(57)【要約】【課題】モジュール化熱交換器システム及び操業方法【解決手段】熱交換器システム１００は、独立して操業する複数の交流熱交換器モジュール１，２，３・・からなり、交流方式で、熱量を熱流体からモジュール内の熱交換媒体を介して冷流体に熱交換する。熱流体と冷流体は、スポイラーを切り替えて交互にモジュール中を流通し、内部の熱交換媒体を加熱、冷却して熱交換し、上下のダクトから流出入する。各交流熱交換器モジュールは、交流熱交換システムのコントローラーに接続され、交流熱交換器モジュールの操業状態を独立して交互に行うことができ、必要時に、過剰なモジュールを休止する。この他、交流熱交換システムのコントローラーは、手動、或いは自動方式で、交流熱交換器モジュールのオフラインを選択することができる。
2005515400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流方式により、熱量を熱気体から冷気体に伝達し、熱気体の熱量を回収するのに用いるモジュール化熱交換器システムであって、前記モジュール化熱交換器システムは、
熱、冷気体の総設計量の一部の分量を処理する規模からなると共に独立して操業可能な複数の交流熱交換器モジュールからなり、前記交流熱交換器モジュールは、
熱気体と冷気体が流通する前記交流熱交換器モジュールの経路に配置される熱交換材質と、
熱気体と冷気体の流路中に位置して開・閉操作により熱気体と冷気体が前記熱交換材質を流通する状況を制御する流量制御機構と、
前記交流熱交換器モジュールに接続され、前記交流熱交換器モジュールの前記流量制御機構を操作制御し、熱気体と冷気体が交互に前記熱交換材質を流通するようにして熱気体中の熱量を、交流方式で前記冷気体に伝達する交流熱交換器モジュールコントローラーと、
前記交流熱交換器モジュールそれぞれに接続され、前記交流熱交換器モジュールコントローラーが、順に、これらの交流熱交換器モジュールを操作制御するようにし、熱気体と冷気体が、順に流入して、各前記交流熱交換器モジュールを流通し、循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションする交流熱交換器システムコントローラーと、
からなることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記交流熱交換器システムコントローラーは、前記交流熱交換器システム内に存在する交流熱交換器モジュールの総数中から、任意の数量の交流熱交換器モジュールを選んで操業可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記交流熱交換器モジュールのサイズは、１８０インチ以下であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記流量制御機構は、少なくとも一つの気流制御スポイラーを有し、前記スポイラーは流量制御エレメントを有し、その開き位置と制限位置間で移動し、気体の前記スポイラーの流通を制御することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
上記流量制御機構は、更に増圧流体型アクチュエーターを備え、前記アクチュエーターは前記流量制御エレメントに接続され、前記流量制御エレメントは開き位置と制限位置間で移動することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
上記流量制御機構は、更に電動型アクチュエーターを備え、前記アクチュエーターは前記流量制御エレメントに接続され、前記流量制御エレメントは開き位置と制限位置間で移動することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記熱交換材質は、耐火材質であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記熱交換材質は、金属材質であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記耐火材質は、セラミックであることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
熱気体気流は、前記熱交換材質上で、冷気体気流と交差する方向に流動することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記各交流熱交換器モジュールは、熱気体総設計量中の相等量を処理することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記各交流熱交換器モジュールは、熱気体総設計量中の不相等量を処理することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記各交流熱交換器モジュールは、冷気体総設計量中の相等量を処理することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記各交流熱交換器モジュールは、冷気体総設計量中の不相等量を処理することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記交流熱交換器モジュール内で処理される熱気体総設計量中の量は、前記各交流熱交換器モジュール内で処理される冷気体総設計量中の量と等しいことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記交流熱交換器モジュールは、熱気体と冷気体の流動方向に垂直な断面は四角形であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
同一数量の前記交流熱交換器モジュールは、熱気体と冷気体をそれぞれ受容することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
不同一数量の前記交流熱交換器モジュールは、熱気体と冷気体をそれぞれ受容することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記交流熱交換器モジュールコントローラーは、アイドル操業モードを含み、このモード下で、前記流量制御機構は、熱気体と冷機体が交互に前記交流熱交換モジュールに流入する間、暫時、閉鎖し、熱気体と冷気体が前記交流熱交換器モジュールに流通しないようにすることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記交流熱交換器モジュールコントローラーは、オフライン操業モードを含み、このモード下で、前記流量制御機構は、一定時間閉鎖して選定された前記交流熱交換器モジュールを隔離し、熱気体と冷気体から隔離することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記交流熱交換器システムを流れる冷気体と熱気体の実際の流量が、冷気体と熱気体の総設計の流量より少ない時、前記選定された交流熱交換器モジュールは、オフライン操業モードで操業することを