(57)【要約】【課題】熱交換管の上面側や下面側に付着した粉塵を能率的に除去することができるようにした空気加熱装置における除塵装置の提供。【解決手段】燃焼ガスを通過させる空気加熱室内に多数の熱交換管１ａが一定の縦列間隔Ｓ１及び一定の横列間隔Ｓ２で配管された配管群１１の上方及び下方に設けられた上側支持枠２０及び下側支持枠２１と、前記上側支持枠及び下側支持枠に上端及び下端が連結された状態で、前記配管群の縦列間隔内を上下方向に通した複数の垂直部材３０と、前記複数の垂直部材に支持された状態で、前記配管群の横列間隔内を熱交換管の延長方向と直交する方向に通した水平部材４０と、前記上側支持枠及び下側支持枠を熱交換管の延長方向に往復移動させることで、垂直部材及び水平部材を熱交換管の延長方向に往復移動させる往復駆動手段５を備えている。【選択図】      図３
2004190891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスを通過させる空気加熱室内に多数の熱交換管が一定の縦列間隔及び一定の横列間隔で配管された配管群が設けられ、この配管群を構成する各熱交換管内に流通させた空気を前記燃焼ガスの熱により加熱させるようにした空気加熱装置において、
前記配管群の上方及び下方に設けられた上側支持枠及び下側支持枠と、
前記上側支持枠及び下側支持枠に上端及び下端が連結された状態で、前記配管群の縦列間隔内を上下方向に通した複数の垂直部材と、
前記複数の垂直部材に支持された状態で、前記配管群の横列間隔内を熱交換管の延長方向と直交する方向に通した水平部材と、
前記上側支持枠及び下側支持枠を熱交換管の延長方向に往復移動させることで、垂直部材及び水平部材を熱交換管の延長方向に往復移動させる往復駆動手段を備えていることを特徴とする空気加熱装置における除塵装置。
【請求項２】
請求項１記載の空気加熱装置における除塵装置において、
前記空気加熱室内に複数の配管群が上下方向に複数段に設けられ、この複数段の配管群には、上下に隣接すると共に、縦列間隔が同一に形成された少なくとも２段の配管群を含み、
この上下に隣接すると共に、縦列間隔が同一に形成された少なくとも２段の配管群の縦列間隔内を一直線状に上下方向に通るように垂直部材が設けられている空気加熱装置における除塵装置。
【請求項３】
請求項１記載の空気加熱装置における除塵装置において、
前記空気加熱室内に複数の配管群が上下方向に複数段に設けられ、この複数群の配管群には、上下に隣接すると共に、縦列間隔が異なるように形成された少なくとも２段の配管群を含み、
この上下に隣接すると共に、縦列間隔が異なるように形成された少なくとも２段の配管群には、各配管群の縦列間隔内を上下方向に通るように垂直部材が設けられると共に、各配管群の垂直部材が各配管群の間に設けた中間支持枠を介して連結されている空気加熱装置における除塵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉塵を含む燃焼ガス、例えば、ゴミ焼却炉で発生した燃焼ガスとの間で熱交換することにより加熱空気を得るようにした空気加熱装置において、この空気加熱装置に設けた熱交換管に付着した粉塵を除去させるための除塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の空気加熱装置は、燃焼ガスを通過させる空気加熱室内に多数の熱交換管が一定の縦列間隔及び一定の横列間隔で配管された配管群が設けられ、この配管群を構成する各熱交換管内に流通させた空気を前記燃焼ガスの熱により加熱させるようになっている。
このような空気加熱装置では、燃焼ガスに含まれた粉塵が配管群を構成する熱交換管に付着し、熱交換効率を低下させてしまうという問題があった。
【０００３】
従来、熱交換管に付着した粉塵を除去するための除塵装置としては、例えば、配管群の縦列間隔内を上下方向に通るように垂直部材（紐状体）を設け、この垂直部材を熱交換管の延長方向に往復移動させることにより、熱交換管の側面側に付着した粉塵を掻き取って除去するようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
