(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤ガスの誘導または排出のためのパイプであって、内壁３に螺旋状に形成されるガイドエレメント２を含み、該ガイドエレメントにおける隣接するポーション間の内壁３に、液膜が上昇することを防止するための膜トラップ５を含むことを特徴とするパイプ。
【請求項２】
該膜トラップ５が、軸方向に延びる平面状もしくは屈曲したウェブにより形成されるものである請求項１記載のパイプ。
【請求項３】
該膜トラップ５が、排出パイプ４と協働するものである請求項１記載のパイプ。
【請求項４】
該膜トラップ５が、軸方向に延びる排出パイプ１０により形成され、該排出パイプ１０の中へガイドエレメント２が開口するものである請求項１記載のパイプ。
【請求項５】
該排出パイプ１０が、パイプ狭隘部１１を介して、ガイドエレメント２の当該領域へ橋絡するものである請求項４記載のパイプ。
【請求項６】
該ガイドエレメントの下方に、ガス流ガイド部を有するものである請求項１記載のパイプ。
【請求項７】
該ガイドエレメント２の幅が、前記パイプの長さに沿って狭くなるものである請求項１記載のパイプ。
【請求項８】
該ガイドエレメント２が、パイプ１の内径をＤとした場合、１／８０ Ｄ〜１／５ Ｄの幅を有するものである請求項１記載のパイプ。
【請求項９】
該ガイドエレメント２の傾斜、即ち、ピッチが、パイプの内径をＤとした場合、１／２ Ｄ〜１０ Ｄである請求項１記載のパイプ。
【請求項１０】
該パイプ１の中心から内壁３までのガイドエレメント２の傾斜が、０°〜６０°である請求項１記載のパイプ。
【請求項１１】
該ガイドエレメント２の内側エッジが、ガス流方向に傾斜するものである請求項１記載のパイプ。
【請求項１２】
該ガイドエレメント２が、その幅に渡って凹面状に形成されるものである請求項１記載のパイプ。
【請求項１３】
該ガイドエレメント２が、ダクトまたは溝として形成されているものである請求項１記載のパイプ。
【請求項１４】
該ガイドエレメント２が、排出水路を備えた少なくとも一つの堰を有するものである請求項１記載のパイプ。
【請求項１５】
該パイプの内壁３が、アウターケーシングに配置されるインナーパイプにより形成されるものである請求項１記載のパイプ。
【請求項１６】
スクラビングされる煙道ガスの誘導又は排出用のものである請求項１記載のパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿潤ガスの誘導もしくは排出のためのパイプ、特に、スクラビング（湿式洗浄）される煙道ガスの誘導もしくは排出のためのパイプに関する。
【０００２】
スクラバー（湿度洗浄機）の後方、例えば、煙道ガスのスクラバーの後ろには、今まで、熱交換器という形態の、もしくは、ガスバーナによるエネルギーの直接適用による予加熱手段が、用いられて、湿潤ガスを、４００ｍ（メートル）までの高さの、大きな煙突内を移送する。この態様において、煙突の直近に落ちる煙突からの粗い滴のはじき出しは、避けられるはずである。しかしながら、これらの設備や装置は非常に高価であり、且つ、広範囲なメンテナンスが必要であったり、エネルギーの消費が多い。
【０００３】
したがって、現代の設備には、高さ約２５０ｍ（メートル）のいわゆる湿式煙突を備えている。この場合、スクラバーの前または後ろの圧力増加ブロアの助けにより、ガス移送が生じる。煙突出口への途上での湿潤ガスの冷却により煙突内部で、高率の凝縮発生が起き、それにより、煙突から粗い滴のはじき出しが生じ、その滴は煙突（設備、村）のすぐ近くに落下する。現在まで、単純な排水手段は別にして、少数の例だけが、装置、たとえば、軸方向サイクロンなどを大きな煙突内に設けている。なぜなら、そのようにした結果、煙突内の高速のせいで、エネルギーロスがきわめて大きくなり、滴の排出についての満足な解決策を、いまもって示さないからである。
【０００４】
更に、所謂膜トラップや、その他の隔壁が、「滴はじき出し」の減少のために、多くの湿式煙突に設置されている。この膜トラップは、煙突の壁に沿い液体膜が乗ることを阻止するものである。しかしながら、これらの手段は、通常、条件に合った場合のみ利用可能である。なぜなら、これらの煙突内の高いガス速度により液体膜が、乗せられる、もしくは、滴が、液体膜から引きずり出されるからである。したがって、有害無益な、滴放出を完全に阻止するのはこれらの装置でも不可能である。
