JPH08166196A - プレート型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 複数の熱交換プレート５を所定間隔おきに並
列させて成る熱交換プレート群６を本体ケース１内に配
設し、この熱交換プレート群６を排ガスの流動方向に分
割した複数の熱交換プレート群分割体１１、１２にて構
成し、各熱交換用プレート群分割体１１、１２を互いに
異なった材質の板材にて構成している。 【効果】 高温や腐蝕性化学物質にて熱交換プレート５
の一部が侵された場合にその部分を含む熱交換プレート
群分割体１１又は１２だけを交換すれば良く、全体を交
換する場合に比して修理費を格段に軽減することがで
き、また高温や腐蝕性化学物質にて侵され易い部分の熱
交換用プレート群分割体１１又は１２だけを耐久性のあ
る高級な材質の板材にて構成すると、安価に耐久性のあ
る熱交換プレート群６を構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃熱回収用に使用され
る熱交換器、特に熱交換プレートを排ガス通路内に並設
したプレート型熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばごみ焼却設備や化学プラント等に
おいて、高温の排ガスをそのまま大気中に放出せずに燃
焼用空気と熱交換させ、燃焼用空気を高温にすることに
より、ごみ等の焼却に必要な燃料を節約し、燃焼時間を
短縮できることが知られている。また加熱された空気を
大気中に放出する排ガス中に供給することによって白煙
防止を図ることも知られている。

【０００３】このように排ガスと空気の熱交換を行うた
めに排ガス経路中に設けられる熱交換器としてプレート
型熱交換器が知られている。このプレート型熱交換器
は、上端が排ガス通路の上流側に、下端が下流側に接続
される本体ケース内に、空気が内部を流通する熱交換プ
レートを所定間隔おきに並設するとともにそれらの間に
排ガス通路を形成して成るものであり、その熱交換プレ
ート群は通常排ガス流動方向に沿う上下方向全長にわた
って一体に形成され、各熱交換プレート間にダストスク
レーパを垂下させるとともに水平方向に往復移動させる
ことによって熱交換プレートの外壁面に付着したダスト
を除去するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排ガスが高
温・高腐蝕性ガスの場合には、特に上部の高温に晒され
る部分が高温や腐蝕性ガスによって侵されることが多
く、従来の熱交換プレート群においては、上記のように
全長にわたって一体に形成されているため、上部に侵さ
れた部分が生じると熱交換プレート群の全体を交換しな
ければならず、多大な修理費を要するという問題があっ
た。また、全体を交換せずに侵された部分を穴埋め補修
する場合でも頻繁に補修する必要があるという問題があ
る。一方、耐熱・耐蝕性のある高級な材料を用いれば交
換や補修は少なくできるが、熱交換プレート群の全体に
高級な材料を用いる必要があるために極めてコスト高に
なるという問題がある。

【０００５】また、排ガス温度がそれ程高くない場合に
は、逆に熱交換プレート群の下部において排ガスが冷却
されて露点以下になると、その結露水に例えば排ガス中
に含有しているＳＯ_x やＨＣｌ等が溶けて硫酸や塩酸等
の高腐蝕性水溶液になり、熱交換プレート群の下部が侵
されることが多く、この場合も上記と同様の問題を生じ
ることになる。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、修理
費の負担を軽減でき、また比較的低コストにて交換や補
修の頻度を少なくできるプレート型熱交換器を提案する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、図中の参照符号を付して示すならば、請求
項１にあっては、複数の熱交換プレート５を所定間隔お
きに並列させて成る熱交換プレート群６を本体ケース１
内に配設したプレート型熱交換器において、熱交換プレ
ート群６を排ガスの流動方向に分割した複数の熱交換プ
レート群分割体１１、１２にて構成してなる構成を採用
するものである。

【０００８】また、請求項２にあっては、各熱交換用プ
レート群分割体１１、１２を互いに異なった材質の板材
にて構成してなる構成を採用するものである。

【０００９】また、請求項３にあっては、排ガスの流動
方向上流側の熱交換プレート群分割体１１を、下流側の
熱交換プレート群分割体１２よりも耐熱性の高い材質の
板材にて構成してなる請求項２に記載の構成を採用する
ものである。

