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1. (WO1980001510) ECHANGEUR DE CHALEUR TUBULAIRE DU TYPE ROTATIF
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明 細 書

回転形 ヒ一 トパイプ熱交換器

技術分野

本発明は、.. .ヒ一卜パイプ熱交換器、とくに比較的温 度の高いォ 1 の流体が流れる矛 1 の流路手段と、 比較 的温度の低い矛 2 の流体が流れる矛 2 の流路手段と、 矛 1 の流体か ら矛 2 の流体へ熱を伝える よ うに両流路 にわたつてその中 を通る ように配置された複数本の ヒ ー トパイプとを含み、矛 1 の流体から矛 2 の流体へ熱 を伝える ヒー 卜パイプ熱交換器に関する ものである。 背景技術 '

従来、 この種の熱交換器の代表的な ものには、 複数 本の ヒートパイプを一群と して配列、固定し、 その中 央部を仕切って両側に 2 つの流路を形成 し、一方に高 温流体、 他方に低温流体を ヒー トパイプ群と交差する よ うに流し、ヒートパイプの特性を利用 して高温流体 よ 得 られた熱を ヒー 卜パイプ内の封入流体を通 じて 低温流体に伝える固定形 ヒー トパイプ熱交換器がある。 この固定形熱交換器は構造が簡単で製造が容易であ る 反面、 腐蝕性や閉塞性が強い流体 供した場合、 ある 特定パイ プ例えば低温部パイ プが他の部位のパイプに 比べ早:期に腐蝕、 閉塞 し、その取替えや清掃な どの保 守が困難であ るという欠点を有している。

本発明の 目的は、 この ような従来の欠点を解消 して

OMPI WIPO 匕一 卜パイプの腐食や閉塞が特定の部位に偏在 しな 匕一 卜パイプ熱交換器を提供する ことにある。

本発明の他 の目的は保守の容易 な 匕一トパイプ熱交 換器を提供す'る こ とである。

発明の開.示

これ らの目的は次のような本発明による匕一トパイ プ熱交換器に よって達成される。 すなわちこの匕一ト パイ プ熱交換器は、 矛 1 またはォ 2 の流体がその間を 通過で きるよう間隔で配置された前記複数本の ヒー トパイプで形成された ロー夕を含み、 このロー夕は、 該 ロータに固定されその 中の牙 1 の流路を矛 2 の流路 か ら分離する分離手段を含み、 この ロー夕は回転可能 に構成されて る。

本発明の一態様に よれば、 このロー夕は全体として 円筒形状を し、その周緣の近傍に複数本の ヒー 卜パ イ ブを配置する ように構成してもよ。

本発明の他の一態様に よれば、 このヒートパイプ熱 交換器は前記 ロー夕を回転させる駆動手段を含んで も よ

本発明の他の一態様に よれば、 前記ロー夕は、牙 1 または矛 2 の流体を ロータの中心へ導入した これか ら導出 した する ように円筒形状の軸に対 して放射状 に配列された複数の偏向手段を含んで もよい。

図面の簡単 説明

本発明 のこれらの特徵およびその他の 目的は添付図 面を参照 した以下の詳細 ¾説明に よって よ 明確とな ろ う。図面にお て、

才 1 図は本発明に よる回転形匕一トパイプ熟交換器 の模式的縦断面図、

才 2 図は才 1 図に示す熱交換器 の線 H — I から見た 縦断面図であ る。

発明 を実施する ための最良の形態

牙 1 図および矛 2 図は本発明に よる回転形匕一トパ ィ プ熟交換器を ガス対ガス の熱交換へ応用 した一実施 例を示すが、 本発明は このようる気体の熱交換に限定 される もので ¾ いことは明らかである。同図において、 口 一タ 2 8 は、 2 つの円形の端板 ό と、ロー夕軸 1 0 に対 して放射状に適当枚数配置され両端板' ό に固定さ れたダイ ヤフラム 7 と、隣接する 2 枚のダイヤフラム

7 で形成される扇状空間内に適当本数配置され両端板 ό に固定された匕一トパイプ 8 と、匕一卜パイプ 8 が 貫通 し高温ガス と低温ガスが混合 し い よぅ配設され た密封壁 9 とによ D 構成される。ロー夕 2 8 は、端板 ό の中心に取付け られた軸 1 0 によ ]3 図式的に示した 軸受 1 1 に対して回転可能に支持される。 ヒー トパイ プ 8 は伝熱効率を よくするためフィン(図示せず)を 設け伝熱面を拡大する ようにしてもよい。ロー夕 2 8 は、 軸 1 0 を貫通させ.たケー シング 5 内に配置される

OMPI WIPO _Λ . 1 ケ一シング 5 は高温ガス入口ダクト 1 、同出口ダク卜 3 、低葸ガス入口ダクト 4 、 よび同出口ダク卜 2 に 接続され る。 また、ロー夕 2 8 とケ一シング 5 の間の 間隙を密封ナる ため、 密封壁 9 の外周部に中央円周 シ

