(57)【要約】  本発明は燃焼炉のための熱交換器（４）に関し、その熱交換器は、炉のバーナーから出る温熱煙道ガスの通過手段を備える熱交換領域（２）を備え、該領域は、加熱される燃焼ガスを燃焼ガス源から前記炉のバーナーまで輸送するための少なくとも１つの手段（１ａ）により横断され、前記手段は、前記燃焼ガスが熱交換により加熱されることを可能とするように設計された壁（１ｂ）を備え、前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ｂ）は、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）内において前記熱交換領域内に配置され、かつ前記不活性ガスが前記温熱煙道ガスからの熱交換により加熱されることを可能とするように設計された壁（３ｂ）を備える。
2008520954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉のための熱交換器（４）であって、該熱交換器は、前記炉のバーナーから出る温熱煙道ガスの通過手段を備える熱交換領域（２）を備え、該領域は、加熱される燃焼ガスを燃焼ガス源から前記熱交換領域を介して前記炉のバーナーまで輸送するための少なくとも１つの手段（１ａ）により横断され、前記手段は、前記燃焼ガスが熱交換により加熱されることを可能とするように設計された壁（１ｂ）を備え、前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ｂ）は、前記熱交換領域内において、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）内に配置され、かつ前記不活性ガスが前記温熱煙道ガスからの熱交換により加熱されることを可能とするように設計された壁（３ｂ）を備える熱交換器。
【請求項２】
前記不活性ガスが、静的であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）が、チューブまたはダクトであり、特に完全なまたは実質的な円形の断面を有するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記不活性ガスを収容するための手段（３ａ）が、チューブまたはダクトであり、特に完全なまたは実質的な円形の断面を有するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）が、前記熱交換領域において、および前記燃焼ガスを輸送するための手段における前記燃焼ガスの輸送方向において該熱交換領域に先行するおよび／または後続する１またはそれ以上の領域において、前記不活性ガスを収容するための手段（３ａ）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
複数の、燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
複数の、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）を備え、前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）のそれぞれが、前記不活性ガスを収容するための手段（３ａ）の１つ内に配置され、前記不活性ガスを収容するための手段が、任意に、前記熱交換領域においてダクトにより互いに接続されていることを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
該熱交換器の操作を制御するための手段（５）、特に前記不活性ガスを収容するための手段に接続された、該熱交換器の操作を制御するための手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記熱交換器の操作を制御するための手段が、圧力の変動または圧力と温度の変動を検出するものであることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
燃焼ガスの静圧力と不活性ガスの静圧力との間に圧力差、特に正の圧力差を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の熱交換器を少なくとも１つ備える燃焼炉。
【請求項１２】
温熱煙道ガスを発生する炉に供給される燃焼ガスを予熱するための熱交換方法であって、該方法は、不活性ガス雰囲気を介して、温熱煙道ガスとの熱交換により燃焼ガスを予熱する工程を含む方法。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の熱交換器を用いる請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、温熱煙道ガスを発生する炉を使用し、その炉において温熱煙道ガスの熱エネルギーを、炉に供給された装填物を予熱し、それにより炉の熱効率を向上させるために使用しようとするすべての産業に関する。本発明は、特に、ガラス産業、殊に板ガラス産業に関し得る。
