JPH01503800A - 熱交換器 - 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】 執　六　日 本発明は再生式熱交換器に関するものである。

周知の再生式熱交換器の型式の一つはユングストローム型であり、回転部材はは ソ゛平行な、離れた熱伝達板のいくつかのバックを堆積され、この回転部材の二 つのはｙ′半円形の区域はいわゆる“セクタ板”によって分離され、部材がその 軸線の周りに回転している間、加熱されるガスは通常これらの半円形区域の一つ を通って軸線方向に供給され、冷却されるガスは軸線方向反対方向に、半円形の 他の部分を通って供給される。

種々の型式の板が熱交換器の堆積用に提寡された。

英国特許第１３３５２０５号はとくに有効な形式の板を開示し、板のバックは熱 交換流体の通路を形成する重ねられた成形板を含んでいる。各板は板の両側に設 けられた一体のかつ平行な畝を含み、これらは板の中央面と考えられる、畝の高 さより大きい幅の平らな部分によって分離される。板の一側の各畝は板の反対側 の畝に隣接して設けられ、畝は板の両側に設けられ断面で見たときほり開いたＳ 字型部分を形成している。バックの各板は一つの板の畝が隣接する板（単数また と複数）の畝の横方向になるように設置され、隣接する板は畝の頂点に沿う離れ た点だけで互いに接触する。この°ようにして、畝の開いたＳ字型部分内に延び る区域を有する通路が画定される。

このような構造によってきわめて良い熱交換が達成され板自体は適当に経済的に 製造されることが分った。

しかしながら、この型の熱交換器の使用において貫通するガスの比較的大きい圧 力降下が発生する。ガスは通常ファンによって流通せしめられ、熱交換板のバッ クを通る流通抵抗が大きければ、ファンを駆動するのに要するエネルギは増加す る。方式の全効率を増加することはきわめて重要となる。

本発明によれは、回転部材および熱交換器を通して高温および低温ガスを選択的 に供給して熱交換器に高温端と低温端とを形成する手段を含む熱交換器において 、熱交換器に取付けられる多数の熱交換要素の束が設けられ、多束は熱交換流体 用通路を形成する重ねられた成形板を含み、各板は板の両側に設けられ板の中間 面と考えられる、その高さより大きい幅の平らな板部分によって分離された一体 のかつ平行な畝を含み、°　板の一側の各畝は板の他側の畝に隣接して形成され 、それにより板の両側に設けられた畝は、断面で見たとき、はり開いたＳ字型を なし、バックの板は一つの板の畝が少くとも一つの隣接する板の畝の横方向にな るように設置され、隣接する板が畝の頂点に沿って離れた点だけで接触し、それ により畝の開いたＳ字型部分内に延びる前記通路を画定し、前記通路を通る流体 の流通抵抗が熱交換器の高温端におけるよりも低温端においていちじるしく小さ い前記熱交換器が提供される。

このような構造によって、通路を通る流体の流れ抵抗が熱交換器の高Ａ端より低 温端においていちじるしく小さいため、全効率はいちじるしく改善される。板　 ゛の間に形成される通路の断面寸法を高温端において比較的小さく形成し、それ によりかなりの量の乱流を発生するのが有利であり、これは熱交換器の高温およ び中間温度部分によい熱交換を生ずる。しかしながら、熱交換器の低温端では熱 交換の要求はそれほど大きくなく、乱流の必要性はそれほど高くないことが分っ ている。しかして、意外なことに全効率が熱交換器の低温端における流れに対す る抵抗を減少することにより増加しそれにより高温ならびに低温ガスを駆動す塩 ファンへの必要な入力を減少することが分っている。

通路を通る流体の流れ抵抗は、低温端において、畝の高さしたがって板の間隔を 熱交換器の低Ａ端において熱交換器の高温端よりいちじるしく大きくなるように 設置することによって減少することができる。とくに、熱交換器の低温端におけ る畝の高さが高温端における畝の高さの１．２５ないし２倍の間にあるならば、 良い結果が得られることが分っている。

また通路の断面積を、熱交換器の高温端における畝のピッチと比較して低温端に おける献ピッチを増加することによって増加することができる。

とくに好ましい実施例において、低温端の板の畝の高さに対する畝のピッチの比 は３．５ないし５．２５である。

上記以外の利点は板の畝の角度を、ガスが一層真直ぐに流通しうるように変化す ることによって達成することができる。たとえば板かはｙ矩形であるならば、低 温端における畝の軸線は板の二つの反対側の縦方向端部に対して１５ないし２０ °の角度をなすことが好ましく、一方高温端においては一層大きい角度、通常約 ２０″である。これは同じ効果を生ずることができるかまたは低温端における通 路断面積増加の効果を増進する。

