JPS5993196A - Method and device for treating exhaust gas - 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。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排ガス処理方法及び装置に関するものであり
、一層詳細には、種々の工業排ガスから大量の熱の回収
に有用であるだけではなく、同時に、このような排ガス
からの実質的な量の粒状物及び燃焼の腐食生産物の除去
に役立ら、煙突排出物からの空気公害を減少させるのに
有用である改良された方法及び装置に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an exhaust gas treatment method and apparatus, and more particularly, the present invention is not only useful for recovering a large amount of heat from various industrial exhaust gases, but also is useful for recovering large amounts of heat from various industrial exhaust gases. The invention relates to an improved method and apparatus useful for reducing air pollution from stack emissions by reducing air pollution from stack emissions.

本発明は、特に、典型的に炉内における油又は石炭の燃
焼によって生成されるようなイオウ含有排ガスの処理に
向けられるものであるが、本発明が他の広い種類の応用
に対しても有用であることは、明らかになる。Although the invention is particularly directed to the treatment of sulfur-containing exhaust gases, such as those typically produced by the combustion of oil or coal in a furnace, it is understood that the invention is useful for a wide variety of other applications. It becomes clear that this is the case.

本発明の主な目的は、従来技術の方式におけるよりも、
排ガスの中に含まれる熱の実質的により大きなパーセン
テージを回収するのに有用であり、燃料の高価であるこ
とのために非常に重要な経済的意味を有している改良さ
れた方法及び装置を得ることにある。The main objective of the present invention is to:
Improved methods and apparatus are useful for recovering a substantially greater percentage of the heat contained in the exhaust gas and have very important economic implications due to the high cost of fuel. It's about getting.

本発明の他の重要な目的は、排ガスから実質的な量の粒
状物質及び燃焼の腐食生産物を除去し、公害を減少する
のに有用である方法及び装置を得ることにある。Another important object of the present invention is to provide a method and apparatus useful for removing substantial amounts of particulate matter and corrosion products of combustion from exhaust gases and reducing pollution.

天然ガス、Ｎｏ．２燃料油、Ｎｏ．６燃料油及び石炭は
、一般的に、この順序で、二酸化イオウ及び三酸化イオ
ウ及びすすや、シリカ生産物のような粒状物質の増加す
る量を含んでいる煙道ガスを生成する。Natural gas, No. 2 fuel oil, no. 6 Fuel oil and coal generally produce flue gases that, in this order, contain increasing amounts of sulfur dioxide and sulfur trioxide and particulate matter such as soot and silica products.

本発明の一つの目的は、任意のこれらの燃料によって生
成される煙道ガスに関して有用である方法及び装置を得
ることにある。One object of the present invention is to obtain a method and apparatus useful with flue gases produced by any of these fuels.

多くの応用においては、排熱がボイラ補給水のような液
体を予熱するため、又は、例えば、工業処理用水を予熱
するために使用されることが望まれ、一方、多くの他の
応用においては、排熱が空気のようなガスを予熱し、又
は、ある応用においては、液体とガスとの両方を加熱す
ることが推奨される。In many applications it is desired that the waste heat be used to preheat liquids such as boiler make-up water or for example to preheat industrial process water, while in many other applications It is recommended that the waste heat preheats a gas such as air or, in some applications, heats both a liquid and a gas.

本発明の他の目的は、液体か、ガスのいずれか又は液体
とガスの両方の予熱を可能とする方法を得ること及び液
体か、ガスか又は液体とガスとの両方を予熱する装置を
得ることにある。Other objects of the invention are to obtain a method which allows the preheating of either liquids, gases or both liquids and gases, and to obtain a device for preheating liquids, gases or both liquids and gases. There is a particular thing.

本発明の一つの非常に重要な目的は、強固で確実であり
、最少の注意及び清掃又は修繕のための休止時間に対す
る最少の要求を有して長期間に渡って有用である方法及
び装置を得ることにある。One very important object of the present invention is to provide a method and apparatus that is robust, reliable, and useful over long periods of time with minimal requirements for attention and downtime for cleaning or repair. It's about getting.

本発明の他の一層特別な目的は、自己洗浄ガス洗浄器並
びに排ガスからの増加された量の熱量の回収器として作
動する熱交換器を得ることにある。Another more particular object of the invention is to obtain a heat exchanger which acts as a self-cleaning gas scrubber as well as a recoverer of an increased amount of heat from the exhaust gas.

原動所又は処理の熱効率が、ボイラの炉又は同様のもの
からの排ガスの中に含まれている熱エネルギーのいくら
かを回収することによって増加されることは、長年来知
られていることである。煙道ガスは、普通には、ボイラ
の節約器を経てボイラ給水を予熱するようにされ、普通
には、空気予熱器を炉燃焼空気を予熱するために向けら
れる。油、石炭又は天然ガスの燃焼は、実質的な湿分、
二酸化イオウ、三酸化イオウ、油及び石炭の場合には粒
状物質を生成する。若しも、煙道ガスから熱を回収する
ことを意図されている熱交換器が、三酸化イオウの可成
りの量を凝縮させるならば、硫酸が形成され、苛酷な腐
食を生じさせる。凝縮されたイオウ生成物は、普通の節
約器及び空気予熱器及びそれらと協同される排気煙突を
直ちに破損させる。このように、煙道ガスから熱を回収
することを意図されている従来技術の方式は、イオウ生
成物の凝縮を避けるために、煙道ガス温度を十分に高く
、用心深く維持されて作動されていた。It has been known for many years that the thermal efficiency of a power plant or process can be increased by recovering some of the thermal energy contained in the exhaust gas from a boiler furnace or the like. The flue gas is typically directed through a boiler economizer to preheat the boiler feed water and is typically directed through an air preheater to preheat the furnace combustion air. Combustion of oil, coal or natural gas produces substantial moisture,
Sulfur dioxide, sulfur trioxide, oil and coal produce particulate matter. If a heat exchanger intended to recover heat from flue gases condenses significant amounts of sulfur trioxide, sulfuric acid is formed, causing severe corrosion. The condensed sulfur products immediately destroy conventional economizers and air preheaters and their associated exhaust chimneys. Thus, prior art schemes intended to recover heat from flue gases are operated with flue gas temperatures kept sufficiently high and cautious to avoid condensation of sulfur products. Ta.

凝縮が何らのイオウ酸化物をも含んでいない煙道ガスに
対して生ずる温度、すなわち、水蒸気だけによる露点は
、水蒸気の部分圧に応じて４６．７℃（１１６°Ｆ）〜
５９４．４℃（１３０°Ｆ）の範囲内にある。しかしな
がら、ほんの少量、例えば、１００万部に対して５〜１
００部のような三酸化イオウの存在は、凝縮が生ずる温
度を、水蒸気だけに対するそれよりも、はるかに高く劇
的に増加させる。例えば、１００万部につきＳＯ３のの
５０〜１００部は、露点温度を、１２１．１℃（２５０
°Ｆ）から１３７．８℃（２８０°Ｆ）にそれぞれ上昇
させる。このようにして、煙道ガスが１４８．９℃（３
００℃）のオーダの温度以下に冷却されないことを絶対
的に確かにすることが、凝縮及び腐食を避けるために、
実際に行なわれている。この操作は、必然的に、望まし
くない程に熱エネルギーの顕熱の受部分が煙道ガスから
抽出され、また、煙道ガスの中に含まれている潜熱エネ
ルギーの絶対的に何らの回収をも生じないようにする。The temperature at which condensation occurs for flue gases that do not contain any sulfur oxides, i.e., the dew point due to water vapor alone, varies from 46.7°C (116°F) to 46.7°C (116°F) depending on the partial pressure of the water vapor.
Within the range of 594.4°C (130°F). However, only small amounts, e.g.
The presence of sulfur trioxide, such as 0.00 parts, dramatically increases the temperature at which condensation occurs to much higher than that for water vapor alone. For example, 50 to 100 parts per million parts of SO3 lowers the dew point temperature to 121.1°C (250°C).
°F) to 137.8 °C (280 °F), respectively. In this way, the flue gas is heated to 148.9°C (3
To avoid condensation and corrosion, it is absolutely necessary to ensure that the temperature is not cooled below temperatures on the order of 00°C).
It's actually being done. This operation entails that an undesirably sensible fraction of the thermal energy is extracted from the flue gas, and that there is absolutely no recovery of the latent heat energy contained in the flue gas. prevent this from occurring.

本発明の一つの構想は、煙道ガスのような潜在的に腐食
性の排ガスから、従来技術と全く相違して、連続的に「
水蒸気凝縮」様式で作動し、実質的な量の潜熱並びに多
量の顕熱が排ガスから回収されることを許す熱交換器を
使用して回収するための方法及び装置を得ることにある
。One concept of the present invention is that potentially corrosive exhaust gases, such as flue gases, are continuously
The object of the present invention is to provide a method and apparatus for recovery using a heat exchanger that operates in a "steam condensation" mode and allows a substantial amount of latent heat as well as a large amount of sensible heat to be recovered from the exhaust gas.

こ、こて、「水蒸気凝縮」という用語は、排ガスの大き
なパーセンテージ（理想的には、すべて）の温度が、硫
酸凝縮又は飽和温度以下に降下されるだけではなく、応
用可能な圧力の下における水の飽和温度以下、すなわち
、水蒸気だけに対する露点、例えば、４８．９℃（１２
０°Ｆ）以下にさえも降下されることを意味するもので
ある。The term "steam condensation" refers to a process in which the temperature of a large percentage (ideally, all) of the flue gas is not only lowered below the sulfuric acid condensation or saturation temperature, but also when the temperature under the applicable pressure is Below the saturation temperature of water, that is, the dew point for water vapor only, e.g. 48.9°C (12
0°F).

熱交換器内部の煙道ガスの絶対圧力が、水柱で５０．８
−１２７ｍｍ（２〜５インチ）（ゲージ圧で０．００４
９Ｋｇ／ｃｍ２−０．０７ボンド／平方インチ）である
本発明の典型的な作動においては、煙道ガスの大部分の
温度は、少なくとも４８．８℃（１２０°Ｆ）において
、例えば、２３．９°〜３７．８℃（７５°〜１００°
Ｆ）に、煙道ガスを熱交換器−洗浄ユニットを通すこと
によって、降下される。このユニットは、連続的に大量
の水を煙道ガスを凝縮し、硫酸を凝縮する。さもなけれ
ば腐食凝縮水に露出される熱交換器−洗浄器ユニットの
内部の部分は、腐食を防止するために、耐食性材料、例
えば、テフロン（商品名）を適当に裏張り又は被覆され
る。The absolute pressure of the flue gas inside the heat exchanger is 50.8 in the water column.
-127 mm (2 to 5 inches) (0.004 in gauge pressure)
In a typical operation of the present invention where the temperature of the majority of the flue gas is at least 48.8°C (120°F), e.g. 9°~37.8℃ (75°~100°
F) by passing the flue gas through a heat exchanger-washing unit. This unit continuously condenses large quantities of water, flue gas, and sulfuric acid. Internal portions of the heat exchanger-washer unit that would otherwise be exposed to corrosive condensate are suitably lined or coated with a corrosion-resistant material, such as Teflon®, to prevent corrosion.

従来技術の排熱回収方式が、ＳＯ３の凝縮温度に余りに
も近い煙道ガス温度（例えば、１２１．１℃−１２０°
Ｆ）で作動される時には、事故によって、又は、始動の
間に、あるいは、方式の熱効率を改善することを試みて
か、時として、ＳＯ３の凝縮が、非常に強い、又は、濃
縮された硫酸を生じさせる傾向となる。硫酸は、極端に
腐食性であり、普通の熱交換器を急速に破壊する。凝縮
することのできる硫酸の量は小さいが、しかしながら、
熱交換器表面をわずかに湿めらせるのに十分である。し
かしながら、若しも、従来技術の慣行を無視するだけで
はなく、それに直接的に正反対に運転するならば、また
、更に、煙道ガス温度をＳＯ３凝縮濃度の著しく低いレ
ベルにまで降下し、また、本発明の水の凝縮様式内で運
転するならば、大量の水の生成が凝縮された硫酸を実質
的に稀釈する傾向となり、全体の凝縮水をより少なく腐
食性とし、部分の腐食を少なくするように思われる。こ
のようにして、本発明の水を凝縮させる様式における運
転は、装置の部分の腐食を一層少なくさせる重大な傾向
を有しており、また、大量の潜熱エネルギーが回収され
るようにする。Prior art waste heat recovery methods have been found to have problems with flue gas temperatures too close to the condensation temperature of SO3 (e.g., 121.1°C-120°C).
F) When operated, either by accident or during start-up or in an attempt to improve the thermal efficiency of the system, condensation of SO3 is sometimes very strong or concentrated sulfuric acid This tends to cause Sulfuric acid is extremely corrosive and will rapidly destroy ordinary heat exchangers. The amount of sulfuric acid that can be condensed is small, however.
Enough to slightly moisten the heat exchanger surface. However, if we not only ignore the prior art practice, but operate directly against it, we also reduce the flue gas temperature to a significantly lower level of SO3 condensate concentration and , if operated within the water condensation mode of the present invention, the production of large amounts of water will tend to substantially dilute the condensed sulfuric acid, making the overall condensate less corrosive and less corrosive in parts. It seems to be. In this manner, operation in the water condensing mode of the present invention has a significant tendency to cause less corrosion of parts of the equipment and also allows a large amount of latent heat energy to be recovered.

硫酸のこのような稀釈は、完全には腐食を無くさない。Such dilution of sulfuric acid does not completely eliminate corrosion.

しかしながら、これによって、熱交換器−洗浄器ユニッ
トの内部の種々の表面を保護材料によって適当に裏張り
又は被覆することの必要であることが、残ったままとさ
れる。However, this leaves open the need to suitably line or cover the various surfaces inside the heat exchanger-washer unit with protective materials.

若しも、煙道ガスを、水凝縮様式で作動しつつある熱交
換器を通過させるならば、より多量の熱エネルギーが煙
道ガスから抽出されることができるだけではなく、また
、凝縮水がより腐食性を小さくされるだけではなく、そ
の上、大量の粒状物質及びＳＯ３が同時に煙道ガスから
除去され、著しく空気公害を減少させることのできるこ
とも発見された。若しも、煙道ガスが硫酸凝縮湿温度わ
ずかに下まで低下されるならば、また、若しも、煙道ガ
スが実質的な量の粒状物質を含んでいるならば、粒状物
質と組合わされた硫酸の水浸しの量が、しばしば、急速
に熱交換器の表面の上に形成し、また、実際に、この形
成が熱交換器を数時間で詰まらすことが発見された。し
かしながら、若しも、設備が本発明によって水上記凝縮
様式で作動されるならば、豊富な量の水の生成が、連続
的に硫酸及び粒状物質を洗い去り、水浸しの物質の形成
を阻止する。簡単にいうと、「水凝縮運転様式」とは、
熱交換器の内部に「雨」を形成する様式のことである。If the flue gas is passed through a heat exchanger operating in water condensation mode, not only can more thermal energy be extracted from the flue gas, but also the condensate water It has been discovered that not only is it made less corrosive, but also that large amounts of particulate matter and SO3 can be simultaneously removed from the flue gas, significantly reducing air pollution. If the flue gas is lowered to just below the sulfuric acid condensation humidity temperature, and if the flue gas contains a substantial amount of particulate matter, It has been discovered that a waterlogged amount of combined sulfuric acid often forms quickly on the surface of the heat exchanger and, in fact, this formation clogs the heat exchanger within a few hours. However, if the equipment is operated in a water-over-condensation mode according to the present invention, the production of abundant water continuously washes away the sulfuric acid and particulate matter and prevents the formation of waterlogged materials. . Simply put, "water condensing operation mode" is
This is a method of forming "rain" inside the heat exchanger.

この「雨」は、煙道ガスの中の粒子を雨が降下する時に
捕えるだけではなく、雨は濡らされた表面に軽く附着さ
れた粒子を洗い去り、ドレンに洗い落とす。このように
して、ガス洗浄に似た利点が、大抵のガス洗浄器によっ
て必要とされる水の連続的な供給の必要無しに、また、
動く部分の必要無しに、得られる。This "rain" not only traps particles in the flue gas as it falls, but the rain washes away particles that are lightly attached to wet surfaces and washes them into the drain. In this way, benefits similar to gas scrubbing can be achieved without the need for a continuous supply of water, which is required by most gas scrubbers, and
Obtained without the need for moving parts.

しかも、大量の潜熱エネルギーの回収に加えて、腐食問
題を最少にするために、硫酸を大いに稀釈し、洗い去り
、煙道ガスのような排ガスから粒状物質の実質的な量を
除去することに加えた、「水凝縮」様式における作動は
、また、本発明を実施するために使用される熱交換器の
熱伝達率を増加もする。熱交換器ユニットの頂部の近く
において生ずるようにされた著しい凝縮は、下方に走り
、又は、下方に降り、熱交換器表面を、熱交換器の下方
部分において、たとえ、凝縮が、そうでなく、それら下
方部分の表面の上において生じなくとも、濡れたままと
する。同時にすべての熱交換器表面面積を濡れたままと
し、熱伝達係数を、乾燥した又は非凝縮熱交換器のそれ
よりも、著しく改善し、これによって、合理的にこじん
まりとしており、製作が経済的であるユニットが、排熱
の大量を回収するのに十分な熱伝達を与える。Moreover, in addition to recovering large amounts of latent heat energy, the sulfuric acid can be greatly diluted and washed away, removing substantial amounts of particulate matter from exhaust gases such as flue gas, to minimize corrosion problems. In addition, operating in a "water condensing" mode also increases the heat transfer coefficient of the heat exchanger used to practice the present invention. Significant condensation that is allowed to occur near the top of the heat exchanger unit runs downwards or descends downwards, spreading across the heat exchanger surface in the lower part of the heat exchanger, even if the condensation is not , remain wet even if they do not form on the surfaces of their lower parts. At the same time, all heat exchanger surface area remains wet, improving the heat transfer coefficient significantly over that of dry or non-condensing heat exchangers, making it reasonably compact and economical to fabricate. A unit that provides sufficient heat transfer to recover a large amount of waste heat.

熱伝達は、いくつかの別個の、しかしながら、関連され
る理由によって改善される。ガスからの熱伝達は、若し
も、表面が滴状の凝縮から湿っているならば、より良好
に行なわれる。テフロンの使用に、滴状の凝縮を促進さ
せる。更に、熱又換器内部の連続的な雨は、管表面を清
潔に保持し、熱伝達を減少させる沈殿物の形成を阻止す
る。Heat transfer is improved for several separate, but related reasons. Heat transfer from the gas takes place better if the surface is moist from dropwise condensation. The use of Teflon promotes droplet condensation. Additionally, continuous rain inside the heat exchanger keeps the tube surfaces clean and prevents the formation of precipitates that would reduce heat transfer.

このようにして、本発明の他の目的は、改良された熱伝
達を有している改良された熱回収装置を得ることにある
。Thus, another object of the invention is to obtain an improved heat recovery device having improved heat transfer.

非常に有効な腐食保護を与え、また、水凝縮熱父換器を
清潔に保つように、水蒸気凝縮と協同する著しい水をは
じく特性を保つために種々の形状のテフロンが発見され
たが、これらの腐食保護材利の現在利用可能な形状は、
排熱が抽出されることが望まれている煙道ガスのある温
度よりも、はるかに低い変形、溶融又は破壊温度を有し
ている。本発明の他の特徴によると、水凝縮熱交換器を
、従来型式の他の熱交換器上協同して作動させることを
提案するが、この従来のものは、若しも、凝縮がその中
において行なわれるならば、苛酷に損傷される。従来の
熱交換器は、最初に、煙道ガスのような排ガスを、水蒸
気凝縮熱交換器の腐食保護裏張りを損傷させない十分に
低いが、しかも、三酸化イオウが従来の熱交換器の中に
おいてそれを損傷するように凝縮することができないの
に、十分に高い温度に冷却する。Various forms of Teflon have been discovered to provide very effective corrosion protection and retain significant water repellent properties that cooperate with water vapor condensation to keep the water condensing heat exchanger clean. Currently available shapes of corrosion protection materials are:
It has a deformation, melting or rupture temperature much lower than the temperature at which the flue gas is from which waste heat is desired to be extracted. According to another feature of the invention, it is proposed to operate the water condensing heat exchanger in conjunction with another heat exchanger of the conventional type, which if the condensing If carried out in Conventional heat exchangers first produce flue gases such as flue gases that are low enough not to damage the corrosion protection lining of the steam condensing heat exchanger, but also because sulfur trioxide is present in conventional heat exchangers. cooled to a high enough temperature that it cannot condense so as to damage it.

このようにして、本発明のある追加された目的は、広範
囲の温度を有している排ガスと共に使用される改良され
た熱回収系統を得ることにある。Thus, an additional object of the present invention is to provide an improved heat recovery system for use with exhaust gases having a wide range of temperatures.

本発明のその他の目的は、広い種類の異なった流量、温
度及び熱伝達要求に適するように必要に応じて容易に組
合わされることのできる上述の水凝縮様式において使用
するのに適している熱交換器モジュールを得ることにあ
る。A further object of the invention is to provide a heat source suitable for use in the water condensation regimes described above, which can be easily combined as needed to suit a wide variety of different flow rates, temperatures and heat transfer requirements. The purpose is to obtain an exchanger module.

本発明の更に他の目的は、水凝縮熱交換器系統を構成し
、組立てる満足な方法を得ることにある。Yet another object of the invention is to provide a satisfactory method of constructing and assembling a water condensing heat exchanger system.

本発明の一つの重要な他の目的は、改善された熱伝達係
数を有しており、従って、増加された熱量が熱伝達面の
単位面積当たりに回収されることができるようにする改
良された凝縮熱交換器を得ることにあるものである。One important other object of the present invention is to have an improved heat transfer coefficient that allows an increased amount of heat to be recovered per unit area of heat transfer surface. The purpose of this invention is to obtain a condensing heat exchanger.

一層詳細には、本発明の一つの目的は、加熱されつつあ
る流体（水又は空気）を最下部の管の群に隣接して生ず
るだけである排ガスからの水蒸気の凝縮物と一諸に運ぶ
水平に延びている円筒形の管の間及び管の回りを、排ガ
スが垂直に下方に押し進められることによって著しく改
良された熱伝達を有している凝縮熱交換器を得ることに
あるものである。More particularly, one object of the invention is to convey the fluid (water or air) being heated together with water vapor condensate from the exhaust gas that only occurs adjacent to the bottom group of tubes. The object of the present invention is to obtain a condensing heat exchanger having significantly improved heat transfer by forcing exhaust gas vertically downward between and around horizontally extending cylindrical tubes. .

本発明の他の目的は、有効な粒子の除去もまた生ずる改
善された熱伝達を有している凝縮熱交換器を得ることに
あるものである。Another object of the invention is to obtain a condensing heat exchanger having improved heat transfer which also results in effective particle removal.

本発明の更に他の目的は、排ガス流が本質的に水平に進
行し、適度な高さを有している熱交換器を提供すること
ができる凝縮熱交換器を得ることにあるものである。Yet another object of the invention is to obtain a condensing heat exchanger capable of providing a heat exchanger in which the exhaust gas flow runs essentially horizontally and has a moderate height. .

本発明のなお他の目的は、より少ない水量を必要とする
改良された排ガス清掃系統を得ることにあるものである
。Yet another object of the invention is to provide an improved exhaust gas cleaning system that requires less water.

本発明の他の目的は、以下の本発明の説明から明らかと
なるものと信じられる。It is believed that other objects of the invention will become apparent from the following description of the invention.

本発明は、それ故、数個の段階及びその１個又はそれ以
上の段階の他の段階のそれぞれに関する関係及びこの段
階を生じさせるようにされている部品の構造、部品の要
素の組合わせ並びに部品の配置を実施した装置から成立
つが、以下に、その実施例が詳細に説明されている。The invention therefore relates to several stages and the relationship of one or more of them with respect to each other stage, and the structure of the parts, the combination of elements of the parts, which are adapted to give rise to this stage. The present invention consists of an apparatus in which the arrangement of parts is carried out, and examples thereof will be described in detail below.

本発明の性質及び目的の十分な理解のために、以下に、
本発明を添附図面に基づいて詳細に説明する。For a fuller understanding of the nature and purpose of the invention, the following:
The present invention will be explained in detail based on the accompanying drawings.

本発明のいくつかの主な特長は、最初に、第１及び２図
を参照することによって、理解される。Some of the main features of the invention can be understood by first referring to FIGS. 1 and 2. FIG.

第１図において、ダクト１０が、ボイラ煙突（図示され
ていない）から、送風機Ｂによって、底部空間又は室１
１へ引かれる煙道ガスのような高温排ガスを導く、煙道
ガスは、１個又はそれ以上の熱交換器ユニット、例えば
、４個のユニット１２，１３，１４及び１５を上方に通
過し、そこから、上方の空間又は室１６の中を通り、煙
突１７から出る。典型的な運転においては、煙道ガスの
速度は、熱交換器ユニットの内部において、９．１〜１
２１．９ｍ／ｓ（３０〜４００フィート／秒）に設定さ
れ、水柱３８．１〜５０．８ｍｍ（１．５〜２インチ）
のオーダのガス圧力降下が、熱交換器ユニットを横切っ
て生ずるようにされている。典型的にけ、水又は空気で
ある加熱されるべき流体は、最上部の熱交換器ユニット
２０の中に導入されるように示されており、熱交換器ユ
ニットのそれぞれを順々に下方に流れ、２１から退出す
ることが理解される。説明を簡単にするために、最初に
、水が加熱され、また、高温排ガスは、ボイラからの煙
道ガスであるものと仮定される。In FIG. 1, a duct 10 is connected from a boiler chimney (not shown) to a bottom space or chamber 1 by means of a blower B.
1, the flue gas passes upwardly through one or more heat exchanger units, for example four units 12, 13, 14 and 15; From there it passes through an upper space or chamber 16 and exits through a chimney 17. In typical operation, the flue gas velocity inside the heat exchanger unit is between 9.1 and 1
21.9 m/s (30-400 ft/s), water column 38.1-50.8 mm (1.5-2 inches)
A gas pressure drop of the order of 0 is caused to occur across the heat exchanger unit. The fluid to be heated, typically water or air, is shown introduced into the top heat exchanger unit 20 and is passed downwardly through each of the heat exchanger units in turn. It is understood that the flow exits from 21. For simplicity of explanation, it is first assumed that the water is heated and that the hot exhaust gas is flue gas from the boiler.

煙道ガスが、ユニットを通って上方に動く時に、ある程
度まで冷却されること及び水がユニットを通って下方に
動く時に、ある程度まで加熱されることは、明らかなと
ころである。説明を容易さするために、意味のあるガス
の冷却及び水の加熱が生ずる温度範囲が、４個の領域Ｚ
１〜Ｚ４に分割されて示されている。これらの４個の領
域は、説明を簡単にするために、４個の熱回収ユニット
の垂直範囲に相当するものとして示されている。It is clear that the flue gases are cooled to some extent as they move upwards through the unit and that the water is heated to some extent as they move downwards through the unit. For ease of explanation, the temperature ranges in which meaningful gas cooling and water heating occur are divided into four regions Z
It is shown divided into 1 to Z4. These four regions are shown to correspond to the vertical extent of four heat recovery units for ease of explanation.

