JPS61262592A - 高温用蓄熱型熱交換器 - Google Patents
高温用蓄熱型熱交換器Info
- Publication number
- JPS61262592A JPS61262592A JP60103916A JP10391685A JPS61262592A JP S61262592 A JPS61262592 A JP S61262592A JP 60103916 A JP60103916 A JP 60103916A JP 10391685 A JP10391685 A JP 10391685A JP S61262592 A JPS61262592 A JP S61262592A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- heat
- heat storage
- storage layer
- 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
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は高温用蓄熱型熱交換器に関するものである。
２０００に前後の高温ガスによシ低温ガスを加熱する場
合、蓄熱型熱交換器が用いられることが多い、第４図（
ａ）は従来の高温用蓄熱型熱交換器であ換器ではシェル
フの中に蓄熱体１を積み重ねた蓄熱体層２があ）、燃焼
器３から供給される加熱用ガスは一端Ａから蓄熱体層２
へ流入し、蓄熱体層２を加熱し、他端Ｂから低温となっ
て流出し、更に加熱用ガス出口ポート５からシェルフの
外部へ流出する。このようＫして蓄熱体１５２を加熱す
ると第４図（ｂ）に示したように一端Ａで最も高温であ
シ、他端Ｂで最も低温であシ、その間はほぼ直線的な勾
配の温度分布となる９次に加熱用ガスを停止し、他端Ｂ
の側にある被加熱ガス入口ポート６から供給された被加
熱ガスを他端Ｂから蓄熱体層２へ流入させ、蓄熱体層２
により加熱する。高温に加熱され一端Ａから流出した被
加熱ガスは被加熱ガスポートからシェルフの外部へ流出
する。蓄熱体１と被加熱ガスとの間の熱交換により蓄熱
体層２は除々に冷却される。特に被加熱ガスの出口にあ
たる一端Ａ付近の蓄熱体層の温度が低下するために被加
燈ガスの端Ａからの出口温度は第３図のグラフの図中実
線１で示されるように短時間のうちに低下する。被加熱
ガスの出口温度が一定温度以下となると高温用熱交換器
としての機能を失うことになるので、従来の高温用蓄熱
型熱交換器においては高温に加熱された被加熱ガスを短
時間しか供給できないという問題があっｅ、”ｔた熱衝
撃を防止するために、蓄熱体層２の他端Ｂ付近の温度を
被加熱ガスの入口温度よシも著しく高い温度にすること
はできないので、蓄熱体層２の昇温にも限界があった。
合、蓄熱型熱交換器が用いられることが多い、第４図（
ａ）は従来の高温用蓄熱型熱交換器であ換器ではシェル
フの中に蓄熱体１を積み重ねた蓄熱体層２があ）、燃焼
器３から供給される加熱用ガスは一端Ａから蓄熱体層２
へ流入し、蓄熱体層２を加熱し、他端Ｂから低温となっ
て流出し、更に加熱用ガス出口ポート５からシェルフの
外部へ流出する。このようＫして蓄熱体１５２を加熱す
ると第４図（ｂ）に示したように一端Ａで最も高温であ
シ、他端Ｂで最も低温であシ、その間はほぼ直線的な勾
配の温度分布となる９次に加熱用ガスを停止し、他端Ｂ
の側にある被加熱ガス入口ポート６から供給された被加
熱ガスを他端Ｂから蓄熱体層２へ流入させ、蓄熱体層２
により加熱する。高温に加熱され一端Ａから流出した被
加熱ガスは被加熱ガスポートからシェルフの外部へ流出
する。蓄熱体１と被加熱ガスとの間の熱交換により蓄熱
体層２は除々に冷却される。特に被加熱ガスの出口にあ
たる一端Ａ付近の蓄熱体層の温度が低下するために被加
燈ガスの端Ａからの出口温度は第３図のグラフの図中実
線１で示されるように短時間のうちに低下する。被加熱
ガスの出口温度が一定温度以下となると高温用熱交換器
としての機能を失うことになるので、従来の高温用蓄熱
型熱交換器においては高温に加熱された被加熱ガスを短
時間しか供給できないという問題があっｅ、”ｔた熱衝
撃を防止するために、蓄熱体層２の他端Ｂ付近の温度を
被加熱ガスの入口温度よシも著しく高い温度にすること
はできないので、蓄熱体層２の昇温にも限界があった。
本発明は上述した従来装置の欠点を改良し、熱衝撃を伴
なわず、被加熱ガスの出口温度を長時間にわたって高温
