多管式熱交換器
【課題】如何なる流量条件においても管板の冷却効果を維持し、かつ、冷却空気導入のみの専用装置を廃止し、設備費の低減を可能とした多管式熱交換器を提供する。
【解決手段】熱源装置の高温排ガスを導入する排ガス導入室と、高温排ガスと予熱空気を熱交換する熱交換室と、熱交換された低温排ガスを排出する排ガス排出室から成り、排ガス導入室と熱交換室を隔てる高温側管板と、熱交換室と排ガス排出室を隔てる低温側管板と、排ガス導入室および排ガス排出室に連通する複数の伝熱管と、高温側管板の熱交換室側に設置される副室と、副室に予熱用空気を導入する予熱空気導入口と、副室から熱交換室に延設されて、予熱用空気を熱交換室の下方に流出せしめるリターンパイプと、熱交換室から予熱用空気を排出して熱源装置に供給する予熱空気排出口と、から構成される。
【解決手段】熱源装置の高温排ガスを導入する排ガス導入室と、高温排ガスと予熱空気を熱交換する熱交換室と、熱交換された低温排ガスを排出する排ガス排出室から成り、排ガス導入室と熱交換室を隔てる高温側管板と、熱交換室と排ガス排出室を隔てる低温側管板と、排ガス導入室および排ガス排出室に連通する複数の伝熱管と、高温側管板の熱交換室側に設置される副室と、副室に予熱用空気を導入する予熱空気導入口と、副室から熱交換室に延設されて、予熱用空気を熱交換室の下方に流出せしめるリターンパイプと、熱交換室から予熱用空気を排出して熱源装置に供給する予熱空気排出口と、から構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多管式熱交換器、特に高温側管板を冷却する多管式熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の多管式熱交換器としては、図２および図３に示すように、焼却炉Ｓ等の熱源装置の高温排ガスＦ１（例えば、８５０〜９００℃）を導入する排ガス導入室１と、外筒２ａ内に形成されると共に高温排ガスと予熱空気を熱交換する熱交換室２と、熱交換された低温排ガスＦ２を排出する排ガス排出室３から成り、上記排ガス導入室１と熱交換室２を隔てる高温側管板４と、上記熱交換室２と排ガス排出室３を隔てる低温側管板５と、上下端部が上記高温側管板４と低温側管板５にそれぞれ接続されて、上記排ガス導入室１および上記排ガス排出室３に連通する複数の伝熱管６と、上記熱交換室２に予熱用空気Ｐ１を導入する予熱空気導入口７と、上記熱交換室２から予熱用空気Ｐ２（例えば、６５０〜７００℃）を排出して上記焼却炉Ｓに供給する予熱空気排出口８と、上記高温側管板４の上記熱交換室２側に設置される副室９から構成され、上記排ガス導入室１に導入される上記排ガスＦ１は、上記伝熱管６を通って上記排ガス排出室３から低温排ガスとして排出され、一方、送風器Ｖ１により上記予熱空気導入口７から上記熱交換室２に導入される予熱用空気Ｐ１は、該熱交換室２において上記伝熱管６内を流れる高温排ガスと熱交換されて昇温され、予熱用空気Ｐ２として上記予熱空気排出口８から上記焼却炉Ｓ等の熱源装置に供給される。なお、上記熱交換室２には多数枚のバッフルプレート（邪魔板）２ｂが設置されていて、導入された予熱用空気Ｐ１を上記伝熱管６に対する直交および並行の流れに整流して、熱交換効率を高めるようにしている。
【０００３】
上記予熱用空気Ｐ１の一部は、分岐されて昇圧器Ｖ２により管板冷却用空気Ｐ３として上記副室９に供給され、上記高温側管板４が高温化するのを抑止して、材料強度の低下による損傷や、熱疲労による割れ等を防止するようになっている。上記副室９に入った上記管板冷却用空気Ｐ３は、リターンパイプ１０を通って、上記熱交換室２内に流出し、上記予熱用空気Ｐ１と合流する。（特許文献１）
【０００４】
しかしながら、上記管板冷却用空気Ｐ３として上記予熱用空気Ｐ１の一部を分岐する方式は、予熱空気の絶対量が少ない場合には、分岐される管板冷却用空気Ｐ３も少量化してしまうので、管板冷却効果が低減してしまうという問題点があった。
【０００５】
そこで従来、図２に仮想線で示すように、上記分岐方式に代えて、送風機Ｖ３により管板冷却用空気Ｐ３を副室９に独立して供給する装置があった。（特許文献２）
【０００６】
しかしながら、この独立供給方式においても、上記送風器Ｖ１の他に、管板冷却用空気Ｐ３を供給する送風器Ｖ２を別途設ける必要があり、設備費が増大する等の問題点があった。
【特許文献１】特開２００８−２２４１７３号公報
