JPS6229895A - 気体加熱用複合熱交換器 - Google Patents
気体加熱用複合熱交換器Info
- Publication number
- JPS6229895A JPS6229895A JP16803885A JP16803885A JPS6229895A JP S6229895 A JPS6229895 A JP S6229895A JP 16803885 A JP16803885 A JP 16803885A JP 16803885 A JP16803885 A JP 16803885A JP S6229895 A JPS6229895 A JP S6229895A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat exchanger
- medium
- temperature
- heated
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
- F28D7/0075—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with particular circuits for the same heat exchange medium, e.g. with the same heat exchange medium flowing through sections having different heat exchange capacities or for heating or cooling the same heat exchange medium at different temperatures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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】
（産業上の利用分野）
本発明は気体加熱用複合熱交換器に関する。
（従来の技術）
熱交換の方法としては、良く知られている様な第４図〜
第６図に示す向流式、並流式、十字流がある。向流式は
、高温流体と低温流体との温度差を大きくとれることか
ら、熱交換率は一番良く、排熱回収という点からは最も
有利な熱交換方式と言える。しかし、熱交換され温度が
低下した熱媒と、熱交換される前の冷たい被熱媒とが、
伝熱面を通じ接触することになるので、伝熱面は常に最
も温度が低く、腐食が進行しやすい状態に有り、中低温
レベルの排ガスから熱回収しようとする場合、腐食の点
からは不利な熱交換方式であるといえる。
第６図に示す向流式、並流式、十字流がある。向流式は
、高温流体と低温流体との温度差を大きくとれることか
ら、熱交換率は一番良く、排熱回収という点からは最も
有利な熱交換方式と言える。しかし、熱交換され温度が
低下した熱媒と、熱交換される前の冷たい被熱媒とが、
伝熱面を通じ接触することになるので、伝熱面は常に最
も温度が低く、腐食が進行しやすい状態に有り、中低温
レベルの排ガスから熱回収しようとする場合、腐食の点
からは不利な熱交換方式であるといえる。
一方、並流式は熱交換される前の高温流体と低温流体と
が、伝熱面を通じ接触するので、伝熱面は必要以上に冷
えず、腐食防止の面からは有利であるが、熱回収の点か
らは高温流体と低温流体との温度差を太きく取れないの
で不利である。十字流は、基本的に向流式と並流式の組
み合わせであるので各々の特徴を持つ。
が、伝熱面を通じ接触するので、伝熱面は必要以上に冷
えず、腐食防止の面からは有利であるが、熱回収の点か
らは高温流体と低温流体との温度差を太きく取れないの
で不利である。十字流は、基本的に向流式と並流式の組
み合わせであるので各々の特徴を持つ。
ところで熱交換器では、加熱炉排ガスなどの熱媒が熱交
換され温度が低下すると、ガス中に含まれる水分や亜硫
酸ガス等の腐食性成分が凝縮し、伝熱面の腐食が始まる
、いわゆる低温腐食・酸腐食により徹底した熱回収は困
難であった。
換され温度が低下すると、ガス中に含まれる水分や亜硫
