(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱管パネルの並設された伝熱管が、高温ガス通路のガス流れと交わる方向に設けられた伝熱管のダスト除去装置であって、
前記伝熱管パネルは、前記高温ガス通路の炉壁を貫通して、その外側でガスシールケーシングによってシーリングされた状態で支持され、しかも、前記伝熱管パネルの片側を支持する連結支持部材に間欠振動を与える振動発生源が、前記ガスシールケーシングの外側に設けられ、前記振動発生源には、前記連結支持部材の中間位置に取付けられた衝撃板を水平方向に叩くハンマー及び該ハンマーで衝撃が与えられる前記連結支持部材の背面側に設けられ該連結支持部材を打撃方向に対向して押圧するコイルスプリングを備えた打撃機構が設けられていることを特徴とする伝熱管のダスト除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラーや熱交換機の伝熱管に付着するダストの除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラー等の廃ガス中には多量のダストが含まれており、このダストが伝熱管に付着すると伝熱効率が低下し、熱回収効率が低下する。そこで、この伝熱管に付着したダストを除去する方法としては、例えば、特開平５−１６４３１９号公報において、蒸気又は空気を伝熱管に吹き付けて付着したダストを除去するスートブロー方式のダスト除去方法や、特開昭５９−１４２３９９号公報に記載のように、炉内に複数のチューブパネルを並列に吊り下げ、この複数のチューブを拘束する連結部材をハンマーリングするダスト除去方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−１６４３１９号公報記載のスートブロー方式のダスト除去方法においては、大量の蒸気や空気を必要として、極めてエネルギー効率が悪く、更には吹き付ける蒸気で伝熱管が磨耗するという問題がある。
また、特開昭５９−１４２３９９号公報記載のハンマーリングによるダスト除去方法は、高温の炉内にチューブパネルを吊り下げて炉内でハンマーリングを行うので、連結部材や吊り下げ部材に高温強度や耐腐食性が必要となり、利用範囲が限定され、更には、ハンマーリングの構造も複雑になり、炉内であるので保守点検も容易でないという問題がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、高温で腐食性を有するガス中に連結部材や吊り下げ部材を直接曝すことがなく、しかも、伝熱管に効果的に振動を与えることができる伝熱管に付着するダストの除去装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の伝熱管のダスト除去装置は、伝熱管パネルの並設された伝熱管が、高温ガス通路のガス流れと交わる方向に設けられた伝熱管のダスト除去装置であって、前記伝熱管パネルは、前記高温ガス通路の炉壁を貫通して、その外側でガスシールケーシングによってシーリングされた状態で支持され、しかも、前記伝熱管パネルの片側を支持する連結支持部材に間欠振動を与える振動発生源が、前記ガスシールケーシングの外側に設けられ、前記振動発生源には、前記連結支持部材の中間位置に取付けられた衝撃板を水平方向に叩くハンマー及び該ハンマーで衝撃が与えられる前記連結支持部材の背面側に設けられ該連結支持部材を打撃方向に対向して押圧するコイルスプリングを備えた打撃機構が設けられている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る伝熱管のダスト除去装置を適用した高温ガス通路及び伝熱管パネルの一部省略正面図、図２は同伝熱管のダスト除去装置を適用した高温ガス通路及び伝熱管パネルの部分断面図、図３（Ａ）、（Ｂ）は同伝熱管のダスト除去装置を適用した高温ガス通路及び伝熱管パネルの部分詳細図、図４は回転カム機構の詳細説明図、図５は打撃機構の詳細説明図、図６は本発明の他の実施の形態に係る伝熱管のダスト除去装置の打撃機構の詳細説明図である。
【０００６】
まず、図１〜図３を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る伝熱管のダスト除去装置１０が適用される高温ガス通路１１、及びこれに取付けられた伝熱管パネル１２について説明する。
高温ガス通路１１は、例えば、断面四角形のボイラーや熱交換機の廃ガス通路からなって、熱交換効率を増加するために、図２に示すようにその炉壁１３自体にも内部に水が流れる伝熱管１４が使用されている。各伝熱管１４は少しの隙間を設けて並行に並べられ、隣り合う伝熱管１４は細長板１５（例えば、フラットバー）によって隙間が生じないように連接されている。
