JP2002210389A

JP2002210389A - サイクロン集塵装置

Info

Publication number: JP2002210389A
Application number: JP2001013193A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Yamamoto; 建介山本
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2001-01-22
Filing date: 2001-01-22
Publication date: 2002-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】サイクロンの筒体内部における摩耗を低減し
得、サイクロンの筒体内部の耐摩耗材を頻繁に交換する
ことを不要とし得、経済性を高め得るサイクロン集塵装
置を提供する。【解決手段】サイクロン４の筒体４ａ内部に、ガスの
旋回方向へ回転する内筒２３を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サイクロン集塵装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】サイクロン集塵装置は、筒体の接線方向
へ粒子を含むガスを導入して旋回させることにより、該
ガスに遠心力を付与し、ガス中の粒子を分離捕集するも
のであって、さまざまな分野において広く採用されてい
る。

【０００３】図８はサイクロンを備えた循環流動層ボイ
ラの一例を表わすものであって、該循環流動層ボイラ
は、空気分散ノズル２から吹き出される一次空気Ａによ
りゴミ固形化燃料等の廃棄物を砂や石灰石等からなるベ
ッド材３と共に流動化させながら燃焼させる火炉１と、
該火炉１の上部に接続され且つ火炉１内での燃焼により
発生した排ガス中に含まれる粒子としての灰を捕集する
サイクロン４と、該サイクロン４で捕集された灰が灰落
下管５を介して導入され、該灰を冷却し灰戻し管６を介
して前記火炉１の底部に戻し循環させる外部熱交換器７
と、前記サイクロン４で灰が捕集された排ガスが導入さ
れ、内部に過熱器８と節炭器９とが配設された後部伝熱
部１０とを備えてなる構成を有している。

【０００４】前記後部伝熱部１０の節炭器９の下流側に
は、排ガスの熱により押込通風機１１から圧送される空
気を加熱するガスエアヒータ１２を設け、該ガスエアヒ
ータ１２で加熱された空気を、一次空気ライン１３を介
して前記火炉１の底部へ一次空気Ａとして供給すると共
に、一次空気ライン１３から分岐する二次空気ライン１
４を介して前記火炉１の上下方向中間部所要位置へ二次
空気Ｂとして供給するようにし、更に、流動用空気ブロ
ワ１５から圧送される空気を流動用空気ライン１８を介
して前記外部熱交換器７の底部へ流動用空気Ｃとして供
給するようにしてある。尚、前記二次空気ライン１４の
分岐部より下流側における一次空気ライン１３途中に
は、一次空気Ａの流量調節用のダンパ１６を設け、二次
空気ライン１４途中には、二次空気Ｂの流量調節用のダ
ンパ１７を設けてある。

【０００５】前記外部熱交換器７は、前記灰落下管５が
接続されるシールボックス１９内底部に、流動用空気Ｃ
を空気分散ノズル２０から上方へ吹き出すためのウィン
ドボックス２１を形成し、空気分散ノズル２０の上方に
おけるシールボックス１９内に、循環灰との熱交換によ
り過熱蒸気を発生させて蒸気タービンへ導入するための
最終過熱器２２を配設してなる構成を有している。又、
前記外部熱交換器７は、一般的にサイクロン４下部の圧
力よりも火炉１内下部の圧力の方が高くなっていること
を考慮し、この状態において、火炉１内の排ガスがサイ
クロン４下部の灰落下管５側に流れ込むことを防止し、
且つサイクロン４で分離された灰を火炉１内に確実に流
下させて戻し得るよう、いわゆるサイホンのような形に
形成してある。

