JPS62217096A - 蓄熱型熱交換器の連続運転システム - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は複数台の蓄熱型熱交換器を用いて加熱されたガ
スを連続的に供給する蓄熱型熱交換器のシステムに関す
るものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

２０００に前後の高温ガスにより低温ガスを加熱し高温
化する場合、蓄熱型の熱交換器が用いられることが多い
、第６図に示した蓄熱型熱交換器２１では、シェル１７
中に蓄熱体１１を積み重ねた蓄熱体層１２がある。燃焼
器１３から供給される加熱用ガスは、蓄熱体ＮＪ１２を
加熱したのち加熱ガス出口ポート１５からシェル１７の
外部へ流出する。次に加熱用を停止し、被加熱ガスを被
加熱ガス入口ポート１６から供給し、蓄熱体層１２によ
り被加熱ガスを加熱することによって、被加熱ガス出口
ポート１４からシェル１７の外部へ流出させることで、
加熱用ガスと被加熱用ガスの間の熱交換を行なう、蓄熱
体、９１２と被加熱用ガスとの熱交換により蓄熱体層１
２は徐々に冷却され、それにつれて被加熱用ガスの出口
温（資）も時間と共に低下するので、一台の熱交換器２
１から連続して長時間被加熱用ガスを供給することがで
きない。

そこで第７図に示されるように複数台（第７図では４台
）の蓄熱型の熱交換器２１ａｐ２１ｂｔ２１Ｃ＋２１ｄ
を用い、各熱交換器２１ａ＋２１ｂｔ２１ｃｙ２１ｄ。

は上述した蓄熱体層の加熱と被加熱ガスの加熱のサイク
ルをくり返しながら常にいづれかの熱交換器２１ａ、２
１ｂｔ２１ｃ＋２１ｄが被加熱ガスを供給するように運
転する蓄熱型熱交換器連続運転システムによりて被加熱
ガスの連続的な長時間供給を行なっている。各熱交換器
２１ａ、２１ｂｔ２１ｃ　Ｉ２１ｄの被加熱ガス出口ポ
ート１４の下流には、開閉式バルブ２２ａ、２２ｂ、２
２ｃ、２２ｄが、加熱用ガス出口ポート１５の下流には
開閉式バルブ２３ｉ、２３ｂ。

２３ｃ、２３ｄが、被加熱ガス入口ポート１６の上流に
は、開閉式バルブ２４ａ、２４ｂｔ２４ｃｔ２４ｄが各
ポート１４ｔ１５ｔ１６とパイプ１０を介して投けであ
る。また第８図には第７図に構成図を示した従来の蓄熱
温熱交換器連続運転システムの運転時間割が示しである
。１サイクルは被加熱ガス供給の過程Ｎ、蓄熱体層加熱
゛準備の過程Ｂ、蓄熱体層加熱の過程Ｃ１被加熱ガス供
給準備の過程りの４つの過程Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄからなり各
熱交換器２１ａ。

２１ｂ、２１ｃ、２１ｄはこのサイクルをくり返すが。

第８図には１サイクル分のみ示しである。開閉式バルブ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃｔ２２ｄ及び開閉式バルブ２４
ａ、２４ｂｔ２４ｃ＋２４ｄｕ被加熱ガス供給の過程へ
にある熱交換器に接続しているもののみ開いており、ま
た開閉式バルブ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは蓄熱
体層加熱の過程ＣＶｃある熱交換器に接続しているもの
のみ開いている。第８図に示した従来の蓄熱型熱交換器
連続運転システムでの運転時間割では、１台の熱交換器
２１の被加熱ガス供給の過程人が終了すると、別の１台
の熱交換器２１の被加熱ガス供給の過程入が開始され、
これが終了すると更に、別の１台の熱交換器２１の被加
熱ガス供給の過程入が開始されるという運転をくり返す
ので、蓄熱型熱交換器連続運転システム全体からは常に
被加熱ガスが供給されている。しかしながら１含の熱交
換器２１から供給される被加熱ガスの出口ｉ２！斐は時
間と共に低下するので、蓄熱型熱交換器連続運転システ
ム全体から供給される被加熱ガスの出口温度は第９図に
実線で示したように変動を生じるという問題があり、被
加熱ガスの利用期間に不都合を与えることが多かりた。