【０００７】
一方、前記伝熱管パネル１２は、この実施の形態においては、細長の伝熱管１２ａがジグザグ状に折り曲げられて高温ガス通路１１のガス流れ（図１に矢視）と交わる方向に並設され、その両側の折り曲げ部分１６、１７が高温ガス通路１１の両側から突出状態で配置され、更に、その入口側及び出口側が、高温ガス通路１１の一方の外側に設けられたヘッダー管１８、１９にそれぞれ接続されている。従って、高温ガス通路１１の各伝熱管１４を連結する細長板１５は一部が欠けて、開口部２０、２１が設けられ、この開口部２０、２１に伝熱管パネル１２の先部側及び基部側が取り外し可能に挿通するようになっている。
前記開口部２０、２１の外側には、高温ガス通路１１内を通過するガスが外部に漏れないように、箱状のガスシールケーシング２２、２３が設けられている。なお、ガスシールケーシング２３には、伝熱管パネル１２を引き出す図示しない引出し口が設けられていると共に、この引出し口を覆う図示しないカバーが開閉可能に設けられている。
【０００８】
高温ガス通路１１の炉壁１３から外側に突出した伝熱管パネル１２の先部側は、図２〜図４に示すように、連結支持部材２４が設けられ伝熱管パネル１２の片側を支持している。この連結支持部材２４は、対向する細幅板２５、２６とこれらの中央部分を連結する連結板２７からなって、連結板２７の中央部分には、伝熱管１２ａのＵ字状に屈曲した折り曲げ部分１６が嵌入する複数の縦孔２９が設けられている。この縦孔２９は、Ｕ字状に曲がった伝熱管１２ａが遊嵌する大きさを有し、伝熱管１２ａをこの縦孔２９に嵌入させた場合には、Ｕ字状に曲がった伝熱管１２ａの各底部が縦孔２９の底辺に当接し、縦孔２９の上辺とは少しの隙間３０を有するようになっている。
【０００９】
連結支持部材２４の下部には、図３に示すようにベース板３１が設けられていると共に、このベース板３１を支持する受け台３２が設けられている。受け台３２は水平板３３と、炉壁１３に固定されて水平板３３を支持する対となるリブ３４とからなって、連結支持部材２４を昇降可能に支持している。連結支持部材２４の上部は、図４に示すように、ガスシールケーシング２２から突出して、その先部（すなわち連結支持部材２４の一部）はＬ字形に屈曲し、外側に突出部３５を備えている。この連結支持部材２４は少しの距離で昇降するようになっているので、ガスシールケーシング２２からの突出部分には、シールを図るための密閉蛇腹３６が設けられている。
【００１０】
この連結支持部材２４の上部の突出部３５には、連結支持部材２４に少しの距離で垂直方向に振動を与える振動発生源の一例である回転カム機構３７が設けられている。この回転カム機構３７は、図示しない減速モータと、その出力軸に連結される回転軸３８と、この回転軸３８に取付けられている螺旋カム３９とからなっている。螺旋カム３９は、基準角度位置を最小半径として、円周方向に徐々に半径が増加し、３６０度回転した位置で最大半径となって、次に基準角度位置の最小半径となっている。そして、螺旋カム３９の外側には、突出部３５が当接し、螺旋カム３９の半径の増加に伴って、連結支持部材２４を上昇させ、螺旋カム３９が一回転して、３６０度を超えた位置で、連結支持部材２４が下降するようになっている。この運動によって、連結支持部材２４の各縦孔２９にその先部が挿入されている伝熱管１２ａが弾性的に上方向に少しの角度屈曲し、次の瞬間に元に位置に落下する動作を繰り返して、伝熱管１２ａに垂直方向の間欠振動を与え付着したダストを除去するようになっている。
【００１１】
前記連結支持部材２４の中間位置には、図１、図５に示すように、この連結支持部材２４に水平方向の間欠振動を与える振動発生源の一例である打撃機構４０が設けられている。この打撃機構４０は、ガスシールケーシング２２の外側に支持部材４１を介して取付けられたエアシリンダー４２と、エアシリンダー４２によって駆動されるＬ字状のハンマー４３と、ハンマー４３の中間位置を回動自在に支持する支持部材４４とを有し、エアシリンダー４２の伸縮によってハンマー４３を回動し、連結支持部材２４の一部に取付けられている衝撃板４５をハンマー４３によって水平方向に叩く構造となっている。そして、ハンマー４３で衝撃が与えられる連結支持部材２４の背面側には、連結支持部材２４を打撃方向に対向して押圧するコイルスプリング４６が設けられている。このコイルスプリング４６は収納ボックス４７にその基端から中央部分が収納されて、その脱落が防止できる構造となっている。なお、４８は蛇腹シールを示す。
【００１２】
