(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温ガスが流通する上部熱交換室から、低温ガスが流通する下部熱交換室へと粒状の熱媒体を通して熱交換させ、前記下部熱交換室の底部に溜まる熱交換した熱媒体を、前記上部熱交換室へ戻し経路で戻して循環使用する熱交換装置において、前記高温ガスとして高温排ガスを用い、前記下部熱交換室の底部に溜まる熱媒体を攪拌する攪拌手段を設け、熱媒体同士を擦り合わせることにより、これらの熱媒体の表面に付着する金属塩化物を剥離させるようにしたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記戻し経路に、前記攪拌手段により熱媒体の表面から剥離した剥離物を除去するスクリーンを設けた請求項１に記載の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粒状の熱媒体を循環使用して、高温ガスの顕熱を低温ガス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】
粒状の熱媒体を循環使用して、高温ガスの顕熱を低温ガスに回収する熱交換装置では、循環使用中の熱媒体の表面に各種の付着物が付着し、熱交換効率を低下させる。また、高温ガスとして溶融炉等で発生する高温排ガスを用いる場合は、高温排ガス中に含まれるガス状の金属塩化物が温度低下に伴い液化して粘着性の高い付着物となる。このような粘着性付着物は、熱交換効率を低下させるのみでなく、熱媒体同士を粘着により凝集させ、この凝集した熱媒体が熱交換装置内の狭い通路等を閉塞することがある。
【０００３】
このように凝集した熱媒体を解砕する手段を設けた熱交換装置としては、特開２０００−２８３６７３号公報に記載されたものがある。この熱交換装置は、図４に示すように、高温排ガス５１が流通する上部熱交換室５２と、低温ガス５３が流通する下部熱交換室５４が上下に配置され、これらの熱交換室５２、５４が連通管（連通部）５５で連通されて、各熱交換室５２、５４にそれぞれトレイ５６、５７が複数段に設けられており、連通管５５の中と下部熱交換室５４上部のネック状通路５８とに、それぞれ回転羽根５９、６０が設けられている。
【０００４】
粒状の熱媒体６１はホッパ６２から投入され、上部熱交換室５２の各トレイ５６、連通管５５、下部熱交換室５４の各トレイ５７、下部熱交換室５４の底部へと順次落下し、下部熱交換室５４の底部に設けられた排出口６３から戻し経路６４でホッパ６２に戻されて循環使用され、凝集した熱媒体６１が前記連通管５５とネック状通路５８とに設けられた各回転羽根５９、６０により解砕されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の熱交換装置は、凝集した熱媒体を解砕することはできるが、金属塩化物等の粘着性付着物は熱媒体の表面に付着したまま除去されない。特に、金属塩化物は高温で粘着性が高く、低温では粘着性が低下して硬くなる。このため、熱媒体の表面に付着した金属塩化物が除去されずに上部熱交換室に戻されると、再び粘着性を帯びて熱媒体が凝集する問題がある。また、付着物が付着した熱媒体は熱交換効率を低下させる問題もある。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、熱媒体の表面から粘着性付着物を効率よく除去できる熱交換装置を提供することである。
【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、この発明は、高温ガスが流通する上部熱交換室から、低温ガスが流通する下部熱交換室へと粒状の熱媒体を通して熱交換させ、前記下部熱交換室の底部に溜まる熱交換した熱媒体を、前記上部熱交換室へ戻し経路で戻して循環使用する熱交換装置において、前記高温ガスとして高温排ガスを用い、前記下部熱交換室の底部に溜まる熱媒体を攪拌する攪拌手段を設け、これらの熱媒体の表面に付着する付着物を剥離させる構成を採用した。
【０００８】
すなわち、下部熱交換室の底部には、熱交換した熱媒体が重なり合って溜まり、この重なり合った熱媒体でマテリアルシールが行われる。この下部熱交換室の底部では、熱媒体は低温ガスとの熱交換により温度が低下しているので、その表面に付着した金属塩化物は固化して粘着性を失っている。このため、これらの下部熱交換室底部に溜まった熱媒体を攪拌して熱媒体同士を擦り合わせることにより、その表面の付着物を効率よく剥離させることができる。
