JP5652862B2

JP5652862B2 - 伝熱管のダスト除去装置

Info

Publication number: JP5652862B2
Application number: JP2010188787A
Authority: JP
Inventors: 秋山　仁; 仁秋山; 彰田口; 和夫谷口
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: JP2012047377A

Description

本発明は、ダストを含む燃焼ガスから熱回収を行うごみ焼却炉用ボイラや産業廃棄物焼却炉用ボイラなどの廃熱ボイラや熱交換器の伝熱管に付着するダストを除去する装置に係り、特に、縦方向に並列する水平管群を蛇行状に連接した形態の伝熱管に付着するダストを除去するダスト除去装置に関する。

伝熱管に付着するダストは伝熱阻害要因となるため、伝熱管に付着するダストを効果的に除去することにより、ボイラ或いは熱交換器は、その伝熱面積を小さくすることでき、コンパクト化を図ることができる。

飛灰などのダストを含むガスから熱回収を行うボイラ及び熱交換器では、従来、主として蒸気式スートブローにより伝熱管に付着したダストの除去を行っている（特許文献１等）。蒸気式スートブローは、エレメント管に形成したノズル孔より伝熱管及び並列する伝熱管の間隙に向けて蒸気を高速で噴射することにより伝熱管に付着したダストを吹き飛ばして除去するものであり、定置回転式、往復動式（Ｔ字管）、長抜差し式などが知られている。

図８及び図９は、定置回転式の例を示している。図８は縦断面図であり、図９は図８のＡ−Ａ線に沿う横断側面図である。燃焼ガスＧは矢印方向に流れている。ケーシング２内に配置された伝熱管３の上流側、下流側、中間の少なくとも１箇所（図８，図９では上流側１箇所のみ）に伝熱管３に対して直交する方向にエレメント管２０を設置し、エレメント管２０には隣り合う伝熱管３の間隔ｇ（図９）に対応する位置にノズル孔２０ａを設けており、定期的にエレメント管２０を軸線回りに回転させながらノズル孔２０ａより蒸気を噴出させて伝熱管に付着したダストを除去するものである。なお、図８において、符号４Ａ、４Ｂは伝熱管３を支持する支持金物である。

図１０及び図１１は、往復動式の例で、伝熱管３の上流側、下流側、中間の少なくとも１箇所（図１０、図１１では上流側に１カ所のみ）に伝熱管３に対して直交する方向のエレメント管２０を設置し、エレメント管２０には伝熱管３の間隙ｇ（図１１）に対応する位置にノズル孔２０ａを設けており、図１０に示すように定期的にエレメント管２０を伝熱管３の管長手方向に前後に移動させながらノズル孔２０ａより蒸気を噴出させて伝熱管３に付着したダストを除去するものである。

図１２及び図１３は、長抜差し式の例で、伝熱管３の上流側、下流側、中間の少なくとも１箇所（図１２，図１３では上流側に１か所のみ）に伝熱管３に対して直交する方向にエレメント管２０を設置し、エレメント管２０の先端に数個のノズル孔２０ａを設けてあり、停止時にはケーシング２の外部に引き抜いておき、定期的にエレメント管２０を軸線回りに回転させながら伝熱管３の直交方向に前進・後退させて、ノズル孔２０ａより蒸気を噴出させて伝熱管に付着したダストを除去するものである。

しかしながら、蒸気式スートブローでは、以下のような問題がある。

すなわち、スートブロー蒸気による伝熱管のエロージョン対策が必要となる。

また、スートブロー運転時には一時的に大量の蒸気を使用するため、タービン発電機やその他プロセスに送る蒸気量に変動を与える。

また、ノズル孔から離れるほどダスト除去効果が低下するため有効範囲に制限があり、伝熱管全長にわたり一様な除去が困難である。そのため、エレメント管を複数台設置しなければならない場合がある。

また、定置回転式、往復動式では、水平方向に隣り合う伝熱管の間隙に合わせてノズル孔を設けるため、ノズル孔の数量が多くなり、ノズル孔の少ない長抜差し式に比べダストを除去する効率及び有効範囲が劣る。