に保つ高温用蓄熱型熱交換器を提供することを目的とす
る。
なわず、被加熱ガスの出口温度を長時間にわたって高温
に保つ高温用蓄熱型熱交換器を提供することを目的とす
る。
本発明は加熱用ガス停止時の蓄熱体層の加熱用ガスが流
入する一端から加熱用ガスが流出する他端に向っての温
度勾配が、一端に近い領域と他端に近い領域で異なり、
一端に近い領域の温度が−高温用蓄熱型熱交換器である
。
入する一端から加熱用ガスが流出する他端に向っての温
度勾配が、一端に近い領域と他端に近い領域で異なり、
一端に近い領域の温度が−高温用蓄熱型熱交換器である
。
本発明によれば蓄熱体層が被加熱用ガスの流出方向に温
度勾配の異なる２つの領域に分けて被加熱ガスが流入す
る付近の温度が低くなるように加熱されているので、蓄
熱体層に熱衝撃を起こさずしかも被加熱ガスの出口温度
管長時間にわたって高温に保つ高温用蓄熱型熱交換器を
提供することができる。
度勾配の異なる２つの領域に分けて被加熱ガスが流入す
る付近の温度が低くなるように加熱されているので、蓄
熱体層に熱衝撃を起こさずしかも被加熱ガスの出口温度
管長時間にわたって高温に保つ高温用蓄熱型熱交換器を
提供することができる。
以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
第１図（ａ）に示されるように本発明による高温用蓄熱
型熱交換器の一実施例である。この実施例において第４
図（ａ） Ｋ示される従来例と同一の主な構成要素と同
じで良く図面中間一部分には同一番号を符してその説明
を省略する６本発明が従来と異なるところは蓄熱体層２
の途中の部分に相当する位置のシェルフにバイパス・ポ
ート８およびバルブ１２が設けられていることである。
型熱交換器の一実施例である。この実施例において第４
図（ａ） Ｋ示される従来例と同一の主な構成要素と同
じで良く図面中間一部分には同一番号を符してその説明
を省略する６本発明が従来と異なるところは蓄熱体層２
の途中の部分に相当する位置のシェルフにバイパス・ポ
ート８およびバルブ１２が設けられていることである。
バイパス・ポート８はバルブ１２によって開閉可能であ
シバイパス・ポート８が閉じている場合には、燃焼器３
がら供給される加熱用ガスは蓄熱体層２全体を加熱し、
加熱用ガス出口ポート５から流出する。このときの蓄熱
体層２の温度分布は第４図（ｂ）の実線４・１で示され
るように蓄熱体層の高さに比例して上昇する。パにバイ
パス・ポート８を開き、かつ加熱用ガス出口ポート５を
バルブ１０によって閉じると加熱用ガスはバイパス・ポ
ート８からシェルフ外部へ流出し、蓄熱体層２の端Ａと
バイパス・ポート８の位置の間の蓄熱体（第１図（ａ）
の領域工）のみが加熱され、蓄熱体層２の端Ｂとバイパ
ス・ポート８の位置の蓄熱体（第１図（ａ＞の領域■）
は加熱されない、そこで上述の２つの運転を組み合せる
ことＫよシ、蓄熱体層の温度分布は第１図（ｂ）１・１
に示したように領域Ｉは蓄熱体の最高温度でほぼ一様と
なり、領域■は従来例のように蓄熱体層８の高さにほぼ
比例して温度が上昇する形となる。
シバイパス・ポート８が閉じている場合には、燃焼器３
がら供給される加熱用ガスは蓄熱体層２全体を加熱し、
加熱用ガス出口ポート５から流出する。このときの蓄熱
体層２の温度分布は第４図（ｂ）の実線４・１で示され
るように蓄熱体層の高さに比例して上昇する。パにバイ
パス・ポート８を開き、かつ加熱用ガス出口ポート５を
バルブ１０によって閉じると加熱用ガスはバイパス・ポ
ート８からシェルフ外部へ流出し、蓄熱体層２の端Ａと
バイパス・ポート８の位置の間の蓄熱体（第１図（ａ）
の領域工）のみが加熱され、蓄熱体層２の端Ｂとバイパ
ス・ポート８の位置の蓄熱体（第１図（ａ＞の領域■）
は加熱されない、そこで上述の２つの運転を組み合せる
ことＫよシ、蓄熱体層の温度分布は第１図（ｂ）１・１
に示したように領域Ｉは蓄熱体の最高温度でほぼ一様と
なり、領域■は従来例のように蓄熱体層８の高さにほぼ
比例して温度が上昇する形となる。
上述のような蓄熱体層８の温度分布を得ると加熱用ガス
停止後に蓄熱体層８に被加熱ガスを流すと。
停止後に蓄熱体層８に被加熱ガスを流すと。
蓄熱体１の温度は時間と共に低下するが、加熱用ガス停
止時にほぼ一様であった領域工は領域■に近い部分から
除々に温度低下が生じるため、被加熱ガスが流出する端
Ａは従来より長い時間にわ念り高温に保たれる。第２図
は本発明と従来の高温用蓄熱型熱交換器において被加熱
ガスが流れている期間の蓄熱体層の温度分布の時間的変
