(57)【要約】【課題】上下１対の揺動機構５に接続されたスクレーパ４を有し、スクレーパ４を揺動させることによって熱交換用プレート１に付着するダスト９を除去するプレート式熱交換器用ダスト除去装置において、排ガス通路側端部２１へのダスト堆積を防止することのできる、ダスト除去装置及びダスト除去方法を提供する。【解決手段】揺動機構５は揺動中心軸７を中心にして揺動するアーム６を有し、アーム６とスクレーパ４はスクレーパ接続軸８において回動可能に接続され、揺動機構５は、スクレーパ接続軸８の中心高さｈが揺動中心軸７の中心高さｈ0を超える高い位置（ｈmax）まで揺動し、スクレーパ４は、熱交換用プレート１で囲まれた空間（排ガス通路２）の側端部（排ガス通路側端部２１）に向かう位置に、スクレーパ４の長手方向に複数の突起物１１を配置してなることを特徴とするプレート式熱交換器用ダスト除去装置。【選択図】図１
2010223566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下１対の揺動機構に接続されたスクレーパを有し、該スクレーパを揺動させることによって熱交換用プレートに付着するダストを除去するプレート式熱交換器用ダスト除去装置において、
揺動機構は揺動中心軸を中心にして揺動するアームを有し、アームとスクレーパはスクレーパ接続軸において回動可能に接続され、揺動機構は、前記スクレーパ接続軸の中心高さが揺動中心軸の中心高さを超える高い位置まで揺動し、
前記スクレーパは、熱交換用プレートで囲まれた空間の側端部に向かう位置に、スクレーパの長手方向に複数の突起物を配置してなることを特徴とするプレート式熱交換器用ダスト除去装置。
【請求項２】
前記突起物の熱交換器用プレートに垂直方向の最大幅は、対向する熱交換器用プレート間隔の０．６倍よりも広いことを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器用ダスト除去装置。
【請求項３】
前記スクレーパの長手方向に配置した突起物相互間の間隔Ｐは、前記揺動中心軸の中心とスクレーパ接続軸の中心との間隔をＲ、突起物の突出長さをＬとしたとき、下記（１）式で規定する最大間隔Ｐm以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレート式熱交換器用ダスト除去装置。
Ｐm＝√（Ｒ2−（Ｒ−Ｌ）2）      （１）
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のプレート式熱交換器用ダスト除去装置を用い、前記揺動機構の揺動に際し、前記スクレーパ接続軸の中心高さが揺動中心軸の中心高さを超える高い位置まで揺動することを特徴とするプレート式熱交換器のダスト除去方法。
【請求項５】
前記熱交換用プレートで囲まれた空間に亜鉛化合物を含むガスを通過させることを特徴とする請求項４に記載のプレート式熱交換器のダスト除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレート式熱交換器用ダスト除去装置及びプレート式熱交換器のダスト除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高温の排ガスから廃熱を回収する熱交換器として、プレート式熱交換器が用いられている。多数のプレートを平行に並べ、プレートによって区画された排ガスの通路と冷却ガスの通路が交互に配置される。高温の排ガスはダストを含む場合が多く、プレート式熱交換器の排ガス通路側プレート表面にダストが付着する。こうして付着したダストを除去する目的で、プレート式熱交換器用ダスト除去装置が用いられる。以下、単にダスト除去装置ともいう。
【０００３】
