JP2002013892A - 蓄熱式熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱体に流入するダストを付着させる蓄熱体
層を設け、安定した運転を可能とし、また、蓄熱体層に
付着したダストを簡単に除去することができる蓄熱式交
換器を得る。 【解決手段】 外殻２内部に蓄熱体３を配設した蓄熱式
熱交換器１において、蓄熱体３の低温側に設けられ、網
状の面を有する支持体及びこの支持体上に少なくとも一
層が移動可能に載置されたボール状の蓄熱体を有し、ダ
ストを除去する蓄熱体層４と、支持体の上面に沿って外
殻２に設けられたボール状の蓄熱体４ａの挿入部７及び
排出部８と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、セラミック又は
金属からなる蓄熱体を用い、例えば蓄熱式脱臭装置など
に使用される蓄熱式熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セラミック又は金属からなる蓄熱体を使
用した従来の蓄熱式熱交換器は、例えば蓄熱式脱臭装置
等に使用されており、塗装乾燥炉の排ガス中の悪臭成分
を処理する目的等に使用されている。処理する排ガスに
含有されるダストの濃度は比較的低く、蓄熱体のダスト
による目詰まりの問題が発生することは少なかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
蓄熱式脱臭装置は、特開平１１−１０４４５５にダイオ
キシン類の燃焼除去方法の実施例として開示されるよう
に、ごみ焼却炉の排ガス処理への適用もされている。こ
のように蓄熱式脱臭装置等に使用される蓄熱式熱交換器
はダスト濃度の高いガスに対しても適用されるようにな
ってきている。処理される排ガスは蓄熱式熱交換器の低
温側から通風され、排ガス中のダストは、大部分は蓄熱
体の目を通り抜けるものの、一部分は最低温側の蓄熱体
の表面に付着する。長時間の運転を経ると、ダストの付
着量が増加し、蓄熱体の目詰まりが生じる。これは、蓄
熱式熱交換器の圧力損失の上昇を引き起こし、圧力損失
の上昇が著しくなると、十分な排ガス通風量を保つこと
かできなくなり、装置の機能が果たせなくなり、安定し
た運転ができなくなるという問題があった。

【０００４】この発明はかかる問題を解決するためにな
されたものであり、蓄熱式熱交換器に使用する蓄熱体に
ダストが付着しないようにするため、蓄熱体に流入する
ダストを付着させる蓄熱体層を設け、この蓄熱体層に付
着したダストを簡単に除去することができ、圧力損失の
上昇を防止し、安定した運転を可能とした蓄熱式交換器
を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る蓄熱式熱
交換器は、外殻内部に蓄熱体を配設した蓄熱式熱交換器
において、前記蓄熱体の低温側に設けられ、網状の面を
有する支持体及びこの支持体上に少なくとも一層が移動
可能に載置されたボール状の蓄熱体を有し、ダストを除
去する蓄熱体層と、前記支持体の上面に沿って前記外殻
に設けられた前記ボール状の蓄熱体の挿入部及び排出部
と、を有するものである。

【０００６】また、蓄熱体層は外殻内に斜めに設けられ
たものである。

【０００７】また、外殻が多角筒状のときは、ボール状
の蓄熱体の挿入部及び排出部は前記外殻の相対する稜線
部の上方と下方に各々設けられ、蓄熱体層は前記挿入部
から前記排出部方向に沿った面の全ての方向が、下方向
に傾斜してるものである。

【０００８】また、ボール状の蓄熱体の排出部に排出管
を介して接続され、前記ボール状の蓄熱体に付着したダ
ストを除去するダスト除去手段と、このダスト除去手段
でダストが除去された前記ボール状の蓄熱体を送出する
送出手段と、この送出手段とボール状の蓄熱体の挿入部
の間に接続された送出管と、を備える。

【０００９】また、外殻内部に蓄熱体を配設した蓄熱式
熱交換器において、前記蓄熱体の低温側に着脱自在に設
けられ、ダストを除去するハニカム状の蓄熱体層を備え
る。

【００１０】また、蓄熱体の高温側に着脱自在に設けら
れ、網状の面を有する支持体及びこの支持体上に少なく
とも一層が載置されたボールまたはペッレット状の蓄熱
体を有し、ダストを除去する蓄熱体層と、を備える。