そのほか、各熱交換管にエアーを吹き付けて粉塵を吹き飛ばすことで除去するようにしたものもある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２４１８８６号公報
【０００５】
しかしながら、従来のように、配管群の縦列間隔内を上下方向に通るように垂直部材を設けたものでは、垂直部材が熱交換管の延長方向に往復移動することによって熱交換管の側面側に付着した粉塵を除去できるが、熱交換管の上面側や下面側に付着した粉塵を除去することができない。
特に、図７に示すように、粉塵Ｄは熱交換管１ａの上面側に多く付着するもので、これを除去しないままにしておくと、配管群の横列間隔が粉塵によって塞がれてしまうことがあり、熱交換管による熱交換効率を著しく低下させるばかりでなく、燃焼ガスの流通に乱れを生じさせてしまうという問題があった。
なお、各熱交換管にエアーを吹き付けて粉塵を吹き飛ばすようにしたものでは、各熱交換管に向けて空気吹出口を設ける必要があるなど、その設備が複雑になるし、メンテナンスに手間がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、熱交換管の上面側や下面側に付着した粉塵を能率的に除去することができるようにした空気加熱装置における除塵装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の空気加熱装置における除塵装置（請求項１）は、
燃焼ガスを通過させる空気加熱室内に多数の熱交換管が一定の縦列間隔及び一定の横列間隔で配管された配管群が設けられ、この配管群を構成する各熱交換管内に流通させた空気を前記燃焼ガスの熱により加熱させるようにした空気加熱装置において、
前記配管群の上方及び下方に設けられた上側支持枠及び下側支持枠と、
前記上側支持枠及び下側支持枠に上端及び下端が連結された状態で、前記配管群の縦列間隔内を上下方向に通した複数の垂直部材と、
前記複数の垂直部材に支持された状態で、前記配管群の横列間隔内を熱交換管の延長方向と直交する方向に通した水平部材と、
前記上側支持枠及び下側支持枠を熱交換管の延長方向に往復移動させることで、垂直部材及び水平部材を熱交換管の延長方向に往復移動させる往復駆動手段を備えている構成とした。
【０００８】
上記請求項１記載の空気加熱装置における除塵装置において、
前記空気加熱室内に複数の配管群が上下方向に複数段に設けられ、この複数段の配管群には、上下に隣接すると共に、縦列間隔が同一に形成された少なくとも２段の配管群を含み、
この上下に隣接すると共に、縦列間隔が同一に形成された少なくとも２段の配管群の縦列間隔内を一直線状に上下方向に通るように垂直部材が設けられている態様（請求項２）がある。
【０００９】
上記請求項１記載の空気加熱装置における除塵装置において、
前記空気加熱室内に複数の配管群が上下方向に複数段に設けられ、この複数群の配管群には、上下に隣接すると共に、縦列間隔が異なるように形成された少なくとも２段の配管群を含み、
この上下に隣接すると共に、縦列間隔が異なるように形成された少なくとも２段の配管群には、各配管群の縦列間隔内を上下方向に通るように垂直部材が設けられると共に、各配管群の垂直部材が各配管群の間に設けた中間支持枠を介して連結されている態様（請求項３）がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例により説明する。尚、本発明の具体的な構成はこの実施例に限定されることはない。
図１は本発明の第１実施例に係る空気加熱装置における除塵装置の全体側面図、図２は空気加熱装置における除塵装置の全体正面図、図３は空気加熱装置における除塵装置の要部を示す部分正面図、図４は図３のＡ−Ａ矢視図、図５は空気加熱装置を備えたゴミ焼却炉を示す概略図である。
【００１１】
本実施例の空気加熱装置１は、図５に示すように、ゴミ焼却炉としてのシャフト型溶融炉９０に設けた生成ガス処理系８の途中に組み込まれている。