プレート式熱交換器において、高温の排ガスが通過する空間は、熱交換器用プレートで囲まれた空間となっている。平行な２枚のプレートで挟まれ、プレートの幅両端で閉じた空間である。以下、排ガス通路ともいう。この空間内に長尺のスクレーパを配置し、スクレーパを空間内で揺動させることにより、プレートに付着したダストを除去する。スクレーパの代わりに鎖を用いることもある。
【０００４】
特許文献１には、ダスト除去にスクレーパを用い、スクレーパを上下１対の揺動機構で揺動させるダスト除去装置が開示されている。各排ガス通路に１個又は２個のスクレーパが配置されている。揺動機構を揺動させることにより、スクレーパが排ガス通路の幅方向に往復移動し、この往復移動によってプレート表面に付着したダストが掻き落とされ、ダスト除去される。特許文献２には、スクレーパの下端と下部揺動機構とを直接接続せず、鎖を介して両者を接続するダスト除去装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６２０９０号公報
【特許文献２】特開２００５−１２１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
排ガス通路内でスクレーパが往復運動を行うことにより、プレート表面に付着したダストの大部分はスクレーパによって掻き落とされて落下するが、一部のダストはスクレーパによってかき寄せられ、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、排ガス通路の両側端部に堆積することがある。堆積したダスト９は図６（ａ）に示すスクレーパ４の揺動運動によって圧密され、固着成長する。ダスト９が排ガス通路２の両側部に位置する排ガス通路側端部２１に堆積すると、排ガスの通過断面積が減少するので、排ガス通路２を排ガスが通過する際の圧損が増大する。また、ダスト堆積の結果として、スクレーパ４が本来の揺動範囲まで揺動することができなくなり、揺動機構５の駆動電動機の過負荷故障に至ることがある。さらに、排ガス通路側端部２１にダストが堆積した結果として、その部分の熱交換効率が低下し、プレート式熱交換器の入側と出側の排ガス温度差が低下するという問題が発生する。特に、排ガス中のダストが亜鉛化合物を含む場合には、排ガス通路側端部２１へのダスト堆積が発生しやすい傾向が見られる。
【０００７】
本発明は、排ガス通路の両側端部へのダスト堆積を防止することのできる、プレート式熱交換器用ダスト除去装置及びプレート式熱交換器のダスト除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち、本発明の要旨とする所は以下の通りである。
（１）上下１対の揺動機構５に接続されたスクレーパ４を有し、スクレーパ４を揺動させることによって熱交換用プレート１に付着するダスト９を除去するプレート式熱交換器用ダスト除去装置において、
揺動機構５は揺動中心軸７を中心にして揺動するアーム６を有し、アーム６とスクレーパ４はスクレーパ接続軸８において回動可能に接続され、揺動機構５は、スクレーパ接続軸８の中心高さｈが揺動中心軸７の中心高さｈ0を超える高い位置（ｈmax）まで揺動し、
スクレーパ４は、熱交換用プレート１で囲まれた空間（排ガス通路２）の側端部（排ガス通路側端部２１）に向かう位置に、スクレーパ４の長手方向に複数の突起物１１を配置してなることを特徴とするプレート式熱交換器用ダスト除去装置。
（２）突起物１１の熱交換器用プレートに垂直方向（プレート垂直方向２４）の最大幅Ｗは、対向する熱交換器用プレート間隔Ｄの０．６倍よりも広いことを特徴とする上記（１）に記載のプレート式熱交換器用ダスト除去装置。
（３）スクレーパ４の長手方向に配置した突起物相互間の間隔Ｐは、揺動中心軸７の中心とスクレーパ接続軸８の中心との間隔をＲ、突起物の突出長さをＬとしたとき、下記（１）式で規定する最大間隔Ｐm以下であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のプレート式熱交換器用ダスト除去装置。