【０００２】
本質的に、温熱煙道ガスを用いてガスを加熱するための２つの方法が知られている。
【０００３】
第１には、直接的に、任意に壁を介して、燃焼ガスを、炉により発生した温熱煙道ガスにより加熱するための熱交換器を備える装置が知られている。文献ＥＰ９５００３１およびＵＳ５８０７４１８は、かかる装置を記載している。この解決手段は、単一の熱交換器のみを備えるので妥当なコストを有するものではあるが、それにもかかわらず、信頼性があるか、またはいずれの場合にも十分なレベルの安全性を提供するようにはみえない。事実、煙道ガスは、当該プロセスが還元性雰囲気を必要とするためか、またはバーナーの誤った操作のために、しばしば未燃物を含む。長期にわたると、熱交換器材料は、温熱煙道ガスとの接触が原因で、特に腐食により、損傷を受け得る。すると、熱交換器の欠陥部分が、酸素であることが想定され得る温熱燃焼ガスのこれら未燃物との接触を可能とさせ、それにより火炎源を発生させ、その帰結は悲惨なものである。
【０００４】
さらに、２つの個別の熱交換器を用いた２段階熱交換を含む装置も知られている。第１の熱交換器は、温熱煙道ガスを用いて、中間の流体、特に空気を加熱するよう作用し、第２の熱交換器は、第１の熱交換器により予め加熱された中間の流体を用いて、燃焼ガスを加熱するよう作用する。本特許出願の所有者への特許である文献ＵＳ６０７１１１６およびＵＳ６２５０９１６は、かかる装置を記載している。この解決手段は、中間の流体の酸素含有率が煙道ガス中の未燃物を着火させるには不十分であるために、上に記述した第１のものよりも安全である。さらに、燃焼ガス／中間流体熱交換器の壁の穿孔は、燃焼ガスが酸素でありかつ中間流体が空気である場合には、２つの酸化剤の接触を意味するので、なんらの影響も持たないであろう。これに対し、この解決手段は、燃焼ガスとしての天然ガスを加熱するためには不適切である。燃焼ガス／中間流体熱交換器の欠陥は、天然ガスと温熱空気（中間流体）との混合を可能とし、爆発を発生させるであろうからである。この解決手段の他の不利点は、それが回路で接続された２つの個別の熱交換器を必要とする故のその高いコストである。
【０００５】
かくして、既知の装置の欠点を解消するように作用する改善された熱交換器に対する要求が存続している。
【０００６】
したがって、本発明の主題は、燃焼炉のための熱交換器であり、その熱交換器は、前記炉のバーナーから出る温熱煙道ガスの通過手段を備える熱交換領域を備え、該領域は、加熱される燃焼ガスを燃焼ガス源から前記熱交換領域を介して前記炉のバーナーまで輸送するための少なくとも１つの手段により横断され、前記手段は、前記燃焼ガスが熱交換により加熱されることを可能とするように設計された壁を備え、前記燃焼ガスを輸送するための手段は、前記熱交換領域内において、不活性ガスを収容するための手段内に配置され、かつ前記不活性ガスが前記温熱煙道ガスからの熱交換により加熱されることを可能とするように設計された壁を備える。
【０００７】
すなわち、本発明の熱交換器において、温熱煙道ガスと燃焼ガスとの間の熱移動または熱交換は、間接的に、すなわち壁（燃焼ガスを輸送するための手段のそれ）を過ぎって、および不活性ガス雰囲気を通して、生じる。
【０００８】
本発明との関係で、燃焼ガスは、熱交換器に普通に使用されるいずれものガスを、特に酸素、空気、酸素富化空気のような酸化剤、または天然ガスのような燃料を意味する。
【０００９】
本発明との関係で、不活性ガスは、燃焼に不活性ないずれものガス、すなわち酸素を除くすべての不燃性ガスを意味する。特に、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、窒素またはそれらの混合物を挙げることができる。この不活性ガスは、好ましくは、静的（static）である。１つの態様において、不活性ガスは静的でなく、すなわち不活性ガスは不活性ガスを収容する手段内で流れるが、このことは別の供給回路を、したがってより複雑な装置を意味する。
【００１０】
炉のバーナーから出る温熱煙道ガスの通過手段は、通常の熱交換器において当業者により普通に知られ、使用されているいずれもの手段であり得、特に、煙道ガスは、燃焼ガスに対して向流で、または燃焼ガスの方向に対して垂直に、導かれ得る。
【００１１】
燃焼ガスを輸送するための手段は、当業者に知られており、燃焼ガスを、燃焼ガス源から、熱交換領域を介して、燃焼炉のバーナーへと輸送し得るいずれもの適切な手段であり得る。それは、例えば、少なくとも１つのチューブまたはダクトであり得、これは直線状であってもなくてもよい。この手段の断面は、いずれもの断面であり得、規則的であってもなくてもよく、例えば、完全なまたは実質的な円形、または長円形または楕円形または矩形、または丸みのついた角を有する矩形またはいずれかの中間形状であり、好ましくは完全なまたは実質的な円形である。先行技術の熱交換器に使用されている燃焼ガスを輸送するためのどのような手段をも用いることができる。