【００１１】また、蓄熱体の高温側に着脱自在に設けら
れ、ダストを除去するハニカム状の蓄熱体層を備える。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施形態１を示す蓄熱式熱交換器の概略断面構成図、図
２は蓄熱式熱交換器の断面構成図、図３は蓄熱式熱交換
器の部分断面図、図４は蓄熱式熱交換器の斜視図、図５
は動作説明図である。図１〜４において１は蓄熱式熱交
換器であり、外殻２、外殻２の内部に配設され、セラミ
ック又は金属からなり熱交換を行う蓄熱体３、処理ガス
の流入側である低温側に傾斜して設けられ、少なくとも
一層が移動可能なセラミックのボール状の蓄熱体４ａを
有し、処理ガス中のダストを除去する蓄熱体層４から構
成される。高温側は蓄熱式脱臭装置等の処理炉に接続さ
れている。１３は蓄熱体層３のボール状の蓄熱体４ａの
ダストの振るい落としを振動またはエア等により行うダ
スト除去装置である。

【００１３】蓄熱体層４は、網状の面を有する支持体４
ｂとこの支持体４ｂ上に少なくとも一層が移動可能に載
置されたボール状の蓄熱体４ａから構成され、外殻２の
内側に傾斜して設けられている。また、支持体４ｂは金
網を枠体に取り付けたものである。７は支持体４の上面
に沿って外殻２に設けられ、ボール状の蓄熱体４ａが挿
入される挿入部、８は挿入部７下方の挿入部７に対向し
た外殻２に支持体４の上面に沿って設けられた排出部で
ある。

【００１４】ダスト除去手段１３はダスト除去部１１と
送出部１２から構成され、ダスト除去部１１と排出部８
はボール状の蓄熱体４ａを蓄熱式熱交換器１から排出す
る排出管９で接続され、送出部１２と挿入部７はボール
状の蓄熱体４ａを蓄熱式熱交換器１に送出する送出管１
０で接続されている。１４は排出部８を遮蔽する遮蔽
板、１５は挿入部８を遮蔽する遮蔽板である。

【００１５】蓄熱式熱交換器１の外殻は４角筒状のもが
一般に使用されるが、この場合、蓄熱層４は例えば、図
４に示すように、ボール状の蓄熱体４ａの挿入部７及び
排出部８は外殻２の相対する稜線部の上方と下方に各々
設けられ、蓄熱体層４は挿入部７から排出部８方向に沿
った面の全ての方向が、下方向に傾斜させて取り付けら
れる。

【００１６】次に、図２〜５により動作を説明する。ま
ず、処理排ガスを蓄熱体層３を介して蓄熱式熱交換器１
の低温側より吸気し、高温側へ送気する。このとき、処
理ガス中に含有されるダストの大部分はボール状の蓄熱
体４ａの表面に付着する。蓄熱体４ａは排ガスの露点温
度以下となる場合が多く、濡れの発生が起こりやすいこ
とから、ダスト付着が著しい。

【００１７】そして、排ガスは蓄熱式熱交換器１にて熱
交換され、高温状態となって送気される。蓄熱式熱交換
器１の高温側は蓄熱式脱臭装置等の処理炉に接続されて
おり、高温の炉内にて所定の処理が行われ、その後、他
の蓄熱式熱交換器の高温側より吸気され、熱交換が行わ
れた後に、低温側へ低温状態となって送気される。この
ように一般に２つの蓄熱式熱交換器をペアとして順次通
風方向の切換を行いつつ運転を継続する。

【００１８】次に、蓄熱体層４の蓄熱体４ａのダスト除
去について説明する。まず、遮蔽板１４を全開し蓄熱式
熱交換器１の排出部８からボール状の蓄熱体４ａを排出
させる。排出されたボール状の蓄熱体４ａは重力により
排出管９を移動してダスト除去部１１に送り込まれる。
そして、ダスト除去装置１３は振動またはエアを与えて
ボール状の蓄熱体４ａのダストを振るい落とす。このと
き、遮蔽板１４は図５に示すように遮蔽板１４の先端を
Ｌだけ上方につきだしておく。このＬはボール状の蓄熱
体４ａの直径に等しい。