Ｐm＝√（Ｒ2−（Ｒ−Ｌ）2）      （１）
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のプレート式熱交換器用ダスト除去装置を用い、揺動機構５の揺動に際し、スクレーパ接続軸８の中心高さｈが揺動中心軸７の中心高さｈ0を超える高い位置（ｈmax）まで揺動することを特徴とするプレート式熱交換器のダスト除去方法。
（５）熱交換用プレート１で囲まれた空間（排ガス通路２）に亜鉛化合物を含むガスを通過させることを特徴とする上記（４）に記載のプレート式熱交換器のダスト除去方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のプレート式熱交換器用ダスト除去装置は、スクレーパが排ガス通路側端部に向かう位置にスクレーパの長手方向に複数の突起物を有するとともに、スクレーパを揺動する揺動機構が水平より高い位置までスクレーパを揺動することにより、排ガス通路の両側端部に堆積したダストを排除することができる。その結果、排ガス通路を排ガスが通過する際の圧損は増大せず、プレート式熱交換器の熱交換効率を常に良好に保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】プレート式熱交換器用ダスト除去装置を示す部分断面図であり、（ａ）は排ガス通路に垂直に切断したＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）はプレートに平行に切断した排ガス通路部分のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図２】本発明の突起物について示す部分断面図であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）は突起物の形状を示す図であり、（ｄ）（ｅ）（ｆ）はそれぞれ（ａ）（ｂ）（ｃ）の突起物によって除去されたダスト堆積状況を示す図である。
【図３】排ガス通路側端部の形状、スクレーパの断面形状と突起物の形状の関係を示す部分断面図である。
【図４】揺動機構とスクレーパの関係を示す概略図である。
【図５】突起物相互間の間隔の好ましい関係について説明する図である。
【図６】従来のダスト除去装置について説明する図である。
【図７】スクレーパと下方の揺動機構との間を鎖で接続した従来のダスト除去装置を説明する図である。
【図８】排ガス通路の入口と出口の間の排ガス温度差及び圧力差の経時変化を示す図であり、（ａ）は本発明例、（ｂ）は比較例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
プレート式熱交換器は、図１に示すように、多数のプレート１を平行に並べ、プレート１によって区画された排ガスの通路（排ガス通路２）と冷却ガスの通路（冷却ガス通路３）が交互に配置される。図１（ａ）は、プレート式熱交換器の断面であり、排ガス通路２に垂直な面で切断したＡ−Ａ矢視断面図である。排ガス通路２と冷却ガス通路３が交互に配置され、排ガスは図１（ａ）に垂直な方向、冷却ガス（冷却ガスの流れ２６）は図１（ａ）に平行な方向に流れている。図１（ｂ）は、プレート１に平行な面で切断した排ガス通路２のＢ−Ｂ矢視断面図であり、排ガス（排ガスの流れ２５）は図１（ｂ）の上下方向、冷却ガスは図１（ｂ）の左右方向に流れている。
【００１２】
図１において、排ガス通路２は平行な２枚のプレート１で仕切られており、排ガス通路２の両側部（排ガス通路側端部２１）が閉鎖され、排ガスが側部から漏洩しない構造となっている。以下、排ガスが流れる方向を排ガス通路の長手方向２２、長手方向に直角の方向を排ガス通路の幅方向２３、プレートと垂直な方向をプレート垂直方向２４と称す。排ガス通路側端部２１の閉鎖については、図３（ａ）（ｂ）に示すように「く」の字状の端部を有する場合、あるいは図３（ｃ）（ｄ）に示すように「コ」の字状の端部を有する場合のいずれも可能である。以下、まずは「く」の字状の端部を有する場合を例にとって説明を行う。