また、伝熱管の隙間をねらい蒸気を噴射するため、図９、図１１、図１３に示すように、伝熱管の裏面に付着しているダストＤを除去することが困難である。

さらに、長抜差し式では停止時にケーシング外にエレメント管を引き抜いて待機させることから、通常、エレメント管の耐久性確保が困難な高温部に使用されるが、引き抜き代をケーシング外に確保する必要があるため、設置スペースが大きくなる。

伝熱管のダスト除去装置として、蒸気式スートブローの他には、ハンマリング装置による打撃やバイブレータなどにより伝熱管を強制的に揺らしてダストを除去する装置が知られている（特許文献２〜４等）。これは主として、垂直に吊下げられた伝熱管に適用されるものである。図１４、図１５は上部支持された伝熱管３（吊下げ管）のハンマリング装置（打撃装置）２１の一例を示している。ハンマリング装置２１は、Ｕ字管部分に挿通された軸２１ａと、軸２１ａに固定された鍔２１ｂと、軸２１ａに打撃を加えるハンマー部２１ｃとを備えている。自由端となっている吊下げ伝熱管３の下部に、横方向からハンマリングにより鍔部２１ｂを介して打撃力を与えるものであり、自由端でかつ個々のＵ字管を打撃するだけであるため、比較的小さな打撃力で伝熱管を揺らすことができ、ダスト除去効果を得られる。

しかしながら、図１６に示すように、縦方向に並ぶ水平管３ａ群を蛇行状に連接した伝熱管３に対し、図１７に示すように、横方向からハンマリング装置２１による打撃力や振動を加えることにより伝熱管に付着したダストを除去しようとすると、水平方向に並んだ全ての伝熱管３を一体的に揺らすことになるため、大きな打撃力が必要となる。打撃力が大きくなると伝熱管３に損傷を与えやすくなる。また、管支持部材４を支持フレーム５上に固定することなく載置して支持する場合には、管支持部材４と支持フレーム５との間の摩擦力が抵抗となることからハンマリングの効果を得難く、また、打撃を与えた後に伝熱管が完全には元の位置に戻らないことが生じるなどの問題がある。したがって、水平に配置された伝熱管群に対し横方向から打撃を加えることは現実的でない。また、ハンマリングの場合には、伝熱管と振動を与える振動伝達装置との間に隙間などが生じた場合は伝熱管に振動を与えることができなくなるという問題もある。

一方、図１６と同様の水平管群を備える伝熱管に対し、縦方向に振動を加えるダスト除去装置も提案されている（特許文献５）。この装置は、水平管群を備える伝熱管が高温ガス通路のガス流れと交わる方向に設けられた伝熱管のダスト除去装置であって、高温ガス通路の炉壁を貫通して、その外側でガスシールケーシングによってシーリングされた状態で支持され、しかも、伝熱管の片側を支持する連結支持部材に間欠振動を与える振動発生源が、ガスシールケーシングの外側に設けられている。

特開平５−１６４３１９号公報特開平５−１９６２２２号公報実開昭６１−６９６９５号公報特開昭５８−９５１９９号公報特開平１１−２９４９９４号公報

また、一般にボイラ等の炉壁等のケーシングに貫通部がある場合には、高温ガスの噴き出しを防止するためにシールする必要があるが、特開平１１−２９４９９４号公報に開示された伝熱管のダスト除去装置では、全ての水平管が炉壁としてのケーシングを貫通しており、炉壁を貫通した水平管を炉壁外部に付設したガスシールケーシングによりシールすることは可能としても、炉壁とシールケーシングとの間に高温ガスが回り込まないようにするのは困難であり、炉壁とガスシールケーシングとの間にダスト等が溜まるとダスト除去装置自体が正常に機能しなくなると考えられる。

