JPS594887A - 流動層熱交換器 - Google Patents
流動層熱交換器Info
- Publication number
- JPS594887A JPS594887A JP11079782A JP11079782A JPS594887A JP S594887 A JPS594887 A JP S594887A JP 11079782 A JP11079782 A JP 11079782A JP 11079782 A JP11079782 A JP 11079782A JP S594887 A JPS594887 A JP S594887A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- transfer pipe
- heat exchanger
- particle layer
- heat
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1836—Heating and cooling the reactor
-
- 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
- F28D13/00—Heat-exchange apparatus using a fluidised bed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/00132—Tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/00141—Coils
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- 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】
［発明の技術分野］
本発明は、多数の粒子を蓄積した流動層内に熱交換用伝
熱管を配設した流動層熱交換器に関する。
熱管を配設した流動層熱交換器に関する。
［発明の技術的背景およびその問題点］流動層熱交換器
において、流体流速が粒子を流動させる速度（流動開始
速度）以上になると、粒子が運動をはじめ粒子層が静止
から流動を開始する。この流動を行な−・でいる粒子が
、粒子層に配設されている伝熱管表面に存在し、熱抵抗
となっている境界層（層流底層）を破壊あるいは薄くし
、伝熱を促進し、また粒子の熱量の伝熱によっても移動
熱量が増大する。流動層熱交換器では、伝熱管を水平面
に対して平行で等間隔あるいは千鳥配置に配設している
。その為、伝熱量は伝熱管の長さく伝熱面積）により決
まり、伝熱量の増加が必要となった時には、熱交換器の
容積の増加をまねき、高さ方向に熱交換器を拡大した時
には粒子層を通過する流体の１【６路抵抗（圧力損失）
が増し、流体搬送動力の増加を生じ、嘴方向に熱交換器
を拡大した時には、均一な流動が困難となり、熱伝達率
が減少してしまうという問題が生じる。また流動粒子は
、伝熱管によって流れを２分され伝熱管の断面円周に治
った方向に運動するが伝熱管の軸方向への運動は少なく
、均一な流動となシにくいＯ ［発明の目的］ 本発明はこのような点に鑑み、一定の粒子層高でより多
くの伝熱管を埋設することができ、粒子運動を伝熱管の
軸方−向にも発生させ均一な流動状態を作り、４流体の
もっている熱量を十分に回収して、熱交換効率を向上せ
しめ、しかも流体の通路抵抗の増大を防止でへる流動層
熱交換器を提供すると吉を目的とする。
において、流体流速が粒子を流動させる速度（流動開始
速度）以上になると、粒子が運動をはじめ粒子層が静止
から流動を開始する。この流動を行な−・でいる粒子が
、粒子層に配設されている伝熱管表面に存在し、熱抵抗
となっている境界層（層流底層）を破壊あるいは薄くし
、伝熱を促進し、また粒子の熱量の伝熱によっても移動
熱量が増大する。流動層熱交換器では、伝熱管を水平面
に対して平行で等間隔あるいは千鳥配置に配設している
。その為、伝熱量は伝熱管の長さく伝熱面積）により決
まり、伝熱量の増加が必要となった時には、熱交換器の
容積の増加をまねき、高さ方向に熱交換器を拡大した時
には粒子層を通過する流体の１【６路抵抗（圧力損失）
が増し、流体搬送動力の増加を生じ、嘴方向に熱交換器
を拡大した時には、均一な流動が困難となり、熱伝達率
が減少してしまうという問題が生じる。また流動粒子は
、伝熱管によって流れを２分され伝熱管の断面円周に治
った方向に運動するが伝熱管の軸方向への運動は少なく
、均一な流動となシにくいＯ ［発明の目的］ 本発明はこのような点に鑑み、一定の粒子層高でより多
くの伝熱管を埋設することができ、粒子運動を伝熱管の
軸方−向にも発生させ均一な流動状態を作り、４流体の
もっている熱量を十分に回収して、熱交換効率を向上せ
しめ、しかも流体の通路抵抗の増大を防止でへる流動層
熱交換器を提供すると吉を目的とする。
［発明の概要］
本発明は流動粒子層に設けた伝熱管の一部（あるいは全
体）を水平面に対して下方に傾斜させ、かつ伝熱管の流
体への投影が互いに重なり合うように伝熱管を配設し、
同一粒子層高でより多く（・長い）伝熱管を設け、粒子
運動を伝熱管の軸方向にも発生させ、より均一な流動状
態を作りだし、流体のもっている熱量を十分に回収でき
ると吉を特徴とする。
体）を水平面に対して下方に傾斜させ、かつ伝熱管の流
体への投影が互いに重なり合うように伝熱管を配設し、
同一粒子層高でより多く（・長い）伝熱管を設け、粒子
