(57)【要約】      （修正有）【課題】小型のバグフィルターを用い、空冷式熱交換器内部に付着するダストを容易に除去できる火葬炉設備等で使用される排ガス冷却装置を提供する。【解決手段】火葬炉の排ガス冷却に空冷式熱交換器３を併用することで、バグフィルタを小型化するとともに、取り外し可能上部蓋体６を有する当該熱交換器内に伝熱管４を上部のみで固定して鉛直に配置し、保守時、蓋体６を取り外し、伝熱管４を振動させることで、内部のダストを容易に下部に落とすことで、簡単に伝熱管４内の清掃ができる。【選択図】図１
2016095062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉からの高温の排ガスを冷却するための冷却装置であって、給気した外気を排ガスに混合させて排ガスを冷却する一次冷却器と、給気した外気によって複数の鋼管内を流れる排ガスを冷却する空冷式熱交換器とによって構成される排ガス冷却装置。
【請求項２】
多数の伝熱管を装置内に格納し、伝熱管内を流れる排ガスと、装置内の伝熱管外面との隙間を流れる外気との間で熱交換を行う多管式熱交換冷却装置であって、当該装置は、上方が開口するように蓋体が設けられた装置内に、鉛直方向に直立した状態で伝熱管が上端部で固定され、伝熱管の上方付近で外気の流れが反転するように仕切板が設けられ、蓋体が設けられた空間内で流れが反転する排ガスとは反対方向に外気が流れる構成をなす空冷式熱交換器を用いた請求項１の排ガス冷却装置。
【請求項３】
排ガスが「火葬炉」の排ガスである請求項１または請求項２の排ガス冷却装置。
【請求項４】
焼却炉からの高温の排ガスを冷却するための冷却装置であって、給気した外気を排ガスに混合させて排ガスを冷却する一次冷却器と、給気した外気によって複数の鋼管内を流れる排ガスを冷却する空冷式熱交換器とを使用する燃焼炉排ガス冷却方法。
【請求項５】
多数の伝熱管を装置内に格納し、伝熱管内を流れる排ガスと、装置内の伝熱管外面との隙間を流れる外気との間で熱交換を行う多管式熱交換冷却装置であって、当該装置は、上方が開口するように蓋体が設けられた装置内に、鉛直方向に直立した状態で伝熱管が上端部で固定され、伝熱管の上方付近で外気の流れが反転するように仕切板が設けられ、蓋体が設けられた空間内で流れが反転する排ガスとは反対方向に外気が流れる構成をなす空冷式熱交換器を用いた請求項５の排ガス冷却方法。
【請求項６】
排ガスが「火葬炉」の排ガスである請求項４または請求項６の排ガス冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は大量の高温排ガスを冷却して排出する、排ガス冷却装置及び排ガス冷却方法に関する。          
【背景技術】
【０００２】
従来は、給気した大量の外気を噴射して排ガスに混合させることで、高温の排ガスを所定の温度まで一気に冷却する一次冷却器のみによって、高温の排ガスを冷却していた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】『熱交換器設計ハンドブック』工学図書，尾花英朗（2000），p.310、443
【０００４】
【非特許文献２】『熱交換器の本』JIPMソリューション，日本プラントメンテナンス協会（1994），p.178-186
【０００５】
【非特許文献３】『実用伝熱工学入門』アイピーシー，橋詰健一（2003），p.106、107、114
【０００６】
【非特許文献４】『数値流体力学[第２版]』（松下洋介・齋藤泰洋・三浦隆利訳）森北出版，H.K.Versteeg＆W.Malalasekera（2011），p.81
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上に述べた従来の排ガス冷却装置および方法では、冷却後の排ガスが大量になるため、排ガス中の浮遊物を集塵するバグフィルターが大型になり、また空冷式熱交換器に付着するダストの除去作業が非常に困難であった。
【０００８】
本発明は、このような従来の装置、方法が有していた問題を解決しようとするものであり、小型のバグフィルターを用い、また空冷式熱交換器内部に付着するダストを容易に除去できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために、従来の装置で使われている一次冷却器の後に、空冷式熱交換器を直列に接続したものである。
【００１０】
そして、この空冷式熱交換器は伝熱管が、装置内で鉛直方向に直立した状態に設けられており上端部のみによって固定されていると同時に、上方には開口できる蓋体が設けられている。
【００１１】
本解決手段による作用は以下である。すなわち、一次冷却器に噴射する空気の量を減らすことができるため、総排出ガスを減らすことができ従来の一時冷却器のみの排ガス冷却装置に用いるバグフィルターに比べて小規模なものにすることができる。
