JPS6210622Y2 - - Google Patents
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- JPS6210622Y2 JPS6210622Y2 JP1982020608U JP2060882U JPS6210622Y2 JP S6210622 Y2 JPS6210622 Y2 JP S6210622Y2 JP 1982020608 U JP1982020608 U JP 1982020608U JP 2060882 U JP2060882 U JP 2060882U JP S6210622 Y2 JPS6210622 Y2 JP S6210622Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の技術分野〕
本考案はペブル式蓄熱型熱交換器に係り、特に
その蓄熱体の改良に関する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a pebble type heat storage type heat exchanger, and particularly relates to an improvement of its heat storage body.
第１図は従来のペブル式蓄熱型熱交換器の一例
を示すもので、ペブル式蓄熱体１は、ペブルと称
する球形の蓄熱材料（例えばアルミナ）を熱交換
器内部に多層積み重ねた構造になつている。この
ペブル式蓄熱体１は、熱交換器下部に設置された
支え板２によりその重量が支えられているととも
に、圧力容器４の内周面に配された耐熱レンガ３
により保温されている。また圧力容器４には、下
端に入口管５がまた上端近傍に出口管６がそれぞ
れ設けられ、また圧力容器４の頂部には、前記ペ
ブル式蓄熱体１を加熱するためのバーナ７が配設
されている。
Figure 1 shows an example of a conventional pebble type heat storage type heat exchanger. The pebble type heat storage body 1 has a structure in which spherical heat storage materials (e.g. alumina) called pebbles are stacked in multiple layers inside the heat exchanger. ing. The weight of this pebble heat storage body 1 is supported by a support plate 2 installed at the bottom of the heat exchanger, and heat-resistant bricks 3 arranged on the inner peripheral surface of the pressure vessel 4.
It is kept warm by. Further, the pressure vessel 4 is provided with an inlet pipe 5 at the lower end and an outlet pipe 6 near the upper end, and a burner 7 for heating the pebble heat storage body 1 is provided at the top of the pressure vessel 4. has been done.
以上の構成において、ペブル式蓄熱体１は、バ
ーナ７により所要の温度に加熱され、バーナ７の
消火直後に入口管５から被熱交換媒体（例えばア
ルゴンガス）が導入される。そしてこの被熱交換
媒体は、ペブル式蓄熱体１の内部を通過する間に
蓄熱体１との間で熱交換が行なわれて昇温し、所
要の温度まで昇温した被熱交換媒体は出口管６か
ら排出される。 In the above configuration, the pebble heat storage body 1 is heated to a required temperature by the burner 7, and immediately after the burner 7 is extinguished, a heat exchange medium (for example, argon gas) is introduced from the inlet pipe 5. While passing through the inside of the pebble heat storage element 1, this heat exchange medium undergoes heat exchange with the heat storage element 1 and rises in temperature, and the heat exchange medium that has been heated to the required temperature exits. It is discharged from pipe 6.
ところで、この種の熱交換器における蓄熱体
は、ペブルが互に点接触しているため個々のペブ
ル球表面積のほとんどを伝熱面として有効に活用
することができ、伝熱面積が格段に広くなるとい
う利点を有している。
By the way, in the heat storage body of this type of heat exchanger, since the pebbles are in point contact with each other, most of the surface area of each individual pebble ball can be effectively used as a heat transfer surface, and the heat transfer area is much wider. It has the advantage of being
ところが、ペブル式蓄熱体は前記するようにペ
ブルの集合体であるため、被熱交換媒体がペブル
層を通過する際にかなりの圧力損失を伴なう。ま
た出口管から排出される高温の被熱交換媒体は、
高圧力状態であることが要求されるのが通例であ
る。このため、被熱交換媒体を高圧力で入口管か
らペブル式蓄熱体内に送り込まなければならな
い。 However, since the pebble heat storage body is an aggregate of pebbles as described above, a considerable pressure loss occurs when the medium to be heat exchanged passes through the pebble layer. In addition, the high temperature heat exchange medium discharged from the outlet pipe is
Typically, high pressure conditions are required. For this purpose, the heat exchange medium must be fed into the pebble heat storage through the inlet pipe under high pressure.