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記選定された交流熱交換器モジュールがオフライン操業モードで操業する時、その他の交流熱交換器モジュールは、継続して操業され、循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションすることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記交流熱交換器システムコントローラーは、電子型プログラム化可能コンピューターであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記電子型プログラム化可能コンピューターは、コンピューターコードを実行することが出来、各交流熱交換器モジュールの操業状態を制御し、循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションすることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
モジュール化熱交換器システムのコントローラーであって、独立して操業する複数の交流熱交換器モジュールに対して循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションし、前記制御システムは、
独立して操業する前記交流熱交換器モジュールに接続され、独立して操業する前記交流熱交換器モジュールは、少なくとも一つの加熱操業モードと冷却操業モードとを有する交流熱交換器を操業する交流熱交換器モジュールコントローラーと、
前記交流熱交換器モジュールコントローラーを制御して、加熱操業モードと前記冷却操業モードが、順に、独立して操業する複数の交流熱交換器モジュール間で操業され、加熱扇形領域を有し、冷却扇形領域の循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションする交流熱交換器システムコントローラーと、
からなることを特徴とするコントローラー。
【請求項２６】
前記交流熱交換器システムコントローラーは、前記交流熱交換器システム内に存在する交流熱交換器モジュールの総数中から、任意の数量の交流熱交換器モジュールを選出して操業することを特徴とする請求項２５に記載のコントローラー。
【請求項２７】
前記各交流熱交換器モジュールコントローラーは、アイドルモードを含み、前記モードは、順に、各交流熱交換器モジュール間で操業し、扇形領域の循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションすることを特徴とする請求項２５に記載のコントローラー。
【請求項２８】
独立して操業する前記各交流熱交換器モジュールコントローラーは、オフライン操業モードを含み、前記オフライン操業モードは、選定された交流熱交換器モジュールを隔離し、熱気体と冷気体から隔離すると同時に、循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションすることを特徴とする請求項２５に記載のコントローラー。
【請求項２９】
前記交流熱交換器システムコントローラーは、電子型プログラム化可能コンピューターであることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項３０】
前記電子型プログラム化可能コンピューターは、コンピューターコードを実行することが出来、各交流熱交換器モジュールの操業状態を制御し、循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションすることを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
モジュール化熱交換器の操業方法であって、モジュール化熱交換器システムに用いられ、“M”個の、独立して操業できる交流熱交換器モジュールは、“M”＝“N１＋N２＋N３”で、“N１”“N２”“N３”は整数で、且つ、“N１”“N２”はそれぞれ、独立して操業できる交流熱交換器モジュール中、第一気体と第二気体を受容するモジュールの数量を定義し、前記第一気体と前記第二気体は、熱気体と冷気体で組成される群から選出され、“N３”は独立して操業できる交流熱交換器モジュール中のアイドルモジュールの数量で、ゼロか、或いは、本方法は、
a)前記第一気体を、選定された交流熱交換器モジュールに通過させ、経過時間は“P  １”秒であり、
b)前記選定された交流熱交換器モジュールを“P３”秒、アイドルモードにし、“P  ３”＝“N３＊（P１＋P２）／（N１＋N２）”で、“P２”は工程（c）で定  義され、
c)前記第二気体を、選定された交流熱交換器モジュールに通過させ、経過時間は“P  ２”秒であり、
d)各選定された交流熱交換器モジュールは、前記工程（a）（b）（c）を何度も繰  り返す、
以上のような各工程からなることを特徴とするモジュール化熱交換器の操業方法。
【請求項３２】
前記各選定された交流熱交換器モジュールを順に操業し、各選定された交流熱交換器モジュールの操業状態は、その他の交流熱交換器モジュールと相対してずれていることを特徴とする請求項３１に記載のモジュール化熱交換器の操業方法。
【請求項３３】
前記“N３”＝１である時、各選定された交流熱交換器モジュールの操業状態は、先の交流熱交換器モジュールの操業状態と、（P１＋P２＋N３＊P３）／（N１＋N２＋N３）“秒ずれることを特徴とする請求項３２に記載のモジュール化熱交換器の操業方法。
【請求項３４】
前記“N１” ≠ “N２”である時、各選定された交流熱交換器モジュールの操業状態は、先の交流熱交換器モジュールの操業状態と、（P１＋P２＋N３＊P３）／（N１＋N２＋N３）“秒ずれることを特徴とする請求項３２に記載のモジュール化熱交換器の操業方法。
【請求項３５】
更に、
e）選定された交流熱交換器モジュールと前記第一気体、第二気体の気流を隔離する工程と、
f）低効率の操業モード下でその他のモジュールを操業する場合、“N１”“N２”“N３”は１をマイナスし、未操業の交流熱交換器モジュールを調整すると共に、必要な前記工程（d）を繰り返す工程と、
からなることを特徴とする請求項３１に記載のモジュール化熱交換器の操業方法。
【請求項３６】
前記工程（e）中で隔離された交流熱交換器モジュールが第一気体の“N１”個の交流熱交換器モジュールの集合を受容する場合、前記工程（f）の前の“P１”を“P１＊（N−１）／N１”に減小することを特徴とする請求項３５に記載のモジュール化熱交換器の操業方法。
【請求項３７】
前記工程（e）中で隔離された交流熱交換器モジュールが第一気体の“N１”個の交流熱交換器モジュールの集合を受容する場合、前記工程（f）の前の“P１”は不変であることを特徴とする請求項３５に記載のモジュール化熱交換器の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流熱伝導技術により、熱量を熱流体から、冷流体に伝導する装置、及び、その方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