【０００６】前述の如きボイラ発電設備としての循環流
動層ボイラにおいては、押込通風機１１から圧送される
空気がガスエアヒータ１２で加熱され、一次空気ライン
１３を介して火炉１の底部へ一次空気Ａとして供給され
ると共に、一次空気ライン１３から分岐する二次空気ラ
イン１４を介して火炉１の上下方向中間部所要位置へ二
次空気Ｂとして供給され、更に、流動用空気ブロワ１５
から圧送される空気が流動用空気ライン１８を介して外
部熱交換器７の底部へ流動用空気Ｃとして供給されてお
り、この状態で、火炉１の空気分散ノズル２上にゴミ固
形化燃料等の廃棄物を投入すると、該廃棄物が空気分散
ノズル２から吹き出される一次空気Ａによりベッド材３
と共に流動化しながら燃焼する。

【０００７】火炉１内での廃棄物の燃焼により発生した
排ガスは、灰と一緒に吹き上げられてサイクロン４へ導
入され、該サイクロン４において灰が捕集され、該サイ
クロン４で捕集された灰は、サイクロン４下部に接続さ
れた灰落下管５から灰再循環装置としての外部熱交換器
７へ導入され、該外部熱交換器７において抜熱されて冷
却された後、灰戻し管６を介して前記火炉１の底部に戻
され、循環される。

【０００８】前記サイクロン４で灰が分離された排ガス
は、後部伝熱部１０へ導かれ、該後部伝熱部１０の過熱
器８及び節炭器９において熱回収され、更にガスエアヒ
ータ１２において熱回収された後、図示していない集塵
機等を経て煙突から大気に放出される。

【０００９】一方、ボイラ給水は、節炭器９において排
ガスにより加熱され、図示していない蒸気ドラムを経て
火炉１のボイラ炉壁１ａ内を流れ、再び蒸気ドラムへ戻
り、飽和蒸気となって過熱器８へ導入され排ガスにより
過熱され、該過熱器８において過熱された過熱蒸気は、
最終過熱器２２へ導かれ循環灰により更に過熱され、該
最終過熱器２２において過熱された過熱蒸気は、蒸気タ
ービンへ導入され、発電が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の如き
循環流動層ボイラ等に設けられるサイクロン４の場合、
その筒体４ａ内部の摩耗速度は、一般にガスの流速の３
乗〜４乗に比例するため、特に、サイクロン４の筒体４
ａの擂鉢状に内径が小さくなってガス流速が大きくなる
部位において摩耗損傷が起こりやすく、筒体４ａ内部の
耐摩耗材を頻繁に交換する必要があり、手間と時間を多
く必要とし、コストアップにつながるという欠点を有し
ていた。

【００１１】本発明は、斯かる実情に鑑み、サイクロン
の筒体内部における摩耗を低減し得、サイクロンの筒体
内部の耐摩耗材を頻繁に交換することを不要とし得、経
済性を高め得るサイクロン集塵装置を提供しようとする
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、筒体の接線方
向へ粒子を含むガスを導入して旋回させることにより、
該ガスに遠心力を付与し、ガス中の粒子を分離捕集する
サイクロン集塵装置において、筒体内部に、ガスの旋回
方向へ回転する内筒を配設したことを特徴とするサイク
ロン集塵装置にかかるものである。

【００１３】前記サイクロン集塵装置においては、内筒
上部にガス流を受ける羽根を取り付け、内筒をガス流に
より回転させるよう構成することができる。

【００１４】又、前記サイクロン集塵装置においては、
内筒をガスの旋回流速と略同期させて回転させる駆動装
置を配設することもできる。

【００１５】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１６】サイクロンの筒体の接線方向へ粒子を含む
ガスが導入される際、内筒がガスの旋回方向へ回転する
と、該ガスは内筒内で旋回することにより遠心力を付与
され、ガス中の粒子が従来と同様に分離捕集されるが、
ここで、サイクロンの筒体内におけるガス流速が同じで
も、回転する内筒に対するガスの相対速度は大幅に低減
されるため、内筒で覆われる筒体内面は勿論のこと、内
筒内面においても摩耗損傷が起こりにくくなり、筒体内
部の耐摩耗材を頻繁に交換しなくて済み、手間と時間を
節約することが可能となる。

