JP3382876B2

JP3382876B2 - 熱交換装置

Info

Publication number: JP3382876B2
Application number: JP09138199A
Authority: JP
Inventors: 克仁板倉
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2003-03-04
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP2000283672A

Description

【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
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程度の粒状熱媒体を用い
て、排ガス等の高温気体から顕熱を回収し、この回収し
た顕熱で常温空気等の低温気体を加熱する熱交換装置の
例としては、特開昭５４−１３９１６０号公報に開示さ
れたものがある。

【０００３】この熱交換装置は、図４に示すように、高
温気体５１が流通する上部熱交換室５２と、低温気体５
３が流通する下部熱交換室５４とが上下に配置され、こ
れらの熱交換室５２、５４が小断面の連通部５５で連通
され、各熱交換室５２、５４にそれぞれトレイ５６、５
７が複数段に設けられている。粒状の熱媒体５９は、上
部熱交換室５２に設けられた投入口５８から投入され、
上部熱交換室５２の各トレイ５６、連通部５５、下部熱
交換室５４の各トレイ５７へ順次落下し、上部熱交換室
５２で高温気体５１から回収した顕熱を、下部熱交換室
５４で低温気体５３に放出して、低温気体５３を加熱す
る。下部熱交換室５４の底に落下した熱媒体５９は、底
部に設けられた排出口６０から外部に取り出され、搬送
路６１を通して上部熱交換室５２の投入口５８へ戻され
て循環使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した形式の熱交換
装置では、高温気体が、一般廃棄物や産業廃棄物等の廃
棄物を、焼却炉で焼却、溶融炉で溶融、または熱分解炉
で分解させたときに発生する、タールや塩化物等の付着
性物質を含む、高温の排ガスであると、これらの付着性
物質により熱媒体同士が凝集することがある。熱媒体が
凝集すると、その流動性が悪くなるので、小断面の連通
部が閉塞する恐れがある。

【０００５】そこで、この発明の課題は、排ガス中の付
着性物質により熱媒体が凝集していても、熱媒体を下部
熱交換室のトレイへ確実に送ることができる熱交換装置
を提供することである。

【０００６】

【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が上下に設けら
れ、上部熱交換室の下部と下部熱交換室の上部が小断面
の連通部で連通され、各熱交換室にトレイが複数段に設
けられ、前記上部熱交換室に設けられた熱媒体の投入口
から投入される熱媒体を、前記上部熱交換室の各トレ
イ、連通部、下部熱交換室の各トレイ、下部熱交換室の
底部へと順次落下させて、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、前記高温気体が
廃棄物を処理したときに生じる高温排ガスであり、前記
連通部の下端開口に対向させて、回転駆動される円盤を
配置し、この円盤上に落下する熱媒体を掻き落とすスク
レーパを設けた構成を採用したのである。

【０００７】すなわち、連通部から下部熱交換室に入る
熱媒体を一旦回転円盤上に落下させ、回転円盤上に落下
した熱媒体をスクレーパで強制的に掻き落として、熱媒
体を下部熱交換室のトレイへ確実に送るようにしたので
ある。

【０００８】前記円盤の上側に、前記連通部に溜まる熱
媒体を下方に落とす手段を設けることにより、凝集した
熱媒体による連通部の閉塞を防止して、熱媒体をより確
実に下部熱交換室のトレイへ送ることができる。連通部
は上下熱交換室を熱媒体でマテリアルシールする役割も
あるので、連通部には、ある程度の熱媒体を溜める必要
がある。しかしながら、高温気体の排ガス中には、ター
ルや塩化物等の付着性物質が含まれ、これらの付着性物
質で熱媒体が凝集したり、連通部の内面に付着したりし
て、熱媒体が円滑に連通部から落下しないことがあるの
で、上記手段が有効となる。

【０００９】前記連通部に溜まる熱媒体を下方に落とす
手段としては、前記円盤の回転軸を円盤の上方に延長
し、この延長された回転軸に回転羽根を取り付ける方法
を採用することができる。

【００１０】前記連通部の下端開口と、前記円盤の上面
との間隔を調節する手段を設けることにより、円盤上か
ら掻き落とす熱媒体の量を調節して、適量の熱媒体を下
部熱交換室のトレイへ送ることができる。

【００１１】前記連通部の下端開口と円盤上面との間隔
を調節する手段としては、前記連通部の下端側に、連通
部に連なるガイド管を設け、このガイド管を昇降させ
て、ガイド管の下端と円盤上面との間隔を調節する方法
を採用することができる。

【００１２】前記スクレーパを、前記円盤上の熱媒体を
所定の方向に掻き落とすように形成することにより、こ
の所定の方向に落下する熱媒体を解砕手段等に通せば、
付着性物質で凝集する熱媒体を効率よく単体に分離する
ことができる。