また、一般にボイラ等の炉壁等のケーシングに貫通部がある場合には、高温ガスの噴き出しを防止するためにシールする必要があるが、特開平１１−２９４９４号公報に開示された伝熱管のダスト除去装置では、全ての水平管が炉壁としてのケーシングを貫通しており、炉壁を貫通した水平管を炉壁外部に付設したガスシールケーシングによりシールすることは可能としても、炉壁とシールケーシングとの間に高温ガスが回り込まないようにするのは困難であり、炉壁とガスシールケーシングとの間にダスト等が溜まるとダスト除去装置自体が正常に機能しなくなると考えられる。

さらに、炉壁貫通箇所のシールを密閉蛇腹等の伸縮継手等とすると、伸縮継手自体の耐久性の観点から、貫通箇所が多いことはデメリットとなる。

そこで、本発明は、水平管群を備える伝熱管に対し、縦方向に振動を加えるダスト除去装置において、比較的小さい動力で効率よくダストを除去し得るダスト除去装置を提供することを主たる目的とする。さらに、本発明は、ガスシールが容易なダスト除去装置を提供することをも目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の手段として、ダストを含むガスから熱回収を行うボイラまたは熱交換器のケーシング内に配設された伝熱管に付着したダストを除去する装置であって、縦方向に間隔をおいて並ぶ水平管群をＵ字管部で連接して蛇行状に形成されるとともに両端部が水平管長さ方向一方側に向けられて前記ケーシングを貫通する伝熱管の複数を、横方向に間隔をおいて並列配置した伝熱管群と、前記伝熱管群の各伝熱管に対応して設けられ、各伝熱管の水平管群の水平管長さ方向他方側を支持するとともに、前記ケーシング内に固定された支持フレームに離反可能に支持された複数の管支持部材と、前記ケーシング外に配置された駆動源と、前記ケーシングを貫通して水平方向に延び、前記駆動源によって回転駆動する回転駆動シャフトと、前記ケーシング内において前記回転駆動シャフトに設けられた複数のカム部と、前記ケーシング内において水平軸線回りに揺動自在に支持され、前記カム部によって揺動させられて前記管支持部材を上下に揺らすテコ式レバー部材と、を備え、前記回転駆動シャフトは、軸封部材を介して前記ケーシングを貫通していることを特徴とするダスト除去装置を提供する。

また、本発明は、第２の手段として、ダストを含むガスから熱回収を行うボイラまたは熱交換器のケーシング内に配設された伝熱管に付着したダストを除去する装置であって、縦方向に間隔をおいて並ぶ水平管群をＵ字管部で連接して蛇行状に形成されるとともに両端部が水平管長さ方向一方側に向けられて前記ケーシングを貫通する伝熱管の複数を、横方向に間隔をおいて並列配置した伝熱管群と、前記伝熱管群の各伝熱管に対応して設けられ、各伝熱管の水平管群の水平管長さ方向他方側を支持するとともに、前記ケーシング内に固定された支持フレームに離反可能に支持された複数の管支持部材と、前記ケーシング外に配置された駆動源と、前記ケーシング外において水平方向に延設され、前記駆動源によって回転駆動する回転駆動シャフトと、前記回転駆動シャフトに設けられた複数のカム部と、前記ケーシングを貫通して水平軸回りに揺動自在に支持され、前記カム部によって揺動させられて該管支持部材を上下に揺らすテコ式レバー部材と、を備え、前記テコ式レバー部材を揺動自在に支持する前記水平軸が、前記ケーシングの壁に形成された開口部を気密的に塞ぐように該開口部に配設されていることを特徴とするダスト除去装置を提供する。

上記第１の手段又は第２の手段において、前記複数のカム部は、前記複数の管支持部材を異なるタイミングで揺らすように前記回転駆動シャフトの軸回りの位置をずらして配設されていることが好ましい。

また、上記第１の手段において、前記カム部と前記テコ式レバー部材との係合位置を調整できるように、前記軸封部材が前記ケーシングに位置調節可能に取り付けられていることが好ましい。