【０００５】
ＤＥ２９８１５９７０Ｕ１公報から、湿式煙突のための内部プロファイルを備えた煙突パイプが知られ、この煙道パイプにおける凝結が、そこに備えられる内部プロファイルなどにより改良される。
【０００６】
ＷＯ９５／１２７８４において、凝結煙突が記載されていて、湿式低温凝結煙突が、内部空間に内管が配置されるアウター煙突壁を有している。内管として、プロファイル加工のパイプを用い、煙道ガスの接触面を増大させる。
【０００７】
ＷＯ９５／０４２４６公報から知られる煙突には、複数のパッキンを備え、凝縮物の量を増加させる。使われているパッキンは、半球状に形成され、グリッド構造で具体化される。
【０００８】
本発明は、特に、単純な手段により、同時に、少ないエネルギーロスで、滴が
ガスに乗ることや滴の放出が阻止され、または、減少させられるパイプを提供するという目的に基づいている。
【０００９】
この目的は、内壁に螺旋状に形成したガイドエレメントを有するという態様により冒頭に記載した類のパイプにより達成される。
【００１０】
本発明の解決方法によれば、ガス流は、チューブ内壁に配設される螺旋状に形成されたガイドエレメントにより、「ガス流に乗せられた滴が、回転するガス流の遠心力によりパイプの内壁に到り、この位置から、所期の方式で、且つ、沈静化した流れによって、滴排出が為される」ように、回転される。したがって、本発明に基づいて備えられるガイドエレメントは、二重の作用を行うことになる。即ち、一つに、本発明ガイドエレメントは、ガス流に回転動作もしくは螺旋状の動作を与える。そして、また一方、ガイドエレメントは、パイプの内壁に集められた液滴を捕獲し、排出する役割を果たす。従って、前述の問題は、特に単純な手段により解決される。更に、設けられたガイドエレメントは、設置により生じるガス流のエネルギーロスが小さく、特に実質的に従来の軸方向サイクロンの場合より小さめであるという利点を持つ。
【００１１】
当然ながら、本発明に基づいて備えられるガイドエレメントは、本発明パイプの全長にわたる長さでもよいし、または、パイプ全長の一部のみに沿う長さでもよい。また、ガイドエレメントは、パイプ内壁に沿って螺旋状に延び、適当な方法で内壁に固定される、もしくは、（溶接により）内壁と一体的に形成される。
【００１２】
ガイドエレメントの寸法決定については、パイプ内に存在するガス流条件に従う。しかしながら、設けられるガイドエレメントの下記の実施例が特に望ましい。
【００１３】
望ましくは、ガイドエレメントは、１／８０ Ｄ（この場合Ｄはパイプの内径、Ｄの８０分の１）から１／５ Ｄの幅を有する。特に望ましいのは、１／２０ Ｄの幅である。従って、ガイドエレメントは、パイプの内部空間において、最大で、パイプの内径の１０％に相当する間隔分、内方に延びることが望ましい。この態様において、ガス流の極端に大きいエネルギーロスが防げる。
【００１４】
ガイドエレメントのピッチについては、１／２ Ｄから１０ Ｄのレンジが望ましく、１／２ Ｄが特に望ましい。また、同時にガイドエレメントは、パイプの内壁に集められた液滴の排出の役割も果たすので、ピッチの選択は、液の正しい排出が保証されるかたちで、行われなければならない。
【００１５】
本発明の別の望ましい実施例に従って、パイプ中心からパイプ内壁までのガイドエレメントの傾斜は、０°〜６０°である。望ましい傾斜角度は７°である。ガイドエレメントは、傾斜０°とすることもできるが、液をガイドエレメント間の内部空間へ落下させてしまい滴をガスに乗せる危険が存在すること無しに、液の排出を可能にできる一種の液ダクトもしくは液溝を形成するためには、中心部から内壁までの或る程度の傾斜が望ましい。
【００１６】
別の望ましい実施例は、ガイドエレメントの内側エッジが、望ましくはガス流の方向に、傾斜させられているという態様を特徴としている。これにより、ガイドエレメントのうしろの、ガス流の下流の渦が防止できる。更に、この構成は、このシステムにおける圧力ロスを減少させる役割、および、液が再度、メインのガス流に入ることを防止する役割を果たし、それゆえに、液滴がガスに乗ることを避けられる。尚、ガイドエレメント内側エッジの傾斜の高さは、望ましくは、１／２００ Ｄ〜１／４０ Ｄである。
