(57)【要約】 【課題】熱交換の運用を継続しながら、伝熱管の内面に付着したダストを充分に除去し、排ガスに含まれるダストによる熱交換器の性能低下を低減することができる熱交換器のダスト付着防止装置を提供する。【解決手段】本実施形態による熱交換器のダスト付着防止装置は、内部を通過する排ガスの熱を、外部を通過する気体へ伝達する伝熱管を備える。ワイヤが伝熱管の内部を該伝熱管の一端から他端へ貫通する。ブラシがワイヤに固定されている。第１軸は、伝熱管の一端側に設けられ、ワイヤを巻き取りあるいは送り出す。第２軸は、伝熱管の一端側または他端側に設けられ、第１軸がワイヤを巻き取るときに該ワイヤを送り出し、第１軸が前記ワイヤを送り出すときに該ワイヤを巻き取る。第１および第２軸の動作によってブラシを、伝熱管の内部において該伝熱管の一端と他端との間で移動させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を通過する排ガスの熱を、外部を通過する気体へ伝達する伝熱管と、
前記伝熱管の内部を該伝熱管の一端から他端へ貫通するワイヤと、
前記ワイヤに固定されたブラシと、
前記伝熱管の一端側に設けられ、前記ワイヤを巻き取りあるいは送り出す第１軸と、
前記伝熱管の一端側または他端側に設けられ、前記第１軸が前記ワイヤを巻き取るときに該ワイヤを送り出し、前記第１軸が前記ワイヤを送り出すときに該ワイヤを巻き取る第２軸とを備え、
前記第１および第２軸の動作によって前記ブラシを、前記伝熱管の内部において該伝熱管の一端と他端との間で移動させる、熱交換器のダスト付着防止装置。
【請求項２】
前記第１軸および前記第２軸は、複数の前記伝熱管のうち隣接する第１および第２伝熱管の一端側にそれぞれ設けられており、
前記ワイヤは、前記第１軸から前記第１伝熱管を貫通し、前記第１および第２伝熱管の他端側に設けられた少なくとも１つのプーリーを介して、前記第２伝熱管を貫通して前記第２軸まで設けられており、
前記ブラシのうち前記第１伝熱管に対応する第１ブラシが前記第１伝熱管の一端側または他端側に少なくとも１つ設けられ、並びに、前記第２伝熱管に対応する第２ブラシが前記第２伝熱管の一端側または他端側に少なくとも１つ設けられ、
前記第１軸が前記ワイヤを送り出す場合、前記第１軸の動作に追従して前記第２軸は前記ワイヤを巻き取り、前記第１ブラシは、前記第１伝熱管の一端から他端へ移動し、同時に、前記第２ブラシは、前記第２伝熱管の他端から一端へ移動し、
前記第２軸が前記ワイヤを送り出す場合、前記第２軸の動作に追従して前記第１軸は前記ワイヤを巻き取り、前記第１ブラシは、前記第１伝熱管の一端から他端へ移動し、同時に、前記第２ブラシは、前記第２伝熱管の他端から一端へ移動する、請求項１に記載の熱交換器のダスト付着防止装置。
【請求項３】
前記第１および第２軸の両方を同期して回転駆動させる駆動部をさらに備えた、請求項２に記載の熱交換器のダスト付着防止装置。
【請求項４】
前記第１軸および前記第２軸は、前記伝熱管の一端側および他端側にそれぞれ設けられており、
前記ワイヤは、前記第１軸から前記伝熱管を貫通して前記第２軸まで設けられており、
前記ブラシは、前記伝熱管の一端側または他端側に少なくとも１つ設けられ、
前記第１軸が前記ワイヤを送り出す場合、前記第１軸の動作に追従して前記第２軸は前記ワイヤを巻き取り、前記ブラシは、前記伝熱管の一端から他端へ移動し、
前記第２軸が前記ワイヤを送り出す場合、前記第２軸の動作に追従して前記第１軸は前記ワイヤを巻き取り、前記ブラシは、前記伝熱管の他端から一端へ移動する、請求項１に記載の熱交換器のダスト付着防止装置。
【請求項５】
前記第１軸を回転駆動させる第１駆動部と、
前記第２軸を回転駆動させる第２駆動部とをさらに備えた、請求項４に記載の熱交換器のダスト付着防止装置。
【請求項６】
前記伝熱管の一端側または他端側に設けられ、前記伝熱管内に液体を供給するノズルをさらに備えた、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器のダスト付着防止装置。
【請求項７】
前記伝熱管から前記ブラシで排出されたダストを該熱交換装置の外部へ排出するバルブと、