前記軸封部材は、前記回転駆動シャフトの周囲に気密状に配置されるグランドパッキンと、該グランドパッキンを収容するスタフィンボックスと、前記グランドパッキンを前記スタフィンボックス内に押さえ込むパッキン押えと、を備え、前記スタフィンボックスは前記ケーシングに締結部材によって固定され、前記スタフィンボックスおよび前記ケーシングの一方又は双方の締結部材挿通孔が長孔に形成されていることが好ましい。

また、上記第２の手段において、前記回転駆動シャフトは、前記カム部と前記テコ式レバー部材との係合位置を調整可能に設けられていることが好ましい。

本発明によれば、回転駆動シャフトのカム部でテコ式レバー部材を作動させ、テコ式レバーのテコの原理を利用して水平管群を備える伝熱管を上下に振動させるので、回転駆動シャフトの負荷を軽減することができる。

また、複数のカム部を回転駆動シャフトの軸回りに位相を変えて設けることにより、水平方向に並ぶ伝熱管の各々を、タイミングをずらして持ち上げることができ、全ての伝熱管を同時に持ち上げる場合に比較して、回転駆動シャフトの駆動力を低減させるとともに、伝熱管を落下させた時に支持フレーム等にかかる衝撃荷重を軽減することができる。さらに、複数の伝熱管からダストを順次ふるい落すため、一度にダストが落ちることによるダスト排出部の閉塞を防止するとともに、ダスト排出装置の負荷を軽減することができる。

また、テコ式レバー部材をケーシング内に収容し、テコ式レバー部材を駆動する回転駆動シャフトがケーシングを貫通する構成とすることにより、ケーシングの貫通孔の数をより少なくできる。

また、回転駆動シャフトまたはテコ式レバー部材の回転支点をケーシングの貫通孔位置に配置することにより、該貫通孔箇所における可動範囲を最小限にして、該貫通孔と回転駆動シャフトまたはテコ式レバー部材との間の隙間を小さくすることができるので、ガスシールが容易になる。

本発明に係るダスト除去装置の第１実施形態を示す縦断正面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断側面図である。図１の部分拡大図である。図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大底面図である。図４の部分拡大図である。本発明に係るダスト除去装置の第２実施形態を示す縦断正面図である。図６の要部を拡大して示す要部拡大図である。従来のダスト除去装置を示す縦断正面図である。図８のダスト除去装置のＡ−Ａ線に沿う縦断側面図である。従来の他のダスト除去装置を示す縦断正面図である。図１０のダスト除去装置のＢ−Ｂ線に沿う縦断側面図である。従来の更に他のダスト除去装置を示す縦断正面図である。図１２のダスト除去装置のＣ−Ｃ線に沿う縦断側面図である。従来の更に他のダスト除去装置を示す縦断正面図である。図１４のダスト除去装置のＤ−Ｄ線に沿う縦断側面図である。従来の想定される他のダスト除去装置を示す縦断正面図である。図１６のダスト除去装置のＥ−Ｅ線に沿う縦断側面図である。

以下、本発明に係るダスト除去装置の実施形態について、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、全図及び全実施例において、同一又は類似の構成部分には同符号を付した。

本発明に係るダスト除去装置の第１実施形態について、図１〜５を参照して説明する。図１はダスト除去装置の縦断正面図、図２は図１のダスト除去装置の縦断側面図、図３は図１の部分拡大図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大底面図、図５は図４の部分拡大図である。

ダスト除去装置１は、ダストを含むガスＧから熱回収を行うボイラまたは熱交換器のケーシング２内に配設された伝熱管３に付着したダストを除去する装置である。伝熱管３は、縦方向に間隔をおいて並ぶ水平管３ａをＵ字管部３ｂで連接して蛇行状に形成されるとともに、両端部３ｅ、３ｆが水平管３ａの長さ方向一方側（図１の左側）に向けられてケーシング２を貫通している。また、伝熱管３は、図１の奥行き方向（図２の左右方向）に間隔をおいて並列配置されることにより伝熱管群が形成されている。なお、図１、２の符号Ｇはダストを含む燃焼ガスの流れ方向を示す。

