JPS5932864Y2 - 排ガスエコノマイザ− - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、水その他の熱媒体によって排ガスエネルギ
ーを回収する際、排ガスと水等熱媒体等の間に空気を中
介とするエコノマイザ−で、空気循環量、温度と排ガス
量および温度とを好適に制御できるようにした排ガスエ
コノマイザ−に関する。

ボイラ等の熱機関の排ガスの熱を回収し給水その他の熱
媒体の加熱を行う排ガスエコノマイザ−は、水の温度が
低くて、排ガス中の硫黄分がパイプに凝結し、パイプを
腐蝕する、という難点があった。

この欠点が顕われないようにするには、エコノマイザ−
に通す水の温度を、排ガスの露点以上に保つ必要がある
。

さらに、たとえ水の温度が露点以上であっても、排ガス
がエコノマイザ−を通るとき急冷されて熱交換パイプに
媒がつき易い。

通常、１Ｂ４こ１〜３回媒吹器を運転し、すすを除去す
る必要がある。

このような欠点は温度の著しく異なる排ガスと水とを直
接熱交換するから顕われるわけである。

水の温度が低すぎ、熱伝導率が高いがらである。

そこで排ガスと水との間に空気を介在させる。

これを中間熱媒体として用いる。

排ガスによって空気を加熱し、加熱された空気で水を加
熱するのである。

空気は熱容量が小さく、熱伝導率も低いから、排ガス温
度をあまり低下させない。

従って排ガスより亜硫酸ガスを含む水滴が凝結したり、
すすが耐着したりする不都合を解決できる。

本出願人はこのような排ガスエコノマイザ−を既に考案
している（実願昭５４−１１８２２３）。

しかし、熱機関の運転状態によって排ガスの温度や量は
変動する。

これに従って、中間熱媒体である循環空気量を調整でき
なければならない。

また排ガスの流量が過大になると、熱交換器を通過し難
くなる。

熱交換器を通過する排ガスの圧力損失が増えると、排ガ
スを発生する熱機関の背圧が過大になり、熱機関の故障
の原因となる場合が多い。

このように排ガスの量、温度の変動に対し、循環空気量
および熱交換機の通過流量を制御する事が本考案の目的
である。

このため、循環空気の風路中に風量調整ダンパーを設け
、熱交換機の出口での排ガス温度、及び入口循環空気温
度信号によりダンパー開度を調整する。

さらに、排ガスのバイパス路を熱交換器に附設し、熱交
換器の出入口の排ガス圧力差によってバイパスさせる排
ガスの流量を制御するようにした。

排ガスと水とを直接熱交換する従来のエコノマイザ−に
比べて、本考案のような空気を中間媒体にする２段の熱
交換機能を有する排ガスエコノマイザ−は、熱回収率が
悪いという欠点を避けることができない。

排ガスの熱をで゛きるだけ多く回収するには、多量の循
環空気量と、大量の水を必要とする。

こうすると、熱回収した水（蒸気）の温度が低くなって
しまい、経済的価値が低くなる。

熱回収した水（蒸気）の温度を高くしようとすると、得
られる水（蒸気）量は著しく少なくなり、また排ガスの
冷却も充分行われない、という難点がある。

これらの点から、所望の水（蒸気）温度と、排ガスのエ
コノマイザ−通過後の温度とを与えて、排ガスの入力端
での流量、温度に対し、最適の循環空気量、熱回収のた
めの水の量等を決めなければならない。

従来の直接熱交換方式のものに比して、このような２段
熱交換式のエコノマイザ−は、排ガス温度流量の変動に
対し、上記諸量の調整をより厳格、迅速に行わなければ
ならない。

