JPS5939678B2 - 温水ボイラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ヒートパイプを利用した温水ボイラに関す
る。

ごみ焼却プラントにおいて発生する排ガスのもつ廃熱を
使って８０〜９０℃の温水を得る方法にはつぎに述べる
二方式に大別されるが、いずれの場合にも８０〜９０℃
の伝熱面（内部に液体を内装する伝熱面を排ガス中に置
くとその表面温度は内部の液体温度にほぼ等しくなる）
が排ガス中にあるときには該ガス中のＨ２ＳＯ４、ＨＣ
Ｌ成分が表面に結露して酸腐食を起すのでこれを回避す
る必要がある。

いま、前記二方式のうちの一方式について述べると、ま
ずその工程は、排ガス−蒸気ボイラー温水熱交換器−温
水というようにあられされるが、これを詳説すれば、ご
み焼却プラントで発生した排ガスは、集塵することによ
って有害ガス成分を除いた後に該ガスを大気に放出する
ことになるが、その諸装置の保護のために排ガスを冷却
する必要があり、その目的で蒸気ボイラまたは水噴射式
ガス冷却器を附設しており、蒸気ボイラの場合には常用
圧力を１６〜２３ｋｇ／ｃ４として伝熱面温度を２００
℃以上の腐食が起り難い範囲で使用し、その際に発生す
る蒸気は発電に用いるか、またはコンデンサで放熱して
復水させているが、前記蒸気の一部を分岐して熱交換器
に通じることで所要の温水が得られる。

つぎに、他の方式について述べると、その工程は、排ガ
ス−空気予熱器−空気一温水熱交換器一温 水というようにあられされるが、その実際例を系統図で
示すと第１図のようになる。

すなわち、廃熱源１からの排ガス２を温水ボイラ３内の
第一熱交換器４に通じるとともに、該交換器に空気５を
通じて廃熱を奪って熱空気化して同じく第二熱交換器６
に通じ、該交換器に水Ｔを通じることによって温水８に
するもので、これを詳説すれば、廃熱源であるごみ焼却
炉の燃焼用空気は燃料ごみの発熱量が低い場合には２５
０〜２８０℃まで排ガスで加熱して使用され、そのため
の空気予熱器は前述実際例の第一熱交換器に相当し、こ
れによって得られる熱空気は焼却炉に送流されるととも
に一部が分肢して温水熱交換器に通じて温水が得られ、
該交換器は実際例の第二熱交換器に相当する。

しかし、ごみ発熱量が高い場合には燃焼用空気の温度を
上昇させる必要がないので、温水熱交換器で必要なだけ
空気を予熱して使い、この空気は常温空気に混合して焼
却炉に送入する。

また、実際設備としては、温水熱交換器、温水槽および
温水循環ポンプが大要であり、温水の必要熱量が大きい
場合には温水側だけでなく、空気予熱器等の空気側の設
備も大形化する必要がある。

前述のように、排ガス中の腐食ガスはガス中に置いた金
属の表面の温度に依存して腐食現象をあられすが、その
傾向は第２図に示すように、約２００〜３００℃の範囲
で腐食が最も少ない。

したがって、蒸気ボイラな設置する場合にその使用圧力
を選択して管表面温度を前記範囲内に、また空気予熱器
の伝熱管についても同様になるようにする必要があって
そのように設計されているが、しかし、排ガスの熱で８
０〜９０℃の温水を得ようとする場合には熱交換器の排
ガス側表面温度が第２図における腐食速度の大きい低温
腐食域に入るのでその寿命が短かい。

この発明は、このような現状から、ヒートパイプを利用
することによって従来技術の欠点を除いた温水ボイラを
提供することを目的としている。

つぎに、この発明の実施例を図面について説明すると、
第３図において、筒状の筐体９の内部を隔壁板１０で大
小の容積をもつ二つの流路に構成し、その大容積流路を
排ガス熱交換器１１としてその人口１２から排ガス１３
を送入し、その出口１４から廃熱回収済排ガス１５を送
出するとともに、小容積流路を温水熱交換器１６として
その人口１７から水１８を供給し、その出口１９から温
水２０を得るようにするもので、前言隔壁板を貫通して
複数のヒートパイプ２１ａ、２１ｂ・・・・を配設し、
該パイプの温水熱交換器１６側、あるいは排ガス熱交換
器１１側の長さを変えて形成させ、前＝ａ水熱交換器側
のヒートパイプ伝熱面積をその入口から出口に向って順
次増し、排ガス熱交換側のヒートパイプ管体温度を露点
温度より高く保持するようにしである。

上述の実施例の実験による温度分布を示す第４図では、
８００℃の排ガスで６０℃の温水を加熱する場合であり
、排ガス側ヒートパイプ管体温度が酸露点温度よりも高
い２００℃になるように水側ヒートパイプ長さを排ガス
熱交換器１１０入口１２から順次短かくしたときの流体
温度およびヒートパイプ管体温度を示している。

これから明らかなように、ヒートパイプを利用したこと
によってすべての排ガス側管体温度を酸露点温度よりも
高くすることができるので、低温腐食を回避することが
可能である。

上述したように、この発明によれば、ヒートパイプの水
側伝熱面積をそのパイプ長さを変えて調整し、あるいは
排ガス側ヒートパイプ加熱ガス量を制御することによっ
て、排ガス側ヒートパイプ管体温度を酸露点温度より高
く保持して低温腐食を回遊できるから、産業上の利用価
値が極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例の二台の熱交換器を使用した温水ボイ
ラの系統図、第２図は、熱交換器の排ガス側表面温度と
腐食との関係を示す曲線図、第３図は、この発明の実施
例を示す説明図、第４図は、前記実施例の実験による温
度分布を示す曲線図である。 １・・廃熱源、２・・排ガス、３・・温水ボイラ、４・
・第一熱交換器、５・・空気、６・・第二熱交換器、７
・・水、８・・温水、９・・筐体、１０・・隔壁板、１
１・・排ガス熱交換器、１２・・排ガス熱交換器入口、
１３・・排ガス、１４・・排ガス熱交換器出口、１５
・・廃熱回収済排ガス、１６・・温水熱交換器、１７・
・温水熱交換器入口、１８・・水、１９・・温水熱交換
器出口、２０・・温水、２１ａ 、２１ｂ・・・・・・
ヒートパイプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相接触して配設した温水側流路と排ガス側流路との
   隔壁を貫通して上記流路の入口から出口まで複数のヒー
   トパイプを配列し、該ヒートパイプの温水側伝熱面積を
   上記配列中の位置に応じて調整するために各ヒートバイ
   ブの長さを温水側流路あるいは排ガス側流路中にて変え
   て排ガス側ヒートパイプ管体温度を酸露点温度より高く
   保持させるようにしたことを特徴とする温水ボイラ。