JP5234578B2 - Water cooling duct - Google Patents
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Description
本発明は、水冷ダクトに関し、例えば、電気炉等から排出される排ガスを直接吸引し、集塵機で浄化処理するシステムの配管経路に用いられる水冷ダクトの改良に関するものである。 The present invention relates to a water cooling duct, for example, to an improvement in a water cooling duct used in a piping path of a system that directly sucks exhaust gas discharged from an electric furnace or the like and purifies it with a dust collector.
従来、電気炉等から排出される塵埃等を含む高温の排ガスを直接吸引し、所定温度の範囲に冷却し、集塵機で浄化処理するシステムにおいては、図4に示すように、電気炉1から排出される1400〜1500℃程度の排ガスを通す燃焼塔2や水冷ダクト3を含む配管ダクトに二重構造(図4において、破線で示す。)を採用し、二重構造の間隙に冷却装置6(例えば、クーリングタワー等)によって調整された冷却水を循環させることによって、排ガスを、400℃(好ましくは250℃)以下に冷却した状態で、配管4を介して集塵機5に導入するようにしている。
そして、このような高温の排ガスを所定温度の範囲に冷却するための水冷ダクト3として、図5〜図6に示す水冷ダクトが提案され、実用化されている。
この水冷ダクト3は、円筒状の配管である内筒31と外筒32との二重構造として、その間隙に冷却水を流し、内筒31内を通過する排ガスを冷却するものである。
Conventionally, in a system in which high temperature exhaust gas including dust discharged from an electric furnace or the like is directly sucked, cooled to a predetermined temperature range, and purified by a dust collector, it is discharged from the electric furnace 1 as shown in FIG. A double structure (indicated by a broken line in FIG. 4) is adopted for the piping duct including the combustion tower 2 and the
And the water cooling duct shown in FIGS. 5-6 is proposed as the
The
この場合、内筒31と外筒32の間隙に、給水口3aから排水口3bに亘って冷却水を周回しながら流通させる流路を形成する流水ガイド33を配設し、内筒31の内表面から伝わる排ガスの熱を冷却水側に放熱させ、排ガスによって加熱された内筒31を、その外表面から冷却するようにしている。
流水ガイド33は、図6の展開図に示すように、給水口3aから供給される冷却水を、図示下側から上側に流れるように(組み立てられた水冷ダクト3においては、流路Rは、排水口3b側から見て時計回りに旋回するように、例えば、8度周回するように構成され、以下、1周回毎に流路Rを流路a〜流路hに分割して説明する)配設し、左上の流路aから左下の流路aに、次いで、bからbに、・・・、gからgに流れ、最後に、右上のhから、右下のhと、Uターンして流れる冷却水に分かれ、排水口3bを介して水槽Wに返還される。
In this case, a
As shown in the development view of FIG. 6, the
ところで、水冷ダクト3の内筒31と外筒32との間隙に形成する流路Rには、給水ヘッダPと連通する給水口3aと、水槽Wに繋がる排水口3bとが両端に開口しているだけで、水冷ダクト3内に送られる排ガス温度が異常に高温の場合、給水口3aから供給された冷却水が、排水口3bに至るまでに蒸気化してしまい、流路内で冷却水が不足し、十分な冷却効率を維持できなくなるとともに、排水口3b付近となる下流側の内筒31が蒸気化した冷却水によって破損することがあるという問題があった。
By the way, in the flow path R formed in the gap between the
本発明は、上記従来の水冷ダクトの有する問題点に鑑み、高温な排ガスの場合であっても、一定の冷却効率を保持するとともに、蒸気化した冷却水による内筒の破損を防止することのできる水冷ダクトを提供することを目的とする。 In view of the problems of the conventional water cooling duct, the present invention maintains a constant cooling efficiency even in the case of high-temperature exhaust gas, and prevents damage to the inner cylinder due to vaporized cooling water. An object is to provide a water-cooled duct that can be used.
上記目的を達成するため、本発明の水冷ダクトは、内筒と外筒とからなり、両筒間の間隙に、給水口から排水口間に亘って、給水ヘッダから送出される冷却水を周回しながら流通させる流路を形成する流水ガイドを配設した水冷ダクトにおいて、流路内に系外に冷却水を分岐させる分岐口と、給水口とは別に給水ヘッダから冷却水の供給を受ける補助給水口とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the water cooling duct of the present invention comprises an inner cylinder and an outer cylinder, and circulates the cooling water sent from the water supply header in the gap between both cylinders from the water supply port to the drainage port. In a water-cooled duct provided with running water guides that form a flow channel that circulates while flowing, a branch port for branching the cooling water outside the system into the flow channel, and an auxiliary receiving the supply of cooling water from the water supply header separately from the water supply port characterized in that a water inlet.
この場合において、分岐口から分岐した冷却水の温度を測定する温度測定器と、該温度測定器の値に応じて補助給水口への給水量を制御する制御機構や分岐口から分岐させる冷却水の量を制御する制御機構とを備えることができる。 In this case, a temperature measuring device for measuring the temperature of the cooling water branched from the branch port, a control mechanism for controlling the amount of water supplied to the auxiliary water supply port according to the value of the temperature measuring device, and the cooling water branched from the branch port. And a control mechanism for controlling the amount of.