第２図は、本発明を水を加熱するために典型的に実施し
た場合において、煙道ガス及び水の温度の変化を、温度
が垂直高さに対してプロットされて示すものである。こ
のようにして、煙道ガスの温度は、それが熱交換器を通
って上方に動く時に、熱交換器配置の底部において２６
０℃（５００°Ｆ）の仮定された入力温度Ｇ１から降下
するが、このことは、曲線Ｇによって示されている。第
２図におけるガス温度プロットは、近似的であり、一般
的に、任意の高さに対して、ガスの実質的な部分が、そ
の高さにおいて降下されるその最低温度を描いてあるも
のと理解すべきである。最下部の管の列の上方の任意の
高さにおいて、無論、温度こう配があり、また、若しも
、ある与えられた高さにおいて熱交換器の全横断面積の
上において平均されると、平均温度は、曲線Ｇとしてプ
ロットされた温度以上である。他のように見ると、領域
Ｚ２とＺ３を境界している高さのようなある与えられた
高さにおいては、管の近くの部分又は管の上の部分のよ
うな煙道ガスのある部分は、硫酸が形成しつつある温度
Ｇ２を持つこともあり、一方、ガスの同じ高さであるが
、しかしながら、任意の管からより大きな距離にある他
の部分は、より高温であり、まだ、凝縮を受けないかも
知れない。FIG. 2 shows the variation in flue gas and water temperature in a typical implementation of the invention for heating water, with temperature plotted against vertical height. In this way, the temperature of the flue gas is reduced to 26 at the bottom of the heat exchanger arrangement as it moves upward through the heat exchanger.
From an assumed input temperature G1 of 0°C (500°F), this is illustrated by curve G. The gas temperature plot in Figure 2 is approximate and generally depicts, for any height, the lowest temperature at which a substantial portion of the gas will fall at that height. You should understand. At any height above the bottom row of tubes, there is of course a temperature gradient, and if averaged over the total cross-sectional area of the heat exchanger at a given height, The average temperature is greater than or equal to the temperature plotted as curve G. Viewed in another way, at a given height, such as the height bounding regions Z2 and Z3, some parts of the flue gas, such as the near part of the pipe or the part above the pipe. may have a temperature G2 at which the sulfuric acid is forming, while other parts of the gas at the same height, but at a greater distance from any tube, are hotter and still It may not undergo condensation.

同様に、熱交換器の頂部において７．２℃（５５°Ｆ）
の入力温度Ｗ１を持つものと仮定されている水は、それ
が熱交換器の底部に到着する時に、曲線Ｗによって示さ
れるように、７２．２℃（１１０°Ｆ）の出力温度Ｗ０
まで加熱される。第７図における縦軸の尺度が、４個の
領域Ｚ１〜Ｚ４に分割されて示されている。１２１．１
℃（２５０°Ｆ）における垂直破線Ｆは、Ｎｏ．６燃料
油を燃焼することから得られる典型的な煙道ガスの中に
硫酸を形成する典型的な温度Ｇ２を示すものである。従
来技術は、煙道ガス温度は、常に、何らかの硫酸の生成
を避けるためにこのレベルの十分以上に維持されるべき
であると教示している。Similarly, at the top of the heat exchanger 7.2°C (55°F)
The water, which is assumed to have an input temperature W1 of
heated up to. The scale of the vertical axis in FIG. 7 is shown divided into four regions Z1 to Z4. 121.1
The vertical dashed line F at 250°F is the no. 6 shows a typical temperature G2 for the formation of sulfuric acid in a typical flue gas obtained from burning fuel oil. The prior art teaches that the flue gas temperature should always be maintained well above this level to avoid any sulfuric acid formation.

上方への煙道ガスの運動に対する煙道ガス温度曲線Ｇに
引続いて、煙道ガス温度が、Ｇ１における２６０℃（５
００°Ｆ）から、Ｇ２における１２１．１℃（２５０°
Ｆ）に、ガスが２個の下方領域Ｚ１及びＺ２を通過する
時に、降下することが見られる。その上昇運動のその部
分の間に、非常にわずかな凝縮がガスから生ずるが、し
かしながら、煙道ガスからの顕熱は水を加熱するために
伝達されつつある。更に詳細には、領域Ｚ１及びＺ２の
中のガスの大部分は、まだ、硫酸が凝縮するためには十
分に高いが、しかしながら、領域Ｚ１及びＺ２内にある
量のガスは、これらの領域内にある間に凝縮する。なぜ
ならば、上方からこれらの領域を貫いて落下する凝縮物
が、それらの領域内のガスのある量を、凝縮温度にまで
冷却するからである。ガスからの凝縮がほとんど又は完
全、下方の領域Ｚ１及びＺ２の中においては生じないと
しても、熱交換器管のそれらの下方領域内のガス側の表
面は、上部から落下する豊富な凝縮物のために連続的に
濡れたままである。これらの管の濡らされている状態は
、粒状物質が容易に且つ一時的に管に粘着する傾向とさ
せるが、上方から落下する凝縮物が連続的に管を洗浄し
、硫酸及び粒状物質を熱交換器ユニットの底部における
ドレン（第１図のＤ）に洗い流すように作用をする。Following the flue gas temperature curve G for the upward flue gas movement, the flue gas temperature at G1 is 260°C (5
00°F) to 121.1°C (250°
In F) it is seen that the gas descends as it passes through the two lower regions Z1 and Z2. During that portion of its upward movement, very little condensation occurs from the gas, however, sensible heat from the flue gas is being transferred to heat the water. More specifically, the majority of the gas in regions Z1 and Z2 is still high enough for the sulfuric acid to condense; however, the amount of gas in regions Z1 and Z2 is condenses while in. This is because condensate falling through these regions from above cools some of the gas in those regions to the condensation temperature. Even though little or no condensation from the gas occurs in the lower regions Z1 and Z2, the gas-side surfaces of the heat exchanger tubes in their lower regions are covered with rich condensate falling from the top. Because of this, it remains continuously wet. The wet condition of these tubes tends to make particulate matter easily and temporarily stick to the tubes, but condensate falling from above continuously washes the tubes and heats the sulfuric acid and particulate matter. A drain (D in Figure 1) at the bottom of the exchanger unit is provided for flushing.

煙道ガスが２１１．１℃（２５０°Ｆ）、すなわち、三
酸化イオウに対する典型的な露点以下に冷却される時に
、硫酸が領域Ｚ３内において形成する。若しも、領域Ｚ
３が装置の中の最上方の領域であったならば、凝縮され
た硫酸は、領域Ｚ３内の熱交換器表面をわずかに湿らせ
、粒状物質は、それらのわずかに湿らされた表面の上に
形成したであろう。三酸化イオウは、凝縮し、仮定され
た例においては、ガスの領域Ｚ３を経る運動がガスを硫
酸の露点以下に実質的に冷却する時に、硫酸を形成する
。領域Ｚ３の内部のあるレベルにおいて、凝縮される硫
酸の大部分又はすべてが、凝縮したであろう。そのレベ
ルの直上においては、第２図にカッコＲによって一般的
に示されるように、はとんど又は全然凝縮が生じないも
のと見なされる温度範囲があるものと信じられ、ガス温
度は、硫酸の凝縮が大部分完了されるのには十分に低い
が、しかしながら、水蒸気には、実質的な世を凝縮する
には余りにも高い。しかしながら、ガスが領域Ｚ１を通
って更に上方に運動する間に一層冷却される時は、水蒸
気の凝縮が、増加的して豊富となるように生ずる。この
ようにして、熱交換器ユニットの中の管のすべては、連
続的に湿り、これは熱伝達を増加させるだけではなく、
上述のガス流量においては、粒状物質が管に一時的に且
つ軽く粘着する傾向とさせ、ガスから大量の粒状物質を
除去する。連続的な凝縮によって生じさせられる水は、
連続的に熱交換器管の表面を洗浄し、粒状物質を洗い、
凝縮された硫酸を装置の底部におけるドレンＤに流す。Sulfuric acid forms in region Z3 when the flue gas is cooled below 250° F., the typical dew point for sulfur trioxide. If area Z
3 were the uppermost zone in the apparatus, the condensed sulfuric acid would slightly moisten the heat exchanger surfaces in zone Z3 and the particulate matter would be on top of those slightly moistened surfaces. It would have been formed in The sulfur trioxide condenses to form sulfuric acid in the hypothetical example when movement of the gas through region Z3 cools the gas substantially below the dew point of sulfuric acid. At some level inside region Z3, most or all of the sulfuric acid that is condensed will have condensed. Just above that level, there is believed to be a temperature range in which little or no condensation occurs, as generally indicated by parentheses R in Figure 2, and the gas temperature is is low enough that condensation is largely completed, however, it is too high to condense any substantial amount to water vapor. However, as the gas cools further during its further upward movement through region Z1, water vapor condensation occurs in an increasingly rich manner. In this way, all of the tubes inside the heat exchanger unit are continuously moistened, which not only increases the heat transfer but also
At the gas flow rates described above, particulate matter tends to temporarily and lightly stick to the tube, removing a large amount of particulate material from the gas. Water produced by continuous condensation is
Continuously clean the surface of heat exchanger tubes, wash particulate matter,
The condensed sulfuric acid flows to drain D at the bottom of the apparatus.

熱交換器ユニット内部の管は、連続的な列に配置され、
これらの列は、相互に水平方向に食い違いとされ、これ
によって、一つの管から落下する凝縮物の滴が、下方の
管の上においてはねる傾向とするようにする。煙道ガス
の清掃の二つの形式が、ガスが凝結物の落下する雨を通
過する時に、ガスの洗い落としと、粒状物質の湿らされ
た管への、凝縮物が洗い去るまでの一時的な軽い粘着の
傾向との組合わせから生ずる。The tubes inside the heat exchanger unit are arranged in continuous rows,
These rows are horizontally staggered from each other so that a drop of condensate falling from one tube tends to splash onto the tube below. Two forms of flue gas cleaning are scouring of the gas as it passes through the falling rain of condensate and temporary lightening of particulate matter into moistened pipes until the condensate is washed away. arises from a combination with a tendency to stickiness.

熱交換器管の上へのテフロンの薄い被覆は、良好な熱伝
達を許しながらこれらの管の腐食を防止するだけではな
く、これらの被覆は、水をはじく性質であるために、落
下する凝結水が管から粒状物質を容易に洗い去ることが
できるようにもする。Ｂｒｏｃｋｈａｖｅｎ　Ｗａｔｉ
ｏｎａｌ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって最近に行なわ
れた試験は、Ｎｏ．６燃料油からの煙道ガスの中の粒状
物質の約５０％及びＳＯ３の２０〜２５％が除去される
ことを示している。本発明の典型的な応用において、若
しも、例えば、Ｎｏ．６燃料油からの煙道ガスの１時間
当たり４，３８１．８Ｋｇ（９６６０ポンド）が、水凝
縮熱交換器を通過されるならば、硫酸及び粒状物質と混
合された水の１時間当たり約１１３．４Ｋｇ（２５０ポ
ンド）がユニットの底部から排出される。混合物の中の
粒状物質は、今日までになされた試験において、約３０
重量％であった。A thin coating of Teflon on top of the heat exchanger tubes not only prevents corrosion of these tubes while allowing good heat transfer, but these coatings are also water-repellent, thus preventing falling condensation. It also allows the water to easily wash away particulate matter from the tubes. Brockhaven Wati
A recent test conducted by the onal Laboratory has shown that no. 6 shows that about 50% of particulate matter and 20-25% of SO3 in the flue gas from fuel oil is removed. In a typical application of the invention, if, for example, no. 6 If 4,381.8 Kg (9660 lb) per hour of flue gas from fuel oil is passed through a water condensing heat exchanger, approximately 113 kg per hour of water mixed with sulfuric acid and particulate matter .4Kg (250 lbs) is discharged from the bottom of the unit. Particulate matter in the mixture has been found to be around 30% in tests done to date.
% by weight.

典型的な煙道ガスの中の三酸化イオウの量は、三酸化イ
オウの完全な凝縮でさえも生成することができる硫酸の
量が、若しも、煙道ガスが十分に冷却されるならば、容
易に凝縮されることができる水の量よりも、はるかによ
り少ないような１００万部当たりの量で測量される。煙
道ガスの中の水蒸気が凝縮する正確な温度は、異なった
煙道ガスの混合物においてある程度まで変動するが、し
かしながら、それは、約４９℃（１２０°Ｆ）である。The amount of sulfur trioxide in a typical flue gas means that the amount of sulfuric acid that even complete condensation of the sulfur trioxide can produce if the flue gas is sufficiently cooled. For example, it is measured in parts per million, which is much less than the amount of water that can be easily condensed. The exact temperature at which water vapor in the flue gas condenses varies to some extent for different flue gas mixtures, however, it is about 49°C (120°F).

このようにして、本発明によると、その温度又はそれ以
下の水（又は空気）、好適には、その温度よりも十分に
以下の水（又は空気）が、熱交換器ユニットの頂部近く
の管の群の中に維持され、大量の水蒸気が凝縮すること
を確実にする。第２図においては、水温度は、１３℃（
５５°Ｆ）から約２４℃（７５°Ｆ）まで、水が領域Ｚ
４を通って下方に通過する時に、上昇することが仮定さ
れている。このように、第１及び２図における熱交換設
備の上方部分において本質的な管の内部は、４９℃（１
２０°Ｆ）以下の水を含んでいる。In this way, according to the invention, water (or air) at or below that temperature, preferably well below that temperature, is present in the tubes near the top of the heat exchanger unit. to ensure that a large amount of water vapor condenses. In Figure 2, the water temperature is 13°C (
55°F) to about 24°C (75°F), water
It is assumed that it will rise as it passes downward through 4. Thus, in the upper part of the heat exchange equipment in FIGS.
Contains water below 20°F.

第２図の例においては、水温度が、煙道ガス温度が硫酸
の露点１２１．１℃（２５０°Ｆ）に到達する実質的に
同一の高いレベルにある水蒸気露点４９℃（１２０°Ｆ
）に到達し、更に、このレベルが熱交換器の実質的に垂
直の中央レベルにおいて生ずることに注意すべきである
。それらの正確な関係は、何ら必要ではない。In the example of FIG. 2, the water temperature is at substantially the same high level as the flue gas temperature reaches the water vapor dew point of 49°C (120°F), which is the sulfuric acid dew point of 121.1°C (250°F).
), and it should be further noted that this level occurs at the substantially vertical central level of the heat exchanger. Their exact relationship is not required at all.

第２図において、曲線Ｄは、煙道ガス温度と、水温度と
の間の差と、熱交換器ユニットの中における高さレベル
とのプロットである。あるレベルにおける温度差は、無
論、そのレベルにおいて生ずる熱伝達量に重大な挙動を
有している。In FIG. 2, curve D is a plot of the difference between flue gas temperature and water temperature versus height level within the heat exchanger unit. The temperature difference at a certain level, of course, has a significant behavior on the amount of heat transfer that occurs at that level.

熱交換器ユニットの底部部分の近く、領域Ｚ１及びＺ２
において、ガス温度と水温度との間における最大差、従
って、有効な熱伝達に対して最大の位置エネルギーがあ
るが、実際に生ずる熱伝達量が、それらの領域内におけ
る熱交換器の管表面が落下する凝縮物によって湿ったま
まとされるので、一層増加されることに、注意すること
が重要である。Near the bottom part of the heat exchanger unit, areas Z1 and Z2
At , there is a maximum difference between the gas temperature and the water temperature, and therefore the maximum potential energy for effective heat transfer, but the amount of heat transfer that actually occurs depends on the tube surface of the heat exchanger in those areas. It is important to note that the amount of water is increased further as it remains moistened by the falling condensate.

本発明によって構成された大概の設備においては、例え
ば、第１図における室１６又は煙突１７の中において測
定された煙道ガス出口温度は、例えば、４８．９℃（１
２０°Ｆ）の煙道ガス中の水蒸気の露点温度よりもより
小さいが、しかしながら、ある設備においては、このよ
うな箇所における出口温度が、本発明から離れること無
しに、ある程度までその露点を越えることに、気が付く
かも知れない。若しも、熱交換器管及びハウジングが、
幾何学的に、ある量の煙道ガスが、ほんの中程度の冷却
を受けてユニットを通過することを許すならば、その量
は、大量の水を凝縮させるのに十分に冷却された煙道ガ
スと室１６の中において混合し、そして、室１６内にお
ける平均温度又は混合温度を上昇させる傾向と、ある煙
道ガスを熱交換器の回りにバイパスさせ、それを室１６
へ導入させることによって、その室１６の中の平均温度
を上昇させるのと同じ方法で上昇させる傾向とさせる。In most installations constructed according to the invention, the flue gas outlet temperature measured, for example, in chamber 16 or chimney 17 in FIG.
less than the dew point temperature of water vapor in the flue gas (20° F.), however, in some installations the outlet temperature at such points may exceed that dew point to some extent without departing from this invention. In fact, you might notice. If the heat exchanger tube and housing are
Geometrically, if a certain amount of flue gas is allowed to pass through the unit with only moderate cooling, then that amount will be reduced to a sufficiently cooled flue to condense a large amount of water. The tendency is for some flue gas to mix in chamber 16 and to increase the average or mixing temperature in chamber 16 and to bypass some flue gas around the heat exchanger and direct it to chamber 16.
tend to increase in the same way that the average temperature within that chamber 16 increases.

上述のことから、本発明方法は、水蒸気、凝縮可能な腐
食成分（三酸化イオウ）及び粒状物質を含んでいる高温
排ガスから顕熱及び潜熱の両方を回収するため及びガス
から粒状物質及び凝縮された腐食成分の実質的な量を除
去するために、ガスを熱交換器のガス通路を通過させる
こと、同時に、排ガスよりもより低温の流体を熱交換器
の第二通路を通して、ガス及び流体の流速を、熱交換器
の熱伝達特性に、水蒸気及び腐食成分の連続的な凝縮が
生ずるように配置されてガス通路と熱交換関係に通過さ
せること、粒状物質及び凝縮された腐食成分の部分を捕
捉し、洗い去る落下する滴を与えることとから成立って
いることが分かる。From the above, it can be seen that the method of the present invention is suitable for recovering both sensible and latent heat from a hot exhaust gas containing water vapor, condensable corrosive components (sulfur trioxide) and particulate matter, and for recovering particulate matter and condensed heat from the gas. The gas and fluid are passed through a gas passage of the heat exchanger to remove a substantial amount of the corrosive components, and at the same time a fluid at a lower temperature than the exhaust gas is passed through a second passage of the heat exchanger to remove a substantial amount of the gas and fluid. The flow rate is controlled by the heat transfer characteristics of the heat exchanger, such that the particulate matter and portions of the condensed corrosive components are passed in heat exchange relationship with the gas passages, arranged so that continuous condensation of water vapor and corrosive components occurs. It can be seen that it consists of providing a falling drop which is captured and washed away.

従来技術の節約器及び空気予熱器は、高温の入力水又は
空気を必要とするが、本発明は、冷水又は空気を利用す
ることができ、また実際に、効率が入力流体が低温であ
ればある程増加し、より多針の凝縮物が生じ、より多量
の潜熱が排ガスから引出されるので有利である。入口２
０における水が低温であればある程、排ガスの出口温度
が益々低くなり、より多量の潜熱が回収され、一層多量
の水蒸気が排ガスから凝縮され、より有効な粒子及びＳ
Ｏ３の除去が、ある与えられた流量に対して生ずる。今
日までの試験から、９．１〜１２．２ｍ／ｓ（３０〜４
０フィート／秒）のガス速度によって、十分な熱交換表
面面積が、水であれ、空気であれ、加熱されつつある流
体の温度を低くさせることのできることが分かった。While prior art economizers and air preheaters require high temperature input water or air, the present invention can utilize cold water or air and, in fact, increases efficiency as long as the input fluid is cold. This is advantageous because the more needle-like condensate is produced, the more latent heat is extracted from the exhaust gas. Entrance 2
The colder the water at 0, the lower the exit temperature of the exhaust gas, the more latent heat is recovered, the more water vapor is condensed from the exhaust gas, and the more available particles and S
O3 removal occurs for a given flow rate. From tests to date, 9.1 to 12.2 m/s (30 to 4 m/s)
It has been found that a gas velocity of 0 ft/sec) provides sufficient heat exchange surface area to reduce the temperature of the fluid being heated, whether water or air.

例えば、２．８℃（５５°Ｆ）の熱交換器に供給されつ
つある水によって、１７．２℃（６３°Ｆ）の煙道ガス
出口温度を得ることができた。本発明の大抵の応用にお
いては、煙道ガス温度を、その程度まて下降させること
が必要であると認められず、また、熱交換器表面の量は
、希望される流量及び流体温度によって、煙道ガス温度
が２６．７〜３７．８℃（８０°〜１００°Ｆ）の範囲
内に低下されるように選択される。典型的な煙道ガスは
、燃料の形式に応じて５％〜１２％の水蒸気を含んでお
り、従って、若しも、４５３．６Ｋｇ（１，０００ポン
ド）の煙道ガスが１時間に熱交換器へ通されるならば、
この煙道ガスは、１時間に１８１．４〜５４４．３Ｋｇ
（４００〜１，２０ポンド）の水を提供する。For example, with water being fed to the heat exchanger at 2.8°C (55°F), a flue gas outlet temperature of 17.2°C (63°F) could be obtained. In most applications of the invention, it will not be found necessary to reduce the flue gas temperature to that extent, and the amount of heat exchanger surface will depend on the desired flow rate and fluid temperature. The flue gas temperature is selected to be reduced within the range of 80° to 100°F. Typical flue gas contains 5% to 12% water vapor depending on the type of fuel, so if 1,000 lbs of flue gas heats up in one hour. If passed through the exchanger,
This flue gas is 181.4 to 544.3 kg per hour.
(400 to 1,20 lbs.) of water.

非當に実質的な水の凝縮が、熱伝達の上に有している有
利な効果が、本発明の一つの形式を、２組の運転条件の
下において運転することによって示された。ユニットは
、始めに、Ｎｏ．２燃料油を燃焼することによって生成
された煙道ガスによって作動され、煙道ガス及び水の特
別な入口温度及び出口温度並びに流量で作動された。The beneficial effect that non-substantial water condensation has on heat transfer was demonstrated by operating one form of the invention under two sets of operating conditions. Initially, the unit is No. It was operated with flue gases produced by burning two fuel oils and with special inlet and outlet temperatures and flow rates of flue gases and water.

回収された熱が、１時間当たり約２５２，０００ｋｃａ
ｌ（１，０００，０００ＢＴＵ）であり、ユニットから
復水が１分当たり約１．９ｌ（１／／２ガロン）流れた
。それから後に、天然ガスを燃焼させることによって生
成された煙道ガスが、使用された。天然ガスは、より少
ない過剰空気で燃焼されることができ、また、燃焼され
た。更に、天然ガスのより多量の炭化水素の含有のため
に、煙道ガスはより大量の湿分を含んでいた。油燃焼に
おいて使用された同じガス流量及び水流量において、ユ
ニットから流れた復水量は、実質的に２倍であり、１分
当たり約３．８ｌ（１ガロン）であった。The heat recovered is approximately 252,000 kca per hour.
1 (1,000,000 BTU) and condensate flowed from the unit at approximately 1/2 gallon per minute. Later on, flue gas produced by burning natural gas was used. Natural gas can and has been combusted with less excess air. Furthermore, due to the higher hydrocarbon content of natural gas, the flue gas contained a higher amount of moisture. At the same gas and water flow rates used in the oil combustion, the amount of condensate flowing from the unit was substantially twice as much, approximately 3.8 liters (1 gallon) per minute.

しかしながら、水出口温度は増加し、ガス出口温度は低
下し、また、回収された熱は、約２０％増加し、１時間
当たり３０２，４００ｋｃａｌ（１，２００，０００Ｂ
ＴＵ）に増加した。However, the water outlet temperature increases, the gas outlet temperature decreases, and the heat recovered increases by approximately 20% to 302,400 kcal (1,200,000 B/h).
TU).

第３ａ図に描かれた応用においては、煙道ガスがボイラ
３１の従来の煙突３０から、１個又はそれ以上のダンパ
弁を過ぎて、送風機モータＢＭによって駆動される送風
機Ｂによって、煙道ガスを熱交換器ＨＸの底部へ供給す
るために吸引され、冷却された煙道ガスは、ファイバガ
ラスのフード１６及びファイバガラスの煙突１７を経て
大気に出る。腐食に耐えるためにファイバカラスの煙突
１７の使用は、それ自体新規ではない。熱水貯蔵タンク
ＳＴの底部、低温水供給管ＳＬからの及び（又は）水主
管ＷＭからの低温水は、熱交換器ユニットＨＸを経て循
環ポンプＣＰによって汲み出され、熱交換器ＨＸからの
高温水は、貯蔵タンクＳＴの中に、その頂部近くにおい
て繰出される。高温期の水は、貯蔵タンクＳＴのＪ頂部
から、管ＨＷを経て種々の用途に引出される。ボイラ３
１に対する補充水は、無論、タンクＳＴからか、又は、
ユニットＨＸからか直接的に供給されることができる。In the application depicted in FIG. 3a, flue gases are passed from a conventional chimney 30 of a boiler 31 past one or more damper valves to a blower B driven by a blower motor BM. The cooled flue gases exit to the atmosphere via a fiberglass hood 16 and a fiberglass chimney 17. The use of a fiberglass chimney 17 to resist corrosion is not new per se. The low temperature water from the bottom of the hot water storage tank ST, the low temperature water supply pipe SL and/or the water main pipe WM is pumped out by the circulation pump CP via the heat exchanger unit HX, and the high temperature water from the heat exchanger HX is pumped out by the circulation pump CP via the heat exchanger unit HX. Water is dispensed into the storage tank ST near its top. Water in the high temperature period is drawn out from the J top of the storage tank ST through a pipe HW for various uses. Boiler 3
Replenishment water for 1 is, of course, from the tank ST, or
It can be supplied directly from unit HX.

若しも、不十分な高温度の水が管ＨＷを経て引き出され
るならば、貯蔵タンクＳＴの内容物は、不十分な煙道ガ
スの冷却が、熱交換器ユニットの中において生じ始め、
そのユニットの中のテフロン腐食保護被覆及びライナを
危険とする傾向とするのに十分な温度に上昇することが
あり得る。従来の熱センサＴＳが出て行く煙道ガス温度
を検出し、従来のポジショナＰＶ１を作動させ、これが
タンパ弁ＤＶ１を、高温煙道ガスの熱交換器への通行を
減少させ、又は、しゃ断する。第３ａ図にｔノ２、熱セ
ンサＴＳに応答する第二のポジショナＰＶ２もダンパ弁
ＤＶ２を作動させるように接続されて示されているが、
この弁は、煙突１７の温度が、余りにも高く上昇した時
に開放し、煙道ガスに低温の周囲空気を混合し、熱交換
器ＨＸ内部の温度が腐食保膜被覆に対して危険と見なさ
れる値約２６０℃（５００°Ｆ）を超えることを阻止す
る。多くの応用において、単に１個又はそれ以上の上述
の２個の温度制限保護手段が十分であるものと認められ
る。以下に一層明瞭となるように、腐食保護被覆を損傷
させる温度上昇を阻止することは、その代わりに、排ガ
スを、それが水凝縮交換器を通過される前に、安全運転
温度に冷却するために、従来の非凝縮熱交換器を使用す
ることによって、なされることもできる。If insufficient high-temperature water is withdrawn via pipe HW, the contents of the storage tank ST will begin to suffer from insufficient flue gas cooling in the heat exchanger unit;
Temperatures can rise high enough to tend to jeopardize the Teflon corrosion protection coating and liner within the unit. A conventional thermal sensor TS detects the exiting flue gas temperature and activates a conventional positioner PV1, which causes a tamper valve DV1 to reduce or cut off the passage of hot flue gas to the heat exchanger. . In FIG. 3a, at t2, a second positioner PV2 responsive to the thermal sensor TS is also shown connected to actuate the damper valve DV2;
This valve opens when the temperature in the chimney 17 rises too high, mixing cold ambient air with the flue gases, and the temperature inside the heat exchanger HX is considered dangerous for the corrosion barrier coating. Prevent temperatures from exceeding approximately 260°C (500°F). In many applications, just one or more of the above two temperature limiting protection measures will be found to be sufficient. As will become clearer below, preventing a temperature rise that would damage the corrosion protection coating is instead cooling the exhaust gas to a safe operating temperature before it is passed through the water condensation exchanger. This can also be done by using a conventional non-condensing heat exchanger.

