| 【発明の名称】 |
排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する方法及びその装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】石田 宏洋
【氏名】八ツ田 直人
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】伝熱管３が組み込まれた熱交換室２，２ａの一部に衝撃波噴射管１０を取り付け、この衝撃波噴射管１０を間欠的に駆動させて伝熱管３に向けて衝撃波を間欠的に発射し、この衝撃波の衝撃で伝熱管３の表面に付着する灰やダストを吹き飛ばす、又は付着した灰やダストを除去することにより、伝熱管３に灰やダストが堆積するのを防止して伝播効率の維持を図る。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 伝熱管が組み込まれた熱交換器の一部に衝撃波発生装置を取り付け、この衝撃波発生装置を間欠的に駆動させて伝熱管に向けて衝撃波を間欠的に発射し、この衝撃波の衝撃で伝熱管の表面に付着する灰やダストを吹き飛ばす、又は付着した灰やダストを除去することにより、伝熱管に灰やダストを堆積させない排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する方法。
【請求項２】 衝撃波を加圧エアにより発生させる請求項１記載の排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する方法。
【請求項３】 衝撃波を加圧蒸気により発生させる請求項１記載の排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する方法。
【請求項４】 燃焼炉から排出される排ガスの煙道の一部に取り付けられる熱交換器において、この熱交換器内に組み込まれた伝熱管に向けて流体圧を利用した衝撃波を間欠的に発射して伝熱管の表面に付着する灰やダストを吹き飛ばす、又は付着した灰やダストを除去するための衝撃波発生装置を取り付けて成る排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する装置。
【請求項５】 衝撃波発生装置を水平多段に配列された伝熱管に対して直角、垂直方向に配置して成る請求項４記載の排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する装置。
【請求項６】 衝撃波発生装置が衝撃波発射管の長手方向に複数の加圧流体噴出ノズル孔を設けた構成から成ることを特徴とする請求項５記載の排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する装置。
【請求項７】 衝撃波発生装置を熱交換器内において複数箇所に配置し、同時又は交互に衝撃波の発生を行うように構成して成る請求項４又は５又は６記載の排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する装置。
【請求項８】 衝撃波発生装置に加圧流体を供給する加圧流体発生装置を間欠的に駆動するための制御器を設けて成る請求項４又は５又は６又は７記載の排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する装置。
【請求項９】 加圧流体がエア又は蒸気から成る請求項４又は５又は６又は７又は８記載の排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＲＤＦ燃焼炉等の燃焼排ガス中から熱回収を行う熱交換器において、その伝熱管に付着する灰やダスト、又は付着した灰やダストを除去する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＲＤＦ燃焼炉等から排出される排ガス温度の低下と排熱回収の目的から、燃焼排ガスの排出系路（煙道）の一部には熱交換器が挿入される例が多い。この熱交換器は、熱交換室内に多数の伝熱管を挿入したタイプのものが殆どであるため、排ガス中の灰やダストがこの伝熱管に堆積し、これを放置すると伝熱効率の低下や場合によっては材料への腐食が発生するようになる。また、ダストが伝熱管に付着して長時間滞留すると、ダイオキシン対策上好ましくないことになる。
【０００３】そこで、従来の熱交換器においては、図５，図６に示すように、熱交換器１００内に組み込まれた伝熱管１０１に付着した灰やダストを除去するために、回転式のエア又は蒸気噴出管１０２を組み込んでおき、この噴出管１０２からコンプレッサで加圧された加圧エア又は蒸気を連続的に吹き出してこのエア又は蒸気圧で灰やダストを吹き落すと云う方法が採られている。その他、ハンマーの衝撃で伝熱管１０１に付着した灰やダストを除去する方法が採用されている場合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の灰やダストの除去方法によると、次のような欠点がある。