酸ガス等の腐食性成分が凝縮し、伝熱面の腐食が始まる
、いわゆる低温腐食・酸腐食により徹底した熱回収は困
難であった。
これらの腐食を回避するため、従来は熱交換器伝熱面の
材質を耐食性の強いものにするとか、あるいは伝熱面を
腐食防止用の塗料を塗ったり、伝熱面の温度が腐食開始
温度以上になるように、排ガス温度を管理する等の対策
をとっていた。
材質を耐食性の強いものにするとか、あるいは伝熱面を
腐食防止用の塗料を塗ったり、伝熱面の温度が腐食開始
温度以上になるように、排ガス温度を管理する等の対策
をとっていた。
（発明が解決しようとする問題点）
従来装置によると、耐食性の材質を使用するとか、耐食
性塗料を塗っても、伝熱面で水分の凝縮が起きると、そ
こにダストが堆積し熱交換率が悪化するとともに、コス
トがかかる割には余り効果は期待できないという欠点が
有る。一方、排ガスを腐食開始温度以上に保つために、
温度を上げて熱交換器に送れば、腐食防止という点から
すれば非常に良いのであるが、温度を上げるために余計
に燃料を使用しなければならず、排ガスからの熱回収を
目的とした熱交換では省エネ上不利である。
性塗料を塗っても、伝熱面で水分の凝縮が起きると、そ
こにダストが堆積し熱交換率が悪化するとともに、コス
トがかかる割には余り効果は期待できないという欠点が
有る。一方、排ガスを腐食開始温度以上に保つために、
温度を上げて熱交換器に送れば、腐食防止という点から
すれば非常に良いのであるが、温度を上げるために余計
に燃料を使用しなければならず、排ガスからの熱回収を
目的とした熱交換では省エネ上不利である。
（問題点を解決するための手段）
本発明は熱交換器の特性に着眼し、酸腐食を避けなから
熱回収効率も上げられる熱交換器を提供するものである
。
熱回収効率も上げられる熱交換器を提供するものである
。
即ち本発明は高温の熱媒流路に、低温の被熱媒を流通せ
しめる複数基の熱交換器を設けるに当り、低温の被熱媒
の入り口を設けた熱交換器と、熱交換後の被熱媒の取り
出し口を設けた熱交換器とを、熱媒流路の上流側に配設
し、熱媒流路の下流側に前記の各熱交換器にダクトで連
結された熱交換器を設けて、該下流側熱交換器を、相互
をダクトで連結した気体加熱用複合熱交換器である。
しめる複数基の熱交換器を設けるに当り、低温の被熱媒
の入り口を設けた熱交換器と、熱交換後の被熱媒の取り
出し口を設けた熱交換器とを、熱媒流路の上流側に配設
し、熱媒流路の下流側に前記の各熱交換器にダクトで連
結された熱交換器を設けて、該下流側熱交換器を、相互
をダクトで連結した気体加熱用複合熱交換器である。
本発明は、単独では不都合な面を持つ熱交換方式に対し
、各々の長所を生かし腐食を防止しつつ、回収熱量が上
げられる複合熱交換器を提供するものである。すなわち
、酸腐食を防止するために、はじめは高温流体と低温流
体を伝熱面を通じ熱交換させる並流方式をとり、低温流
体を予め腐食の危険が無い温度まで昇温するとともに、
一方回収熱量を増加させるために、この予熱された被熱
媒を折り返し、再び高温側の熱媒に向かわせる向流 。
、各々の長所を生かし腐食を防止しつつ、回収熱量が上
げられる複合熱交換器を提供するものである。すなわち
、酸腐食を防止するために、はじめは高温流体と低温流
体を伝熱面を通じ熱交換させる並流方式をとり、低温流
体を予め腐食の危険が無い温度まで昇温するとともに、
一方回収熱量を増加させるために、この予熱された被熱
媒を折り返し、再び高温側の熱媒に向かわせる向流 。
成熱交換方式を取る。
この場合、高温流体は燃焼排ガスのような水分・腐食性
成分を含む気体であり、一方の低温流体は液体や固体の
様に伝熱性能が良すぎる物は、直ぐに伝熱面の温度を低
下させるので不適当であり、空気・燃料ガスの様な気体
を使うのが良い。
成分を含む気体であり、一方の低温流体は液体や固体の
様に伝熱性能が良すぎる物は、直ぐに伝熱面の温度を低
下させるので不適当であり、空気・燃料ガスの様な気体
を使うのが良い。
（作用）
図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明による複合熱交換器の斜視図を示した