本発明の水冷ダクトによれば、水冷ダクト内を通過する排ガス温度が異常に高温の場合でも、流路を周回する冷却水は、補助給水口より補充され、十分な冷却水量を確保し、一定の冷却効率を保持することができるとともに、蒸気化した冷却水による内筒の破損を防止することのできる水冷ダクトを提供することができる。 According to the water cooling duct of the present invention, even when the exhaust gas temperature passing through the water cooling duct is abnormally high, the cooling water circulating around the flow path is replenished from the auxiliary water supply port, ensuring a sufficient amount of cooling water, and constant It is possible to provide a water cooling duct that can maintain the cooling efficiency of the inner cylinder and can prevent the inner cylinder from being damaged by the vaporized cooling water.
また、制御機構によって、十分な冷却水量を確保し、一定の冷却効率を保持したり、冷却水が蒸気化している場合に、蒸気化した冷却水を水冷ダクトの排水口まで送出することなく、分岐口から系外に排出し、内筒の破損を有効に防止することができる。 In addition, the control mechanism ensures a sufficient amount of cooling water, maintains a constant cooling efficiency, and when the cooling water is vaporized, without sending the vaporized cooling water to the drain of the water cooling duct, It is discharged out of the system from the branch port, and damage to the inner cylinder can be effectively prevented.
以下、本発明の水冷ダクトの実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、従来装置と同様の構造については同一の符号、一連の符号を付し説明を省略する。 Embodiments of a water cooling duct according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, about the structure similar to a conventional apparatus, the same code | symbol and a series of code | symbol are attached | subjected, and description is abbreviate | omitted.
図1〜図3に、本発明の水冷ダクトの一実施例を示す。
この水冷ダクト3は、従来例と同様、電気炉1から排出される1400〜1500℃程度の排ガスを400℃(好ましくは250℃)以下に冷却するためのもので、冷却された排ガスは集塵機5で処理された後、清浄空気として排出管5aを通過し外部に放出される。
1 to 3 show an embodiment of the water-cooled duct of the present invention.
This water-cooled
水冷ダクト3に送られる冷却水は、水槽Wから冷却装置6(例えば、クーリングタワー)によって冷却され、循環ポンプからなる給水ヘッダPから給水口3aを介して内筒31と外筒32との間隙内に形成された流路Rに送水され、内筒31の内側を通過する排ガスとの間で熱交換を行った後、排水口3bを介して水槽Wに返還される。
The cooling water sent to the
水冷ダクト3の内筒31の外周面には、従来例と同様のピッチで給水口3aから排水口3b間に亘って冷却水を周回しながら流通させる流路Rを形成する流水ガイド33を配設する。
そして、流路R内には、系外に冷却水を分岐させる分岐口34と、給水口3aとは別に給水ヘッダPから冷却水の供給を受ける補助給水口35と、分岐口34から分岐した冷却水の温度を測定する温度測定器36と、該温度測定器の値に応じて補助給水口35への給水量を制御する制御機構37とを配設するようにしている。
On the outer peripheral surface of the
And in the flow path R, it branched from the
分岐口34は、分岐管38に連通され、排水口3bと合流して水槽Wに送られる。
また、分岐口34の配設数は、特に限定されず、給水口3aから比較的近い位置に複数配設することが好ましく、本実施例では4個所に配設した例を示す。
The
The number of the
補助給水口35は、制御機構37によって開閉を制御されるバルブV2を介して給水ヘッダPと連結されている。
補助給水口35の配設数も、特に限定されず、分岐口34よりも若干下流側に複数配設することが好ましく、本実施例では分岐口34と同数の4個所に配設した例を示す。
The auxiliary
The number of auxiliary
分岐口34が連通する分岐管38には、分岐口34から分岐された冷却水の温度を測定するため熱電対等からなる温度測定器36を配設し、図例4個所から分岐させた冷却水の温度を測定し、測定値を制御機構37に送信するようにしている。
そして、冷却水の温度が所定温度の範囲を超える場合には、バルブV2の開度調整を行い、補助給水口35から冷却水を水冷ダクト3の流路R内に追加して供給することによって流路R内の冷却水の温度を低下させて、温度測定器36で測定した冷却水の温度が所定温度の範囲内に低下したときにバルブV2を閉鎖するようにしている。
また、図2に示すように、給水口3aと給水ヘッダPとの間に制御機構37によって開度調整可能なバルブV4を配設することもできる。
この場合、水冷ダクト3内を通過する排ガス温度が低く、熱負荷が小さい場合には、制御機構37によって水冷ダクト3内に供給する冷却水量を抑えることができる。
A
When the temperature of the cooling water exceeds the predetermined temperature range, the opening degree of the valve V2 is adjusted, and cooling water is additionally supplied into the flow path R of the
Further, as shown in FIG. 2, a valve V <b> 4 whose opening degree can be adjusted by the
In this case, when the exhaust gas temperature passing through the