【００１０】また、請求項４にあっては、排ガスの流動
方向下流側の熱交換プレート群分割体１２を、上流側の
熱交換プレート群分割体１１よりも耐蝕性の高い材質の
板材にて構成してなる請求項２に記載の構成を採用する
ものである。

【００１１】また、請求項５にあっては、複数の熱交換
プレート群分割体１１、１２を、各熱交換プレート５、
５間の排ガス通路１０がそれぞれ同一平面を成すように
配設し、各熱交換プレート群分割体１１、１２の排ガス
通路１０を貫通させてダストスクレーパ１７を配設して
なる請求項１記載の構成を採用するものである。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１にあっては、熱交換プレート
群６を排ガスの流動方向に分割しているので、高温や腐
蝕性化学物質にて熱交換プレート５の一部が侵された場
合にその部分を含む熱交換プレート群分割体１１又は１
２だけを交換すれば良く、全体を交換する場合に比して
修理費を格段に軽減することができ、また各熱交換プレ
ート群分割体１１、１２がコンパクトになるので、輸送
やハンドリングも容易になる。

【００１３】請求項２にあっては、高温や腐蝕性化学物
質にて侵され易い部分の熱交換用プレート群分割体１１
又は１２を耐久性のある高級な材質の板材にて構成し、
他の部分はコスト面で有利な材質の板材にて構成するこ
とにより、全体を高級な材質の板材を用いることなく、
安価に耐久性のある熱交換プレート群６を構成でき、そ
の他排ガスの性状や雰囲気に応じて各分割体毎に適した
材質及び寸法を選択することができる。

【００１４】請求項３にあっては、排ガスの流動方向上
流側の熱交換プレート群分割体１１を耐熱性の高い材質
の板材にて構成しているので、高温に晒され易い部分の
耐久性を高めることができる。

【００１５】請求項４にあっては、排ガスの流動方向下
流側の熱交換プレート群分割体１２を耐蝕性の高い材質
の板材にて構成しているので、排ガスが露点以下に冷却
されてその結露水に有害ガス成分が溶けて腐蝕性化学物
質を生じた場合にも耐久性を高めることができる。

【００１６】請求項５にあっては、複数の熱交換プレー
ト群分割体１１、１２の排ガス通路１０が同一平面を成
し、その排ガス通路１０を貫通させてダストスクレーパ
１７を配設しているので、各熱交換プレート群分割体１
１、１２のダスト除去を一度に除去でき、熱交換プレー
ト群６が一体の場合ものをそのまま適用できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明のプレート型熱交換器の一実施
例について、図１〜図４を参照しながら説明する。

【００１８】図１において、１は角筒状の本体ケースで
あって、上端に排ガス入口２を有するとともに下端部一
側に排ガス出口３を有している。本体ケース１内部の空
間４に複数枚の熱交換プレート５が排ガス流れ方向と平
行な垂直姿勢にて一定間隔おきに並列配置され、熱交換
プレート群６が構成されている。７は熱交換プレート群
６の一側下部に接続された空気入口、８は熱交換プレー
ト群６の一側上部に接続された空気出口であり、空気入
口７に供給された空気は、図２、図３に示す各熱交換プ
レート５内の空気通路９を通って空気出口８から排出さ
れる。そして、空気が空気通路９内を、熱交換プレート
５、５間の排ガス通路１０を上から下に流れる排ガス流
れに対して交叉方向及び対抗方向に流れる間に高温の排
ガスと熱交換され、排ガスの熱が高温空気の形で取り出
される。

【００１９】このような周知の基本構造のプレート型熱
交換器において、本実施例では図２、図３に詳細を示す
ように、熱交換プレート群６が上部熱交換プレート群分
割体１１と下部熱交換プレート群分割体１２にて構成さ
れている。上部熱交換プレート群分割体１１は耐熱性の
高いステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３１０Ｓ：Ｎｉ−２
０％、Ｃｒ−２５％）にて構成され、下部熱交換プレー
ト群分割体１２は一般的なステンレス鋼（例えば、ＳＵ
Ｓ３０４：Ｎｉ−８％、Ｃｒ−１８％）にて構成され、
特に高温に晒される上部熱交換プレート群分割体１１の
耐熱性を高め、高温・高腐蝕性ガスにより侵されないよ
うにされている。