伝熱管３の水平管３ａは、水平管３ａの長さ方向両側において、管支持部材４ａ、４ｂによって支持されている。管支持部材４ａ、４ｂは、ケーシング２内に水平に固定された支持フレーム５に離反可能に載置されている。管支持部材４ａ、４ｂは、図２に示すように、横方向に並列する伝熱管３のそれぞれに設けられている。

管支持部材４ａは、例えば、伝熱管３の両側を挟む一対の帯状板４ａ１、４ａ２（図２）と、これら一対の帯状板を締結するボルト・ナット４ａ３（図１）を備えることができ、図示しないが、管支持部材４ｂも同様の構成を備えることができる。

管支持部材４ａの上端部の穴と、テコ式レバー部材６の一端側の長孔６ａ（図３参照）が軸４ｃによって回転自在に連結されている。

第１実施形態のテコ式レバー部材６は、ケーシング２の内部に配置されており、図４に示すように、ケーシング２内に固定された水平軸６ｂに揺動自在に取り付けられている。

なお、テコ式レバー部材６は、後述するように管支持部材４ａを上下に揺らすことができればよいため、管支持部材４ａと軸４ｃを介して連結されている構成に限られず、例えば、図示しないが、テコ式レバー部材６の先端部に凹部を形成して該凹部に軸４ｃを係合させても良い。また、図示省略するが、複数本（例えば２〜３本）の管支持部材４ａを連結し、１つのテコ式レバー部材６で上下に揺らすように構成しても良い。

テコ式レバー部材６の他端側は、カム部９が係合し得る。カム部９は、回転駆動シャフト７に固定されており、回転駆動シャフト７の駆動によりテコ式レバー部材６の他端側に係合し、テコ式レバー部材６の他端側を上下に揺動させることにより、管支持部材４を介して伝熱管３を上下に揺らすことができる。

回転駆動シャフト７は、両端がケーシング７から突出し、その突出した両端部がケーシング７の外側に配置された軸受け７ａ、７ｂによって支持されている。従って、回転駆動シャフト７の駆動源８もケーシング７の外側に配置されている。

テコ式レバー部材６は、テコの原理を利用している。すなわち、水平軸６ｂの軸心と軸４ｃとの距離が、水平軸６ｂの軸心とカム部９の係合ポイントとの距離より短く設定されることにより、カム部９が加えた力より大きな力を軸４ｃを介して管支持部材４ａに作用させることができる。従って、回転駆動シャフト７及び駆動源８にかかる負荷を軽減することができる。

カム部９は、複数のテコ式レバー部材６の各々に対応して複数個設けられ、該隣り合う各々のカム部９は、複数の管支持部材４が異なるタイミングで振動するように、回転駆動シャフト７の軸線回りに異なる位相（角度）位置で回転駆動シャフト７に固定されている。複数の管支持部材４に与える振動のタイミングをずらすことにより、駆動源８にかかる負荷を軽減することができ、該負荷の軽減に伴って回転駆動シャフト７を軽量化可能となる。さらに、全ての伝熱管のダストを一度に落とすとダスト量が多く、落下したダストがその下のホッパーやシュート部で詰まることがあるが、各々のテコ式レバー部材６の作動タイミングをずらすことにより、伝熱管３から落下させるダストを分散させることができる。また、伝熱管群３から落下するダストを分散させることにより、ダストによる下流側の排ガス処理設備にかかる負荷変動を抑制し得る。

カム部９は、回転駆動シャフト７の回転駆動に伴い、テコ式レバー部材６の他端側を押し下げた後に開放するように構成されている。斯かる構成のテコ式レバー部材６は、管支持部材４ａを、持ち上げた後に落下させて支持フレーム５に衝突させる。また、この時、水平管３ａを介して管支持部材４ｂも若干持ち上げられた後、落下して支持フレーム５に衝突する。管支持部材４ａの支持フレーム５への衝突時の衝撃により、伝熱管３に付着しているダストが効果的に振るい落とされる。伝熱管３は、一般に金属管で形成されており、管支持部材４ａを持ち上げられると、弾性変形する。管支持部材４ａを介して伝熱管３を持ち上げた状態から急に開放すれば、管支持部材４ａは、管支持部材４ａ及び伝熱管３に作用する重力と、伝熱管３の弾性復元力とにより、鉛直下方へ加速させられ、支持フレーム５に衝突する。