【特許文献２】特許第３９９８０７３号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、予熱用空気の全量を、副室へ冷却空気として導入することにより、如何なる流量条件においても管板の冷却効果を維持し、かつ、冷却空気導入のみの専用装置を廃止し、設備費の低減を可能とした多管式熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の多管式熱交換器は、焼却炉等の熱源装置の高温排ガスを導入する排ガス導入室と、外筒内に形成されると共に上記高温排ガスと予熱空気を熱交換する熱交換室と、熱交換された低温排ガスを排出する排ガス排出室から成り、上記排ガス導入室と熱交換室を隔てる高温側管板と、上記熱交換室と排ガス排出室を隔てる低温側管板と、上下端部が上記高温側管板と低温側管板にそれぞれ接続されて、上記排ガス導入室および上記排ガス排出室に連通する複数の伝熱管と、上記高温側管板の上記熱交換室側に設置される副室と、該副室に予熱用空気を導入する予熱空気導入口と、上記副室から上記熱交換室に延設されて、上記予熱用空気を該熱交換室の下方に流出せしめるリターンパイプと、上記熱交換室から予熱用空気を排出して上記熱源装置に供給する予熱空気排出口と、から構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の多管式熱交換器は、予熱用空気の全量を、副室へ冷却空気として導入することにより、如何なる流量条件においても管板の冷却効果を維持し、かつ、冷却空気導入のみの専用装置を廃止し、設備費を低減することができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明装置の一実施例の説明図であって、１は排ガス導入室、２は熱交換室、３は排ガス排出室、４は高温側管板、５は低温側管板、６は伝熱管、１１は予熱空気導入口、８は予熱空気排出口、９は副室、１０はリターンパイプである。
【００１１】
上記排ガス導入室１には、焼却炉Ｓ等の熱源装置の高温排ガスＦ１（例えば、８５０〜９００℃）が導入される。該排ガス導入室１の下方には外筒２ａが一体的に接続され、該外筒２ａ内に熱交換室２が形成される。該熱交換室２内では、上記高温排ガスと後述する予熱空気が熱交換される。上記排ガス排出室３は、熱交換された低温排ガスＦ２を排出する。
【００１２】
上記高温側管板４は、上記排ガス導入室１と上記熱交換室２を隔てる。また、上記低温側管板５は、上記熱交換室２と排ガス排出室３を隔てる。これら上記高温側管板４と低温側管板５間には、複数の伝熱管６の上下端部がそれぞれ接続される。上記排ガス導入室１内の高温排ガスは、上記伝熱管６を通って上記排ガス排出室３に流れる。
【００１３】
上記高温側管板４の上記熱交換室２側には、副室９が設置される。該副室９から上記熱交換室３内にリターンパイプ１０が垂下される。上記副室９には上記予熱空気導入口１１が接続され、予熱用空気Ｐ３が導入され、該副室９を通じて上記高温側管板４を冷却する。該副室９内の予熱用空気は、上記リターンパイプ１０から上記熱交換室３の下方に流出される。Ｖ３は、上記予熱空気導入用の送風器である。
【００１４】
上記熱交換室３内に流入した予熱用空気は、バッフルプレート（邪魔板）２ｂにより整流されながら上記伝熱管６内を流れる高温排ガスと熱交換を行う。熱交換されて昇温化された予熱用空気は、上記予熱空気排出口８から燃焼炉Ｓ（図２参照）に燃焼用空気として供給される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の多管式熱交換器の一実施例を示す説明図である。
【図２】従来の多管式熱交換器を示す説明図である。
【図３】図２の多管式熱交換器を焼却炉に接続した全体説明図である。
【符号の説明】
【００１６】
１ 排ガス導入室
２ 熱交換室
２ａ 外筒
２ｂ バッフルプレート（邪魔板）
３ 排ガス排出室
４ 高温側管板
５ 低温側管板
６ 伝熱管
７ 予熱空気導入口
８ 予熱空気排出口
９ 副室
１０ リターンパイプ
１１ 予熱空気導入口
Ｆ１ 高温排ガス
Ｆ２ 低温排ガス
Ｐ１ 予熱用空気
Ｐ２ 予熱用空気
Ｐ３ 管板冷却用空気
Ｓ 焼却炉
Ｖ１ 送風器
Ｖ２ 昇圧器