長期に渡り、交流換熱器は、熱量を熱流体から、冷流体に伝導する一種の方法とされてきた。交流交換器の理論、及び、その操作状況は、公知技術の文献中に記載されている。
【０００３】
例えば、スティーブン（Stevens）による、米国特許第３２２５８１９号では、中に複数の独立した交流換熱気室を有する交流熱交換器を開示している。電気式制御システムは、熱冷気体が各気室を経て流通するのを制御し、熱、冷気体を、連続して、システムに提供する。しかし、この種の交流熱交換器は、高価で、空間を占拠し、且つ、幅広い変化を伴う操作条件の下で作業するのに適用できない。よって、循環式交流熱交換器（通称、ユングストロームホイール）により取って代わり、循環式交流熱交換器は、幅広く、パワープラント等に応用され、ボイラーの熱効率を向上させている。この循環式交流熱交換器は、米国のAir  Preheater社、英国のHowden社、及び、その他のメーカーで販売されている。
【０００４】
しかし、この循環式交流熱交換器は、幾つかの欠点がある。それらが、滑動密封エレメントに頼って熱気体と冷気体を分隔していることである。公知技術の文献、例えば、Finnemoreによる米国特許第６２２７１５０号で開示されるように、滑動密封エレメントは摩損しやすく、熱、冷気間の過大な交差漏れを招く。よって、滑動密封エレメントは頻繁に交換されなければならず、ボイラーの停止時間が長く、メンテナンスコストが高くなる。交差漏れは過大な寄生性電力消耗を生じ、ボイラー燃料の熱効率を低下させる。或いは、特別な密封エレメント調整装置を使用し、操作時に、交差漏れを最小にする必要がある。これにより、循環式交流熱交換器は、コストと複雑度が大幅に増加する。
【０００５】
この他、循環式交流熱交換器は、通常、大量の気体を操作制御する。大きいサイズは、循環式交流熱交換器が操作操業する期間、重大な熱変形の問題を生じる。一般のパワープラントにおいて、通常、二つ、或いは、三つの循環式交流熱交換器を使用し、循環式交流熱交換器中の任意の一エレメントの僅かな故障で、循環式交流熱交換器に対し修理を施さなければならず、同時に、ボイラーも停止するか、５０％の容量で操業する必要のある場合、電気エネルギー生成の重大な損失、そして、パワープラントの収益の損失に繋がる。
【０００６】
更に、循環式交流熱交換器の大きなサイズは、通常、大量の現場製造、及び、装着作業を必要とし、高額な装着コストがかかる。
【０００７】
また、オフピーク電力量の期間、ボイラーのメガワット級の負荷需要量が低下する時、循環式交流熱交換器を経る気体量も大幅に減少する。減少後の流量は、循環式交流熱交換器を流通する気流の速度を遅くする。これにより、灰が循環式交流熱交換器の熱交換材質の表面上に積もる速度が増加する。最終的に、伝熱効果の低下を招き、循環式交流熱交換器を頻繁にメンテナンスしなければならない。吸灰機、及び／又は、その他の装置により洗浄するのは、通常、交流換熱器の寄生性蒸気消耗量を増加させ、ボイラーの燃料転換の総効率を低下させる。
【０００８】
よって、明らかなように、現在、低い交差漏れで、各種異なる気量を操作制御する交流熱交換器が必要である。交流熱交換器は、気流が、全閉鎖の範囲内で、好ましい操業能力を形成することが必要である。この他、交流換熱器は、熱気体と冷気体を分隔する滑動密封エレメントが不要で、機械停止時間を減少させ、メンテナンスコストを抑え、寄生性電力と蒸気の消耗量を減少させる。更に、交流熱交換器は、廉価で、熱変形せず、耐腐食の熱交換材質を使用する。このような交流熱交換器は、安価で製造、運送、現場での装着ができる。以上のような長所を有する交流熱交換器により処理を進め、高効率で操作操業を実行し、且つ、費用と操業コストが減少される。
【特許文献１】特開平08-226779
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、交流熱伝導技術により、熱量を熱流体から、冷流体に伝導する装置、及び、その操業方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明の技術は、以下のような特徴を有する。
【００１１】
本発明の特徴として、熱気体と冷気体は、交互に、独立して操業でき、且つ、静止した複数の交流熱交換器モジュール中を通過し、交互方式伝熱扇形領域を有する循環式交流熱交換器の操作操業情況をシミュレーションする。交流熱交換器モジュール中、熱交換媒体は、熱気体からの熱量を吸熱して加熱され、前記熱気体を冷却する。一定時間後、交流熱交換器モジュールを流れる熱気体流を遮断し、冷気体を交流熱交換器モジュール内に導入する。冷気体は、先に加熱された熱交換媒体の熱量を吸収して加熱され、熱交換媒体を冷却する。第二時間後、交流熱交換器モジュールを流れる熱気体流は、再び、遮断される。次に、冷気体を、交流熱交換器モジュール内に再び導入する。以上のような循環は、必要に応じて、何度も繰り返すことが出来る。熱、冷気体が各交流熱交換器モジュールを通過する時間は交互であり、熱、冷気体が、順に、各静止した交流熱交換器モジュールを流れるようにし、これにより、交互方式伝熱扇形領域を有する循環式交流熱交換器の操作操業情況をシミュレーションする。
【００１２】
交流熱交換器モジュールは、モジュールを工場で組み立て、テスト、運送、現場装着が容易なサイズを選択することが出来る。交流熱交換器モジュールは、熱、冷気体出入口にあるスポイラーは、熱、気体の流動情況を制御し、スポイラーブレードの移動は、気動、液圧、電動アクチュエーターによる。
【００１３】
交流熱交換器モジュール内の熱交換媒体は、金属板、或いは、耐火板で、耐火板は、多層のブロック状を構成する。熱、冷気体は、各交流熱交換器モジュールを、同一、或いは、不同一の方向に流れる。各交流熱交換器モジュールは、交流熱交換器システムを流れる熱、冷気体総流量中の相等、或いは、不相等の量を処理することが出来る。この他、熱気体を受容する交流熱交換器モジュールの数量は、冷気体を受容する交流熱交換器モジュールの数量と同一、或いは、不同一である。
【００１４】
各交流熱交換器モジュールは、アイドル操業モードを有し、このモード下で、交流熱交換モジュールの熱気体と冷気体は、暫時、遮断され、この時、交流熱交換モジュールは熱気体と冷気体の交替時間の過渡期にある。更に、交流熱交換システムコントローラーを手動にて選択操作し、各交流熱交換モジュールはオフラインにして、修理、メンテナンスができる。或いは、ボイラーの空気需要量が減少し、気体流量が減少する時、交流熱交換システムコントローラーにより、交流熱交換モジュールが自動的にオフラインになる。交流熱交換モジュールがオフラインになっても、その他の交流熱交換モジュールが継続して操業されるので、循環式交流熱交換器の操作操業情況をシミュレーションする。
【００１５】
更に、本発明は、交流熱交換システムコントローラーを有する。交流熱交換システムコントローラーは、電子型プログラム化可能コンピューターで、コンピューターコードを実行して、各交流熱交換器モジュールの操業状態を制御すると共に、各交流熱交換器モジュールの操業状態を交互にして、循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションする。交流熱交換システムコントローラーは、アイドル操業モードとエレメントを有し、前記エレメントは、上述のような手動操作、或いは、自動方式で、交流熱交換器モジュールのオフライン作業を選択する。
