(57)【要約】  本発明は、２つの流体間で熱交換するための、焼なまし炉のための熱交換器であって、外周面に複数の熱交換リブを有する管状の成形材を備えており、該成形材の少なくとも１つの端面（３）に、前記両流体のうちの一方、特に高温ガスのための少なくとも１つの流れ開口（８）を備えた接続フランジ（４）が設けられている形式のものに関する。有利な構造状態を得るためには、前記成形材が、折り畳まれた金属薄板から成る成形管であり、該成形管の長手方向に向けられた熱交換リブ（７）が、折り畳まれた金属薄板の波形輪郭、特に波形フランクによって形成されていることを提案する。
2012506025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの流体間で熱交換するための、焼なまし炉のための熱交換器（１）であって、外周面に複数の熱交換器リブを有する管状の成形材を備えており、該成形材の少なくとも一方の端面（３）に、前記両流体のうちの一方、特に高温ガスのための少なくとも１つの流れ開口（８）を備えた接続フランジ（４）が設けられている形式のものにおいて、
前記成形材が、折り畳まれた金属薄板から成る成形管（５）であり、該成形管の長手方向に向けられた前記熱交換器リブ（７）が、折り畳まれた金属薄板の波形輪郭によって形成されていることを特徴とする、２つの流体間で熱交換するための、焼なまし炉のための熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換器リブ（７）に、成形管内周面側及び／又は成形管外周面側において複数のタービュレータが対応配置されている、請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記成形管（５）の両端面に、前記両流体のうちの一方のための少なくとも１つの流れ開口（８）を備えた接続フランジ（４）が設けられている、請求項１又は２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記成形管（５）の両端面のうちの一方に、前記両流体のうちの一方のための少なくとも１つの流れ開口（８）を備えた接続フランジ（４）が設けられており、前記両端面のうちの他方は閉鎖されている、請求項１又は２記載の熱交換器。
【請求項５】
成形管軸線（９）に対して同軸的な流体管（１１）が設けられており、該流体管が接続フランジ（４）を貫通して、閉鎖された端面に向かって突出している、請求項４記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの流体間で熱交換するための、焼なまし炉のための熱交換器であって、外周面に複数の熱交換器リブを有する管状の成形体を備えており、該成形体の少なくとも１つの端面に、前記両流体のうちの一方、特に高温ガスのための少なくとも１つの流れ開口を備えた接続フランジが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
背景技術
金属の焼なまし材料を熱処理する際には、熱処理と、場合によっては必要な、保護ガス（大抵は窒素又は水素若しくはこれらの気体の混合物）の下での後続の冷却の両方が行われる。この場合、常に正常な、汚染物質と酸化によって生ぜしめられる物質とが除去された保護ガス雰囲気を保証できるようにするためには、熱供給若しくは熱導出が、従来は一般に鋳造材料又はセラミックから成る耐熱性の熱交換器を介して行われる。これらの熱交換器若しくはレキュペレータは、高温ガス、特に燃焼ガス等によって通流され、この場合、高温ガスは熱を熱交換器に供給し、熱交換器は熱をやはり、その外側の複数の冷却リブを介して、例えば焼なまし室等に供給する。このことは、鋼管から構成された公知の熱交換器の場合、これらの管がその外周面に、表面積を拡大するための複数の冷却リブを有していることによって行われる。但し、公知の熱交換器における欠点は、これらの熱交換器が特に鋳造品又はセラミックのような、中実の耐熱性の材料から製作される点にあり、このことは、熱交換器の加熱時間を、その大きな熱的質量に基づき増大させるのみならず、特に著しい動的な温度変化による影響も、大きな蓄熱特性に基づき妨害して、装置の効率を低下させる。
【０００３】
冒頭で述べた形式の従来技術から出発して、本発明の根底を成す課題は、特に焼なまし材料の熱処理に際して必要とされる可能性のある、高度に動的な温度変化の形成に適した焼なまし炉のための熱交換器を提供することにある。
【０００４】
発明の開示
本発明は前記課題を、成形材が折り畳まれた金属薄板から成る成形管であり、該成形管の長手方向に向けられた複数の熱交換器リブが、折り畳まれた金属薄板の波形輪郭、特に波形フランクによって形成されていることにより、解決する。
【０００５】