【００１９】次に、遮蔽板１５を全開し、ダストを除去
したボール状の蓄熱体４ａを送出部１２から送出管１０
を介して蓄熱式熱交換器１の挿入部７に送出する。蓄熱
式熱交換器１内部では、支持体４ｂは図４に示すように
挿入部７から排出部８方向に沿った面の全ての方向が、
下方向に傾斜させて取り付けられているので、ボール状
の蓄熱体４ａは重力により挿入部７から排出部８の方に
順次移動して、支持体４ｂ全面を覆う。

【００２０】このとき、ボール状の蓄熱体４ａは遮蔽板
１４がボール状の蓄熱体４ａの直径に等しいＬだけ突き
出ているので、ボール状の蓄熱体４ａが上下方向に１個
を越えて積み重なると、そのボール状の蓄熱体４ａは排
出管９の方に排出される。従って、ボール状の蓄熱体４
ａが支持体４ｂを覆うのは一層となる。２層とするに
は、遮蔽板１４の先端を２Ｌ突き出せばよい。いずれに
せよ、ボール状の蓄熱体４ａは支持体４ｂを少なくとも
一層覆うようにし、遮蔽板１４、１５を閉じる。なお、
遮蔽板１４、１５を開いたまま、ボール状の蓄熱体４ａ
を蓄熱式熱交換器１とダスト除去装置１３を連続して循
環させ、一層のボール状の蓄熱体４ａとする場合は、最
後に遮蔽板１４をＬだけ突き出し、一層としてから遮蔽
板１４、１５を閉じてもよい。

【００２１】このとき、蓄熱体層４の蓄熱体４ａは、蓄
熱式熱交換器１の最低温部にあるので、外部に取り出し
て温度が低下した後に蓄熱式熱交換器１内に挿入する際
の熱衝撃は小さい。従って、蓄熱式熱交換器１の運転中
に行っても割れの発生か生じることはないので、ダスト
除去作業は、蓄熱式熱交換器１の運転中に行ってもよ
い。また、ダストの除去は、蓄熱式熱交換器１の圧力損
失の値を随時測定し、上昇した場合に実施すれば良い。

【００２２】以上のように、蓄熱体３に流入するダスト
を付着させる蓄熱体層４を設け、蓄熱体３にダストが付
着せず、圧力損失の上昇を防止し、安定した運転をする
ことができる。また、この蓄熱体層４のボール状の蓄熱
体４ａに付着したダストを簡単に除去することができ
る。また、蓄熱体層４を傾けて配置したので、重力によ
り装入部７から排出部８へとボール状の蓄熱体４ａを容
易に移動させることができる。

【００２３】なお、本実施の形態は、ダスト除去手段１
３と排出部８は排出管９で接続され、ダスト除去手段１
３と挿入部７は送出管１０で接続されているが、排出管
９と送出管１０がなくとも、ボール状の蓄熱体４ａを手
動で出し入れすることもできる。

【００２４】実施の形態２．図６はこの発明の実施形態
２を示す蓄熱式熱交換器の概略断面構成図である。図に
おいて実施の形態１の図１と同一部分には同じ符号を付
し説明を省略する。実施形態１により、蓄熱式熱交換器
１の蓄熱体３の低温側にダストが付着しなくなったが、
高温側にダストが若干付着する場合があるので、本実施
の形態は、ガスの流出側の高温側に、蓄熱体層５を設け
たものである。この蓄熱体層５は網状の面を有する支持
体とこの支持体上に少なくとも一層が載置されたセラミ
ックのボールやペッレット状の蓄熱体から構成され、蓄
熱式熱交換器１から着脱可能である。

【００２５】この構成において、低温側の蓄熱体層４に
ついては、実施の形態１と同じ動作なので、説明を省略
する。高温側においては、蓄熱体層５にダストを付着さ
せるが、高温側なので運転休止時に蓄熱体層５を蓄熱式
熱交換器１外に取り出してボールやペッレット状の蓄熱
体５ａのダスト除去を行い、再び蓄熱式熱交換器１内に
組み込んで使用する。運転中に取り出す場合には、蓄熱
体層５は温度が８００℃以上となる場合もあるので、ボ
ールやペッレット状の蓄熱体を再使用すると、熱衛撃に
より割れなどが生じやすいので、新しいものと取り替え
て使用する。