【００１６】
更に、本発明は、独立して操業できる大量の交流熱交換器モジュールの操業方法を提供し、循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションする。本方法は、第一気体を交流熱交換器モジュールに通過させ、第一時間を経過させる。アイドルモードにし、一定時間経過させる。その後、第二気体を、交流熱交換器モジュールに通過させ、第二時間経過させる。交流熱交換器モジュールの操業状態は交互で、循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションする。この他、その他の循環式交流熱交換器が操業する時、前記第一気体と第二気体の操業時間は、同一でも不同一でもよい。
【発明の効果】
【００１７】
公知技術の欠点が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１と図４は、本発明の単一の交流熱交換器モジュールの局部断面立体図と図１の複数の交流熱交換器モジュールを組み合わせてなる交流熱交換器システム１００を示す図である。
【００１９】
図４で示されるように、交流熱交換器システム１００は、多数の交流熱交換器モジュールからなる。例として、図５で、五個の交流熱交換器モジュールが、符号１、２、３、４、及び５で、それぞれ示されている。五個の交流熱交換器モジュールは、同一でも、或いは、設計要求により若干の変化があってもよい。
【００２０】
図１は、典型的な交流熱交換器モジュール（即ち、本例中の交流熱交換器モジュール１）の細部構造を示す図である。交流熱交換器モジュール１は、H型ハウジング１hを構成し、その中に、中段１．１、及び、導管１．３、１．４、１．５、及び、１．６を有する。ハウジング１hは炭素鋼、或いは、ステンレス、或いは、その他の適切な材質からなる。また、その外部、或いは内部は熱絶縁され、熱損失を減少させる。図１で示されるように、中段１．１は箱体を構成し、頂部と底部、右側面１．１r、左側面１．１l、前側面１．１f、後側面１．１bを有する。
【００２１】
熱交換媒体１．２は、中段１．１内に収容される。熱交換媒体１．２は、熱交換媒体ベース１．７上で支持され、後者位置は、中段１．１の下端に接近する。熱交換媒体１．２は、一般的な熱交換媒体で、公知の交流熱交換器に適用できるものである。例えば、Spokoynyらによる米国特許第５３１８１０２号中で開示される構造型金属板がある。或いは、セラミック等の耐火材でもよい。例として、セラミック材の媒介ブロック体があり、米国のLantec  Products社の登録商標「Multi−Layered  Monolith  Media、MLM」で、Langらによる米国特許第５８５２６３６号で記述されている。或いは、その他の任意のパッケージ方式でもよく、Lantec  Products社のセラミック鞍型部品、或いは、金属棒、金属球、或いは、その他の形状でもよい。熱交換材質の全ての形式は技術者なら熟知しているものである。
【００２２】
中段１．１内の熱交換媒体１．２より高い上部自由容積部分は、図１において、符号１．１×で表示されている。
【００２３】
熱交換媒体ベース１．７は、熱交換媒体１．２のいかなるエレメントも支持し、例えば、熱交換媒体１．２を支持すると同時に、熱冷気体が、熱交換媒体１．２の柵格か孔板に流入するようにする。この種の支持エレメントは、Truppiらによる米国特許５７７０１６５号で開示されるなど、公知技術文献に記載されている。
【００２４】
中段１．１内の熱交換媒体１．２より低い下部自由容積部分は、図１において、符号１．１yで表示されている。
【００２５】
ハウジング１hの垂直アーム、及び、支脚は、それぞれ、導管１．３、１．４、１．５、及び１．６を構成し、熱冷気体がハウジング１hに流出入するようになっている。図１、図２、図３、図４中、これらの導管は、正方形、或いは、長方形の断面になっているが、円形でもその他の任意の断面でもよい。導管１．３は開口端１．３．１を有し、熱気体Hがハウジング１hに流入する。同様に、導管１．６は開口端１．６．１を有し、冷却された熱気体（H'で表示される）をハウジング１hから流出する。
【００２６】
流量制御機構は導管１．３に位置し、熱気体がハウジング１hに流入する量を制御する。図１において、流量制御機構は蝶型スポイラー１．３．２として示される。しかし、流量制御機構は、その他任意の、例えば、向上型スポイラー（図２で示される）、ゲート型スポイラー、双方入れ替えスポイラー（図３で示される）、或いは、気体流量を制御することができるその他の装置でもよい。この流量制御装置は、技術者なら熟知しているもので、米国製に、例えば、Precision  Engineered  Product社、Mosser  Dampers社、Bachmann  Dampers社、及び、その他の会社により販売されている。
【００２７】
同様に、蝶型スポイラー１．６．２は、導管１．６内に位置し、冷却された熱気体H'がハウジング１hから排出される流量を制御する。
【００２８】
交流熱交換器モジュール１の操業期間において、熱気体Hが流入口１．３．１から導管１．３に進入し、開いているスポイラー１．３．２を経て、中段１．１の上部容積部分１．１×に進入する。熱気体Hは、すぐに、下に向かい、熱交換媒体１．２に流通する。元あった冷却体Cが流通する故（以下で記述する）、熱交換媒体１．２は、熱気体Hより冷たいので、熱気体Hは、その熱量を熱交換媒体１．２に伝達する。これにより、熱交換媒体１．２は加熱され、同時に、熱気体Hは冷却されて、冷却された熱気体H'になる。既に冷却された熱気体H'が下に向かい、熱交換媒体ベース１．７に流れ、中段１．１の下部容積部分１．１yに進入する。冷却された熱気体H'は、その後、導管１．６に流入し、開いているスポイラー１．６．２を経て、排出口１．６．１に達し、ここからハウジング１hを離れる。
【００２９】
同様に、ハウジング１hの導管１．５は、開口端１．５．１を有し、これにより、冷気体Cをハウジング１h内に流入させる。同様に、導管１．４は開口端１．４．１を有し、これにより、加熱された冷気体（C‘で表示される）をハウジング１hから流出させる。スポイラー１．５．２は導管１．５内に位置し、冷気体Cがハウジング１hに流入する流量を制御する。同様に、スポイラー１．４．２は導管１．４内に位置し、加熱された冷気体C’がハウジング１hから流出する流量を制御する。交流熱交換器モジュール１の操業期間、冷気体Cは排気口１．５．１から導管１．５に進入し、開いたスポイラー１．５．２を経て、中段１．１の下部容積部分１．１yに進入する。冷気体Cは、すぐに、上方向に向かい、熱交換媒体ベース１．７に流れ、熱交換媒体１．２に進入する。
【００３０】