化を数値計算によシ求めたものである。第２図には、上
述し次領域工における温度の時間的変化の本発明の特徴
が現われて訃シ、端Ａの温度の低下の度合も本発明によ
る結果の方がはるかに少なくなっている。尚図中実線は
本発明、点線は従来例を示す。上述のように蓄熱体層の
端Ａの温度が長時間にわ九フ高温に保たれると、被加熱
ガスの出口温度も長時間にわた夛高温に保たれ被加熱ガ
スを長時間供給することができる。第３図は被加熱ガス
の出口温度の時間的変化を数値計算した結果である。こ
の図に示されるように時間経過とともに本発明による被
加熱ガスの出口温度３・２，３・３，３・４は領域工の
全長に対する割合が１０’％、１５％、２５％の順に、
従来例による被加熱ガス出口温度３・１よシ長い時間高
温に保たれる。すなわち本発明による高温用蓄熱型熱交
換器の被加熱ガスの出口温度に対する効果は明白である
。またバイパス・ポート８のバルブ１２と加熱用ガス出
口ポート５のバルブ１ｏｏ一方あるいは両方を流量調節
可能なバルブとし、バイパス・ポート８及び加熱用ガス
出口ポート５０両方から加熱用ガスを流出させ、かつ上
述の２つのバルブによ多上述の２つの流出口からの流量
比を１ｉｌ１節すれば、蓄熱体層の領域工と領域■の温
度分布を整形することが容易にできる。
止時にほぼ一様であった領域工は領域■に近い部分から
除々に温度低下が生じるため、被加熱ガスが流出する端
Ａは従来より長い時間にわ念り高温に保たれる。第２図
は本発明と従来の高温用蓄熱型熱交換器において被加熱
ガスが流れている期間の蓄熱体層の温度分布の時間的変
化を数値計算によシ求めたものである。第２図には、上
述し次領域工における温度の時間的変化の本発明の特徴
が現われて訃シ、端Ａの温度の低下の度合も本発明によ
る結果の方がはるかに少なくなっている。尚図中実線は
本発明、点線は従来例を示す。上述のように蓄熱体層の
端Ａの温度が長時間にわ九フ高温に保たれると、被加熱
ガスの出口温度も長時間にわた夛高温に保たれ被加熱ガ
スを長時間供給することができる。第３図は被加熱ガス
の出口温度の時間的変化を数値計算した結果である。こ
の図に示されるように時間経過とともに本発明による被
加熱ガスの出口温度３・２，３・３，３・４は領域工の
全長に対する割合が１０’％、１５％、２５％の順に、
従来例による被加熱ガス出口温度３・１よシ長い時間高
温に保たれる。すなわち本発明による高温用蓄熱型熱交
換器の被加熱ガスの出口温度に対する効果は明白である
。またバイパス・ポート８のバルブ１２と加熱用ガス出
口ポート５のバルブ１ｏｏ一方あるいは両方を流量調節
可能なバルブとし、バイパス・ポート８及び加熱用ガス
出口ポート５０両方から加熱用ガスを流出させ、かつ上
述の２つのバルブによ多上述の２つの流出口からの流量
比を１ｉｌ１節すれば、蓄熱体層の領域工と領域■の温
度分布を整形することが容易にできる。
第１図は本発明による高温用蓄熱型熱交換器の一実施例
を示す断面図、第２図は高温用蓄熱型熱交換器の被加熱
ガス供給時の蓄熱体層の温度分布を本発明と従来例につ
いて比較し比曲線図、第３図は被加′熱ガスの出口温度
の時間的変化を本発明と従来例について比較した曲線図
、第４図は従来の高温用蓄熱型熱交換器を示す断面図で
ある。 １・・・蓄熱体 ２・・・蓄熱体層 ３・・・燃焼器
４・・・被加熱ガス出口ポート ５・・・加熱用ガス出
口ポート６・・・被加熱ガス入口ポート ７・・・シェ
ル ８・・・バイパス・ポート 代理人 弁理士 則近憲佑（ほか１名）（α）
第 １ 図 時ＦＪｉ鳴） 第３図
を示す断面図、第２図は高温用蓄熱型熱交換器の被加熱
ガス供給時の蓄熱体層の温度分布を本発明と従来例につ
いて比較し比曲線図、第３図は被加′熱ガスの出口温度
の時間的変化を本発明と従来例について比較した曲線図
、第４図は従来の高温用蓄熱型熱交換器を示す断面図で
ある。 １・・・蓄熱体 ２・・・蓄熱体層 ３・・・燃焼器
４・・・被加熱ガス出口ポート ５・・・加熱用ガス出
口ポート６・・・被加熱ガス入口ポート ７・・・シェ
ル ８・・・バイパス・ポート 代理人 弁理士 則近憲佑（ほか１名）（α）
第 １ 図 時ＦＪｉ鳴） 第３図
Claims (4)
- （１）シェル中に蓄熱体層があり、前記蓄熱体層の一端
から加熱用ガスを前記蓄熱体層へ供給し前記蓄熱体層を
加熱し、前記蓄熱体層の他端から流出した前記加熱用ガ
スをバルブバルブ用ガス出口ポートから前記シェル外部
へ流出させ、前記蓄熱体層の前記一端から前記他端に向
って単調に低下するような前記蓄熱体層の温度勾配を作
