(57)【要約】【課題】熱交換室の温度が低下しないように、剥離物や凝集物等の異物を外部に排出することである。【解決手段】上部熱交換室２と下部熱交換室４の連通部５の出口に、連通部５からの落下物を水平方向に移送するスクリュコンベア１９と、移送される落下物をスクリュコンベア１９の先端部で篩い分ける円筒形スクリーン２０とを設け、落下物のうちの小径の粒状熱媒体をスクリーン２０から下部熱交換室４に篩い落とし、スクリーン２０に篩い残される大径の異物をスクリュコンベア１９の先端開口から異物排出口２３に落下させることにより、熱交換室内の温度を低下させることなく、剥離物や凝集物等の異物を外部に排出できるようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温気体が流通する上部熱交換室と、低温気体が流通する下部熱交換室とを連通部で上下に連通し、上部熱交換室上部の投入口から投入される粒状熱媒体を前記連通部を通して下部熱交換室へ落下させて、前記各熱交換室を流通する気体と熱交換させる熱交換装置において、前記連通部の出口に、連通部からの落下物を略水平方向に移送するスクリュコンベアと、移送される落下物をスクリュコンベアの先端部で篩い分けるスクリーンとを設け、前記落下物のうちの小径の粒状熱媒体をスクリーンから前記下部熱交換室に篩い落とし、前記スクリーンに篩い残される大径の異物を、前記スクリュコンベアの先端から外部に排出するようにしたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
高温気体が流通する上部熱交換室と、低温気体が流通する下部熱交換室とを連通部で上下に連通し、上部熱交換室上部の投入口から投入される粒状熱媒体を前記連通部を通して下部熱交換室へ落下させて、前記各熱交換室を流通する気体と熱交換させ、この熱交換した粒状熱媒体を前記下部熱交換室底部の排出口から前記上部熱交換室上部の投入口に戻して循環使用する熱交換装置において、前記下部熱交換室の排出口に、排出口からの排出物を略水平方向に移送するスクリュコンベアと、移送される排出物をスクリュコンベアの先端部で篩い分けるスクリーンとを設け、前記排出物のうちの小径の粒状熱媒体をスクリーンから篩い落として、前記上部熱交換室の投入口に戻し、前記スクリーンに篩い残される大径の異物を、前記スクリュコンベアの先端から外部に排出するようにしたことを特徴とする熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粒状熱媒体を用いて、高温気体の顕熱を低温気体に回収する熱交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
直径１〜３ｍｍ程度の小径の粒状熱媒体を用いて、高温気体の顕熱を低温気体に回収する熱交換装置としては、高温気体が流通する上部熱交換室と、低温気体が流通する下部熱交換室とを連通部で上下に連通し、上部熱交換室上部の投入口から投入される粒状熱媒体を連通部を通して下部熱交換室へ落下させて、各熱交換室を流通する気体と熱交換させるようにしたものがある。通常、熱交換した粒状熱媒体は、下部熱交換室底部の排出口から上部熱交換室上部の投入口に戻して循環使用される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この種の熱交換装置では、各熱交換室の内壁に用いられる耐火物が一部剥離して室内に落下することがある。また、高温気体に廃棄物を処理したときに生じる高温排ガスを用いる場合は、排ガス中に含まれるタールや金属塩化物等の付着性物質で、粒状熱媒体同士が凝集することがある。
【０００４】
これらの剥離物や凝集物等の異物は重くて流動性が悪いので、粒状熱媒体のスムーズな循環を阻害するのみでなく、各室での熱交換効率を低下させる問題がある。この問題に対して、熱交換室の少なくとも一つの多孔板トレイに、その多数の貫通孔よりも大径の排出孔を設け、この排出孔の下側に排出管を下向きに接続して、その先端を熱交換室の外側に導出するとともに、排出管の途中から管内に上向きのガスを噴出させることにより、排出孔に落下する軽い粒状熱媒体は上向きのガス流で熱交換室内に戻し、重くて大径の剥離物や凝集物のみを排出管で外部に排出するようにした熱交換装置がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５４−１３９１６０号公報（第２９７−２９９頁、第１図）
【特許文献２】