分岐管38は、閉鎖状態のバルブV1と並列に配管したバイパスラインLに配設したバルブV3によって流量調整された少量の冷却水を流路Rから分岐し、排水口3bから排出される冷却水と合流して水槽Wに排出しながら、温度測定器36によって分岐した冷却水の温度を測定するようにしている。
なお、分岐管38は、バルブV1、V3及びバイパスラインLを設けることなく、分岐口34から分岐させた冷却水の温度を温度測定器36によって測定するだけの役割とし、端部を閉鎖するようにしても構わない。
The
The
そして、制御機構37によって、温度測定器36の値に応じてバルブV1の開度調整を行い、分岐口34から分岐させる冷却水の量を制御することができる。
これによって、温度測定器36によって測定された冷却水の温度が100℃近辺となっており、分岐口34から分岐された冷却水が蒸気化しているとき、つまり、流路R内の冷却水も蒸気化していると考えられるときは、流路R内から分岐した冷却水をバイパスラインLからの排出に加え、バルブV1を開放することによって大量かつ迅速に水槽Wに排出して、内筒31の破損を防止することができる。
この場合、バルブV2も全開状態とし、補助給水口35から流路R内に冷却水を補充して排ガスを冷却するようにしている。
The
As a result, the temperature of the cooling water measured by the
In this case, the valve V2 is also fully opened, and cooling water is replenished into the flow path R from the auxiliary
分岐口34及び補助給水口35の配設個所は、図3の展開図に示すように、従来例と同様、例えば、流路Rが水冷ダクト3内を8周回(流路a〜流路h)する場合、分岐口34は、1周回目〜4周回目の排水口3bと同じ軸線上に配設し、補助給水口35は、分岐口34とラップするように3周回目〜6周回目の給水口3aと同じ軸線上(分岐口34と180°ずれた位置)に配設する。
これによって、流路Rの上流側となる分岐口34から蒸気化した冷却水を水槽Wに強制的に排出するときでも、流路R内で冷却水が流通しない個所を極力減らすことができるとともに、流路R内での冷却水不足を補うことができる。
As shown in the developed view of FIG. 3, the arrangement location of the
As a result, even when the cooling water vaporized from the
この水冷ダクトにおいて、電気炉1から排出される排ガスは、水冷ダクト3を通過する際、内筒31の内表面から外表面に熱が伝達し、従来例と同様に、流水ガイド33から放熱し、冷却される。
そして、流路R内に給水ヘッダPから給水口3aを介して供給される冷却水は、分岐口34から系外に分岐され、温度測定器36によってその温度が測定される。
測定された温度が所定温度の範囲内にあるときは、冷却水の供給は給水口3aのみから供給を続けるとともに、バイパスラインLに配設したバルブV3によって通過流量を少量に絞られた状態で分岐口34から冷却水の分岐、排出を続ける。
In this water-cooled duct, when the exhaust gas discharged from the electric furnace 1 passes through the water-cooled
Then, the cooling water supplied from the water supply header P to the flow path R through the
When the measured temperature is within the predetermined temperature range, the cooling water is supplied only from the
温度測定器36によって計測された冷却水の温度が所定温度の範囲を超えたとき、制御機構37によって、バルブV2の開度調整を行い、補助給水口35から冷却水を流路R内に追加的に供給し冷却水の温度を低下させる。
When the temperature of the cooling water measured by the
また、温度測定器36によって計測された冷却水の温度が100℃近辺の冷却水が蒸気化する温度を計測したときには、制御機構37によって、バルブV1の開度調整を行い蒸気化した冷却水を積極的に系外の水槽Wに排出し、内筒31の破損を防止することができる。
Further, when the temperature of the cooling water measured by the
以上、本発明の水冷ダクトについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 As mentioned above, although the water-cooled duct of this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the structure described in the said Example, The structure is suitably changed in the range which does not deviate from the meaning. It is something that can be done.
本発明の水冷ダクトは、冷却水の流路内に、冷却水の温度の測定と蒸気化した冷却水の排出のための分岐口と、不足する冷却水の補助給水口とを配設し、蒸気化した冷却水による内筒の破損を防止することができるという特性を有していることから、新規の電気炉集塵システムに用いることができるほか、既設の電気炉集塵システムにおける水冷ダクトの代替の用途にも用いることができる。 The water cooling duct of the present invention is arranged in the cooling water flow path with a branch port for measuring the temperature of the cooling water and discharging the vaporized cooling water, and an auxiliary water supply port for the insufficient cooling water, Since it has the property of preventing damage to the inner cylinder due to vaporized cooling water, it can be used for a new electric furnace dust collection system, as well as a water cooling duct in an existing electric furnace dust collection system. It can also be used for alternative applications.
3 水冷ダクト
31 内筒
32 外筒
33 流水ガイド
34 分岐口
35 補助給水口
36 温度測定器
37 制御機構
P 給水ヘッダ
R 流路
3
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