5 ール 2 5 、ダイヤフラム 7 の外周部軸方向にアキシャ ル シール 2 4 、その相手面としてケーシング 5 の側に アキシャル シールプレート 2 5 、および端板 ό の外周 部に円周シ ール 2 ό がそれぞれ取付け られる。

高温ガス入 口ダクト 1 よ ]? 導入された高温ガスは矢 t o 印 1 3 の如くケーシング 5 の中に流入し、矢印 1 4 の 如 くヒートパイプ群 8 の間を通過することによ、匕 一 卜パイプ 8 に熟を与え る。これはさ らにロー夕 8 の 中心部に流入 して矢印 1 5 の如く流れ、矢印 1 ό の如 く再び匕一卜パイプ群 8 の間を通過することによ ? 、

1 5 ヒー トパイプ 8 に更に熱を与えて冷却され、 高温ガス 出 口ダクト S へ矢印 1 7 の如く流.出する。一方低温ガ スは、 低温ガス入口 ダ クト 4 よ ]? 矢印 1 8 の如くケー シング 5 の中へ流入し、矢印 1 9 、 2 0 および 2 1 の 如 く匕一卜パイプ群 8 を通過することによ ]? 匕一卜パ 0 イ ブ 8 よ ]3 熟を吸収し、すなわち加熱され、 低温ガス 出口 ダクト 2 へ矢印 2 2 の如く流出する。

高温ガスが ロータ 2 8 の外周部 よ ]? 中心部へ流入す る、または低温ガスが ロー夕 2 8 の中心部 よ ]3 外周部 4 へ流出する ロー夕 2 8 の半円筒部を高温側、 反対側

ΟΜΡΙ WIPO 半円筒部を低温側と それぞれ称する こ ととする。通常 高温 ガスはポイ ラの排ガスる どであ 、 排ガス中に含 まれる硫酸分やダス トによ ]3 主として低温側の伝熱面 が腐食 して減肉 した 目詰 を生ずる恐れが多い。

本発明に よれば、 軸 1 0 をたとえぱモー夕などの駆 動装置 4 0 によ ]? 矢印 1 2 の如く駆動してロー夕 2 8 回転さ せる ことによ ]? 、ヒートパイプ群 8 低温側に位 置する部分を高温側に移動させ、 高温側は低温側に移 動せ しめる。 このようにロー夕 2 8 を一時的又は連続 的に回転させる こ とによ ] 3 、ヒートパイプ 8 の伝熱面 の腐食減肉 を均等にする こ とが可能とな 、したがつ て伝熟面の寿命をほぼ均等にする ことができる。

ま た、匕一トパイプも取換作業もロー夕 2 8 をたと えば手動に よ ]? —時的に回 feさせる ことによ 1) 、作業 員が定位置で行える利点があ る。 伝熟面の 目詰 U を防 止する 目的で煤吹装置が用い られるが、 本発明 よれ ば煤吹媒体を ロー夕 2 8 の外周部 よ 中心部へ噴射で き るよう煤吹ノズルを定位置に配置してロー夕 2 8 を 回転させる ことによ ]? その位置のロー夕 2 8 の円周の 煤吹 きが可能であ 、適当数の ノズルを軸方向に配置 すれば外周部全体の煤吹 きが可能であ る。また、ノズ ルを ロー夕 2 8 の軸方向に移動させな力 s らロ一夕 2 8 を回転させれば、 高温ガス側、 低温ガス側それぞれ最 小 1 個のノズルで全外周部の煤吹 き が可能であ る。外 ( ό )

周部 よ ]? の煤吹きで不充分の場合は、 ロータ軸 1 0 を 中空 とするように構成して適当るシール装置を装備す れば、 口一夕 2 8 の中心部へノズルを配置す ることが 可能 であ U 、- ロー夕 2 8 の中心部よ ]) 外周部への煤吹 きができ る。 また外周部および中心部か らの煤吹きを 併用すればほ とん ど全伝熱面の煤吹 きが可能であ る。

お、 低温側へ付着 し伝熱面を 目づま ]5 させる堆積 物は湿潤状態を呈 し煤吹 きによっても除去でき難いも のが多いが、 ロー夕 2 8 を回転させ低温側の伝熱面を 高温側に移動させれば堆積 が乾燥状態 と ¾ U 、伝熱 面 よ ]) はく離し、谋吹きによ!)容易に除去できるとい う大きな利点もある。

矛 1 図及び牙 2 図の実施例は、 ロー夕 2 8 の軸方向 が水平の場合を示 しているが、 適当 なる構造に設計 し て、 ロー夕 2 8 の軸方向をある角度で傾斜させた 、 また垂直 としてもよいことは述べるまでもるい。