本発明の別の特徴によれば、熱交換器流体の通路をを形成する重ねられた各成形 板をそれぞれ含む再生式熱交換器の低温端用の伝熱板のバックが設けられ、各板 は板の両側に設けられ、板の中間面と考えられる、その高さより大きい幅の平ら な板部分によって分離された一体のかつ平行な献を含み、板の一側の各畝は板の 他側の畝に隣接して設けられ、°それにより板の両側に設けられた畝は断面で見 たときは一層いたＳ字型部分を形成し、バックの板は一つの板の畝が隣接する少 くとも一つの板の畝の横方向になるように設置され。

隣接する板は献に沿って離れた点だけで互いに接触し、それにより畝の開いたＳ 字型部分に延びる区域を含む前記通路を画定し、畝の高さに対する畝の間のピッ チの比は３．５ないし５．２５である。

本発明はさらに、熱交換器流体の通路を形成する重ねられた全体的に矩形の成形 板を含む再生式熱交換器の低温端用熱伝達板のバックを提供し、各板は板の両側 に設けられ、板の中間面と考えられる、その高さより高い幅の板部分によって分 離された一体のかつ平行な畝前記畝を含み、板の一側の各畝は板の他側の畝に隣 接して形成され、それにより板の両側に設けられた畝は断面で見たときはソ°開 いたＳ字型部分を形成し、パックの板は一つの板の畝が少くとも一つの隣接する 板の敵の横方向になるよう設置され、隣接する板は畝の頂点に沿って離れた点だ けで接触し、それにより畝の開いたＳ字型部分に延びる前記通路を画定し、畝の 軸線は板の二つの反対側の緬端部に１５ないし２０″の角度をなす。

図面の簡単な説明 本発明を一層よく理解するため、単に例示として下記の記載がなされ、添付図面 が参照されるが、その中で、 第１図は、本発明による熱交換器の高温端に使用する、本発明によるバック用伝 熱板の平面図。

第２図は第１図のｎ−ｎ線の方向に見た板の端面図。

第３図はこのような板から形成された板バックの通路方式を示す、第１および２ 図の重ねられた二つの熱交換板の斜視図。

第４図は熱交換器の低温端に使用する本発明による板バック用板の第１図と同様 の図。

第５図は第４図の板の第２図と同様の図。

第１図に示す板１０は厚さかはＸ　Ｑ、５ｍの金属板から形成され、板は全体的 に矩形で、１１で示された一つの縦方向端部を有する。板は平らな部分１２およ び縦方向端部に対して角度αをなす平行に折曲げられた一体の畝１４を有し、こ の角度は熱交換器の高温端部に対して少くとも２０″であるのが好ましい。

第２図は第１図の切！ＩＴ線２−２に沿う板の詳細な断面図である。畝１４は板 の両側に設けられ断面で見たときは一３字型をなす畝１５を含み、二つの敵は角 度をなす交差部分１６によって連結されている。

第３図から分るように、２枚の同じ板が互いに但し反対向きに重ねられ、パック の仮は一つの板の畝が隣接する板の畝の横方向になるように設置され、隣接する 板は互いに畝の頂点に沿って離れた点だけで接触している。

第２図において、畝の間のピッチは符号Ｐで示され板中央面からの高さは符号Ｎ で示されている。第１．２および３図において、ピッチＰは３５寵であり、また 高さＮは５ｎであり、一方角度αは２０″である。

第４および５図に示す変型において、パックの低温端に使用される板は、ピッチ Ｐが３５ｍであるが、畝の高さは８．９ｎであり角度αは１５ないし２０°であ る。この装置は通路の断面かは％’８０％大きく、さらに、角度αが小さくなれ ばなるほど通路のガスの流れ抵抗は小さくなる。第１．２および３図に示す特殊 な構造において比Ｐ／Ｎは７であり、一方策４及び５図の構造において比Ｐ／Ｎ は３．９３である。別の形状は２５顛と３５ｍｍとの間のピッチＰおよび６．８ ■の高さＮを有し、その場合、比Ｐ／Ｎは３．６８ないし５．１５である。有利 な結果は比Ｐ／Ｎが３．５ないし５．２５であるとき生ずる。

