JPH08254308A - 耐高温腐食用空気加熱器 - Google Patents
耐高温腐食用空気加熱器Info
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- JPH08254308A JPH08254308A JP5740395A JP5740395A JPH08254308A JP H08254308 A JPH08254308 A JP H08254308A JP 5740395 A JP5740395 A JP 5740395A JP 5740395 A JP5740395 A JP 5740395A JP H08254308 A JPH08254308 A JP H08254308A
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- tube
- air heater
- outer tube
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Abstract
耐食性、耐久性に著しく優れた耐高温腐食用空気加熱器
を提供する。 【構成】 金属製伝熱内管1の外側に耐火材製伝熱外管
3を同軸的に配置し、外管3と内管1との間に間隙2を
設ける。空気は内管1から間隙2を通り、加熱された
後、取り出される。 【効果】 伝熱内管を構成する金属と、外管を構成する
耐火材との熱膨張差が生じても、熱膨張による変化が互
いに伝播されにくいために、外管の損傷、剥離、脱落等
が防止される。
Description
に係り、特に、都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉にお
いて、ごみや廃棄物焼却処理で発生する高温の燃焼ガス
の熱エネルギーを低温空気と熱交換することにより回収
し、熱エネルギーの有効利用を図るための耐高温腐食用
空気加熱器に関する。
いて、ごみや廃棄物の焼却処理で発生する高温の燃焼ガ
スの熱エネルギーを回収して有効利用するために、空気
加熱器が設けられている。
を流通させて、高温の燃焼ガスとの熱交換でこれを高温
に加熱して熱回収するものであって、二酸化炭素の排出
など地球環境に悪影響を及ぼすことのない、高効率のエ
ネルギー資源回収システムである。しかして、回収され
た熱エネルギーは、ごみの熱分解、発電、その他の施設
に有効利用されている。
直接挿入配置されている。
却炉で発生する燃焼ガスは、ごみや廃棄物に起因する塩
素や塩化水素などの、高温における金属との反応で生成
した生成物が短時間で蒸発損失してしまうような、著し
く腐食性の高い腐食性物質を含む高腐食性のガスであ
る。従って、これらの焼却炉内に設置され、高温、高腐
食性ガス雰囲気中にさらされる空気加熱器の伝熱管にあ
っては、その材質の面からも、構造の面からも、このよ
うな高温の腐食性ガスに対して十分な耐食性を有するこ
とが要求される。
められているが、このような焼却炉の高温、高腐食性ガ
スに対して十分な耐食性を示す耐食性合金は見出されて
いない。
のための手段として、 金属製伝熱管にスタッドピンを溶接し、その周囲に
不定形耐火物を設置する。 金属製伝熱管に直方体を基本とする耐火物れんがを
縦横の目地で繋いで設置する。 などの方式が考えられている。
ガス相における対流や相互拡散の物理的な障壁として働
き、酸素、塩素等の腐食性ガスの伝熱管表面への到達や
反応生成物のガス相内での輸送を抑止するといった作用
で、伝熱管の腐食をある程度は防止する。
,の耐火物配設方式においては、次のような問題が
あった。
寄部において、スタッドピンの損傷、不定形耐火物の割
れや局所的な剥離、脱落がある。また、前記の場合に
も、耐火物れんがの局所的な剥離、脱落がある。また、
いずれの場合においても、金属製伝熱管の損傷などの深
刻な腐食現象があり、空気加熱器寿命が極めて短いとい
う問題がある。
張差により、耐火物にクラックを生じ、耐火物を固定す
るための金具が腐食損傷し、また、耐火物の損傷・剥離
を起こし、耐火物の耐食効果が失われることが大きな要
因と考えられる。
管を耐火物で保護した空気加熱器において、耐火物の剥
離、損傷等の問題がなく、焼却炉の高温、高腐食性ガス
雰囲気における耐食性、耐久性に著しく優れた耐高温腐
食用空気加熱器を提供することを目的とする。
空気加熱器は、高温腐食性ガス雰囲気中に設けられ、該
高温腐食性ガスとの熱交換で伝熱管内を流通する空気を
加熱する耐高温腐食用空気加熱器において、該伝熱管
は、先端が開放された金属製伝熱内管と、該内管を覆う
ように該内管と同軸的に、かつ、該内管との間に間隙を
設けて配置された、先端が封止された耐火材製伝熱外管
とを備え、被加熱空気は内管を流通した後、内管の開放
先端から内管と外管との間の間隙を通過する間に高温腐
食性ガスにより加熱されることを特徴とする。
求項1の加熱器において、前記外管は、その内面に設け
られた凹部と、前記内管に設けられた凸部との係合によ
り、該内管に支持されていることを特徴とする。請求項
3の耐高温腐食用空気加熱器は、請求項2の加熱器にお
いて、該外管の凹部は、該外管の封止端面内面に設けら
れたアリ穴であり、前記内管の凸部は、該内管の封止端
