(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
煤塵を含む排ガスが流れるケーシングの内部にフィン付伝熱管群、同伝熱管群の上方に鋼球衝突防止用プロテクタ群および鋼球分散機を備えた熱交換器において、
鋼球衝突防止用プロテクタ群の中で排ガス流れ方向から見て隣接する段のプロテクタが互いに千鳥配列と並列配列を組み合わせて３段以上のプロテクタからなることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
鋼球衝突防止用プロテクタ群として設けた、千鳥配列と並列配列を組み合わせた３段以上のプロテクタの各段の間隔を等間隔にすることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
煤塵を含む排ガスが流れるケーシングの内部にフィン付伝熱管群、同伝熱管群の上方に鋼球衝突防止用プロテクタ群および鋼球分散機を備えた熱交換器において、
鋼球衝突防止用プロテクタ群が、屈折点が側方にある折り板形の板を少なくとも一段並列に配置したことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば石炭焚ボイラ排煙脱硫装置用ガスガスヒータ等の熱交換器、特にその伝熱管表面に付着する煤塵を鋼球の散布により除去するショットクリーニング方式除塵装置を備えた熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭焚ボイラから排出する排ガスの浄化用に排煙脱硫装置が設置されているが、排煙脱硫装置には煙突から排出する排ガスの白煙現象防止を目的として、排ガスを加熱するためと脱硫装置に供給する排ガスを冷却するためにガスガスヒータ等の熱交換器を設置している。この熱交換器を構成する伝熱管群上に燃焼排ガス中に多量に含まれる灰分が堆積すると熱交換効率が低下するので、熱交換器には煤塵除去装置が設けられている。
【０００３】
前記煤塵除去装置としてはショットクリーニング方式の除塵装置が実用化されている。この従来技術であるショットクリーニング方式除塵装置を備えたガスガスヒータ熱交換器の一例を図５に示す。
【０００４】
図５に示すショットクリーニング方式の除塵装置を備えたガスガスヒータ熱交換器本体１３には、鋼球供給フィーダ１、鋼球分配機２、鋼球トレイ３、鋼球分散器４、プロテクタ群５、伝熱管群６、回転シュート７、ダストセパレータ８、鋼球排出機９、鋼球輸送機１０などが配置されている。
【０００５】
鋼球は供給フィーダ１より鋼球分配機２に供給される。鋼球分配機２に設けられた回転シュート７が鋼球トレイ３と連結したとき、鋼球は鋼球トレイ３を通って熱交換器１３上部に設置されている鋼球分散器４へ送られる。鋼球は鋼球分散器４により水平配置の伝熱管群６上に分散して落下し、伝熱管群６の表面に衝突し、その衝撃力により伝熱管群６の表面に付着した煤塵を除去する。
【０００６】
伝熱管群６を通過した鋼球と鋼球に同伴して落下する煤塵はダストセパレータ８で分離され、煤塵は回収系１１に送られる。一方、ダストセパレータ８で分離された鋼球は鋼球排出機９を経て鋼球輸送機１０に送られ、再び上記供給フィーダ１に戻される。
【０００７】
前記のようなショットクリーニング方式による除塵装置においては、鋼球を直接伝熱管群６に衝突させると各伝熱管の表面に設けられるフィンの損傷はまぬがれ得ないので、鋼球分散器４と伝熱管群６との間に複数の鋼球衝突防止板もしくは防止管からなるプロテクタ群５を設けている。
【０００８】
図３および図４に従来のプロテクタ群５と伝熱管群６の配置に関する断面図を示す。図３に示す例では中央部が上方に湾曲した２段の鋼球衝突防止板５ａ、５ｂをプロテクタ群５としてフィン付きの伝熱管６ａ、６ｂ、６ｃからなる伝熱管群６の上方に設けている。
【０００９】