前記バルブの直上で前記ダストの塊を砕く粉砕部とをさらに備えた、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器のダスト付着防止装置。
【請求項８】
前記ブラシの移動方向に対して略垂直方向の該ブラシの断面形状は、前記伝熱管の開口形状とほぼ同じである、請求項１に記載の熱交換器のダスト付着防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による実施形態は、熱交換器のダスト付着防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚泥燃料化システム等に用いられる熱交換器は、ダストを含む排ガスからの熱を回収し、並びに、排ガスを冷却するために用いられる。熱交換器は、伝熱管内に高温の排ガスを通過させ、伝熱管の外部にあるダストの少ない他の気体に排ガスの熱を回収する。排ガスの熱を回収した気体は、プラント内で有効利用する。このような熱交換器は、熱交換効率を大きくするために、狭い領域に多数の伝熱管を有する場合がある。
【０００３】
しかし、伝熱管内を高温ガスが流れると、ダストは伝熱管上部の缶板面のみならず伝熱管の内面にも付着する。このような伝熱管の内面に付着したダストは、伝熱効率を低下させ、回収熱量の低下の原因となる。また、伝熱管の内面にダストが付着すると、高温ガスが通過し難くなり、通過圧力損失の増大を招く。もし、伝熱管が閉塞した場合には、高温ガスが通過できなくなるので、高温炉を停止してメンテナンスをせざるを得なくなる。従って、熱交換器を作動させながら、伝熱管の内面に付着したダストを充分に除去することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３２６５９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱交換の運用を継続しながら、伝熱管の内面に付着したダストを充分に除去し、排ガスに含まれるダストによる熱交換器の性能低下を低減することができる熱交換器のダスト付着防止装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態による熱交換器のダスト付着防止装置は、内部を通過する排ガスの熱を、外部を通過する気体へ伝達する伝熱管を備える。ワイヤが伝熱管の内部を該伝熱管の一端から他端へ貫通する。ブラシがワイヤに固定されている。第１軸は、伝熱管の一端側に設けられ、ワイヤを巻き取りあるいは送り出す。第２軸は、伝熱管の一端側または他端側に設けられ、第１軸がワイヤを巻き取るときに該ワイヤを送り出し、第１軸が前記ワイヤを送り出すときに該ワイヤを巻き取る。第１および第２軸の動作によってブラシを、伝熱管の内部において該伝熱管の一端と他端との間で移動させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態による熱分解炉およびその周辺の構成を示すブロック図。
【図２】ガス処理装置の内部構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態による熱交換器の構成の一例を示す概略平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図５】図４（Ａ）の破線枠Ｃの構成をより詳細に示す図。
【図６】ロータリバルブ９５の構成例を示す図。
【図７】スクリューコンベア９７の構成例を示す図。
【図８】第２実施形態による熱交換器１０８の構成の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による熱分解炉およびその周辺の構成を示すブロック図である。熱分解炉１０２は、下水汚泥や木質バイオマス等を熱分解して炭化物を得る装置である。熱分解炉１０２は、乾燥された下水汚泥１０１を炭化物１０３と熱分解ガス１０４とに熱分解する。炭化物１０３は、主に燃料に利用される。熱分解ガス１０４は、ガス処理装置１０６において加熱源として利用される。
【００１０】