面に設けられた先太のアリ状突起であることを特徴とす
る。
求項1ないし3のいずれかの加熱器において、前記内管
の外表面に耐食性被覆膜が形成されていることを特徴と
する。
求項4の加熱器において、前記耐食性被覆膜が安定な酸
化物、例えば、アルミナ、シリカ、またはそれらを含む
ムライト、スピネル等の混合酸化物、であることを特徴
とする。
求項3の加熱器において、前記突起は前記内管に螺着さ
れたボルトであり、該ボルトには、該伝熱管の内部に連
通した通気孔が設けられていることを特徴とする。
求項1ないし6のいずれか1項の加熱器において、前記
耐火材製外管は、耐火物の気孔を埋める封孔処理がなさ
れたものであることを特徴とする。
求項1ないし7のいずれか1項の加熱器において、前記
耐火材製外管の先端面に、付勢部材で付勢された押棒を
受け入れる凹陥部が設けられていることを特徴とする。
は、金属製伝熱内管と耐火材製外管との間に間隙が設け
られていることから、内管を構成する金属と、外管を構
成する耐火材との熱膨張差が生じても、熱膨張による変
化が互いに伝播されにくいために、外管の損傷、剥離、
脱落等が防止される。
空気が流出されることにより、外管の外側から外管を通
過して外管内へ流れる腐食性ガス量の低減を図ることが
でき、これにより、内管の腐食をより一層確実に防止す
ることができる。
よれば、外管は内管に対して比較的自由にスライドでき
るため、熱膨張差に起因する外管の損傷、剥離、脱落等
はより一層確実に防止される。また、外管と内管との支
持構造が簡素化される上に、支持部が極小化され、外管
の耐火材の目地部の比率が低減されることによっても、
外管や内管の損傷は防止されるようになる。
ば、内管の外表面に形成した耐食性被覆膜により、内管
を更に確実に腐食から保護することができる。
ば、特に優れた腐食防止効果を得ることができる。
ば、外管が伝熱管に対ししっかりと保持されると共に、
この保持のためのボルト表面が空気層で保護され、該ボ
ルトの劣化が防止される。
ば、耐火材製外管を拡散透過するガス量が低減される。
ば、耐火材製外管をその管軸方向に押圧して保持するこ
とができる。
空気加熱器の実施例について詳細に説明する。
耐高温腐食用空気加熱器を示す縦断面図、図1(b)は
内管の下端部分の斜視図、図3は本発明の耐高温腐食用
空気加熱器の設置形態を示す横断面図である。
は、先端が開放された金属製伝熱内管1と、この内管1
を覆うように内管1と同軸的に、かつ、内管1との間に
間隙2を設けて配置された、先端が封止された耐火材製
伝熱外管3とからなる伝熱管4を備えている。
管4が、その軸方向が鉛直方向となるように配置されて
おり、外管3の下端の封止端面3Aの内面にはアリ穴3
aが設けられ、一方、内管1下端の封止端面1Aの外面
には、外管3のアリ穴3aと係合可能なアリ状の突起1
aが設けられている。外管3は、このアリ穴3aと突起
1aとの係合により、内管1に対して支持されている。
本実施例において、外管3は、このアリ穴3aと突起1
aとの係合によってのみ内管1に対して支持されてお
り、他の支持機能は設けられていない。
は、焼却炉の高温、高腐食性ガス流(矢印B)内に配置
される。被加熱空気は、伝熱内管1内を下降した後、内
管1の開放先端1Aから内管と外管との間隙2を上昇し
(矢印A)、その間に、外部の高温、高腐食性ガス流B
により加熱される。
しない被加熱空気の導入手段と加熱空気の取出手段が設
けられており、回収された熱エネルギーの有効利用を図
るように構成されている。
て、伝熱管4は、外面が耐火材製外管3で覆われている
ため、高温、高腐食性ガスによる腐食から保護される。
しかも、内管1と耐火材製外管3との間に間隙2が設け
られているため、内管1を構成する金属と、外管3を構
成する耐火材との間に熱膨張差が生じても、熱膨張によ
る寸法変化が互いに伝播されにくいために、外管3の損
傷、剥離、脱落等が防止される。
係合部においてのみ支持され、外管3は内管1に対して
自由にスライドできるため、熱膨張差に起因する外管3
の損傷、剥離、脱落等はより一層確実に防止される。
で、外管3の耐火材の目地部の比率が低いことによって
も、伝熱外管3の損傷は防止されるようになる。
は、伝熱内管1の外表面に耐食性被覆膜8が形成されて
いる点が、図1に示す耐高温腐食用空気加熱器10と異
なる。この耐高温腐食用空気加熱器10Aの他の構成は
上記耐高温腐食用空気加熱器10と同様であり、同一機
能を奏する部材には同一符号を付してある。耐食性被覆
膜の材質としては、アルミナ、シリカ等の単独酸化物ま
たはそれらを含むムライト、スピネル等の複合酸化物が
好ましく、その膜厚は、耐食性、耐熱サイクル性等の確
保の面から必要な厚さが選ばれる。
ば、内管1の外表面に形成された耐食性被覆膜8によ
り、内管1を更に確実に腐食から保護することができ
る。
においては、伝熱内管1の先端に内管キャップ部11が
溶接等により固着されており、この内管キャップ部11
に雌螺子穴12が穿設されている。なお、内管1の先端
に空気流出口1fが設けられている。
して外管キャップ部14が設けられている。この外管キ
ャップ部14の内面にはアリ穴15が凹設されており、