前記シャフト型溶融炉９０は、炉上部に設けた給塵装置９１からゴミを投入し、炉底部に設けたガス供給ノズル９２から支燃ガス（酸素）を供給して、投入したゴミを上層の乾燥域を経て中層の熱分解域で熱分解して炭化させ、その炭化灰分（チャー）を下層の溶融域で溶融させ、排出させるようになっている。
【００１２】
前記シャフト型溶融炉９０での熱分解によって生成される生成ガスは、炉内を上昇し、生成ガス処理系８に導入されていく。
この生成ガス処理系８には、上流側から順に、ガス燃焼室８０、燃焼ガス冷却室８１、空気加熱室８２、集塵装置８３が設けられ、これらに生成ガス（燃焼ガス）を順に通過させ、誘引送風機８４を経たのち最終的に排気ガスとして煙突８５から外気に放出させるようになっている。
【００１３】
前記空気加熱装置１は、図１及び図２で示すように、多数の熱交換管１ａ，１ｂ，１ｃが一定の縦列間隔Ｓ１及び一定の横列間隔Ｓ２で配管された配管群１１，１２，１３が空気加熱室８２内に設けられている。
この実施例では、空気加熱室内に第１配管群１１、第２配管群１２、第３配管群１３とが上下方向に３段に設けられている。
前記第１配管群１１と第２配管群１２は、上下に隣接すると共に、縦列間隔Ｓ１と及び横列間隔Ｓ２が同一に形成され、第１配管群１１と第２配管群１２を構成する各熱交換管１ａ，１ｂの管径も同一に形成されている。
又、第２配管群１２と第３配管群１３は、上下に隣接すると共に、第３配管群１３の縦列間隔Ｓ１０及び横列間隔Ｓ２０が第２配管群１２の縦列間隔Ｓ１及び横列間隔Ｓ２より小さくなるように形成され、第３配管群１３を構成する熱交換管１ｃの管径が第２配管群１２を構成する熱交換管１ｂの管径よりも小さく形成されている。
【００１４】
又、図１で示すように、第１配管群１１を構成する各熱交換管１ａの一端口（左端口）を覆うように送風導入ダクト１５が設けられ、第１配管群１１を構成する各熱交換管１ａの他端口（右端口）及び第２配管群１２を構成する各熱交換管１ｂの他端口（右端口）を跨って覆うように第１連通ダクト１６が設けられ、第２配管群１２を構成する各熱交換管１ｂの一端口（左端口）及び第３配管群１３を構成する各熱交換管１ｃの一端口（左端口）を跨って覆うように第２連通ダクト１７が設けられ、第３配管群１３を構成する各熱交換管１ｃの他端口（右端口）を覆うように排出ダクト１８が設けられている。
そして、前記送風導入ダクト１５に送風機１９（図５に示す）からの空気を供給して、その空気を、第１配管群１１→第１連通ダクト１６→第２配管群１２→第２連通ダクト１７→第３配管群１３→排出ダクト１８の順に流通させるようになっている。
【００１５】
前記空気加熱室８２内には、前記ガス燃焼室８０によって生成ガスを燃焼させた後の燃焼ガスが前記燃焼ガス冷却室８１を経て下方から上方に向けて流動するように導入されるもので、この燃焼ガスの熱との熱交換によって前記空気加熱装置１を流通する空気を加熱し、その加熱空気を前記煙突８５の手前で排気ガス中に混合させることで、排気ガスの温度を上昇させて、排気ガスが外気に放出される際の水蒸気による白煙を消去させるようになっている。
なお、前記空気加熱室８２を通過した燃焼ガスは、空気加熱装置１に供給した空気との熱交換によって温度が低下するため、次の集塵装置８３へは、温度が低下した状態の燃焼ガスを供給することができる。
【００１６】
前記空気加熱装置１には、各配管群１１．１２，１３を構成する熱交換管１ａ，１ｂ，１ｃに付着した粉塵を除去するための除塵装置２が設けられている。
この除塵装置２は、第１配管群１１の上方に設けた上側支持枠２０と、第３配管群１３の下方に設けた下側支持枠２１と、第２配管群１２と第３配管群１３の間に設けた中間支持枠２２を備えている。
【００１７】
前記上側支持枠２０と中間支持枠２２との間には、前記第１配管群１１及び第２配管群１２の縦列間隔Ｓ１内を一直線状に上下方向に通した複数本（４本）の上側チェーン３０が垂直部材として設けられ、又、中間支持枠２２と下側支持枠２１との間には、前記第３配管群１３の縦列間隔Ｓ１０内を上下方向に通した複数本（４本）の下側チェーン３１が垂直部材として設けられている。