図２は、ガス処理装置１０６の内部構成を示すブロック図である。ガス処理装置１０６は、ガス燃焼器１０７と、熱交換器１０８とを備えている。ガス燃焼器１０７は、熱分解炉１０２で発生した熱分解ガス１０４を燃焼（酸化）させる。熱交換器１０８は、熱分解ガス１０４の燃焼によって発生した高温の排ガスの熱を加熱ガスで回収し、その加熱ガスをガス燃焼器１０７へ送る。この加熱ガスは、ガス燃焼器１０７において熱分解ガス１０４を燃焼させるために利用される。熱交換器１０８を通過した排ガスは、無害化処理されて大気へ放出される。
【００１１】
ところで、排ガスには、熱分解ガス１０４を燃焼した際に発生するダストが含まれている。このダストは、熱交換器１０８において蓄積されると、熱交換器１０８の伝熱管を閉塞させる原因となる。従って、ダストを熱交換器１０８から除去する必要がある。以下、図３〜図７を参照して、ダストを熱交換器１０８から除去する構成について説明する。
【００１２】
図３は、第１実施形態による熱交換器１０８の構成の一例を示す概略平面図である。熱交換器１０８は、排ガスの流れる方向（図３の紙面に対して略垂直方向：Ｚ方向）から見ると、マトリック状に二次元配置された多数の伝熱管Ｔｈｅｘを備える。伝熱管Ｔｈｅｘは、Ｚ方向から見ると、例えば、略円形を有する中空の管であり、その内部に排ガスを通過させることができる。排ガスは、伝熱管Ｔｈｅｘ内をＺ方向に流れる。一方、伝熱管Ｔｈｅｘの外部（周囲）には、加熱ガスが矢印で示すようにＸ方向に流れる。このとき、伝熱管Ｔｈｅｘは、排ガスと加熱ガスとを混合しないように分離した状態で相互に熱交換可能なように接触させる。これにより、伝熱管Ｔｈｅｘの内部をＺ方向に通過する排ガスの熱を、伝熱管Ｔｈｅｘの外部をＸ方向に通過する加熱ガスへ伝達する。このように熱交換を効率良く行うために、伝熱管Ｔｈｅｘには、熱伝導性が高く、かつ、耐腐食性の高い材料を用いている。また、排ガスおよび加熱ガスの両方の流れを考慮しつつ、熱交換効率を高めるために、伝熱管Ｔｈｅｘは高密度に配置されている。
【００１３】
図４（Ａ）は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図４（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。熱交換器１０８は、配管１１〜１４と、伝熱管Ｔｈｅｘと、ワイヤ２０と、ブラシ３０ａ、３０ｂと、軸４０ａ、４０ｂと、プーリー６０ａ、６０ｂと、モータ７０と、制御部８０と、噴霧器９０と、ロータリバルブ９５と、スクリューコンベア９７とを備えている。
【００１４】
配管１１は、排ガスの上流側に設けられており、高温の排ガスを熱交換器１０８へ導入する。排ガスは、上述の通り、伝熱管Ｔｈｅｘ内を通過する。配管１２は、排ガスの下流側に設けられており、熱回収され低温になった排ガスを熱交換器１０８から排出する。
【００１５】
配管１３は、加熱ガスの上流側に設けられており、低温の加熱ガスを熱交換器１０８へ導入する。加熱ガスは、上述の通り、伝熱管Ｔｈｅｘの外部を通過する。このとき、熱交換が行われ、排ガスの熱が加熱ガスに吸収（回収）される。配管１４は、加熱ガスの下流側に設けられており、熱回収して高温になった加熱ガスを図２のガス燃焼器１０７へ送る。
【００１６】
伝熱管Ｔｈｅｘは、排ガスの流れる方向（Ｚ方向）に延伸するように設けられている。Ｘ方向およびＹ方向に配列される伝熱管Ｔｈｅｘの数は、特に限定しない。図４（Ａ）および図４（Ｂ）では、便宜的に、Ｙ方向に隣接する一対の伝熱管Ｔｈｅｘを伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂと表示する。
【００１７】
ワイヤ２０は、第１軸としての軸４０ａから１つの伝熱管（第１伝熱管）Ｔｈｅｘａの内部をその上端から下端へ貫通しており、プーリー６０ａ、６０ｂを介して、隣接する他の伝熱管（第２伝熱管）Ｔｈｅｘｂの内部をその下端から上端へ貫通し、第２軸としての軸４０ｂまで設けられている。即ち、ワイヤ２０は、互いに隣接する２つの２つの軸４０ａ、４０ｂ、２つの伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ、２つのプーリー６０ａ、６０ｂに対して連続的に設けられている。
【００１８】
