JP6614230B2 - ダクト - Google Patents
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Description
1.微粒子を含む高温の気体用のダクトであって、
前記ダクトの内面に、長手方向が前記ダクトの長手方向と垂直な方向となるように、該ダクトの長手方向に間隔をあけて配置された複数のリブを備えることを特徴とする、ダクト。
前記リブの前記ダクトの内面からの高さhが、0.005d以上、0.025d以下である、上記1に記載のダクト。
前記リブが設けられているダクトの面と、前記面に対向する面との間の距離をdとしたとき、
前記リブの前記ダクトの内面からの高さhが、0.005d以上、0.025d以下である、上記1に記載のダクト。
前記iが、5h以下である、上記2または3に記載のダクト。
本発明におけるダクトとしては、特に限定されることなく、微粒子を含む高温の気体を通すためのダクトであれば任意のものを用いることができる。前記ダクトの材質としては、金属、樹脂、セラミック、およびそれらの複合材料など、任意の材料を用いることができる。強度およびコストの観点からは、金属製のダクトを用いることが好ましい。
本発明のダクトは、特に限定されず、微粒子を含む高温の気体であれば任意の気体に適用することができる。微粒子を含む高温の気体の一例としては上述した転炉排ガスが挙げられるが、微粒子を含む高温の気体であれば、転炉排ガスと同様にダクトの摩耗の問題が存在し、本発明によってそれを解決できることは明らかである。微粒子を含む高温の気体の他の例としては、燃焼灰を含む火力発電用ボイラの排ガスなどが挙げられる。
本発明のダクトは、その内面に、リブの長手方向が前記ダクトの長手方向と垂直な方向となるように、該ダクトの長手方向に間隔をあけて配置された複数のリブを備えることを特徴とする。このように、ダクトの長手方向と垂直な方向に延びた状態のリブを設けることにより、ダクトの内面付近における気体の流れが阻害され、局所的に流速が低下するので、微粒子の衝突に起因するダクト内面の摩耗を効果的に抑制することができる。このリブには、ダクト10に取り付けられる部位があり、所定の長さを有するものである。
図2に示した例では、リブ11の幅WRは、リブ11が設けられているダクト10の面10aの幅WDと等しくなっている(WR=WD)であるが、WRは特に限定されず、任意の寸法とすることができる。しかし、流速を低下させる効果はリブの近傍において得られるため、WRが大きいほど広範囲で摩耗を防止することができる。したがって、ダクト10の幅WDに対するリブ11の幅WRの比(WR/WD)を、0.5以上とすることが好ましく、0.8以上とすることがより好ましく、1とすることがさらに好ましい。ここで「幅」とは、リブが取り付けられている面上における、ダクトの長手方向と垂直な方向における長さを指すものとする。
上述したようにリブを設ければ、リブの厚さによらず流速低減効果が得られる。そのため、前記リブの厚さは特に限定されず、任意の厚さとすることができる。しかし、微粒子の衝突による減肉を考慮すると、リブの厚さを1.0mm以上とすることが好ましい。リブの厚さが1.0mm以上であれば、より長期間にわたって流速低減効果を得ることができる。なお、ここで「リブの厚さ」とは、ダクトの長手方向(ダクト内で気体が流れる方向)におけるリブの最大厚さを指すものとする。例えば、リブとして、一定の厚さを有する板状部材を用いる場合には、前記板状部材の厚さをリブの厚さとする。また、後述する図4(c)のように断面形状が三角形であるリブを用いる場合には、前記三角形の底辺の長さをリブの厚さとする。また、例えば、後述する図4(d)のように断面形状が円形であるリブを用いる場合には、前記円の直径をリブの厚さとする。
図2、3に示した例では、リブ11は、ダクト10の長さ方向全体では無く、半分程度の範囲に形成されている。具体的には、図3に示したように、ダクト10の長さLDに対するリブ11が取り付けられている範囲の長さLRの比(LR/LD)が0.5とされている。流速を低下させる効果はリブの近傍において得られるため、広範囲で摩耗抑制効果を得るためには、リブ取り付け範囲を広くすることが望ましい。したがって、LR/LDは、0.1以上とすること、言い換えれば、前記リブが、前記ダクトの長手方向長さの1/10以上の範囲にわたって設けられていることが好ましい。LR/LDは、0.2以上とすることがより好ましく、0.5以上とすることがさらに好ましい。LR/LDの上限は特に限定されず、1とすることができる。しかし、ダクトの形状や、ダクト内における流速分布によっては、摩耗がほとんど発生しない部位が存在する場合もある。そのような場合には、施工費用を低減するために、摩耗が顕著に生じる部分にのみリブを形成する方が、費用対効果の面で望ましい。そのため、LR/LDは、場合によっては、0.8以下であってよく、0.6以下であってよく、0.5以下であってもよい。ここで「長さ」とは、ダクトの長手方向においてリブが配置されている範囲を指す。なお、リブ取り付け範囲は、ダクトの前半または後半に限られるものではなく、ダクトの全長の任意の位置であってよい。さらに、ダクトの長手方向の複数の場所に分散させて配置してもよい。その場合、リブが取り付けられている部分の長さの合計が、上記条件を満たすことが好ましい。
