JP2001141391A - 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 - Google Patents

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

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宏洋 石田
Naoto Yatsuda
直人 八ツ田
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Abstract

(57)【要約】 【技術課題】 熱交換器の伝熱管に付着する又は付着し
た灰やダストを効果的に除去する方法と装置を提供す
る。 【解決手段】 伝熱管3が組み込まれた熱交換室2,2
a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。

Description

【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7
k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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した熱交換器の縦断正面図。
【図2】本発明を実施した熱交換器の縦断側面図。
【図3】伝熱管群と衝撃波発射管との関係を示す説明
図。
【図4】伝熱管群に対して発射管を直角、垂直方向に配
置した例の説明図。
【図5】従来の伝熱管と回転式エア又は蒸気噴出管の説
明図。
【図6】伝熱管に対して直角、水平に回転式噴出管を配
置した従来例の説明図。
【符号の説明】
1 熱交換器 2,2a 熱交換室 3 伝熱管 4 給水口 5 給湯口 6 排ガス入口 7 排ガス出口 8 灰落し口 9 灰出し器 10 衝撃波発射管 11 発射ノズル孔 12 エアコンプレッサ 13 制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3B116 AA12 AB53 BB23 BB33 BB62 BB90 BC05 CD41 3B201 AA12 AB53 BB23 BB33 BB62 BB90 BC05 CD41 3K061 QA12 QA17 4K056 AA05 DA15 DB22 EA01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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。
  8. 【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。
  9. 【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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