【０００９】
前記戻し経路に、前記攪拌手段により熱媒体の表面から剥離した剥離物を除去するスクリーンを設けることにより、剥離した粘着性物質が再び熱媒体に付着するのを防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３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、高温排ガス１が流通する上部熱交換室２と、低温ガス３が流通する下部熱交換室４が上下に配置され、これらの熱交換室２、４が連通部５で連通されて、各熱交換室２、４に、それぞれトレイ６、７が複数段に設けられている。ホッパ８の投入口９から上部熱交換室２の上部に投入される粒状の熱媒体１０は、上部熱交換室２の各トレイ６、連通部５、下部熱交換室４の各トレイ７、下部熱交換室４の底部へと順次落下し、上部熱交換室２で通気口１１から排気口１２へと流通する高温排ガス１との接触で顕熱を回収し、下部熱交換室４で通気口１３から排気口１４へと流通する低温ガス３に回収した顕熱を放出して熱交換する。
【００１１】
前記熱交換して下部熱交換室４の底部に溜まった熱媒体１０は、順次排出口１５から排出されてエアリフタ１６に移送され、空気により戻し経路１７を上方のホッパ８へと戻し搬送されて循環使用される。
【００１２】
図２に示すように、前記熱媒体１０が溜まった下部熱交換室４の底部には、モータ１８で回転駆動される攪拌羽根１９が設けられている。下部熱交換室４の底部に溜まった熱媒体１０は、低温ガス３との熱交換により温度が低下しており、熱媒体１０の表面に付着した金属塩化物は固化して粘着性を失っている。したがって、この底部に重なり合って溜まった熱媒体１０同士が攪拌羽根１９の攪拌で擦り合わされ、高温排ガス１中から熱媒体１０の表面に付着した金属塩化物等の粘着性物質が剥離する。この剥離物は、熱媒体１０とともにエアリフタ１６により戻し経路１８を空気搬送されて、ホッパ８から上部熱交換室２に入るが、剥離物は軽いので熱交換済の高温排ガス１と一緒に排気口１２から排出され、排気経路に設けられたバグフィルタ（図示省略）で捕集される。
【００１３】
図３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、前記排出口１５からエアリフタ１６への移送経路に、スクリーン２０が設けられている点のみが異なる。この実施形態では、前記攪拌羽根１９の攪拌で熱媒体１０から剥離する剥離物が、スクリーン２０を通して除去され、熱媒体１０のみがエアリフタ１６に移送される。
【００１４】
上述した各実施形態では、下部熱交換室の底部に溜まった熱媒体を攪拌する攪拌羽根の回転軸を垂直としたが、攪拌羽根の回転軸は、下部熱交換室の底部の形状に応じて任意の角度に設定することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、この発明の熱交換装置は、熱交換して下部熱交換室の底部に重なり合って溜まる熱媒体を攪拌する手段を設け、この重なり合った熱媒体同士を擦り合わせて、熱媒体の表面に付着する高温排ガスに含まれる金属塩化物等の粘着性物質を剥離させるようにしたので、熱媒体の熱交換効率を高めるとともに、高温の上部熱交換室に戻される熱媒体の粘着性物質による凝集をなくして、熱交換装置内の狭い通路等の閉塞を防止することができる。
【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の下部熱交換室の底部を拡大して示す縦断面図
【図３】第２の実施形態の熱交換装置の下部熱交換室底部を拡大して示す縦断面図
【図４】従来の熱交換装置を示す概略縦断面図
【符号の説明】
１  高温排ガス
２  熱交換室
３  低温ガス
４  熱交換室
５  連通部
６、７  トレイ
８  ホッパ
９  投入口
１０  熱媒体
１１  通気口
１２  排気口
１３  通気口
１４  排気口
１５  排出口
１６  エアリフタ
１７  戻し経路
１８  モータ
１９  攪拌羽根
２０  スクリーン
【図１】
0003841691.tif 000002
【図２】
0003841691.tif 000003
【図３】
0003841691.tif 000004
【図４】
0003841691.tif 000005