上述のように、熱交換媒体１．２は、元の熱気体Hの気流により加熱され、故に、冷気体Cの熱交換媒体１．２は、高温になる。よって、熱交換媒体１．２はその熱量を冷気体Cに伝導し、加熱されて、加熱された冷気体C'になる。加熱された冷気体C'は、冷却された熱交換媒体１．２を流出して、中段１．１の上部容積部分１．１×に進入する。加熱された冷気体は、その後、導管１．４に流入すると共に、開いたスポイラー１．４．２を経て、排気口１．４．１に達し、ハウジング１hを離れる。
【００３１】
スポイラー１．３．２、１．４．２、１．５．２、及び、１．６．２は、例えば、蝶型スポイラー等の同一型で、或いは、異なっていてもよく、例えば、双方入れ替えスポイラー（図３で示される）、向上型スポイラー（図２で示される）、等がある。更に、図５で示される各アクチュエーター１．３a、１．４a、１．５a、１．６aは、スポイラー１．３．２、１．４．２、１．５．２、及び、１．６．２を操作制御することが出来る。或いは、いかなる組み合わせ方式で、一つ、或いは、それ以上の共通の駆動機構により、スポイラー１．３．２、１．４．２、１．５．２、及び、１．６．２を操作制御することが出来る。周知のように、アクチュエーター１．３a、１．４a、１．５a、１．６aは、電気エネルギー、或いは、圧縮空気、流体液圧等の高圧流体により操作を実行する。交流熱交換器モジュール中、アクチュエーターによりスポイラーを操作制御する。例えば、圧縮空気、或いは、液圧アクチュエーター（米国Parker−Hannifin社やその他のメーカーが製造）、電動アクチュエーター（米国Foxboro−Jordan社やその他のメーカーが製造）を使用して、スポイラーを操作制御する。以下で示すように、この他のアクチュエーターは、リレーの類の電動制御ロジック、或いは、マイクロプロセッサの類のコンピューター制御エレメント、プログラム化可能なロジックコントローラーにより、予めプログラム化された操作プログラムに従って制御される。
【００３２】
交流熱交換器モジュールを熟知する物なら分かるように、スポイラー１．３．２、１．６．２、１．５．２、及び、１．４．２は、いかなる時でも、熱気体、或いは、冷気体をハウジング１hに流すように操作する。交流熱交換器モジュール１のスポイラー１．３．２、１．６．２、１．５．２、及び、１．４．２は、図５及び図７で詳細に説明するように、交流熱交換器モジュールコントローラー１pが制御する。
まず、交流熱交換器モジュールコントローラー１pは、スポイラー１．３．２、１．６．２を開き、スポイラー１．５．２、１．４．２を閉鎖して、熱気体Hだけを、先に冷却された熱交換媒体１．２に流す。第一時間の後、熱交換媒体１．２が必要な程度に加熱されるか、熱気体Hが必要な最大程度に冷却された後、交流熱交換器モジュールコントローラー１pは、スポイラー１．３．２、１．６．２を閉鎖し、熱気体Hが、ハウジング１hに流入しないようにする。交流熱交換器モジュールコントローラー１pは、その後、スポイラー１．５．２、１．４．２を開き、冷気体Cをハウジング１hに流入させる。第二時間後、熱交換媒体物１．２が必要な程度に冷却されるか、冷気体Cが必要な程度に加熱された後、交流熱交換器モジュールコントローラー１pは、スポイラー１．５．２、１．４．２を閉鎖し、冷却体Cがハウジング１hに流入しないようにする。第二時間は第一時間と同じでも異なっていてもよい。交流熱交換器モジュールコントローラー１pは、スポイラー１．３．２、１．６．２を開き、熱気体Hをハウジング１hに流入させる。これにより、冷却された熱交換媒体物１．２を再度加熱する。交流熱交換器モジュールコントローラー１pは、熱交換媒体物１．２の加熱と冷却を何度も繰り返し、熱気体Hと冷却体Cを、交互に交流熱交換器モジュール１に流れさせる。
【００３３】
図５で示されるように、その他の交流熱交換器モジュール２、３、４及び５は、それぞれ、交流熱交換器モジュールコントローラー２p、３p、４p、５pを設置している。交流熱交換器モジュールコントローラー２p、３p、４p、５pは、それぞれ、交流熱交換器モジュール２、３、４及び５のアクチュエーターの操作状況を制御する。交流熱交換器モジュール１で示されるアクチュエーター操作工程は、図４中の交流熱交換器モジュール２、３、４及び５に対しても実行できる。このように、交流熱交換器モジュール１、２、３、４及び５は、独立した交流熱交換器として運用され、熱量を熱気体Hから冷気体Cに伝達する。図４を参照すると、独立して操業できる交流熱交換器モジュール１、２、３、４及び５は、結合されて、交流熱交換器システム１００となり、循環式交流熱交換器の操業状況をシミュレーションする。
【００３４】
交流熱交換器モジュール１の外形形態は、上述で示されるようにH型であるが、本発明の精神を逸脱しない前提下で、その他の形態を使用してもよい。
【００３５】
図４で示されるように、交流熱交換器モジュール２、３、４及び５の構造と操業方式は、交流熱交換器モジュール１と同一である。交流熱交換器モジュール２は、熱交換媒体２．２、熱気体流入口２．３．２、既に冷却された熱気体排出口２．６．２、冷却体流入口スポイラー２．５．２、及び、既に加熱された冷気体排気口スポイラー２．４．２からなる。交流熱交換器モジュール３は、熱交換媒体３．２、熱気体流入口３．３．２、既に冷却された熱気体排出口３．６．２、冷却体流入口スポイラー３．５．２、及び、既に加熱された冷気体排気口スポイラー３．４．２からなる。交流熱交換器モジュール４は、熱交換媒体４．２、熱気体流入口４．３．２、既に冷却された熱気体排出口４．６．２、冷却体流入口スポイラー４．５．２、及び、既に加熱された冷気体排気口スポイラー４．４．２からなる。交流熱交換器モジュール５は、熱交換媒体５．２、熱気体流入口５．３．２、既に冷却された熱気体排出口５．６．２、冷却体流入口スポイラー５．５．２、及び、既に加熱された冷気体排気口スポイラー５．４．２からなる。
【００３６】
交流熱交換器モジュール２、３、４及び５は、前述の交流熱交換器モジュールの主な特徴を備えていれば、交流熱交換器モジュール１と同一でなくてもよい。図４で示されるように、市販の導管バイパス８c、８c'、８h、８h'を用い、冷却体C、既に加熱された冷却体C'、熱気体H、既に冷却された熱気体H'を、それぞれ、交流熱交換器システム１００中に送る。導管バイパスは、それぞれ、通気口を備え、交流熱交換器システム１００中の交流熱交換器モジュール１、２、３、４及び５の通気口と連通する（例えば、交流熱交換器モジュール１の通気口１．３．１、１．４．１、１．５．１、１．６．１）
【００３７】
図４において、五個の交流熱交換器モジュールから交流熱交換器システム１００が構成されているが、任意の数量の交流熱交換器モジュールにより、交流熱交換器システム１００を構成することができる。交流熱交換器モジュールの数量は、交流熱交換器モジュールの流量、及び、交流熱交換器システム１００の総流量によって決まる。これにより、図４で示される交流熱交換器システム１００で、各交流熱交換器モジュールは、それぞれ、熱気体、或いは、冷気体の総流量の半分を処理する。もう一つの例による、“N”個のモジュールの交流熱交換器システム中、各モジュールは、システムを流通する熱気体と冷気体の総流量“２／N”を処理する。“N”は偶数の整数である。もう一つの状況として、各モジュールは、システムを流通する熱気体と冷気体の総流量“２／（N−１）”を処理する。“N”は奇数の整数で、且つ、一つの交流熱交換器モジュールがアイドルモードにあると仮定する。しかし、各交流熱交換器モジュールの大きさは、等量の熱気体、冷気体を処理するように製造しなくてもいい。例えば、パワープラントの空間、或いは、その他の要求に応じて、四個のモジュールにより、熱気体と冷気体の総流量の１０%、２０%、３０%、４０％を処理する。