【００１２】
燃焼ガスを輸送するための手段の壁は、主として、温熱燃焼ガス雰囲気に耐え、燃焼ガスと、熱交換領域を通る温熱煙道ガスによりそれ自体加熱されている不活性ガスとの間の熱交換を可能とするに適切な、適切な材料から作られる。したがって、主に使用される材料は、好ましくは、燃焼ガスが酸素を含む酸化剤であるとき、温熱酸素雰囲気中での酸化に耐えるものである。使用に好適な材料は、温熱酸素中で金属酸化物の保護塗膜を成長させる（パッシベーション機構）。使用可能な材料のタイプは、特に、鉄−ニッケル合金であり、特に合金Ｆｅ−２０Ｃｒ−３０Ｎｉである。ある用途には、使用する材料がニッケルを含まないことが好ましく、その場合、入手がさほど容易でなくより高価であるが、合金Ｆｅ−２１Ｃｒ−５Ａｌのような材料を用いることができる。一般に、壁は温熱煙道ガスと直接接触しないので、材料の選択についての制約は、制約が温熱燃焼ガスとの接触のみならず温熱煙道ガスとの接触にも関係する先行技術の熱交換器におけるよりも少ない。
【００１３】
例として、実効煙道ガス温度は、５００℃〜１６００℃にわたり得、一方温熱煙道ガスと接触する壁の温度は、３００℃〜１３００℃にわたり得、加熱される燃焼ガスと接触する壁の温度は、３００℃〜１０００℃にわたり得、不活性ガス温度は、３００℃〜１０００℃にわたり得、燃焼ガスの温度は、３００℃〜１０００℃にわたり得る。
【００１４】
不活性ガスを収容するための手段は、静的であれ、静的でなくあれ、不活性ガスを収容するためのいずれもの適切な手段であり得、この手段内において、燃焼ガスを輸送するための少なくとも１つの手段が配置され得る。それは、例えば、少なくとも１つのチューブまたはダクトであり得、これは直線状であってもなくてもよい。この手段の断面は、いずれもの断面であり得、規則的であってもなくてもよく、例えば、完全なまたは実質的な円形、または長円形または楕円形または矩形、または丸みのついた角を有する矩形またはいずれかの中間形状である。不活性ガスを収容するための手段の断面は、単一の、燃焼ガスを輸送するための手段が不活性ガスを収容するための手段内に配置されているときは特に、燃焼ガスを輸送するための手段の断面よりも大きな寸法であるべきであるが、好ましくは形状において類似しまたは同一のものである。
【００１５】
当業者は、燃焼ガスを輸送する手段が中に配置される不活性ガス雰囲気の厚さが、均一であれ、均一でなくあれ、熱移動が温熱煙道ガスから不活性ガスへ、および燃焼ガスまでにも生じ得るように、高すぎてはならないことを理解するであろうし、また最大の適切な厚さを決定する方法を知っているであろう。
【００１６】
温熱煙道ガスと燃焼ガスとの間の不活性ガスを介する熱移動は、また、不活性ガスの圧力に依存する。高圧では不活性ガスの密度が増加し、それ故熱移動速度が増加し、したがって熱交換器が基本的により効率的となるからである。
【００１７】
第１の具体的な態様において、燃焼ガスを輸送するための手段と不活性ガスを収容するための手段は、完全にまたは実質的に円形の断面を有する直線状のチューブである。普通、燃焼ガスと、不活性ガスを収容するための手段の壁との間の直接接触はない。したがって、該壁は、燃焼ガスを輸送するための手段と同じ応力を受けず、腐食および酸化の確率ははるかに低い。すなわち、使用可能な材料の範囲は、燃焼ガスを輸送するための手段の壁に使用可能な材料のそれよりも広い。
【００１８】
第２の具体的な態様において、燃焼ガスを輸送するための手段と不活性ガスを収容するための手段は、完全にまたは実質的に円形の断面を有する直線状のチューブであり、さらにこれらのチューブは外側チューブの内側壁から内側チューブの外側壁へと延びる金属ブリッジにより互いに接続される。この第２の態様は、これら金属ブリッジを過ぎる伝導による放射による熱移動を可能とするという利点を有する。また、それは、熱交換器の機械的性質を強化するという利点を有する。
【００１９】
１つの態様において、燃焼ガスを輸送するための手段は、熱交換領域においてのみ、不活性ガスを収容するための手段内に配置される。他の態様において、それは、熱交換領域内においておよび燃焼ガスを輸送するための手段における燃焼ガス輸送方向において該熱交換領域に先行するおよび／または後続する１またはそれ以上の領域内において、不活性ガスを収容する手段内に配置され、該輸送方向は、該手段における燃焼ガスの入口から該手段からの燃焼ガスの出口へのものである。
【００２０】
本発明の熱交換器は、単一の、不活性ガスを収容するための手段内に配置された、単一の、燃焼ガスを輸送するための手段を備え得る。この態様において、燃焼ガスを輸送するための手段／不活性ガスを収容するための手段の各組は、損傷の場合、独立して挿入、取り外しができる。