【００１３】

【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が上下に配置され、これら
の熱交換室２、４が連通管（連通部）５で連通され、各
熱交換室２、４に、それぞれ多孔板のトレイ６、７が複
数段に設けられている。連通管５の下方には、モータ８
で回転駆動される円盤９が配置されている。粒状の熱媒
体１０は、上部熱交換室２の上部に設けられた投入口１
１から投入され、上部熱交換室２の各トレイ６、連通管
５、円盤９、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を通気口１
２から排気口１３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１４から排気口１
５へと流通する低温気体３に回収した顕熱を放出して、
低温気体３を加熱する。

【００１４】前記上部熱交換室２の各トレイ６は傾斜し
て取り付けられており、熱媒体１０は高温気体１で流動
されながら、トレイ６の端や孔を通って下段側のトレイ
６へ徐々に落下し、コーン状に形成された上部熱交換室
２の底から連通管５の中に入り、前記下部熱交換室４の
上部に配置された円盤９上に落下する。

【００１５】図２（ａ）に示すように、前記円盤９は、
その回転軸１６の先端に取り付けられたベベルギア１７
で、モータ８の駆動軸１８から回転トルクを伝達され、
低速で回転する。回転軸１６と駆動軸１８は保護管１９
で保護されている。また、回転軸１６の中心には空気管
２０が通され、円盤９の上面から連通管５の下端開口に
向けて空気を噴射するようになっている。この空気噴射
は、凝集した熱媒体１０の流動性を高め、円盤９の上か
らスムーズに下方へ落下させるためのものである。

【００１６】前記円盤９の上方には、連通管５の下端開
口の周囲を覆うガイド管２１が配置されている。このガ
イド管２１は、そのフランジ２２をサーボモータ２３の
回転軸に取り付けられたカム２４で支えられて昇降さ
れ、その下端と円盤９の上面との隙間２５が調節される
ようになっている。このガイド管２１は、熱交換装置の
運転終了時に、円盤９と概ね接する位置まで下降させて
おくことにより、連通管５の中に定量の熱媒体１０を保
持することができ、運転再開時の熱媒体１０の循環をス
ムーズに行うことができる。

【００１７】図２（ｂ）に示すように、前記円盤９の上
面側には、３つのスクレーパ２６が放射状に配置されて
いる。連通管５から落下して、前記隙間２５からはみ出
す熱媒体１０は、これらのスクレーパ２６で円盤９上か
ら掻き落とされる。

【００１８】前記スクレーパ２６で掻き落とされた熱媒
体１０は、図１に示すように、水平に取り付けられた下
部熱交換室４のトレイ７上へ均等に分散され、低温気体
３で流動されながら、各トレイ７の孔を通って下段側へ
と移動し、下部熱交換室４の底に落下する。各トレイ７
には振動装置２７が取り付けられており、熱媒体１０の
トレイ７への付着を防止するようになっている。

【００１９】前記下部熱交換室４の底に落下した熱媒体
１０は、排出口２８からエゼクタ２９に送られ、ブロア
３０で送風される空気で搬送管３１を通ってホッパ３２
に戻され、前記投入口１１から再び上部熱交換室２に投
入される。

【００２０】図３（ａ）、（ｂ）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
と同じであり、図２（ａ）、（ｂ）に示した連通管５の
周辺部のみが異なる。この実施形態では、下部熱交換室
４の上部壁が、一方向から内側に張り出されて、下部熱
交換室４内にネック部３３が形成されている。このネッ
ク部３３には、モータ３４で高速回転される回転羽根３
５が設けられ、張り出し部分の室外には、連通管５の下
方に配置された円盤３６を回転駆動するモータ３７が設
置されている。

【００２１】前記円盤３６は、その回転軸３８の先端に
取り付けられたベベルギア３９で、モータ３７の回転ト
ルクを伝達されて低速で回転し、回転軸３８は円盤３６
の上方に延長されて連通管５の中に挿入され、この延長
部分に回転羽根４０が取り付けられている。この回転羽
根４０は、凝集して連通管５の中で詰まったり、連通管
５の内面に付着したりする熱媒体１０を、攪拌して落と
すためのものである。なお、回転軸３８は中空軸であ
り、空気を噴出するための貫通孔４１が複数個設けら
れ、ここから空気配管４９で供給される空気を噴出する
ことにより、凝集した熱媒体１０の流動性をよくすると
ともに、回転軸３８の冷却を行っている。

【００２２】前記円盤３６の上方には、第１の実施形態
と同様に、ガイド管４２が配置されており、そのフラン
ジ４３に螺合され、連通管５の外面に取り付けられたね
じ４４でガイド管４２が上下されて、その下端と円盤３
６の上面との隙間が調節される。