第３ａ図においては、多数のノズルを有している噴霧マ
ニホルドＳＰが水を下方に熱交換器ＨＸを通して、弁Ｖ
が開放された時に噴霧するように作動し、熱交換器計の
上に形成する何らかの沈殿物を洗い去るようにする。水
凝縮様式における作動は、普通には、管を清潔に保つよ
うに働くので、このような噴霧の作動は、全く稀であり
、本発明のある応用においては、このような噴霧手応の
準備は、全く不必要と見なされることもできる。In FIG. 3a, a spray manifold SP having a large number of nozzles directs water downward through a heat exchanger HX and a valve V
is activated to spray when opened to wash away any deposits that may form on the heat exchanger gauge. Since operation in the water condensing mode normally serves to keep the pipes clean, such spray operation is quite rare, and in some applications of the invention, provision for such a spray response may be necessary. can also be considered completely unnecessary.

粒子の除去が特別に重要であると見なされるある応用に
おいては、弁Ｖは、水蒸気凝縮によって生成された「雨
」を多くするために、連続的な噴■を許すように開放さ
れることもできる。In certain applications where particle removal is considered to be of special importance, valve V may be opened to allow continuous jetting to increase the "rain" produced by water vapor condensation. can.

本発明の実施は、水を加熱するための上述の熱交換器に
比べて極端に簡単な熱交換器を利用して、水よりは空気
を加熱するために、実施されることもできる。鋼管の使
用が、水の加熱のために推奨されるが、アルミニウム管
が空気加熱に対して推奨される。いずれの場合にも、テ
フロンのような腐食保護被覆が使用される。The implementation of the invention can also be carried out to heat air rather than water, making use of an extremely simple heat exchanger compared to the heat exchanger described above for heating water. The use of steel pipes is recommended for water heating, while aluminum pipes are recommended for air heating. In either case, a corrosion protective coating such as Teflon is used.

本発明の実施は、ボイラ又は炉の煙道ガスの処理に限定
されることなく、他の多くの種類の高温排ガスに対して
直ちに応用可能である。製紙工業においては、多量の周
囲空気が、普通には、Ｎｏ．２燃料油を燃焼することに
よって加熱される直接加熱式の乾燥器を備え、大きな送
風機によって紙のウェブを乾燥するために適用されるこ
とが普通である。紙のウェブを通過した加熱排気空気は
、実質的な量の紙粒子並びに通常構成の煙道ガス並びに
通常の湿分量の数倍の湿分を含んでいる。ほんの限定さ
れた量の加熱空気の量だけが再循環される。なぜならば
、その湿度は、乾燥を行なわすために十分に低く保持し
なければならず、従って、実質的な量の補充空気が必要
とされるからである。外部空気又は周囲空気を、紙の乾
燥に対して必要とされる温度に加熱することは、大量の
燃料を必要とする。The implementation of the invention is not limited to the treatment of boiler or furnace flue gases, but is readily applicable to many other types of hot exhaust gases. In the paper industry, large amounts of ambient air are commonly used in the no. It is usually applied to dry paper webs with a large blower, equipped with a directly heated dryer heated by burning two fuel oils. The heated exhaust air passed through the paper web contains a substantial amount of paper particles as well as a flue gas of normal composition and moisture that is several times the normal moisture content. Only a limited amount of heated air is recirculated. This is because the humidity must be kept low enough to effect drying and therefore substantial amounts of make-up air are required. Heating outside or ambient air to the temperatures required for paper drying requires large amounts of fuel.

従来の空気熱の回収技術は、このような応用に対しては
、明らかに不適当であった。周囲空気は、常に、十分に
低温であり、この空気を通常の空気予熱器を通過させる
ことは、排ガスから硫酸の濃縮を生じさせ、腐食を生じ
させ、また、凝縮物が存在すると、紙粒子が熱交換器内
部の湿った表面の上に速やかに粘着し、堆積し、熱交換
器を詰める。乾燥器からの熱回収のためのどのような技
術も、成功しているものと信ずることはできない。本発
明によると、第３ｂ図に示されるように、高温の、例え
ば２８２．２℃（５４０°Ｆ）の紙を含んでいる従来の
紙乾燥器ＰＤからの排出空気が、水凝縮熱交換器ＡＨの
ガス通路を通過され、包囲空気入口導管１Ｄから熱交換
器の管の中に入り、それを通過する包囲空気を加熱し、
周囲空気が、最初の、例えば、−１．１℃（３０°Ｆ）
〜３７．８℃（１００°Ｆ）から、例えば、１９３．３
℃（３８０°Ｆ）の温度まで加熱される。Conventional air heat recovery techniques are clearly inadequate for such applications. Ambient air is always sufficiently cold that passing this air through a conventional air preheater will result in the concentration of sulfuric acid from the exhaust gases, resulting in corrosion and, in the presence of condensate, paper particles. quickly sticks and builds up on the moist surfaces inside the heat exchanger, packing the heat exchanger. No technique for recovering heat from the dryer can be trusted to be successful. According to the present invention, as shown in FIG. 3b, exhaust air from a conventional paper dryer PD containing paper at a high temperature, e.g. heating the surrounding air that is passed through the gas passage of the AH and enters and passes through the tubes of the heat exchanger from the surrounding air inlet conduit 1D;
If the ambient air is initially, e.g. -1.1°C (30°F)
~37.8°C (100°F), e.g.
It is heated to a temperature of 380°F.

熱交換器を去る空気は、導管を通って送風機Ｂによって
動かされ、乾燥装置の中における補充空気として使用さ
れるようにし、熱交換器ユニットＡＨの中において著し
く予熱され、実質的により少量の燃料が乾燥過程を実施
するために必要とされるようにする。前に説明された水
加熱系統の場合には、硫酸が熱交換器の内部の一つのレ
ベルにおいて凝縮する。凝縮物が、紙粒子並びに他の粒
状物質を捕捉し、荷酷な腐食及び詰まりを生じさせる初
期の傾向となるが、しかしながら、本発明によって、大
量の水蒸気が熱交換器の内部の高いレベルにおいて凝縮
されるように、温度に関して流量を制御することは、雨
が、硫酸及び粒状物質成分を洗い去るようにさせる。ま
た、水加熱の応用の場合におけるように、水凝縮様式の
使用は、回収される顕熱の量を増加させ、大量の潜熱の
回収を生じさせ、熱交換器表面を湿らせ、清潔のままと
し、熱伝達を改善する。The air leaving the heat exchanger is moved by blower B through a conduit so that it can be used as make-up air in the dryer and is significantly preheated in the heat exchanger unit AH, with a substantially smaller amount of fuel. as required to carry out the drying process. In the case of the water heating system previously described, sulfuric acid condenses at one level inside the heat exchanger. Condensate has an initial tendency to trap paper particles and other particulate matter, causing severe corrosion and blockage; however, with the present invention, large amounts of water vapor are removed at high levels inside the heat exchanger. Controlling the flow rate with respect to temperature allows the rain to wash away the sulfuric acid and particulate matter components so that they are condensed. Also, as in the case of water heating applications, the use of a water condensation mode increases the amount of sensible heat recovered, results in the recovery of large amounts of latent heat, keeps the heat exchanger surfaces moist, and leaves them clean. and improve heat transfer.

種々の応用において、炉又は他の装置によって供給され
る高温排ガスは、テフロン保持被膜が安全に露出される
ことのできる温度２８７．７℃（例えば、５５０°Ｆ）
を実質的に超過するが、しかしながら、本発明の使用を
このような応用において決して除外するものでない最初
の温度を有している。第３ｃ図においては、工業炉ＩＦ
から流出し、５１０℃（９５０°Ｆ）の温度を有するも
のと仮定されている排ガスは、腐食保護被覆を持つ必要
のない従来技術の空気予熱器ＡＰへ通される。空気予熱
器ＡＰは、また、本発明によって水凝縮様式で作動され
る熱交換器ＨＸＡからの空気をも受取る。熱交換器ＨＸ
Ａは、包囲空気を、硫酸が凝縮する温度よりも実質的に
高い、それ故、従来技術の予熱器ＡＰが、腐食又は詰ま
りを受けない温度（例えは７８２．２℃−３６０°Ｆ）
に加熱する。空気予熱器ＡＰは、更に、１８２．２℃（
３６０°Ｆ）の温度をより高い温度、例えば、２８７．
８℃（５５０°Ｆ）まで上昇するが、この空気は、炉Ｉ
Ｆのバーナに供給されるものと示されている。１８２．
２℃（３６０°Ｆ）から２８７．８℃（５５０°Ｆ）へ
の燃焼空気の加熱において、ユニットＡＰを通過する煙
道ガスは、５１０℃（９５０°Ｆ）の温度から、２１８
．３℃（４２５℃）に冷却するが、この後者の温度は、
熱交換器ＨＸＡの中の腐食保護被覆が容易に耐えること
ができる温度である。In various applications, the hot exhaust gas supplied by the furnace or other equipment is at a temperature of 287.7°C (e.g., 550°F) to which the Teflon retention coating can be safely exposed.
However, this in no way precludes the use of the present invention in such applications. In Figure 3c, the industrial furnace IF
The exhaust gases exiting from the exhaust gas, which is assumed to have a temperature of 510° C. (950° F.), are passed to a prior art air preheater AP, which does not need to have a corrosion protection coating. Air preheater AP also receives air from heat exchanger HXA, which is operated in water condensing mode according to the invention. heat exchanger HX
A is the ambient air at a temperature substantially above the temperature at which sulfuric acid condenses, so that prior art preheaters AP do not suffer from corrosion or clogging (e.g. 782.2°C - 360°F).
Heat to. The air preheater AP further has a temperature of 182.2°C (
360°F) to a higher temperature, e.g., 287°F.
The temperature rises to 8°C (550°F), but this air
It is shown as being supplied to burner F. 182.
In heating the combustion air from 2°C (360°F) to 287.8°C (550°F), the flue gases passing through unit AP range from a temperature of 510°C (950°F) to 218°C (287.8°C).
．． 3°C (425°C); this latter temperature is
This is the temperature that the corrosion protection coating in heat exchanger HXA can easily withstand.

１５．６℃（６０°Ｆ）でユニットＨＸＡの中に包囲空
気が入ると、煙道ガスからの水蒸気の非常に本質的な凝
縮が、ユニットＨＸＡの中において生じ、また、前述の
その水蒸気凝縮様式の同じ利点が得られる。第３ｃ図に
おいては、加熱空気（２８７．８℃−５５０Ｆ°で示さ
れている）は、最初の高温度の排ガス（５１０℃−９５
０Ｆで示されている）を供給する同じ装置（炉ＩＦとし
て示されている）に供給される必要はなく、すなわち、
加熱空気は、全く異なった工業過程のために使用される
こともできるが、しかしながら、図示された配置は、本
発明の有利な、自然の使用であるものと信じられる。第
３ｃ図の説明は、排ガスの中におけるある特別な凝縮可
能な腐食成分として三酸化イオウに関しているが、第３
ｃ図の原理は、腐食保護被覆の材料制限運転温度と、水
蒸気凝縮温度との間の温度において凝縮する他の潜在的
な腐食成分を含んでいる排ガスと一諸に応用することも
できることは、明らかなところである。従来の非凝縮熱
交換器が、排ガス温度を、第３ｃ図と相違して、凝縮熱
交換器によって加熱される流体が、従来の熱交換器を通
過することなく、凝縮熱交換器によって加熱されたその
流体が、勿論、空気ではなく、水であっても良い多くの
応用において、凝縮熱交換器の材料制限温度以下に低下
するために使用することもできる。第３ｄ図においては
、炉Ｆ２の煙突からの排ガスが、従来の空気予熱器ＡＨ
を通過し、それから、本発明によって作動される水凝縮
熱交換器ＨＸＢを通り、ユニットＨＸＢを管２０，２１
を介して循環される水を加熱する。温度センサＴＳ２が
、ユニットＨＸＢに入るガス温度を検出し、若しも、ユ
ニットＨＸＢの中に入るガス温度が、ある希望された値
以上に上昇し始めるならば、普通の熱交換器によって加
熱されつつある流体の流れを制御し、ユニットＨＸＢに
入るガスの温度を減少するように増加させる。温度セン
サＴＳ２は、送風機のモータＢＭの速度を、モータ制御
器ＭＣを介して制御するものとして描いであるが、しか
しながら、ユニットＡＨの上に加えられる熱負荷は、種
々の応用においては、他の方法で、例えば、ユニットＡ
Ｂを通るより低温の流体の流れを制御するダンパ弁の位
置決めによって、変えられることは明らかなところであ
る。第３ｃ及び３ｄ図は、従来の、又は、従来技術の非
凝縮熱交換器と一諸に本発明による水収縮熱交換器の使
用を示すものであるが、水収縮熱交換器及び非凝縮熱交
換器は、相互に隣接して取付けられ、又は、２個の熱交
換器の間における配管を短縮又は省略するように、共通
支持体の上に取付けられるという意味において、組合わ
されることのできることを理解すべきである。（多くの
従来の節約器及び空気予熱器からの煙道ガス出口温度は
、ＳＯ３の凝縮を避けるために、約１７６．７℃−３３
０°Ｆに維持される）。As ambient air enters unit HXA at 60°F, very substantial condensation of water vapor from the flue gas occurs within unit HXA, and that water vapor condensation described above occurs. You get the same benefits of style. In Figure 3c, the heated air (shown at 287.8°C - 550°F) is replaced by the initial high temperature exhaust gas (510°C - 95°C).
0F) need not be fed to the same device (denoted as furnace IF) that supplies the furnace IF), i.e.
Although heated air can also be used for completely different industrial processes, it is believed, however, that the illustrated arrangement is an advantageous, natural use of the invention. The illustration in Figure 3c refers to sulfur trioxide as a particular condensable corrosive component in the exhaust gas;
It should be noted that the principle of Figure c can also be applied to exhaust gases containing other potentially corrosive constituents that condense at temperatures between the material limiting operating temperature of the corrosion protection coating and the water vapor condensation temperature. It's obvious. Conventional non-condensing heat exchangers reduce the exhaust gas temperature, unlike in Figure 3c, when the fluid heated by the condensing heat exchanger is heated by the condensing heat exchanger without passing through the conventional heat exchanger. It can also be used to reduce below the material limit temperature of the condensing heat exchanger in many applications where the fluid may, of course, be water rather than air. In Figure 3d, the exhaust gas from the chimney of furnace F2 is transferred to the conventional air preheater AH.
and then through the water condensing heat exchanger HXB operated according to the invention, leaving the unit HXB in the tubes 20, 21.
Heats the water that is circulated through the. Temperature sensor TS2 detects the gas temperature entering unit HXB and if the gas temperature entering unit HXB begins to rise above a certain desired value, it is heated by a conventional heat exchanger. controlling the flow of the flowing fluid and decreasingly increasing the temperature of the gas entering unit HXB. Temperature sensor TS2 is depicted as controlling the speed of blower motor BM via motor controller MC; however, the thermal load applied on unit AH may be different in various applications. In a method, for example, unit A
Obviously, this can be varied by the positioning of the damper valve that controls the flow of cooler fluid through B. Figures 3c and 3d illustrate the use of a water shrink heat exchanger according to the present invention together with conventional or prior art non-condensing heat exchangers; Exchangers can be combined in the sense that they are mounted next to each other or on a common support so as to shorten or eliminate piping between two heat exchangers. should be understood. (The flue gas outlet temperature from many conventional economizers and air preheaters is around 176.7°C - 33°C to avoid condensation of SO3.
(maintained at 0°F).

多くの蒸気原動所においては、ボイラ炉ガスを順次、節
約器、空気予熱器及びバッグハウスを経て煙突に導くこ
とが普通である。空気予熱器の中における重大な腐食を
防止するために、包囲空気を、それが従来の空気予熱器
に入る前に、予熱することが必要であった。この予熱は
、普通には、入口空気ダクトの中の蒸気コイルによって
なされている。本発明によると、このような蒸気コイル
は省略されることができる。従来の空気予熱器を通過し
た煙道ガスを受取るように据え付けられている水凝縮熱
交換器が、包囲空気を加熱し、これを従来の空気予熱器
へ、何らの凝縮又は腐食も従来の空気予熱器の中におい
て生じない十分に高い温度で供給するために、使用する
ことができる。多くの工業ボイラは、節約器をボイラ供
給水を加熱するために使用しており、また、多くの場合
に、このボイラは、５０〜７５％の補給水を必要とする
。本発明の水凝縮熱交換器は、通常、煙突を介して駆逐
されていた、例えば、１７６．７℃（３５０°Ｆ）で節
約器を流出すする煙道ガスを受取るように据え付けられ
、ボイラ補充水を、水がボイラと協同される脱気器に行
く前に加熱するようにすることができる。In many steam power plants, it is common to route boiler furnace gases sequentially through an economizer, an air preheater, and a baghouse to the chimney. To prevent significant corrosion within the air preheater, it has been necessary to preheat the ambient air before it enters the conventional air preheater. This preheating is normally accomplished by a steam coil in the inlet air duct. According to the invention, such a steam coil can be omitted. A water condensing heat exchanger installed to receive the flue gases that have passed through the conventional air preheater heats the surrounding air and transfers it to the conventional air preheater, without any condensation or corrosion. It can be used to supply sufficiently high temperatures that they do not occur in the preheater. Many industrial boilers use economizers to heat the boiler feed water, and in many cases the boilers require 50-75% make-up water. The water condensing heat exchanger of the present invention is installed to receive flue gas exiting the economizer at, e.g. The make-up water can be heated before it goes to the deaerator which is associated with the boiler.

２６０°〜２８７．８℃（５００°〜５５０°Ｆ）のオ
ーダの温度が、現在利用可能なテフロン材料における適
当な上限として上に述べられたが、この上限は、テフロ
ンの材料の特性が将来改善され、又は、より高い材料制
限運転温度を有している他の材料が利用可能であるので
、上昇するかも知れないことを理解すべきである。Although temperatures on the order of 260° to 287.8°C (500° to 550°F) have been mentioned above as a suitable upper limit for currently available Teflon materials, this upper limit may be due to changes in the properties of Teflon materials in the future. It should be understood that this increase may occur as other materials are available that have improved or higher material limit operating temperatures.

必要とされる熱伝達表面面積は異なった応用の間におい
ては、広く変動するので、水凝縮熱交換器がモジュール
型式で作られることが、非常に望ましい。第４ａ及び４
ｂ図は、一つの例示的なモジュールを示すものである。Since the required heat transfer surface area varies widely between different applications, it is highly desirable for water condensing heat exchangers to be constructed in modular form. 4a and 4
Figure b shows one exemplary module.

薄鋼板から形成された外方に向いているみぞ型状部材４
０，４１が、強固な側部部材を形成しており、みぞ型状
部材の上方及び下方のフランジの中にボルト穴４２，４
２を有しており、必要とされる熱伝達面積を与えるため
に、必要とされる個数のモジュールが、相互に垂直に重
ねられ、一諸にボルト止めされることを許すようにして
いる。Outwardly facing groove-shaped member 4 formed from sheet steel
0,41 form a rigid side member, with bolt holes 42,4 in the upper and lower flanges of the groove-shaped member.
2 to allow the required number of modules to be stacked vertically on top of each other and bolted together to provide the required heat transfer area.

ユニットは、２個の管板又は端板４３，４４を有してお
り、これらは、ボルト４５，４５等によって側部部材４
０，４１にボルト止めされている。The unit has two tube sheets or end plates 43, 44 which are connected to the side member 4 by bolts 45, 45 etc.
It is bolted to 0.41.

各管板４３，４４は、その４個の各縁に沿って外方に延
びている、第４ａ図に管板４３に対して示されているフ
ランジ４３ａのように、４個のフランジ４ａ〜４ｄを設
けられている。図示されているモジュールにおいては、
各管板４３，４３は、８列の穴を有しており、各列には
、１８個の穴があり、また、穴は、交互の列が、図示さ
れるように、食い違いとされ、全部で１４４本の管４８
，４８が、２個の管板４３，４４の間に延びており、各
管板の外側に約７１．４ｍｍ（２．８１インチ）延びて
いる。一つの成功した実施例においては、各管の外径は
、その腐食保護被覆と一諸に３１ｍｍ（１．２２インチ
）であり、各列における管は４４．４（１．７５インチ
）の中心間隔に置かれ、連続する列における管は、水平
に２２．１ｍｍ（０．８７５インチ）食い違いとされ、
管中心の間の垂直間隔は、第４ｃ図に示されるように、
３８．３ｍｍ（１．５１６インチ）であり、一つの列の
中における管の間の中心距離及び隣接する列の中の管の
間の中心距離を、また、４４．４ｍｍ（１．７５インチ
）としている。第４ｃ図において、図示された３本の管
の中心は、それらの内の２個が一つの列の中にあり、ま
た、それらの内の１本が隣接する下方の列の中にあるが
、等辺三角形の頂点にある。管寸法及び水平間隔をこの
ようにして、モジュールを通して垂直に見ると、みぞ型
部材の側部部材４０，４１に隣接するせまい約１１．１
ｍｍ（７／１６インチ）のストリップ空間を除いて、管
によって完全にふさがれていることが分かる。Each tubesheet 43, 44 has four flanges 4a to 43a, such as flange 43a shown for tubesheet 43 in FIG. 4a, extending outwardly along each of its four edges. 4d is provided. In the illustrated module,
Each tubesheet 43, 43 has eight rows of holes, each row having 18 holes, and the holes are staggered in alternating rows as shown. Total of 144 tubes 48
, 48 extend between the two tube sheets 43, 44 and extend approximately 2.81 inches to the outside of each tube sheet. In one successful embodiment, the outside diameter of each tube with its corrosion protection coating is 31 mm (1.22 inches) all together, and the tubes in each row have a 44.4 (1.75 inch) center diameter. The tubes in the spaced, successive rows are horizontally staggered by 22.1 mm (0.875 inch);
The vertical spacing between the tube centers is as shown in Figure 4c.
38.3 mm (1.516 inches), and the center distance between tubes in one row and between tubes in adjacent rows is also 44.4 mm (1.75 inches). It is said that In FIG. 4c, the centers of the three tubes shown, two of them in one row and one of them in the adjacent lower row, are , at the vertices of an equilateral triangle. The tube dimensions and horizontal spacing are thus such that, when viewed vertically through the module, the width of the channel adjacent to the side members 40, 41 is approximately 11.1 mm.
It can be seen that except for the strip space of mm (7/16 inch), it is completely occupied by the tube.

それらのせまいストリップ空間を除いて、ガスの上方の
通過は、必然的にガスが水平にそらされることを必要と
し、乱流を促進させ、任意の上方の列における管から滴
下する凝縮物が、２列下方である管の中心の上に滴下す
る傾向となる。モジュールの内側の各管の長さを１．３
７２ｍｍ（５４インチ）に等しくさせて、また、各管の
外径を２８．６ｍｍ（１．１２５インチ）に等しくさせ
て、各管は、モジュールの内側の０．１２４ｍ２（１．
３３平方フィート）の表面面積を有し、すべての１４４
本の管に対して１７．７３ｍ２（１９０．８平方フィー
ト）の熱伝達表面を、約２２１ｃｍ３（１３．５立方イ
ンチ）の容積の中に有している。各管は、型式Ｌ（壁厚
１．２５ｍｍ−０．０５０インチ）の銅水管から成立ち
、称呼内径２５．４ｍｍ（１インチ）、実際内径２６．
０ｍｍ（１．０２５インチ）及び２８．６ｍｍ（１．１
２５インチ）の外径（被覆されていない）を有していた
。各管は、フルオロエチレンプロピレン（ＦＥＦ）　テ
フロンの０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）（２０ミル
）の厚さの層を被覆された。各みぞ型部相の内側及び２
個の管板の内側は、１．５２ｍｍ（０．０６０インチ）
（４０ミル）の厚さのテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ
）テフロンを裏張りされ、従って、モジュールの内部の
すべての表面面積は、薄いテフロン被覆によって保護さ
れた。管板４３は、ＴＦＥテフロンの６０ミルの層を、
第４ｂ図に見えるその内側表面の上だけではなく、その
上方フランジ４２ａの上面、その下方フランジ４２ｄの
下面及びフランジ４２ｂ並びに４２ｃの左側及び右側（
第４ｂ図において）の表面の上にも有しており、また、
管板４４は、同じように、テフロンによって被覆された
。みぞ型状部材の側部部材４０，４１は、ＴＦＥの６０
ミルの層を、それらの垂直な（第４ｂ図における）内側
表面４０ａ、４１ａの上だけではなく、それらの上方フ
ランジの頂面４０ｂ，４１ｂ及びそれらの下方フランジ
の下面４０ｃ、４１ｃの上にも有している。Except for those narrow strip spaces, the upward passage of the gas necessarily requires that the gas be diverted horizontally, promoting turbulence and condensate dripping from the tubes in any upper row. It will tend to drip onto the center of the tube, which is two rows down. The length of each tube inside the module is 1.3
72 mm (54 inches) and the outer diameter of each tube equal to 28.6 mm (1.125 inches), each tube covers 0.124 m2 (1.2 mm) inside the module.
33 sq. ft.) and all 144
The tubes have a heat transfer surface of 190.8 square feet in a volume of approximately 221 cm3 (13.5 cubic inches). Each tube consists of a Type L (1.25 mm - 0.050 inch wall thickness) copper water tube with a nominal internal diameter of 25.4 mm (1 inch) and an actual internal diameter of 26.5 mm.
0mm (1.025 inch) and 28.6mm (1.1 inch)
It had an outside diameter (uncoated) of 25 inches). Each tube was coated with a 0.51 mm (0.020 inch) (20 mil) thick layer of fluoroethylene propylene (FEF) Teflon. Inside each groove type part and 2
The inside of each tube sheet is 1.52 mm (0.060 inch)
(40 mil) thick tetrafluoroethylene (TFE)
) Teflon lined, therefore all internal surface areas of the module were protected by a thin Teflon coating. The tubesheet 43 is made of a 60 mil layer of TFE Teflon.
4b, as well as the upper surface of its upper flange 42a, the lower surface of its lower flange 42d, and the left and right sides of flanges 42b and 42c (
(in Figure 4b), and also on the surface of
Tubesheet 44 was similarly coated with Teflon. The side members 40 and 41 of the groove-shaped member are made of 60% TFE.
A layer of mill is applied not only on their vertical (in figure 4b) inner surfaces 40a, 41a, but also on the top surfaces 40b, 41b of their upper flanges and the lower surfaces 40c, 41c of their lower flanges. have.

このようにして、テフロン対テフロンの継手が、みぞ型
状部材の側部部材４０，４１と、管板の側部フランジと
の間において、それらが一緒にボルト止めされる箇所に
存在する。管板及び側部部材に対するテフロン被覆は、
テフロン薄板材料を寸法に切断し、それから、それをフ
ランジ被覆するのに必要な９０°の折曲げを作るのに十
分に加熱する。上述の型式の３個のモジュールが垂直に
束ねられ、１時間当たり４，３８１．２ｋｇ（９，６６
０ポンド）の煙道ガス流を、開放ガス通路面積の０．０
９２ｍ２（１平方フィート）当たり、１秒間に０．３４
６ｋｇ（０．７６２ポンド）のガス流量を有して処哩す
ることを意図された系統において、５３．１ｍ２（５７
２平方フィート）の熱伝達表面面積を与えられるように
した。熱交換器内部の煙道ガスの速度は、良好な熱伝達
を確保するために乱流を与えるのに十分に高くあるべき
であるが、しかしながら、テフロン被覆を摩滅させ、又
は、大量の凝縮物を煙突にまで吹出させる程に高くあっ
てはならない。１秒間に９．１〜１２．２ｍ（３０〜４
０フィート）の範囲内の速度が、上述のユニットにおい
て適当であることが分かった。より小さな又はより大き
な速度が本発明の多くの応用に対して全く適当であるこ
とに注目すべきである。In this way, a Teflon-to-Teflon joint exists between the channel side members 40, 41 and the tubesheet side flanges where they are bolted together. The Teflon coating on the tubesheet and side members is
The Teflon sheet material is cut to size and then heated sufficiently to make the 90° bend necessary to flange coat it. Three modules of the type described above are stacked vertically and produce a load of 4,381.2 kg (9,66 kg) per hour.
0 lb) of flue gas flow to 0.0 lb of open gas passage area.
0.34 per second per 92 m2 (1 square foot)
In a system intended to treat with a gas flow rate of 6 kg (0.762 lb), 53.1 m2 (57
2 square feet) of heat transfer surface area. The velocity of the flue gas inside the heat exchanger should be high enough to provide turbulence to ensure good heat transfer, but do not wear away the Teflon coating or cause large amounts of condensate. It should not be so high that it blows up into the chimney. 9.1 to 12.2 m (30 to 4 m) per second
Velocities in the range of 0 feet) have been found to be adequate in the units described above. It should be noted that smaller or larger speeds are quite appropriate for many applications of the invention.