ワイヤ２０は、熱伝導性は低くてもよいが、排ガスに接触するので耐腐食性の高い材質であることが好ましい。ワイヤ２０は、例えば、ステンレス、あるいは、伝熱管Ｔｈｅｘと同じ材料で形成されてもよい。
【００１９】
第１ブラシとしてのブラシ３０ａは、第１伝熱管Ｔｈｅｘａの上端側に設けられており、第２ブラシとしてのブラシ３０ｂは、第２伝熱管Ｔｈｅｘｂの下端側に設けられている。ブラシ３０ａ、３０ｂは、ともにワイヤ２０に固定されており、軸４０ａ、４０ｂがワイヤ２０を巻き取りあるいは送り出すことによって、ワイヤ２０とともに、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの内部をその上端から下端あるいは下端から上端へと移動することができる。
【００２０】
ブラシ３０ａ、３０ｂは、ワイヤ２０と同様に、熱伝導性は低くてもよいが、排ガスに接触するので耐腐食性の高い材質であることが好ましい。ブラシ３０ａ、３０ｂは、例えば、ステンレス、あるいは、伝熱管Ｔｈｅｘまたはワイヤ２０と同じ材料で形成されてもよい。また、ブラシ３０ａ、３０ｂは、Ｚ方向から見たときに、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの開口の形状と略同じ形状（例えば、略円形）を有し、かつ、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの開口径と略同じか若干大きい径を有する。これにより、ブラシ３０ａ、３０ｂは、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの内壁に接触しながら伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ内をスムーズに移動することができ、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの内壁を掃くことができる。尚、ブラシ３０ａ、３０ｂは、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂのそれぞれに対して１つずつ設けられている。しかし、ブラシ３０ａ、３０ｂは、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂのそれぞれに対して２つ以上設けてもよい。
【００２１】
第１軸としての軸４０ａは、伝熱管Ｔｈｅｘａの上端側（上流側）に設けられており、伝熱管Ｔｈｅｘａと同程度かそれ以上の長さのワイヤ２０を巻き取った状態となっている。これにより、軸４０ａは、ワイヤ２０を送り出すことができる。第２軸としての軸４０ｂは、伝熱管Ｔｈｅｘｂの上端側（上流側）に設けられている。これにより、軸４０ａはワイヤ２０を送り出すことができ、軸４０ｂはワイヤ２０を巻き取ることができる。軸４０ａ、４０ｂは、熱伝導性は低くてもよいが、排ガスに接触するので耐腐食性の高い材質であることが好ましい。軸４０ａ、４０ｂは、例えば、ステンレス、あるいは、伝熱管Ｔｈｅｘ、ワイヤ２０、ブラシ３０ａ、３０ｂのいずれかと同じ材料で形成されてもよい。
【００２２】
軸４０ａおよび４０ｂは、互いに同期して矢印Ａの方向あるいはその逆方向に回転駆動される。これにより、ワイヤ２０がたるまないように、軸４０ａがワイヤ２０を送り出すと同時に、軸４０ｂがワイヤ２０を巻き取ることができる。また、軸４０ｂがワイヤ２０を巻き取った後、逆に、軸４０ｂがワイヤ２０を送り出すと同時に、軸４０ａがワイヤ２０を巻き取ることができる。
【００２３】
図５は、図４（Ａ）の破線枠Ｃの構成をより詳細に示す図である。図５に示すように、ワイヤ２０は、軸４０ａに巻き付けられており、ブラシ３０ａは伝熱管Ｔｈｅｘａの上端に設けられている。軸４０ａが回転し、ワイヤ２０を送り出すことによって、ブラシ３０ａが伝熱管Ｔｈｅｘａ内部を−Ｚ方向へ移動することがわかる。
【００２４】