ものである。また、第２図はこの熱交換器の平面図であ
る。この例では、複合熱交換器は熱源である高温の被熱
媒の流れに対し直角に４台置いている。
ものである。また、第２図はこの熱交換器の平面図であ
る。この例では、複合熱交換器は熱源である高温の被熱
媒の流れに対し直角に４台置いている。
まず、予熱しようとする被熱媒は、第１図中のダクト２
から送り込まれ、熱交換器３ではじめの１基目の熱交換
が行なわれる。この１基目の熱交換で、熱源である高温
の熱媒は熱を奪われ温度が低下する。しかし、この段階
ではまだ熱媒の温度は十分に高（、予熱される前の冷た
い被熱媒と接触する熱交換器３の上部であっても、熱媒
中の水分が凝縮することは避けられる。
から送り込まれ、熱交換器３ではじめの１基目の熱交換
が行なわれる。この１基目の熱交換で、熱源である高温
の熱媒は熱を奪われ温度が低下する。しかし、この段階
ではまだ熱媒の温度は十分に高（、予熱される前の冷た
い被熱媒と接触する熱交換器３の上部であっても、熱媒
中の水分が凝縮することは避けられる。
熱交換器３で昇温された被熱媒は、下部連結ダクト４を
通り熱交換器６に送り込まれ、２基目の熱交換が行なわ
れる。２基目でも熱媒は熱交換によってさらに温度が低
下するが、この時は既に被熱媒の温度が上昇しているの
で、熱交換器６においても伝熱面での水分の凝縮は起こ
らず、腐食は避けられる。
通り熱交換器６に送り込まれ、２基目の熱交換が行なわ
れる。２基目でも熱媒は熱交換によってさらに温度が低
下するが、この時は既に被熱媒の温度が上昇しているの
で、熱交換器６においても伝熱面での水分の凝縮は起こ
らず、腐食は避けられる。
この１基、２基目の熱交換方式は、この例では熱媒の流
れに対し被熱媒を直角に流す十字流の形式をとっている
が、高温の熱媒側から低温の被熱媒を通じ熱交換する、
いわゆる並流式熱交換方式となっている。したがって、
この部分では並流式の長所である腐食防止効果が働（と
ともに、この熱交換方式の欠点である熱回収効率を高く
できないという点は同じく合わせ持つ。
れに対し被熱媒を直角に流す十字流の形式をとっている
が、高温の熱媒側から低温の被熱媒を通じ熱交換する、
いわゆる並流式熱交換方式となっている。したがって、
この部分では並流式の長所である腐食防止効果が働（と
ともに、この熱交換方式の欠点である熱回収効率を高く
できないという点は同じく合わせ持つ。
次に、熱交換器６で熱交換され昇温した被熱媒は、上部
ダクト７を通り、次の熱交換器８に送り込まれ３基目の
熱交換を行う。この熱交換器８でさらに昇温された被熱
媒は、下部連結ダクト９を通り高温の熱媒側に設置され
ている熱交換器１０に送り込まれ１，４基目の熱交換が
行なわれ、高温となった被熱媒を回収ダクト１１から回
収する。
ダクト７を通り、次の熱交換器８に送り込まれ３基目の
熱交換を行う。この熱交換器８でさらに昇温された被熱
媒は、下部連結ダクト９を通り高温の熱媒側に設置され
ている熱交換器１０に送り込まれ１，４基目の熱交換が
行なわれ、高温となった被熱媒を回収ダクト１１から回
収する。
この３基、４基目の熱交換方式は、熱交換され温度の低
下した熱媒側から、熱交換しようとする被熱媒を通じ高
温の熱媒側から取り出す、いわゆる向流式熱交換方式と
なっている。この３基、４基目の熱交換器の目的は、熱
交換率の高い向流式熱交換方式を使い、腐食を起こす危
険が無い程度まで予熱された被熱媒を更に高温にする事
にある。
下した熱媒側から、熱交換しようとする被熱媒を通じ高
温の熱媒側から取り出す、いわゆる向流式熱交換方式と
なっている。この３基、４基目の熱交換器の目的は、熱
交換率の高い向流式熱交換方式を使い、腐食を起こす危
険が無い程度まで予熱された被熱媒を更に高温にする事
にある。
高温部に於ける伝熱特性を増すために、図示はしないが
パイプ内に一般的に知られているインサートプレートを
設げ、内部熱伝達率を上げ、熱回収量をより向上させる
。
パイプ内に一般的に知られているインサートプレートを
設げ、内部熱伝達率を上げ、熱回収量をより向上させる