アリ状の頭部を有した支持ボルト16の該頭部が該アリ
穴15に埋込まれている。この支持ボルト16のねじ棒
部分が前記雌螺子穴12に螺じ込まれている。
は、伝熱管4内の空気を導入して支持ボルト16の表面
を保護するための空気孔17,18,19が穿設されて
いる。なお、空気孔17,18は一直線状に連なってお
り、空気孔19は空気孔18に対し直角に交わってい
る。その他の符号は図1〜2と同一部分を示している。
においては、伝熱内管1の先端内面部分に雌螺子が刻設
され、この雌螺子に支持ボルト16のねじ棒部分がねじ
込まれている。この支持ボルト16にリング状の耐火物
受け金具21が外嵌され、この耐火物受け金具21を介
して外管3が支持されている。支持ボルト16には空気
孔18から空気を隙間2に流出させるための孔22が設
けられている。その他の符号は図5と同一部分を示して
いる。
にあっては、支持ボルト16によって外管3がきわめて
しっかりと保持される。また、支持ボルト16が空気孔
18,19を有し、この空気孔18,19内に内管1内
の空気が流入するようになるため、支持ボルト16の表
面が保護され、その耐久性が高いものとなる。
却炉内における支持方式の一例を示す断面図であり、ガ
ス煙道25に耐高温腐食用空気加熱器10Dがガス流B
と直交方向に挿入されている。この耐高温腐食用空気加
熱器10Dの耐火材製外管3の先端面に凹陥部26が設
けられ、該凹陥部26に押棒27の先端が挿入されてい
る。押棒27は、バネ28によって付勢され、耐高温腐
食用空気加熱器10Dを図の右方向に押圧している。2
9は静止壁を示す。
後端部は、静止壁30に設けられた環状の受座31に嵌
合されている。この静止壁31には、ケース32が設置
されており、伝熱内管1内に空気が送り込まれ、伝熱外
管3と伝熱内管1との間から加熱された空気がこのケー
ス32を介して取り出される。
構造によると、外管3に対しバネ28によって管軸心方
向の圧縮荷重が加えられるため、外管3に曲げ応力が全
く又は殆どかからないようにすることができる。これに
より、耐火材製外管3の耐久性が著しく高められる。
にて設置された場合に同様のバネによって管軸心方向に
上向きに押圧すると、外管3に引張応力が全く又は殆ど
かからないようになり、同様に外管3の耐久性が高めら
れる。
て、内管を構成する金属としては、耐熱性、耐食性に優
れたSUS310等が好ましい。また、内管の肉厚は、
強度や耐久性、重量等の面から4〜6mm程度であるこ
とが好ましい。
0mm、外管と内管との間隙の幅(外管の内径と内管の
外径との差の1/2)は10〜30mmであることが好
ましい。
ごみ焼却灰中の成分と反応しても低融点化合物を生成さ
せない耐火物が好適であり、例えば高アルミナ質耐火物
やクロミア質耐火物、炭化珪素耐火物などが好ましい。
の面から20〜35mm程度とするのが好ましい。
り、外管を拡散透過するガス量を著しく少なくすること
ができると共に、耐火材それ自体の耐食性を高めること
もできる。封孔処理を行なうには、耐火材の気孔を閉塞
させるためのアルミナゾル、アルミナスラリーなどの液
中に該耐火材製外管を浸漬し、その後乾燥、焼成すれば
良い。このような封孔処理を施すと、例えば処理前の平
均気孔径が10μm程度であったものを平均気孔径が5
μm以下にすることができる。
器の焼却炉内での配置形態としては特に制限はなく、一
般には、ダストが付着し難い場合には、伝熱有効面を大
きくとるために孤立設置とし、ダストが付着し易い場合
には、図3(a)(外管3が円管の場合),(b)(外
管3が角管の場合)に示す如く、複数集合設置とするの
が好ましい。
用空気加熱器によれば、外管を構成する耐火物の剥離、
損傷等の問題がなく、従って、伝熱管の腐食が著しく低
減され、焼却炉の高温、高腐食性ガス雰囲気における耐
食性、耐久性に著しく優れた耐高温腐食用空気加熱器が
提供される。
よれば、外管の損傷、剥離、脱落等はより一層確実に防
止される。
ば、伝熱管の腐食をより一層確実に防止することができ
る。
ば、特に優れた腐食防止効果を得ることができる。
管が内管に対し安定して支持されていると共に、耐久性
にも優れる。
火材製外管を拡散透過して外管と内管との間の隙間に達
するガス量がきわめて少なくなり、外管の耐食性が高め
られると共に、耐火材製外管それ自体の耐食性も高いも
のとなる。
と、耐火材製外管に加えられる曲げ荷重や引張荷重を著
しく小さくすることができ、耐火材製外管の耐久性を高
めることができる。
す縦断面図である。
示す縦断面図である。
示す横断面図である。
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
を示す断面図である。
空気加熱器 11 内管キャップ部 14 外管キャップ部 16 支持ボルト 17,18,19 空気孔 26 凹陥部 27 押棒 28 バネ
Claims (8)
- 【請求項1】 高温腐食性ガス雰囲気中に設けられ、該
高温腐食性ガスとの熱交換で伝熱管内を流通する空気を
加熱する耐高温腐食用空気加熱器において、 該伝熱管は、先端が開放された金属製伝熱内管と、該内
管を覆うように該内管と同軸的に、かつ、該内管との間
に間隙を設けて配置された、先端が封止された耐火材製
