JP3021411B2 - 熱交換装置 - Google Patents

熱交換装置

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JP3021411B2
JP3021411B2 JP10016794A JP1679498A JP3021411B2 JP 3021411 B2 JP3021411 B2 JP 3021411B2 JP 10016794 A JP10016794 A JP 10016794A JP 1679498 A JP1679498 A JP 1679498A JP 3021411 B2 JP3021411 B2 JP 3021411B2
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グミエニー ゲルト
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    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/08Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00Details
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    • F24C15/322Arrangements of ducts for hot gases, e.g. in or around baking ovens with forced circulation
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファンロータ、特
にラジアルファンロータと、バーナーと、このバーナー
に付設されかつファンロータを取り囲んでいる少なくと
も1本の熱交換管を備えた熱交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】このような熱交換装置はヨーロッパ特許
第0526768号公報によって知られている。この熱
交換装置は適当な装置の発酵室で食品を発酵させるため
に使用される。
【0003】ガスで加熱される熱交換器の場合の問題
は、高い温度によって応力が発生することにある。この
応力は管によって吸収しなければならず、特にケーシン
グ、フレーム等の固定個所で管に負荷される。同時に、
熱交換装置の高い効率が所望される。ヨーロッパ特許第
0526768号公報は、熱交換管をファンロータの周
りにらせん状に案内することを提案している。それによ
って、熱交換管の均一な熱膨張と共に、最適な熱交換が
達成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ケーシング壁等におけ
る熱交換管の固定個所に応力が生じるという問題が残
る。この問題を解決することが本発明の課題である。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
冒頭に述べた種類の熱交換装置において、熱交換管が少
なくとも一部区間において湾曲し、支持されないで自由
に突出する曲げ部分、すなわち片持ちの曲げ部分を形成
していることが提案される。この片持ちの曲げ部分が熱
膨張を吸収するので、熱交換管の固定個所の応力は充分
に除去される。
【0006】本発明の一つの態様では、熱交換管が片持
ちの曲げ部分の範囲において、拡大した横断面を有す
。曲げ部分の範囲において、流れ方向が逆であるの
で、渦流形成に基づいて流れ抵抗が大きくなるが、本発
明ではこの流れ抵抗は横断面拡大によって相殺される。
理想的には、この拡大された横断面は、曲げ部分の範囲
の流れ抵抗が曲げ部分前後の両管部分内の流れ抵抗とほ
ぼ同じになるように採寸される。それによって、局部的
に過熱される危険がなくなる。
【0007】片持ちの曲げ部分の範囲の拡大した横断面
は特に、片持ちの曲げ部分を形成する両管部分が鋭角を
なして互いに突き合わせられていることによって達成可
能である。 熱交換管は好ましくは片持ちの曲げ部分の
範囲に楕円形の横断面を有する。
【0008】本発明の別の態様では、片持ちの曲げ部分
は熱交換管内で180°だけ方向を変え、曲げ部分の手
前の熱交換管と曲げ部分の後の熱交換管とが、平行かつ
隣接するUターン形状によって、形成されている。片
ちのUターン形状の曲げ部分によって、水平または垂直
な端部が生じ、この端部は他の構成要素から充分に離し
て設けることができるので、問題なく熱膨張を吸収また
は補償可能である。
【0009】更に、片持ちの曲げ部分が、ケーシング壁
等における熱交換管の固定個所から離して設けられてい
ると有利である。
【0010】本発明の有利な実施形では、熱交換管が直
角の面の輪郭に沿ってファンロータの周りを案内されて
いる。その際、熱交換管は正方形または長方形の形をし
たファンを取り囲んでいる。それによって、熱交換のた
めにきわめて大きな長方形が得られる。この構造は更
に、食品を熱処理するための普通の直方体状の空間の場
合に有利である。なぜなら、これにより、最適な空間利
用が達成される。
【0011】本発明においては、片持ちのUターン形状
の曲げ部分が、ファンロータの周りの熱交換管の全周の
終わりの箇所にまたはこの箇所の近くに設けられて
り、曲げ部分の後の熱交換管が曲げ部分の手前の熱交換
管に対して平行に戻るので、熱交換管がコンパクトで簡
単な配置構造となる。
【0012】本発明では、コストのかかる波形管を用い
ないで、少なくとも外側が滑らかな熱交換管を使用する
ことができる。それによって、衛生的に有利な洗浄が可
能である。更に、管を充分に丈夫に形成することができ
るので、機械的に損傷する危険が小さくなり、寿命およ
び運転信頼性が保証される。
【0013】熱交換装置が前述のように、食品を熱処理
するための装置で用いられると有利である。この場合、
熱交換装置は好ましくはこの装置の発酵室内に配置さ
れ、発酵する食品が不利な影響を受ける恐れがない。簡
単な洗浄は、予想される用途にとって熱交換装置の特別
な利点である。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、添付した概略的な図に基づ
いて、本発明を例示的に説明する。
【0015】図1,2に示した熱交換装置の場合には、
ケーシング部品、固定部品、接続部材等のような周囲の
すべての構成要素が省略されている。
【0016】図1に示した実施の形態の場合には、図示
していないモータによって駆動されるラジアルファンロ
ータ10の周りに、熱交換管14が配置されている。こ
の熱交換管は先ず最初に、バーナーを内蔵するかまたは
バーナーの作用を受ける燃焼室12から出発して、ほぼ
正方形の輪郭に沿って案内されている。この場合、仮想
の正方形のコーナーの範囲に、材料に応じて管の湾曲部
が設けられている。熱交換管14はファン10のほぼ全
周にわたって形成された後で、方向を180°変えて戻
り、支持されないで自由に突出するUターン形状の曲げ
部分、すなわち、片持ちのUターン形状の曲げ部分16
を形成している。この片持ちのUターン形状の曲げ部分
は図に示すように、下方へ垂れ下がり、熱膨張を吸収す
るのに充分な、他の構成要素からの距離を有する。そし
て、熱交換管14は同じ正方形の輪郭に沿って戻り、図
示していない接続部材に開口している。固定個所、すな
わち支持個所が片持ちのUターン形状の曲げ部分16か
ら充分に離れている場合には、この固定個所は熱応力を
受けない。熱応力は大部分が、片持ちのUターン形状の
曲げ部分16またはそれによって形成された端部分によ
って吸収される。図1の実施の形態とほとんどが一致し
ている、図2に示した本発明の実施の形態の場合には、
片持ちのUターン形状の曲げ部分16の範囲内の両管部
分16a,16bは鋭角をなして互いに突き合わせられ
ている。片持ちのUターン形状の曲げ部分から離れたと
ころで、例えばA−A線の高さ位置で、熱交換管は直径
1 を有するほぼ円形の横断面を有する。これに対し
て、片持ちのUターン形状の曲げ部分の範囲では、管は
ほぼ楕円形の横断面を有する。楕円形の短い軸線は長さ
1 を有し、楕円形の長い軸線は長さD2 を有する。代
表的な場合には、D2 はD1 の約1. 2〜1.4倍、例
えば1.3倍である。それによって、Uターン形状の
げ部分16の範囲において、管の横断面が拡大され、そ
れによってこの範囲の流れ抵抗の増大を防ぐことができ
る。もしそうしないと、Uターン形状の曲げ部分16の
範囲内での方向変換と、それに関連する渦形成に基づい
て、流れ抵抗が増大するであろう。代表的な場合には、
Uターン形状の曲げ部分16の範囲の熱交換管14の横
断面積は、熱交換管14の他の範囲よりも約20〜40
%だけ大きい。図示した実施の形態の変形では、拡大し
た管横断面を、熱交換管の他の湾曲範囲、特に約90°
方向を変える範囲にも設けることができる。
【0017】明細書、図面および特許請求の範囲に開示
した本発明の特徴は、個々においても任意に組み合わせ
ても、本発明の実施にとって重要である。
【0018】
【発明の効果】本発明の熱交換管は、少なくとも一部区
間において湾曲し、片持ちの曲げ部分を形成しているの
で、この片持ちの曲げ部分が熱膨張を吸収し、熱交換管
の固定個所の応力が充分に除去されるという利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による熱交換装置の
概略的な斜視図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態のおける片持ちの曲
げ部分の概略的な部分図である。
【図3】図2のIII−III線に沿った横断面図であ
る。
【符号の説明】
10 ファンロータ 14 熱交換管 16 曲げ部分 16a,16b 管部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランツ コホ ドイツ連邦共和国 ウンテルメイーティ ンゲーン ディー−86836 ネーベルオ ルンストラーセ 29 (72)発明者 ゲルト グミエニー ドイツ連邦共和国 ランズベルク 86899 イグリンゲール ストラーセ 54アー (56)参考文献 特開 平9−324919(JP,A) 特開 平2−40465(JP,A) 実開 昭56−68812(JP,U) 実開 昭57−24403(JP,U) 実開 昭59−55288(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24C 1/00 F28D 1/047