また図４では３段の鋼球衝突防止管５ｃ、５ｄ、５ｅをプロテクタ群５として伝熱管６ａ、６ｂ、６ｃからなる伝熱管群６の上方に設けているが、プロテクタ５ａ〜５ｅは、いずれの場合でも排ガス流れ方向からみて隣接段毎に千鳥配列となっている。なお、上記従来技術としては、実開平４−１７２９６号公報に記載されたものがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術におけるプロテクタ群５は、各段毎に千鳥配列であるので上方真上から落下してくる鋼球に対しては、伝熱管６ａ、６ｂ、６ｃのフィンの破損防止に有効である。しかし、実際の運転においては１台の鋼球分散器４で広範囲（１０ｍ2程度）に鋼球を分散散布することが普通であり、このため鋼球分散器４から離れた位置にある伝熱管群６においては、鋼球が上方真上からの落下ではなく、斜め上方から飛来してくることになる。
【００１１】
斜め上方から飛来してくる鋼球は、千鳥配列になっているプロテクタ群５の隙間をくぐり抜け、伝熱管群６に直接衝突し、伝熱管６ａ、６ｂ、６ｃのフィンを損傷させるという問題がある。
【００１２】
本発明の課題は、鋼球が真上から落下してきても、また斜め上方から飛来してきても伝熱管群に直接衝突しないプロテクタ群を備えたガスガスヒータ等の熱交換器を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、１台の鋼球分散器で広範囲に鋼球を分散散布し、鋼球が真上から落下してきても、また斜め上方から飛来してきても伝熱管群に直接衝突しないプロテクタ群を備えたガスガスヒータ等の熱交換器を提供するものである。
【００１４】
本発明は、煤塵を含む排ガスが流れるケーシングの内部にフィン付伝熱管群、同伝熱管群の上方に鋼球衝突防止用プロテクタ群および鋼球分散機を備えた熱交換器において、鋼球衝突防止用プロテクタ群の中で排ガス流れ方向から見て隣接する段のプロテクタが互いに千鳥配列と並列配列を組み合わせて３段以上のプロテクタからなる熱交換器である。
【００１５】
ここで千鳥配列とはガス流れ方向から見て隣接段で互いにずれた位置にプロテクタが配置されている配列をいい、並列配列とはガス流れ方向から見て隣接段で互いに重なり合うように配置されている配列をいうこととする。
【００１６】
上記構成により、伝熱管の上方真上から落下する鋼球は、千鳥配列部分のプロテクタで、また、斜め上方から飛散してくる鋼球は、並列配列部分のプロテクタでフィン付伝熱管に直接衝突するのを防止できる。
【００１７】
また、本発明には、鋼球衝突防止用プロテクタ群が、屈折点が側方にある折り板形の鋼製などの板を複数組み合わせて少なくとも一段に配列させた熱交換器も含まれる。この構成により伝熱管の上方真上から落下する鋼球も、また、斜め上方から飛来してくる鋼球も、側方にある折り板形鋼板の屈折点部分によりフィン付伝熱管に直接衝突するのを防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
本実施例の煤塵除去装置は、図５に示す石炭焚ボイラから排出する排ガスの浄化用に排煙脱硫装置に設けられたガスガスヒータ等の熱交換器に設置している。
【００１９】
図１に本実施の形態のガスガスヒータ熱交換器の伝熱管群とプロテクタ群の一例の断面図を示す。機器構成は従来技術と同様であるため省略する。
フィン付き伝熱管群６の上方にプロテクタ群５を設けているのは従来技術と同様であるが、本発明のプロテクタ群５はプロテクタ５ａ、５ｂ、５ｃの鋼管を３段備えている。プロテクタ群５は、プロテクタ群５の更に上方に設けられている図示しない鋼球分散器４（図５）から分散散布されて落下してくる鋼球が直接伝熱管群６に衝突して、フィン付伝熱管６ａ、６ｂ、６ｃのフィンを損傷させるのを防止する目的で設置されている。
【００２０】
図１に示す構成からなるプロテクタ群５の配列であれば、上方真上から落下してくる鋼球に対しては、千鳥配列となっている上方２段のプロテクタ５ａ、５ｂにより、鋼球が伝熱管群６に直接衝突するのを防止でき、また、斜め上方から飛来してくる鋼球に対しては、並列配列となっている下方２段のプロテクタ５ｂ、５ｃにより、鋼球が伝熱管群６に直接衝突するのを防止できるものである。