このような場合、蓄熱体下部のペブルは、それ
より上層のペブル重量により押え付けられている
ので、高圧力の被熱交換媒体が通過しても変位す
ることはない。これに対して最上層のペブルは、
被熱交媒体の通過圧力に対して自重のみでこの力
に対抗せざるを得ない。ところが、ペブル単体は
軽量であるので、最上層のペブルは被熱交換媒体
の通過圧力に屈して、いわゆる浮き上がり現象を
呈することになる。そしてこのような場合、蓄熱
体最上層においてペブルが互に激しく衝突し合
い、この結果、ペブル表面の剥離あるいは破損に
よりペブルの微粒子が生成される。 In such a case, the pebbles at the bottom of the heat storage body are held down by the weight of the pebbles in the upper layer, so they will not be displaced even when a high-pressure heat exchange medium passes through them. On the other hand, the top layer Pebble is
It has no choice but to counteract the passing pressure of the medium to be heat exchanged using only its own weight. However, since the pebble itself is lightweight, the uppermost pebble succumbs to the pressure of the heat exchange medium passing through it, resulting in a so-called lifting phenomenon. In such a case, the pebbles violently collide with each other in the uppermost layer of the heat storage body, and as a result, fine particles of the pebbles are generated due to peeling or breakage of the surface of the pebbles.
ところで、加熱された被熱交換媒体を、希ガス
を用いたクローズドサイクルMHD（magneto−
hydro−dynamic）発電機の作動流体として用い
る場合、被熱交換媒体にペブル微粒子が混入して
いると発電特性上好ましくない。 By the way, the heated heat exchange medium is subjected to a closed cycle MHD (magneto-
When used as a working fluid in a hydro-dynamic (hydro-dynamic) power generator, if the heat exchange medium contains pebble particles, it is unfavorable in terms of power generation characteristics.
すなわち、クローズサイクルMHD発電機は、
希ガス温度に比べてシード物質より電離した電子
の温度（電子温度）が非常に高くなるという非平
衡電離現象を利用しているため、ペブルの微粒子
という分子性不純物が作動流体中に含まれている
と、この分子性不純物と電子との非弾性衝突によ
り電子に蓄えられた熱が分子性不純物に奪われて
電子温度が低下し、MHD発電特性が著しく低下
してしまうからである。 In other words, a closed cycle MHD generator is
Because it utilizes a non-equilibrium ionization phenomenon in which the temperature of electrons ionized from the seed material (electron temperature) is much higher than the noble gas temperature, molecular impurities called pebble particles are included in the working fluid. If this happens, the heat stored in the electrons will be taken away by the molecular impurities due to inelastic collisions between the molecular impurities and the electrons, causing the electron temperature to drop and the MHD power generation characteristics to drop significantly.
このように、ペブル式蓄熱型熱交換器をクロー
ズドサイクルMHD発電システムに適用する場合
には、ペブルの浮き上がりに起因するペブル微粒
子の発生を完全に防止することが要求される。 As described above, when a pebble type regenerative heat exchanger is applied to a closed cycle MHD power generation system, it is required to completely prevent the generation of pebble particles caused by floating of the pebbles.
本考案はかかる現況に鑑みなされたもので、そ
の目的とするところは、ペブルの浮き上がりを完
全に防止することができるペブル式蓄熱型熱交換
器を提供するにある。
The present invention was devised in view of the current situation, and its purpose is to provide a pebble-type regenerative heat exchanger that can completely prevent the pebbles from floating up.
本考案は、ペブル式蓄熱体の上端部に、最上層
のペブルを押える蓄熱板を配置し、これによりペ
ブルの浮き上がりを防止し、かつ前記蓄熱板に上
下方向の貫通部を設け、これにより被熱交換媒体
の通過に支障がないようにしたことを特徴とす
る。
In the present invention, a heat storage plate is arranged at the upper end of the pebble type heat storage body to suppress the uppermost layer of pebbles, thereby preventing the pebbles from floating up, and a vertical penetration portion is provided in the heat storage plate, thereby allowing the heat storage plate to be covered. It is characterized by the fact that there is no hindrance to the passage of the heat exchange medium.
以下本考案を第２図ないし第４図に示す一実施
例に基づいて説明する。
The present invention will be explained below based on an embodiment shown in FIGS. 2 to 4.
第２図において４は、内周面に保温用の耐熱レ
ンガ３が配された縦長の圧力容器であり、この圧
力容器４には、その下端に入口管５が、この上端
近傍に出口管６がそれぞれ設けられ、また頂部に
はバーナ７が配設されている。また圧力容器４の
内部には、ペブルと称する球形のアルミナ等の蓄
熱材料を多層積み重ねて構成されるペブル式蓄熱
体１が配されており、このペブル式蓄熱体１は、
その下端部に配された支え板２により支持されて
いる。以上までの構成は基本的には従来のものと
全く同一であり、本実施例ではさらに以下の構成
が付加されている。 In FIG. 2, reference numeral 4 denotes a vertically elongated pressure vessel having heat-resisting bricks 3 arranged on its inner peripheral surface, and this pressure vessel 4 has an inlet pipe 5 at its lower end and an outlet pipe 6 near its upper end. are provided respectively, and a burner 7 is provided at the top. Further, inside the pressure vessel 4, a pebble type heat storage body 1, which is composed of multiple layers of spherical heat storage materials such as alumina, called pebbles, is arranged.