【００２６】以上のように、高温側にも着脱可能な蓄熱
体層５を設けたので、蓄熱体３の高温側にもダストが付
着せず、蓄熱体３の低温及び高温側にダストが付着せ
ず、圧力損失の上昇をよりよく防止し、より安定した運
転をすることができる。また、蓄熱体層５を一括して着
脱可能なので、ボールやペッレット状の蓄熱体５ａに付
着したダストを簡単に除去することができる。

【００２７】なお、本実施の形態では、ボールやペッレ
ット状の蓄熱体からなる蓄熱体層５を使用したが、実施
の形態１の構成とし、移動可能なボール状の蓄熱体から
なる蓄熱体層４を傾斜して設けてもよい。

【００２８】実施の形態３．図７はこの発明の実施形態
３を示す蓄熱式熱交換器の概略断面構成図である。実施
の形態１ではセラミックのボール状の蓄熱体、実施の形
態２ではボールやペッレット状の蓄熱体を層状に形成し
た蓄熱体層を用いたが、本実施の形態では、蓄熱体層に
セラミックハニカムを用いたものである。図において実
施の形態１の図１と同一部分には同じ符号を付し説明を
省略する。６は蓄熱体にセラミックハニカムを用いた蓄
熱体層であり、処理ガスの流入側である低温側に着脱可
能に設けられている。

【００２９】この構成において、蓄熱体層６の蓄熱体の
ダスト除去は、蓄熱式熱交換器１の外へ取り出して振動
やエアによりダストを除去する。このとき、蓄熱体層６
を蓄熱式熱交換器１から取出すときは、重力を利用して
移動ができないので、付帯の脱着装置（図示せず）によ
り行う。

【００３０】以上のように、蓄熱体３に流入するダスト
を付着させる蓄熱体層６を設け、蓄熱体３にダストが付
着せず、圧力損失の上昇を防止し、安定した運転をする
ことができる。なお、本実施の形態は低温側に蓄熱体層
６を設けたが、高温側にも設けてもよい。

【００３１】

【発明の効果】この発明に係る蓄熱式熱交換器は、外殻
内部に蓄熱体を配設した蓄熱式熱交換器において、前記
蓄熱体の低温側に設けられ、網状の面を有する支持体及
びこの支持体上に少なくとも一層が移動可能に載置され
たボール状の蓄熱体を有し、ダストを除去する蓄熱体層
と、前記支持体の上面に沿って前記外殻に設けられた前
記ボール状の蓄熱体の挿入部及び排出部と、を有するの
で、蓄熱体にダストが付着せず、圧力損失の上昇を防止
し、安定した運転をすることができる。また、ボール状
の蓄熱体を容易にとりだして、付着したダストを簡単に
除去することができる。

【００３２】また、蓄熱体層は外殻内に斜めに設けられ
たので、重力により装入部から排出部へとボール状の蓄
熱体を容易に移動させることができる。

【００３３】また、外殻が多角筒状のときは、ボール状
の蓄熱体の挿入部及び排出部は前記外殻の相対する稜線
部の上方と下方に各々設けられ、蓄熱体層は前記挿入部
から前記排出部方向に沿った面の全ての方向が、下方向
に傾斜してるので、装入部から排出部へとボール状の蓄
熱体をより容易に移動させることができる。

【００３４】また、ボール状の蓄熱体の排出部に排出管
を介して接続され、前記ボール状の蓄熱体に付着したダ
ストを除去するダスト除去手段と、このダスト除去手段
でダストが除去された前記ボール状の蓄熱体を送出する
送出手段と、この送出手段とボール状の蓄熱体の挿入部
の間に接続された送出管と、を備えたので、この蓄熱体
層のボール状の蓄熱体に付着したダストを簡単に除去す
ることができる。