熱回収率が低いからである。

以下実施例を示す図面によって説明する。

第１図は本考案の実施例に係る排ガスエコノマイザ−の
系統図である。

第２図、第３図は一次交換機の正面図、側面図である。

熱機関１で発生した排ガスは、排ガス入口管２を通って
一次熱交換器３に入る。

排ガスはここで、循環空気に熱を奪われ冷却されて排ガ
ス出口管４へ排出される。

排ガス出口管４には排ガスの温度を測定する温度検出器
５が設けられる。

循環空気は排ガスと、水等の熱媒体を間接的に熱交換す
るため、−炭熱交換器３と二次熱交換器１４の間を循環
している。

温度検出器６が循環空気の一次熱交換器３の空気入口管
１２に設けられる。

排ガスと熱交換し、加熱された循環空気は高温空気入口
管１３を通って二次熱交換器１４に入る。

二次熱交換器１４には水等の熱媒体が熱媒入口管１６か
ら送給される。

執媒体は前記の高温循環空気によって加熱され熱媒出口
管から送り出され、所要の用途に供せられる。

二次熱交換器１４で冷却された循環空気は空気出口管１
７を経て、ファン１１により賦勢される。

ファン１１により賦勢された循環空気は、ダンパ１０を
通って再び空気入口管１２から一次熱交換器３に入り、
ここで加熱される。

加熱された空気は一次熱交換器１４で熱媒体を加熱する
。

以下同様に循環する。

ダンパー１０の開度はダンパ駆動装置９によって調節さ
れる。

ダンパ駆動装置９は温度検出器５゜６の温度信号に基き
、温度制御器７が制御する。

排ガス温度が高く、循環空気温度が高い程、ダンパ１０
の開度を増大させてゆく、排ガス温度Ｔｇと、循環空気
温度Ｔａとの平均値によってダンパ開度を制御する。

一次熱交換器３の人口及出口には排ガスの圧力を測定す
る入口側圧力検出器２５、出口側圧力検出器２４が設け
られる。

入口側圧力Ｐｉと出口側圧力ＰＯの差圧△Ｐは差圧信号
コントローラ２７で計算される。

ダンパ駆動装置２６は差圧信号コントローラ２７の信号
に従って、−炭熱交換器３のバイパス通路２２のダンパ
２３を開閉する。

排ガスは一次熱交換器３内の多数の熱交換チューブ３２
．３２・・・・・・の中を通過する。

循環空気は空気入口管１２から熱交換器３へ入り、熱交
換チューブ３２．３２・・・・・・の外部空間を通り過
ぎる。

この間に加熱され、高温空気出口管３０へ抜ける。

排ガスの流量が過大になった時、或は熱交換チューブ内
にススが耐着して、有効断面積が減少してきた時等、入
口と出口の排ガスの圧力差△Ｐがある適正な上限値を越
える。

この時、差圧信号コントローラ２７はダンパ駆動装置２
６に開信号を出して、ダンパ２３を開かせる。

排ガスはバイパス路２２を通って一部分流れるようにな
る。

バイパス路２２を排ガスが流れると、差圧△Ｐが減少す
るが、差圧信号コントローラ２７はある程度ヒステリシ
スを持たせであるので、ダンパま不必要な開閉操作を繰
返さない。

また、差圧に比例して、開度を連続的に制御するように
しても良い。

このようにすると、熱機関１に加わる背圧がある制限圧
力内に抑えられる。

通常の運転の場合、差圧△Ｐは適正値以下にある事が多
い。

ダンパ２３は閉じている。この場合、バイパス路からの
排ガスの浅瀬を防ぐためバイパス路２２に締切板２８を
設けてもよい。

これはダンパが長い開閉止している際に閉じられ、ダン
パが開閉を繰返す時は手動で開けばよい。

以上、詳しく説明したように、本考案の排ガスエコノマ
イザ−は、熱機関の運転状態に対応して、循環空気量を
自動的に加減できる。

排ガスの熱エネルギーを最小の損失で、熱回収できる。

また熱交換器にはバイパス路を設け、差圧が過大である
時ダンパを開くこととしたので、熱機関に巨大な背圧が
かかる事もない。

バランスのとれた熱回収装置として好適に機能し、優れ
て有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る排ガスエコノマイザ−の
系統図、第２図は一次熱交換器の正面図、第３図は二次
熱交換器の側面図。 １・・・・・・熱機関、２・・・・・・排ガス入口管、
３・・・・・・−炭熱交換器、４・・・・・・排ガス出
口管、５，６・・・・・・温度検出器、７・・・・・・
温度制御器、９・・・・・・ダンパ駆動装置、１０・・
・・・・ダンパ、１１・・・・・・ファン、１２・・・
・・・空気入口管、１４・・・・・・二次熱交換器、１
５・・・・・・熱媒出口管、１６・・・・・・熱媒入口
管、２２・・・・・・排ガスバイパス通路、２３・・・
・・・ダンパ、２４・・・・・・出口側圧力検出器、２
５・・・・・・入口側圧力検出器、２６・・・・・・ダ
ンパ駆動装置、２７・・・・・・差圧信号コントローラ
、３２・・・・・・熱交換チューブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．熱機関１からの排ガスを通し循環空気を加熱する一
   次熱交換器３と、循環空気を通して熱媒体を加熱する二
   次熱交換器１４と、循環空気を圧送するファン１１と、
   循環路の中に設けたダンパ１０と、排ガス出口管４及び
   空気入口管１２に設けた温度検出器５，６と、温度検出
   器５，６に連結された温度制御器７と、温度制御器７の
   信号によりダンパ１０の開度を制御するダンパ駆動装置
   ９とより成る事を特徴とする排ガスエコノマイザ−０ ２、−炭熱交換器３は排ガスバイパス路２２と、バイパ
   ス路２２に設けたダンパ２３とを含み、出入口での排ガ
   スの差圧△Ｐによってダンパ２３を開閉する事とした実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の排ガスエコノマイザ
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