JP5717409B2 - 回転再生式熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、回転再生式熱交換器、特に、ヒーティングエレメントを積層状態で挿入したバスケットを有する回転再生式熱交換器に関する。

一般に、回転再生式熱交換器は、図４および図５に示すように、ハウジングＨ内にローター本体Ｒを回転自在に装備して、該ローター本体Ｒを放射状のダイヤフラムＤにより多数（例えば１２又は２４）区画したセクター内にバスケットＢを挿入し、該バスケットＢ内に蓄熱体としてのヒーティングエレメントＥを積層状態で装填し、該伝熱エレメントＥに高温流体（排ガスなど）と低温流体（燃焼用空気など）を交互に接触させることにより、高温流体の熱を低温流体に伝達させるように構成されている。

ところで、成分（ＳＯ_３、Ｈ_２Ｏ）を含む未処理ガスおよび処理ガス（ＤｅＳＯｘからのミスト、ミスト成分）を含む排ガスを高温流体とする回転再生式熱交換器においては、長期間（２〜３年以上）の運転によってヒーティングエレメントＥを挿入したバスケットＢとダイヤフラムＤの隙間に、上記ダストが堆積固化したり錆が発生して、全体的に余裕がなく、セクター内がパンパンに膨らんだ状態になって、上記バスケットＢを点検や取り換えのためにローター本体Ｒから抜き出す際に、ダストや錆とバスケットの摩擦力が大きくなって、障害となることが多くあった。特に、点検のために抜き出す場合には、バスケットＢの破損を避けなければならず、結局、抜き出しを断念して十分な点検が行えないことがあった。

通常、バスケットＢは、ローター本体Ｒにスムーズに出し入れできるように、挿入箇所より数ｍｍ小さく製作される。
しかし、これは、ローター本体Ｒの製作公差を考慮した寸法であり、ダストの進入を阻止するために挿入箇所と同じ寸法のバスケットを製作すると、実際のローター本体Ｒに挿入出来ないという欠点がある。

次に、バスケットＢの寸法を挿入箇所よりも数十ｍｍ程度まで小さくすると、バスケットＢの挿入には問題がなくても、ヒーティングエレメントＥの通過断面積が減少して熱交換性能に影響を及ぼす欠点があった。
そこで、図６に示すように、複数に分割されたローター本体Ｒの点検を行う管理箇所のバスケットＢの寸法のみを挿入箇所よりも十数ｍｍ程度まで小さくする方法も考えられる。
しかしながら、バスケットＢの周囲に堆積するダストは、単に、積層されるだけでなく、バスケット材やローター本体材を腐食させて、その表面に錆が成長することで隙間がなくなり、ダストが隙間に圧着されることになることが解明されたため、従来よりも大きな隙間を予め作っておいても長期間の運転でダストによって隙間が消失されることが判明した。また、図４のように、縦軸型の回転再生式熱交換器の場合、バスケットＢが正常に挿入されず、斜めに挿入されて流体のバイパスが起こることが予想される。（図７参照）

本発明は、上記従来技術の欠点をなくして、長期間運転してもスムーズにローター本体に出し入れすることができる回転再生式熱交換器を提供することを課題とする。

本発明の回転再生式熱交換器は、ハウジング内にローター本体を回転自在に装備して、該ローター本体を放射状のダイヤフラムにより多数区画したセクター内に複数のバスケットを挿入し、該バスケット内に蓄熱体としてのヒーティングエレメントを積層状態で装填し、該伝熱エレメントに排ガスなどの高温流体と燃焼用空気などの低温流体を交互に接触させることにより、高温流体の熱を低温流体に伝達させるように構成されことを特徴とする回転再生式熱交換器において、上記ダイヤフラムと対面するバスケットの側板に、数個のスペーサバーを適当な間隔をあけて断続的に取り付けることを特徴とする。また、複数の上記スペーサバーの軸線が、それぞれ上記バスケットの抜き差し方向に向いていることを特徴とする。さらに、複数の上記スペーサバーが、バスケットの中間高さ位置に一列状に配列されることを特徴とする。又更に、上記スペーサバーを１本の長尺状のバーとして構成することを特徴とする。