【００３５】また、外殻内部に蓄熱体を配設した蓄熱式
熱交換器において、前記蓄熱体の低温側に着脱自在に設
けられ、ダストを除去するハニカム状の蓄熱体層を備え
たので、蓄熱体にダストが付着せず、圧力損失の上昇を
防止し、安定した運転をすることができる。また、蓄熱
体層を容易にとりだして、付着したダストを簡単に除去
することができる。

【００３６】また、蓄熱体の高温側に着脱自在に設けら
れ、網状の面を有する支持体及びこの支持体上に少なく
とも一層が載置されたボールまたはペッレット状の蓄熱
体を有し、ダストを除去する蓄熱体層と、を備えたの
で、蓄熱体の高温側にもダストが付着せず、圧力損失の
上昇をよりよく防止し、より安定した運転をすることが
できる。

【００３７】また、蓄熱体の高温側に着脱自在に設けら
れ、ダストを除去するハニカム状の蓄熱体層を備えたの
で、蓄熱体の高温側にもダストが付着せず、圧力損失の
上昇をよりよく防止し、より安定した運転をすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す蓄熱式熱交換
器の概略断面構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１を示す蓄熱式熱交換
器の断面構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態１を示す蓄熱式熱交換
器の部分断面構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態１を示す蓄熱式熱交換
器の斜視図である。

【図５】 この発明の実施の形態１を示す蓄熱式熱交換
器の動作説明図である。

【図６】 この発明の実施の形態２を示す蓄熱式熱交換
器の概略断面構成図である。

【図７】 この発明の実施の形態３を示す蓄熱式熱交換
器の概略断面構成図である。

【符号の説明】

１ 蓄熱式熱交換器、２ 外殻、３ 蓄熱体、４、５、
６ 蓄熱体層、 ４ａボール状の蓄熱体、４ｂ 支持
体、 ７ 挿入部、８ 排出部、９ 排出管、１０ 挿
入管、１１ ダスト除去部、１２ 送出部、１３ ダス
ト除去装置、１４ 遮蔽板、１５ 遮蔽板。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外殻内部に蓄熱体を配設した蓄熱式熱交
   換器において、前記蓄熱体の低温側に設けられ、網状の
   面を有する支持体及びこの支持体上に少なくとも一層が
   移動可能に載置されたボール状の蓄熱体を有し、ダスト
   を除去する蓄熱体層と、 前記支持体の上面に沿って前記外殻に設けられた前記ボ
   ール状の蓄熱体の挿入部及び排出部と、 を有することを特徴とする蓄熱式熱交換器。
2. 【請求項２】 蓄熱体層は外殻内に斜めに設けられたこ
   とを特徴とする請求項１記載の蓄熱式熱交換器。
3. 【請求項３】 外殻が多角筒状のときは、ボール状の蓄
   熱体の挿入部及び排出部は前記外殻の相対する稜線部の
   上方と下方に各々設けられ、蓄熱体層は前記挿入部から
   前記排出部方向に沿った面の全ての方向が、下方向に傾
   斜してることを特徴とする請求項２記載の蓄熱式熱交換
   器。
4. 【請求項４】 ボール状の蓄熱体の排出部に排出管を介
   して接続され、前記ボール状の蓄熱体に付着したダスト
   を除去するダスト除去手段と、 このダスト除去手段でダストが除去された前記ボール状
   の蓄熱体を送出する送出手段と、 この送出手段とボール状の蓄熱体の挿入部の間に接続さ
   れた送出管と、 を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
   れかに記載の蓄熱式熱交換器。
5. 【請求項５】 外殻内部に蓄熱体を配設した蓄熱式熱交
   換器において、前記蓄熱体の低温側に着脱自在に設けら
   れ、ダストを除去するハニカム状の蓄熱体層を備えたこ
   とを特徴とする蓄熱式熱交換器。
6. 【請求項６】 蓄熱体の高温側に着脱自在に設けられ、
   網状の面を有する支持体及びこの支持体上に少なくとも
   一層が載置されたボールまたはペッレット状の蓄熱体を
   有し、ダストを除去する蓄熱体層と、 を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいず
   れかに記載の蓄熱式熱交換器。
7. 【請求項７】 蓄熱体の高温側に着脱自在に設けられ、
   ダストを除去するハニカム状の蓄熱体層を備えたことを
   特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の蓄
   熱式熱交換器。