Ｖ３ 送風器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多管式熱交換器、特に高温側管板を冷却する多管式熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の多管式熱交換器としては、図２および図３に示すように、焼却炉Ｓ等の熱源装置の高温排ガスＦ１（例えば、８５０〜９００℃）を導入する排ガス導入室１と、外筒２ａ内に形成されると共に高温排ガスと予熱空気を熱交換する熱交換室２と、熱交換された低温排ガスＦ２を排出する排ガス排出室３から成り、上記排ガス導入室１と熱交換室２を隔てる高温側管板４と、上記熱交換室２と排ガス排出室３を隔てる低温側管板５と、上下端部が上記高温側管板４と低温側管板５にそれぞれ接続されて、上記排ガス導入室１および上記排ガス排出室３に連通する複数の伝熱管６と、上記熱交換室２に予熱用空気Ｐ１を導入する予熱空気導入口７と、上記熱交換室２から予熱用空気Ｐ２（例えば、６５０〜７００℃）を排出して上記焼却炉Ｓに供給する予熱空気排出口８と、上記高温側管板４の上記熱交換室２側に設置される副室９から構成され、上記排ガス導入室１に導入される上記排ガスＦ１は、上記伝熱管６を通って上記排ガス排出室３から低温排ガスとして排出され、一方、送風器Ｖ１により上記予熱空気導入口７から上記熱交換室２に導入される予熱用空気Ｐ１は、該熱交換室２において上記伝熱管６内を流れる高温排ガスと熱交換されて昇温され、予熱用空気Ｐ２として上記予熱空気排出口８から上記焼却炉Ｓ等の熱源装置に供給される。なお、上記熱交換室２には多数枚のバッフルプレート（邪魔板）２ｂが設置されていて、導入された予熱用空気Ｐ１を上記伝熱管６に対する直交および並行の流れに整流して、熱交換効率を高めるようにしている。
【０００３】
上記予熱用空気Ｐ１の一部は、分岐されて昇圧器Ｖ２により管板冷却用空気Ｐ３として上記副室９に供給され、上記高温側管板４が高温化するのを抑止して、材料強度の低下による損傷や、熱疲労による割れ等を防止するようになっている。上記副室９に入った上記管板冷却用空気Ｐ３は、リターンパイプ１０を通って、上記熱交換室２内に流出し、上記予熱用空気Ｐ１と合流する。（特許文献１）
【０００４】
しかしながら、上記管板冷却用空気Ｐ３として上記予熱用空気Ｐ１の一部を分岐する方式は、予熱空気の絶対量が少ない場合には、分岐される管板冷却用空気Ｐ３も少量化してしまうので、管板冷却効果が低減してしまうという問題点があった。
【０００５】
そこで従来、図２に仮想線で示すように、上記分岐方式に代えて、送風機Ｖ３により管板冷却用空気Ｐ３を副室９に独立して供給する装置があった。（特許文献２）
【０００６】
しかしながら、この独立供給方式においても、上記送風器Ｖ１の他に、管板冷却用空気Ｐ３を供給する送風器Ｖ２を別途設ける必要があり、設備費が増大する等の問題点があった。
【特許文献１】特開２００８−２２４１７３号公報
【特許文献２】特許第３９９８０７３号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、予熱用空気の全量を、副室へ冷却空気として導入することにより、如何なる流量条件においても管板の冷却効果を維持し、かつ、冷却空気導入のみの専用装置を廃止し、設備費の低減を可能とした多管式熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の多管式熱交換器は、焼却炉等の熱源装置の高温排ガスを導入する排ガス導入室と、外筒内に形成されると共に上記高温排ガスと予熱空気を熱交換する熱交換室と、熱交換された低温排ガスを排出する排ガス排出室から成り、上記排ガス導入室と熱交換室を隔てる高温側管板と、上記熱交換室と排ガス排出室を隔てる低温側管板と、上下端部が上記高温側管板と低温側管板にそれぞれ接続されて、上記排ガス導入室および上記排ガス排出室に連通する複数の伝熱管と、上記高温側管板の上記熱交換室側に設置される副室と、該副室に予熱用空気を導入する予熱空気導入口と、上記副室から上記熱交換室に延設されて、上記予熱用空気を該熱交換室の下方に流出せしめるリターンパイプと、上記熱交換室から予熱用空気を排出して上記熱源装置に供給する予熱空気排出口と、から構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の多管式熱交換器は、予熱用空気の全量を、副室へ冷却空気として導入することにより、如何なる流量条件においても管板の冷却効果を維持し、かつ、冷却空気導入のみの専用装置を廃止し、設備費を低減することができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明装置の一実施例の説明図であって、１は排ガス導入室、２は熱交換室、３は排ガス排出室、４は高温側管板、５は低温側管板、６は伝熱管、１１は予熱空気導入口、８は予熱空気排出口、９は副室、１０はリターンパイプである。
【００１１】
上記排ガス導入室１には、焼却炉Ｓ等の熱源装置の高温排ガスＦ１（例えば、８５０〜９００℃）が導入される。該排ガス導入室１の下方には外筒２ａが一体的に接続され、該外筒２ａ内に熱交換室２が形成される。該熱交換室２内では、上記高温排ガスと後述する予熱空気が熱交換される。上記排ガス排出室３は、熱交換された低温排ガスＦ２を排出する。