【００２１】
本発明の熱交換器は、また、複数の、例えば１０個の、燃焼ガスを輸送するための手段を有し得、該手段のそれぞれは、不活性ガスを収容するための手段内に配置される。この態様において、燃焼ガスを輸送するための手段／不活性ガスを収容するための手段の各組は、また、損傷の場合、独立して挿入、取り外しができる。この態様において、不活性ガスを収容するための手段は、任意に、熱交換領域において、適切なダクトにより、互いに接続されていてもよく、その場合、損傷の場合には、燃焼ガスを輸送するための手段／不活性ガスを収容するための手段の全ての組を交換する必要がある。
【００２２】
本発明の熱交換器は、さらに、単一の、不活性ガスを収容するための手段内に配置された、複数の、燃焼ガスを輸送するための手段を備えていてもよい。この態様において、燃焼ガスを輸送するための手段／不活性ガスを収容するための手段の組は、損傷の場合、挿入および取り外しされなければならない。
【００２３】
好ましくは、本発明の熱交換器が複数の、燃焼ガスを収容するための手段を備える場合、酸化剤を輸送するための手段と燃料を輸送するための手段とを同じ熱交換器内に配置するのを避け、むしろ同じタイプの燃焼ガス（酸化剤または燃料）を輸送するための手段を同じ熱交換器内に配置する。
【００２４】
本発明の熱交換器の熱交換領域は、炉のバーナーから出る温熱ガスにより横断されるのに適している。実際、温熱煙道ガスはバーナーを出、パイプ内に回収され、このパイプは温熱煙道ガスを、それらが望まれるように熱交換器を通過するように、熱交換器に運ぶ。温熱煙道ガスの通過方向は、どのような方向でもよく、当業者に知られているように、例えば、底部から上方へ、あるいは燃焼ガスの輸送方向に対して向流である。
【００２５】
本発明の間接熱交換器は、不活性ガス領域の存在ゆえに、いくつかの利点を有する。
【００２６】
本発明の間接熱交換器は、使用し得る材料の範囲を拡大させるために役立つ。事実、熱交換器の始動中に、不活性ガスを収容する手段は、例えば約１３００℃（温熱煙道ガスとの接触後に到達する壁の温度）という、突然の広範囲の温度変動を受けるが、燃焼ガス（これは、酸素であるか、酸素を含有し得る）と不活性ガスを収容するための手段の壁との間の直接的な接触がないので、その壁の腐食または酸化の危険はない。これに対し、燃焼ガスを輸送するための手段は、それらがその腐食および酸化を促進するので、突然の幅広い温度変動に対してより敏感であり、対照的に、それは、熱交換がバッファとして作用する不活性ガスを通して行われるので、より遅い温度変動を受ける。
【００２７】
さらに、熱交換器の操作中に、温熱煙道ガスの温度は非常に局所的に変動し得る。従来の熱交換器においては、このことは、燃焼を制御する際に考慮に入れなければならない、加熱される燃焼ガスの温度変動をもたらす。本発明の熱交換器の場合には、不活性ガスの熱慣性がこれらの変動の規模を減少させる。
【００２８】
さらに、不活性ガス領域の存在は、安全に関し、有利な結果を有する。事実、壁の穿孔または燃焼ガスを輸送するための手段の着火の場合に、燃焼ガスと温熱煙道ガスとの混合は不活性ガスにより防止される。さらに、不活性ガスは、燃焼ガスを輸送するための手段において、ベンチュリ効果により吸収され、しばしば酸化性である燃焼ガスのより低い純度は、燃焼の伝播可能性を減少させるために役立つ。
【００２９】
１つの態様において、本発明の熱交換器は、熱交換器の操作を制御するための手段を備え、これは、欠陥を検出するために好適なものである。
【００３０】
特に、不活性ガスを収容するための手段は、圧力変動の検出器に接続することができる。圧力変動検出器が圧力降下を検出したなら、これは、壁の穿孔による不活性ガスの漏れとして同定される。そのとき、安全警報を始動させることができ、また修復することができる損傷を受けた熱交換器中への温熱煙道ガスの通過を停止する間にバーナーに燃焼ガスを供給することを継続させるためにバイパスシステムを設けることができる。
【００３１】
不活性ガスを収容するための手段は、また、不活性ガスの温度と圧力を常時測定する、熱交換器の操作を制御するための手段に接続させることができる。この二重の検出は、制御を洗練するために役立つ。事実、不活性ガスの温度は、それが予め加熱されていないと、始動中にかなり変動し（例えば、約３０℃から約１０００℃まで）、この温度変動は、一定体積で圧力変動を生じさせる。圧力のみを制御するシステムにおいて、始動中の圧力変動は、誤った正の警報を発生させ得る。反対に、温度と圧力を制御するシステムにおいては、その制御はより正確であり得、警報、すなわち不活性ガスの漏れの兆候が次の場合に提供され得る：（１）測定された圧力が減少し、測定された温度が一定のままである場合、または（２）測定された圧力が減少し、測定された温度が上昇する場合。修復することができる損傷を受けた熱交換器中への温熱煙道ガスの通過を停止する間にバーナーに燃焼ガスを供給することを継続させるためにバイパスシステムを設けることができる。