【００３８】
各交流熱交換器モジュールは、図４で示されるのと同一でなくてもよい。例えば、本発明の精神を逸脱しない前提下で、パワープラントの配置要求に応じて、熱気体流入口と排出口の位置を変更することができる。
【００３９】
この他、交流熱交換器システムは、輸送時の外形サイズに制限により、サイズと数量を決定する。各交流熱交換器モジュールの外形サイズは、幅１８０インチ×高さ１６８インチ以下で、道路、或いは、鉄道での輸送に適する。このサイズは、一定の製造期間内に、交流熱交換器モジュールを製造するのに適切な大きさである。このような状況下で、交流熱交換器モジュールは、製造期間内に、スポイラー、アクチュエーター、コントローラー、及び、熱交換媒体との組み立てが完了し、組み立てられた交流熱交換器モジュールは、道路、或いは、鉄道により、パワープラントや、その他の装着場所に運送される。完成した交流熱交換器モジュールは、その後、装着場所で、所定の位置に吊装され、図４で示されるような交流熱交換器システムが完成する。
【００４０】
経済効率、製造と組み立ての便宜のため、各交流熱交換器モジュールは、同一であることが望ましい。交流熱交換器モジュールの製造速度が増し、交流熱交換器モジュールを交流熱交換器システムに組み立てるのが容易だからである。このような交流熱交換器システムは、従来の循環式交流熱交換器のような、体積が大きい、単品輸送が困難で、大量の現場作業が必要で、装着に時間がかかる、等の問題を改善することができ、かかる総コストと時間を大幅に減少させることができる。
【００４１】
交流熱交換器モジュールを使用するもう一つの長所は、圧力密封型スポイラーにより、流量を制御することである。前述のFinnemoreによる米国特許で開示されているように、循環式交流熱交換器は、熱気体を冷気体中に、交差漏れするという重大な問題がある。例えば、パワープラントで使用されている循環式交流熱交換器中で滑動式密封エレメントは、僅かな使用時間中、２０〜２５％の燃焼中の空気を煙気体中に漏洩する。この時、循環式交流熱交換器の熱効率は急激に低下し、循環式交流熱交換器の操業状況は、非経済的になり、滑動式密封エレメントを交換する必要がある。この他、漏れは電力に対し、寄生性消耗を生じ、パワープラントの発電力の１０％にも達する。また、密封エレメントの交換は、パワープラントの停止が必要である為、操業停止し、運営不良を招く。
【００４２】
上述のような状況と対照して、本発明の交流熱交換器モジュール中で使用するスポイラーは、寿命期間、熱冷気体間の漏れが、ほぼ、無視できる（０．５％以下）。また、スポイラーは滑動エレメントが不要で、頻繁に交換する必要もない。よって、停止時間が減少し、好ましい運営状況が得られ、パワープラント利用率が向上する。
【００４３】
前述のような交流熱交換器モジュールを使用するもう一つの長所は、熱交換材質が静止不動のものであることである。よって、循環式交流熱交換器中、熱交換材を含む回転輪に対し循環を実行する複雑な機械駆動システムが不要である。
【００４４】
交流熱交換器システム１００は、下記の表１で示されるように操業され、循環式交流熱交換器の操業状況をシミュレーションする。表は、交流熱交換器モジュール１、２、３、４、及び、５の操業状況を示している。表１において、加熱＝加熱ベースで、熱気体スポイラーを開き、熱気体を熱交換媒体ベースに進入させて、ベースを“加熱”し、冷気体スポイラーを閉鎖して、冷気体がベースに進入するのを防止する。冷却＝冷却ベースで、冷気体スポイラーを開き、冷気体を熱交換媒体ベースに進入させて、ベースを“冷却”し、熱気体スポイラーを閉鎖して、熱気体がベースに進入するのを防止する。アイドル＝アイドルベースで、全てのスポイラーを閉鎖し、冷気体、或いは、熱気体がベースに進入するのを防止する。過渡＝過渡ベースで、熱気体スポイラーが、開き位置、或いは、閉鎖位置から、閉鎖位置、或いは、開き位置に移動するか、或いは、冷気体スポイラーが、開き位置、或いは、閉鎖位置から、閉鎖位置、或いは、開き位置に移動する。
【００４５】
表１において、各モジュールが位置する列は、コントローラーが交流熱交換器モジュールを操作制御する状況を表示し、交流熱交換器システムコントローラー１００pが交流熱交換器システム１００を操作制御する状況を示す。図７中では、交流熱交換器モジュール１を制御する制御ロジックフローチャートを例としている。図６では、交流熱交換器システム１００を制御する制御ロジックフローチャートを示す。表１は、五個の交流熱交換器モジュールを含む交流熱交換器システムを示し、同一のロジック原理により、任意の奇数個（３か３以上）の交流熱交換器モジュールの運用に適用できる。
【００４６】
【表１】
2005515400.tif 000003
【００４７】
表１を参照すると、交流熱交換器システムコントローラー１００pは、交流熱交換器モジュールコントローラー１pと２pが、交流熱交換器モジュール１と２中で、それぞれ、スポイラー１．３．２、１．６．２、２．３．２、２．６．２を開き、スポイラー１．４．２、１．５．２、２．４．２、２．５．２を閉鎖するように指示する。これにより、交流熱交換器モジュール１と２は、初め、“加熱”モードで、このモード下で、熱気体Hは熱交換媒体１．２及び２．２を流通する。
【００４８】
同様に、交流熱交換器システムコントローラー１００pは、交流熱交換器モジュールコントローラー４pと５pが、交流熱交換器モジュール４と５中で、それぞれ、スポイラー４．４．２、４．５．２、５．４．２、５．５．２を開き、スポイラー４．３．２、４．６．２、５．３．２、５．６．２を閉鎖するように指示する。これにより、交流熱交換器モジュール４と５は、初め、“冷却”モードで、このモード下で、冷気体Cは熱交換媒体４．２及び５．２を流通する。表１で示される制御システム中、加熱モードの時間は冷却モードの時間と同じであるが、その他の制御方式を利用して、加熱モードの時間と冷却モードの時間が異なってもよい。
【００４９】
表１において、まず、交流熱交換器システムコントローラー１００pは、交流熱交換器モジュールコントローラー３pが、四つのスポイラーを閉鎖するように指示するので、交流熱交換器モジュール３は、“アイドル”モードで、このモード下で、流通する熱気体H、冷却体Cがない。アイドルモードの持続時間は、P／Mに等しい。P＝加熱モード時間＝冷却モード時間（スポイラー過渡期の持続時間を含む）で、M＝交流熱交換器モジュールがアイドルモードの時、熱気体の交流熱交換器モジュールの数量を受容する。これにより、表１中、P＝２０秒の場合、M＝２で、アイドルモード持続時間は１０秒である。
【００５０】