【００１７】
ガイドエレメントは、プレート状の平らなエレメントで良い。ただし、その他の、横断面で構成される実施例も可能である。即ち、液の排出に特に有益なように、ガイドエレメントの幅全体が凹面状に形成される実施例が望ましい。凸状の実施例も可能である。平面から凹面に至る実施例が望ましい。
【００１８】
実際上、ガイドエレメントは、排出水路を備えた少なくとも一つの堰を有する。この堰は、液排出の役割を果たすもので、すなわち、後に排出水路から排出されることになる当該の液体の流れを止める。この排出水路は、望ましくは、本発明パイプの壁を通り外方に延びている。ふさわしくは、本発明パイプの、そして、つまりは、ガイドエレメントの、トータルの高さに渡って分布させる排出水路を備えた堰を、配設することであり、この場合、排出水路は、サイホン内へ水没するようにすることが望ましい。この態様において、パイプにおけるそれぞれ異なるレベルで、集められる液の排出が生じるので、集められた液は、下向きに流れた場合に、内部空間へ流れ込むメインの液流へ、再度入ることが避けられる。
【００１９】
本発明のパイプにより、パイプの内壁は、アウターケーシングに配置されるインナーパイプによって形成することもできる。この場合、ガイドエレメントは着脱可能に、もしくは、着脱不可能に、インナーパイプに固定される。インナーパイプと、ガイドエレメントは、アウターケーシングに挿入される構造ユニットを形成し得る。当然ながら、ここで言うインナーパイプが、一つずつ上へ上へと取り付けられる複数のポーションを有することもできる。
【００２０】
本発明パイプは、ガスの誘導もしくは排出の役割を果たす。ここで、本発明の手段が、パイプがガスを大気へ排出するとき、滴をガス流に乗せることや滴のはじき出し、放出を、避ける役割を果たす。ガイドエレメントを備えたパイプは、（特に、閉鎖型パイプシステムを備えた）一種のプレ・セパレータとして示すこともできる。
【００２１】
望ましくは、このパイプは、湿式煙突として形成され、この場合、目的は、湿式煙突から、滴が放出されることを阻止するという前景のなかにある。
【００２２】
本発明の別の実施例に基づき、パイプは、ガイドエレメントの隣接するポーションどおしの間のパイプ内壁において、パイプの内壁に沿って押圧される液膜のための膜トラップを有する。詳しくは、例えば、ガス流が、まさにエッジ領域において回転し始めた場合に、高い接線速度が生じて、ガイドエレメントにおける低い側の液膜を、螺旋状に上方向に押し上げることがあり得るが、この作用は、備えられる膜トラップにより阻止されることになる。
【００２３】
膜トラップは、例えば、軸方向に延びる平面状のもしくは屈曲したウェブ材料により形成できる。屈曲したウェブ材料は、液膜が移動させられる方向に合うように、凹面状に形成され、捕獲手段として役目を果たす。望ましくは、膜トラップは、一つもしくはそれ以上の排出パイプを有し、これにより、捕獲された液は、本発明パイプから外へ排出させられる。
【００２４】
本発明の別の実施例によれば、膜トラップは、軸方向に延びる排出パイプにより形成され、この排出パイプ内へガイドエレメントが開口するか、もしくは、前記排出パイプを、ガイドエレメントが横切る。これにより、本発明パイプの内壁に配置された前記排出パイプは、みずからの外形により膜トラップを形成し、同時に、排出パイプが中断されガイドエレメントと橋絡する場所で、ガイドエレメントにより排出される液と共に排出パイプへ誘導される、排出パイプ外形に沿う液膜の排出の役割も果たす。望ましくは、排出パイプは、パイプ狭隘部を介して、ガイドエレメントの当該レンジへ橋絡し、これにより、この場所で、排出パイプ内の液が下方向に誘導されるだけでなく、排出パイプの外形に沿って下方向に走る液ならびにガイドエレメントにより排出される液が排出パイプ内へ導入できる。橋絡用部材として形成される前記パイプ狭隘部は、それ自体のほかに、ガイドエレメントの液体の、下側排出パイプポーションへの流入を可能とする。
【００２５】
膜トラップのこの実施例は、追加的な排出パイプが、必要無いという利点を有している。