腐食保護被覆が熱交換器管に熱収縮によって施されたが
、これは公知の技術である。銅（又はアルミニウム）管
の直線部分をそれを清潔にするため及び何らかのまくれ
を除去するためにみがいた後、金属の長さに近似するフ
テフロンＴＥＰの管が、金属管の上に滑べらされた。次
いで、金属管の百数十ｍｍ（数インチ）の短い端部長さ
の部分が、金属管の端部をわずかに越えて延びているテ
フロン管によって被覆され、１６５．６℃（３３０°Ｆ
）に加熱されたプロピレン・グリコルのタンクの中に浸
漬される。はんの短い長さだけが浸漬され、数秒間加熱
され、テフロン・チューブが浸漬された金属管の短い長
さの回りに緊密に収縮されるようにする。いったんチュ
ーブの短い端部が収縮すると、金属管とテフロン・チュ
ーブとの組立体は、プロピレン・グリコル浴の中に更に
その全長まで、降下されるが、典型的には、１秒間に約
０．３０５ｍ（１フィート）の速度で降下される。加熱
されたプロピレン・グリコルが、金属管の内部並びに包
囲しているテフロン・チューブの外側の回りに流れるの
で、一様な加熱及び収縮が生ずる。全長が２〜４秒間浸
漬された後、組立体はタンクから取り去られる。テフロ
ン・チューブは、直径を収縮する時に長さを増加し、従
って、熱収縮の後、チューブは、金属管の端部を越えて
延長し、これは切断されても良い。A corrosion protection coating was applied to the heat exchanger tubes by heat shrinking, which is a known technique. After polishing a straight section of copper (or aluminum) tubing to clean it and remove any blisters, a tube of Futeflon TEP that approximates the length of the metal was slipped over the metal tube. . A short end length of several hundred millimeters (few inches) of the metal tube is then covered with Teflon tubing extending slightly beyond the end of the metal tube and heated to 330 degrees Fahrenheit (165.6°C).
) is immersed in a tank of propylene glycol heated to Only a short length of the solder is dipped and heated for a few seconds so that the Teflon tube is tightly contracted around the short length of dipped metal tube. Once the short end of the tube has shrunk, the metal tube and Teflon tube assembly is lowered further down its length into the propylene glycol bath, typically at a rate of about 0.5 mm per second. Descended at a speed of 305 meters (1 foot). Uniform heating and contraction occurs as the heated propylene glycol flows around the inside of the metal tube and the outside of the surrounding Teflon tube. After the entire length has been immersed for 2-4 seconds, the assembly is removed from the tank. The Teflon tube increases in length when shrinking in diameter, so after heat shrinking the tube extends beyond the end of the metal tube, which may be cut.

テフロンの薄板が、管板のフランジの回りに曲げられた
後、穴がテフロン薄板を貫いて管板の中の穴と同心にあ
けられるが、より小さな直径とする。各管板の中の穴は
、それぞれ、被覆された管の外径を、管のテフロン破り
の厚さである１．５２ｍｍ（０．０６０インチ）（６０
ミル）だけ超過する直径（例えば、３２．５ｍｍ１．２
８インチ）を有しているが、テフロンチューブ薄板の中
にあけられた穴は、それぞれ、第７ａ図に示されるよう
に、実質的により小さく、例えば、直径１５．９ｍｍ（
０．６２５インチ）であり、そこで、ＴＦＥテフロンの
薄板１０１は、管板４３の中の穴の部分を最初に被覆す
る。管板４３の中の穴の縁は、好適には、管板４３の内
炉１の上を、第７ｂ図に１０２によって示されるように
、わずかに斜めに切られることが望ましいが、しかしな
がら、１０３によって示されるように、管板４３の外側
の上は、平ら又は垂直であることが望ましい。次ぎに、
テーパされた電気加熱される工具１０４が、テフロン薄
板の部分を管板４３の中の穴を貫いて押出すために、使
用される。金属工具１０４は、テフロン薄板１０１の中
の１５．８ｍｍ（０．６２７インチ）の穴に入るのに十
分に小さな（例えば、９．５ｍｍ−０．３７５インチ）
の丸められた鼻を有しており、また、この鼻から後方に
、工具は、順次上方にテーパし、使用されるテフロンの
被覆チューブの外径に等しい一定の直径ｄにテーパして
いる。金属工具１０４は、４１５．６℃（７８０°Ｆ）
に加熱される。工具１０４の鼻をテフロン薄板の中の穴
の中に差し込まれて、第７ａ図に示されるように、工具
１０４はテフロン薄板に向かって、空気シリンダ（図示
されていない）によってわずかに押し進められる。工具
１０４がテフロンの中の穴の縁を加熱する時に、工具１
０４は、空気シリンダから一定の力によって順々に進め
られる。工具１０４の一定直径ｄの部分がテフロン薄板
に近附く時に、工具の前進は、テフロンが更に加熱され
るまで遅くし又は止める傾向とし、それから、工具１０
４は、突然に突き抜け、その後、工具１０４は、更に進
むことを、止め（図示されていない）によって阻止され
る。その後、テフロンは、管板１３の中の穴を、３０ミ
ルの厚さの裏張りで裏打ちし、いくらかのテフロンを管
板４３の外側の上に延ばす。工具１０４は、管板４３を
貫いて約１５秒間延びたまま保持され、一方、管板４３
の外側の上のテフロンは、更に加熱され、それから、工
具１０４は、迅速に管板４３から引込められる。この引
込めは、管板４３の中の穴の直径を超過する直径を有し
ているカラー又はビードが、第７ｂ図に１０５で示され
るように、管板４３の外側の上に穴の回りに形成される
ようにする。管板４３のその内側縁の上の穴の丸め又は
斜めの切断は、テフロン薄板１０１が、工具１０４が穴
の中に押し込められる時に、割れの生ずることを防する
ことを助ける。管板４３の外側の上の穴の垂直な縁は、
工具１０４が引込められる時に、軟いテフロンの内方へ
の流れを阻止する傾向とし、従って、カラー又はビード
１０５を形成する。After the Teflon sheet is bent around the flange of the tubesheet, a hole is drilled through the Teflon sheet concentrically with the hole in the tubesheet, but of a smaller diameter. The holes in each tubesheet each extend the outer diameter of the coated tube to 1.52 mm (0.060 in.) (60 mm), the thickness of the tube's Teflon break.
diameter (for example, 32.5 mm 1.2 mm)
8 inches), but the holes drilled into the Teflon tube sheets are each substantially smaller, e.g., 15.9 mm (15.9 mm) in diameter, as shown in FIG.
0.625 inch), where a thin sheet of TFE Teflon 101 first covers the hole in tubesheet 43. The edges of the holes in the tubesheet 43 are preferably slightly beveled over the inner furnace 1 of the tubesheet 43, as indicated by 102 in FIG. 7b, however, As indicated by 103, the outer top of tubesheet 43 is preferably flat or vertical. Next,
A tapered, electrically heated tool 104 is used to extrude a section of Teflon sheet through a hole in tubesheet 43. The metal tool 104 is small enough (e.g., 9.5 mm - 0.375 inch) to fit into a 15.8 mm (0.627 inch) hole in the Teflon sheet 101.
It has a rounded nose and from this nose backwards the tool tapers successively upwards to a constant diameter d equal to the outside diameter of the Teflon coated tube used. The metal tool 104 is heated to 415.6°C (780°F)
heated to. With the nose of the tool 104 inserted into the hole in the Teflon sheet, the tool 104 is pushed slightly toward the Teflon sheet by an air cylinder (not shown), as shown in FIG. 7a. When tool 104 heats the edge of the hole in the Teflon, tool 1
04 are advanced one after another by a constant force from an air cylinder. When a portion of constant diameter d of the tool 104 approaches the Teflon sheet, the advancement of the tool tends to slow or stop until the Teflon is further heated, and then the tool 10
4 suddenly breaks through, after which the tool 104 is prevented from advancing further by a stop (not shown). The Teflon then lines the holes in the tubesheet 13 with a 30 mil thick lining and extends some of the Teflon over the outside of the tubesheet 43. Tool 104 is held extended through tubesheet 43 for approximately 15 seconds while
The Teflon on the outside of is further heated and then tool 104 is quickly retracted from tubesheet 43. This retraction means that a collar or bead having a diameter that exceeds the diameter of the hole in the tubesheet 43 is placed on the outside of the tubesheet 43 around the hole, as shown at 105 in FIG. 7b. so that it forms. The rounding or bevel cutting of the hole on its inner edge of the tubesheet 43 helps prevent the Teflon sheet 101 from cracking when the tool 104 is forced into the hole. The vertical edges of the holes on the outside of the tube sheet 43 are
When the tool 104 is retracted, it tends to block the inward flow of the soft Teflon, thus forming a collar or bead 105.

加熱された工具１０４が引込められた直後に（例えは、
６秒以内に）、使用されるべきテフロン被覆された管と
同じ外径を有しているプラグが、管薄板の穴の中に差し
込まれるが、この穴を通ってテフロンが押出されており
、直径のとのような減少にも阻止する。多くの異なった
材料から形成された円筒形のプラグが使用されることか
できるが、管から切断されたテフロン被覆された銅又は
アルミニウムの短い長さのものが、前に述べられたよう
に、望ましい。このようにして、第７ｂ図は、若しも、
数字４８がテフロン被覆された管の短い長さであると見
なされるならば、このようなプラグを有している管板の
穴を示すものと見なされる。Immediately after the heated tool 104 is retracted (e.g.
(within 6 seconds), a plug having the same outer diameter as the Teflon-coated tube to be used is inserted into a hole in the tube lamella, through which the Teflon is forced; It also prevents such a reduction in diameter. Although cylindrical plugs formed from many different materials can be used, short lengths of Teflon-coated copper or aluminum cut from tubing may be used, as previously mentioned. desirable. In this way, FIG. 7b shows that if
If the numeral 48 is taken to be a short length of Teflon-coated tube, it is taken to indicate a hole in the tubesheet having such a plug.

２個の管板４３，４４の中のすべての穴がこのように処
理された時に、１対の側部部材４０，４１及び１対の管
板４３，４４が、それらの最終輪郭に一諸にボルト止め
される。プラクが管板４３の中の穴から取除かれ、管４
８の一端部が、管４３の外側から穴の中に速やかに差し
込まれ、管は直ちに内方に、その入口端部が、モジュー
ルの他端部の管板４４に近附くまで、内方に押し進めら
れる。管は、若しも、プラグが取去られた後に２〜３秒
以内になされるならば、手によって管薄板４３の中の穴
を貫いて押し進められることができる。管の入口端部が
管板４４に近附く時に、管板４４の中の適当な穴の中の
プラグは、他の人間によってモジュールの管板４４の頭
部において取り除かれ、また、管の入口端部は、モジュ
ールの反対端部における２人の人間が、管を押圧し、引
張ることによって、管板４４の中の穴を貫いてその最終
的位置に押圧されることができる。管が両方の管板の中
に差し込まれる時に、一般に２人の強力な人間が管を滑
べらせるために必要とすることは、はめ合いが生じた時
に、はめ合いの緊密性を示すものである。水圧ラム又は
同様のものが、熱論、管の差し込みを容易とさせるため
に、使用されることもできる。管の７差し込みが、数分
、例えば、３分の時間に渡って行なわれるが、よりわず
かな時間の使用は、有利とするようにさせる。しかしな
がら、どのような場合にも、プラグのテフロンを裏張り
された管板の中の穴の中への差し込みは、内径の減少を
阻止するために、管が据え付けられる前に、数分よりも
より多くない時間までになされることが、非常に重要な
ことであるものと、見なされる。プラクを、テフロンを
裏張りされた管板の各穴の中に、テフロンが穴を貫いて
押し出される時から、管が穴の中に差し込まれる直前ま
で維持させることによって、テフロンを裏張りされた穴
の直径の減少は、プラクが取去られるまで、始まらない
。直径の減少は、プラクが取去られた後に十分に遅く生
ずるので、管を所定位置に押し進めるための時間が、若
しも、押し進めが十分に迅速になされるならば、ある。When all the holes in the two tubesheets 43, 44 have been treated in this way, the pair of side members 40, 41 and the pair of tubesheets 43, 44 are aligned in their final profile. bolted to. Plaque is removed from the holes in tube plate 43 and tube 4
One end of the tube 43 is quickly inserted into the hole from the outside of the tube 43, and the tube is immediately pushed inward until its inlet end is close to the tube plate 44 at the other end of the module. be pushed forward. The tube can be pushed through the hole in the tube slat 43 by hand if this is done within a few seconds after the plug is removed. When the inlet end of the tube approaches the tubesheet 44, the plug in the appropriate hole in the tubesheet 44 is removed by another person at the top of the tubesheet 44 of the module and the tube is removed. The inlet end can be pushed into its final position through the hole in the tubesheet 44 by two people at opposite ends of the module pushing and pulling the tube. The fact that two strong people are generally required to slide the tube as it is inserted into both tube sheets is an indication of the tightness of the fit when the fit occurs. be. Hydraulic rams or the like may also be used to facilitate insertion of thermal tubes. Although the insertion of the tube takes place over a period of several minutes, for example 3 minutes, the use of a shorter time may be advantageous. However, in any case, insertion of the plug into the hole in the Teflon-lined tubesheet should be carried out for no more than a few minutes before the tube is installed to prevent reduction in internal diameter. Things that are done no later than that are considered to be of great importance. The Teflon-lined tubesheet was made by maintaining a plaque in each hole of the Teflon-lined tubesheet from the time the Teflon was pushed through the hole until just before the tube was inserted into the hole. Reduction in hole diameter does not begin until the plaque is removed. The reduction in diameter occurs late enough after the plaque is removed that there is time to push the tube into position, if the pushing is done quickly enough.

また、その時に重要であることは、管が所定位置に置か
れた後に、更に直径の減少が生じ、これによって、ある
与えられた管板の穴の中のＴＦＥカラー及び裏張りが、
管の上にＦＥＰ層を強固に捕捉し、管を所定位置に非常
に緊密にクランプするようにし、これによって、それが
極端な力以外には、除去されることができないようにす
ることである。他の機構又はクランプ装置が、管を所定
位置に保持するために使用すること無く、これによって
、管が管板に相対的に機械的に浮き、テフロン・カラー
によってクランプされるだけであるものと見なされるこ
とができるようにする。このような配置は、加熱及び冷
却が生じさせる膨張及び収縮に、デフロン対テフロンの
漏れ止めの一体性に何らの損失をも伴うこと無しに、適
応させることを証明した。It is also important to note that after the tube is in place, a further reduction in diameter occurs, which causes the TFE collar and lining in a given tubesheet hole to
The purpose is to tightly capture the FEP layer on top of the tube, clamping the tube in place so tightly that it cannot be removed except by extreme force. . No other mechanism or clamping device shall be used to hold the tube in place so that the tube mechanically floats relative to the tubesheet and is only clamped by the Teflon collar. To be able to be seen. Such an arrangement has been shown to accommodate the expansion and contraction caused by heating and cooling without any loss in the integrity of the Deflon-to-Teflon leak seal.

第４ａ〜４ｃ図に示された性質のモジュールが構成され
た熱交換器に対する水入口及び水出口を設けるために、
無論、管板から延びている管端部のあるものの端部の上
に、もどりベンドを設けることが必要である。従来のＵ
形の銅もどりベンドが、このような連結を作るために管
の端部の上に溶着される。管の等辺三角形の間隔は、同
じ列の中の管を連結するため又は隣接する列の中の管を
連結するためのいずれににも、只一つの型式のもどりベ
ンド継手が使用されることを許すという利点を与える。To provide a water inlet and a water outlet for a heat exchanger configured with modules of the nature shown in Figures 4a-4c,
It is, of course, necessary to provide a return bend over the end of some of the tube ends extending from the tubesheet. Conventional U
A shaped copper return bend is welded onto the end of the tube to make such a connection. The equilateral triangular spacing of the tubes ensures that only one type of return bend fitting is used either to connect tubes in the same row or to connect tubes in adjacent rows. Gives the benefit of forgiveness.

ある応用においては、水流を直列にすべて水管を経る一
つの径路の中に設けることが可能であるが、大抵の応用
は、より良好で一層一様な熱伝達を与えるため及び高い
流速から管の腐食を防止するために、多数の水径路に分
岐することを利用する。In some applications, it is possible to have the water flow all in series in one path through the water tubes, but most applications prefer to provide better and more uniform heat transfer and from higher flow rates through the tubes. Branching into multiple water paths is utilized to prevent corrosion.

例えば、第４ａ〜４ｃ図に示される１８×８本の管のマ
トリックスの３個のモジュールを使用する系統において
は、水が最上の列の中の１８本の管の内の９本の中に導
入され、その列の中の残っている９本の管を経て７組の
もどりベンドを介して向けられ、第４ｅ図に略図で示さ
れたような流れ径路を与えるが、この図において、矢印
は簡単なマニホルドＭＡ（例えば、３インチ管）からの
入口流れを示し、また、円は、隣接する下方の列の管へ
の接続を示している。熱交換器を通る９個の別個の流れ
径路が、腐食を阻止するために、１秒当たり１．２２ｍ
（４フィート）の下に保持された水速において１分あた
り３．７９ｌ（１ガロン）の水流に用立てるために、こ
のように設けられた。望まれる全体の流速は、異なった
応用において非常に広く変わっても良い。For example, in a system using three modules of the 18 x 8 tube matrix shown in Figures 4a-4c, water enters 9 of the 18 tubes in the top row. is introduced and directed through the remaining nine tubes in the row through seven sets of return bends, providing a flow path as shown schematically in Figure 4e, in which the arrows shows the inlet flow from a simple manifold MA (eg, 3 inch tubing), and the circles indicate connections to the adjacent lower row of tubing. Nine separate flow paths through the heat exchanger provide a flow rate of 1.22 meters per second to inhibit corrosion.
It was thus provided to accommodate a water flow of 1 gallon per minute at a water velocity held below 4 feet. The desired overall flow rate may vary widely in different applications.

管は、モジュールの内側においては、すべてのもどりベ
ントを管板の外側で連結されて、直線であるので、最終
的に同一であるように作られたモジュールが、大きな範
囲内にある流しに適応するように、使用されることがで
き、これは、製作及び貯蔵に経済的とすることができ、
有利である。The tubes are straight on the inside of the module, with all return vents connected on the outside of the tubesheet, so the end result is that modules made to be identical will accommodate sinks within a large area. It can be used as such, which can be economical in production and storage,
It's advantageous.

大抵の熱交換器は、熱交換器室又はハウジングの内側に
もどりベンドを利用しているが、第４ａ〜４ｃ図のモジ
ュールの内側に、管の単に直径円筒状部分だけの使用は
、他の重要な利点を有している。落下する凝縮物による
管の清掃は、一層完全で、一様である。なぜならば、何
らのもどりベンドも、延長面も使用されていないからで
ある。もっぱら直線部分の使用は、管の上におけるテフ
ロンの熱収縮を実施可能とさせる。Although most heat exchangers utilize return bends inside the heat exchanger chamber or housing, the use of just a diametrically cylindrical section of tubing inside the module of Figures 4a-4c is another It has important advantages. The cleaning of the tube by the falling condensate is more complete and uniform. This is because no return bends or extension surfaces are used. The use of exclusively straight sections makes it possible to perform heat shrinking of the Teflon on the tube.

第５ａ及び５ｂ図においては、排ガスは、入口ダクト５
０を経て水加熱又換器の下方の空間５６の中へ入り、テ
フロン被覆されたアルミニウム管の群の間をファイバガ
ラスの上方の空間Ｓ６の中へ流れ、そこから、ファイバ
ガラスの煙突５７から上方への通る各管は、その端部を
支持している２個の管板を貫いて延びている。In Figures 5a and 5b, the exhaust gas is transferred to the inlet duct 5
0 into the space 56 below the water heating and exchanger, flowing between groups of Teflon-coated aluminum tubes into the space S6 above the fiberglass and from there through the fiberglass chimney 57. Each upwardly passing tube extends through two tube sheets supporting its ends.

人口空気ダクト５２が、最上方の管６２の群を被覆して
いる。管の群６２の他端部及び次ぎの下方の管の群６３
の端部は、フード又はカバー６３によって被覆されて示
されており、これによって、管群６２から第５ａ図にお
いて右方に出る空気が、管群６４を経て第５ａ図におい
て左方にもどされるようにする。同様のフード手段６５
〜６９が、同様に空気流の方向を組立体の反体側におい
て逆転させる。最下方の管の群７０からの空気は、出口
ダクト７１の中に通る。第５ａ及び５ｂ図は、空気が熱
交換器を、図示のために、７回通間する系統を示すもの
である。実際には、１〜５回の通過が、普通には、適当
であると見なされている。管板、側部部材及びカバーの
内側並びに空間５１の内側は、水加熱交換器の場合にお
けるように、腐食保護ライニングを裏張りされる。第５
ａ及び５ｂ図には示されていないが、この点において、
若しも希望されるならば、噴霧ノズルが、第５ａ及び５
ｂ図の空気加熱熱交換器の内側に、第３ａ図の水加熱器
熱交換器に関して説明されたのと同じ目的のために、設
けられても良いことは、明らかなところである。An artificial air duct 52 covers the uppermost group of tubes 62. The other end of the group of tubes 62 and the next lower group of tubes 63
is shown covered by a hood or cover 63, which directs air exiting from tube bank 62 to the right in FIG. 5a through tube bank 64 back to the left in FIG. 5a. Do it like this. Similar hood means 65
~69 similarly reverses the direction of airflow on the opposite side of the assembly. Air from the lowermost group of tubes 70 passes into an outlet duct 71. Figures 5a and 5b show a system in which air passes through the heat exchanger seven times, for illustration purposes. In practice, 1 to 5 passes are usually considered adequate. The inside of the tubesheet, side members and cover as well as the inside of the space 51 is lined with a corrosion protection lining, as in the case of a water heating exchanger. Fifth
Although not shown in figures a and 5b, in this respect,
If desired, spray nozzles 5a and 5
It is clear that inside the air heating heat exchanger of figure b it may be provided for the same purpose as described for the water heater heat exchanger of figure 3a.

第６図に示される系統においては、燃焼空気及びボイラ
補充水の両方を加熱するために配置されている水凝縮熱
交換器ＢＨＸが、６個の垂直に重ねられたモジュール６
１〜６６から成立っている。包囲空気又は室内の空気が
、モジュール６３及びモジュール６２の上半分の中に入
口ダクト４７を経て入り、熱交換器を横切って１パスを
作り、もどり空間又はフード６８によって、モジュール
６１及びモジュール６２の下半分の中の管を通って、押
込み通風送風機ＦＤＦの入口に連結しているダクト７０
の中にもどるように導く。In the system illustrated in FIG.
It is established from 1 to 66. Ambient or room air enters the module 63 and the upper half of the module 62 through the inlet duct 47, makes a pass across the heat exchanger, and returns to the module 61 and the module 62 by a return space or hood 68. A duct 70 connects to the inlet of the forced draft blower FDF through a tube in the lower half.
Guide you back inside.

熱交換器ＢＨＸの上方の３個のモジュール６４〜６６は
、ボイラ補充水を予熱する。水は、低温水主要源９１か
ら入口マニホルドＩＭに流れるが、マニホルドＪＭは、
水を横方向にモジュール６６の中の頂部の列を横切って
７個の水流径路に分布し、これらの径路は、モジュール
６４〜６６を水平に及び垂直に出口マニホルドＯＭに進
める。煙道ガスは、熱交換器ＢＨＸの下方の空間７２に
ダクト７３を経て入り、モジュール６１〜６６を順々に
上方に、ファイバガラスの上方の空間７４を通り、そこ
から、ファイバガラス煙突７５へ通る。第６図の熱回収
系統は、２個のボイラＢ１、Ｂ２を有しているポイラ系
統の中において有力である煙道ガス、燃焼空気及び補充
水の流速に用立てるように意図されているが、この系統
は、Ｎｏ．６燃料油を１５％の過剰空気で燃焼し、６７
％の補充水で１時間当たり最大２２，６８０ｋｇ（５０
，０００ポンド）の蒸気を生成し、１時間当たり平均１
３，６０８ｋｇ（３０，０００ポンド）の煙道ガスが、
２個のボイラの煙突から只１個の吸出し送風機１ＤＦに
よって引かれ、また、煙道ガスの量は、各ボイラから各
ダンパ７６又は７７によって制御されて引かれ、ダンパ
は、それぞれのモジュレーティング・ポジショナーＭＰ
１又はＭＰ２によって制御され、ポジショナーＭＰ１，
ＭＰ２は、それぞれ、各ボイラの上の負荷にによって、
従来のボイラ制御系統から、従来の空圧制御信号を使用
して制御される。The three modules 64-66 above the heat exchanger BHX preheat the boiler make-up water. Water flows from the cold water primary source 91 to the inlet manifold IM, where the manifold JM
Water is distributed laterally across the top row in module 66 into seven water flow paths that advance modules 64-66 horizontally and vertically to outlet manifold OM. The flue gas enters the space 72 below the heat exchanger BHX via a duct 73 and passes successively upwardly through the modules 61 to 66 through the space 74 above the fiberglass and from there to the fiberglass chimney 75. Pass. The heat recovery system of Figure 6 is intended for use with the prevailing flue gas, combustion air and make-up water flow rates in a boiler system comprising two boilers B1 and B2. , this strain is No. 6 fuel oil is burned with 15% excess air, 67
Up to 22,680 kg (50 kg) per hour with % refill water
,000 pounds) of steam per hour, on average
3,608 kg (30,000 lb) of flue gas
The chimneys of the two boilers are drawn by only one suction blower 1DF, and the amount of flue gas is drawn from each boiler in a controlled manner by a respective damper 76 or 77, the dampers having respective modulating positioner MP
1 or MP2, the positioners MP1,
MP2 depends on the load on each boiler, respectively.
Controlled from a conventional boiler control system using conventional pneumatic control signals.