図４（Ｂ）を再度参照する。軸４０ａ、４０ｂがＡ方向に回転することによって、軸４０ａがワイヤ２０を送り出し、軸４０ｂがワイヤ２０を巻き取る。これにより、ブラシ３０ａが伝熱管Ｔｈｅｘａの内部を−Ｚ方向へ移動すると同時に、ブラシ３０ｂが伝熱管Ｔｈｅｘｂの内部を＋Ｚ方向へ移動する。軸４０ｂがワイヤ２０を巻き取った後、軸４０ａ、４０ｂがＡ方向に対して逆方向に回転することによって、軸４０ｂがワイヤ２０を送り出し、軸４０ａがワイヤ２０を巻き取る。これにより、ブラシ３０ｂが伝熱管Ｔｈｅｘｂの内部を−Ｚ方向へ移動すると同時に、ブラシ３０ａが伝熱管Ｔｈｅｘａの内部を＋Ｚ方向へ移動する。即ち、軸４０ａがワイヤ２０を送り出す場合、軸４０ａの動作に追従して軸４０ｂはワイヤ２０を送り出し、ブラシ３０ａは、伝熱管Ｔｈｅｘａの上端から下端（−Ｚ方向）へ移動し、同時に、ブラシ３０ｂは、伝熱管Ｔｈｅｘｂの下端から上端（＋Ｚ方向）へ移動する。逆に、軸４０ｂがワイヤ２０を送り出す場合、軸４０ｂの動作に追従して軸４０ａはワイヤ２０を送り出し、ブラシ３０ａは、伝熱管Ｔｈｅｘａの下端から上端（＋Ｚ方向）へ移動し、同時に、ブラシ３０ｂは、伝熱管Ｔｈｅｘｂの上端から下端（−Ｚ方向）へ移動する。このような動作によって、ブラシ３０ａ、３０ｂが伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの内壁に付着するダストを掃き落とすことができる。
【００２５】
軸４０ａは、Ｘ方向に配列された複数の伝熱管Ｔｈｅｘａに対して共通に設けられている。軸４０ｂは、Ｘ方向に配列された複数の伝熱管Ｔｈｅｘｂに対して共通に設けられている。一対の軸４０ａ、４０ｂの回転によって、ブラシ３０ａ、３０ｂは、一対の列に属する複数対の伝熱管ＴｈｅｘａおよびＴｈｅｘｂを同時に清掃することができる。
【００２６】
プーリー６０ａ、６０ｂは、それぞれ伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの下端側（下流側）に設けられている。プーリー６０ａ、６０ｂは、ワイヤ２０の動きに追従して回転可能に設けられている。プーリー６０ａ、６０ｂは、軸４０ａ、４０ｂにそれぞれ対応して設けられている。プーリー６０ａは、Ｘ方向に配列された複数の伝熱管Ｔｈｅｘａに対して共通に設けられている。プーリー６０ａは、Ｘ方向に配列された複数の伝熱管Ｔｈｅｘｂに対して共通に設けられている。一対のプーリー６０ａ、６０ｂは、それに対応する一対の軸４０ａ、４０ｂの動作に追従して回転可能となっている。
【００２７】
このように、互いに隣接する一対の軸４０ａ、４０ｂ、それに対応する伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ、ブラシ３０ａ、３０ｂ、プーリー６０ａ、６０ｂおよびワイヤ２０が一組として構成されている。尚、プーリーは、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ内においてワイヤ２０およびブラシ３０ａ、３０ｂがスムーズに移動可能であれば、一対の軸４０ａ、４０ｂに対して１つだけ配置してもよい。
【００２８】
駆動部としてのモータ７０は、一対の軸４０ａ、４０ｂに接続されており、軸４０ａ、４０ｂを回転駆動する。一対の軸４０ａ、４０ｂは同期して同方向（あるいは逆方向）へ回転すればよいので、モータ７０は、一対の軸４０ａ、４０ｂに対して１つ設けられていればよい。制御部８０は、モータ７０に接続されており、モータ７０を制御する。尚、モータ７０は、軸ごとに設けてもよい。
【００２９】
噴霧器９０は、ダストを伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの内壁から容易に取り除く（洗い流す）ために、液体を伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ内へ噴霧する。これにより、ブラシ３０ａ、３０ｂのダスト除去効果を向上させることができる。液体は、例えば、水、洗浄液等でよい。ブラシ３０ａ、３０ｂが伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ内を移動する際に、噴霧器９０が液体を伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ内に供給することによって、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ内のダストの除去効果を向上させることができる。噴霧器９０が液体を噴霧するタイミングは、ブラシ３０ａ、３０ｂの動作の直前から、ブラシ３０ａ、３０ｂの動作中、および、ブラシ３０ａ、３０ｂの停止まででよい。