特に図中矢印で示される上記出口温度の温度変動幅を排
除する必要のある利用機関に適用する場合には。

変動する被加熱ガス出口温度の最低値を基準とし。

それ以上の出口温度の被加熱ガスは冷却して基準＠度ま
で低下させるという非効率的な方法が用いられている。

〔発明の目的〕

本発明は上述した従来システムの欠点を改良し。

被加熱ガスの出口温度をその平均ｉｔの低下を伴わずに
、かつその温度変動を少なくした蓄熱型熱交換器の連続
運転システムを提供することを目的声ナス− 〔発明のａ要〕 本発明は複数せの蓄熱温熱交換器を用いて、加熱された
被加熱ガスを連続的に供給する蓄熱型熱交換器の連続運
転システムにおいて、前記蓄熱温熱交換器の被加熱ガス
出口ポートに接続されている配管を集合させた配管集合
部の被加熱ガス下流側位置に被加熱ガスの温度を平準化
させるための蓄熱器を配備したことを特徴とする蓄熱型
熱交換器の連続運転システムである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、蓄熱製熱交換器の連続運転システムか
ら供給される被加熱ガスの温度を、その平均温度は従来
のシステムの場合と変わりなく、その温度変動幅を従来
システムに比べ格段に小さくできる。またシステムに使
用する蓄熱型熱交換器を小型にしてもほぼ同一の機能を
発揮させることができるなど、そのニー宵的利用価値は
極めて大きい。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例を用いて説明する。

第１図に本発明による蓄熱型熱交換器連続運転システム
の一実施例の槽底図を示す。第１図に示した本実施例の
蓄熱型熱交換器の連続運転システムの構成は窮７図に示
した従来例の蓄熱型熱交換器の連続運転システムの構成
と略同じでよく、ここでは同一の槽底要素には同一の番
号を符してその説明を省略する。また１本実施例の蓄熱
型の各交換器２１　ａ　＋　２１　ｂ　ｔ　２１　ｃ　
ｔ　２１　ｄの１サイクルは従来例の熱交換器と同様に
被加熱ガス供給の過程入、蓄熱体層加熱＠備の過程Ｂ、
蓄熱体層加熱の過程Ｃ１被加熱ガス供給準備の過程りの
４つの過程からなっている。

本発明が従来例と異なるところは、複数の蓄熱型熱交換
器２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの被加熱ガス出口ポ
ート１４に接続されている配管１０′を集合させた配管
集合部３０（第１図で一点鎖線で囲った部０）の被加熱
ガス下流側位置に被加熱ガス３１の温度を平準化させる
ための蓄熱器３２を配備したことにある。その蓄熱器３
２は嘉２図に示すようにシェル３３中に蓄熱体３４を積
み重ねて蓄熱体層３５を形成した構造になりでおり、第
１図に示した配管集合部３０から流れてきた被加熱ガス
３１は被加熱ガス入口３６からこの蓄熱器３２内に流入
し、蓄熱体層３５を通過した後、被加熱ガス出口３７か
ら外部へ流出する。蓄熱体１１１３５を通過する際に、
その被加熱ガス３１は蓄熱体層と熱交換し、ガス温度が
高い場合には冷却され、逆に低い時には加熱され、蓄熱
器出口の被加熱ガス温度の変化は蓄熱器のない従来シス
テムの場合に比べて小さくなる。

第３図には蓄熱器３２の出口における被加熱ガス温度の
経時変化を示す。なお、同図中には参考のため第９図に
示した従来システムにおける被加熱ガス温度の経時変化
曲線を破線で示しである。

図よりわかるように１本発明に係る実施例においては、
新たに設置した蓄熱器の温度弔電化作用によりシステム
外へ供給される被加熱ガスの温度変動幅が従来システム
の場合に比べて格段に小さくなっており、はぼ一定温度
のガスが供給されている。

本発明においては、蓄熱型熱交換器の被加熱ガス下流側
に蓄熱器を配備しただけであるので、熱損失はなく１本
実施例と従来例の被加熱ガス出口＠度を比較すると明ら
かなように１本発明により平均出口温度が低下すること
はな−、また第３図に示したような本発明の効果はあま
り大きな蓄熱器を投設しなくとも得られるものであり、
発明者の計算によればシステム中の蓄熱型熱交換器の数
分の一１条件によりては士数分の−の大きさの蓄熱器で
十分である。

第４１図は本発明に係る蓄熱型熱交換器の連続運転シス
テムに配備される別の蓄熱器の構造を示す図である。第
２図に示した蓄熱器３２の１成要素と同一のものには同
一の番号を符してここではその説明を省略する。この蓄
熱器３２′　が第２図に示した蓄熱器と大きく異なると
ころは、加熱用ガス３８の供給機構３９を有している点
である。この場合には、加熱用ガス３８の供給機構とし
て燃焼器が蓄熱器３２′の上部に取りつけられている。