従って、前記上側チェーン３０と下側チェーン３１は、中間支持枠２２によって連結され、この中間支持枠２２は、上側チェーン３０に対しては下側支持枠として機能し、下側チェーン３１に対しては上側支持枠として機能する。
なお、前記垂直部材としての各チェーン３０，３１は、各支持枠２０，２１，２２に連結したターンバックル３５に連結され、このターンバックル３５により緊張状態に取り付けられている。
【００１８】
前記第１配管群１１及び第２配管群１２に設けた複数の上側チェーン３０には、第１配管群１１及び第２配管群１２の横列間隔Ｓ２内を通るように水平部材としての上側棒材４０が支持され、この上側棒材４０は、熱交換管１ａの延長方向と直交する方向に延長している。
又、前記第３配管群１３に設けた複数の下側チェーン３１には、第３配管群１３の横列間隔Ｓ２０内を熱交換管１ｃの上面に接触して通るように水平部材としての下側棒材４１が支持され、この下側棒材４１は、熱交換管１ｃの延長方向と直交する方向に延長している。
この場合、上側チェーン３０による上側棒材４０の支持構造は、図４に示すように、上側チェーン３０を内部が長穴３３になるように環状に連結し、その長穴３３に設けた受け部材３４の上に上側棒材４０を載置させると共に、この上側棒材４０が軸方向にズレ動くの規制するストッパ４３を上側棒材４０に突設した構造になっている。
なお、下側チェーン３１による下側棒材４１の支持構造も上記と同様に形成されている。
【００１９】
前記上側支持枠２０及び下側支持枠２１には、この上側支持枠２０及び下側支持枠２１を同期して熱交換管の延長方向に同一ストロークＳｔで往復移動させるための往復駆動手段としての電動シリンダ５（エアーシリンダ、油圧シリンダ等でも可）が連結されている。
この電動シリンダ５は、空気加熱室８２の外部に取り付けられ、空気加熱室８２内に貫通させた連結バー５０を介してそれぞれ支持枠２０，２１に連結されている。
【００２０】
また、前記上側支持枠２０及び下側支持枠２１には、その往復移動をガイドするガイドレール６０，６１によって支持されている。
上側支持枠２０は、空気加熱室８２の内面に取り付けた上向ガイドレール６０に上側支持枠２０に設けた下向きレール受け６５を摺動可能に嵌め込むことで支持されている。
下側支持枠２１は、空気加熱室８２の内面に取り付けた横向ガイドレール６１に下側支持枠２１に設けた横向きレール受け６６を摺動可能に嵌め込むことで支持されている。このように、下側支持枠２１を横向ガイドレール６１と横向きレール受け６６で支持することにより、下側支持枠２１が上下に振れ動くことに伴なうレール外れを防止することができる。
【００２１】
従って、前記電動シリンダ５を作動させると、上側支持枠２０及び下側支持枠２１が同期して熱交換管の延長方向に往復移動し、これに伴ない各チェーン３０，３１及び各棒材４０，４１及び中間支持枠２２も往復移動する。
このとき、前記各棒材４０，４１が配管群１１，１２，１３の横列間隔Ｓ２，Ｓ２０内を通過し、かつ熱交換管１ａ，１ｂ，１ｃの延長方向と直交する方向に延長しているため、横列間隔Ｓ２，Ｓ２０内に溜まる粉塵を除去することができる。
なお、第３配管群１３に設けた各棒材４１は、熱交換管１ｃの上面に接触しているため、熱交換管１ｃの上面に付着した粉塵を掻き取って除去できるが、熱交換管の表面が塗装されているような場合には、その塗膜が剥離するおそれがあるため、第１配管群１１及び第２配管群１２に設けた棒材４０のように、熱交換管１ａ，１ｂの上面に接触しない状態で横列間隔Ｓ２０内に通すのが好ましい。
【００２２】
次に、図６は本発明の第２実施例に係る空気加熱装置における除塵装置の全体側面図である。
この実施例は、空気加熱室８２内に、燃焼ガスを横方向に流動するように導入した例で、空気加熱室８２に横方向に配置して複数個の配管群１４，１４が設けられ、この配管群１４，１４について、上側支持枠２０及び下側支持枠２１と、複数の垂直部材３０と、水平部材４０と、往復駆動手段（電動シリンダ５等）を主構成とする除塵装置２を備えている。なお、図の例では、２個の配管群１４，１４に跨るように除塵装置２を設けているが、各配管群１４のそれぞれに独立して除塵装置を設けることができる。