【００１２】
上記高温側管板４は、上記排ガス導入室１と上記熱交換室２を隔てる。また、上記低温側管板５は、上記熱交換室２と排ガス排出室３を隔てる。これら上記高温側管板４と低温側管板５間には、複数の伝熱管６の上下端部がそれぞれ接続される。上記排ガス導入室１内の高温排ガスは、上記伝熱管６を通って上記排ガス排出室３に流れる。
【００１３】
上記高温側管板４の上記熱交換室２側には、副室９が設置される。該副室９から上記熱交換室３内にリターンパイプ１０が垂下される。上記副室９には上記予熱空気導入口１１が接続され、予熱用空気Ｐ３が導入され、該副室９を通じて上記高温側管板４を冷却する。該副室９内の予熱用空気は、上記リターンパイプ１０から上記熱交換室３の下方に流出される。Ｖ３は、上記予熱空気導入用の送風器である。
【００１４】
上記熱交換室３内に流入した予熱用空気は、バッフルプレート（邪魔板）２ｂにより整流されながら上記伝熱管６内を流れる高温排ガスと熱交換を行う。熱交換されて昇温化された予熱用空気は、上記予熱空気排出口８から燃焼炉Ｓ（図２参照）に燃焼用空気として供給される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の多管式熱交換器の一実施例を示す説明図である。
【図２】従来の多管式熱交換器を示す説明図である。
【図３】図２の多管式熱交換器を焼却炉に接続した全体説明図である。
【符号の説明】
【００１６】
１ 排ガス導入室
２ 熱交換室
２ａ 外筒
２ｂ バッフルプレート（邪魔板）
３ 排ガス排出室
４ 高温側管板
５ 低温側管板
６ 伝熱管
７ 予熱空気導入口
８ 予熱空気排出口
９ 副室
１０ リターンパイプ
１１ 予熱空気導入口
Ｆ１ 高温排ガス
Ｆ２ 低温排ガス
Ｐ１ 予熱用空気
Ｐ２ 予熱用空気
Ｐ３ 管板冷却用空気
Ｓ 焼却炉
Ｖ１ 送風器
Ｖ２ 昇圧器
Ｖ３ 送風器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉等の熱源装置の高温排ガスを導入する排ガス導入室と、外筒内に形成されると共に上記高温排ガスと予熱空気を熱交換する熱交換室と、熱交換された低温排ガスを排出する排ガス排出室から成り、上記排ガス導入室と熱交換室を隔てる高温側管板と、上記熱交換室と排ガス排出室を隔てる低温側管板と、上下端部が上記高温側管板と低温側管板にそれぞれ接続されて、上記排ガス導入室および上記排ガス排出室に連通する複数の伝熱管と、上記高温側管板の上記熱交換室側に設置される副室と、該副室に予熱用空気を導入する予熱空気導入口と、上記副室から上記熱交換室に延設されて、上記予熱用空気を該熱交換室の下方に流出せしめるリターンパイプと、上記熱交換室から予熱用空気を排出して上記熱源装置に供給する予熱空気排出口と、から構成されることを特徴とする多管式熱交換器。
【請求項１】
焼却炉等の熱源装置の高温排ガスを導入する排ガス導入室と、外筒内に形成されると共に上記高温排ガスと予熱空気を熱交換する熱交換室と、熱交換された低温排ガスを排出する排ガス排出室から成り、上記排ガス導入室と熱交換室を隔てる高温側管板と、上記熱交換室と排ガス排出室を隔てる低温側管板と、上下端部が上記高温側管板と低温側管板にそれぞれ接続されて、上記排ガス導入室および上記排ガス排出室に連通する複数の伝熱管と、上記高温側管板の上記熱交換室側に設置される副室と、該副室に予熱用空気を導入する予熱空気導入口と、上記副室から上記熱交換室に延設されて、上記予熱用空気を該熱交換室の下方に流出せしめるリターンパイプと、上記熱交換室から予熱用空気を排出して上記熱源装置に供給する予熱空気排出口と、から構成されることを特徴とする多管式熱交換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１４４９９９（Ｐ２０１０−１４４９９９Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２２３７６（Ｐ２００８−３２２３７６）
【出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４０１ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４０１ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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