【００２０】上部熱交換プレート群分割体１１の下端部
と上部熱交換プレート群分割体１２の上端部の周囲には
それぞれ互いに接続するための接続フランジ１１ａ、１
２ａが設けられ、図４（ａ）に示すようにボルト１３に
て、又は図４（ｂ）に示すように溶接１４にて互いに接
続されている。なお、溶接１４にて接続した場合、両分
割体１１、１２を分離する際には一点鎖線の位置で切断
して分解される。

【００２１】上部熱交換プレート群分割体１１の各熱交
換プレート５の下端５ａ、及び下部熱交換プレート群分
割体１２の各熱交換プレート５の上端５ｂはそれぞれ閉
じられており、両分割体１１、１２の接続部で空気が漏
れ出したり、空気中に排ガスが混入するのを完全に防止
している。かくして、両分割体１１、１２間で熱交換プ
レート５内の空気通路９は互いに分離しており、そのた
めに図１に示すように両分割体１１、１２の接続部の一
側に両分割体１１、１２の各熱交換プレート５内の空気
通路９を互いに連通する連通ダクト１５が設けられてい
る。

【００２２】また、本体ケース１は、両分割体１１、１
２の接続位置と高さ位置を変えて設けられたケース分割
部１６にて上下に分割され、熱交換プレート群６の接合
・取り外し作業を容易に行なえるように構成されてい
る。

【００２３】また、両分割体１１、１２は、それぞれの
各熱交換プレート５、５間の排ガス通路１０が同一平面
を成すように配設され、両分割体１１、１２の排ガス通
路１０を上下に貫通する細長いダストスクレーパ１７が
配設されている。このダストスクレーパ１７は熱交換プ
レート群６の上部に各熱交換プレート５を横断する方向
に配設された可動杆１８から垂下され、この可動杆１８
の両端を駆動モータ２０にて駆動される送りねじ機構１
９にて移動させることにより、ダストスクレーパを図１
に実線で示す位置と仮想線で示す位置との間で往復移動
させ、熱交換プレート５の外壁面に付着したダストを除
去するように構成されている。

【００２４】以上の構成のプレート型熱交換器によれ
ば、熱交換プレート群６を排ガスの流動方向に上部熱交
換プレート群分割体１１と下部熱交換プレート群分割体
１２に分割しているので、熱交換プレート５の一部が高
温や腐蝕性化学物質によって侵された場合にその部分を
含む熱交換プレート群分割体１１又は１２だけを交換す
れば良く、熱交換プレート群６の全体を交換する場合に
比して安価に交換することができ、修理費を格段に軽減
することができる。

【００２５】さらに、本実施例では高温に晒され易い上
部熱交換プレート群分割体１１を耐熱性の高いステンレ
ス鋼板にて構成し、下部熱交換プレート群分割体１２は
コスト面で有利な通常のステンレス鋼板にて構成してい
るので、全体を高級なステンレス鋼板で構成した場合に
比して安価に構成しながら高温・高腐蝕性ガスに対して
耐久性のある熱交換プレート群６が得られ、長期間にわ
たって補修や交換等の必要のないプレート型熱交換器が
得られる。

【００２６】また、各熱交換プレート群分割体１１、１
２がコンパクトになるので、輸送やハンドリングも容易
になる。また、排ガス通路１０が両分割体１１、１２を
上下に貫通するように形成されているので、熱交換プレ
ート群６が一体に構成されている場合と同じ構成のダス
トスクレーパ１７を用いてダスト除去ができる。

【００２７】上記実施例では高温・高腐蝕性ガスの排ガ
スと空気を熱交換するために、上部熱交換プレート群分
割体１１を耐熱性のステンレス鋼、下部熱交換プレート
群分割体１２を一般的なステンレス鋼にて構成した例を
示したが、比較的低温でかつＳＯ_x やＨＣｌなどの有害
ガス成分を含む排ガスの場合には、上部熱交換プレート
群分割体１１は耐熱性の鋼板にて構成し、下部熱交換プ
レート群分割体１２を耐蝕性の鋼板にて構成することに
より、熱交換プレート群６の下部で排ガスが露点以下に
冷却されて上記有害成分が結露水に溶け、硫酸や塩酸な
どの腐蝕性化学物質になっても熱交換プレート群６の下
部が侵されるのを効果的に低減することができる。