【００３２】
圧力検出器または圧力および温度検出器により検出される圧力降下は、燃焼ガスを輸送するための手段の壁および／または不活性ガスを収容するための手段の壁の穿孔による不活性ガスの漏れを、たとえこれらの壁が同じ応力を受けていない場合でさえ、明らかにし得る。
【００３３】
熱交換器の操作を制御するための手段を備える熱交換器の場合は、燃焼ガスの静圧力（static pressure）ＰGC staticと不活性ガスの静圧力ＰGI staticとの間に圧力差ΔＰが存在することが好ましく、この圧力差は、正であるか負である。好ましくは、この圧力差は、正であり、すなわち、不活性ガスの静圧力は、燃焼ガスの静圧力よりも高い。誤った正の警報を制限するために、機器のバックグラウンドノイズよりも、すなわち通常の変動よりも高い圧力差が好ましい。当業者は、装置の圧力変動を測定した後、個々の場合を基準として当該装置のバックグラウンドノイズを決定することができる。
【００３４】
一般に、および圧力差ΔＰが存在するかどうかにかかわらず、温熱煙道ガスと燃焼ガスとの不活性ガスを介する熱移動は、また、不活性ガスの圧力に依存する。高圧では、不活性ガスの密度が増加し、したがって熱移動速度が増加し、それゆえ、熱交換器は基本的により効率的になるからである。
【００３５】
さらに、正の圧力差、すなわちＰGI static  ＞  ＰGC staticは、燃焼ガスを輸送するための手段の壁の穿孔または着火の場合に、燃焼ガスを輸送するための手段における不活性ガスの漏れに有利に働き、したがってベンチュリ効果に有利に働き、そして不活性ガス流のために着火の停止に特に有利に働く。一般的に、当業者にとって、適切な不活性ガスの圧力を決定することは容易である：燃焼ガスを輸送するための手段の入口流量と直径を知れば、静圧力を決定することができ、したがって正であるかそうでない圧力差を得るか得ないために所望の不活性ガス圧力を設定することができる。情報のために、熱交換器は、初期の燃焼（漏れの間）の場合に、ベンチュリ効果により燃焼ガスを輸送するための手段中に吸い込まれる不活性ガスの流量が燃焼ガスの流量よりも高く、好ましくは約２倍高く、さらに好ましくは約４倍高くなるような大きさに形成することができる。燃焼ガスが酸素であり、不活性ガスの流量が酸素のそれよりも約４倍高い場合、ベンチュリ効果の吸い込みにより生成される混合物中の酸素のパーセンテージは、空気中の酸素のパーセンテージに等しい。この計算は、燃焼ガスを収容するための手段中の穿孔のサイズの評価に基づいて行うことができる。さらに、燃焼ガスの流量は可変であり得るので、この計算は、好ましくは、熱交換器に適用できる燃焼ガスの最大流量（したがって、対応する圧力）に基づいて行われる。燃焼ガスを収容するための手段における穿孔が寸法決定の計算に提供されるサイズよりも小さく、その結果、適用される不活性ガスの圧力が物質の燃焼を停止させることができない場合、不活性ガスの圧力変動の検出器の存在が、燃焼ガスの供給を停止し、物質の燃焼を迅速に得るために役立つ。
【００３６】
本発明のさらなる主題は、少なくとも１つの本発明の熱交換器を備える燃焼炉である。好ましくは、この炉は、複数の本発明の熱交換器を備え、その１つまたはそれ以上が炉に燃料を供給するためのものであり、その１つまたはそれ以上が炉に酸化剤を供給するためのものである。
【００３７】
本発明のさらなる主題は、温熱煙道ガスを発生する炉に供給される燃焼ガスを予熱するための熱交換方法であり、その方法は、不活性ガス雰囲気を介して、温熱煙道ガスとの熱交換により燃焼ガスを予熱する工程を含む。本発明の方法は、本発明の熱交換器を使用することができる。
【００３８】
本発明の間接熱交換器を、例示のみのために提供された添付した図面を参照してより詳細に説明する。
【００３９】
図１は、温熱煙道ガスにより横断される熱交換領域（２）を備え、および燃焼ガスを矢印で示す方向に輸送するための手段（１ａ）を備える本発明の間接熱交換器（１）を示し、該手段は、壁（３ｂ）を備える、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）内に配置された壁（１ｂ）を備える。この態様において、燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）は、熱交換領域（２）内で、かつ燃焼ガスを輸送する手段における燃焼ガス流の方向において該熱交換領域に先行しおよび後続する領域内で、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）内に配置されている。
【００４０】