運動を伝熱管の軸方向にも発生させ、より均一な流動状
態を作りだし、流体のもっている熱量を十分に回収でき
ると吉を特徴とする。
し発明の実施例１
以下第１図、第２図を参照して本発明の実施例に一つい
て説明する。第１図にお・いて符号１は熱交換器のケー
シングであり、そのケーシング１の一端には高渦流体Ａ
が導入される導入口２が設けられ、他端は熱交換をも・
えた高温流体Ａが排出される排出口３が設けられている
。上記ケーシング１内の導入口２側には、高温流体Ａを
均一に分散させる分散板４が装着されており、その分散
板４上に多数の粒子が蓄積された粒子層５が形成され、
さらにその粒子層５の上方に空塔部６が形成される。
て説明する。第１図にお・いて符号１は熱交換器のケー
シングであり、そのケーシング１の一端には高渦流体Ａ
が導入される導入口２が設けられ、他端は熱交換をも・
えた高温流体Ａが排出される排出口３が設けられている
。上記ケーシング１内の導入口２側には、高温流体Ａを
均一に分散させる分散板４が装着されており、その分散
板４上に多数の粒子が蓄積された粒子層５が形成され、
さらにその粒子層５の上方に空塔部６が形成される。
ト記粒子が蓄積されている粒子層５内には蛇行状の伝熱
管７ｂが配設されており、ケーシング１の排出口３側の
外側端部に上記空塔部６内に位置する伝熱管７ａに接続
され、被加熱流体Ｂをその伝熱管７ａに導入する伝熱管
人口８が設置されている。
管７ｂが配設されており、ケーシング１の排出口３側の
外側端部に上記空塔部６内に位置する伝熱管７ａに接続
され、被加熱流体Ｂをその伝熱管７ａに導入する伝熱管
人口８が設置されている。
さらに、ケーシング１の導入口２側の外側部には粒子層
５内に配設された伝熱管７ｂに接続される伝熱管出口９
が設けられている。上記粒子層５に配設された伝熱管７
ｂは少なくともその一部が水平面に対して下方に傾斜を
もち、かつ伝熱管７ｂは第２図左方より伝熱管をみた状
態で示すように、各々の伝熱管は高温流体Ａに対してそ
の影を投影したとき近くの伝熱管の影と重なり合うよう
に配設されている。
５内に配設された伝熱管７ｂに接続される伝熱管出口９
が設けられている。上記粒子層５に配設された伝熱管７
ｂは少なくともその一部が水平面に対して下方に傾斜を
もち、かつ伝熱管７ｂは第２図左方より伝熱管をみた状
態で示すように、各々の伝熱管は高温流体Ａに対してそ
の影を投影したとき近くの伝熱管の影と重なり合うよう
に配設されている。
こうして導入口２からケーシング１に流入した高温流体
Ａは分散板４によってケーシング１内に均一に分散され
て、粒子層５および空塔部６を径で排出口３から装置外
へ排出される。一方被加熱流体Ｂは伝熱管人口８から伝
熱管７ａに入りさらに粒子層５内に位置する伝熱管７１
）を通過しながら加熱されながら伝熱管出口９から流出
する。分散板４を出だ高温流体Ａは粒子層５内の粒子を
移動させながら上昇していくが、伝熱管７ｂの高温流体
Ａへの投影が重なり合うように伝熱管７ｂを配設しであ
る為、高温流体Ａの気泡は最低１回以上伝熱管７ｂに衝
突することになり、そこで分散され高温流体Ａが粒子Ｉ
＠５の一部分のみを通りぬけるふきぬけ（チャネリング
）状態は存在しなくなり、粒子Ｎ５内の流動が良く行な
われる。また伝熱管７ｂが水平面に対して下方に傾斜し
ているので伝熱管７ｂに清う高温流体Ａの流れも生じる
ので第２図において前後方向の流れも生じより均一な流
動状態、つまり粒子が伝熱管７ｂの全面で流動するので
、熱抵抗となっている境界層を十分に破壊し、熱伝達率
が１０〜１５ ％上昇する。またこの伝熱管７ｂが下方
に傾斜しているので、同一粒子層高では伝熱管を長くで
き伝熱量を増大させられ、同一伝熱量では装置の大きさ
を減少できる。まだ、高温流体人の通路抵抗が減り、高
温流体Ａの搬送動力を減じられる。
Ａは分散板４によってケーシング１内に均一に分散され
て、粒子層５および空塔部６を径で排出口３から装置外
へ排出される。一方被加熱流体Ｂは伝熱管人口８から伝
熱管７ａに入りさらに粒子層５内に位置する伝熱管７１
）を通過しながら加熱されながら伝熱管出口９から流出
する。分散板４を出だ高温流体Ａは粒子層５内の粒子を
移動させながら上昇していくが、伝熱管７ｂの高温流体
Ａへの投影が重なり合うように伝熱管７ｂを配設しであ
る為、高温流体Ａの気泡は最低１回以上伝熱管７ｂに衝
突することになり、そこで分散され高温流体Ａが粒子Ｉ
＠５の一部分のみを通りぬけるふきぬけ（チャネリング
）状態は存在しなくなり、粒子Ｎ５内の流動が良く行な
われる。また伝熱管７ｂが水平面に対して下方に傾斜し
ているので伝熱管７ｂに清う高温流体Ａの流れも生じる
ので第２図において前後方向の流れも生じより均一な流
動状態、つまり粒子が伝熱管７ｂの全面で流動するので
、熱抵抗となっている境界層を十分に破壊し、熱伝達率
が１０〜１５ ％上昇する。またこの伝熱管７ｂが下方
に傾斜しているので、同一粒子層高では伝熱管を長くで
き伝熱量を増大させられ、同一伝熱量では装置の大きさ
を減少できる。まだ、高温流体人の通路抵抗が減り、高
温流体Ａの搬送動力を減じられる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明においては粒子層内に設置さ
れる伝熱管を水平面に対して下方に傾斜させ、伝熱管を
高渦流体に対して投影したきき、その影が各々の伝熱管
でかさなりあうように配置したので、粒子層を上昇ｌ−
でいく高温流体は、粒子の流動方向を円周に浴う左右上
下方向はもとより伝熱管の軸方向にも運動を生じさせ、