。
第２図はこの熱交換器を上部からみたものである。被熱
媒は熱交換器１４．１６によって熱交換したのち、上部
ダクト１７を通り、熱交換器１８．１９で熱交換し、取
り出しダク）２１から回収される。
媒は熱交換器１４．１６によって熱交換したのち、上部
ダクト１７を通り、熱交換器１８．１９で熱交換し、取
り出しダク）２１から回収される。
第２図からも明らかな様に本発明の熱交換器では、始め
は並流式を、続いて折り返して向流式の熱交換方式を取
っている。
は並流式を、続いて折り返して向流式の熱交換方式を取
っている。
この時、並流側と向流側を流れる熱媒は熱交換され、温
度レベルの違いによる密度差を生じ、偏流となる可能性
がある。偏流は効率的な熱交換を防げるので、これを防
ぐ必要がある。１２はこの偏流を防止する仕切壁で、並
流側熱交換器と向流側熱交換器の間に設け、各々の流路
に高温熱媒を独立に導くことにより、効果的な熱交換を
行うものであり、設置するのが望ましい。
度レベルの違いによる密度差を生じ、偏流となる可能性
がある。偏流は効率的な熱交換を防げるので、これを防
ぐ必要がある。１２はこの偏流を防止する仕切壁で、並
流側熱交換器と向流側熱交換器の間に設け、各々の流路
に高温熱媒を独立に導くことにより、効果的な熱交換を
行うものであり、設置するのが望ましい。
第３図は本発明の複合熱交換器を配設する工場のレイア
ウトの一例である。
ウトの一例である。
鋼片加熱炉２６の廃ガスは、煙道２４を介して煙突２８
から排出される。一方煙道２４にポケット２９を設け、
複合熱交換器群２３を配設する。
から排出される。一方煙道２４にポケット２９を設け、
複合熱交換器群２３を配設する。
２２は送風プロア、２５は空気配管である。
以上１〜４基を合せて１セツトとして説明したが、特に
限定されない。
限定されない。
（実施例）
３セツトからなる複合熱交換器を用いた実施例を、従来
例と比較し以下に示す。
例と比較し以下に示す。
以上の様に本発明による複合熱交換器では、同じ伝熱面
積の従来の向流式熱交換器と比べ、予熱空気温度は若干
低下するものの、伝熱面の腐食は避けられ、熱交換率を
低下させることなく安定した操業が可能となるとともに
、寿命は大幅に延び設備費の大幅な低減をもたらした。
積の従来の向流式熱交換器と比べ、予熱空気温度は若干
低下するものの、伝熱面の腐食は避けられ、熱交換率を
低下させることなく安定した操業が可能となるとともに
、寿命は大幅に延び設備費の大幅な低減をもたらした。
（発明の効果）
以上説明した様に、本発明は熱交換率を損なうことなく
、伝熱表面温度を排ガスの露点ぎりぎりまで低下させる
ことが可能となり、安定した最大限の熱交換を可能にす
るとともに、設備の長寿命化をもたらす。また、従来低
温域における腐食のため導入が難しかった高効率の熱交
換器を、容易に設置できるとともに、費用が多額にかか
る割に効果がほとんど享受できなかった酸腐食対策を、
特別とる必要も無いことに加え、Ｓ等の腐食性物質を含
む低級で安価な燃料の使用を可能とする。
、伝熱表面温度を排ガスの露点ぎりぎりまで低下させる
ことが可能となり、安定した最大限の熱交換を可能にす
るとともに、設備の長寿命化をもたらす。また、従来低
温域における腐食のため導入が難しかった高効率の熱交
換器を、容易に設置できるとともに、費用が多額にかか
る割に効果がほとんど享受できなかった酸腐食対策を、
特別とる必要も無いことに加え、Ｓ等の腐食性物質を含
む低級で安価な燃料の使用を可能とする。
かかるように本発明は、省工不が進み温度的に低レベル
の排ガスから、伝熱面の腐食を避けつつ熱交換を有効に
行うことを可能とし、極めて有効である。
の排ガスから、伝熱面の腐食を避けつつ熱交換を有効に
行うことを可能とし、極めて有効である。
第１図は本発明による熱交換器の斜視図、第２図は本発
明による熱交換器の平面図、第３図は実施例の説明図、
第４図Ａ、Ｂ、第５図Ａ、Ｂ、第６図Ａ、Ｂは熱交換方
式を示す従来例の説明図、第７図Ａ、Ｂは実施例の熱交
換器の平面説明図である。 １：高温排ガス ２：入りロダクト３．６．８．１