熱交換器の操作を制御するための手段（５）は、任意的なものであるが、ここでは、不活性ガスを収容するための手段に接続されているものとして示されている。広幅の縦の矢印は、手段（１ａ）および（３ａ）の両側での、温熱煙道ガスの流れ方向を示し、これは、この態様では、燃焼ガスの流れ方向に垂直である。
【００４１】
図２は、本発明の熱交換器における不活性ガス圧力ＰGI、および静的はＰGCS、動的はＰGCDである燃焼ガス圧力ＰGCを示す。正の圧力差ΔＰ＝ＰGI static  −  ＰGC staticを生じさせるために、ＰGI staticは、ＰGC staticよりも高いことが好ましい。
【００４２】
図３は、燃焼炉の、より具体的には該炉のバーナー（Ｂ）の全体的な供給装置の図である。この装置は、本発明の熱交換器を備える。その熱交換器は、燃焼ガス源（６）に、不活性ガス源（７）に、および温熱煙道ガス源（８）に接続されている。熱交換器は、温熱煙道ガス（通過方向図示せず）により横断される熱交換領域（２）を備える。それは、また、バーナー（Ｂ）に供給する、壁（１ｂ）を備えた、燃焼ガスＧＣを輸送するための手段（１ａ）を備え、この手段（１ａ）は、壁（３ｂ）を備える、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）内に配置されている。この態様において、燃焼ガスＧＣを輸送するための手段（１ａ）は、熱交換領域（２）内において、かつ燃焼ガスを輸送するための手段における燃焼ガス輸送方向において該熱交換領域に先行する、および後続する領域内において、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）内に配置されている。燃焼ガス（弁Ｖ１）、不活性ガス（弁Ｖ２）および煙道ガス（弁Ｖ３）の供給をそれぞれ制御するために３つの弁Ｖ１、Ｖ２およびＶ３が存在する。図示の熱交換器は、不活性ガスを収容するための手段に、および該弁に接続された、熱交換器の操作を制御するための手段を備える。この熱交換器の操作を制御するための手段は、不活性ガスの温度と圧力を測定するための温度検出器ＴGIおよび圧力検出器ＰＳＬを含む。
【００４３】
穿孔は、検出器ＴGIが圧力降下と一定温度を測定する場合、または検出器ＴGIが圧力降下と温度上昇を測定する場合、熱交換器の操作を制御するための手段により検出される。弁Ｖ１は、燃焼ガスがバイパスを経由して、損傷を受けた熱交換器を回避するように調節され、弁Ｖ３は、損傷を受けた熱交換器中への煙道ガスの通過を停止するように調節され、安全警報が作動され、損傷を受けた部品を交換することができる。そのとき、燃焼ガス源（６）、不活性ガス源（７）および温熱煙道ガス源（８）は、任意に、または継続して他のバーナーＢ’、Ｂ”等に供給することができる。
【００４４】
図４は、２つの直線状断面のチューブからなる本発明の熱交換器の図を示し、それらの壁（１ｂ）および（３ｂ）は、外側チューブの内側壁から内側チューブの外側壁に延びる金属ブリッジ（９）により互いに接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の間接熱交換器の１つの態様を示す。
【図２】本発明の熱交換器における不活性ガスと燃焼ガスの圧力を示す。
【図３】燃焼炉の供給システムにおける本発明の間接熱交換器を示す。
【図４】本発明の具体的なタイプの熱交換器を示す。
【図１】
2008520954.tif 000003
【図２】
2008520954.tif 000004
【図３】
2008520954.tif 000005
【図４】
2008520954.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月2日(2007.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温熱煙道ガスを発生する燃焼炉に供給される燃焼ガスを予熱するための熱交換方法であって、該方法は、不活性ガス雰囲気を介して、温熱煙道ガスとの熱交換により燃焼ガスを予熱する工程を含む方法。
【請求項２】
熱交換器を用いることを含み、前記熱交換器が、前記炉のバーナーから出る温熱煙道ガスの通過手段を備える熱交換領域（２）を備え、該領域は、加熱される燃焼ガスを燃焼ガス源から前記熱交換領域を介して前記炉のバーナーまで輸送するための少なくとも１つの手段（１ａ）により横断され、前記手段は、前記燃焼ガスが熱交換により加熱されることを可能とするように設計された壁（１ｂ）を備え、前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ｂ）は、前記熱交換領域内において、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）内に配置され、かつ前記不活性ガスが前記温熱煙道ガスからの熱交換により加熱されることを可能とするように