伝熱管表面の熱抵抗を、伝熱管全面にわたり破壊・減少
させる。また高温流体は必ず一回以上、伝熱管と衝突し
二分割されるので、粒子層の一部分のみを高温流体が流
れるチャネリング状態は生ぜず高温流体の熱エネルギを
有効に回収できる。これらの効果により熱伝達率を１０
〜１５ ％向上させることができる。
れる伝熱管を水平面に対して下方に傾斜させ、伝熱管を
高渦流体に対して投影したきき、その影が各々の伝熱管
でかさなりあうように配置したので、粒子層を上昇ｌ−
でいく高温流体は、粒子の流動方向を円周に浴う左右上
下方向はもとより伝熱管の軸方向にも運動を生じさせ、
伝熱管表面の熱抵抗を、伝熱管全面にわたり破壊・減少
させる。また高温流体は必ず一回以上、伝熱管と衝突し
二分割されるので、粒子層の一部分のみを高温流体が流
れるチャネリング状態は生ぜず高温流体の熱エネルギを
有効に回収できる。これらの効果により熱伝達率を１０
〜１５ ％向上させることができる。
次に伝熱管が傾斜している為、そうでないものに対１〜
て同一粒子層高で、伝熱管長さを大きく吉れ、伝熱せが
増大すイ）。伝熱鎗を同一にｌ〜だ時には粒子層高が低
くなり、高温流体を搬送する動力が減り、省エネルギと
なる。
て同一粒子層高で、伝熱管長さを大きく吉れ、伝熱せが
増大すイ）。伝熱鎗を同一にｌ〜だ時には粒子層高が低
くなり、高温流体を搬送する動力が減り、省エネルギと
なる。
第１図は本発明の一実施例による流動層熱交換器の縦断
面図、第２図は伝熱管と粒子と分散板の関係を示−を拡
大図である。 １ ケーシング、 ２ 導入口、 ３・・排出口、 ４・・・分散板、５・粒子層、
６・・空塔部、 ７ ・伝熱管。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第１図 ｆｆ″′ 竹
面図、第２図は伝熱管と粒子と分散板の関係を示−を拡
大図である。 １ ケーシング、 ２ 導入口、 ３・・排出口、 ４・・・分散板、５・粒子層、
６・・空塔部、 ７ ・伝熱管。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第１図 ｆｆ″′ 竹
Claims (1)
- 底部に分散板を設け、この分散板の上方に流動層を形成
しその流動層内に伝熱管を有する流動層熱交換器におい
て、伝熱管の一部（あるいは全体）を水平面に対して下
方に傾斜させ、かつ伝熱管の流体への投影が互いに重な
るように伝熱管を配設したことを特徴とする流動層熱交
換器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11079782A JPS594887A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 流動層熱交換器 |
| US06/466,945 US4499944A (en) | 1982-02-18 | 1983-02-16 | Heat exchangers installed in fluidized beds |
| GB08304312A GB2116686B (en) | 1982-02-18 | 1983-02-16 | Heat exchangers installed in fluidized beds |
| DE3305471A DE3305471C2 (de) | 1982-02-18 | 1983-02-17 | Wärmetauscher mit einem Fliessbett |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11079782A JPS594887A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 流動層熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594887A true JPS594887A (ja) | 1984-01-11 |
Family
ID=14544880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11079782A Pending JPS594887A (ja) | 1982-02-18 | 1982-06-29 | 流動層熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594887A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130127A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Pioneer Electronic Corp | 番組識別受信機 |
-
1982
- 1982-06-29 JP JP11079782A patent/JPS594887A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130127A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Pioneer Electronic Corp | 番組識別受信機 |
| JPH0510851B2 (ja) * | 1984-07-20 | 1993-02-10 | Pioneer Electronic Corp |
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