【００１３】
ダスト除去装置のスクレーパ４は、図１（ｂ）に示すように、排ガス通路２内に排ガスの流れ２５方向に平行に配置される。スクレーパ４は上下１対の揺動機構５と接続され、揺動機構５の揺動によってスクレーパ４が排ガス通路内２で往復移動を行う。
【００１４】
スクレーパ４と揺動機構５の配置については、図４（ａ）に示すように１個のスクレーパ４を上下１対の揺動機構５と接続するタイプ、図４（ｂ）に示すように２個のスクレーパ４を上下１対の揺動機構５と接続するタイプ、図４（ｃ）に示すように２個のスクレーパ４を上下２対の揺動機構５と接続するタイプ、図４（ｄ）に示すように４個のスクレーパ４を上下２対の揺動機構５と接続するタイプなど、さまざまなタイプを採用することができる。
【００１５】
排ガス通路２の対向する２枚のプレート間の距離を、以下、プレート間隔Ｄという。スクレーパ４は、排ガス通路の幅方向２３に往復移動するに際してプレート１に付着したダストを除去する機能を有する。そのため、スクレーパ４は、プレート垂直方向の厚みがプレート間隔Ｄよりもやや小さい間隔とされる。スクレーパの断面形状としては、図３（ａ）（ｃ）に示すようなＹ字形状、図３（ｂ）（ｄ）に示すような矩形形状などを採用することができる。以下、Ｙ字形状を例にとって説明を行う。
【００１６】
揺動機構は、図１、４に示すように、上下いずれの揺動機構５も、揺動中心軸７を中心にして揺動するアーム６を有し、アーム６とスクレーパ４はスクレーパ接続軸８において回動可能に接続される。１対の揺動機構５で１個のスクレーパ４を揺動させる場合（図４（ａ）（ｃ））には、１個のアーム６に１個の揺動中心軸７と１個のスクレーパ接続軸８を有し、直線状のアームとすることができる。１対の揺動機構５で２個のスクレーパ４を揺動させる場合（図４（ｂ）（ｄ））には、１個のアーム６に１個の揺動中心軸７と２個のスクレーパ接続軸８を有し、三角形状のアームとすることができる。いずれの場合も、アーム６は揺動中心軸７を中心にして揺動する。例えば、揺動中心軸に図示しない揺動駆動装置が連接され、揺動駆動装置によって揺動中心軸の回動運動を発生させ、揺動中心軸の回動に伴ってアームが揺動中心軸を中心にして揺動することとなる。
【００１７】
揺動機構５の揺動に伴い、アーム６とスクレーパ４を接続するスクレーパ接続軸８は、揺動中心軸７を中心とする円弧に沿って移動する。円弧の半径は、アームにおける揺動中心軸の中心とスクレーパ接続軸の中心との間隔Ｒである。スクレーパ接続軸８に接続されたスクレーパ４が排ガス通路側端部２１に最も近づいた近傍において、スクレーパ接続軸８の高さは最も高い位置となる。本発明においては、スクレーパ接続軸８が最も高い位置となったとき、スクレーパ接続軸の中心高さｈが揺動中心軸の中心高さｈ0を超える高い位置まで揺動することを第一の特徴とする。言い換えると、スクレーパ接続軸の最大中心高さｈmaxは、揺動中心軸の中心高さｈ0よりも高い位置とする。
【００１８】
上記第１の特徴について、スクレーパと揺動機構のタイプ毎に説明する。１個のスクレーパを上下１対の揺動機構と接続するタイプにおいては、図４（ａ）に示すように、揺動の両端において、当該１個のスクレーパ４が排ガス通路の両側の排ガス通路側端部２１に接近するので、それぞれにおいてスクレーパ接続軸の中心高さｈが揺動中心軸の中心高さｈ0を超える高い位置まで揺動させる。２個のスクレーパを上下１対の揺動機構と接続するタイプにおいては、図４（ｂ）に示すように、図の左側に配置したスクレーパ接続軸８ａが排ガス通路左側の排ガス通路側端部２１ａに接近したときに当該スクレーパ接続軸８ａの中心高さが揺動中心軸の中心高さを超える高い位置まで揺動し、図の右側に配置したスクレーパ接続軸８ｂが排ガス通路の右側の排ガス通路側端部２１ｂに接近したときに当該スクレーパ接続軸８ｂの中心高さが揺動中心軸の中心高さを超える高い位置まで揺動する。