【００３０】
図６は、ロータリバルブ９５の構成例を示す図である。ロータリバルブ９５は、バルブケース１９０と、バルブ１９１とを備える。バルブ１９１がバルブケース１９０内で回転することによって、ロータリバルブ９５は、熱交換器１０８内部に外気が侵入することを抑制しながら、ダストおよび噴霧器９０からの液体を外部へ排出することができる。これにより、外気侵入による施設運転による影響を抑制しつつ、ダスト等を外部へスムーズに排出することができる。
【００３１】
図７は、スクリューコンベア９７の構成例を示す図である。粉砕部としてのスクリューコンベア９７は、ロータリバルブ９５の直上に設けられており、スクリュー軸１９６を中心として羽根１９７を回転させる。これにより、スクリューコンベア９７は、ダストの塊を粉砕し、ロータリバルブ９５からダストを排出し易くする。このように、ロータリバルブ９５およびスクリューコンベア９７を設けることにより、熱交換器１０８の運用を停止させること無く、ダストを熱交換器１０８の外部へ排出することができる。
【００３２】
次に、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、熱交換器１０８の動作を説明する。  
【００３３】
熱交換器１０８は、排ガスを上流側から下流側へ（−Ｚ方向へ）流し、加熱ガスを上流側から下流側へ（＋Ｘ方向へ）流す。これにより、排ガスの熱を加熱ガスへ回収するように熱交換が実行される。排ガスに含まれるダストを伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂから除去するために、一対の軸４０ａ、４０ｂが駆動される。軸４０ａ、４０ｂの動作に応じて、ブラシ３０ａ、３０ｂが一対の軸４０ａ、４０ｂに対応する伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂを清掃する。例えば、まず、図４（Ｂ）の最も左側にある軸４０ａがワイヤ２０を送り出し、それに隣接する軸４０ｂがワイヤ２０を巻き取る。これにより、その軸４０ａに対応するブラシ３０ａが伝熱管Ｔｈｅｘａの上端から下端へ−Ｚ方向へ移動し、軸４０ｂに対応するブラシ３０ｂが伝熱管Ｔｈｅｘｂの下端から上端へ＋Ｚ方向へ移動する。
【００３４】
次に、最も左側にある軸４０ａがワイヤ２０を巻き取り、それに隣接する軸４０ｂがワイヤ２０を送り出す。これにより、その軸４０ａに対応するブラシ３０ａが伝熱管Ｔｈｅｘａの下端から上端へ＋Ｚ方向へ移動して元の位置に戻り、軸４０ｂに対応するブラシ３０ｂが伝熱管Ｔｈｅｘｂの上端から下端へ−Ｚ方向へ移動して元の位置に戻る。これにより、最も左にある一対の軸４０ａ、４０ｂに対応する伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ内のダストを掃き落とす。一度に清掃される伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂは、一対の軸４０ａ、４０ｂに対応する２列の伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂとなる。
【００３５】
次に、例えば、図４（Ｂ）の左から２番目の一対の軸４０ａ、４０ｂを動作させることによって、それに対応する伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ内のダストを掃き落とす。同様に、順次、３番目、４番目・・・の一対の軸４０ａ、４０ｂを動作させることによって、それぞれに対応する伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ内のダストを掃き落とす。このようにして、全ての伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの清掃が終了したら、再度、最も左側にある一対の軸４０ａ、４０ｂに対応する伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂから順番に清掃していく。これにより、本実施形態による熱交換器１０８は、全ての伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂを定期的に清掃し、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂのダストによる閉塞を抑制することができる。