It is supported by a support plate 2 arranged at its lower end. The configuration described above is basically exactly the same as the conventional one, and the following configuration is further added in this embodiment.
すなわち、ペブル式蓄熱体１の上端部には、第
２図に示すようにペブルの浮き上がりを防止する
ための蓄熱体８が載置されている。 That is, as shown in FIG. 2, a heat storage body 8 is placed on the upper end of the pebble type heat storage body 1 to prevent the pebbles from floating up.
この蓄熱体８は、第３図および第４図に示すよ
うに、上下方向に貫通する複数条の平行な長孔９
を有する円板状に形成されており、前記各長孔９
の幅は、第４図に示すようにペブル径よりも小さ
な値に設定され、ペブルによつて被熱交換媒体の
通過が妨げられることがないように考慮されてい
る。 As shown in FIGS. 3 and 4, this heat storage body 8 has a plurality of parallel elongated holes 9 passing through it in the vertical direction.
It is formed into a disk shape having a
As shown in FIG. 4, the width is set to a smaller value than the pebble diameter so that the passage of the medium to be heat exchanged is not obstructed by the pebble.
次に本実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.
熱交換に際しては、まずペブル式蓄熱体１およ
び蓄熱体８をバーナ７により所要の温度まで加熱
し、バーナ７の消火直後に高圧力の被熱交換媒体
（例えばアルゴンガス）を入口管５を介して圧力
容器４内に導入する。すると被熱交換媒体は、ペ
ブル式蓄熱体１および蓄熱体８を通過する際にこ
れらとの間で熱交換を行なつて昇温し、所要の温
度に昇温した被熱交換媒体は出口管６を介して排
出される。 For heat exchange, first, the pebble heat storage body 1 and the heat storage body 8 are heated to the required temperature by the burner 7, and immediately after the burner 7 is extinguished, a high-pressure heat exchange medium (for example, argon gas) is passed through the inlet pipe 5. and introduced into the pressure vessel 4. Then, when the heat exchange medium passes through the pebble type heat storage body 1 and the heat storage body 8, it exchanges heat with these bodies to raise its temperature, and the heat exchange medium that has been heated to the required temperature passes through the outlet pipe. 6.
ところでペブル最上層は、前述のように何等の
対策も講じない場合には浮き上がり現象を呈する
ことになる。ところが本実施例の場合には、ペブ
ル最上層の煉炭状の蓄熱体８が載置されており、
この蓄熱体８の重量を、高圧力の被熱交換媒体が
通過しても浮き上がることがない程度に設定して
おけば、ペブル最上層の浮き上がりを完全に防止
することができる。 By the way, the uppermost pebble layer will exhibit a lifting phenomenon if no measures are taken as described above. However, in the case of this embodiment, a briquette-like heat storage body 8 is placed on the top layer of the pebble,
By setting the weight of the heat storage body 8 to such an extent that it does not float even when a high-pressure heat exchange medium passes through it, it is possible to completely prevent the uppermost layer of pebbles from floating.
なおこの際、蓄熱体８には被熱交換媒体が通過
する貫通部を設けておく必要があるが、この貫通
部を煉炭のように丸孔を軸方向に多数穿ける形式
にした場合には、ペブル球が丸孔に嵌つてしまい
ペブルにより蓄熱体８の貫通部が完全に閉塞され
てしまうおそれがある。 At this time, it is necessary to provide a penetration part in the heat storage body 8 through which the heat exchange medium passes, but if this penetration part is made of a type that allows many round holes in the axial direction, such as in briquettes, There is a risk that the pebble ball will fit into the round hole and the penetrating portion of the heat storage body 8 will be completely blocked by the pebble.
そこで本実施例では、蓄熱体８に設ける貫通部
としてペブル径よりも小さな幅の細長い長孔９を
複数条平行に設ける方法を採つている。これによ
り、貫通部がペブルにより完全に閉塞されるおそ
れがなくなり、被熱交換媒体は支障なく蓄熱体８
を通過することができる。 Therefore, in this embodiment, a method is adopted in which a plurality of elongated holes 9 having a width smaller than the pebble diameter are provided in parallel as the penetration portions provided in the heat storage body 8. As a result, there is no risk that the penetration part will be completely blocked by the pebble, and the heat exchange medium can be transferred to the heat storage element 8 without any hindrance.
can pass through.