また、図４に示すように、ケーシング２は、回転駆動シャフト７の貫通孔２ｂが回転駆動シャフト７の直径より大きく形成されており、回転駆動シャフト７の軸封部材７ｃが位置調節可能に取り付けられている。軸封部材７ｃは、図５に拡大して示すように、スタフィンボックス７ｃ１と、スタフィンボックス７ｃ１内に収容されたグランドパッキン７ｃ２と、グランドパッキン７ｃ２を押えるパッキン押え７ｃ３とを有している。スタフィンボックス７ｃ１に形成された取付用フランジ７ｃ４は、ケーシング２に形成されたフランジ２ｃに重合させられて、ボルト・ナットで締結される。ケーシング２のフランジ２ｃには長孔２ｄが形成されている。長孔２ｄを利用することにより、ケーシング２に対して軸封部材７ｃの取付位置を変更して固定することができるため、回転駆動シャフト７のケーシング２への取付位置を調整することができる。その結果、カム部９とテコ式レバー部材６との係合位置を調整することが可能となる。カム部９とテコ式レバー部材６との係合位置（力点位置）を変更することにより、管支持部材４ａを持ち上げる高さを変更できるので、伝熱管３に与える衝撃力を調整することができる。なお、詳細については図示しないが、駆動源８、軸受け７ａ、７ｂも軸封部材７ｃとともに位置調節可能に構成される。

上記のような構成を有するダスト除去装置によれば、ケーシング２を貫通するのは回転駆動シャフト７だけであり、蛇腹によるシーリングは不要であり、シーリングも容易である。

図６は、本発明に係るダスト除去装置の第２実施形態を示す縦断面図である。ダスト除去装置１は、ダストを含むガスから熱回収を行うボイラまたは熱交換器のケーシング２内に配設された伝熱管３に付着したダストを除去する装置である。図６において、ダストを含む燃焼ガスＧは、図の矢印方向へ流れる。

伝熱管３は、縦方向に所定間隔をおいて並ぶ水平管３ａ群をＵ字管部３ｂによって連接して蛇行状に形成され、両端部３ｅ、３ｆが水平管長さ方向一方側に向けられてケーシング２を貫通している。端部３ｅ、３ｆは、一方の端部から熱交換媒体が導入され、他方の端部から燃焼ガスＧと熱交換した熱交換媒体が排出される。蛇行状に形成された複数本の伝熱管３が横方向（図６の奥行き方向。図２参照）に間隔をおいて並列配置されて、伝熱管群３が構成されている。

伝熱管３の水平管群３ａは、水平管長さ方向両側において、管支持部材４ａ、４ｂによって支持されている。管支持部材４ａ、４ｂは、ケーシング２内に水平に固定された支持フレーム５に離反可能に載置されている。管支持部材４ａ、４ｂは、上記第１実施形態（図２）と同様に、伝熱管群の伝熱管３毎にそれぞれ設けられている。

管支持部材４ａの上端部の穴と、テコ式レバー部材６の一端側の長孔６ａ（図７参照）が軸４ｃによって回転自在に連結されている。テコ式レバー部材６は、ケーシング２に形成された開口部２ａを貫通し、テコ式レバー部材６の他端側は、ケーシング２の外部に延びている。テコ式レバー部材６は、ケーシング２の開口部２ａの位置に回転支点を配して、ケーシング２に固定された水平軸６ｅに揺動自在に支持されている。

ケーシング２の外部に回転駆動シャフト７が配置されている。回転駆動シャフト７は、ケーシング２の該壁面に固定されたモータ等の駆動源（不図示）によって回転駆動する。回転駆動シャフト７は、ケーシング２の外壁に固定された図示しない軸受けによって支持され得る。