２個のスクレーパを上下２対の揺動機構と接続するタイプにおいては、図４（ｃ）に示すように、図の左側に配置した揺動機構５ａのスクレーパ接続軸８ａが排ガス通路の左側の排ガス通路側端部２１ａに接近したときに当該スクレーパ接続軸８ａの中心高さが揺動中心軸の中心高さを超える高い位置まで揺動し、図の右側に配置した揺動機構２１ｂのスクレーパ接続軸８ｂが排ガス通路の右側の排ガス通路側端部２１ｂに接近したときに当該スクレーパ接続軸の中心高さが揺動中心軸の中心高さを超える高い位置まで揺動する。４個のスクレーパを上下２対の揺動機構と接続するタイプにおいては、図４（ｄ）に示すように、図の左側に配置した揺動機構５ａの左側のスクレーパ接続軸８ａａが排ガス通路の左側の排ガス通路側端部２１ａに接近したときに当該スクレーパ接続軸８ａａの中心高さが揺動中心軸の中心高さを超える高い位置まで揺動し、図の右側に配置した揺動機構５ｂの右側のスクレーパ接続軸８ｂｂが排ガス通路の右側の排ガス通路側端部２１ｂに接近したときに当該スクレーパ接続軸の中心高さが揺動中心軸の中心高さを超える高い位置まで揺動する。
【００１９】
本発明の第２の特徴は、図１に示すように、スクレーパ４が複数の突起物１１を有していることである。スクレーパ４において、熱交換用プレートで囲まれた空間（排ガス通路２）の側端部（排ガス通路側端部２１）に向かう位置に、スクレーパ４の長手方向に複数の突起物１１を配置している。１個のスクレーパ４が配置されたダスト除去装置（図４（ａ））においては、当該１個のスクレーパ４の両側部に突起物１１を配置する。２個以上のスクレーパが配置されたダスト処理装置（図４（ｂ）〜（ｄ））においては、左側の排ガス通路側端部２１ａに接近するスクレーパの左側に突起物を配置し、右側の排ガス通路側端部２１ｂに接近するスクレーパの右側に突起物を配置する。
【００２０】
本発明のダスト除去装置は、スクレーパ接続軸８の中心高さｈが揺動中心軸７の中心高さｈ0を超える高い位置まで揺動する、即ちスクレーパを揺動する揺動機構が水平より高い位置までスクレーパを揺動するという上記第１の特徴と、スクレーパ４が排ガス通路側端部２１に向かう位置にスクレーパの長手方向に複数の突起物１１を有するという上記第２の特徴を併せ持つことにより、はじめて、排ガス通路の両側端部に堆積したダスト９を排除することを可能にした。スクレーパ接続軸の中心高さが揺動中心軸の中心高さを超える高い位置まで揺動しない場合には、たとえスクレーパに突起物を形成したとしても、排ガス通路側端部にダストが堆積することによってスクレーパの揺動が困難となり、堆積物除去が十分になされない。一方、スクレーパ接続軸の中心高さが揺動中心軸の中心高さを超える高い位置まで揺動したとしても、スクレーパに突起物を形成していない場合には、排ガス通路側端部にダストが堆積することによってスクレーパの揺動が困難となり、堆積物除去が十分になされない。
【００２１】
スクレーパに設けた突起物１１の先端が、排ガス通路側端部２１に最も近づくのは、スクレーパ接続軸８の中心高さｈが揺動中心軸７の中心高さｈ0と同じ高さになったときである。本発明においては、スクレーパ接続軸高さｈが揺動中心軸の中心高さｈ0と同じ高さになった後、スクレーパ接続軸高さがその位置よりさらに高くなる位置（ｈmax）まで揺動するので、その領域では、突起物１１が上昇しつつ突起物１１が排ガス通路側端部２１から離れる方向で運動し、その際に堆積したダストを効果的に除去するものと推定される。
【００２２】