【００３６】
一方、伝熱管内にチェーンを貫通して、チェーンを上下に揺らして伝熱管内のダストを払い落とす手法も考えられる。しかし、この場合、チェーンは、伝熱管の内壁の一部分にしか接触せず、それ以外の内壁部分にはダストが蓄積されてしまう。また、実際に、上述のチェーン式ダスト付着防止装置が設置された熱交換器では、ダストによる熱交換性能の低下や圧力損失の上昇が発生していた。そして、ダストによる熱交換器の性能低下が発生する度に熱交換器の運用を停止して伝熱管のメンテナンスを行う必要があった。
【００３７】
また、スクレーパでダストを掻き取ったり、ブロワーでダストを吹き飛ばす手法も考えられる、しかし、この場合、伝熱管上に堆積したダストを除去することができるが、伝熱管Ｔｈｅｘの内壁に付着したダストを除去することが困難である。
【００３８】
これに対し、本実施形態によれば、Ｚ方向から見たときに、ブラシ３０ａ、３０ｂは、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの開口の形状と略同じ形状を有し、かつ、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの開口径と略同じか若干大きい径を有する。換言すると、ブラシ３０ａ、３０ｂの移動方向に対して略垂直方向の該ブラシ３０ａ、３０ｂの断面形状およびその大きさは、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの開口形状およびその大きさとほぼ同じである。従って、ブラシ３０ａ、３０ｂを伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの上端と下端との間で移動させることによって、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの内壁の全体を掃くことができ、その内壁全体のダストを除去することができる。
【００３９】
また、ブラシ３０ａ、３０ｂは、清掃動作をしていないときには、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの上端側の外部または下端側の外部で停止し待機しており、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂ内にはワイヤ２０が貫通しているだけである。ワイヤ２０は、チェーンよりも細くかつシンプルな糸形状であるので、ワイヤ２０が伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂに滞在していることによる排ガス通過への影響が小さい。
【００４０】
また、本実施形態によれば、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂは、一対の軸４０ａ、４０ｂごと、即ち、２列（ＴｈｅｘａおよびＴｈｅｘｂのＸ方向の列）ごとに順番に清掃される。清掃中の２列の伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂは、ブラシ３０ａ、３０ｂによって閉塞されるが、その他の列の伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂは閉塞されていない。従って、一対の軸４０ａ、４０ｂごとに順番に清掃することによって、排ガスの通過を妨げず、通過圧力損失をさほど増大させない。即ち、熱交換器１０８の熱交換動作を妨げることなく、かつ、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの清掃をすることができる。