しかして、ペブル式蓄熱体１上部に蓄熱体８を
配することにより最上層ペブルの浮き上がりを確
実に防止することができる。また蓄熱体８には、
上下方向の貫通部として複数条の平行な長孔９が
設けられているので、ペブルにより貫通部が完全
に閉塞されるおそれは全くない。また煉炭状の蓄
熱体８は一般にペブル式蓄熱体１よりも耐熱衝撃
に優れている。そして直接バーナ７で加熱される
面がこの蓄熱体８となつているため、熱衝撃によ
る蓄熱体１，８の割れを有効に回避することがで
きる。 By arranging the heat storage body 8 above the pebble type heat storage body 1, it is possible to reliably prevent the uppermost layer pebble from floating up. Moreover, in the heat storage body 8,
Since a plurality of parallel elongated holes 9 are provided as the vertical penetration portion, there is no fear that the penetration portion will be completely blocked by the pebble. Furthermore, the briquette-like heat storage body 8 generally has better thermal shock resistance than the pebble type heat storage body 1. Since the surface directly heated by the burner 7 is the heat storage body 8, cracking of the heat storage bodies 1 and 8 due to thermal shock can be effectively avoided.
第５図および第６図は本考案の他の実施例を示
すもので、前記実施例における蓄熱体８に代え、
多数の丸孔１９と凹面部２０とを有する蓄熱体１
８を用いるようにしたものである。 FIG. 5 and FIG. 6 show another embodiment of the present invention, in which the heat storage body 8 in the previous embodiment is replaced with
Heat storage body 1 having a large number of round holes 19 and concave portions 20
8 is used.
すなわち、蓄熱体１８は、前記蓄熱体８と同様
高圧力の被熱交換媒体が通過しても浮き上がるこ
とがない程度の重量を有する円板状に形成されて
おり、蓄熱体１８下面のペブルに対応する部位に
は、ペブル径よりも小径の凹面部２０が設けら
れ、この凹面部２０にペブル上端部分が嵌入され
るようになつている。また蓄熱体１８の隣接する
凹面部２０の中間位置には、蓄熱体１８の上下方
向の貫通部をなす丸孔１９が多数設けられてい
る。 That is, like the heat storage body 8, the heat storage body 18 is formed in a disc shape with a weight that does not lift even when a high-pressure heat exchange medium passes through it. A concave portion 20 having a smaller diameter than the pebble diameter is provided at the corresponding portion, and the upper end portion of the pebble is fitted into this concave portion 20. In addition, a large number of round holes 19 are provided at intermediate positions between adjacent concave portions 20 of the heat storage body 18, which form vertically penetrating portions of the heat storage body 18.
しかして、凹面部２０に最上層ペブルが対応す
るように蓄熱体１８を配することにより、丸孔１
９は隣接するペブルの中間位置に開口することに
なり、丸孔１９がペブルにより閉塞されるおそれ
は全くない。 By arranging the heat storage body 18 so that the uppermost layer pebble corresponds to the concave surface portion 20, the round hole 1
9 opens at an intermediate position between adjacent pebbles, and there is no possibility that the round hole 19 will be blocked by the pebbles.
なお、丸孔１９がペブルにより閉塞されること
がないように蓄熱体１８を設置できるのであれ
ば、凹面部２０は必要に応じてこれを省略しても
よい。 Note that the concave portion 20 may be omitted if necessary, as long as the heat storage body 18 can be installed so that the round hole 19 is not blocked by the pebble.
以上説明したように、本考案は、ペブル式蓄熱
体の上端部に、最上層のペブルを押える蓄熱板を
配置したので、高圧力被熱交換媒体の通過に伴な
う蓄熱体最上層の浮き上がりおよびこれに起因す
るペブル微粒子の発生を有効に防止することがで
きる。この結果、この熱交換器をクローズドサイ
クルMHD発電システムに適用した場合には、不
純物を含まない作動流体が得られ、MHD発電特
性を大幅に向上させることができる。
As explained above, in the present invention, a heat storage plate is placed at the upper end of the pebble type heat storage body to suppress the uppermost layer of pebbles. And the generation of pebble particles caused by this can be effectively prevented. As a result, when this heat exchanger is applied to a closed cycle MHD power generation system, a working fluid containing no impurities can be obtained, and the MHD power generation characteristics can be significantly improved.