ポジショナーＭＰ１，ＭＰ２は、全負荷条件の下におい
て、ダンパ７６及び７７が完全に開かれ、各ボイラによ
って生成されるすべての煙道ガスが熱交換器ＢＨＸに向
けられるようにセットされている。若しも、送風機１Ｄ
Ｆが、両方のボイラが生成しつつあるよりも、より多量
の煙道ガスを引くべきであるならば、ボイラの過剰空気
が増加するか、又は、外部空気がボイラ煙突を引き降ろ
されるかし、いずれの場合にも、効率を減少させる。こ
れらの問題を避けるために、クンバ７６及び７７は、そ
の負荷が減少される時に、各ボイラから引かれる煙道ガ
スの計を減少する。ポジショナーＭＰ１及びＭＰ２は、
各ダンパの協同されるボイラがしゃ断される時には、各
ダンパを閉塞し、また、ポジショナーは、吸出し送風機
１ＤＦに連結され、若しも、送風機１ＤＦが運転してい
ないならば、ポジショナーのダンパを閉塞し、その時に
は、すべての煙道ガスは、ボイラ煙突を経て去る。Positioners MP1, MP2 are set so that under full load conditions, dampers 76 and 77 are fully open and all flue gas produced by each boiler is directed to heat exchanger BHX. If the blower 1D
If F should draw more flue gas than both boilers are producing, either excess air in the boiler will increase or outside air will be drawn down the boiler stack. , in both cases reducing efficiency. To avoid these problems, Kumbhas 76 and 77 reduce the amount of flue gas drawn from each boiler when its load is reduced. Positioners MP1 and MP2 are
When the boiler associated with each damper is cut off, each damper is blocked, and the positioner is connected to the suction blower 1DF, and if the blower 1DF is not operating, the damper of the positioner is blocked. At that time, all flue gases leave via the boiler stack.

ダンパ７６，７７を含んでいるダクト７８，８０は、共
通ダクト８１に併合される。ダクト８１の中のタンパ８
２が、熱交換器ＢＦＸへ行く煙道ガスの量を、燃焼空気
及び補充水要求割合に依存して制御する。ダンパ８２は
、予熱された熱交換器ＢＨＸから出る水の温度を、ユニ
ットＢＨＸからのその出口における水温を検出すること
によって、ある希望された設定点８２．２℃（１８０°
Ｆ）に制御し、比例サーボ・モータＳＭ１を作動させる
ように調節される。ダンパ８２は、通常は、全開し、ボ
イラによって生成されつつあるすべての煙道ガスが、熱
交換器ＢＨＸを通過することを許すが、しかしながら、
急速な転移状態の間、又は、減少された補充水要求の間
には、煙道ガスから燃焼空気及び補充水を予熱するため
に利用されることができるよりも、より多量の熱が煙道
ガスから利用可能であり、この場合には、熱交換器ＢＨ
Ｘから出る水の温度が上昇し始めるが、しかしながら、
その時には、サーボ・モータＳＭ１は、ダンパ８２を閉
塞し、熱交換器ＢＨＸからの水の出口温度を希望された
点に維持し始める。煙道ガスは、最初に、より低い空気
加熱部分を通り、それから、水加熱部分を通ったので、
そこでは、入力水温度７．８℃（例えば、４６Ｆ）が、
入力空気温度２９．４℃（例えば、８５Ｆ）よりも低く
、最大の熱回収が得られる。吸出し送風機１ＤＦの前部
の他の調節ダンパ８３が、十分な室内空気を導入し、煙
道ガスと混合することによって、熱交換器ＢＨＸへの煙
道ガスの入口温度が、熱交換器ＢＨＸを裏張りしている
テフロンの腐食防止材料に対する安全運転温度（例えば
、２６０℃５００°Ｆ）を超過しないように、排ガスの
温度を制限するように作動する。温度センサＴＳ３が、
煙道ガス温度を送風機１ＤＦの出口において検出し、ダ
ンパ８３の位置をサーボ・モータＳＭ２を介して制御す
る。若しも、煙道ガスの温度が、２６０℃（５００°Ｆ
）又はそれ以下であるならば、タンパ８３は完全に閉塞
される。Ducts 78, 80 containing dampers 76, 77 are merged into a common duct 81. Tamper 8 inside duct 81
2 controls the amount of flue gas going to the heat exchanger BFX depending on the combustion air and makeup water demand rates. The damper 82 adjusts the temperature of the water exiting the preheated heat exchanger BHX to a certain desired set point of 82.2°C (180°C) by sensing the temperature of the water at its outlet from the unit BHX.
F) and is adjusted to operate the proportional servo motor SM1. Damper 82 is normally fully open, allowing all flue gases being produced by the boiler to pass through heat exchanger BHX, however,
During rapid transition conditions or reduced make-up water demand, more heat is transferred to the flue than can be utilized to preheat the combustion air and make-up water from the flue gases. available from gas, in this case heat exchanger BH
The temperature of the water coming out of X begins to rise, however,
At that time, servo motor SM1 closes damper 82 and begins to maintain the exit temperature of the water from heat exchanger BHX at the desired point. The flue gases first passed through the lower air heating section and then through the water heating section so that
There, the input water temperature is 7.8°C (e.g. 46F).
Input air temperature below 29.4°C (e.g., 85F) provides maximum heat recovery. Another regulating damper 83 at the front of the suction blower 1DF introduces sufficient room air and mixes it with the flue gas, so that the inlet temperature of the flue gas to the heat exchanger BHX increases. It operates to limit the temperature of the exhaust gas so that it does not exceed the safe operating temperature for the lining Teflon anti-corrosion material (e.g. 260° C. 500° F.). Temperature sensor TS3 is
The flue gas temperature is detected at the outlet of blower 1DF and the position of damper 83 is controlled via servo motor SM2. If the temperature of the flue gas is 260°C (500°F
) or less, the tamper 83 is completely occluded.

煙道ガスは、送風機１ＤＦからダクト７３の短い部分を
通過して底部空間７２に入り、そこから、上方に熱交換
器ＢＨＸを経て、最初に燃焼空気を加熱し、次いで、ボ
イラ補充水を加熱し、豊富な凝縮が生じ、前述の多数の
利点を与える。The flue gases pass from blower 1DF through a short section of duct 73 into bottom space 72 and from there pass upwards through heat exchanger BHX, which first heats the combustion air and then heats the boiler make-up water. and rich condensation occurs, giving many of the advantages mentioned above.

ユニットＢＨＸの低部のドレン管Ｄが、配管８５の透明
部分を含んでおり、それを介して、凝縮物の色が観察さ
れることができる。Ｎｏ．６油が、ボイラ燃料として使
用される時には、凝縮物は、煙道ガスからの大量の粒状
物質及びＳＯ３の除去によつて黒色であり、一方、ボイ
ラ燃料としての天然ガスの使用は、煙道ガス内の粒状物
質の非常に少量のために、本当に透明である。The lower drain pipe D of unit BHX contains a transparent section of pipe 85, through which the color of the condensate can be observed. No. When 6 oil is used as boiler fuel, the condensate is black due to the removal of large amounts of particulate matter and SO3 from the flue gas, whereas the use of natural gas as boiler fuel Due to the very small amount of particulate matter within the gas, it is truly transparent.

煙突７５の中に置かれたダイアル温度計ＤＴＩが、煙道
ガス出口温度を指示するが、これは、典型的には、ボイ
ラ負荷に応じて３２．２℃（９０°Ｆ）と９３．３℃（
２００°Ｆ）との間を変動する。煙突７５に置かれた温
度センサＴＳ４も、熱回収系統を、若しも、煙道ガス出
口温度が９３．３℃（２００°Ｆ）を超過するならば、
ダンパ８２を閉じることによってしゃ断するのに役立っ
ている。A dial thermometer DTI placed in the chimney 75 indicates the flue gas outlet temperature, which is typically between 32.2°C (90°F) and 93.3°C depending on boiler load. ℃(
200°F). A temperature sensor TS4 placed in the chimney 75 also activates the heat recovery system if the flue gas outlet temperature exceeds 93.3°C (200°F).
Closing the damper 82 serves to shut off the power.

簡単な熱量計算器が、水及び空気の温度並びに流速信号
を受取り、回収された熱量を計算する。１時間当たり平
均蒸気負荷１３，６０８ｋｇ（３０，０００ポンド）に
おいて、回収された熱の組合わせ量は、１時間当たり８
７３，９００ｋｇ（３，４６８，０００Ｂｔｕ）である
。凝縮熱交換器の使用前には、１時間当たり１３，６０
８ｋｇ（３０，０００ポンド）の平均蒸気負荷は、ボイ
ラ効率８０％において、Ｎｏ．６燃料３．８ｌ当たり３
７３ｋｃａｌ（１ガロン当たり１４８，０００Ｂｔｕ）
の１時間当たり５６２ｌ（１４８．４ガロン）の平均燃
料消費を必要としていた。水凝縮熱交換器を利用して、
１時間当たり１１１ｌ（２９．３ガロン）の燃料が節約
され、２０％の節約となった。A simple heat value calculator receives the water and air temperature and flow rate signals and calculates the amount of heat recovered. At an average steam load of 13,608 kg (30,000 lb) per hour, the combined amount of heat recovered is 8
It is 73,900 kg (3,468,000 Btu). 13,60 per hour before using the condensing heat exchanger
An average steam load of 8 kg (30,000 lbs) at 80% boiler efficiency is No. 63 per 3.8l of fuel
73kcal (148,000Btu per gallon)
required an average fuel consumption of 562 liters (148.4 gallons) per hour. Using a water condensing heat exchanger,
111 liters (29.3 gallons) of fuel was saved per hour, a 20% savings.

下方のハウジンク（例えば、第１図における１１）は、
６０ミルのＴＦＥテフロンを完全に裏張りされた簡単な
薄鋼板から成立っており、そのフランジも、テフロンに
よって管モジュールと一般的に同様に被覆されている。The lower housing (e.g. 11 in FIG. 1) is
It is constructed from a simple sheet steel sheet fully lined with 60 mil TFE Teflon, the flanges of which are also coated with Teflon in the same manner as the tubing modules.

下方のハウジンクは、種々の応用において多くの異なっ
た形状を取ることができる。下方のハウジングの底部に
連結するドレンＤの上方部分、例えば、０．３０５ｍ（
１フィート）の長さの部分も、好適には、ＴＦＥテフロ
ン管から形成されることが望ましい。The lower housing can take many different shapes for various applications. The upper part of the drain D that connects to the bottom of the lower housing, e.g. 0.305 m (
The 1 foot long section is also preferably formed from TFE Teflon tubing.

１秒当たり１８．３ｍ（６０フィート）までの煙道ガス
流速は、全く作動可能であること、水柱７６．２ｍｍ（
３インチ）の水凝縮熱交換器を横切る煙道ガスの圧力降
下が、作動可能であるものと信じられる。Flue gas flow velocities up to 18.3 m (60 ft) per second are fully operable, water column 76.2 mm (
It is believed that a flue gas pressure drop across the water condensing heat exchanger (3 inches) is operational.

第１〜第６図に描かれた熱交換器は、それぞれ、排ガス
の上方流及び加熱されるべき流体（水又は空気）の下方
流を使用するものとして説明された。与えられた熱交換
表面積のある熱交換器内において、若しも、これらの流
れの両方が逆にされる、すなわち、若しも、煙道ガスが
室を通って下方へ通るようにされ且つ加熱されるべき流
体が、一般的に水平な管の連続する組を通って一般的に
上方に通るならば、排（煙道）ガスから実質的に更に多
量の熱が引出されることのできることが発見された。The heat exchangers depicted in Figures 1-6 were each described as using an upward flow of exhaust gas and a downward flow of the fluid to be heated (water or air). In a heat exchanger with a given heat exchange surface area, if both of these flows are reversed, i.e. if the flue gas is allowed to pass downwards through the chamber and Substantially more heat can be extracted from the flue gas if the fluid to be heated passes generally upwardly through successive sets of generally horizontal tubes. was discovered.

第８ａ及び８ｂ図の熱交換器においては、送風機ＢＬに
よって入口ダクト２８を通って押し進められる煙道ガス
が、上方ハウジング２９に入り、それから、多数の管モ
ジュール３２〜３５を経て下方に底部の空間３６の中に
通り、次いで、出口ダクト３７を経て煙突（図示されて
いない）へ通る。各モジュールは、簡単のために、只の
４列の管を有しているものとして示されており、また、
更に多くの列が各モジュールの中に設けられることもで
きることは、明らかなところである。上方管２５の中に
導入された冷水は、連続するモジュールの連続する管を
通って一般的に上方に流れ、熱水に熱交換器の頂部近く
を出る（２６で示すように）。構造的には、第８ａ及び
８ｂ図の系統は、第１図のそれと、はとんどもっばら、
２流体の流れ方向が垂直方向、又は、上下方向において
逆にされている点において相違していることが見られる
。最初に、このような逆転は、熱回収における効果は小
さく、又は、何らの効果もないものと思われ、また、多
分、第１図の系統は、凝縮物が下方の管の上を滝になっ
て落下する時に、その熱のいくらかを渡すので、わずか
により良好な熱伝達を与えるものと思われた。しかしな
がら、第８ａ及び８ｂ図の配置は、第１及び２図の系統
の熱回収以上に、驚くべき改善を、熱回収に与えた。In the heat exchanger of Figures 8a and 8b, the flue gases forced through the inlet duct 28 by the blower BL enter the upper housing 29 and then pass downwardly through a number of tube modules 32-35 into the bottom space. 36 and then via an outlet duct 37 to a chimney (not shown). Each module is shown as having only four rows of tubes for simplicity, and
It is clear that more columns can also be provided within each module. Cold water introduced into the upper tube 25 flows generally upwardly through successive tubes of successive modules and exits near the top of the heat exchanger to hot water (as shown at 26). Structurally, the systems in Figures 8a and 8b are very similar to those in Figure 1.
It can be seen that the two fluids differ in that the flow directions of the two fluids are reversed vertically or vertically. Initially, such a reversal would appear to have little or no effect on heat recovery, and perhaps the system of Figure 1 would also cause condensate to cascade over the tubes below. It was thought to give slightly better heat transfer as it passed on some of its heat as it fell. However, the arrangement of Figures 8a and 8b provided a surprising improvement in heat recovery over that of the systems of Figures 1 and 2.

以下の議論を容易とさせるために、第１及び２図の系統
は、「ガス上方流」系統と呼び、第８ａ、８ｂ　９およ
び１０図の系統は、「ガス下方流」系統と呼ぶこととす
る。本発明によるガス下方流凝縮式熱交換器の作動にお
いては、煙道ガスの水凝縮温度、例えば、４８．９℃（
１２０°Ｆ）、又は、それ以下、好適には十分にそれ以
下の水が熱交換器ユニットの底部近くの管の群の中に維
持され、大量の水蒸気が、熱交換器のその下方部分の中
において凝縮することを確実にする。To facilitate the following discussion, the systems of Figures 1 and 2 will be referred to as "gas upflow" systems, and the systems of Figures 8a, 8b, 9 and 10 will be referred to as "gas downflow" systems. do. In operation of the gas downflow condensing heat exchanger according to the invention, the water condensation temperature of the flue gas, e.g.
120°F) or below, preferably well below, is maintained in a group of tubes near the bottom of the heat exchanger unit, and a large amount of water vapor is present in that lower portion of the heat exchanger. Ensure that it condenses inside.

ガス下方流系統は、ガス上方流系統の熱伝達の約５０％
以上の熱伝達との改善を与え、従って、ある与えられた
設備においては、ガス上方流系統は、ガス上方流ユニッ
トが必要とするような管表面熱伝達面のほんの約２／３
を必要とするだけであるようにする。The gas downward flow system accounts for approximately 50% of the heat transfer of the gas upward flow system.
Given the above heat transfer improvements, therefore, in a given installation, the gas upflow system has only about two-thirds of the tube surface heat transfer surface as required by the gas upflow unit.
so that it is only necessary.

このような必要とされる管表面積の減少は、ある与えら
れた設備の費用を劇的に減少させる。This reduction in required tube surface area dramatically reduces the cost of a given installation.

熱論、このことは、重大な経済的関連を有している。驚
くべき熱伝達の増加の主な理由は確かではないが、次ぎ
の理由の一つ又はそれ以上が説明となるものと思われる
。Arguably, this has significant economic implications. Although the primary reason for the surprising increase in heat transfer is not certain, one or more of the following reasons may be an explanation.

最大凝縮がユニットの頂部近くにおいて生ずる第１図の
ガス上方流ユニットにおいては、ユニットの全体の垂直
流さを経る凝縮物の落下は、実質的にすべての管の外表
面積が連続的に濡れたままとする。第１図のガス上方流
ユニットの中における落下する凝縮物によるこのような
管の濡れは、管を高温排ガスから望ましくなくしゃへい
するように働き、ガス上方流ユニット内における熱伝導
に比べて、熱伝導を減少することが可能であると信じら
れる。逆に、第８ａ，８ｂ図のガス下方流ユニットにお
いては、水の凝縮は、底部の管の群に隣接してだけ生じ
、例えば、４０列を有しているユニットの７０個の底部
の列内においてだけ生じ、これによって、何らこのよう
な「しゃへい」は、はるかに少ないようにする。In the gas upflow unit of Figure 1, where maximum condensation occurs near the top of the unit, the fall of condensate through the vertical flow path of the unit is such that substantially all of the tube exterior surface area remains continuously wet. shall be. Wetting of such tubes by falling condensate in the gas upstream unit of FIG. It is believed that it is possible to reduce conduction. Conversely, in the gas downflow unit of Figures 8a and 8b, water condensation occurs only adjacent to the bottom group of tubes, e.g., in the 70 bottom rows of a unit having 40 rows. It occurs only within, thereby making any such "shihei" far less likely.

最高の水の凝縮が管の最上方の群に隣接して生ずる第１
図のガス上方流ユニットにおいては、水滴が、平均煙道
ガス温度が水凝縮温度以上であるユニットの内部の全領
域を通って落下し、また、水滴が落下する時に、煙道ガ
ス流からいくらかの熱を除去する。水のいくらかの落下
がユニットの部分の中の非常に高温度の煙道ガスに到達
する時に、水滴は部分的に又は完全に蒸発され、その時
には、生ずる流れは、煙道ガスと共に上方に、流れが再
び凝縮するレベルに到着するまで動く。このようにして
、いくらかの水粒子が、ガス上方流熱交換器の内部を繰
返して上昇・下降するように思われる。熱交換器の下方
部分内における水筒の蒸発は、煙道ガスからいくらかの
熱を除去し、これによって、煙道ガスがユニットを通っ
て上方に通過する時に、遠道ガスの平均高度が、若しも
、水滴が存在しない場合よりも、より低いようにし、よ
り低い平均煙道ガス温度は、引出されることができる熱
量を制限する。水給縮がユニットの下方部分における管
の群の近くにおいてだけ生ずる第８ａ図のガス上方流系
統においては、実際上すべての水滴が底部空間の中に、
煙道ガス温度が水凝縮温度以上である領域を通ることな
く落下し、従って、熱は煙道ガス流から水滴を加熱又は
蒸発させるために引出されないようにし、従って、煙道
ガスが熱交換器を通って動く間におけるその平均温度は
、第１図の系統の中におけるよりもより高く、より多く
の熱が煙道ガスから引出きれる。The first, where the highest water condensation occurs adjacent to the uppermost group of tubes.
In the gas upflow unit of the figure, water droplets fall through all areas inside the unit where the average flue gas temperature is above the water condensing temperature, and as they fall, some removes heat. When some of the water drops reach the very hot flue gases in the parts of the unit, the water droplets are partially or completely evaporated, and the resulting flow is then upward with the flue gases. Move until you reach a level where the flow condenses again. In this way, some water particles appear to rise and fall repeatedly inside the gas upflow heat exchanger. The evaporation of the water bottle in the lower part of the heat exchanger removes some heat from the flue gases, so that as the flue gases pass upward through the unit, the average altitude of the far gases is The lower average flue gas temperature limits the amount of heat that can be extracted, even lower than it would be if no water droplets were present. In the gas upflow system of FIG. 8a, where water supply and contraction occurs only near the group of tubes in the lower part of the unit, virtually all the water droplets are in the bottom space.
It falls without passing through an area where the flue gas temperature is above the water condensation temperature, thus ensuring that heat is not withdrawn from the flue gas stream to heat or evaporate the water droplets, and thus ensuring that the flue gas does not pass through the heat exchanger. Its average temperature as it moves through is higher than in the system of FIG. 1, and more heat can be extracted from the flue gas.

第９図にａで示されている管が、第８ａ図のガス下方流
ユニットの底部の管の列の群内の種々の管を現わすもの
と仮定する。更に、水の凝縮が一般的に群ａの列に隣接
して生ずるが、しかしながら、水の凝縮は、群ａの管の
上部の隣接する、部分的にｂで示された管では生じない
ものと仮定する。水の凝縮は、若しも、煙道ガス温度が
、その領域内において４８．９℃（１２０°Ｆ）又はそ
れ以上であるならば、群ｂの管に隣接しては生じない。Assume that the tubes designated a in FIG. 9 represent the various tubes in the group of rows of tubes at the bottom of the gas downflow unit of FIG. 8a. Furthermore, water condensation generally occurs adjacent to the rows of group a, however, water condensation does not occur in the upper adjacent tubes of group a tubes, partially designated b. Assume that Water condensation will not occur adjacent to the Group B tubes if the flue gas temperature is 120° F. or higher in that region.

しかしながら、硫酸を形成するように三酸化イオウの凝
縮は、群ｂの管のいくつかに隣接して生ずる。なぜなら
ば、これは典型的には２１８℃（２５０°Ｆ）のオーダ
の温度で生ずるからである。凝縮する硫酸の量は、無論
、熱交換器の下方部分内で凝縮される水の量に比べて非
常に小さい。硫酸がその上に形成する管は、技術的には
わずかに霧であるが、しかしながら、水凝縮が生ずる管
に比べて本質的に乾燥している。However, condensation of sulfur trioxide to form sulfuric acid occurs adjacent to some of the group b tubes. This is because this typically occurs at temperatures on the order of 218°C (250°F). The amount of sulfuric acid that condenses is of course very small compared to the amount of water that condenses in the lower part of the heat exchanger. The tubes on which the sulfuric acid forms are technically slightly foggy, but are essentially dry compared to the tubes on which water condensation occurs.

しかしながら、さて、管の底部の群ａに立ちもどると、
管を通って上方に動きつつある水については、第１０番
目の列の中の管の中の水は、第９番目の管の中のそれよ
りもより熱いこと及び第９番目の管の中においては、第
８番目の管の中のそれよりもより熱いこと、以下同様で
あることに注目すべきである。このようにして、群ａの
一つの列の中の管から落下する凝縮物の滴は、より低温
度の管へ落下し、そのようにして、いくつかの熱をより
、下方のその管へ伝達する。ガス対水の熱伝達よりも、
潜在的にはるかにより大きい効率である水対水の熱伝達
は、ガス上方流ユニットの中において生ずる熱伝達にお
ける驚異的な改善を説明する。However, if we return to group a at the bottom of the tube,
For water moving upward through the tubes, the water in the tubes in the 10th row is hotter than that in the 9th tube and It should be noted that it is hotter than that in the eighth tube, and so on. In this way, a drop of condensate falling from a tube in one row of group a will fall to a cooler tube, thus transferring some heat further down to that tube. introduce. than gas-to-water heat transfer.
The potentially much greater efficiency of water-to-water heat transfer accounts for the tremendous improvement in heat transfer that occurs within gas upflow units.

若しも、煙道ガスからの粒子の有効な除去が達成される
ならば、熱交換器の高さの大部分を通して実質的な「雨
」を与えることが、最大の凝縮が熱交換器の頂部近くに
おいて必要とされると、最初は信じられていたが、有効
な粒子の除去は、ガス上方流系統によって達成されるこ
とができることも信じられる。結論的試験デー−は、ガ
ス上方流系統内における粒子の除去を評価するために集
められなかったが、ガス下方流系統は、以下の理由で、
ガス上方流系統よりも、より良好な粒子除去さえも寿え
るものと信じられる。If effective removal of particles from the flue gas is achieved, it is possible to provide a substantial "rain" through most of the height of the heat exchanger so that maximum condensation Although initially believed to be required near the top, it is also believed that effective particle removal can be achieved by a gas upflow system. Although no conclusive test data were collected to evaluate particle removal in the gas upflow system, the gas downflow system was
It is believed that even better particle removal can be achieved than with gas upflow systems.

乾燥した固体粒子は、煙道ガス流に沿って掃引され、そ
の中に残る傾向があり、若しも、乾燥した固体粒子の重
量が、その有効な表面積に比べて、十分に小さいままで
あるならば、煙道ガス流の方向には無関係である。若し
も、乾燥した固体粒子が湿分の滴を接合するならば、そ
の時には、湿らされた粒子と滴との組合わせ体は、有効
面積の単位当たりより大きな重量（又は質量）を持つ傾
向となる。若しも、その単位面積当たりの質量が十分に
大きくなるならば、粒子と滴との組合わせ体は、いくつ
かの機構上の理由によって煙道ガス流を去る傾向となる
。Dry solid particles tend to be swept along and remain in the flue gas stream if their weight remains sufficiently small compared to their effective surface area. If so, the direction of the flue gas flow is irrelevant. If a dry solid particle joins a moisture drop, then the moistened particle-drop combination will tend to have a greater weight (or mass) per unit of effective area. becomes. If their mass per unit area becomes large enough, the particle-droplet combination will tend to leave the flue gas stream for several mechanistic reasons.

例えば、若しも、煙道ガス流が十分な長さのダクト内を
水平に動きつつあるならば、粒子と滴との組合わせ体は
、重力加速度のためにダクトの底部についに到着する。For example, if the flue gas stream is moving horizontally through a duct of sufficient length, the particle and droplet combination will eventually arrive at the bottom of the duct due to gravitational acceleration.

若しも、ガス流が実質的な方向変換、例えば、垂直下方
から水平への方向変換を受けるならば、粒子と滴との組
合わせ体の運動量は、この組み合わせ体をガス下方流系
統の底部空間の中へ垂直に、継続させる傾向とする。こ
のような集合には、重力加速度がガス速度によって与え
られる運動量に加わり、粒子と滴との組み合わせ体の煙
道ガス流からの分離を助ける。そして、いったん、乾燥
した固体粒子が、ガス上方流熱交換器の底部部分の中の
水滴を、接合するならば、固体粒子は、水滴から分離す
る傾向はない。なぜならば、粒子と滴との組合わせ体は
、その後は、滴が蒸発されることができる領域を通過し
ないからである。If the gas flow undergoes a substantial redirection, e.g., from vertically down to horizontally, the momentum of the particle-droplet combination will cause this combination to move toward the bottom of the gas downflow system. The tendency is to continue vertically into space. For such aggregation, gravitational acceleration adds to the momentum imparted by the gas velocity, aiding in the separation of the particle-droplet combination from the flue gas stream. And once the dry solid particles join the water droplets in the bottom portion of the gas upflow heat exchanger, the solid particles have no tendency to separate from the water droplets. This is because the combination of particles and droplets does not then pass through the region where the droplets can be evaporated.

若しも、その代わりに、ガス流が上方に進むならば、重
力加速度は、上方へのガス速度が最初に与える運動量に
反対する。粒子と滴との組合わせ体の運動量の減少に伴
い、ガス流の方向に９０°の曲げがないならば、運動量
が粒子と滴との組合わせ体を煙道ガス流から除去する機
会は、益々小さくなる。更に、ガス上方流ユニットの場
合においては、熱交換器の上方部分に隣接して形成され
たある与えられた粒子と滴との組合わせ体は、必然的に
、熱交換器の下方部分まで落下し、そこを通過し、煙道
ガス流から除去されなければならない。より低い部分は
実質的に水凝縮温度以上の煙道ガスを含んでいるので、
多くの粒子と滴との組み合わせ体の水滴部分は、再蒸発
し、乾燥した小さな質量の固体を残し、この固体は、そ
れらが、後に、偶然に、熱交換器の下方部分を通って、
再蒸発されないで落下する他の水滴を停会するのでなけ
れば、煙突を掃きのける。If instead the gas flow were to proceed upward, the gravitational acceleration would oppose the momentum initially imparted by the upward gas velocity. As the momentum of the particle-drop combination decreases, if there is no 90° bend in the direction of the gas flow, the opportunity for momentum to remove the particle-drop combination from the flue gas stream is It gets smaller and smaller. Furthermore, in the case of gas upflow units, a given particle-droplet combination formed adjacent to the upper part of the heat exchanger will necessarily fall to the lower part of the heat exchanger. and must be removed from the flue gas stream. Since the lower part contains flue gases substantially above the water condensing temperature,
The droplet portion of the combination of many particles and drops reevaporates, leaving behind a small mass of dry solids, which they later, incidentally, pass through the lower part of the heat exchanger.
Sweep the chimney away unless you want to stop other water droplets from falling without being re-evaporated.