更に別の実施例によれば、本発明パイプは、ガイドエレメントの下にガス流案内部を持ち、ガスの所望の螺旋状案内を助ける。
望ましくは、本発明パイプは、垂直方向に配置されるパイプである。但し、パイプが、水平もしくは斜めに配置されるパイプとしても形成され得ることを排除しない。いづれにしても、本発明は、湿潤ガスの誘導または排出の役割をするどのようなパイプ構成にもふさわしい。
【００２６】
ガイドエレメントは、例えば、ねじ止めにより、本発明パイプの内壁に、着脱可能に固定しても良いが、例えば、溶接や、貼り合せにより、内壁と一体的に形成してもよい。適当な材料は、プラスチック材料、特に、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ＰＰ（ポリプロピレン）、並びに、金属である。
【００２７】
本発明の別の実施例によれば、ガイドエレメントの幅は、本発明パイプの長さに渡って狭くなる。例えば、ガイドエレメントが、ダクトもしくは溝として形成された場合、ダクトの幅が狭くなり得る。この実施例にもとづき、ガイドエレメントの幅は、排出すべき液の多量の流れの、サイズに適合させる。尚、排出すべき液の流量は、当然ながら、本発明パイプにおける当初の領域の方が、パイプの終端領域に比べて多めである。ガイドエレメントの狭隘部は、連続的に、もしくは、段階的に形成することができる。
【００２８】
本発明の、更にまた別の実施例によれば、ガイドエレメントは、多様な傾斜を有する。この場合、傾斜は、それぞれの状況に個別に適合させることが出来る。即ち、例えば、本発明パイプの当初の領域での傾斜を、パイプの終端領域での傾斜より小さめに形成してよい。
【００２９】
更にまた別の実施例によれば、本発明パイプに二つもしくはそれ以上のガイドエレメントを持たせる。例えば、この実施例により、二つ乃至それ以上のガイドエレメントを、互いに間隔をあけた状態で、互いに平行に配置することができる。二つのガイドエレメントの場合、二つのガイドエレメントが、例えば、本発明パイプの周囲の約半分互いにオフセットした位置から始まり、お互いに平行に延びる、もしくは、垂直方向に配置されるパイプに対して上方向に巻き付くようにしてよい。これにより、ガイドエレメントにより達成される回転の効果が、実施でき、本発明パイプや、湿式煙突について、長さもしくは高さを節約することができる。
【００３０】
更に本発明は、前記した各態様を備えたパイプに設置するためのガイドエレメントに関するものである。斯かるガイドエレメントは、構造ユニットを、望ましくは、パイプ、特に、インナーパイプと共に、形成し得る。
【００３１】
以下において、本発明を、図面に関連して実例により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】湿式煙突の一部分について概略的な縦断面を示す。
【図２】拡大したスケールで描いた図1の湿式煙道の一部についての空間図を示す。
【図３】更に拡大した図1及び図2の湿式煙突の一部について縦断面を示す。
【図４】この湿式煙突の垂直方向断面詳細図を示す。
【図５】この湿式煙突の水平方向断面詳細図を示す。
【図６】湿式煙突の別の実施例の詳細図を示す。
【図７】図6の詳細部分の拡大図を示す。
【図８】図７の対象物の平面図を示す。
【００３３】
図１は、湿式煙突1の概略的な部分縦断面を示す。この湿式煙突の内壁３に、螺旋状のガイドエレメント２を設ける。螺旋状ガイドエレメント２は、湿式煙突の長さに渡って延びている。内壁３は、例えば、煙突ケーシングの内壁や、煙突ケーシングに挿入される煙突パイプの内壁である。
【００３４】
湿式煙突１は、煙道ガスの湿式スクラバーに従い、煙道ガスを大気へ排出する役目を果たす。このガス流は、図１における下方から上方へ案内される。ガス流には、湿式煙突１の内壁３に配置したガイドエレメント２により回転運動または螺旋運動が与えられるので、ガスの中へ乗せられた液滴は、遠心力で、煙突内壁３に至り、そこから、設けられた螺旋状のガイドエレメント２によって、下方向へ排出される。排出水路が、湿式煙突に所定の間隔で配置され、煙突壁から外方に伸びていて、ガイドエレメント２が下方向に移送する液体を煙突の外へ排出し、これにより、液体が、メインのガス流へ再び入ることを阻止する。前記排出水路は、煙突の内部に、管により実現してもよい。