り、次に前記加熱用ガスを停止し、前記蓄熱体層の前記
他端から被加熱ガスを前記蓄熱体層へ供給し、前記蓄熱
体層により前記被加熱ガスを加熱し、前記蓄熱体層の前
記一端より流出した前記被加熱ガスをバルブ付被加熱ガ
ス出口ポートから前記シェル外部へ流出させることによ
り、前記加熱用ガスと前記被加熱ガスの間の熱交換を行
なう高温用蓄熱型熱交換器において、前記加熱用ガス停
止時の前記蓄熱体層の前記一端から前記他端へ向っての
温度勾配が前記一端に近い領域と前記他端に近い領域で
異なり、前記一端に近い領域の温度が一様であるか、あ
るいは前記一端に近い領域の温度勾配が前記他端に近い
領域の温度勾配に比べて十分小さいことを特徴する高温
用蓄熱型熱交換器。 - （２）前記蓄熱体層の前記一端と前記他端にはさまれた
前記蓄熱体層の途中の部分に相当する位置の前記シェル
に前記シェル外部へ通じるバイパス・ポートおよびバル
ブを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の高温用蓄熱型熱交換器。 - （３）前記バイパス・ポートのバルブが流量調節可能で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第
２項記載の高温用蓄熱型熱交換器。 - （４）前記加熱用ガス出口ポートのバルブが流量調節可
能であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
３項のいずれかに記載の高温用蓄熱型熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103916A JPS61262592A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 高温用蓄熱型熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103916A JPS61262592A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 高温用蓄熱型熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61262592A true JPS61262592A (ja) | 1986-11-20 |
Family
ID=14366749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60103916A Pending JPS61262592A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 高温用蓄熱型熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61262592A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014508911A (ja) * | 2011-03-23 | 2014-04-10 | アイゼントロピック リミテッド | 改良蓄熱装置 |
-
1985
- 1985-05-17 JP JP60103916A patent/JPS61262592A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014508911A (ja) * | 2011-03-23 | 2014-04-10 | アイゼントロピック リミテッド | 改良蓄熱装置 |
| JP2014508912A (ja) * | 2011-03-23 | 2014-04-10 | アイゼントロピック リミテッド | 改良蓄熱システム |
| US9658004B2 (en) | 2011-03-23 | 2017-05-23 | Energy Technologies Institute Llp | Layered thermal store with selectively alterable gas flow path |
| US9709347B2 (en) | 2011-03-23 | 2017-07-18 | Energy Technologies Institute Llp | Thermal storage system |
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