従って、この実施の形態に係る伝熱管のダスト除去装置１０においては、回転カム機構３７によって、伝熱管パネル１２に垂直方向の振動を与え、打撃機構４０によって水平方向の振動を伝熱管パネル１２に与えて付着したダストを定期的に除去するようになっている。除去されたダストは高温ガス通路１１内を下方に落下し、バタフライバルブや、スクリューフィーダーを介して外部に排出されるようになっている。
【００１３】
前記実施の形態の回転カム機構において、螺旋カム３９の駆動は減速モータによって駆動したが、電力以外の駆動源によって駆動されるモータによって、回転駆動してもよい。
また、前記実施の形態においては、ハンマー４３の駆動はエアシリンダー４２であったが、場合によっては、電磁石やモータ等であってもよい。
なお、前記実施の形態においては、伝熱管パネルが１列の場合の機構について説明したが、図６の他の実施の形態に係る伝熱管のダスト除去装置５０のように、複数列の伝熱管パネル１２を同時に回転カム機構３７（図示せず）や、打撃機構４０によって連結する場合であっても本発明は適用される。図６は打撃機構４０によって複数列の伝熱管パネル１２に衝撃を与えている例が示されている。４９は隣り合う連結支持部材２４を連結する結合部材を示す。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の伝熱管のダスト除去装置は、伝熱管パネルは、高温ガス通路の炉壁を貫通して、その外側でガスシールケーシングによってシーリングされた状態で支持され、しかも、伝熱管パネルの片側を支持する連結支持部材が炉壁の外側に設けられているので、内部を通過するガスに直接曝されないため、比較的低級の材料を使用して安価に製造できる。特に、ガス温度が高温で腐食性を有する場合には、特に、有効である。
ここで、振動発生源は、連結支持部材に水平方向の衝撃を与える打撃機構を有しているので、比較的小さい動力で、伝熱管に振動を与えることができ、これによって効率的にダストを除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る伝熱管のダスト除去装置を適用した高温ガス通路及び伝熱管パネルの一部省略正面図である。
【図２】同伝熱管のダスト除去装置を適用した高温ガス通路及び伝熱管パネルの部分断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は同伝熱管のダスト除去装置を適用した高温ガス通路及び伝熱管パネルの部分詳細図である。
【図４】回転カム機構の詳細説明図である。
【図５】打撃機構の詳細説明図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る伝熱管のダスト除去装置の打撃機構の詳細説明図である。
【符号の説明】
１０  伝熱管のダスト除去装置        １１  高温ガス通路
１２  伝熱管パネル                  １２ａ  伝熱管
１３  炉壁                          １４  伝熱管
１５  細長板                        １６  折り曲げ部分
１７  折り曲げ部分                  １８  ヘッダー管
１９  ヘッダー管                    ２０  開口部
２１  開口部                        ２２  ガスシールケーシング
２３  ガスシールケーシング          ２４  連結支持部材
２５  細幅板                        ２６  細幅板
２７  連結板                        ２９  縦孔
３０  隙間                          ３１  ベース板
３２  受け台                        ３３  水平板
３４  リブ                          ３５  突出部
３６  密閉蛇腹                      ３７  回転カム機構
３８  回転軸                        ３９  螺旋カム
４０  打撃機構                      ４１  支持部材
４２  エアシリンダー                ４３  ハンマー
４４  支持部材                      ４５  衝撃板
４６  コイルスプリング              ４７  収納ボックス
４８  蛇腹シール                    ４９  結合部材
５０  伝熱管のダスト除去装置
【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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