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファンロータと、バーナーと、このバー
    ナーに付設されかつファンローターを取り囲んでいる少
    なくとも1本の熱交換管(14)を備えた熱交換装置に
    おいて、前記熱交換管(14)が少なくとも一部区間に
    おいて湾曲し、支持されないで自由に突出する曲げ部分
    (16)が180゜方向を変えることによってUター
    ン形状を形成し、かつファンロータ(10)の周りの熱
    交換管(14)の全周の終わりの箇所にまたはこの箇所
    の近くに設けられていることを特徴とする熱交換装置。
  2. 【請求項2】 熱交換管(14)が支持されないで自由
    に突出する曲げ部分(16)の範囲において、拡大した
    横断面を有することを特徴とする請求項1記載の熱交換
    装置。
  3. 【請求項3】 ファンロータと、バーナーと、このバー
    ナーに付設されかつファンローターを取り囲んでいる少
    なくとも1本の熱交換管(14)を備えた熱交換装置に
    おいて、前記熱交換管(14)が少なくとも一部区間に
    おいて湾曲し、支持されないで自由に突出する曲げ部分
    (16)を形成し、前記支持されないで自由に突出する
    曲げ部分(16)の範囲において、拡大した横断面を有
    することを特徴とする熱交換装置。
  4. 【請求項4】 支持されないで自由に突出する曲げ部分
    (16)を形成する両管部分(16a,16b)が鋭角
    をなして互いに突き合わせられていることを特徴とする
    請求項2または3に記載の熱交換装置。
  5. 【請求項5】 支持されないで自由に突出する曲げ部分
    (16)の範囲に、楕円形の横断面を有することを特徴
    とする請求項2〜4のいずれか一つに記載の熱交換装
    置。
  6. 【請求項6】 支持されないで自由に突出する部分(1
    6)が、ケーシング壁等における熱交換管(14)の固
    箇所から離して設けられていることを特徴とする請求
    項1〜5のいずれか一つに記載の熱交換装置。
  7. 【請求項7】 熱交換管(14)が直角の面の輪郭に沿
    ってファンロータ(10)の周りを案内されていること
    を特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の熱交
    換装置。
  8. 【請求項8】 熱交換管(14)が外側が滑らかな管で
    あることを特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記
    載の熱交換装置。
  9. 【請求項9】 熱交換装置が食品を熱処理するための装
    置で用いられ、熱交換装置が好ましくはこの装置の発酵
    室内に配置されていることを特徴とする、請求項1〜
    のいずれか一つに記載の熱交換装置の用途。
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