本発明のスクレーパに設けた突起物１１は、スクレーパ４の排ガス通路側端部に面する面から突出していればその効果を発揮することができる。例えば、図２（ｂ）に示すように、突起物のプレート垂直方向幅Ｗが排ガス通路のプレート間隔Ｄに比較して十分に小さい棒状の突起物であっても、図２（ｅ）に示すように、排ガス通路側端部に堆積したダストを除去することが可能である。また、図２（ｃ）に示すように、突起物の根本側のプレート垂直方向の幅Ｗがプレート間隔Ｄに比較して十分に小さいとともに、突起物の先端側におけるプレート垂直方向の幅が根本側よりもさらに小さい針状であっても、図２（ｆ）に示すように、排ガス通路側端部に堆積したダストを除去することが可能である。
【００２３】
本発明において好ましくは、図２（ａ）、図３に示すように、突起物１１の熱交換器用プレートに垂直方向（プレート垂直方向２４）の最大幅Ｗは、対向する熱交換器用プレート間隔Ｄの０．６倍よりも広くすることにより、効果的に堆積したダストを除去することができる。突起物を排ガス通路の長手方向から見た好ましい形状は、排ガス通路側端部の形状によって定まる。排ガス通路側端部２１の形状が「く」の字状であれば、突起物１１の形状も排ガス通路側端部の形状にならい、先端に行くほど狭まる「く」の字状とすることが好ましい（図３（ａ）（ｂ））。また、排ガス通路側端部２１の形状が「コ」の字状であれば、突起物１１の形状も「コ」の字状とすることが好ましい（図３（ｃ）（ｄ））。突起物の排ガス通路長手方向における厚さについては特に限定する必要はない。突起物の最大幅Ｗに対して薄い厚さを有する平板状とすることができる。最大幅Ｗに匹敵する厚さを有していてもかまわない。
【００２４】
スクレーパに配置した突起物によって排ガス通路側端部の堆積ダストを除去するに際し、スクレーパを揺動させて突起物が排ガス通路側端部に接近する経路は円弧を描く。スクレーパ４が上昇する際、突起物１１が排ガス通路側端部２１に接近しつつ上昇する。ここで、円弧軌跡を描く突起物が十分に接近しなかった高さ部位には堆積ダスト９が比較的厚く堆積したままとなっている。突起物によって除去されなかったダストの部位について、さらにスクレーパ４が接近した際に、スクレーパの面が堆積物を押し付けてしまうと、堆積物がスクレーパによって圧密され、かえって堆積物を固着させることとなり、好ましくない。
【００２５】
本発明においては、突起物の突出長さＬと突起物相互間の間隔Ｐの間に好適な関係が存する。図５に示すように、突起物１１は、スクレーパ接続軸の中心高さｈが揺動中心軸の中心高さｈ0と等しい高さになったときに排ガス通路側端部に最も近い位置まで近づく。そして突起物先端部の軌跡は、揺動中心軸の中心とスクレーパ接続軸の中心との間隔をＲとしたとき、半径Ｒの円弧を描く。スクレーパ接続軸の高さｈがｈ0よりもΔｈだけ低い位置では、突起物先端部はｘ０に対してΔｘだけ遠ざかる（図５（ａ））。ここでΔｈとΔｘの関係はピタゴラスの定理により、
（Ｒ−Δｘ）2＋Δｈ2＝Ｒ2        （２）
となる。
【００２６】
ここで、スクレーパの長手方向に配置した突起物相互間の間隔をＰとおく。図５（ｃ）に示すように間隔Ｐが広すぎると、上記（２）式で堆積物が除去されない領域を示すΔｘが突起物の長さＬよりも厚い領域のダスト９ｘがスクレーパ４の端面によって押し付けられることとなり、好ましくない。そこで、ΔｘがＬに等しくなるようなΔｈを求めることとする。上記（２）式でΔｘ＝ＬとおいてΔｘを消去すると、
（Ｒ−Ｌ）2＋Δｈ2＝Ｒ2        （２）’
が得られる。このときのΔｈをＰmとおき、Ｐmについて解くと、
Ｐm＝√（Ｒ2−（Ｒ−Ｌ）2）      （１）
が得られる。即ち、図５（ｂ）に示すように、突起物相互間の間隔Ｐが上記（１）式で得られるＰm未満であれば、特定の突起物１１ａが描く円弧では除去できなかった堆積物が、その下の突起物１１ｂによって除去され、残存堆積物がスクレーパによって押し付けられることなく良好にダスト除去を行うことができるので好ましい。逆に、図５（ｃ）に示すように、突起物相互間の間隔Ｐが上記（１）式で得られるＰm以上であると、特定の突起物１１ａが描く円弧では除去できなかった堆積物が、その下の突起物１１ｂによって十分には除去されず、残存堆積物９ｘがスクレーパによって押し付けられるので、図５（ｂ）の場合と比較すると十分には堆積物除去が行われないこととなる。