本発明の回転再生式熱交換器は、下記の効果を奏する。
１） ダストを含む高温流体がバスケットの側板とダイヤフラムの間へ進入する量が減少し、その結果、堆積量が減少する。
２） スペーサバーとダイヤフラムの接触摩擦が小さいため、従来、抜き差しが困難であった熱交換装置のバスケットをスムーズに抜き差しできる。

本発明の回転再生式熱交換器のローター本体の２４分割されたセクターの平面図（Ａ）およびその側面図（Ｂ）である。 図１の回転再生式熱交換器に装填されるバスケットの一実施例の斜視図（Ａ） およびその矢視Ｙから見た端面図である。 本発明の回転再生式熱交換器に装填されるバスケットの別の実施例の斜視図である。 従来の回転再生式熱交換器の一部切欠き斜視図である。 図４の回転再生式熱交換器のローター本体の平面図である。 従来技術の説明図である。 従来技術の問題点の説明図である。

以下、本発明の回転再生式熱交換器の一実施例について、図面を参照しながら説明する。

図１において、１はバスケットであって、ダイヤフラム２の間に数個（本実施例では１０個）装填されている。これらのバスケット１は、点検や交換時に矢印Ｘ方向に抜き差しするようになっている。

図２からも明らかなように、バスケット１の内部には、多数枚のヒーティングエレメント３が積層状態で収納されている。１ａは側板であって、上記ダイヤフラム２に向かい合っている。

上記ダイヤフラム２に対面する、バスケット１の側板１ａには、数個（本実施例では３本）の金属製のスペーサバー４が適当な間隔をあけて断続的に取り付けられている。これらのスペーサバー４の軸線は、それぞれ上記バスケット１の抜き差し方向（矢印Ｘ）に向いている。また、これらのスペーサバー４は、バスケット１の中間高さ位置に一列状に配列するのが摩擦抵抗が少なくて好ましいが、これに限定するものではなく、多少、上下にばらついて配置してもよい。各スペーサバー４は、例えば、厚み１６ｍｍ、巾３８ｍｍ、長さ１００ｍｍであるが、これに限定するものではない。

図１（Ａ）に示す、１つのセクター内に円周方向に１個入るバスケット１は、図２（Ｂ）に示すように、両側の側板１ａにスペーサバー４を取り付け、また、２個以上入る場合は、上記バスケット１にスペーサバー４を取り付ける。なお、スペーサバー４の取り付けに伴い、外形寸法が合致するよう、バスケット１そのものの寸法は、ダイヤフラムとの間隔が大きすぎると熱交換性能に影響するので、適正なものとする。

本実施例では、以上のように構成されているので、ダストを含む高温流体が上記バスケット１の側板１ａとダイヤフラム２の間へ進入する量が減少し、その結果、堆積量が減少するだけでなく、スペーサバー４とダイヤフラム２の接触摩擦が小さいため、従来、抜き差しが困難であった熱交換装置のバスケットをスムーズに抜き差しできるようになった。

図３は、本願発明の別の実施例を示すもので、上記複数個のスペーサバー４を１本の長尺状のバーとして、バスケット１の側板１ａの中間高さ位置に抜き差し方向に配向して取り付ける。本実施例では、更にダストの堆積量が減少する。

１ バスケット
１ａ 側板
２ ダイヤフラム
３ ヒーティングエレメント
４ スペーサバー
Ｈ ハウジング
Ｒ ローター本体

Claims (3)

1. ハウジング内にローター本体を回転自在に装備して、該ローター本体を放射状のダイヤフラムにより多数区画したセクター内に複数のバスケットを挿入し、該バスケット内に蓄熱体としてのヒーティングエレメントを積層状態で装填し、該伝熱エレメントに排ガスなどの高温流体と燃焼用空気などの低温流体を交互に接触させることにより、高温流体の熱を低温流体に伝達させるように構成されていることを特徴とする回転再生式熱交換器において、
   上記ダイヤフラムと対面するバスケットの側板に、数個のスペーサバーを適当な間隔をあけて断続的に取り付けることを特徴とする回転再生式熱交換器。
2. 複数の上記スペーサバーの軸線が、それぞれ上記バスケットの抜き差し方向に向いていることを特徴とする請求項１に記載の回転再生式熱交換器。
3. 複数の上記スペーサバーが、バスケットの中間高さ位置に一列状に配列されることを特徴とする請求項１または２に記載の回転再生式熱交換器。