伝熱外管とを備え、被加熱空気は内管を流通した後、内
管の開放先端から内管と外管との間の間隙を通過する間
に高温腐食性ガスにより加熱されることを特徴とする耐
高温腐食用空気加熱器。 - 【請求項2】 請求項1の加熱器において、前記外管
は、その内面に設けられた凹部と、前記内管に設けられ
た凸部との係合により、該内管に支持されていることを
特徴とする耐高温腐食用空気加熱器。 - 【請求項3】 請求項2の加熱器において、該外管の凹
部は、該外管の封止端面内面に設けられたアリ穴であ
り、前記内管の凸部は、該内管の封止端面に設けられた
先太のアリ状突起であることを特徴とする耐高温腐食用
空気加熱器。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかの加熱器に
おいて、前記内管の外表面に耐食性被覆膜が形成されて
いることを特徴とする耐高温腐食用空気加熱器。 - 【請求項5】 請求項4の加熱器において、前記耐食性
被覆膜が安定な酸化物、例えば、アルミナ、シリカ、ま
たはそれらを含むムライト、スピネル等の混合酸化物、
であることを特徴とする耐高温腐食用空気加熱器。 - 【請求項6】 請求項3の加熱器において、前記突起は
前記内管に螺着されたボルトであり、該ボルトには、該
伝熱管の内部に連通した通気孔が設けられていることを
特徴とする耐高温腐食用空気加熱器。 - 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれか1項の加熱
器において、前記耐火材製外管は、耐火物の気孔を埋め
る封孔処理がなされたものであることを特徴とする耐高
温腐食用空気加熱器。 - 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれか1項の加熱
器において、前記耐火材製外管の先端面に、付勢部材で
付勢された押棒を受け入れる凹陥部が設けられているこ
とを特徴とする耐高温腐食用空気加熱器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7057403A JP2996129B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 耐高温腐食用空気加熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7057403A JP2996129B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 耐高温腐食用空気加熱器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08254308A true JPH08254308A (ja) | 1996-10-01 |
JP2996129B2 JP2996129B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=13054682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7057403A Expired - Fee Related JP2996129B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 耐高温腐食用空気加熱器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2996129B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0890812A1 (en) * | 1996-03-29 | 1999-01-13 | Mitsui Engineering and Shipbuilding Co, Ltd. | High temperature air heater and waste treatment equipment |
-
1995
- 1995-03-16 JP JP7057403A patent/JP2996129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0890812A1 (en) * | 1996-03-29 | 1999-01-13 | Mitsui Engineering and Shipbuilding Co, Ltd. | High temperature air heater and waste treatment equipment |
EP0890812A4 (en) * | 1996-03-29 | 2000-10-04 | Mitsui Shipbuilding Eng | HIGH TEMPERATURE AIR HEATER AND DEVICE FOR TREATING WASTE PRODUCTS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2996129B2 (ja) | 1999-12-27 |
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