表１の例にあるように、交流熱交換器モジュールシステム１００のコントローラー１００pは、熱気体Hが交流熱交換器モジュール２に流入する前に、交流熱交換器モジュール１に流入するように設計する。これにより、表１中、交流熱交換器モジュール１は、交流熱交換器モジュール２より先に加熱モードに入る。同様に、交流熱交換器モジュールシステムのコントローラーは、冷気体Cが交流熱交換器モジュール５に流入する前、交流熱交換器モジュール４に流入するように設計する。これにより、表１中、交流熱交換器モジュール４は、交流熱交換器モジュール５より先に冷却モードに入る。
【００５１】
交流熱交換器モジュール１が加熱モード時間の終了に達する時、交流熱交換器システムコントローラー１００pは、交流熱交換器モジュールコントローラー１pが交流熱交換器モジュール１のスポイラー１．３．２、１．６．２を閉鎖するように指示する。同時に、交流熱交換器システムコントローラー１００pは、交流熱交換器モジュールコントローラー３pが、アイドルモードであった交流熱交換器モジュール３のスポイラー３．３．２、３．６．２を開くように指示する。スポイラーを開く、或いは、閉鎖する際、交流熱交換器モジュール１及び３は、過渡モードである（表１で“過渡”と表示される）。
【００５２】
交流熱交換器システムコントローラー１００pと、交流熱交換器モジュールコントローラー１p、２p、３p、４p、５pは、分離したエレメント中に位置していなければいけないわけではない。例えば、単一のプログラム化が可能なロジックコントローラーを、交流熱交換器システムコントローラー、及び、交流熱交換器モジュールコントローラーとすることができ、各種コントローラーの功能は、ソフトプログラムの異なる部分に位置する。このように、交流熱交換器システムコントローラー１００pはメインプログラムとなり、サブプログラム、サブプロセスを用いて、交流熱交換器モジュールコントローラー１p、２p、３p、４p、５pに適合させる。
【００５３】
交流熱交換器モジュールにおいて、アクチュエーターの作動時間は、スポイラーを開くのに必要な持続時間を、スポイラーを閉鎖するのに必要な持続時間と等しくなるように調整する。これにより、交流熱交換器モジュール１を流通する気体がなく、この時、アイドルモードの交流熱交換器モジュールとなる。熱気体は、この時、交流熱交換器モジュール３を流れ、加熱モードになる。
【００５４】
アイドル時間の後、交流熱交換器システムコントローラー１００pは、同一の操作を実行し、交流熱交換器モジュール４は、冷却モードからアイドルモードに転換すると共に、交流熱交換器モジュール１は、アイドルモードから冷却モードに転換する。上述のように、交流熱交換器システムコントローラー１００pは、交流熱交換器モジュールコントローラー４pに、交流熱交換器モジュール４内で、スポイラー４．４．２、４．５.２を閉鎖するように指示し、交流熱交換器モジュール１内で、スポイラー１．４．２、１．５．２を閉鎖するように指示する。
【００５５】
全ての交流熱交換器モジュールが上述の操作を実行し、各交流熱交換器モジュールは、アイドルモード、加熱モード、アイドルモード、及び、冷却モードを経る。この操業工程は、循環式交流熱交換器の操業状況と同様である。本発明の交流熱交換器システムは、循環式交流熱交換器の操業状況をシミュレーションするので、循環式交流熱交換器中に存在するような固有の欠点はない。
【００５６】
表１のスポイラーの工程は、奇数個（３かそれ以上）の交流熱交換器モジュールの交流熱交換器システムに用いられるが、相似する工程を改善し、偶数個（２かそれ以上）の交流熱交換器モジュールの交流熱交換器システムに適用される。しかし、この種の交流熱交換器モジュールの交流熱交換器システム中には、予め設定されたアイドルモードがない。例を挙げると、表２は、スポイラーの工程を示し、四個の交流熱交換器モジュールの交流熱交換器システムを提供している。
【００５７】
【表２】
2005515400.tif 000004
【００５８】
上述の原理によると、その他の操業方式を設計することができる。例えば、図４で示される五個の交流熱交換器モジュールは、表１で示されるスポイラー制御工程に従って操業され、最大の熱効率を提供すると同時に、熱冷気流の圧力波動、交差漏れを最小にする。
【００５９】
一つの交流熱交換器モジュールが故障した場合、その他の四個の交流熱交換器モジュールは、暫時、表２のスポイラー制御工程に従って、操業を継続する。各交流熱交換器モジュールは独立して操業できるからである。この工程は、交差漏れと圧力波動を暫時増大するだけで、熱効率を保持できる。この特徴は、一旦、伝導扇形領域に問題が出ると、全体を停止しなければならない循環式交流熱交換器と比べて、非常に有利である。
【００６０】
同様に、夜間やその他の時間で、パワープラントの電力需要量が下降し、ボイラーが小容量で操業する時、各交流熱交換器モジュールはオフラインにすればいい。循環式交流熱交換器の熱、冷気体の流量及び流速が低下する情況下で、循環式交流熱交換器の熱交換媒体表面への灰が累積する速度が加速し、頻繁に除去しなければならず、循環式交流熱交換器の操業コストを増加させる循環式交流熱交換器と比べて、大きな特徴と言える。
【００６１】
循環式交流熱交換器と比較すると、本発明のモジュール化交流熱交換器システムは、不定数量の交流熱交換器モジュールで操業できるように設計され、気体の流量が低下しても、高い流速を保持する。
【００６２】
例えば、交流熱交換器システムは、七個の交流熱交換器モジュールを有するように設計されて、煙道排気１００％の流量に適応し、煙道排気は、通常、日中に、ボイラーで生成される。夜間は、パワープラントの電力の需要が減少し、ボイラーが小さい容量下で操業するとき、交流熱交換器システムは、五個か七個の交流熱交換器モジュール下で操業され、既に低下した煙道排気量に適応する。数量が既に減少した交流熱交換器モジュールは、流量を調整して操業され、熱交換材質内の気体の交流速を維持する。気体の高流速は、煙道排気気体中の灰などの顆粒物が累積して、熱交換材料内の流路を塞ぐ可能性を最小限に抑える。熱交換媒介表面を洗浄する頻度が少なくなり、蒸気、圧縮空気の消耗量が減少する。これにより、熱交換媒介に対する摩擦と剥がれを減少させ、操業とメンテナンスコストを抑える。
【００６３】
交流熱交換器モジュールの数量は、ボイラーの操業容量に対応して、手動操作、或いは、自動方式で制御される。図５で示されるように、ボイラー容量センサー（BCMS）１００sを使用し、交流熱交換器システムコントローラー１００pに対し、信号を提供する。ボイラー容量センサー（BCMS）１００sは、例えば、液体燃料、天然気燃料の燃焼率、或いは、燃焼された空気の流量、ボイラーの進水流量、電力供給網システムのメガワットの負荷需要量、或いは、ボイラーの操業程度に関連するその他の操業パラメータなど、操業変量を測量する。このようなシステムはボイラー業者なら熟知するものである。
【００６４】
ボイラー容量センサー（BCMS）１００sは、交流熱交換器システムコントローラー１００pに対し、信号を提供し、ボイラーの操業程度を示す。交流熱交換器システムコントローラー１００pは、その後、予めプログラム化された運算法則（モジュール数量とボイラーの操業程度を関連させる）に基づいて、操業に必要な交流熱交換モジュールの最適な数量を確定する。交流熱交換器システムコントローラー１００pは、操業中の交流熱交換モジュールの数量を自動調節し、熱交換媒体中で、最適な流速を生成し、熱伝導効率、及び、灰の累積減少効果が最大になる。