特開２０００−３４６５７１号公報（第２−３頁、第１、２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した排出管から剥離物や凝集物等の異物を外部に排出する熱交換装置は、異物と一緒に粒状熱媒体が排出されるのを防止するために、排出管内に上向きのガスを噴出させるので、このガスが熱交換室内に入り込んで室内温度を低下させる要因となり、熱交換効率が低下する問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、熱交換室の温度が低下しないように、剥離物や凝集物等の異物を外部に排出することである。
【０００８】
【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、この発明は、高温気体が流通する上部熱交換室と、低温気体が流通する下部熱交換室とを連通部で上下に連通し、上部熱交換室上部の投入口から投入される粒状熱媒体を前記連通部を通して下部熱交換室へ落下させて、前記各熱交換室を流通する気体と熱交換させる熱交換装置において、前記連通部の出口に、連通部からの落下物を略水平方向に移送するスクリュコンベアと、移送される落下物をスクリュコンベアの先端部で篩い分けるスクリーンとを設け、前記落下物のうちの小径の粒状熱媒体をスクリーンから前記下部熱交換室に篩い落とし、前記スクリーンに篩い残される大径の異物を、前記スクリュコンベアの先端から外部に排出する構成を採用した。
【０００９】
すなわち、上部熱交換室と下部熱交換室の連通部の出口に、連通部からの落下物を略水平方向に移送するスクリュコンベアと、移送される落下物をスクリュコンベアの先端部で篩い分けるスクリーンとを設け、落下物のうちの小径の粒状熱媒体をスクリーンから下部熱交換室に篩い落とし、スクリーンに篩い残される大径の異物をスクリュコンベアの先端から外部に排出することにより、熱交換室の温度を低下させることなく、剥離物や凝集物等の異物を外部に排出できるようにした。
【００１０】
また、この発明は、高温気体が流通する上部熱交換室と、低温気体が流通する下部熱交換室とを連通部で上下に連通し、上部熱交換室上部の投入口から投入される粒状熱媒体を前記連通部を通して下部熱交換室へ落下させて、前記各熱交換室を流通する気体と熱交換させ、この熱交換した粒状熱媒体を前記下部熱交換室底部の排出口から前記上部熱交換室上部の投入口に戻して循環使用する熱交換装置において、前記下部熱交換室の排出口に、排出口からの排出物を略水平方向に移送するスクリュコンベアと、移送される排出物をスクリュコンベアの先端部で篩い分けるスクリーンとを設け、前記排出物のうちの小径の粒状熱媒体をスクリーンから篩い落として、前記上部熱交換室の投入口に戻し、前記スクリーンに篩い残される大径の異物を、前記スクリュコンベアの先端から外部に排出する構成も採用した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図６に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。この熱交換装置は、図１に示すように、高温気体１が流通する上部熱交換室２と、低温気体３が流通する下部熱交換室４とが連通部５で上下に連通され、各熱交換室２、４に、それぞれ粒状熱媒体６を通す多孔板のトレイ７、８が複数段に設けられている。上部熱交換室２上部の投入口９から投入される粒状熱媒体６は、連通部５を通って下部熱交換室４へ落下し、上部熱交換室２を通気口１０から排気口１１へと流通する高温気体１との接触で顕熱を回収し、下部熱交換室４を通気口１２から排気口１３へと流通する低温気体３に回収した顕熱を放出することにより熱交換を行う。熱交換して下部熱交換室４の底部に溜まった粒状熱媒体６は、排出口１４からエゼクタ１５に送られ、ブロア１６で送風される空気で搬送管１７からホッパ１８に戻されて、投入口９から再び上部熱交換室２に投入される。
【００１２】
図２に示すように、前記連通部５の出口には、連通部５からの落下物を水平方向に移送するスクリュコンベア１９と、スクリュコンベア１９の先端部で移送される落下物を篩い分ける円筒形スクリーン２０とが設けられている。スクリーン２０が設けられたスクリュコンベア１９の先端部は、下部熱交換室４の上部に外付けされたケーシング２１内に張り出しており、ケーシング２１内のスクリーン２０の下方には、粒状熱媒体６の下部熱交換室４への落下通路２２が設けられ、スクリュコンベア１９の先端開口の下方には、外部への異物排出口２３が設けられている。
【００１３】
したがって、前記スクリュコンベア１９で移送される落下物のうち、小径の粒状熱媒体６はスクリーン２０で篩い落とされて、落下通路２２から下部熱交換室４内へ落下し、スクリーン２０に篩い残される粒状熱媒体６の凝集物や耐火物の剥離物等の大径の異物は、スクリュコンベア１９の先端開口から押し出され、異物排出口２３に落下して外部に排出される。