【００３５】
したがって、螺旋状のガイドエレメント２は、一つの側面として、ガス流に対し、回転動作もしくは螺旋状の動作を与え、また一方では、煙突の内壁３の当該レンジに集められる液を排出する役割を果たす。このために、ガイドエレメントは、図２に特に示したようなダクトまたは溝の形状を備えた凹面状に形成される。すでに先に述べたように、排出水路を、湿式煙突の長さに渡り、間隔を持たせた状態で設ける。この場合、これらの排出水路はガイドエレメント２につながれ、下方向へ搬送される液体を煙突から外へ排出する。なお、この排出水路に対応する堰を、各排出水路の前に配置して、排出液の流れを止めるようにしても良い。これらの堰は、図１、２には図示していない。
【００３６】
図３は、凹面状のダクトの形状をしたガイドエレメント２の形成を、拡大断面で示している。
ガイドエレメント２の幅の、寸法は、ガイドエレメントが十分な大きな、回転または螺旋状動作を、ガス流に与えることができ、且つ、液排出エレメントとしての作用を実現できる寸法とする。大きすぎる幅は、ガス流のエネルギーの、強烈すぎる降下を生じさせないためには、望ましくない。望ましい幅のレンジは、この明細書において、先に示してある。ガイドエレメント２の傾斜に関して相応の考慮が払われている。また、傾斜の最適化により、ガイドエレメントは上記で説明した二つの作用を実行できる。そのための望ましいレンジも、同じく、先に示してある。
【００３７】
湿式煙突の内部領域は、装置を設けない状態に維持し、ガス流についての極端に強いエネルギー降下を引き起こさないようにすることが必須である。更にまた、煙突内壁の当該領域に集められた液が、内部領域へ再び入り、そこで、ガス流に乗せられることは、ガイドエレメントにより阻止されることになる。この場合のガイドエレメントの寸法決めは、湿式煙突に存在するガス流の条件、状態に従い最適化される。
【００３８】
図４は、湿式煙突１の縦方向断面した詳細図である。ガイドエレメント２が、この煙突の内壁から外方に延びる排出パイプ４を備えて、ダクトもしくは溝の形状、ならびに、これに対応する堰６を持っていることが認識される。更にまた、膜トラップ５を、煙突の内壁３に配設する。この膜トラップ５は、ガイドエレメントの個々のポーションの間に、ウェブとして形成され、内壁３に沿って垂直方向に延びている。（図１にも示している）膜トラップ５は、内壁にできる液の膜が、回転するガス流により上方向に変位させられることを防止する。液膜は、袋状になった膜トラップに至り、そこから、下方向へ走って、溝状のガイドエレメント２に入り、そこから、排出パイプ４を通って排出される。図５の水平方向断面図において、上の矢印は、ガイドエレメントにおける液の排出方向を示しており、また、下の矢印は、ガス流の上方向動作を示している。更にまた、図５には、ガイドエレメント２に配設された堰６を示している。
【００３９】
図６は、膜トラップの別の実施例の図であり、この場合、膜トラップは、湿式煙突の内壁に配設される排出パイプ１０の形状を有する。排出パイプ１０は、１本ずつ上へ上へつながる複数の排出パイプポーションに分割されている。排出パイプポーションは、橋絡部材（パイプ狭隘部）１１を介して、ガイドエレメント２と交差する位置で一つ一つ上へ上へと接続される。図７は、このガイドエレメント２との交差点の拡大図を示す。二本の、排出パイプ１０ポーションの接続部分は、パイプ狭隘部１１（橋絡部材）により形成される。パイプ狭隘部１１（橋絡部材）は、下側の排出パイプポーションに向かって幅狭になり、この下側排出パイプポーションの開口の一部を側方をフリーにさせるので、排出パイプの外形に沿って下方向に流れる液体、および、ガイドエレメント２により排出される液体は、下側の排出パイプポーションへ流れ込むことができる。
【００４０】
図８は、図７の実施例の概略平面図を示す。
【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】
0005591911.tif 000007
【図７】
0005591911.tif 000008
【図８】
0005591911.tif 000009