【００１７】前記サイクロン集塵装置において、内筒上
部にガス流を受ける羽根を取り付け、内筒をガス流によ
り回転させるよう構成すると、内筒を回転させるために
特別な駆動機構は必要とならず、動力も消費しなくて済
む。

【００１８】又、前記サイクロン集塵装置において、内
筒をガスの旋回流速と略同期させて回転させる駆動装置
を配設すると、駆動装置が必要で、電力も消費するが、
羽根を設けなくて済むため、羽根の交換等を行う必要は
全くない。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００２０】図１〜図４は本発明を実施する形態の一例
であって、図中、図８と同一の符号を付した部分は同一
物を表わしており、サイクロン４の筒体４ａ内部に、ガ
スの旋回方向へ回転する内筒２３を配設するようにした
ものである。

【００２１】本図示例の場合、前記サイクロン４の筒体
４ａ内周面における円周方向複数所要箇所に、図２に示
す如く、支持ブラケット２４に回転自在に支承された支
持ローラ２５を配設すると共に、該支持ローラ２５上に
載置されるよう、内筒２３の外周面における対応箇所
に、リング状のフランジプレート２６を一体に取り付
け、該フランジプレート２６の円周方向複数所要箇所
に、前記サイクロン４の筒体４ａ内周面に当接するガイ
ドローラ２７を回転自在に配設し、これにより支持機構
２８を形成し、該支持機構２８を、図１に示す如く、サ
イクロン４の軸線方向複数所要箇所に配設するようにし
てあり、これら複数の支持機構２８により、サイクロン
４の筒体４ａ内部において、内筒２３を回転自在に支持
するようにしてある。

【００２２】又、前記筒体４ａ上部には、図１及び図３
に示す如く、ガス流を受ける羽根２９を取り付け、内筒
２３をガス流により回転させるよう構成してある。

【００２３】尚、前記羽根２９は摩耗しやすくなるた
め、耐摩耗材で形成する一方、図４に示す如く、内筒２
３の上端部内周面側所要箇所にアリ溝３０を形成すると
共に、羽根２９の基端部に、前記アリ溝３０と嵌合する
アリ継ぎ３１を形成し、羽根２９の交換時には、アリ溝
３０に対してアリ継ぎ３１をスライドさせることによ
り、内筒２３に対して羽根２９の着脱を容易に行えるよ
うにしてある。

【００２４】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２５】サイクロン４の筒体４ａの接線方向へ粒子
を含むガスが導入されると、該ガス流を羽根２９で受け
ることにより内筒２３がガスと一緒に回転し、該ガスは
内筒２３内で旋回することにより遠心力を付与され、ガ
ス中の粒子が従来と同様に分離捕集される。

【００２６】ここで、サイクロン４の筒体４ａ内におけ
るガス流速が同じでも、ガス流によって回転する内筒２
３に対するガスの相対速度は大幅に低減されるため、内
筒２３で覆われる筒体４ａ内面は勿論のこと、内筒２３
内面においても摩耗損傷が起こりにくくなり、筒体４ａ
内部の耐摩耗材を頻繁に交換しなくて済み、手間と時間
を節約することが可能となる。しかも、内筒２３を回転
させるためにガス流を利用しているため、特別な駆動機
構は必要とならず、動力も消費しなくて済む。

【００２７】尚、前記羽根２９が摩耗した場合には、ア
リ溝３０に対してアリ継ぎ３１をスライドさせるだけ
で、内筒２３に対して羽根２９の着脱を容易に行えるた
め、羽根２９の交換を短時間に効率よく行うことが可能
となる。

【００２８】こうして、サイクロン４の筒体４ａ内部に
おける摩耗を低減し得、サイクロン４の筒体４ａ内部の
耐摩耗材を頻繁に交換することを不要とし得、経済性を
高め得る。