１．先ず、加圧エア又は蒸気を吹き付ける方法においては、連続的に吹き付けを行った場合、加圧エア又は蒸気の消費量が増大し、コストがかかる。
２．上記コストの問題を解消するために、一定時間おきに駆動すると、効率が低下し、灰やダストの堆積が進行する。
【０００５】３．上記灰やダストの堆積の進行をあらかじめ計算しておき、熱交換器１００に点検口（清掃口）を複数箇所設けておき、一旦運転を停止して定期的にこの点検口から掃除を行うようにしているが、この方法を採用すると、掃除に人件費が必要となるばかりか、燃焼炉が止まっている時に合わせて掃除を行うことになり、掃除のタイミングが適切でなくなることが多い。
【０００６】４．図６からも判るように、伝熱管１０１に対して噴出管１０２は直角、水平に配置され、更にこの噴出管１０２は回転しながらか圧流体を伝熱管１０１に吹き付ける方式のため、噴出管１０２から遠い位置の伝熱管１０１及び伝熱管１０１の長手方向の一部あるいは噴出管１０２に対して裏側に当る伝熱管１０１の表面に付着した灰やダストは落ち難く、少しずつ堆積して伝熱効率が低下する。
【０００７】５．噴出管１０２を駆動するためにモータが必要となり、熱交換器１００の製作コスト及びランニングコストが嵩む。
６．ハンマー方式の場合は、伝熱管１０１及び熱交換器１００全体に衝撃が伝わり、耐久性に悪い影響を及ぼす。
【０００８】本発明の目的は、灰やダストを除去するためのランニングコストが安く、然も効率良く灰やダストを除去して高効率を維持し、更に製作コストも低減できる排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する方法及びその装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する方法において、伝熱管が組み込まれた熱交換器の一部に衝撃波発生装置を取り付け、この衝撃波発生装置を間欠的に駆動させて伝熱管に向けて衝撃波を間欠的に発射し、この衝撃波の衝撃で伝熱管の表面に付着する灰やダストを吹き飛ばす、又は付着した灰やダストを除去することにより、伝熱管に灰やダストを堆積させないことを特徴とするものである。
【００１０】更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、衝撃波を加圧エアにより発生させることを特徴とするものである。
【００１１】更に、請求項３に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、衝撃波を加圧蒸気により発生させることを特徴とするものである。
【００１２】更に、請求項４に記載の発明においては、排ガス熱交換器の伝熱管に付着した灰やダストを除去する装置において、燃焼炉から排出される排ガスの煙道の一部に取り付けられる熱交換器において、この熱交換器内に組み込まれた伝熱管に向けて流体圧を利用した衝撃波を間欠的に発射して伝熱管の表面に付着する灰やダストを吹き飛ばす、又は付着した灰やダストを除去するための衝撃波発生装置を取り付けたことを特徴とするものである。
【００１３】更に、請求項５に記載の発明においては、請求項４に記載の発明において、衝撃波発生装置を水平多段に配列された伝熱管に対して直角、垂直方向に配置したことを特徴とするものである。
【００１４】更に、請求項６に記載の発明においては、請求項５に記載の発明において、衝撃波発生装置が衝撃波発射管の長手方向に複数の加圧流体噴出ノズル孔を設けた構成から成ることを特徴とするものである。
【００１５】更に、請求項７に記載の発明においては、請求項４又は５又は６に記載の発明において、衝撃波発生装置を熱交換器内において複数箇所に配置し、同時又は交互に衝撃波の発生を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１６】更に、請求項８に記載の発明においては、請求項４又は５又は６又は７に記載の発明において、衝撃波発生装置に加圧流体を供給する加圧流体発生装置を間欠的に駆動するための制御器を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】更に、請求項９に記載の発明においては、請求項４又は５又は６又は７又は８に記載の発明において、加圧流体がエア又は蒸気から成ることを特徴とするものである。
【００１８】
【作用】熱交換器の伝熱管には熱媒として例えば水を循環させて、この水で排ガス温度の低下と排熱回収を行う。この熱交換器の稼動時に、燃焼炉から排出され、熱交換器内に導入される排ガス中には、多量の灰とダストが含まれているため、伝熱管にはこの灰とダストが付着することになる。