上述のように、ガス上方流熱交換器においては、硫酸が
、水の凝縮が生ずる管の上部の管の上において凝縮する
ことがあり得る。しかしながら、ガス速度は、連続的に
硫酸の滴を下方に吹く傾向を有し、ついには、豊富な水
凝縮が起こりつつある下方の管の上、又は、底部空間３
６の中に吹き込む傾向となる。ガス速度を合理的に低く
、典型的な設備においては１５．２４ｃｍ／ｓｅｃ（５
０フィート／秒）又はそれ以下に維持することによって
、硫酸の凝縮された滴は、ダクト３７に沿って水平に掃
引され、煙突を上昇するよりはむしろ、それらが凝縮水
によって洗い去られるまで、底部空間３６まで落下する
傾向となる。いったん硫酸の滴が第８ａ図のガス下方流
系統の中において硫酸の滴が凝縮すると、滴は単に下方
へ、より低温度の領域の方に動くだけであり、それ故、
滴はＳＯ３又はＨ２Ｏに再分離することはできない。As mentioned above, in gas upflow heat exchangers, sulfuric acid can condense on the tubes above the tubes where water condensation occurs. However, the gas velocity tends to continuously blow the sulfuric acid droplets downward, until they reach the top of the lower tube or bottom space 3 where abundant water condensation is taking place.
It tends to blow into 6. Keep the gas velocity reasonably low, typically 15.24 cm/sec (5
0 ft/sec) or below, the condensed drops of sulfuric acid are swept horizontally along the duct 37, rather than ascending the chimney, until they are washed away by the condensed water. It tends to fall down to the bottom space 36. Once the sulfuric acid droplets condense in the gas downflow system of Figure 8a, the droplets simply move downwards towards the cooler region, and therefore
The drops cannot be reseparated into SO3 or H2O.

第８ａ図には、熱交換器が、洗い落とした液体を煙道ガ
ス流の中に導入するためにダクト３０の中に延びている
随意のノズル３８を含んで示されている。液体は煙道ガ
スの中の二酸化イオウさ反応し、これによって、二酸化
イオウを、出口ダクト３７から去るガスがら除去する。In Figure 8a, the heat exchanger is shown including an optional nozzle 38 extending into the duct 30 for introducing the scrubbed liquid into the flue gas stream. The liquid reacts with the sulfur dioxide in the flue gas, thereby removing the sulfur dioxide from the gas leaving the outlet duct 37.

組み付けの洗い落とし装置によって、使用者は、実質的
にイオウを含んでいるはるかにより低級の燃料油及び石
炭を燃焼させることができ、しかも、与えられた煙突排
出物の制限に合わせることができる。二酸化イオウを含
んでいる液体は、熱交換器の底部に落下し、管の下方の
群の上における実質的な水の量の連続的な凝縮が、それ
が熱交換器の底部の中に蓄積することを阻止する。二酸
化イオウを除去するために煙道ガス流の中への洗い落と
し液体の導入は、それ自体新規ではない。しかしながら
、このような技術を利用する従来の方式は、非常に大量
の水が煙道ガス流の中に供給され、噴射されることを必
要としていた。本発明によって構成された水凝縮熱交換
器の使用は、このような洗い落としのために実質的な水
源を必要さすることを回避し、また、これまでに説明さ
れた重大な熱回収を与える。The built-in scour device allows the user to burn much lower grade fuel oils and coals that contain substantial sulfur, yet meet given stack emissions limitations. The liquid containing sulfur dioxide falls to the bottom of the heat exchanger and the continuous condensation of a substantial amount of water on the lower group of tubes causes it to accumulate in the bottom of the heat exchanger. prevent something from happening. The introduction of scrubbing liquids into the flue gas stream to remove sulfur dioxide is not new per se. However, conventional approaches utilizing such techniques required very large amounts of water to be supplied and injected into the flue gas stream. The use of a water condensing heat exchanger constructed in accordance with the present invention avoids the need for a substantial water source for such flushing and also provides the significant heat recovery previously described.

第８ａ図のガス下方流系統内において使用される管モジ
ュールは、ガス上方流熱交換器において使用するために
説明された管モジュールと同一であって良い。下方空間
３６及び出口ダクト３７は、好適には、繊維ガラスから
形成される。しかしながら、上部室３１は、繊維ガラス
から形成される必要はない。なぜならば、この室内にお
いては何らの凝縮も生じないからである。ガス上方流ユ
ニットと同様に、ガス下方流凝縮熱交換器ユニットは、
水の代わりに空気を加熱するように構成されることも、
又は、空気と水との両方を加熱するように構成されるこ
ともでき、また、ガス下方流ユニツトは非凝縮熱交換器
と直列に、ガス上方流凝縮式熱交換器に対して上に説明
されたのと同じ様式で連結されることもできる。テフロ
ンが準露される温度を制限するためにこれまでに説明さ
れた技術が、ガス上方流熱交換器並びに上方流熱交換器
に対して使用されることができる。The tube modules used in the gas downflow system of FIG. 8a may be the same as the tube modules described for use in the gas upflow heat exchanger. The lower space 36 and the outlet duct 37 are preferably formed from fiberglass. However, the upper chamber 31 need not be formed from fiberglass. This is because no condensation occurs in this chamber. Similar to gas upflow units, gas downflow condensing heat exchanger units are
It can also be configured to heat air instead of water,
Alternatively, it can be configured to heat both air and water, and the gas downflow unit is in series with a non-condensing heat exchanger, as described above for the gas upflow condensing heat exchanger. They can also be concatenated in the same way as The techniques previously described for limiting the temperature to which Teflon is sub-exposed can be used for gas upflow heat exchangers as well as upflow heat exchangers.

第１０図は１本発明の水を加熱するための典型的な実施
におけるガス下方流熱交換器の一つの成功した実施例に
おける煙道ガスと水温度との変動を示すものである。煙
道ガス及び水の温度が、４個の熱交換器モジュールを有
している下方流ユニットの内部において垂直にプロット
されている。このようにして、煙道ガス温度は、熱交換
器の頂部における１２６．７℃（２６０°Ｆ）の入力温
度ＰＧ１から、熱交換器の底部において、ガスが熱交換
器を通って下方へ動く時に３３．９℃（９３°Ｆ）の出
力温度ＦＧ０に降下している（曲線ＦＧ参照）。第１０
図におけるガス温度線図は、すべての点に対して大略で
あり、また、一般的に、任意の高さにおいて、ガスの実
質的な部分がその高さに下降される最低温度を現わして
いるものであると理解しなければならない。FIG. 10 illustrates flue gas and water temperature variations in one successful embodiment of a gas downflow heat exchanger in a typical implementation for heating water of the present invention. Flue gas and water temperatures are plotted vertically inside a downflow unit with four heat exchanger modules. In this way, the flue gas temperature changes from an input temperature of 126.7°C (260°F) PG1 at the top of the heat exchanger to a temperature at the bottom of the heat exchanger as the gas moves downward through the heat exchanger. At the same time, the output temperature drops to FG0 of 33.9°C (93°F) (see curve FG). 10th
The gas temperature diagram in the figure is approximate for all points and generally represents, at any height, the lowest temperature at which a substantial portion of the gas will be lowered to that height. We must understand that there are

最頂部の列の管の下方の任意の高さにおいて、無論、温
度こう配があり、また、平均温度は、若しも、熱交換器
の全部の横断面積の上において平均されるならば、曲線
ＦＧの上方である。At any height below the top row of tubes, there is of course a temperature gradient, and the average temperature, if averaged over the entire cross-sectional area of the heat exchanger, curves It is above FG.

同時に、熱交換器の底部において１８．３℃（６５°Ｆ
）の入力温度Ｗ１を有している水が上方に流れ、熱交換
器の頂部において３５℃（９５°Ｆ）の出力温度Ｗ０に
加熱される（第１Ｏ図の曲線Ｗ参照）。第１０図におけ
る垂直尺度は、熱交換器のモジュールＺ１〜Ｚ４を現わ
すものである。At the same time, at the bottom of the heat exchanger, 18.3°C (65°F)
) flows upward and is heated at the top of the heat exchanger to an output temperature W0 of 35°C (95°F) (see curve W in Figure 1O). The vertical scale in FIG. 10 represents the modules Z1 to Z4 of the heat exchanger.

１２１．１℃（２５０°Ｆ）の垂直破線Ｓは、三酸化イ
オウが煙道ガスから、Ｎｏ．６燃料油の燃焼によって形
成される煙道ガスからの硫酸として凝縮する典型的な温
度ＦＧ２を現わすものである。The vertical dashed line S at 121.1°C (250°F) indicates that sulfur trioxide is removed from the flue gas by no. 6 represents the typical temperature FG2 of condensation as sulfuric acid from the flue gas formed by the combustion of fuel oil.

下方向煙道ガス流に対する煙道ガス温度曲線ＦＧに続い
て、煙道ガスが熱交換器の領域４において硫酸の弱点Ｆ
ｇ２１２１．１℃（２５０°Ｆ）に冷却することが見ら
れることができる。ガスが領域４を退出する時に、ガス
は約８２．２℃（１８０°Ｆ）の温度を有する。このよ
うにして、硫酸の大部分が、たとえ、すべてではないと
しても、煙道ガスが領域３に入る時までに凝縮している
。Following the flue gas temperature curve FG for the downward flue gas flow, the flue gas reaches the weak point F of the sulfuric acid in region 4 of the heat exchanger.
Cooling to 250°F can be seen. When the gas exits region 4, it has a temperature of approximately 82.2°C (180°F). In this way, most, if not all, of the sulfuric acid has been condensed by the time the flue gas enters region 3.

ガスが領域３を通過する時に、熱伝達は、温度は水の露
点取手であるので、本質的に知覚できる。３９．４℃（
１０．３°Ｆ）の垂直実線は、試験の時における水の露
点を現わすものである。ガスが領域２に入る時に、熱伝
達は依然として顕熱であるが、しかしながら、煙道ガス
が３９．４℃（１０３°Ｆ）に低下する時に、水は凝縮
し始め、それ故、熱伝達は潜熱となる。領域２から領域
１へ通過すると、煙道ガスは、ガスが熱交換器ユニット
を去る時に、３９．９℃（９３°Ｆ）の温度ＦＧ０に低
下する。As the gas passes through region 3, the heat transfer is essentially perceptible since the temperature is the dew point handle of the water. 39.4℃ (
The solid vertical line at 10.3°F represents the dew point of the water at the time of the test. When the gas enters region 2, the heat transfer is still sensible; however, as the flue gases drop to 39.4°C (103°F), the water begins to condense, and therefore the heat transfer is It becomes latent heat. Passing from zone 2 to zone 1, the flue gas drops to a temperature FG0 of 93 degrees Fahrenheit as the gas leaves the heat exchanger unit.

領域４内において形成された硫酸凝縮物は、熱交換器の
底部に、重力の影響の下及び煙道ガスの下方向への流れ
の力によって助けられて落下する。硫酸が領域３〜１を
通って落下する時に、熱交換器内部の温度は、常に、硫
酸の露点以下である。このことは、硫酸が再蒸発し、ガ
スとして排出煙突を曲って逃げることを阻止する。領域
２及び１内における水の凝縮物は、また、熱交換器の底
部へ落下し、そこで凝縮物は硫酸を希釈し、これを凝縮
物排出口を経てユニットの外に運ぶ。The sulfuric acid condensate formed in region 4 falls to the bottom of the heat exchanger under the influence of gravity and assisted by the force of the downward flow of flue gases. When the sulfuric acid falls through zones 3-1, the temperature inside the heat exchanger is always below the dew point of the sulfuric acid. This prevents the sulfuric acid from reevaporating and escaping as a gas up the exhaust stack. The water condensate in regions 2 and 1 also falls to the bottom of the heat exchanger, where the condensate dilutes the sulfuric acid and carries it out of the unit via the condensate outlet.

多くの応用において、今まで述べられた一般的な型式の
熱交換器モジュールを備えることが必要となり、又は、
望ましくなるが、しかしながら、これらのモジュールは
、実質的により大きな長さ寸法（例えば、６．１ｍ−２
０フィート）を有している。モジュールの長さが、ある
与えられた寸法を超過する時には、管シートの間におい
て管に対する１個又はそれ以上の支持体を備え、銅管の
垂れ下がりや、疲労を防止するようにすることが必要と
なり、又は、望ましくなる。In many applications it will be necessary to provide heat exchanger modules of the general type described so far, or
It would be desirable, however, for these modules to have substantially larger length dimensions (e.g. 6.1m-2
0 feet). When the length of the module exceeds a given dimension, it is necessary to provide one or more supports for the tubes between the tube sheets to prevent sagging and fatigue of the copper tubes. or become desirable.

第１１ａ図に平面回で示されているモジュールは、第一
及び第二の管シート４３’、４４’から成立っているが
、これらのシート４３’，４４’は、第４ａ及び４ｂ図
の管シート４３及び４４と同じ形状を取り、それらの内
側及び４個の各フランジは、前述のようにテフロンによ
って被覆されても良い。管シート４３’，４４’は、連
続する側部部材１４０，１４１及び１４２，１４３の対
によって相互連結されている。各側部部材は、例えば、
１４１ａ及び１４２ａで示されるように、一端部におい
てそのくぼみを充てんしている一体のタブ部分を有して
いる一般的に溝形状の薄金属板の片から成立っている。The module shown in plan view in FIG. 11a consists of first and second tube sheets 43', 44', which are similar to those in FIGS. 4a and 4b. Taking the same shape as the tube sheets 43 and 44, their insides and each of the four flanges may be coated with Teflon as described above. The tube sheets 43', 44' are interconnected by successive pairs of side members 140, 141 and 142, 143. Each side member is, for example,
As shown at 141a and 142a, it consists of a generally groove-shaped piece of thin metal plate having an integral tab portion at one end filling the recess.

側部部材の内側はテフロンシートによって被覆されるが
、このシートは、側部部材の上部フランジの頂部及び側
部部材の下部フランジの底部を被覆するように形成され
ている。部材１４０のタブ部分１４０ａは、側部部材１
４２のタブ部分に、１５０，１５０によって示されるよ
うな多数のボルトによって固着されており、また、側部
部材１４１は同様に側部部材１４３に、側部部材の対の
間に中間支持木１４４を差しはさまれて、固着されてい
る。The inside of the side member is coated with a Teflon sheet, which sheet is configured to cover the top of the upper flange of the side member and the bottom of the lower flange of the side member. The tab portion 140a of the member 140 is attached to the side member 1.
42 by a number of bolts, as indicated by 150, 150, and the side member 141 is likewise secured to the side member 143 with an intermediate support tree 144 between the pair of side members. is inserted and fixed.

第１１ｂ及び１１ｃ図に示されるように、アルミニウム
から形成されることが好ましい支持１４４は、折畳まれ
た板シート１４５の２個の側部１４５ａ，１４５ｂの間
にはさまれているが、これらの側部の縁はシート１４４
の下方の縁を越えて延びており、また、それらの縁の下
部において一緒に溶融接合されている。シート１４５の
このような熱溶接は、煙道ガスが支持シート１４４の上
方及び下方の縁に達することを阻止する。シート１４５
は、シート１４４と実質的に同一平面内を溝方向に延び
ている。支持板１４４及びシート１４５が、第１１ｄ図
に示されるように、側部部材の対の間に固着される時は
、シート１４４の垂直に延びている側縁は、煙道ガスを
受けることはない。それ故、シート１４５は、シート１
４４の側縁を越えて延びる必要もなく、又は、その回り
に形成される必要もないが、しかしながら、若しも、希
望されるならば、そのように形成されても良い。As shown in FIGS. 11b and 11c, a support 144, preferably formed from aluminum, is sandwiched between two sides 145a, 145b of a folded plate sheet 145. The side edges of the sheet 144
and are fused together at the bottom of the edges. Such heat welding of sheet 145 prevents flue gases from reaching the upper and lower edges of support sheet 144. sheet 145
extends in the direction of the groove in substantially the same plane as the sheet 144. When support plate 144 and sheet 145 are secured between the pair of side members, as shown in FIG. 11d, the vertically extending side edges of sheet 144 are free from receiving flue gases. do not have. Therefore, sheet 145 is sheet 1
It need not extend beyond or be formed around the side edges of 44, however, it may be so formed if desired.

支持板１４４は、多数の穴４８’，４８’を含んでいる
が、これらの穴を通ってモジュールのテフロンの被覆さ
れた管が最終的に延びている。シート１４５の折り畳み
が、板１４４をそれらの間に置くように一諸に熱溶接さ
れた後、不さな寸法の穴４８が、支持板１４４の中の穴
と同心にシート１４５の折り畳みを貫いて穴あけされる
。第７ａ図におけるダイの性質の加熱されたダイが、そ
れから、穴の同心の三つ組のそれぞれを通して押し進め
られる。ダイは、穴の種々の三つ組を経て反対方向に、
好適には、任意の隣接する穴の三つ組を経て反対方向に
押し進められる。ダイがその図で見て上方へ押し進めら
れた第１１ｃ図において、シート１４５ａの一部分が穴
４８ａを絆で、第７ｂ図に示されるシールとほぼ同一の
シール１４７を形成するように押し進められ、また。シ
ート１４５ｂの一部分は、１４８のように、支持板１４
４から離れるように延びるように形成される。図て見て
ダイかそれを通して下方へ押し進められた隣接する穴４
３ｂの中に、シート１４５ｂの一部分は穴４８ｂを通っ
て押し進められ、また、シート１４５ｂの一部分は、支
持板１４４から離れて延びるように形成される。プラグ
手段（図示されていない）が、このような形成が完了さ
れるや否や、シート１４５ａ，１４５ｂの中の穴４８ａ
，４８ｂが直径の縮むことを防止するために穴の中に置
かれ、プラグは、テフロン被覆された管ＴＵが穴４８を
経て押し進められる直前に除去される。それから、管Ｔ
Ｕは、両方のシート１４５ａ及び１４５ｂによって強固
に捕捉され、また、管板４３，４４で捕捉される（第４
ｂ図）。Support plate 144 includes a number of holes 48', 48' through which the Teflon coated tubes of the module ultimately extend. After the folds of sheet 145 are heat welded together with plate 144 placed between them, a hole 48 of irregular size extends through the fold of sheet 145 concentrically with the hole in support plate 144. A hole is drilled. A heated die of the nature of the die in Figure 7a is then forced through each of the concentric triplets of holes. The die passes through the various triads of holes in opposite directions.
Preferably, it is forced in opposite directions through any adjacent triplet of holes. In FIG. 11c, where the die has been forced upwardly in view, a portion of sheet 145a has been forced through hole 48a to form a seal 147 substantially identical to the seal shown in FIG. 7b, and . A portion of the sheet 145b is attached to the support plate 14 like 148.
It is formed to extend away from 4. Adjacent hole 4 pushed downward through the die as shown
3b, a portion of sheet 145b is forced through hole 48b, and a portion of sheet 145b is formed to extend away from support plate 144. Plug means (not shown) plug holes 48a in sheets 145a, 145b as soon as such formation is completed.
, 48b are placed in the hole to prevent diameter contraction, and the plug is removed just before the Teflon-coated tube TU is forced through the hole 48. Then, tube T
U is firmly captured by both sheets 145a and 145b, and is also captured by tube plates 43 and 44 (the fourth
b).

第１１ａ図におけるモジュールは、中間支持板１４４が
それらの間にはさまれて、単に、２対の側部部材１４０
，１４２だけから成立つものとして示されているが、同
様の側部部材の追加の対及び同形式の追加の支持板が、
任意の希望された長さの熱交換器モジュールを形成し且
つ非常に大きな長さの管の使用を許すように縦続して接
続されることのできることは、明らかなところである。The module in FIG. 11a consists of only two pairs of side members 140 with an intermediate support plate 144 sandwiched between them.
, 142, additional pairs of similar side members and additional support plates of the same type may be provided.
It is clear that they can be connected in cascade to form heat exchanger modules of any desired length and to allow the use of very large lengths of tubing.

第１１ｂ図においては、シート１４５の側部１４５ａ，
１４５ｂの縁は、それらの間にテフロンフィルムの２０
ミルの厚さの帯１４６をはさまれて一諸に熱溶接されて
いる。帯１４６は、テフロンの片が一諸に溶接されない
ので使用されている。支持板１４４は、若しも、希望な
らば、鋼板から成立っても良い。In FIG. 11b, side portions 145a of the sheet 145,
The edges of 145b are covered with 20 ml of Teflon film between them.
They are heat welded together with mil-thick strips 146 in between. Band 146 is used because the Teflon strips are not welded together. Support plate 144 may be constructed from steel plate, if desired.

水平ガス流凝縮熱交換器を示す第８ｃ図には、同様な参
照数字が、第８ａ及び８ｂ図における部材と同様の部材
を示すために使用されている。In Figure 8c, which depicts a horizontal gas flow condensing heat exchanger, like reference numerals are used to indicate similar parts to those in Figures 8a and 8b.

タクト２８を介して室２９の中に送風機（図示されてい
ない）によって導入された高温度の煙道ガスは、一般的
に、水平に右方に通るが、しかしながら、非常にわずか
に下方に、連続的に、４個のモジュール３２〜３５を経
て出口空間３６の中に通り、それから煙突３７を通って
外へ出る。管２５において導入された冷水は、連続的に
モジュールの中の水平に延びている管を通過し、高温水
は管２６において出る。水平に延びている管の対の端部
を相互に連結しているＵ字形の継手が６３ａ，６３ａで
示されている。煙道ガスの流れは、管が延びている水平
方向に対して垂直であることが分かる。水管は、好適に
は、相互に連結され、これによって、水の流れが、相互
に重なり合っている多数（例えば、４個）の流れ径路に
分割されるようにする。煙道ガスからの水の凝縮が、主
として、右方又は出口モジュール３５の中において生ず
る。モジュール３５の上部管から滴下する凝縮物は、そ
のモジュールの中の下部の管を、熱伝達をわずかにであ
るが、しかしながら、ガス上方流ユニットにおけるより
も、はるかにより少ない量で減少するように、いくらか
しゃへいするように作用をする。洗い流し液体を導入す
るための随意のノズル装置が３８で示されている。モジ
ュール３２〜３５は第４ａ及び４ｂ図に関して説明され
たモジュールと同一に構成されるか、又は、実質的によ
り小さな幅（第８ｃ図における高さよりも小さく）のモ
ジュールから成立つことができる。例えば、第８ｃ図に
示されたモジュールは、それぞれ、１２列を含んでいる
が、より少ない列ではあるが、しかしながら、より多く
のモジュールが設けられ、より低い高さを有しているが
、より大きな水平寸法を有している熱交換器が生ずるよ
うにしても良いことは明らかなところであり、これは、
凝縮熱交換器を現在するボイラ設備の中にはめなければ
ならない時に、しばしば、有利となる。その時には、煙
道ガスからの水の凝縮は、より低い高さのモジューール
の最後のいくつかの中において生ずるように配置されて
も良い。このようなより低い高さのモジュールにおいて
は、落下する凝縮物が、より少ない管をしゃへいする。The hot flue gases introduced by a blower (not shown) into chamber 29 via tact 28 generally pass horizontally to the right, however, very slightly downwardly. Successively, it passes through four modules 32 to 35 into an outlet space 36 and then exits through a chimney 37. The cold water introduced in pipe 25 passes continuously through horizontally extending pipes within the module, and the hot water exits in pipe 26. A U-shaped joint interconnecting the ends of pairs of horizontally extending tubes is shown at 63a, 63a. It can be seen that the flue gas flow is perpendicular to the horizontal direction in which the pipes extend. The water tubes are preferably interconnected so that the water flow is divided into a number (eg, four) of mutually overlapping flow paths. Condensation of water from the flue gas occurs primarily in the right or outlet module 35. Condensate dripping from the upper tubes of module 35 flows through the lower tubes within that module such that heat transfer is reduced slightly, but by a much smaller amount than in gas upflow units. , acts to provide some shielding. An optional nozzle arrangement is shown at 38 for introducing flushing liquid. The modules 32-35 may be constructed identically to the modules described with respect to figures 4a and 4b, or they may consist of modules of substantially smaller width (less than the height in figure 8c). For example, the modules shown in FIG. 8c each include 12 rows, although fewer rows, however, although more modules are provided and have a lower height, It is clear that heat exchangers with larger horizontal dimensions may also result;
This is often advantageous when the condensing heat exchanger has to be fitted into an existing boiler installation. Water condensation from the flue gas may then be arranged to occur in the last few of the lower height modules. In such lower height modules, falling condensate shields fewer tubes.

中に、一つの管から落下する凝縮物は、常に、より冷い
、又は、ほぼ同温度である水を運びつつある管へ落下し
、これによって、第８ｃ図の系統が、第８ａ及び８ｂ図
の装億と全く同様の様式で作動をするようにする。熱交
換器のガス入口瑞部は、熱交換器のガス出口端部よりも
、わずかにより高く支持され、ユニットに１０°のオー
ダの傾斜を与え、これによって、下方へ落下する凝縮物
が右方（第８ｃ図で見て）へ動き、ドレンＤとなるよう
にする。ガスの流れが底部空間３６及び煙突３７におい
て受ける鋭い直角な湾曲は、ガス流から粒子を分離する
ことを補助する傾向とする。In this case, condensate falling from one tube always falls into a tube carrying water that is cooler or about the same temperature, thereby causing the system of Figure 8c to It operates in exactly the same manner as the installation shown in the figure. The gas inlet end of the heat exchanger is supported slightly higher than the gas outlet end of the heat exchanger, giving the unit an inclination of the order of 10°, which directs downwardly falling condensate to the right. (as seen in Figure 8c) so that it becomes drain D. The sharp orthogonal curvature that the gas flow undergoes in the bottom space 36 and chimney 37 tends to assist in separating particles from the gas flow.

ガス、水の流れ及び第８ｃ図の装置の中における凝縮物
の落下する条件は、第８ａ及び８ｂ図のガス下方流熱交
換器のそれらと、むしろ非常に似ているので、第８ｃ図
の装置の熱伝達は、ほとんど同じであることが予期され
る。The conditions for gas, water flow and condensate fall in the apparatus of Figure 8c are rather very similar to those of the gas downflow heat exchangers of Figures 8a and 8b, so that The heat transfer of the devices is expected to be approximately the same.

第１２ａ図に示される改良された煙道ガス流れ制御系統
は、温度ブローベＴＡ及びＴＢによって検出された２個
の温度Ｔ１及びＴ２に応答する差動温度制御器ＤＴＣを
含んでいる。温度プロ−ベＴＡは、ボイラと、ダクト８
１の煙道への接続部との間において煙道Ｓの中に置かれ
ており。The improved flue gas flow control system shown in FIG. 12a includes a differential temperature controller DTC responsive to two temperatures T1 and T2 sensed by temperature probes TA and TB. Temperature probe TA is for boiler and duct 8
It is placed in the flue S between the connection part to the flue 1 and the flue S.

これによって、ブローベＴＡはボイラ煙道ガス出力温度
（又は、若しも、使用されるならば、図示されていない
節約器からの温度）を測定する。プローぺＴＢはダクト
８１の中に置かれ、これは、より低い温度を測定する。The Blove TA thereby measures the boiler flue gas output temperature (or, if used, the temperature from an economizer, not shown). Probe TB is placed in duct 81, which measures the lower temperature.