【００２９】図５〜図７は本発明を実施する形態の他の
例であって、図中、図１〜図４と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１〜図４
に示すものと同様であるが、本図示例の特徴とするとこ
ろは、図５〜図７に示す如く、内筒２３をガスの旋回流
速と略同期させて回転させる駆動装置３２を配設した点
にある。

【００３０】本図示例の場合、前記駆動装置３２は、支
持機構２８のフランジプレート２６の下面にリング状の
ラック３３を取り付け、該ラック３３に噛合する駆動ピ
ニオン３４を配設すると共に、該駆動ピニオン３４を回
転駆動するモータ３５をサイクロン４の筒体４ａの外部
所要箇所に配設してなる構成を有している。

【００３１】尚、前記駆動装置３２を配設したことに伴
い、図１〜図４に示す例における羽根２９は、図５及び
図７に示す如く省略するようにしてある。

【００３２】図５〜図７に示す例においては、駆動装置
３２を構成するモータ３５により駆動ピニオン３４を回
転駆動してラック３３を回転させ、サイクロン４の筒体
４ａに対して内筒２３をガスの旋回流速と略同期させて
回転させた状態で、サイクロン４の筒体４ａの接線方向
へ粒子を含むガスが導入されると、該ガスは内筒２３内
で旋回することにより遠心力を付与され、ガス中の粒子
が従来と同様に分離捕集される。

【００３３】ここで、サイクロン４の筒体４ａ内におけ
るガス流速が同じでも、駆動装置３２によって回転駆動
される内筒２３に対するガスの相対速度は大幅に低減さ
れるため、内筒２３で覆われる筒体４ａ内面は勿論のこ
と、内筒２３内面においても摩耗損傷が起こりにくくな
り、筒体４ａ内部の耐摩耗材を頻繁に交換しなくて済
み、手間と時間を節約することが可能となる。

【００３４】尚、本図示例の場合、駆動装置３２が必要
で、電力も消費するが、図１〜図４に示す例における羽
根２９を設けなくて済むため、羽根２９の交換等を行う
必要は全くない。

【００３５】こうして、図５〜図７に示す例の場合に
も、図１〜図４に示す例の場合と同様、サイクロン４の
筒体４ａ内部における摩耗を低減し得、サイクロン４の
筒体４ａ内部の耐摩耗材を頻繁に交換することを不要と
し得、安定した運転を継続し得、且つ経済性を高め得
る。

【００３６】尚、本発明のサイクロン集塵装置は、上述
の図示例にのみ限定されるものではなく、循環流動層ボ
イラに限らず、加圧流動層ボイラ等に設けられるサイク
ロンとしても適用可能なこと等、その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは
勿論である。

【００３７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項１
〜３記載のサイクロン集塵装置によれば、サイクロンの
筒体内部における摩耗を低減し得、サイクロンの筒体内
部の耐摩耗材を頻繁に交換することを不要とし得、経済
性を高め得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の断面図である。

【図２】図１のＩＩ部拡大図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】図３のＩＶ部拡大図である。

【図５】本発明を実施する形態の他の例の断面図であ
る。

【図６】図５のＶＩ部拡大図である。

【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

【図８】サイクロンを備えた循環流動層ボイラの一例を
表わす全体概要構成図である。

【符号の説明】

４サイクロン４ａ筒体２３内筒２８支持機構２９羽根３２駆動装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒体の接線方向へ粒子を含むガスを導入
して旋回させることにより、該ガスに遠心力を付与し、
ガス中の粒子を分離捕集するサイクロン集塵装置におい
て、筒体内部に、ガスの旋回方向へ回転する内筒を配設した
ことを特徴とするサイクロン集塵装置。
【請求項２】内筒上部にガス流を受ける羽根を取り付
け、内筒をガス流により回転させるよう構成した請求項
１記載のサイクロン集塵装置。
【請求項３】内筒をガスの旋回流速と略同期させて回
転させる駆動装置を配設した請求項１記載のサイクロン
集塵装置。