加熱用ガス３８はシステムの運転開始前に蓄熱器３２′
の蓄熱体層３５を直接加温しておくために使われるもの
であり、これによりで第２図に示した蓄熱器３２を用い
た場合に比べて、定常運転までの時間を短縮することが
できる。第４図において燃焼器（供給機構３９）から供
給された加熱用ガス３８は蓄熱体層３５を加熱した後蓄
熱器下部に設けられた加熱ガス出口４０からシェル３３
外部へ流出する。加熱ガス出口４０と非加熱ガス出口３
７の下流にはそれぞれ開閉式のバルブ４１ａＰ４１ｂが
取り付けられており、サイクル運転前に蓄熱体層３５を
加温する場合にはバルブ４１ａを開、４ｉｂを閉とし、
システム運転中は逆１ｃ４１ａは閉、４１ｂは開の状態
で使用する。なお、箔４図の実施例においては１．ｔｔ
ａ熱用熱入ガス３８給機構３９として燃焼器を直接蓄熱
器３２′に取り付けたが１本発明は必ずしもそれに限定
されるものではなく、蓄熱器外より加熱用ガスを供給、
排出できる構造になっていれば同じ効果を生じる。

嘉５図は本発明による蓄熱型熱交換器の連続運行システ
ムの実施例を示す図でちるｇ第５図に示したシステムの
構成は先に第１因で説明したシステム構成とほとんど同
じであり、同一の構成要素には同一の番号を符して説明
を省略する。窮５図と第１図との違いは配管集合部３０
′　の形式だけである。この場合には蓄熱型熱交換器２
１ａ１２１ｂｔ２１　ｃ　＋　２１　ｄの被加熱出口ポ
ート１４１Ｃ接続されている配管ｌＯ′が蓄熱器３２に
直接連結されており。

蓄熱器の被加熱ガス人口３６が配管集合部３０′を兼ね
ている。このシステムの作用効果は当然のことながら第
１図で説明した実施例と全く同じであり、蓄熱器の被加
熱ガス出口３７からはほぼ一定厖度の被加熱ガスが供給
される。

【図面の簡単な説明】

窮１図は本発明による蓄熱型熱交換器の連続運転システ
ムの一実施例の構成図、箒２図は第１図のシステムに組
み込まれる蓄熱器を示す断面図、第３図は第１図の実施
例において供給される被加熱ガスの経時変化を示す図、
第４図は耳１図のシステムに組み込まれる別の蓄熱器を
示す断面図。 第５図は本発明による蓄熱型熱交換器の連続運転システ
ムの実施例の構成図、窮６図は蓄熱型熱交換器の断面図
％第７図は蓄熱微熱交換器連続運転システムの従来例の
構成図、第８図は蓄熱温熱交換器連続運転システムの運
転状態を示す図、第９図は従来の同システムにおいて供
給される被加熱ガスの経時変化を示す図である。 工４・・・被加熱ガス出口ポート、１０’・・・配管。 ２１　ａ　＊　２　ｌ　ｂ　−２１ｃ　ｔ　２１　ｄ　
”・蓄熱型熱交換器、３０゜３０′・・・配管集合部、
３１・・・被加熱ガス、３２・・・蓄熱器、３８・・・
加熱用ガス、３９・・・加熱用ガスの供給機構。 代理人　弁理士　　　則　近　憲　右 同　　　　　竹　花　喜久男 渠　　上　図 ｂ 第　　２　　図 ｏ　　　　ｓ　　　　ｔｏ　　　　ｔｓ　　　　ｚ。 時間（牙） 第　　３ｒ５！Ｊ 第　　４　　図 第　　５　　図 第　　６　　図 第　　７　　図 第　　８　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シェル中にある蓄熱体層の一方の端から加熱用ガ
   スを流して前記蓄熱体層を加熱し、次に前記加熱用ガス
   を停止し、前記蓄熱体層の他方の端から被加熱ガスを前
   記蓄熱体層へ流して前記被加熱ガスを加熱するサイクル
   をくり返す蓄熱型熱交換器を複数台用いて、常にいずれ
   かの前記蓄熱型熱交換器から前記被加熱ガスが供給され
   るように運転し、加熱された前記被加熱ガスを連続的に
   供給する蓄熱型熱交換器連続運転システムにおいて、前
   記蓄熱型熱交換器の被加熱ガス出口ポートに接続されて
   いる配管を集合させた配管集合部の被加熱ガス下流側位
   置に、被加熱ガスの温度を平準化させるための蓄熱器を
   配備したことを特徴とする蓄熱型熱交換器の連続運転シ
   ステム。
2. （２）被加熱ガス温度平準化用の蓄熱器に加熱用ガスの
   供給機構を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の蓄熱型熱交換器の連続運転システム。