制御器ＤＴＣの正常の機能は、ダンパ７６を制御し、こ
れによって、ボイラＢ１によって生成される煙道ガスの
全部に煙道Ｓに下方に引かれる外側の空気の少量を加え
たものが、吸引される通風ファンＩＤＦによって引かれ
、凝縮熱交換器ＢＨＸへ供給される。第１２ｃ図に示さ
れる熱交換器は、説明の便宜上、水と空気との両方を加
熱するものと仮定されている。基準の安定した状態の運
転条件においては、煙道ガス及び空気のこのような流れ
は、温度Ｔ１とＴ２との間のある与えられた差ΔＴを与
えるが、後者の温度は、無論、より低い。The normal function of the controller DTC is to control the damper 76 so that all of the flue gases produced by the boiler B1 plus a small amount of the outside air drawn down into the flue S are aspirated. It is drawn by the ventilation fan IDF and supplied to the condensing heat exchanger BHX. The heat exchanger shown in Figure 12c is assumed for convenience of explanation to heat both water and air. Under normal steady-state operating conditions, such a flow of flue gas and air gives a given difference ΔT between temperatures T1 and T2, but the latter temperature is of course lower. .

ボイラ負荷がボイラから一層多量の煙道ガスを与える時
は、温度Ｔ２は、混合体のより大きなパーセンテージを
構成している煙道ガスがダクト８１の中に引かれるため
に、増加する傾向にある。煙道ガスは、混合体のより大
きなパーセンテージを構成する傾向となる。なぜならば
、外側空気の下方へ煙道Ｓの長さの流れに対する制限よ
りも、煙道ガスのダクト８１の中への流れに対して、よ
り少ない制限があるからである。When the boiler load gives more flue gas from the boiler, the temperature T2 tends to increase because the flue gas making up a larger percentage of the mixture is drawn into the duct 81. . Flue gases tend to make up a larger percentage of the mixture. This is because there are fewer restrictions on the flow of flue gases into the duct 81 than there are restrictions on the flow of outside air down the length of the flue S.

温度Ｔ２が増加し、温度差ΔＴをより小さくするにつれ
、制御器ＤＴＣから温度差ΔＴに比例した信号が、ダン
パ７６を開くように作動する。ダンパ７６が十分に開く
時は、煙突からの十分な冷空気がボイラによって生成さ
れる煙道ガスのすべてと混合し、温度差を回復させる。As the temperature T2 increases, making the temperature difference ΔT smaller, a signal proportional to the temperature difference ΔT from the controller DTC is actuated to open the damper 76. When the damper 76 is fully open, enough cold air from the chimney mixes with all of the flue gas produced by the boiler to restore the temperature differential.

逆に、ボイラ負荷が減少し、より少量の煙道ガスを供給
する時には、温度Ｔ２は、混合体のより少ないパーセン
テージを構成している煙道ガスがダクト８１の中に引か
れるので減少する傾向となり、また、増加された温度差
ΔＴは、制御器ＤＴＣがダンパ７６を閉塞するように作
動させる。Conversely, when the boiler load is reduced and a smaller amount of flue gas is supplied, the temperature T2 tends to decrease as the flue gas constituting a smaller percentage of the mixture is drawn into the duct 81. The increased temperature difference ΔT also causes the controller DTC to operate the damper 76 to close it.

このようにして、第１２図の系統は、ボイラから利用可
能な煙道ガスのすべてを引き、また、重要なことは、そ
うすることによって、ボイラの正常な作動に何らの影響
をも与えない傾向となることである。In this way, the system of Figure 12 draws all of the available flue gas from the boiler and, importantly, in doing so does not have any effect on the normal operation of the boiler. It is a trend.

第１２ａ図において、差動温度制御器ＤＴＣからの信号
が、制御ポジショナーＭＰ１に、一つの低信号選択器Ｌ
ＳＳと、２対の接点Ｃ１，Ｃ２とを介して加えられるも
のと示されている。選択器ＬＳＳは、また、空気温度制
御器ＡＴＣからの信号及び水温制御器ＷＴＣからの信号
を受けているものとして示されている。制御器ＡＴとは
、熱交換器ＢＨＸを去る加熱空気の温度に比例する信号
を与え、また、制御器ＷＴＯは、熱交換器ＢＨＸを去る
加熱水の温度に比例する信号を供給する。In FIG. 12a, the signal from the differential temperature controller DTC is applied to the control positioner MP1 through one low signal selector L.
SS and is shown applied via two pairs of contacts C1 and C2. Selector LSS is also shown receiving signals from air temperature controller ATC and from water temperature controller WTC. The controller AT provides a signal proportional to the temperature of the heated air leaving the heat exchanger BHX, and the controller WTO provides a signal proportional to the temperature of the heated water leaving the heat exchanger BHX.

選択器ＬＳＳは、それに加えられる３個の信号の最小の
ものを選択し、その選択された信号をダンパ７６の位置
を制御するために使用するために作動する。通常の作動
においては、制御器ＤＴＯからの信号は、ダンパ７６の
位置を制御するが、しかしながら、若しも、出口水温度
又は出ロ空気温度が、ある与えられた各設定個を超過す
るならば、選択器ＬＳＳは、制御器ＷＴＣ又は制御器Ａ
ＴＣからの出力を使用し、ダンパ７６を部分的に閉じ、
水又は空気出口温度を制限する。Selector LSS operates to select the smallest of the three signals applied thereto and use that selected signal to control the position of damper 76. In normal operation, the signal from the controller DTO controls the position of the damper 76, however, if the outlet water temperature or outlet air temperature exceeds a given setpoint. For example, the selector LSS is the controller WTC or the controller A.
partially closing the damper 76 using the output from the TC;
Limit water or air outlet temperature.

１対の接点Ｃ１は、若しも、ボイラが何らかの理由によ
って、しゃ断された時に開放され、また、１対の接点Ｃ
２は、若しも、ファンＩＤＦが運転しつつないならば開
放され、接点の対のいずれかの開放は、ダンパ位置決め
器ＭＰ１がダンパ７６を完全に閉じるようにさせる。A pair of contacts C1 is opened when the boiler is cut off for some reason, and a pair of contacts C1 is opened when the boiler is cut off for some reason.
2 is open if fan IDF is not running, and opening of either pair of contacts causes damper positioner MP1 to fully close damper 76.

第１２ｂ図は、第１２ａ図の系統と一般的に同様な系統
を示すものであるが、第１２ｂ図の熱交換器ＣＨＸは煙
道ガスを２個の別個のボイラＢ１０及びＢ１１から供給
される点を相違している。各ボイラは　第１２ａ図のガ
ス流れ制御系統ＧＦＣと同様の各ガス流れ制御系統（Ｕ
ＦＯ１又はＧＦＣ２）と、各ダンパ及びモデュレーティ
ング・ポジショナーと、各低信号選択器とを設けられて
いる。第１２ｂ図の中の水温度制御器ＷＴＣは、その信
号を、両方の低信号選択器回路に加え、また、空気温度
制御器ＡＴＣは、その信号を両方の低信号選択器回路に
加える。Figure 12b shows a system generally similar to that of Figure 12a, but the heat exchanger CHX of Figure 12b is supplied with flue gas from two separate boilers B10 and B11. There are differences in points. Each boiler has a gas flow control system (U) similar to the gas flow control system GFC in Figure 12a.
FO1 or GFC2), respective dampers and modulating positioners, and respective low signal selectors. Water temperature controller WTC in Figure 12b applies its signal to both low signal selector circuits, and air temperature controller ATC applies its signal to both low signal selector circuits.

第６図に示された系統に関して、Ｎｏ．６油がボイラ燃
料として使用された時に、凝縮物は煙道ガスから除去さ
れた大量の粒状物質及びＳＯ３のために黒色であるが、
ボイラ燃料として天燃ガスの使用は、煙道ガスの中にお
ける非常に少量の粒状物質のために、実際に透明な凝縮
物を与える。Regarding the system shown in FIG. 6 oil is used as boiler fuel, the condensate is black due to the large amount of particulate matter and SO3 removed from the flue gas;
The use of natural gas as boiler fuel gives a practically transparent condensate due to the very small amount of particulate matter in the flue gas.

以上のように、本発明によると、上述の目的、なかんず
く、前記の説明から明らかきなった目的が有効に達成さ
れることが分かる。ある変更が、本発明の要旨から離れ
ることなしに、上述の方法を実施し、構成するのになさ
れることができるので、上述に説明の中になされ且つ添
附図面に示されたすべての事柄は、例示であり、どのよ
うな意味においても本発明を限定するものではないもの
き理解すべきである。As described above, it can be seen that according to the present invention, the above-mentioned objects, especially those which are clear from the above description, are effectively achieved. Since certain changes may be made in carrying out and structuring the method described above without departing from the spirit of the invention, all matter set forth in the above description and shown in the accompanying drawings shall be incorporated herein by reference. It is to be understood that these are illustrative only and are not intended to limit the invention in any way.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明の根本原理のいくつかを理解するのに
有用である熱交換器系統の略図、第２図は、本発明方法
の原理を理解するのに有用である線図、第３ａ図は、本
発明による水加熱系統の一つの形式の略図、第７ｂ図は
、直接燃焼式紙乾燥器の熱エネルギーを節約し、紙乾燥
器からの排ガスから、粒状物質を除去するための紙乾燥
器に関する本発明の使用を示す略図、第３ｃ及び３ｄ図
は、それぞれ、本発明の水凝縮熱交換器を、従来技術の
空気予熱器と一緒に使用する例を示す略図、第４ａ図は
、本発明による一つの例示的な熱交換器モジュールの平
面図、第４ｂ図は、第４ａ図の線４ｂ−４ｂによる部分
横断面図、第４ｃ図は、本発明の推奨実施例における熱
交換器の管間隔を理解するのに有用な線図、第４ｄ図は
、本発明に関して使用されることができる水の分岐の一
つの形式を示す略図、第５ａ及び５ｂ図は、水・蒸気凝
縮熱交換器の例示的な空気加熱様式を示す正面図及び側
面図、第４図は、ボイラ煙道ガスから空気と水との両方
を加熱する熱交換器を利用する一つの例示的な熱回収系
統を示す略図、第７ａ及び７ｂ図は、本発明による組立
て方法及びこの方法の使用によって与えられる管対管板
の漏れ止めの性質の理解に対して有用である部分横断面
図、第８ａ及び８ｂ図は、本発明の凝縮熱交換器のガス
下方流ユニットの略側面図及び略端面図、第８ｃ図は、
本発明の水平ガス流ユニットの側面図、第９図は、第８
図の改良された下方流式熱交換器の機能を示す線図、第
１０図は、第８ａ及び８ｂ図のガス下方流式熱交換器の
原理の理解に有用な１組の線図、第１１ａ図は、中間管
支持体を組合わせた熱交換器モジュールを示す部分平面
図、第１１ｂ図は、第１１ｄの線１１ｂ−１ｂによる中
間管支持体の断面図、第１１ｃ図は、中間管支持体の詳
細を示す断面図、第１１ｄ図は、中間管支持体を示す側
面図、第１２ａ図は、只１個のボイラ々共に使用するた
めのガス流れ制御系統の一つの変形を示す略図、第１２
ｂ図は、多数のボイラ系統に対する煙道ガス流れ制御系
統の他の変形を示す略図である。 １２，１３、１４，・・熱交換器ユニット；３１・・ボ
イラ；４０，４１・・みぞ型状部材；４３，４４・・管
板；６１〜６２・・モジュール；１０１・・テフロン薄
板；ＡＨ，ＨＸ，ＨＸＡ，ＨＸＢ，ＢＨＸ・・水凝縮熱
交換器；ＡＰ・・空気予熱器；Ｆ２・・炉；１Ｆ・・工
業炉；ＰＤ・・紙乾燥器；ＳＰ・・噴霧マニホルド；Ｓ
Ｔ・・熱水貯蔵タンク。 Ｆ／Ｇ、６ Ｆ／Ｇ、４ｂ Ｆ／Ｇ、４ｄ ＦＩＧ、　／／ａ ＦＩＧ、　／／ｃ1 is a schematic diagram of a heat exchanger system that is useful in understanding some of the fundamental principles of the invention; FIG. 2 is a diagram that is useful in understanding the principles of the method of the invention; Figure 3a is a schematic diagram of one type of water heating system according to the invention; Figure 7b is a diagram of a system for saving thermal energy in a direct-fired paper dryer and for removing particulate matter from the exhaust gas from the paper dryer; Schematic diagrams illustrating the use of the present invention in connection with a paper dryer, Figures 3c and 3d, and Figures 4a and 4a, respectively, are diagrams illustrating an example of the use of a water condensing heat exchanger of the present invention with a prior art air preheater. 4b is a partial cross-sectional view taken along line 4b-4b of FIG. 4a; FIG. 4c is a top view of one exemplary heat exchanger module according to the present invention; FIG. 4c is a top view of one exemplary heat exchanger module according to the present invention; Diagrams useful in understanding exchanger tube spacing; Figure 4d is a schematic diagram showing one type of water branching that can be used in connection with the present invention; Figures 5a and 5b are water/steam FIG. 4 shows front and side views of an exemplary air heating mode for a condensing heat exchanger; FIG. Schematic representations of recovery systems, Figures 7a and 7b, are partial cross-sectional views, Figures 8a and 8a, which are useful for understanding the assembly method according to the invention and the nature of the tube-to-tubesheet leak tightness afforded by the use of this method. and 8b are schematic side and end views of the gas downward flow unit of the condensing heat exchanger of the present invention, and FIG. 8c is
A side view of the horizontal gas flow unit of the present invention, FIG.
Figure 10 is a diagram illustrating the functioning of the improved downflow heat exchanger of Figures 8a and 8b. Figure 11a is a partial plan view showing a heat exchanger module combined with the intermediate tube support, Figure 11b is a sectional view of the intermediate tube support taken along line 11b-1b in Figure 11d, and Figure 11c is a partial plan view of the heat exchanger module combined with the intermediate tube support. FIG. 11d is a side view showing the intermediate tube support; FIG. 12a is a schematic diagram showing one variation of the gas flow control system for use with only one boiler; , 12th
Figure b is a schematic diagram showing another variation of the flue gas flow control system for multiple boiler systems. 12, 13, 14,... Heat exchanger unit; 31... Boiler; 40, 41... Groove-shaped member; 43, 44... Tube plate; 61-62... Module; 101... Teflon thin plate; AH , HX, HXA, HXB, BHX... Water condensing heat exchanger; AP... Air preheater; F2... Furnace; 1F... Industrial furnace; PD... Paper dryer; SP... Spray manifold; S
T...Hot water storage tank. F/G, 6 F/G, 4b F/G, 4d FIG, //a FIG, //c

Claims (59)