低温端における板は厚い材料−１たとえばｏ、ｓｔｍよりむしろＱ、３ｍとして 、一層大きな応力に耐性、低温端における腐食に対する信頼性を可能にするのが 好ましい。たとえば低温端においては、凝縮および酸の生成の可能性が存在し、 低温端における板の腐食の度合を。

一層大きくし、したがってこれらの板を一層厚くすることは有利である。また低 温端においては煤吹きの可能性が一層大きく、通路の断面を一層大きくし傾斜角 αを一層小さくするとき、煤吹きの効果が一層促進されることが分った。

国際調査報告 一一自−１＾−−一一・Ｐごｌ北ε７．′ごＣ：９６

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．回転部材および熱交換器を通して高温および低温ガスを選択的に供給して熱 交換器に高温端と低温端とを形成する手段を含む熱交換器において、熱交換器に 取付けられる多数の熱交換要素の束が設けられ、各束は熱交換流体の通路を形成 する重ねられた成形板を含み、各板は板の両側に設けられ、板の中間面と考えら れる、その高さより大きい幅の平らな板部分によつて分離された一体のかつ平行 な畝を含み、板の一側の各畝は板の他側の畝に隣接して形成され、それにより板 の両側に設けられた畝は、断面で見たとき、ほゞ開いたＳ字型部分をなし、パツ クの板は一つの板の畝が少くとも一つの隣接する板の畝の横方向になるように設 置され、隣接する板は畝の頂点に沿つて離れた点だけで接触し、それにより畝の 開いたＳ字型部分内に延びる区域を含む前記通路を画定した前記熱交換器におい て、前記通路を通る流体の流通抵抗が熱交換器の高温端におけるよりも低温端に おいていちじるしく小さい、前記熱交換器。
2. ２．熱交換器の低温端部における畝の高さしたがつて板の間隔が熱交換器の高温 端部における高さよりいちじるしく大きい請求項１記載の熱交換器。
3. ３．熱交換器の低温端部における畝の高さが熱交換器の高温端における高さの１ ．２５ないし２倍である請求項２記載の熱交換器。
4. ４．熱交換器の低温端における畝のピツチが高温端における畝のピツチよりいち じるしく大きい請求項１ないし３のいずれか１項記載の熱交換器。
5. ５．低温端における板の畝の高さに対する畝のピツチの比が３．５ないし５．２ ５である請求項１ないし４のいずれか１項記載の熱交換器。
6. ６．板がほゞ矩形であり低温端における畝の軸線が二つの反対側の端部に対し１ ５ないし２０°の角度をなす請求項１ないし５のいずれか１項記載の熱交換器。
7. ７．再生式熱交換器の低温端用の伝熱板のパツクであつてそれぞれ熱交換流体の 通路を形成する重ねられた成形板を含む前記パツクにおいて、各板が板の両側に 設けられ、板の中間面と考えられる、その高さより大きい幅の平らな板部分によ つて分離された一体のかつ平行な畝を含み、板の一側の各畝は板の他側の畝に隣 接して形成され、それにより板の両側に設置された畝は、断面で見たとき、ほゞ 開いたＳ字型部分を形成し、パツクの板は一つの板の畝が少くとも一つの隣接す る板の畝の横方向になるように設置され、隣接する板が畝の頂点に沿つて離れた 点だけで接触し、それにより畝の開いたＳ字型部分内に延びる区域を含む前記通 路を画定し、畝の高さに対する畝のピツチの比が３．５ないし５．２５である前 記熱交換器。
8. ８．再生式熱交換器の低温端用の伝熱板のパツクであつて、熱交換流体の通路を 形成する重ねられた全体的に矩形の成形板を含む前記パツクにおいて、各板が板 の両側に設けられ、板の中間面と考えられる、その高さより大きい幅の平らな板 部分によつて分離された一体のかつ平行な畝を含み、板の一側の各畝は板の他側 の畝に隣接して形成され、それにより板の両側に設けられた畝は、断面で見たと き、ほぼ開いたＳ字型部分を形成し、パツクの板は一つの板の畝が少くとも一つ の隣接する板の畝に対して横方向になるように設置され、隣接する板は畝の頂点 に沿伝離れた点だけにおいて互いに接触し、それにより畝の開いたＳ字型部分に 延びる区域を含む前記通路を画定し、畝の軸線は板の二つの縦方向端部に対して １５ないし２０°の角度をなす前記伝熱板パツク。
9. ９．実質的に図面を参照してかつそれに基づいて記載された熱交換器。