なお、空気加熱室８２内に導入する燃焼ガスの流動方向は、第１実施例のように、下方から上方でもよいし、第２実施例の例のように、横方向でもよいし、又、上方から下方でもよい。
【００２３】
又、本発明の空気加熱装置は、実施例のシャフト型溶融炉以外に、ストーカ型焼却炉にも適用することができるし、空気加熱装置によって加熱した空気をストーカ型焼却炉の燃焼用空気として供給することもできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の空気加熱装置における除塵装置（請求項１）にあっては、垂直部材による熱交換管の側面の粉塵除去を行い得ることは勿論ながら、配管群の横列間隔内に水平部材を通したので、熱交換管の上面側や下面側に付着した粉塵を同時に能率的に除去することができる。
【００２５】
又、本発明の空気加熱装置における除塵装置（請求項２）にあっては、配管群が上下方向に複数段に設けられている場合でも、垂直部材を、複数段の配管群に亘って縦列間隔内を一直線状に上下方向に通しているため、複数段の配管群に対して１機の除塵装置を構成すればよく、構造が簡単になるし、メンテナンスも楽になる。
【００２６】
本発明の空気加熱装置における除塵装置（請求項３）にあっては、縦列間隔が異なる配管群が上下方向に複数段に設けられている場合でも、各配管群の垂直部材を中間支持枠を介して連結させているため、複数段の配管群に対して１機の除塵装置を構成すればよく、構造が簡単になるし、メンテナンスも楽になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る空気加熱装置における除塵装置の全体側面図である。
【図２】空気加熱装置における除塵装置の全体正面図である。
【図３】空気加熱装置における除塵装置の要部を示す部分正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】空気加熱装置を備えたゴミ焼却炉を示す概略図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る空気加熱装置における除塵装置の全体側面図である。
【図７】粉塵が熱交換管の上面側に付着した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  空気加熱装置
１ａ  熱交換管
１ｂ  熱交換管
１ｃ  熱交換管
１１  第１配管群
１２  第２配管群
１３  第３配管群
１５  送風導入ダクト
１６  第１連通ダクト
１７  第２連通ダクト
１８  排出ダクト
１９  送風機
２  除塵装置
２０  上側支持枠
２１  下側支持枠
２２  中間支持枠
３０  上側チェーン（垂直部材）
３１  下側チェーン（垂直部材）
３３  長穴
３４  受け部材
３５  ターンバックル
４０  上側棒材（水平部材）
４１  下側棒材（水平部材）
４３  ストッパ
５  電動シリンダ（往復駆動手段）
５０  連結バー
６０  上向ガイドレール
６１  横向ガイドレール
８  生成ガス処理系
８０  ガス燃焼室
８１  燃焼ガス冷却室
８２  空気加熱室
８３  集塵装置
８４  誘引送風機
８５  煙突
９０  シャフト型溶融炉
９１  給塵装置
９２  ガス供給ノズル
Ｓ１  縦列間隔
Ｓ１０  縦列間隔
Ｓ２  横列間隔
Ｓ２０  横列間隔
Ｓｔ  ストローク
Ｄ  粉塵
【図１】
2004190891.tif 000003
【図２】
2004190891.tif 000004
【図３】
2004190891.tif 000005
【図４】
2004190891.tif 000006
【図５】
2004190891.tif 000007
【図６】
2004190891.tif 000008
【図７】
2004190891.tif 000009