設計された壁（３ｂ）を備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記不活性ガスが、静的であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）が、チューブまたはダクトであり、特に完全なまたは実質的な円形の断面を有するものであることを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記不活性ガスを収容するための手段（３ａ）が、チューブまたはダクトであり、特に完全なまたは実質的な円形の断面を有するものであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）が、前記熱交換領域において、および前記燃焼ガスを輸送するための手段における前記燃焼ガスの輸送方向において該熱交換領域に先行するおよび／または後続する１またはそれ以上の領域において、前記不活性ガスを収容するための手段（３ａ）内に配置されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記熱交換器が、複数の、燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）を備えることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記熱交換器が、複数の、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）を備え、前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）のそれぞれが、前記不活性ガスを収容するための手段（３ａ）の１つ内に配置され、前記不活性ガスを収容するための手段が、任意に、前記熱交換領域においてダクトにより互いに接続されていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
該熱交換器の操作を、制御手段により、特に前記不活性ガスを収容するための手段に接続された熱交換器の操作を制御するための手段により制御することを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記熱交換器の操作を制御するための手段が、圧力の変動または圧力と温度の変動を検出するものであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
燃焼ガスの静圧力と不活性ガスの静圧力との間に圧力差、特に正の圧力差が存在することを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つのバーナーと、少なくとも１つの熱交換器を備え、前記熱交換器が、前記炉のバーナーから出る温熱煙道ガスの通過手段を備える熱交換領域（２）を備え、該領域は、加熱される燃焼ガスを燃焼ガス源から前記熱交換領域を介して前記炉のバーナーまで輸送するための少なくとも１つの手段（１ａ）により横断され、前記手段は、前記燃焼ガスが熱交換により加熱されることを可能とするように設計された壁（１ｂ）を備え、前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ｂ）は、前記熱交換領域内において、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）内に配置され、かつ前記不活性ガスが前記温熱煙道ガスからの熱交換により加熱されることを可能とするように設計された壁（３ｂ）を備えるところの燃焼炉。
【請求項１３】
前記熱交換器が、複数の、燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）を備えることを特徴とする請求項１２に記載の燃焼炉。
【請求項１４】
前記熱交換器が、複数の、不活性ガスを収容するための手段（３ａ）を備え、前記燃焼ガスを輸送するための手段（１ａ）のそれぞれが、前記不活性ガスを収容するための手段（３ａ）の１つ内に配置され、前記不活性ガスを収容するための手段が、任意に、前記熱交換領域においてダクトにより互いに接続されていることを特徴とする請求項１３に記載の燃焼炉。
【請求項１５】
前記熱交換器が、該熱交換器の操作を制御するための手段（５）、特に前記不活性ガスを収容するための手段に接続された、該熱交換器の操作を制御するための手段をさらに備えることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の燃焼炉。
【国際調査報告】
2008520954.tif 000007
2008520954.tif 000008
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