【００４１】
このように、本実施形態による熱交換器１０８は、熱交換を継続しながら、伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの内面に付着したダストを充分に除去することができ、それととともに、ブラシ３０ａ、３０ｂ自体で伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂを閉塞してしまうことを抑制することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態による熱交換器１０８の構成の一例を示す断面図である。尚、図８は、図４（Ｂ）に対応する断面である。
【００４３】
第１実施形態では、一対の軸４０ａ、４０ｂは、伝熱管Ｔｈｅｘの一端側においてＹ方向に隣接しており、Ｘ方向に配列された伝熱管Ｔｈｅｘａ、Ｔｈｅｘｂの一対の列に対応するように設けられている。これに対して、第２実施形態では、一対の軸４０ａ、４０ｂは、それぞれＺ方向に伝熱管Ｔｈｅｘの両端に設けられており、Ｘ方向に配列された伝熱管Ｔｈｅｘの各列に対応するように設けられている。一対の軸４０ａ、４０ｂ、それに対応する伝熱管Ｔｈｅｘ、ワイヤ２０、ブラシ３０等が一組として設けられている。この場合、第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態の構成と同様でよい。
【００４４】
各伝熱管Ｔｈｅｘ内でブラシ３０を移動させるために、軸４０ａは、伝熱管Ｔｈｅｘの上端側に設けられており、軸４０ｂは、伝熱管Ｔｈｅｘの下端側に設けられている。軸４０ａ、４０ｂは、伝熱管ＴｈｅｘのＸ方向の列ごとに設けられている。軸４０ａ、４０ｂは、ワイヤ２０を巻き取りあるいは送り出すことができるように、それぞれ第１および第２駆動部としてのモータによって駆動される。軸４０ａがワイヤ２０を送り出す場合、軸４０ａの動作に追従して軸４０ｂはワイヤ２０を巻き取る。このとき、ブラシ３０は、伝熱管Ｔｈｅｘの上端から下端へ移動する。軸４０ｂがワイヤ２０を送り出す場合、軸４０ｂの動作に追従して軸４０ａはワイヤ２０を巻き取る。このとき、ブラシ３０は、伝熱管Ｔｈｅｘの下端から上端へ移動する。
【００４５】
ワイヤ２０は、軸４０ａから伝熱管Ｔｈｅｘを貫通して軸４０ｂまで設けられている。ワイヤ２０は、各伝熱管Ｔｈｅｘに対して設けられており、隣接する伝熱管Ｔｈｅｘにおいて連続していない。
【００４６】
ブラシ３０は、ワイヤ２０のそれぞれに対して固定されており、ワイヤ２０の動作とともに伝熱管Ｔｈｅｘの内部を移動する。待機時において、ブラシ３０は、伝熱管Ｔｈｅｘの上端側（あるいは、下端側）に停止している。ブラシ３０は、軸４０ａ、４０ｂがワイヤ２０を巻き取りあるいは送り出すことによって、ワイヤ２０とともに、伝熱管Ｔｈｅｘの内部をその上端から下端あるいは下端から上端へと移動することができる。
【００４７】
第２実施形態のように、軸４０ａ、４０ｂはＸ方向に配列する伝熱管Ｔｈｅｘの各列に対応するように設けられ、ワイヤ２０およびブラシ３０は、伝熱管Ｔｈｅｘごとに対応して設けられている。このような構成であっても、軸４０ａ、４０ｂの動作によってブラシ３０を、伝熱管Ｔｈｅｘの内部において移動させることができる。従って、第２実施形態は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１０１  下水汚泥、１０２  熱分解炉、１０３  炭化物、１０４  熱分解ガス、１０６  ガス処理装置、１０７  ガス燃焼器、１０８  熱交換器、１１〜１４  配管、Ｔｈｅｘ  伝熱管、２０  ワイヤ、３０ａ、３０ｂ  ブラシ、４０ａ、４０ｂ  軸、６０ａ、６０ｂ  プーリー、７０  モータ、８０  制御部、９０  噴霧器、９５  ロータリバルブ、９７  スクリューコンベア
【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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