【００１４】
図３および図４は、第１の実施形態の変形例を示す。図３の変形例は、前記スクリュコンベア１９の先端開口に向けてスプリング２４で付勢され、この先端開口を閉塞するプレート２５を設けたものである。この変形例では、スクリーン２０に篩い残された大径の異物がある程度溜まると、スクリュコンベア１９で押し出されるこれらの異物がプレート２５を後方に押し戻し、スクリュコンベア１９の先端開口から排出口２３へ落下する。プレート２５は、ケーシング２１内の熱が異物排出口２３から逃げるのを抑制する効果がある。
【００１５】
図４の変形例は、スクリュコンベア１９の先端部のスクリーン２０を下部熱交換室４内に納め、異物排出口２３を設けたケーシング２１を、スクリュコンベア１９の先端開口の先で下部熱交換室４に外付けしたものである。この変形例では、スクリーン２０で篩い落とされる粒状熱媒体６が直接下部熱交換室４へ落下するので、粒状熱媒体６の温度低下を抑制することができる。
【００１６】
図５および図６は、第２の実施形態を示す。この熱交換装置は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記スクリュコンベア１９と円筒形スクリーン２０を、連通部５の出口の替わりに、下部熱交換室４の排出口１４に設けた点のみが異なる。
【００１７】
この実施形態では、排出口１４の下側にケーシング２１が取り付けられ、このケーシング２１に水平向きに設けられたスクリュコンベア１９の先端部にスクリーン２０が設けられ、ケーシング２１のスクリーン２０下方に、前記エゼクタ１５への粒状熱媒体６の送り出し口２６が設けられ、スクリュコンベア１９先端の下方に異物排出口２３が設けられている。
【００１８】
したがって、前記スクリュコンベア１９で移送される排出口１４からの排出物のうち、小径の粒状熱媒体６はスクリーン２０で篩い落とされて、送り出し口２６からエゼクタ１５に送られ、スクリーン２０に篩い残される大径の異物は、スクリュコンベア１９の先端開口から押し出されて、異物排出口２３から外部に排出される。
【００１９】
上述した各実施形態では、スクリュコンベアの先端部に設けたスクリーンを円筒形のものとしたが、このスクリーンは必ずしも円筒形とする必要はなく、例えば、下側のみを受ける樋状のものとしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明の熱交換装置は、上部熱交換室と下部熱交換室の連通部の出口に、連通部からの落下物を略水平方向に移送するスクリュコンベアと、移送される落下物をスクリュコンベアの先端部で篩い分けるスクリーンとを設け、落下物のうちの小径の粒状熱媒体をスクリーンから下部熱交換室に篩い落とし、スクリーンに篩い残される大径の異物をスクリュコンベアの先端から外部に排出するようにしたので、熱交換室の温度を低下させることなく、剥離物や凝集物等の異物を外部に排出することができる。
【００２１】
また、この発明の熱交換装置は、粒状熱媒体を上部熱交換室の投入口に戻すための下部熱交換室の排出口に、排出物を略水平方向に移送するスクリュコンベアと、移送される排出物をスクリュコンベアの先端部で篩い分けるスクリーンとを設け、排出物のうちの小径の粒状熱媒体をスクリーンから篩い落として上部熱交換室の投入口に戻し、スクリーンに篩い残される大径の異物をスクリュコンベアの先端から外部に排出するようにもしたので、熱交換室の温度を低下させることなく、剥離物や凝集物等の異物を外部に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の熱交換装置を示す概略縦断面図
【図２】図１の要部を拡大して示す縦断面図
【図３】図２の変形例を示す縦断面図
【図４】図２の変形例を示す縦断面図
【図５】第２の実施形態の熱交換装置を示す概略縦断面図
【図６】図５の要部を拡大して示す縦断面図
【符号の説明】
１  高温気体
２  上部熱交換室
３  低温気体
４  下部熱交換室
５  連通部
６  粒状熱媒体
７、８  トレイ
９  投入口
１０  通気口
１１  排気口
１２  通気口
１３  排気口
１４  排出口
１５  エゼクタ
１６  ブロア
１７  搬送管
１８  ホッパ
１９  スクリュコンベア
２０  スクリーン
２１  ケーシング
２２  落下通路
２３  異物排出口
２４  スプリング
２５  プレート
２６  送り出し口
【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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