０：熱交換器 ４．９：下部連結ダクト ５：熱交換されたあとの排ガス ７：上部連結ダクト １１：取り出しロＡ：高温流体
Ｂ：低温流体 １２：仕切り壁 １３：入りロダクト１４％１６
．１８．２０：熱交換器 １５．１９：下部連結ダクト １７二上部連結ダク）２１：取り出しダクト２２：送風
プロア ２３：熱交換器２４：煙道 ２
５：空気配管２６：鋼片加熱炉 ２７：バーナ ２８：煙突 第１図 ６・−熱交ｙＰ １１−り熱媒取り出し
ダワト第２図 手続補正書（方式） 昭和６０年１１月１日
明による熱交換器の平面図、第３図は実施例の説明図、
第４図Ａ、Ｂ、第５図Ａ、Ｂ、第６図Ａ、Ｂは熱交換方
式を示す従来例の説明図、第７図Ａ、Ｂは実施例の熱交
換器の平面説明図である。 １：高温排ガス ２：入りロダクト３．６．８．１
０：熱交換器 ４．９：下部連結ダクト ５：熱交換されたあとの排ガス ７：上部連結ダクト １１：取り出しロＡ：高温流体
Ｂ：低温流体 １２：仕切り壁 １３：入りロダクト１４％１６
．１８．２０：熱交換器 １５．１９：下部連結ダクト １７二上部連結ダク）２１：取り出しダクト２２：送風
プロア ２３：熱交換器２４：煙道 ２
５：空気配管２６：鋼片加熱炉 ２７：バーナ ２８：煙突 第１図 ６・−熱交ｙＰ １１−り熱媒取り出し
ダワト第２図 手続補正書（方式） 昭和６０年１１月１日
Claims (1)
- 高温の熱媒流路に、低温の被熱媒を流通せしめる複数基
の熱交換器を設けるに当り、低温の被熱媒の入り口を設
けた熱交換器と、熱交換後の被熱媒の取り出し口を設け
た熱交換器とを、熱媒流路の上流側に配設し、熱媒流路
の下流側に、前記の各熱交換器にダクトで連結された熱
交換器を設けて、該下流側熱交換器を、相互をダクトで
連結した気体加熱用複合熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16803885A JPS6229895A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 気体加熱用複合熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16803885A JPS6229895A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 気体加熱用複合熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6229895A true JPS6229895A (ja) | 1987-02-07 |
Family
ID=15860665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16803885A Pending JPS6229895A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 気体加熱用複合熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6229895A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51128044A (en) * | 1975-04-30 | 1976-11-08 | Sumitomo Chem Co Ltd | Process of exhaust gas heat recovery |
-
1985
- 1985-07-30 JP JP16803885A patent/JPS6229895A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51128044A (en) * | 1975-04-30 | 1976-11-08 | Sumitomo Chem Co Ltd | Process of exhaust gas heat recovery |
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