回転駆動シャフト７にはカム部９が設けられており、このカム部９は、回転駆動シャフト７の駆動によりテコ式レバー部材６の他端側に作用し、テコ式レバー部材６の他端側を上下に揺動させることにより、テコ式レバー部材６および管支持部材４を介して伝熱管群３を上下に揺らす。

カム部９は、回転駆動シャフト７の回転に伴いテコ式レバー部材６の他端側を上下に揺動させることができる。

また、望ましい形態として、カム部９は、複数のテコ式レバー部材６の各々に対応して複数個設けられ、カム部９は、複数の管支持部材４が異なるタイミングで振動するように、異なる位相（角度）位置で回転駆動シャフト７に固定される。複数の管支持部材４に与える振動のタイミングをずらすことにより、駆動源８にかかる負荷を軽減することができ、該負荷の軽減に伴って回転駆動シャフト７を軽量化可能となる。さらに、全ての伝熱管のダストを一度に落とすとダスト量が多く、落下したダストがその下のホッパーやシュート部で詰まることがあるが、各々のテコ式レバー部材６の作動タイミングをずらすことにより、伝熱管３から落下させるダストを分散させることができる。また、伝熱管群３から落下するダストを分散させることにより、ダストによる下流側の排ガス処理設備にかかる負荷変動を抑制し得る。

さらにカム部９は、望ましい形態として、回転駆動シャフト７の回転駆動に伴い、テコ式レバー部材６の他端側を押し下げた後に開放するように構成されている。斯かる構成のテコ式レバー部材６は、管支持部材４ａを、持ち上げた後に落下させて支持フレーム５に衝突させる。この時、水平管群３ａを介して管支持部材４ｂも若干持ち上げられた後、落下して支持フレーム５に衝突する。この衝突時の衝撃により、伝熱管３に付着しているダストが効果的に振るい落とされる。伝熱管３は、一般に金属管で形成されており、管支持部材４ａを持ち上げられると、弾性変形する。管支持部材４ａを介して伝熱管３を持ち上げた状態から急に開放すれば、管支持部材４ａは、管支持部材４ａ及び伝熱管３に作用する重力と、伝熱管３の弾性復元力とにより、鉛直下方へ加速させられ、支持フレーム５に衝突する。

また、カム部９は、図７に矢印Ｘで示すように、例えば前後方向へ水平移動可能に設けることにより、テコ式レバー部材６との力点位置を調整可能に設けられていることが好ましい。カム部９と、テコ式レバー部材６との力点位置を変更することにより、作用点の高さ、即ち、管支持部材４ａの落下高さを変更できるので、伝熱管３に与える衝撃力を調整することができる。

管支持部材４ａ、４ｂは、望ましくは、伝熱管３の周面を把持する筒状の保護部材１０を備えている。保護部材１０は、伝熱管３に沿って一定の長さ寸法を有し、伝熱管３の長さ方向に所定長さに亘って伝熱管３の周囲を把持することにより、伝熱管３への衝撃力を分散させ、伝熱管３に局所的な力が作用しないようにすることによって伝熱管３が破損することを防止することができる。

テコ式レバー部材６は、ボス部６ｄが一体形成されている。ケースング２に固定されている水平軸６ｅに、ボス部６ｄが回転自在に外嵌されており、ボス部６ｄと開口部２ａとの隙間を塞ぐように軸封部材６ｆが配設されている。軸封部材６ｆは、ケーシング２の開口部２ａに固定されたスタフィンボックス６ｆ１と、スタフィンボックス６ｆ１内に収容されたグランドパッキン６ｆ２と、グランドパッキン６ｆ２の側面を押圧することによってグランドパッキン６ｆ２をボス部６ｄ周面に摺接させるパッキン押え６ｆ３と、を備えている。斯かるシール構造によれば、蛇腹を用いたシール部材は不要となる。