【００２７】
スクレーパの断面形状が矩形形状である場合、突起物の突出長さＬとしてはスクレーパ端面から突起物先端までの距離とすることができる（図３（ｂ）（ｄ））。スクレーパの断面形状がＹ字型である場合には、突起物の突出長さをＹ字先端から突起物先端までの距離として定めることができる。
【００２８】
次に、本発明のプレート式熱交換器のダスト除去方法においては、上記説明した本発明のプレート式熱交換器用ダスト除去装置を用い、ダスト除去における揺動機構５の揺動に際し、スクレーパ接続軸８の中心高さｈが揺動中心軸７の中心高さｈ0を超える高い位置（ｈmax）まで揺動することにより、排ガス通路側端部２１にダスト９を固着させることなく、良好にダスト除去を行うことができる。
【００２９】
本発明において、スクレーパ４は上下１対の揺動機構５に接続されている。揺動機構５のアーム６とスクレーパ４はスクレーパ接続軸８において回動可能に接続されている。下側の揺動機構５についても、アーム６とスクレーパ４とはスクレーパ接続軸８において直接接続されている。図７に示すように、下側の揺動機構５ｂとスクレーパ４との間が鎖１２を介して接続されることはない。本発明はこれにより、たとえ排ガス通路側端部２１にダストが堆積したとしても、スクレーパ４が堆積したダストで押し戻されることなく、的確にダストを除去することができる。
【００３０】
また、本発明のプレート式熱交換器のダスト除去方法において、熱交換用プレート１で囲まれた空間（排ガス通路２）に亜鉛化合物を含むガスを通過させる場合に、特に好ましい結果を得ることができる。亜鉛化合物とは、亜鉛塩化物や亜鉛酸化物を含む化合物である。例えば酸化鉄や亜鉛化合物などを含む粉体と炭素粉を混合して１１００℃以上の温度で加熱することにより、酸化鉄と炭素を反応させて還元鉄を製造する回転炉床炉の排ガス中に含まれるダストには、亜鉛化合物が高い濃度で含まれている。そして亜鉛化合物を高濃度に含むダストは、特に排ガス通路に付着・固化しやすい傾向を有している。そのため、従来のプレート式熱交換器用ダスト除去装置においては、このようなダストを含む排ガスに対しては有効にダスト除去を行うことができなかった。それに対し本発明のダスト除去装置を用いてダスト除去を行う場合には、排ガス通路を亜鉛化合物を含むガスが通過する場合であっても、ダストが排ガス通路に堆積・固着することがなく、極めて効果的にダスト除去を行うことが可能である。プレート式熱交換器用ダスト除去装置で除去したダスト中のＺｎ含有量が２０％以上、あるいは熱交換器を経由した後の排ガスからバグフィルターなどを用いて集塵したダスト中のＺｎ含有量が４０％以上であるような排ガスにおいて、特に効果を発揮することができる。
【実施例】
【００３１】
酸化鉄と炭素を反応させて還元鉄を製造する回転炉床炉からの排ガスを冷却するためのプレート式熱交換器に用いるダスト除去装置において、本発明を適用した。プレート式熱交換器に供給される排ガスの流量は６００００Ｎｍ3／Ｈｒ、温度は５００℃、排ガス中のダスト含有量は２ｇｒ／Ｎｍ3程度である。熱交換器において温度を２００℃まで低下する。排ガス中に含まれるダストの含有成分を分析すると、プレート式熱交換器のダスト除去によって回収されるダスト中のＺｎ含有量は３２．８質量％、プレート式熱交換器を通過した後の排ガスをバグフィルターによって集塵した集塵ダスト中のＺｎ含有量は６０．０質量％であった。
【００３２】
熱交換器は、排ガス通路２として、排ガス通路の長手方向２２の長さが３ｍ、排ガス通路の幅方向２３の幅が２ｍであり、３０個の排ガス通路２が冷却ガス通路３に挟まれて並んでいる。排ガス通路２のプレート間隔Ｄは４０ｍｍである。排ガス通路側端部２１の形状は、図３（ａ）に示す「く」の字型である。
【００３３】
