４２ｊ、ｚ
、・、・、支持部材。 第１頁の続き ０発明者　ボール　ランド　フラ °　簡 ＠出　願　人　アンスティテユ　フラ　フラ゛ンセーズ
　ド　ペトロ　ニー ル ／ス国９３６００　オルネ　リュー　ルイ　コンスタン
／ス国９２５０２リュエイユ　マルメーゾン　アベニド
　ボワ　プレオ　１〜４

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （υ　高温流体中ムこ配置され、入口通水管と出口通水
    管上に連結された伝熱管から成る多管式熱交換器におい
    て、２個の入口通水管と２個の出口通水管との下方に延
    びる伝熱管から成る複数個のパネルを設け、上記パネル
    が上流端と下流端とにおいて上記２個の入口通水管と上
    記２個の出口通水管とに連結されると共に、一方が他方
    の内側に交互に配置されるようにうろこ状に重合わされ
    た２個の半パネルを形成するように構成し、各半パネル
    は入口側通水管を包含し、上記入口側通水管が入口通水
    管に連結されると共に、組合わせ配置を有する少なくと
    も１つ伝熱管に分割されるように構成し、その結果２個
    の入口側通水管が上記組合わせ伝熱管の包絡面内で垂直
    方向に延びてかかる入口側通水管が上記組合わせ伝熱管
    を片持ちはり式支持部材によって支持することを特徴と
    する多管式熱交換器。 （２）組合わせ配置を有する伝熱管の各コイルが、入口
    側通水管に固着された２個の支持部材に当接する特許請
    求の範囲第１項に記載の熱交換器。 （３）２個の入口通水管と２個の出口通水管とが水平方
    向に延び、同一の相対的高さに配置された２個の入口通
    水管の上方で、２個の出口通水管が同一の相対的高さに
    配置された特許請求の範囲第１項、又は第２項に記載の
    熱交換器。 （４）入口通水管が、その両端で高温流体を収容する容
    器、すなわち炉筒によって支持され、出口通水管がスペ
    ーサ部材を介して入口通水管によって支持された特許請
    求の範囲上記各項の何れかに記載の熱交換器。 （５）入口側通水管から延びる、組合わせ配置を有する
    伝熱管が、もう一つの入口側通水管から延びる、組合わ
    せ配置を有する伝熱管のコイル間隙に捲回され、捲回の
    若向は両入口副通水管について同一である特許請求の範
    囲前記各項の何れかに記載の熱交換器。 （６）入口通水管に導かれたガスを再加熱するために使
    用される、特許請求の範囲前記各項の何れかに記載の熱
    交換器。 （７）熱交換装置が流動床内に配置される流動床式装置
    における、特許請求の範囲前記各項の何れかに記載の熱
    交換器の応用。
JP60019823A 1984-02-03 1985-02-04 多管式熱交換器 Pending JPS60248995A (ja)

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FR8401666 1984-02-03
FR8401666A FR2559248B1 (fr) 1984-02-03 1984-02-03 Echangeur de chaleur a tubes

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US (1) US4553502A (ja)
EP (1) EP0153214B1 (ja)
JP (1) JPS60248995A (ja)
AT (1) ATE30353T1 (ja)
AU (1) AU584317B2 (ja)
BR (1) BR8500468A (ja)
CA (1) CA1239842A (ja)
DE (1) DE3560800D1 (ja)
ES (1) ES284317Y (ja)
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