本発明により、焼なまし炉に適した熱交換器を製作するための、特に簡単且つ廉価な手段が提供され、この熱交換器は、特に少ない材料使用量延いては小さな重量において、まさにその比較的小さな内部蓄熱特性に基づき、焼なまし炉内で特に動的な温度変化を実現することができる。成形材が、折り畳まれた金属薄板から成る成形管であることにより、本発明に基づく熱交換器では、従来技術のように熱交換器外周面だけでなく、熱交換器内周面も拡大されており、これにより、高温ガス内に含まれるエネルギが、一方ではより良好に利用され且つ他方では従来技術に比べて同じ大きさの熱交換器で、より大きな熱エネルギ流が実現され得る。従来技術に比べて同じエネルギ量が搬送される場合、本発明の根底を成す利点は、今やより小型で軽量の熱交換器が使用可能である、という点にある。本発明による熱交換器の小さな肉厚に基づき、熱交換器材料の熱伝導特性は事実上無視することができ、熱交換器の効率は著しく高まる。
【０００６】
高温ガス内に含まれるエネルギをより良好に利用できるようにするため、若しくは流体と熱交換器との間の熱伝達を改善するためには、熱交換器リブに、成形管内周面及び／又は成形管外周面において複数のタービュレータ（Wirbulatoren／乱流発生部材）が対応配置されていてよく、これらのタービュレータは、流体流に影響を及ぼす乱流に基づき、改善された熱伝導を有している。
【０００７】
最も簡単なケースでは、成形管の両端面に、両流体のうちの一方のための少なくとも１つの流れ開口を備えた接続フランジが設けられており、運転中、熱交換器を熱媒介流体が軸方向で通流する。
【０００８】
これに対して択一的に、成形管の両端面のうちの一方に、両流体のうちの一方のための少なくとも１つの流れ開口を備えた接続フランジが設けられており、この場合、前記両端面のうちの他方は閉鎖されている。この場合、特に有利な構造状態は、成形材軸線に対して同軸的な流体管が設けられている場合に得られ、この流体管は、接続フランジを貫通して、閉鎖された端面に向かって突出している。前記流体管を介して、熱媒介流体を熱交換器に流入させる若しくは熱交換器から流出させることができ、前記熱媒介流体は、接続フランジに設けられた同軸的な開口を通って、再び熱交換器から流出可能であるか、若しくは熱交換器に流入可能である。これにより、特に少ないスペースしか要求しない熱交換器を備えた焼なまし炉が実現され得る。
【０００９】
本発明による熱交換器の流れ開口には、有利には燃焼器の燃焼器ライナが対応配置されており、前記燃焼器は、場合によっては予熱された熱交換器排気の一部、つまり熱交換器から流出する高温ガスの一部によって、事実上後燃焼のために運転される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による熱交換器の縦断面図である。
【図２】図１に示した熱交換器を、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って断面して示した図である。
【図３】図１に示した熱交換器の変化態様を、部分的に断面して示した縦断面図である。
【図４】図１に示した熱交換器を拡大して示した斜視図である。
【００１１】
発明を実施するための方法
以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
２つの流体、即ち、熱交換器内部を通流する高温ガス２と、熱交換器によって加熱されるべき焼なまし炉内部の流体との間で熱交換するための、焼なまし炉のための熱交換器１は、少なくとも一方の端面３に、前記両流体のうちの一方のための少なくとも１つの流れ開口８を備えた接続フランジ４を有しており、前記流れ開口８には、場合によっては燃焼器の燃焼器ライナが挿入されていてよい。熱交換器１は所定の成形材から形成され、この成形材は、本発明では折り畳まれた金属薄板から成る成形管５であり、この成形管５の長手方向には、成形管軸線９に平行に向けられた複数の熱交換器リブ７が、折り畳まれた金属薄板の波形輪郭、特に波形フランクによって形成されている。
【００１３】
図１及び図２に示した実施形態では、成形管５の両端面に、この成形管５を運転中に成形管軸線９の方向で通流する前記両流体のうちの少なくとも一方のための、それぞれ少なくとも１つの流れ開口８を備えた接続フランジ４が設けられている。
【００１４】
図３に示した実施形態では、成形管５の両端面のうちの一方に、前記両流体のうちの一方のための１つの流れ開口８を備えた接続フランジ４が設けられており、前記両端面のうちの他方は閉鎖板１０によって閉鎖されている。更に、成形管軸線９に対して同軸的な流体管１１が設けられており、この流体管１１は接続フランジ４を貫通して、閉鎖された端面の方向で閉鎖板１０に向かって突出している。高温ガスは、流体管１１を通って熱交換器１に流入し、流体管１１と接続フランジ４との間の同軸的な環状ギャップを介して流れ開口８を通り、熱交換器１から流出する。
【００１５】
熱交換器１は、一体に溶接された端部部材を備えた金属薄板を折り畳むことにより製作され、この場合、この折り畳みは成形面の長辺における伸長無しで行われる。
【図１】
2012506025.tif 000003
【図２】
2012506025.tif 000004
【図３】
2012506025.tif 000005
【図４】
2012506025.tif 000006
【国際調査報告】
2012506025.tif 000007
2012506025.tif 000008
2012506025.tif 000009
2012506025.tif 000010