本発明におけるリブの形状は特に限定されず、任意の形状とすることができる。ダクトの内面にリブが設けられていれば、その形状によらず一定の摩耗抑制効果が得られる。図4は、本発明の一実施形態におけるリブ11の断面形状を示す模式図である。ここで、リブの「断面形状」とは、リブの長手方向(図2の矢印Bの方向)に垂直な断面の形状を指すものとする。
リブの取り付け間隔は特に限定されないが、極端に間隔が広い場合、リブとリブとの間で発生する摩耗が十分に抑制できなくなるおそれがある。そのため、リブの間隔iはリブの高さhの5倍以下、すなわち、i≦5hとすることが好ましい。一方、リブの間隔を過度に小さくしても、摩耗抑制効果が飽和することに加え、施工が困難となるため、リブの間隔iは、20cm以上とすることが好ましく、30cm以上とすることが好ましく、40cm以上とすることが好ましい。なお、リブの間隔は、必ずしも一定である必要は無いが、施工の容易さや、広い面に対して摩耗抑制効果を均一に得るという観点からは、等間隔にリブを設けることが好ましい。
上記リブの形成方法は特に限定されず、任意の方法で形成することができる。例えば、ダクトの側面を構成する板状部材(パネル)の製造時に一体成形することもできる。また、リブを有さないダクトの内面に、板材や棒材などのリブ形成部材を接合してリブを形成することもできる。前記接合には、リブやダクトの材質に応じ、任意の方法を用いることができる。施工の容易さや接合強度の観点からは、リブを溶接で接合することが好ましい。さらに、施工を容易にするために、リブ11に台座や支持体などの施工用の部品を用いても良い。施工用の部品がある場合は、リブ11の高さhは前記部品を含む高さとする。
・流量:195,000 (Nm3/hr)
・温度:1300℃
・組成:CO:65%、CO2:20%、N2:15%
・材質:鉄
・粒径:30μm、100μm、200μm
・量:φ30μm=1.0kg/s、
φ100μm=0.8kg/s、
φ200μm=0.6kg/s
2 銑鉄
3 ランス
4 スカート
5 フード
6 ダクト
7 集塵機
10 ダクト
10a 面
11 リブ
12 流速観測点
Claims (4)
- 微粒子を含む高温の気体用のダクトであって、
前記ダクトの内面に、長手方向が前記ダクトの長手方向と垂直な方向となるように、該ダクトの長手方向に間隔をあけて配置された複数のリブを備え、
前記リブが板状部材であり、
前記リブが、前記ダクトの長手方向に間隔iで等間隔に配置されており、前記リブの前記ダクトの内面からの高さをhとしたとき、前記iが5h以下であり、
前記ダクトの長手方向長さL D に対する、前記ダクトの長手方向における前記リブが取り付けられている範囲の長さL R の比(L R /L D )が0.5以上であり、
前記ダクトの断面が円形または矩形であり、
前記断面が円形である場合、該断面の円周の長さをWD、該円周上の長さで表した前記リブの幅をWRとしたとき、WDに対するWRの比(WR/WD)が0.6以上であり、
前記断面が矩形である場合、前記リブが前記ダクトの内面のうち2以上の面に設けられている、ダクト。 - 前記ダクトの断面が直径dの円形であり、
前記リブの前記ダクトの内面からの高さhが、0.005d以上、0.025d以下である、請求項1に記載のダクト。 - 前記ダクトの断面が長方形または正方形であり、
前記リブが設けられているダクトの面と、前記面に対向する面との間の距離をdとしたとき、
前記リブの前記ダクトの内面からの高さhが、0.005d以上、0.025d以下である、請求項1に記載のダクト。 - 前記気体が転炉からの排ガスである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のダクト。
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-
2017
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