【００１９】この付着量は、稼動率により異なるので、あらかじめ付着量のデータを採取しておき、このデータに基づいて、衝撃波発生装置を間欠駆動するタイミングや流体圧力を制御器により適切に制御する。衝撃波発生装置から加圧エア又は蒸気圧が瞬時に熱交換器内に発射されると、この圧力により熱交換器内に衝撃波（振動）が発生し、この衝撃波は伝熱管群を襲い、伝熱管に付着する、または付着した灰やダストを吹き飛ばす。
【００２０】このようにして吹き飛ばされた灰やダストの一部は、熱交換器の底部に設けた灰溜りに落下し、ここから灰出し装置により器外に排出され、一部は排気ガスと一緒に器外に排出されて次の例えば除塵装置に至り、ここで除塵される。
【００２１】衝撃波は、一定の間隔で発射されるため、この衝撃波は周期的に伝熱管を襲い、灰やダストを吹き飛ばす。なお、衝撃波の発生源は、伝熱管群の中に１本だけでなく適宜複数箇所に挿入しておき、これらの複数箇所から衝撃波を同時に、又は交互に発生させるようにしてもよい。衝撃波の発生箇所、数、位置、時間的なタイミング等は、排ガス中における灰やダストの混入度、熱交換器の大きさ、伝熱管の数、密集度等から実験を経て決定されている。
【００２２】
【実施例】図１，図２は本発明を実施した熱交換器全体を示し、図３は衝撃波発生装置としての衝撃波発射管と伝熱管との関係を示す説明図、図４は衝撃波の伝播原理の説明図である。先ず、本発明を実施した熱交換器１は、図１，図２に示すように、内部を左右に区画して熱交換室２，２ａを形成し、この熱交換室２，２ａ内に多数の伝熱管３を多段水平に蛇行するようにして組み込み、給水口４から流入した水は伝熱管３内を通り、給湯口５から出て行く構成である。図１，図２において、６は排ガス入口、７は排ガス出口、８は底部に設けた灰落し口、９は灰出し器である。
【００２３】１０は前記熱交換室２，２ａ内に組み込まれた衝撃波発射管であって、この衝撃波発射管１０は、実施例の場合、熱交換室２，２ａの双方において、図３に示すように、上下２段の伝熱管群内に夫々１本ずつ垂直に挿入されていて、発射ノズル孔１１は左右に向けて設けてあり、この発射ノズル孔１１から、衝撃波発生器の一例としてのエアコンプレッサ１２から供給された７ｋの加圧エアを１０秒間隔で０．５秒間噴射し、衝撃波を熱交換室２，２ａ内に発生させ、この衝撃波で伝熱管３に付着する、又は付着した灰やダストを吹き飛ばすものである。図１において、１３は制御器であって、この制御器１３は、間欠的に発射する衝撃波のタイミングや強さを制御する。図４において、ａは衝撃波の伝播方向である。
【００２４】
【発明の効果】本発明は以上の如き方法と装置により熱交換器内の伝熱管に付着する又は付着した灰やダストを除去するため、次の効果を奏する。
１．加圧流体を間欠的に、そして瞬間的に伝熱管に対して直角、垂直に配置した発射管から発射し、この衝撃波で伝熱管に付着する又は付着した灰やダストを除去するため、連続的にエアや蒸気を吹き付ける従来の方式に比較してコストがかからない。
２．衝撃波で灰やダストを除去するため、この衝撃波は燃焼室内全体に瞬時に伝播することから、燃焼室全体の伝熱管に均等に衝撃が伝わり、所謂ムラなく灰やダストを除去することができるので、経年的に伝熱管の一部に灰やダストの堆積か起こらない。この結果、伝熱効率の低下がない。
【００２５】３．間欠的に衝撃波を発生して効率良く灰やダストを除去するため、定期点検は殆ど必要ないので、例えば燃焼炉の運転を停止したときにだけ点検、整備等を行えば良く、点検コストの節約を図ることができる。
４．従来のように噴射管を回転させるモータ等を組み込まないので、製作費、運転コストの低減が可能である。
５．従来のハンマー方式のように、機械的な衝撃ではないので、耐久性に悪影響を及ぼす心配がない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２００００
【氏名又は名称】東京ガス・エンジニアリング株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月１２日（１９９９．１１．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６７０９１
【弁理士】
【氏名又は名称】大橋 弘
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１４１３９１（Ｐ２００１−１４１３９１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２１９８０ |
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