上記のような構成を有する第２実施形態のダスト除去装置によれば、ケーシング２を貫通するのは伝熱管群３の数量分のテコ式レバー部材６であり、ケーシング貫通箇所を水平管３ａ毎に設けなくてもよいので、ケーシング貫通箇所を少なくすることができる。また、テコ式レバー部材６の回転支点がケーシング２に設けた開口部２ａの位置に配置されているので、伝熱管３の振動振幅に対して貫通部の駆動範囲を小さくすることができ、その結果、軸封部材で容易にシーリングできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

１ダスト除去装置
２ケーシング
２ａ開口部
３伝熱管
４ａ管支持部材
５支持フレーム
６テコ式レバー部材
７回転駆動シャフト
８駆動源
９カム部
１０保護部材

Claims

ダストを含むガスから熱回収を行うボイラまたは熱交換器のケーシング内に配設された伝熱管に付着したダストを除去する装置であって、
縦方向に間隔をおいて並ぶ水平管群をＵ字管部で連接して蛇行状に形成されるとともに両端部が水平管長さ方向一方側に向けられて前記ケーシングを貫通する伝熱管の複数を、横方向に間隔をおいて並列配置した伝熱管群と、
前記伝熱管群の各伝熱管に対応して設けられ、各伝熱管の水平管群の水平管長さ方向他方側を支持するとともに、前記ケーシング内に固定された支持フレームに離反可能に支持された複数の管支持部材と、
前記ケーシング外に配置された駆動源と、
前記ケーシングを貫通して水平方向に延び、前記駆動源によって回転駆動する回転駆動シャフトと、
前記ケーシング内において前記回転駆動シャフトに設けられた複数のカム部と、
前記ケーシング内において水平軸線回りに揺動自在に支持され、前記カム部によって揺動させられて前記管支持部材を上下に揺らすテコ式レバー部材と、
を備え、
前記回転駆動シャフトは、軸封部材を介して前記ケーシングを貫通していることを特徴とするダスト除去装置。
ダストを含むガスから熱回収を行うボイラまたは熱交換器のケーシング内に配設された伝熱管に付着したダストを除去する装置であって、
縦方向に間隔をおいて並ぶ水平管群をＵ字管部で連接して蛇行状に形成されるとともに両端部が水平管長さ方向一方側に向けられて前記ケーシングを貫通する伝熱管の複数を、横方向に間隔をおいて並列配置した伝熱管群と、
前記伝熱管群の各伝熱管に対応して設けられ、各伝熱管の水平管群の水平管長さ方向他方側を支持するとともに、前記ケーシング内に固定された支持フレームに離反可能に支持された複数の管支持部材と、
前記ケーシング外に配置された駆動源と、
前記ケーシング外において水平方向に延設され、前記駆動源によって回転駆動する回転駆動シャフトと、
前記回転駆動シャフトに設けられた複数のカム部と、
前記ケーシングを貫通して水平軸回りに揺動自在に支持され、前記カム部によって揺動させられて該管支持部材を上下に揺らすテコ式レバー部材と、を備え、
前記テコ式レバー部材を揺動自在に支持する前記水平軸が、前記ケーシングの壁に形成された開口部を気密的に塞ぐように該開口部に配設されていることを特徴とするダスト除去装置。
前記複数のカム部は、前記複数の管支持部材を異なるタイミングで揺らすように前記回転駆動シャフトの軸回りの位置をずらして配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のダスト除去装置。
前記カム部と前記テコ式レバー部材との係合位置を調整できるように、前記軸封部材が前記ケーシングに位置調節可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のダスト除去装置。
前記軸封部材は、前記回転駆動シャフトの周囲に気密状に配置されるグランドパッキンと、該グランドパッキンを収容するスタフィンボックスと、前記グランドパッキンを前記スタフィンボックス内に押さえ込むパッキン押えと、を備え、
前記スタフィンボックスは前記ケーシングに締結部材によって固定され、前記スタフィンボックスおよび前記ケーシングの一方又は双方の締結部材挿通孔が長孔に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のダスト除去装置。
前記回転駆動シャフトは、前記カム部と前記テコ式レバー部材との係合位置を調整可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のダスト除去装置。