【００２１】
なお、図１に示す例では、プロテクタ５ａ〜５ｃとして鋼管を使用した例を示しているが、プロテクタ５ａ〜５ｃの形状は中央が上方に湾曲した板、上方に屈曲点がある山形、矩形、四角などでもよく、その形状を限定するものではない。
【００２２】
また、図１に示す例では、プロテクタ５ａ〜５ｃの配列は上方に千鳥配列、下方に並列配列の組み合わせの例を示しているが、下方に千鳥配列、上方に並列配列の組み合わせでもよく、さらに、プロテクタ群５が４段以上から構成される場合は千鳥、並列、千鳥配列あるいは並列、千鳥、並列配列等の組み合わせでもよく、配列の組み合わせの順番を限定するものではない。
【００２３】
次に、図２の断面図に示す実施の形態のガスガスヒータ熱交換器の伝熱管群６とプロテクタ群５は、図１に示す例と比べて伝熱管群６の上方にプロテクタ群５を設けている点では同一であるが、図２に示すプロテクタ群５は屈折点５ｅを中央部に設けた断面形状がほぼ「くの字」形状の折り板を複数枚、互いに間隔を設けて並列状に配置している点で異なる。
【００２４】
折り板形の鋼板製のプロテクタ群５は、屈折点５ｅが同一高さに配置されるように並列配置され、しかも一つの鋼板の屈折点５ｅと隣接する鋼板の端点５ｆが同一の排ガス流れの方向（同一鉛直線上）に配置されているか、あるいは同一鉛直線上で重なるように配置されている。
【００２５】
こうして、図２に示すプロテクタ群５であれば、上方真上から落下してくる鋼球に対しても、また、斜め上方から飛来してくる鋼球に対しても、側方に屈折点５ｅがある折り板形鋼板の部分で、鋼球がフィン付伝熱管６ａ、６ｂ、６ｃに直接衝突するのを防止できる。
【００２６】
なお、図２に示す例では、くの字形状の折り板形の鋼板製のプロテクタ群５を一例として図示しているが、折りが有れば折り板の断面形状はＺ形等でもよく、その形状を限定するものではない。このような形状のプロテクタ群５を設置すると、ガス流れ方向の幅が小さくて済み、コンパクト化が図れるという特有の効果もある。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１台の鋼球分散器で広範囲に鋼球を分散散布し、鋼球が真上から落下してくる伝熱管部分も、また斜め上方から飛来してくる伝熱管部分も、つまり伝熱管群のいかなる部位においても鋼球が直接フィン付伝熱管に衝突することなく、伝熱管のフィンを損傷させないプロテクタ群を備えたガスガスヒータ等の熱交換器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態のガスガスヒータ熱交換器の伝熱管群とプロテクタ群の１例を示す説明図である。
【図２】  本発明の実施の形態のガスガスヒータ熱交換器の伝熱管群とプロテクタ群の他の１例を示す説明図である。
【図３】  従来のガスガスヒータ熱交換器の伝熱管群とプロテクタ群の１例を示す説明図である。
【図４】  従来のガスガスヒータ熱交換器の伝熱管群とプロテクタ群の１例を示す説明図である。
【図５】  伝熱管群の上方に鋼球分散器を備えたショットクリーニング方式除塵装置を有するガスガスヒータ熱交換器の構成図である。
【符号の説明】
１  供給フィーダ                ２  鋼球分配機
３  鋼球トレイ                  ４  鋼球分散器
５  プロテクタ群                ６  伝熱管群
７  シュート                    ８  ダストセパレータ
９  鋼球排出機                  １０  鋼球輸送機
１１  ダスト回収系              １３  熱交換器本体
【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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