【００２８】また、両熱交換プレート群分割体１１、１
２は、上記のものに限らず排ガスの温度や性状や雰囲気
に応じてそれに適した材質や寸法等を選択すればよい。

【００２９】更に、上部熱交換プレート群分割体１１と
下部熱交換プレート群分割体１２を同一材質の板材にて
構成した場合でも何れかの熱交換プレート群分割体１１
又は１２が侵された場合にその分割体のみを交換すれば
よいので、修理費を半減乃至３分の１以下に軽減するこ
とができ、また輸送やハンドリングも容易である。

【００３０】また、上記実施例では熱交換プレート群を
上部と下部に２分割した例を示したが、３分割以上に分
割してもよいことは言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】本発明の請求項１によれば、熱交換プレ
ート群を排ガスの流動方向に分割しているので、高温や
腐蝕性化学物質にて熱交換プレートの一部が侵された場
合にその部分を含む熱交換プレート群分割体だけを交換
すれば良く、全体を交換する場合に比して修理費を格段
に軽減することができ、また各熱交換プレート群分割体
がコンパクトになるので、輸送やハンドリングも容易に
なる。

【００３２】請求項２によれば、高温や腐蝕性化学物質
にて侵され易い部分の熱交換用プレート群分割体を耐久
性のある高級な材質の板材にて構成し、他の部分はコス
ト面で有利な材質の板材にて構成することにより、耐久
性のある熱交換プレート群を安価に構成でき、その他排
ガスの性状や雰囲気に応じて各分割体毎に適した材質及
び寸法を選択することができ、長期間にわたって補修や
交換を行なう必要のないプレート型熱交換器を提供でき
る。

【００３３】請求項３によれば、排ガスの流動方向上流
側の熱交換プレート群分割体を耐熱性の高い材質の板材
にて構成しているので、高温に晒され易い部分の耐久性
を高めることができる。

【００３４】請求項４によれば、排ガスの流動方向下流
側の熱交換プレート群分割体を耐蝕性の高い材質の板材
にて構成しているので、排ガスが露点以下に冷却されて
その結露水に有害ガス成分が溶けて腐蝕性化学物質を生
じた場合にも耐久性を高めることができる。

【００３５】請求項５によれば、複数の熱交換プレート
群分割体の排ガス通路が同一平面を成し、その排ガス通
路を貫通させてダストスクレーパを配設しているので、
各熱交換プレート群分割体のダスト除去を一度に除去で
き、熱交換プレート群が単一体の従来のダスト除去装置
をそのまま適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるプレート型熱交換器
縦断正面図である。

【図２】同実施例の熱交換プレート群を示し、（ａ）は
平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。

【図３】同実施例の熱交換プレート群の要部の詳細を示
し、（ａ）は図２のＡ部詳細部分断面図、（ｂ）は図２
のＢ部詳細部分断面図である。

【図４】同実施例の熱交換プレート群分割体の接続例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 本体ケース ５ 熱交換プレート ６ 熱交換プレート群 １０ 排ガス通路 １１ 上部熱交換プレート群分割体 １２ 下部熱交換プレート群分割体 １７ ダストスクレーパ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の熱交換プレートを所定間隔おきに
   並列させて成る熱交換プレート群を本体ケース内に配設
   したプレート型熱交換器において、熱交換プレート群を
   排ガスの流動方向に分割した複数の熱交換プレート群分
   割体にて構成したことを特徴とするプレート型熱交換
   器。
2. 【請求項２】 各熱交換プレート群分割体を互いに異な
   った材質の板材にて構成したことを特徴とする請求項１
   記載のプレート型熱交換器。
3. 【請求項３】 排ガスの流動方向上流側の熱交換プレー
   ト群分割体を、下流側の熱交換プレート群分割体よりも
   耐熱性の高い材質の板材にて構成したことを特徴とする
   請求項２記載のプレート型熱交換器。
4. 【請求項４】 排ガスの流動方向下流側の熱交換プレー
   ト群分割体を、上流側の熱交換プレート群分割体よりも
   耐蝕性の高い材質の板材にて構成したことを特徴とする
   請求項２記載のプレート型熱交換器。
5. 【請求項５】 複数の熱交換プレート群分割体を、各熱
   交換プレート間の排ガス通路がそれぞれ同一平面を成す
   ように配設し、各熱交換プレート群分割体の排ガス通路
   を貫通させてダストスクレーパを配設したことを特徴と
   する請求項１記載のプレート型熱交換器。