【００６５】
本システムのもう一つの長所は、必要な時、特定の交流熱交換モジュールがシステム中から隔離されてメンテナンスできることで、ボイラーの操業中、ボイラー、或いは、全交流熱交換器を停止しなくてもいい。大量の交流熱交換器モジュールを使用するので、個別にモジュールを取り出して操業しても、ボイラーの操業容量を大幅に減少させることはない。例えば、１１個の交流熱交換器モジュールからなる交流熱交換器システムにおいて、一個のモジュールを停止させて操業すると、ボイラーの操業容量の減少は、最大容量の僅か２０％である。公知のボイラーシステム中、通常、二個の循環式交流熱交換器を使用しているので、一個の循環式交流熱交換器を隔離して、修理、或いは、メンテナンスする場合、公知のボイラーシステムの容量は５０％減少する。循環式交流熱交換器を配備した公知のボイラーと比較して、本発明のモジュール式交流熱交換器システムのボイラーは、高い平均操業容量を達成する。
【００６６】
上述の交流熱交換器システムは、等しくない流量、加熱と冷却時間、或いは両者を兼ね備えるように操業される。図８で示されるように、八個の交流熱交換器システムは、いかなる時間にも、八個中の四個が熱気体を受容し、三個のモジュールが冷気体を受けて、その他はアイドルモードである。これらの交流熱交換器モジュールは、加熱時間が冷却時間より長く操業される。
【００６７】
図９で示されるように、八個の交流熱交換器システムは、いかなる時間にも、八個中の三個が熱気体を受容し、三個のモジュールが冷気体を受けて、その他二個はアイドルモードである。この情況下で、これらの交流熱交換器モジュールは、加熱時間と冷却時間が等しくなるように操業される。
【００６８】
図１０〜図１３で示されるように、加熱、冷却、アイドルの組み合わせを選択し、可変数量の伝熱扇形領域の循環式交流熱交換器の操業情況をシミュレーションする。同様に、加熱と冷却時間は、最初の操業時と同じように維持されるか、最初の総循環時間を維持するように変化する。図１０で示されるように、一つの交流熱交換器モジュールがオフライン状態（“オフライン”と表示される）で、三個の交流熱交換器モジュールが加熱、三個の交流熱交換器モジュールが冷却、一個の交流熱交換器モジュールがアイドルモードである。もう一つの実施例で、図１１中では、四個の交流熱交換器モジュールが加熱、三個の交流熱交換器モジュールが冷却、一個の交流熱交換器モジュールがオフラインモードである。図１０と図１１で示されるように、交流熱交換器モジュールの数量を減らして操業し、新しい循環時間は７０秒に短縮して、元の転換時間１０秒を維持する。或いは、交流熱交換器モジュールの数量を減らして操業しても、８／７＊１０或いは１１．４３秒に増加して、循環時間は８０秒を維持する。
【００６９】
もう一つの実施例で、図１２中の三個の交流熱交換器モジュールが加熱、三個の交流熱交換器モジュールが冷却、二個の交流熱交換器モジュールがオフラインモードである。最後の実施例では、図１３中の二個の交流熱交換器モジュールが加熱、三個の交流熱交換器モジュールが冷却、三個の交流熱交換器モジュールがオフラインモードである。
【００７０】
図１２と図１３で示されるように、交流熱交換器モジュールの数量を減らして操業し、新しい循環時間は６０秒に短縮して、元の転換時間１０秒を維持する。或いは、交流熱交換器モジュールの数量を減らして操業しても、８／６＊１０或いは１３．３３秒に増加して、循環時間は８０秒を維持する。一般に、転換時間を（N／（N−０））＊Sに増加し、Nは操業する全モジュールの数量に等しい。０はオフライン状態のモジュール数で、Sは元の転換時間で、交流熱交換器モジュールシステムは、元の循環時間を保持することができる。
【００７１】
上述から分かるように、いかなる時期でも、交流熱交換器モジュールは、加熱、冷却、アイドル、オフラインの組み合わせにより操業される。この特徴は、ボイラー、或いは、交流熱交換器システムを停止しない情況下で、選定された交流熱交換器モジュールに対し、予防性のメンテナンスを施す。この他、低負荷状態（電網のパワープラントの要求により強制実施する）の下、交流熱交換器システムを操業する。不定数量の交流熱交換器モジュールを操業できることが最大の特徴で、交流換熱扇形領域の数量によって一定に設計する循環式交流熱交換器に勝る。本発明は、ボイラーの操業程度により、不定数量の交流熱交換器モジュールを自動的に接続、或いは、オフラインとしても、ボイラー、或いは、交流熱交換器システムの総体操業情況に影響を与えない。
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の交流熱交換器モジュールの実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の交流熱交換器モジュールのフラップの他の例を示す。
【図３】図１の交流熱交換器モジュールのフラップのさらに他の例を示す。本発明の交流熱交換器モジュールの実施例を示す立体図である。
【図４】図１の複数の交流熱交換器モジュールを組み合わせてなる交流熱交換器システム１００を示す図である
【図５】図２の交流熱交換器システムの制御システムと図１の交流熱交換器モジュールを示す図である。
【図６】図２の交流熱交換器システムの制御システムの制御ロジックを示す図である。
【図７】図１の交流熱交換器モジュールの制御システムの制御ロジックを示す図である。
【図８】交流熱交換器システム中の交流熱交換器モジュールの異なる操業モードを示す表３。
【図９】交流熱交換器システム中の交流熱交換器モジュールの異なる操業モードを示す表３の続き（表４）。
【図１０】交流熱交換器システム中の交流熱交換器モジュールの異なる操業モードを示す表３の続き（表５）。
【図１１】交流熱交換器システム中の交流熱交換器モジュールの異なる操業モードを示す表３の続き（表６）。
【図１２】交流熱交換器システム中の交流熱交換器モジュールの異なる操業モードを示す表３の続き（表７）。
【図１３】交流熱交換器システム中の交流熱交換器モジュールの異なる操業モードを示す表３の続き（表８）。
【符号の説明】
【００７３】
１〜５…交流熱交換器モジュール
１．１…中段
１．２…熱交換媒体
１．３、１．４、１．５、１．６…導管
１．７…熱交換媒体ベース
１h…ハウジング
１．１r…右側面、
１．１l…左側面、
１．１f…前側面、
１．１b…後側面
１．３．２、１．４．２、１．５．２、１．６．２、
４．３．２、４．４．２、４．５.２、４．６．２、
５．３．２、５．４．２、５．５．２、５．６．２…スポイラー
１．３．１、１．４．１、１．６．１…開口端
１００…交流熱交換器システム
１００p…交流熱交換器システムコントローラー
１p、２p、３p、４p、５p…交流熱交換器モジュールコントローラー
８c、８c'、８h、８h'…導管バイパス
１００s…ボイラー容量センサー（BCMS）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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