また、蓄熱板に上下方向の貫通部を設けたの
で、被熱交換媒体が蓄熱板を通過する際に支障を
きたすおそれがない。 In addition, since the heat storage plate is provided with the vertical penetration portion, there is no risk that the medium to be heat exchanged will be hindered when passing through the heat storage plate.
さらに、バーナ等の加熱源により直接加熱され
るペブル式蓄熱体の上端面に、ペブルよりも耐熱
衝撃に優れた板状の蓄熱板を配したので、熱衝撃
による蓄熱体の割れあるいは破損を有効に防止す
ることができる。 Furthermore, a plate-shaped heat storage plate with better thermal shock resistance than pebbles is placed on the upper end of the pebble heat storage body, which is directly heated by a heat source such as a burner, which effectively prevents cracking or damage of the heat storage body due to thermal shock. can be prevented.
第１図は従来のペブル式蓄熱型熱交換器の一例
を示す縦断面図、第２図は本考案の一実施例を示
す縦断面図、第３図は第２図に示す蓄熱板の拡大
平面図、第４図は同拡大正面図、第５図は本考案
の他の実施例を示す蓄熱板の平面図、第６図は同
正面図である。
１……ペブル式蓄熱体、４……圧力容器、５…
…入口管、６……出口管、７……バーナ、８，１
８……蓄熱体、９……長孔、１９……丸孔、２０
……凹面部。
Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional pebble type heat storage heat exchanger, Fig. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is an enlarged view of the heat storage plate shown in Fig. 2. 4 is an enlarged front view of the same, FIG. 5 is a plan view of a heat storage plate showing another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a front view of the same. 1... Pebble heat storage body, 4... Pressure vessel, 5...
...Inlet pipe, 6...Outlet pipe, 7...Burner, 8,1
8... Heat storage body, 9... Long hole, 19... Round hole, 20
...Concave part.
Claims (1)
蓄熱体を配置し、圧力容器下部から取入れられ
た被熱交換媒体を蓄熱体の内部を通して熱交換
し、昇温した被熱交換媒体を圧力容器上部から
排出するペブル式蓄熱型熱交換器において、前
記蓄熱体の上端部に、最上層のペブルを押える
蓄熱板を配置し、この蓄熱板の最上層ペブルと
の接触部分には、ペブルよりも小径の凹面部が
設けられ、非接触部分には、複数の貫通部が設
けられていることを特徴とするペブル式蓄熱型
熱交換器。 ２ 貫通部を、ペブル径よりも幅狭の複数の長孔
で構成したことを特徴とする実用新案登録請求
の範囲第１項記載のペブル式蓄熱型熱交換器。[Claims for Utility Model Registration] 1. A heat storage body composed of stacked pebbles is placed inside a pressure vessel, and the heat exchange medium taken in from the bottom of the pressure vessel passes through the inside of the heat storage body to exchange heat and raise the temperature. In a pebble heat storage type heat exchanger that discharges the heated heat exchange medium from the top of the pressure vessel, a heat storage plate that presses the uppermost layer pebble is arranged at the upper end of the heat storage body, and the uppermost layer pebble of this heat storage plate is A pebble-type regenerative heat exchanger characterized in that a concave portion having a smaller diameter than a pebble is provided in a contact portion, and a plurality of through portions are provided in a non-contact portion. 2. The pebble-type regenerative heat exchanger according to claim 1, wherein the penetrating portion is constituted by a plurality of elongated holes having a width narrower than the pebble diameter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1982020608U JPS58122881U (en) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | Pebble type heat storage type heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1982020608U JPS58122881U (en) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | Pebble type heat storage type heat exchanger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58122881U JPS58122881U (en) | 1983-08-20 |
| JPS6210622Y2 true JPS6210622Y2 (en) | 1987-03-12 |
Family
ID=30032767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1982020608U Granted JPS58122881U (en) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | Pebble type heat storage type heat exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58122881U (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS457837Y1 (en) * | 1965-07-23 | 1970-04-14 | ||
| JPS56102693A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-17 | Pechiney Aluminium | Heattexchange recovering instrument |
-
1982
- 1982-02-16 JP JP1982020608U patent/JPS58122881U/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS457837Y1 (en) * | 1965-07-23 | 1970-04-14 | ||
| JPS56102693A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-17 | Pechiney Aluminium | Heattexchange recovering instrument |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58122881U (en) | 1983-08-20 |
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