ダスト除去装置として、一つの排ガス通路２にスクレーパを２本配置し、スクレーパ４の長さは３．７ｍ、揺動機構５として図４（ｃ）に示すタイプを採用している。スクレーパの断面形状は、図３（ａ）に示すＹ字形状である。揺動中心軸の中心とスクレーパ接続軸の中心との間隔Ｒ（スクレーパ回動半径）は５００ｍｍである。
【００３４】
揺動機構５の揺動範囲について、スクレーパ接続軸の最大中心高さｈmaxにおいて、スクレーパ接続軸の中心と揺動中心軸の中心とを結ぶ線が水平となす角度をαとおいた。スクレーパ接続軸の最大中心高さｈmaxが揺動中心軸の中心高さｈ0より高いときはαがプラス、低いときはαがマイナスとなる。
【００３５】
突起物１１として、図２（ａ）に示す平板状で最大幅Ｗが２３ｍｍのもの、図２（ｂ）示す棒状で最大幅Ｗが６ｍｍのものを用いた。突起物の突出長さＬ、突起物相互間の間隔Ｐを種々変化させた。
【００３６】
排ガス通路内のダストの堆積状況について、掻き残されたダストの厚みを指標とし、５ｍｍ未満、５ｍｍ以上２０ｍｍ未満、２０ｍｍ以上と区分、且つ、スクレーパの過負荷による停止の有無で評価した。評価結果は、５ｍｍ未満、停止無しを◎、５ｍｍ以上２０ｍｍ未満、停止無しを○、２０ｍｍ以上、停止無しを△、２０ｍｍ以上、停止有りを×として区分した。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
本発明例Ｎｏ．１〜４はいずれもαが正の値であり、スクレーパ４に突起物１１を配置しているため、良好にダスト除去を行うことができた。本発明例１、２は突起物１１が平板状であって、突起物の最大幅Ｗがプレート間隔Ｄの０．６倍よりも大きく、ダスト除去を良好に行うことができた。本発明例３は突起物が棒状であり、本発明例Ｎｏ．１、２に比較するとダスト除去状況は低下するもののスクレーパの過負荷による停止は発生せず、図２（ｅ）に示すようにダストを除去することができた。本発明例Ｎｏ．１〜３は突起物相互間の間隔Ｐが（１）式で算出するＰmよりも狭く好ましい間隔であったのに対し、本発明例Ｎｏ．４は突起物相互間の間隔ＰがＰmよりも広く、若干ダスト除去状況が低下した。
【００３９】
比較例Ｎｏ．１はαがマイナスであるとともに突起物を有さず、比較例Ｎｏ．２はαがゼロでかつ突起物を有さず、比較例３は突起物は有していたもののαがゼロであり、いずれもスクレーパの過負荷が発生し、且つ掻き残されたダストの厚みは２０ｍｍ以上あり、ダスト除去状況が不良であった。
【００４０】
本発明例Ｎｏ．１と比較例Ｎｏ．１について、排ガス通路の入口と出口の温度差及び圧力差の経時変化を調査した。結果を図８に示す。図８（ａ）が本発明例Ｎｏ．１、図８（ｂ）が比較例Ｎｏ．１である。図から明らかなように、本発明例では温度差も圧力差も経時変化を示さずに良好であったのに対し、比較例Ｎｏ．１については、日数の経過とともに温度差が小さくなって熱交換効率が低下し、また５０日を経過したあたりから圧力差が急速に増大する傾向が見られた。
【符号の説明】
【００４１】
１  プレート
２  排ガス通路
３  冷却ガス通路
４  スクレーパ
５  揺動機構
６  アーム
７  揺動中心軸
８  スクレーパ接続軸
９  ダスト
１１  突起物
１２  鎖
２１  排ガス通路側端部
２２  排ガス通路の長手方向
２３  排ガス通路の幅方向
２４  プレート垂直方向
２５  排ガスの流れ
２６  冷却ガスの流れ
Ｄ  プレート間隔
Ｒ  揺動中心軸の中心とスクレーパ接続軸の中心との間隔（スクレーパ回動半径）
ｈ  スクレーパ接続軸の中心高さ
ｈmax  スクレーパ接続軸の最大中心高さ
ｈ0  揺動中心軸の中心高さ
Ｌ  突起物の突出長さ
Ｗ  突起物のプレート垂直方向最大幅
Ｐ  突起物相互間の間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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