【特許請求の範囲】[Claims] １．水蒸気の凝縮温度及びそれ以下で凝縮可能な水の蒸
気及び前記水蒸気の凝縮温度よりもより高い腐食性成分
の凝縮温度及びそれ以下で凝縮可能である腐食性成分を
含んでいる排ガスから流体を加熱することによって熱エ
ネルギー回収するための方法において、前記排ガスを第
一及び第二の熱交換器を連続的に通過させる段階から成
立っており、前記第二熱交換器は前記腐食性成分の凝縮
温度を超過する材料を制限する作動温度を有している腐
食保膜材料を含んでおり、前記排ガス及び前記流体の流
量及び温度は、前記第一熱交換器を通る前記排ガスの通
過が、前記排ガスを第一温度から、前記材料制限作動温
度以下ではあるが、前記腐食件成分の凝縮温度以上であ
る第二温度に低下し且つ前記第二熱交換器を通る前記排
ガスの通過が、前記流体を前配水蒸気凝縮温度以下の温
度から、前記腐食性成分の凝縮温度以上ではあるが、前
記材料制限作動温度以下である第四温度すで加熱するよ
うに配置されており、この場合、水蒸気及び前記腐食性
成分の両方の凝縮が、前記第二熱交換器内において連続
的に起こり、水蒸気も、前記腐食性成分も、前記第一熱
交換器内において凝縮しないようにすることを特徴とす
る方法。1. Heating a fluid from an exhaust gas containing water vapor condensable at and below the condensation temperature of water vapor and corrosive components condensable at and below the condensation temperature of said water vapor. a method for recovering thermal energy by sequentially passing said exhaust gas through first and second heat exchangers, said second heat exchanger condensing said corrosive components; a corrosive barrier material having an operating temperature that limits the material above the temperature, and the flow rate and temperature of the exhaust gas and the fluid are such that passage of the exhaust gas through the first heat exchanger Reducing the exhaust gas from a first temperature to a second temperature that is below the material limiting operating temperature but above the condensation temperature of the corrosive component and passing the exhaust gas through the second heat exchanger from a temperature below the condensing temperature of the corrosive component to a fourth temperature above the condensing temperature of the corrosive component but below the material limiting operating temperature, in which case the steam and Condensation of both of the corrosive components occurs continuously in the second heat exchanger, and neither water vapor nor the corrosive components condense in the first heat exchanger. Method. ２．前記第一温度が、前記利器制限作動温度を超過して
いる特許請求の範囲第１項記載の方法。2. 2. The method of claim 1, wherein said first temperature exceeds said utility limit operating temperature. ３．前記流体の前記第一熱交換器を通る通過が、前記流
体を前記材料制限作動温度以上であるある温度まで加熱
するようになっている特許請求の範囲第１項記載の方法
。3. 2. The method of claim 1, wherein passage of the fluid through the first heat exchanger heats the fluid to a temperature that is above the material limit operating temperature. ４．前記流体が空気であり、また、前記排ガスを生成す
る燃料燃焼手段から、前記第一熱交換器へ前記排ガスを
加える段階を含んでいる特許請求の範囲第１項記載の方
法。4. 2. The method of claim 1, wherein said fluid is air and including the step of adding said exhaust gas to said first heat exchanger from a fuel combustion means producing said exhaust gas. ５．前記流体を前記第二熱交換器を通って上方に通す段
階を含んでおり、この場合、水蒸気の凝縮が、前記第二
熱交換器の内部において、前記腐食性成分の凝縮よりも
より高いレベルで起こり、また、凝縮された水蒸気の重
力による落下が、前記第二熱交換器内のより低い熱交換
表面からの凝縮された腐食性成分を洗浄するようになっ
ている特許請求の範囲第１項記載の方法。5. passing the fluid upwardly through the second heat exchanger, wherein condensation of water vapor is at a higher level than condensation of the corrosive components within the second heat exchanger. claim 1, wherein the gravity fall of the condensed water vapor is adapted to wash the condensed corrosive components from the lower heat exchange surfaces in the second heat exchanger. The method described in section. ６．前記第二熱交換器からの凝縮物を排出する段階を含
んでいる特許請求の範囲第１項記載の方法。6. 2. The method of claim 1, including the step of draining condensate from said second heat exchanger. ７．入力空気と一諸に燃料を燃焼させることによって加
熱空気を作るように作動すると共に前記加熱空気を乾燥
過程の中に加えるよう作動し、これによって、粒子と三
酸化イオウを含んでいる排ガスを発生するようになって
いる直接燃焼式乾燥装置によって生成される排ガスから
熱エネルギーを回収すると共に粒状物質を除去するため
の方法において、前記排ガスを熱交換器の中の管群の管
の間を上方に通すことと、周囲空気を前記管の中に通す
と共に通過させ、前記直接燃焼式乾燥装置に対する入力
補充空気を供給することとから成立っており、これによ
って、硫酸の凝縮及び粒子の捕捉を前記熱交換器の内部
のある高いレベルにおいて生じさせると共に水蒸気の連
続的な凝縮を前記熱交換器の内部のあるより高いレベル
において生じさせるようにすることを特徴とする方法。7. operative to produce heated air by burning fuel in conjunction with the input air and operative to add said heated air into the drying process, thereby generating exhaust gas containing particles and sulfur trioxide; A method for recovering thermal energy and removing particulate matter from exhaust gas produced by a direct-fired dryer, the exhaust gas being passed upwardly between the tubes of a tube bank in a heat exchanger. and passing ambient air into and through the tube to provide input supplementary air to the direct combustion dryer, thereby preventing sulfuric acid condensation and particle entrapment. A method characterized in that the condensation of water vapor takes place at a higher level inside the heat exchanger and the continuous condensation of water vapor takes place at a higher level inside the heat exchanger. ８．水蒸気、三酸化イオウ及び粒状物質を含んでいる高
温排ガスの中に含まれている熱エネルギーを回収するた
め及び同時に排ガスから前記粒状物質及び三酸化イオウ
の実質的な量を除去するための方法において、前記排ガ
スを熱交換関係に管群の管の間を上方に通過させること
と、同時に、流体を下方に前記管群の管を通過させるこ
ととから成立っており、前記流体の温度及び流量が、前
記排ガスの入力温度及び流量差びに前記管群の熱交換器
表面に関係して、前記管群の上方の管の内部の前記流体
の温度が４８．９℃（１２０°Ｆ）以下にとどまるよう
に選択され、これによって、前記排ガスが管の前記管群
の上方の管を通る時に、前記排ガスから水の連続的な実
質的な凝縮と、前記管群の下方の管を洗浄するために前
記管群の上方の群からの凝縮物の連続的な落下とを生じ
させ、この場合、前記高温排ガスの中の潜熱エネルギー
の実質的な部分が前記流体に伝達され、凝縮物からの前
記管の湿潤が、前記粒状物質の部分が一時的に前記管群
の管に粘着されるようにし、また、凝縮物の連続的な落
下が粒状物質の部分を捕捉し、粒状物質及び硫酸を管か
ら洗い、前記管群の下方部において凝縮物によって形成
された硫酸を稀釈するようにすることを特徴とする方法
。8. In a method for recovering thermal energy contained in a hot exhaust gas containing water vapor, sulfur trioxide and particulate matter and at the same time removing a substantial amount of said particulate matter and sulfur trioxide from the exhaust gas. , consisting of passing the exhaust gas upwardly between the tubes of the tube group in a heat exchange relationship and simultaneously passing the fluid downwardly through the tubes of the tube group, the temperature and flow rate of the fluid being However, depending on the exhaust gas input temperature and flow rate difference and the heat exchanger surface of the tube bank, the temperature of the fluid inside the upper tubes of the tube bank may be below 48.9°C (120°F). selected to remain so as to cause continuous substantial condensation of water from the exhaust gas as it passes through the upper tubes of the group of tubes and to clean the lower tubes of the group of tubes. and a continuous fall of condensate from the upper group of tubes, in which case a substantial portion of the latent heat energy in the hot exhaust gas is transferred to the fluid and the condensate from the condensate The wetting of the tubes causes parts of the particulate matter to temporarily stick to the tubes of the tube bank, and the continuous fall of condensate traps parts of the particulate matter and removes the particulate matter and sulfuric acid from the pipes. A method characterized in that the sulfuric acid formed by the condensate in the lower part of the group of tubes is diluted. ９．前記排ガスが、前記管群を通って上方に１秒当たり
３．０５〜１．８３ｍ（１０〜６０フィート）の範囲内
の速度で向けられる特許請求の範囲第８項記載の方法。9. 9. The method of claim 8, wherein said exhaust gas is directed upward through said tube bank at a velocity within the range of 10 to 60 feet per second. １０．前記排ガスが、前記管群を含んでいるハウジング
を上方に、前記ハウジングの内部において前記排ガスの
中に水柱５．０８〜１２７ｍｍ（０．２〜５インチ）の
範囲内の圧力降下を生じさせて通過されるようにする特
許請求の範囲第８項記載の方法。10. the exhaust gas producing a pressure drop within the range of 0.2 to 5 inches of water above a housing containing the tube bank and within the exhaust gas within the housing; 9. The method of claim 8, wherein １１．前配管群の管が、食い違いとされ、これによって
、上方の管から落下する凝縮物が、下方が管の上をはね
返すようにする特許請求の範囲第８項記載の方法。11. 9. A method as claimed in claim 8, in which the tubes of the front group are staggered so that condensate falling from the upper tubes bounces back onto the tubes below. １２．前記管群の下方に落下した粒状物質と混合された
凝縮物を、連続的に除去する段階を含んでいる特許請求
の範囲第８項記載の方法。12. 9. The method of claim 8, including the step of continuously removing condensate mixed with particulate matter that has fallen below the tube bank. １３．前記排ガスの前記入力温度を監視することと、前
記入力温度がある予定された温度を超過することを阻止
するために、より低温のガスを前記高温排ガスと混合す
ることとの段階を含んでいる特許請求の範囲第８項記載
の方法。13. monitoring the input temperature of the exhaust gas; and mixing cooler gas with the hotter exhaust gas to prevent the input temperature from exceeding a predetermined temperature. The method according to claim 8. １４．前記管群の上方から前記管群の上に液体の噴霧を
周期的に向ける段階を含んでいる特許請求の範囲第８項
記載の方法。14. 9. The method of claim 8, including the step of periodically directing a spray of liquid onto the group of tubes from above the group of tubes. １５．管を通過した前記流体が水から成立っており、ま
た、前記方法が、高温水貯蔵装置から前記管へ水を供給
することと、前記管から前記貯蔵装置へ水を供給するこ
ととの段階を含んでいる特許請求の範囲第８項記載の方
法。15. the fluid passed through the tube comprises water, and the method includes the steps of supplying water from a hot water storage device to the tube and supplying water from the tube to the storage device. 9. The method of claim 8 comprising: １６．前記管群の上部に上方に出るガスの温度をある予
定された値に維持するために、前記管群の前記管の間を
通過される前記排ガスの量を変える段階を含んでいる特
許請求の範囲第８項記載の方法。16. The method of claim 1 further comprising the step of varying the amount of exhaust gas passed between the tubes of the tube bank in order to maintain the temperature of the gas exiting upwardly at the top of the tube bank at a predetermined value. The method described in Scope Item 8. １７．前記流体の出口温度を検出することと、前記流体
の前記出口温度をある予定された値に維持するために前
記管群の前記管の間を通過される前記排ガスの量を変え
ることとの段階を含んでいる特許請求の範囲第８項記載
の方法。17. detecting the outlet temperature of the fluid and varying the amount of exhaust gas passed between the tubes of the tube bank to maintain the outlet temperature of the fluid at a predetermined value; 9. The method of claim 8 comprising: １８．水蒸気を含んでいる熱排ガスの中に含まれている
熱エネルギーを回収するための方法において、前記排ガ
スを熱交換関係に管群の間を下方に通すことと、同時に
、加熱されるべき流体を前記管群の連続する管を通して
上方に通すこととから成立っており、前記流体の温度及
び流量は、前記排ガスの入力温度及び流量並びに前記群
の熱交換表面に関係して、前配管の下方の群の内部の温
度は（１２０°Ｆ）以下にとどまり、これによって、前
記排ガスが管の前記の下方の群を通る時に前記排ガスか
らの水の連続的な実質的な凝縮を生じさせると共に管の
前記の下方の群から凝縮物の連続的な落下が生ずるよう
に選択されるようにすることを特徴とする方法。18. A method for recovering the thermal energy contained in a hot exhaust gas containing water vapor, in which said exhaust gas is passed downwardly between tube banks in heat exchange relationship and at the same time the fluid to be heated is passing upwardly through successive tubes of said tube bank, the temperature and flow rate of said fluid being determined in relation to the input temperature and flow rate of said exhaust gas and the heat exchange surfaces of said group below the front pipe. The temperature inside the group of tubes remains below (120° F.), thereby causing continuous and substantial condensation of water from the exhaust gas as it passes through the lower group of tubes. A method characterized in that the selection is such that a continuous fall of condensate from said lower group of . １９．前記排ガスが、前記管の群を通って下方に、３．
０５〜１８．３ｍ（１０〜６０フィート／秒）の範囲内
の速度で行なわれるようにする特許請求の範囲第１８項
記載の方法。19. 3. the exhaust gas flows downwardly through the group of tubes;
19. The method of claim 18, wherein said method is carried out at a speed within the range of 10 to 60 feet per second. ２０．前記排ガスが前記管の群を含んでいるハウジング
を通って下方に、前記ハウジングの内部において前記排
ガスの中に生ずる水柱５．０８〜１２７ｍｍ（０．２〜
５インチ）の範囲内部の圧力降下で通されるようにする
特許請求の範囲第１８項記載の方法。20. As the exhaust gas passes downward through the housing containing the group of tubes, a water column of 5.08 to 127 mm (0.2 to 127 mm) occurs in the exhaust gas inside the housing.
19. The method of claim 18, wherein the pressure drop is within the range of 5 inches. ２１．前記管の群の下方に落下した凝縮物を連続的に除
去する段階を含んでいる特許請求の範囲第１８項記載の
方法。21. 19. The method of claim 18, including the step of continuously removing condensate that has fallen below said group of tubes. ２２．前記排ガスが前記管群を下方に通る前に、前記排
ガスの中に洗い流し液体を導入する段階を含んでいる特
許請求の範囲第１８項記載の方法。22. 19. The method of claim 18, including the step of introducing a flushing liquid into the exhaust gas before the exhaust gas passes downwardly through the tube bank. ２３．前記排ガスの入力温度を監視すること及び前記入
力温度がある予定値を超過することを防止するために、
より低温度のガスを前記高温排気ガスと混合することと
の段階を含んでいる特許請求の範囲第１８項記載の方法
。23. monitoring the input temperature of the exhaust gas and preventing the input temperature from exceeding a certain predetermined value;
19. The method of claim 18, including the step of mixing lower temperature gas with the hot exhaust gas. ２４．前記群の前記管の間を通過しつつある前記排ガス
の量を、前記管群の下部を下方に出て行く排ガスの温度
をある予定値に維持するために変える段階を含んでいる
特許請求の範囲第１８項記載の方法。24. Varying the amount of the exhaust gas passing between the tubes of the group in order to maintain the temperature of the exhaust gas exiting the lower part of the tube group at a predetermined value. The method according to scope item 18. ２５．前記流体の出口温度を検出すること及び前前記群
の前記管の間を通過しつつある前記排ガスの量を、前記
流体の前記出口温度をある予定値に維持するために変え
ることの段階を含んでいる特許請求の範囲第１８項記載
の方法。25. detecting the outlet temperature of the fluid and varying the amount of the exhaust gas passing between the tubes of the first group to maintain the outlet temperature of the fluid at a predetermined value. 19. The method according to claim 18. ２６．前記排ガスを前記管の下方の群を通って前記排ガ
スの下方への通過の後に、実質的な水平成分を有してい
る方向に向け、これによって、排ガスの流れから凝縮物
及び粒状物質を分離するようにする特許請求の範囲第１
８項記載の方法。26. Directing the exhaust gas in a direction having a substantially horizontal component after the downward passage of the exhaust gas through the lower group of tubes, thereby separating condensate and particulate matter from the exhaust gas stream. Claim 1
The method described in Section 8. ２７．水蒸気を含んでいる熱排ガスの中に含まれている
熱エネルギーを回収するための方法において、前記排ガ
スを管群の水平に延びている管の間を熱交換関係に実質
的に第一の水平方向に通す段階から成立っており、前記
管は前記第一の水平方向に対して実質的に垂直に延びて
おり、また、同時に、加熱されるべき流体を前記群の連
続する管を通って前記第一の水平方向と反対に進行させ
る段階を含んでおり、前記流体の温度及び流量は、前記
排ガス及び前記群の熱交換表面に関して、前記群からの
前記排ガスの出口端部に隣接している管の群の内部の前
記流体の温度が４８．９℃（１２０°Ｆ）以下にとどま
り、これによって、前記排ガスからの水の連続的な実質
的な凝縮及び前記群の前記管からの凝縮物の連続的な落
下を生じさせるように選択されるようになっていること
を特徴とする方法。27. In a method for recovering thermal energy contained in a hot exhaust gas containing water vapor, the exhaust gas is transferred to a substantially first horizontal tube in a heat exchange relationship between horizontally extending tubes of a tube bank. the tubes extending substantially perpendicular to the first horizontal direction; and simultaneously passing the fluid to be heated through the group of successive tubes. proceeding in a direction opposite to the first horizontal direction, the temperature and flow rate of the fluid being adjacent to the outlet end of the exhaust gas from the group with respect to the exhaust gas and the heat exchange surface of the group. The temperature of the fluid inside the group of tubes remains below 120 degrees Fahrenheit, thereby causing continuous substantial condensation of water from the exhaust gas and condensation from the tubes of the group. A method characterized in that the method is selected to cause a continuous fall of objects. ２８．前記ガスが前記管群を通って３．０５〜１８．３
ｍ／ｓｅｃ（１０〜６０フィート／秒）の範囲内の速度
で押し進められるようになっている特許請求の範囲第２
７項記載の方法。28. The gas passes through the tube group from 3.05 to 18.3
Claim 2 adapted to be propelled at a speed within the range of m/sec (10-60 ft/sec).
The method described in Section 7. ２９．前記排ガスが前記管の群を含んでいるハウジング
を通って実質的に水平に通過させられ、前記ハウジング
の内部において前記排気ガスの中に水柱で５．０８〜１
２７ｍｍ（０．２〜５インチ）の圧力降下が生ずるよう
にした特許請求の範囲第２７項記載の方法。29. The exhaust gas is passed substantially horizontally through a housing containing the group of tubes, and within the interior of the housing there is a water column of 5.08 to 1 in the exhaust gas.
28. The method of claim 27, wherein a pressure drop of 0.2 to 5 inches is produced. ３０．前配管群の下部に落下した凝縮物を連続的に除去
する段階を含んでいる特許請求の範囲第２７項記載の方
法。30. 28. The method of claim 27, including the step of continuously removing condensate that has fallen to the lower part of the front pipe group. ３１．前記排ガスを前記管の群を通過させる前に前記排
ガスの中に洗い流し液体を導入する段階を含んでいる特
許請求の範囲第２７項記載の方法。31. 28. The method of claim 27, including the step of introducing a flushing liquid into the exhaust gas before passing the exhaust gas through the group of tubes. ３２．前記排ガスを、前記排ガスが前記群の前記管をほ
ぼ水平に通った後、実質的な垂直成分を持つ方向に向け
、これによって、排ガスの流れから凝縮物及び粒状物質
を分離する段階を含んでいる特許請求の範囲第２７項記
載の方法。32. directing the exhaust gas in a direction having a substantially vertical component after the exhaust gas passes substantially horizontally through the tubes of the group, thereby separating condensate and particulate matter from the exhaust gas flow; 28. The method according to claim 27. ３３．水蒸気及び三酸化イオウを含んでいる排ガスから
熱エネルギーを回収するための装置において、ガスが通
過するハウジングを境界する手段と、前記ガスが通過す
るハウジングを多数の異なったレベルにおいて一般的に
水平に通過している多数の管とから成立っており、前記
ガスの通路の内側及びハウジングの内部の前記ガスが通
過する前記管の外表面は腐食保護破覆を有しており、ま
た、装置は、前記排ガスが前記管の間及び前記ハウジン
グを経て上方に流れるように前記排ガスを前記ガスが通
過するハウジングに供給する手段と、３２．２℃（９０
°Ｆ）よりもより低温の流体を、前記管を順々に通して
下方に通過させ、これによって、前記排ガスを前記ハウ
ジングを上方に通過する時に、硫酸の凝縮の後に水蒸気
の連続的な凝縮及び前記ハウジングの中の下方の管の前
記ハウジングの内部の上方のレベルから落下する凝縮物
による連続的な洗浄が生ずるようにするための手段とか
ら成立っていることを特徴とする装置。33. In an apparatus for recovering thermal energy from exhaust gases containing water vapor and sulfur trioxide, means for bounding a housing through which the gas passes and generally horizontally extending the housing through which the gas passes at a number of different levels; the outer surface of the tubes through which the gas passes, inside the gas passage and inside the housing, has a corrosion protection break; , means for supplying the exhaust gas to a housing through which the gas passes, such that the exhaust gas flows upwardly between the tubes and through the housing;
°F) is passed downwardly through the tubes in sequence, thereby causing continuous condensation of water vapor after condensation of sulfuric acid as the exhaust gas is passed upwardly through the housing. and means for causing a continuous cleaning of the lower tube in the housing by condensate falling from the upper level of the interior of the housing. ３４．煙突と、前記排ガスを前記ガスが通過するハウジ
ンクの上端部から前記煙突へ輸送するために、前記ガス
が通過するハウジングの上部に設けられた上部ハウジン
グ手段とを含んでおり、前記上部ハウジング手段及び前
記煙突は、耐酸性補強ファイバカラスから形成されてい
る特許請求の範囲第３３項記載の装置。34. a chimney; and upper housing means disposed at the top of the gas-passing housing for transporting the exhaust gas from an upper end of the gas-passing housing to the chimney, the upper housing means and 34. The apparatus of claim 33, wherein the chimney is formed from acid-resistant reinforced fiberglass. ３５．凝縮物を集め、前記排ガスを前記ガスが通過する
ハウジングの下方に輸送するために下部ハウジング手段
を含んでおり、前記下部ハウジング手段は前記下部ハウ
ジング手段から前記凝縮物を排出するためのドレン手段
を含んでいる特許請求の範囲第３３項記載の装置。35. lower housing means for collecting condensate and transporting said exhaust gas below a housing through which said gas passes; said lower housing means having drain means for discharging said condensate from said lower housing means; 34. The apparatus of claim 33 comprising: ３６．前記排ガスを前記ガスが通過するハウジングへ供
給するための前記手段が、前記ハウジンクの内側の前記
排ガスに１秒車たり９．１４〜１８．３ｍ（３０〜６０
フィート）流速を与えるために送風機を含んでいる特許
請求の範囲第３３項記載の装置。36. The means for supplying the exhaust gas to a housing through which the gas passes is configured to supply the exhaust gas inside the housing with a velocity of 9.14 to 18.3 m (30 to 60 m) per second car.
34. The apparatus of claim 33, including a blower to provide a flow rate of ft). ３７．前記排ガスを前記ガスが通過するハウジングに供
給する前に、前記ガスが通過するハウジングの中へ通さ
れるガスの温度を、前記の腐食保護被覆のそれぞれのあ
る予定された材料制限温度以下のある温度に制限するた
めに、空気を前記排ガスと混合するための手段を含んで
いる特許請求の範囲第３３項記載の装置。37. Before supplying said exhaust gas to said gas-passing housing, the temperature of the gas passed into said gas-passing housing is adjusted to be below a certain predetermined material limit temperature of each of said corrosion protection coatings. 34. The apparatus of claim 33, including means for mixing air with said exhaust gas to limit the temperature. ３８．若しも、前記排ガスの温度がある予定値を超過し
たならば、前記ガスが通過するハウジングへの前記排ガ
スの供給を自動的に終らさせるための手段を含んでいる
特許請求の範囲第３３項記載の装置。38. Claim 33 comprising means for automatically terminating the supply of the exhaust gas to the housing through which the gas passes if the temperature of the exhaust gas exceeds a predetermined value. The device described. ３９．若しも、前記流体の温度がある予定値を超過し始
めたならば、煙道ガス温度を減少させるための手段を含
んでいる特許請求の範囲第３３項記載の装置。39. 34. The apparatus of claim 33, including means for reducing the flue gas temperature if the temperature of said fluid begins to exceed a predetermined value. ４０．前配管が鋼管から成立ち、それぞれが、それらの
外表面に３０ミル厚さよりもより薄いテフロンの層を有
している特許請求の範囲第３３項記載の装置。40. 34. The apparatus of claim 33, wherein the pre-pipes are comprised of steel tubes, each having a layer of Teflon less than 30 mils thick on their outer surface. ４１．前記管がアルミニュウム管から成立ち、それぞれ
が、それらの外表面に３０ミルの厚さよりもより薄いテ
フロンの層を有している特許請求の範囲第３３項記載の
装置。41. 34. The apparatus of claim 33, wherein said tubes are comprised of aluminum tubes, each having a layer of Teflon on their outer surface that is less than 30 mils thick. ４２．前記排ガスを前記ガスが通過するハウジングへ導
くように連結された熱交換器を含んでおり、また、前記
ガスが通過するハウジングへ導かれる排ガスの温度を制
御するために前記熱交換器を通る流体の流れを制御する
ための手段を含んでいる特許請求の範囲第３３項記載の
装置。42. a heat exchanger coupled to direct the exhaust gas to a housing through which the gas passes; and a fluid passing through the heat exchanger to control the temperature of the exhaust gas directed to the housing through which the gas passes. 34. The apparatus of claim 33, including means for controlling the flow of. ４３．排ガスが水蒸気凝縮温度及びそれ以上において凝
縮可能な水の蒸気と、前記水蒸気凝縮温度よりもより高
い腐食性成分凝縮温度及びそれ以下において凝縮可能な
腐食成分とを含んでいる排ガスから、流体を加熱するこ
とによって熱を回収するための装置において、前記排ガ
スの最初の温度よりもより小さいが、前記腐食成分凝縮
温度よりもより大きい変形温度を有している耐食材料で
裏張りされたガス通路を有している第一熱交換器と、前
記ガス通路と熱交換関係にある流体通路と、凝縮された
腐食性成分によって損傷を受ける第二熱交換器とから成
立ち、前記第二熱交換器は前記最初の温度にある前記排
ガスを受け取り且つ前記変形温度よりも低いが、前記腐
食性成分凝縮温度以上である第二温度に冷却し、前記排
ガスを前記第一熱交換器の前記ガス通路に供給するよう
に連結されており、また、前記第一及び第二熱交換器を
通る前記排ガスの流量及び前記第一熱交換器を通る前記
流体の流量を、水蒸気の凝縮が前記第一熱交換器の中に
おいて連続的に生じ且つ凝縮が前記第二熱交換器内にお
いては生じないように確立するための手段を含んでいる
ことを特徴とする装置。43. Heating a fluid from an exhaust gas, the exhaust gas containing water vapor condensable at and above the water vapor condensing temperature and corrosive components condensable at and below the water vapor condensing temperature. In an apparatus for heat recovery by a gas passage lined with a corrosion-resistant material having a deformation temperature less than the initial temperature of the exhaust gas but greater than the corrosive component condensation temperature. a fluid passageway in heat exchange relationship with the gas passageway; and a second heat exchanger that is damaged by condensed corrosive components; receives the exhaust gas at the first temperature and cools it to a second temperature that is below the deformation temperature but above the corrosive component condensation temperature, and directs the exhaust gas into the gas passage of the first heat exchanger. the flow rate of the exhaust gas through the first and second heat exchangers and the flow rate of the fluid through the first heat exchanger, and the condensation of water vapor is connected to the first heat exchanger. Apparatus, characterized in that it comprises means for establishing that condensation occurs continuously in the vessel and that condensation does not occur in the second heat exchanger. ４４．前記第二熱交換器が、流体通路と、それに熱交換
関係にあるガス通路とを含んでおり、更に、装置は、前
記第一熱交換器からの前記流体を前記第二熱交換器の流
体通路に供給する手段を含んでおり、前記第一熱交換器
は、前記流体を前記水蒸気凝縮温度から、前記腐食性成
分凝縮濃度以上であるが、前記変形温度以下である第三
温度に加熱するように作動可能となっている特許請求の
範囲第４３項記載の装置。44. the second heat exchanger includes a fluid passageway and a gas passageway in heat exchange relationship therewith, and the apparatus further comprises transferring the fluid from the first heat exchanger to the fluid of the second heat exchanger. the first heat exchanger heating the fluid from the water vapor condensation temperature to a third temperature that is above the corrosive component condensation concentration but below the deformation temperature; 44. The device of claim 43, wherein the device is operable to: ４５．前記第二熱交換器が、前記流体を前記変形温度を
超過する温度まで加熱するように作動可能となっている
特許請求の範囲第４３項記載の装置。45. 44. The apparatus of claim 43, wherein the second heat exchanger is operable to heat the fluid to a temperature above the deformation temperature. ４６．前記排ガスを与えるために燃焼空気を燃焼させる
燃焼源及び前記流体を前記燃焼源に導き、燃焼空気を前
記燃焼跡に供給するための手段を含んでいる特許請求の
範囲第４３項記載の装置。46. 44. The apparatus of claim 43, including a combustion source for combusting combustion air to provide the exhaust gas and means for directing the fluid to the combustion source and providing combustion air to the combustion trail. ４７．空気及び水を加熱するために水蒸気を含んでいる
熱排ガスから熱エネルギーを引出すための装置において
、ガス通過ハウジングを境界する手段と、前記排ガスを
前記ガス通過ハウジンクを通って上方に通すための手段
と、前記ガス通路ハウジングの下方部分を貫いて延びて
いる第一の多数の管と、前記ガス通路ハウジングの上方
部分を貫いて延びている第二の多数の管とから成立って
おり、前記ハウジングの内部及び前記ハウジングの内部
の前記管の外表面はプラスチックの耐食性被覆を有して
おり、また、加熱されるべき空気を前記第一の多数の管
を通過させるための手段と、加熱されるべき水を前記第
二の多数の管を通過させるための手段とを含んでおり、
前記第二の多数の管の群の中の前記水の温度は、前記水
蒸気の凝縮温度以下に維持され、これによって、前記第
二の多数の管の上において生ずる凝縮物が連続的に、前
記通路ハウジングの内部に落下し、前記第一の多数の管
を濡らすようにしたことを特徴とする装置。47. An apparatus for extracting thermal energy from a hot exhaust gas containing water vapor for heating air and water, comprising means for bounding a gas passage housing and means for passing said exhaust gas upwardly through said gas passage housing. a first plurality of tubes extending through a lower portion of the gas passage housing; and a second plurality of tubes extending through an upper portion of the gas passage housing; The interior of the housing and the outer surface of the tubes inside the housing have a plastic corrosion-resistant coating, and means for passing air to be heated through the first plurality of tubes; and means for passing water through the second plurality of pipes,
The temperature of the water in the second plurality of tubes is maintained below the condensation temperature of the water vapor, so that the condensate formed on the second plurality of tubes is continuously Apparatus according to claim 1, wherein the device falls into the interior of the passageway housing and wets the first plurality of tubes. ４８．一般的に矩形のハウジングを境界している１対の
側部部材及び多数の穴を有している１対の金属管板と、
前記管板のそれぞれの内表面を前記管板の中の前記穴の
それぞれを貫いて管板の外側まで延びている前記管板の
部分と共に被覆している１対のプラスチック薄板と、プ
ラスチック外部被覆を有している多数の金属管とから成
立っており、前記金属管のそれぞれは前記管板の両方の
中の各穴を貫いて延ひていると共にその外部のプラスチ
ック被覆の、金属管が貫いて延びている管板の穴を貫い
て延びているプラスチック薄板の部分によってつかむこ
とによって所定位置に機械的に固着されていることを特
徴とする熱交換器装置。48. a pair of side members bounding a generally rectangular housing and a pair of metal tube sheets having a number of holes;
a pair of plastic sheets covering the inner surface of each of the tubesheets with a portion of the tubesheet extending through each of the holes in the tubesheet to the outside of the tubesheet; and a plastic outer coating. consisting of a number of metal tubes having a A heat exchanger device, characterized in that it is mechanically secured in place by gripping by a section of plastic sheeting extending through a hole in a tubesheet extending therethrough. ４９．１対のプラスチック薄板が、前記側部部材のそれ
ぞれの内側表面を被覆しており、前記管板が１対のフラ
ンジを含んでおり、前記管板のそれぞれの内側表面を被
覆している前記プラスチック薄板のそれぞれが、前記内
側表面から前記フランジの少なくとも一部分を被覆ずよ
うに延びるように形成されており、前記管部材及び前記
管板が、前記側部部材を被覆しているプラスチック薄板
の部分が、前記フランジを被覆しているプラスデック薄
板の部分に対して着座されるように、一緒に固着されて
いる特許請求の範囲第４８項記載の熱交換器装置。49. A pair of plastic sheets cover the inner surface of each of said side members, said tubesheet including a pair of flanges and cover the inner surface of each of said tubesheet. Each of the plastic sheets is configured to extend from the inner surface without covering at least a portion of the flange, and the tube member and the tube sheet cover the plastic sheet covering the side member. 49. A heat exchanger arrangement as claimed in claim 48, wherein the parts are secured together so as to be seated against the part of the Plasdex sheet covering the flange. ５０．水蒸気を含んでいる排ガスから熱エネルギーを回
収するための装置において、ガス通路ハウジングを境界
する手段と、前記ガス通路ハウジングを貫いて多数の異
なったレベルにおいてほぼ水平に延びている多数の管と
から成立っており、前記ガス通路ハウジングの内側及び
前記ガス通路ハウジングの内部の前記管の外表面は腐食
保護被覆を有しており、また、前記排ガスを前記ガス通
路ハウジンクへ前記排ガスの実質的は垂直な下方向の流
れのために前記の管の間及び前記ハウジングを貫いて供
給するための手段と、最初３２．２℃（９０°Ｆ）より
もより低い流体を前記管の連続する’７７を通して上方
へ押し進めるための手段とを有しており、これによって
、前記排ガスからの水蒸気の前記ハウジング内部の管の
最下部の群に隣接して連続的な凝縮を生じさせ、更に、
凝縮された水蒸気を集めるために前記ガス通路ハウジン
クの下部に置かれた充満空間手段と、前記排ガスを前記
の最下部の管の群の下方の点からほぼ水平方向に輸送す
るように連結されたダクト手段々を有していることを特
徴とする装置。50. An apparatus for recovering thermal energy from exhaust gas containing water vapor, comprising means bounding a gas passage housing and a number of tubes extending substantially horizontally at a number of different levels through said gas passage housing. wherein the interior of the gas passage housing and the outer surface of the tube within the gas passage housing have a corrosion protective coating, and substantially all of the exhaust gas is transferred to the gas passage housing. means for supplying fluid between said tubes and through said housing for vertical downward flow; means for forcing water vapor from the exhaust gas upwardly through the housing, thereby causing continuous condensation of water vapor from the exhaust gas adjacent the lowermost group of tubes within the housing;
plenum space means located at the bottom of said gas passage housing for collecting condensed water vapor and connected to transport said exhaust gas in a generally horizontal direction from a point below said bottom group of tubes; A device characterized in that it has duct means. ５１．前記排ガス通路ハウジングの下方への通過の前に
、前記排ガスに洗い流し液体を混合するための手段を有
している特許請求の範囲第５０項記載の装置。51. 51. Apparatus as claimed in claim 50, including means for mixing a flushing liquid into the exhaust gas prior to passage downwardly through the exhaust gas passage housing. ５２．ガス通路ハウジングの各端部部分を境界するため
に間隔を置かれた第一及び第二の管シートと、それぞれ
前記の管シートの中のプラスチックを裏張りされた穴の
各対を貫いてそれぞれが延びている多数の金属管とから
成立っており、前記管シートのそれぞれは、多数の穴を
有している金属板と、各管シートの一つの側を被覆して
いるプラスチック製の腐食保護シートから成立っており
、プラスチックシートの部分は金属板の中に熱及び圧力
によって穴を強制的にあけられて前記プラスチック裏張
りされた穴を与えるようにし、また、前記プラスチック
裏張りされた穴は、それらの形成の後、それらの直径の
減少を阻止するために栓をされ、更に、管を前記プラス
チック裏張りされた穴を貫いて管を組付けると栓がはず
され、この場合、前記プラスチック裏張りされた穴の直
径の減少が、プラスチック裏張りされた穴が前記管を捕
捉するようにしたことを特徴とする装置。52. first and second tube sheets spaced apart to bound each end portion of the gas passage housing and respectively extending through respective pairs of plastic-lined holes in said tube sheets; consisting of a number of metal tubes extending from each other, each of said tube sheets consisting of a metal plate having a number of holes and a plastic corroded tube covering one side of each tube sheet. consisting of a protective sheet, parts of the plastic sheet are forced into holes in the metal plate by heat and pressure to provide the plastic-lined holes; The holes are plugged after their formation to prevent a reduction in their diameter, and are unplugged upon assembly of the tube through said plastic-lined hole, in which case: Apparatus characterized in that a reduction in the diameter of the plastic-lined hole causes the plastic-lined hole to capture the tube. ５３．前記プラスチック裏張りされた穴の部分及びそれ
らの間の前記管の部分が腐食保護被覆によって覆われて
いる特許請求の範囲第５２項記載の装置。53. 53. The apparatus of claim 52, wherein the plastic-lined hole portion and the tube portion therebetween are covered by a corrosion protective coating. ５４．腐食保護被覆がテフロンから成立っている特許請
求の範囲第５２項記載の装置。54. 53. The apparatus of claim 52, wherein the corrosion protection coating consists of Teflon. ５５．水蒸気を含んでいる排ガスから熱エネルギーを回
収するだめの装置において、ガス通路ハウジングを境界
する手段を有しており、前記手段は１対の管シートを含
んでおり、前記ガス通路ハウジングを貫いてほぼ水平に
延びている多数の円筒状の金属管と前記端部を前記ガス
通路ハウジングの外側に置かれており、前記ガス通路ハ
ウジングの内側及び前記ガス通路ハウジングの内部の前
記の金属管の外表面は腐食保護被覆を有しており、また
、前記排ガスを前記ガス通路へ前記排ガスの前記管の間
と前記ハウジングを通って供給するためのブロワー手段
と、最初３２．２℃（９０°Ｆ）よりもより低い液体を
前記管の連続する管を通して押し進め、これによって、
前記排ガスから水蒸気の前記ハウジングの内部の前記管
の群に隣接して連続的な凝縮が生ずるようにしたことを
特徴とする装置。55. An apparatus for recovering thermal energy from exhaust gas containing water vapor, comprising means bounding a gas passage housing, said means including a pair of tube sheets extending through said gas passage housing. a plurality of substantially horizontally extending cylindrical metal tubes with their ends located outside the gas passage housing; The surface has a corrosion protective coating and also includes blower means for supplying the exhaust gas to the gas passageway between the exhaust gas pipes and through the housing and an initial temperature of 90°F. ) is forced through successive tubes of said tubes, thereby
Apparatus, characterized in that continuous condensation of water vapor from the exhaust gas takes place adjacent to the group of tubes inside the housing. ５６．前記ガス通路ハウジングの外部に置かれた継手手
段及び前記金属管の端部の相互連結する対を有している
特許請求の範囲第５５項記載の装置。56. 56. The apparatus of claim 55, including coupling means located externally of said gas passage housing and interconnecting pairs of ends of said metal tube. ５７．凝縮された水蒸気を集めるために前記ガス通路ハ
ウジングの下部に延びている充満室手段を有している特
許請求の範囲第５５項紀載の装置。57. 56. The apparatus of claim 55, including plenum chamber means extending below said gas passage housing for collecting condensed water vapor. ５８．前記排ガスの流れ方向を、それが前記ガス通路ハ
ウジングから出る時に変えるために前記ガス通路ハウジ
ングのガス出口端部に隣接してダクト手段を有しており
、これによって、排ガスの流れから粒子及び凝縮物を分
離するようにする特許請求の範囲第５５項記載の装置。58. ducting means adjacent the gas outlet end of the gas passage housing for changing the direction of flow of the exhaust gas as it exits the gas passage housing, thereby removing particles and condensate from the flow of exhaust gas; 56. Apparatus according to claim 55 for separating objects. ５９．前記ガス通路ハウジングを貫いて前記管シートの
間に延びている金属支持板を有しており、前記金属支持
板はプラスデック彼覆によって被覆され、前記管が前記
金属支持板の中の各穴を貫いて延びると共に前記支持板
の上にプラスチック被覆の部分によって捕捉されるよう
になっている特許請求の範囲第５５項記載の装置。59. a metal support plate extending through the gas passage housing and between the tube sheets, the metal support plate being covered by a plastic cover, and the tubes extending through each hole in the metal support plate. 56. The apparatus of claim 55, wherein the apparatus is adapted to extend through and be captured on the support plate by a portion of plastic sheathing.