【００１２】
また、本排ガス冷却装置に用いる空冷式熱交換器は、付着したダストを簡単な作業で取り除くことができる。
【発明の効果】
【００１３】
上述したように本発明は、バグフィルターを小型化すると同時に、構成要素である空冷式熱交換器の保守作業を容易にする排ガス冷却装置を提供できる。
【００１４】
すなわち、本発明の排ガス冷却装置は設置時のイニシャル費用だけでなく、設置後の保守費用も低減するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の冷却装置の構成図
【図２】本発明の排ガス冷却装置を組み込んだ排ガス処理系統図
【図３】図１における空冷式熱交換器の構造図の一例
【図４】図１における空冷式熱交換器の蓋体を開いた図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１７】
図２の排ガス系統図において、１が今回の発明である排ガス冷却装置で、一次排ガス冷却器２に空冷式熱交換器３が直列に接続される構成になっており、それぞれ外部より冷却用空気が導入されている。
【００１８】
図１は本発明の排ガス冷却装置１の構成をより詳細に示した構成図であり、冷却用外気５１を用いて一次排ガス冷却器２及び、空冷式熱交換器３で高温排ガス５２が冷却されて低温排ガス５３となり排出され、また空冷式熱交換器３で用いられる冷却用外気５１の冷却外気排気５４が排出される状況を示している。
【００１９】
４は本発明の一部をなす空冷式熱交換器３の内部に鉛直方向に設けられた伝熱管である。
【００２０】
５は空冷式熱交換器３の内部での冷却用外気の流れを反転させるために設けられた仕切り板で、冷却用外気の流れを５５で示している。
【００２１】
蓋体６は空冷式熱交換器３の上部に設けられており、保守、清掃作業の際には開閉ができるようになっている。
【００２２】
なお、伝熱管４は空冷式熱交換器３の上部で、伝熱管固定金具７で固定されている。
【００２３】
燃焼炉から送られてきた高温排ガス５２は、一次排ガス冷却器２内で冷却用外気５１の噴射により温度が下げられる。この冷却用空気はそのまま高温排ガス５２と一体になり外部に排出される。
【００２４】
一次排ガス冷却器２で温度を幾分下げられた高温排ガスは空冷式熱交換器３に持ち込まれ伝熱管４の中を通過しながら冷却用外気５１と熱交換が行われ低温排ガス５３となって排出される。冷却用外気は、空冷式熱交換器３内の下部から導入され、温度上昇とともに上部に移動するが、熱交換が効率的に行われるように、内部に設けられた仕切り板５により中央部で流れが反転して再度下降し、導入口とは反対側の下部から排出される構造となっている。なお、冷却用外気の流れ５５に示すように、冷却に使用した外気はダストを含む高温排ガスとは別に排出される為、バグフィルターなどの機器を経由することなく外部に放出することができる。
【００２５】
本発明の構成によれば、一次排ガス冷却器２及び空冷式熱交換器３の２段階で高温ガス３を冷却するので、一次排ガス冷却装置２に大量の冷却用外気を噴射する必要がなく、したがってダストを含む低温排ガス５３の量を減らすことができる。その結果、外部に放出する前に必要なダスト除去用のバグフィルタの容量を小さくすることができ、設備費用、設備設置費用及び格納用上屋を大幅に削減できる。
【００２６】
また、空冷式熱交換器３の内部に鉛直に設置された伝熱管４は、上部のみで固定されており、取り外し可能な蓋体６を取り外せば容易に触ることができる。一般に多管式熱交換器では、伝熱管内に付着するダストの掃除が困難な場合が多いが、本発明の空冷式熱交換器では、[図４]に示す通り蓋体６を取り外した状態で上部から伝熱管４を振動させたり、伝熱管上部に設けた掃除穴等を用いて、ダストを伝熱管下部に落とすだけでよく、保守作業が簡単かつ短時間で行うことができる。
【００２７】
以上のように、本発明によれば焼却炉等の高温排ガスを冷却して排出するシステムにおいて、ダストを含む排出ガスを低減することによりシステム全体を小規模に構成できると同時に、構成要素である空冷式熱交換器の保守作業を容易にすることができる。
【００２８】
なお、本発明の高温排ガスとしては一般の焼却炉の排ガスはもとより、火葬炉の排ガスを含めることは明らかである
【符号の説明】
【００２９】
１  排ガス冷却装置
２  一次排ガス冷却器
３  空冷式熱交換器
４  伝熱管
５  仕切板
６  蓋体
７  伝熱管固定具
８  バグフィルタ
９  空気送風機
１０  排風機
５１  冷却用外気
５２  高温ガス
５３  低温排ガス
５４  冷却外気排気
５５  冷却外気の流れ
５６  高温ガスの流れ
【図１】
2016095062.tif 000003
【図２】
2016095062.tif 000004
【図３】
2016095062.tif 000005
【図４】
2016095062.tif 000006