【００２３】前記円盤３６の上面側には湾曲したスクレ
ーパ４５が配置されており、スクレーパ４５の先端部
が、図３（ｂ）中に矢印で示す円盤３６の回転方向に対
向するように、その回転軸４６に取り付けられたレバー
４７で回転位置を調節されている。連通管５から円盤３
６上に落下する熱媒体１０は、前記回転羽根３５が設け
られたネック部３３側へスクレーパ４５で掻き落とされ
る。なお、前記張り出し部分の屋根面４８には傾斜が設
けられ、この屋根面４８上に落下する熱媒体１０を、ネ
ック部３３側へ転がり落とすようになっている。ネック
部３３を通った熱媒体１０は、第１の実施形態と同様
に、低温気体３で流動されながら、下部熱交換室４のト
レイ７上へ均等に分散される。

【００２４】上述した各実施形態では、連通管の下端部
に昇降可能なガイド管を配置し、連通部の下端開口と回
転円盤上面との隙間を調節するようにしたが、回転円盤
を昇降させて、上記隙間を調節する方法も採用すること
ができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明の熱交換装置
は、連通部から下部熱交換室に入る熱媒体を一旦回転円
盤上に落下させ、回転円盤上に落下した熱媒体をスクレ
ーパで掻き落とすようにしたので、下部熱交換室のトレ
イへ確実に熱媒体を送ることができる。

【００２６】また、回転円盤の上側に、連通部に溜まる
熱媒体を下方に落とす手段を設けて、熱媒体を回転円盤
上に落下させることにより、凝集した熱媒体による連通
部の閉塞を防止することができ、連通部の下端開口と、
回転円盤の上面との間隔を調節する手段を設ければ、回
転円盤上から掻き落とされる熱媒体の量を調節して、適
量の熱媒体をトレイ上へ分散させることができる。

【００２７】さらに、スクレーパを、回転円盤上の熱媒
体を所定の方向に掻き落とすように形成することによ
り、この所定の方向に落下する熱媒体を解砕手段等に通
して、付着性物質で凝集する熱媒体を効率よく単体に分
離することができる。

【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正
面図

【図２】ａは図１の熱交換装置の要部を拡大して示す縦
断面図、ｂはａのIIb −IIb 線に沿った断面図

【図３】ａは第２の実施形態の熱交換装置の要部を拡大
して示す縦断面図、ｂはａのIIIb−IIIb線に沿った断面
図

【図４】従来の熱交換装置を示す概略縦断正面図

【符号の説明】

１高温気体２熱交換室３低温気体４熱交換室５連通管６、７トレイ８モータ９円盤１０熱媒体１１投入口１２通気口１３排気口１４通気口１５排気口１６回転軸１７ベベルギア１８駆動軸１９保護管２０空気管２１ガイド管２２フランジ２３サーボモータ２４カム２５隙間２６スクレーパ２７振動装置２８排出口２９エゼクタ３０ブロア３１搬送管３２ホッパ３３ネック部３４モータ３５回転羽根３６円盤３７モータ３８回転軸３９ベベルギア４０回転羽根４１貫通孔４２ガイド管４３フランジ４４ねじ４５スクレーパ４６回転軸４７レバー４８屋根面４９空気配管

Claims

(57)【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が上下に設けられ、上
部熱交換室の下部と下部熱交換室の上部が小断面の連通
部で連通され、各熱交換室にトレイが複数段に設けら
れ、前記上部熱交換室に設けられた熱媒体の投入口から
投入される熱媒体を、前記上部熱交換室の各トレイ、連
通部、下部熱交換室の各トレイ、下部熱交換室の底部へ
と順次落下させて、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、前記高温気体が廃棄物
を処理したときに生じる高温排ガスであり、前記連通部
の下端開口に対向させて、回転駆動される円盤を配置
し、この円盤上に落下する熱媒体を掻き落とすスクレー
パを設けたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】前記円盤の上側に、前記連通部に溜まる
熱媒体を下方に落とす手段を設けた請求項１に記載の熱
交換装置。
【請求項３】前記連通部に溜まる熱媒体を下方に落と
す手段が、前記円盤の回転軸を円盤の上方に延長し、こ
の延長された回転軸に回転羽根を取り付けたものである
請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項４】前記連通部の下端開口と、前記円盤の上
面との間隔を調節する手段が設けられた請求項１乃至３
のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項５】前記連通部の下端開口と円盤上面との間
隔を調節する手段が、前記連通部の下端側に、連通部に
連なるガイド管を設け、このガイド管を昇降させて、ガ
イド管の下端と円盤上面との間隔を調節するものである
請求項４に記載の熱交換装置。
【請求項６】前記スクレーパが、前記円盤上の熱媒体
を所定の方向に掻き落とすように形成された請求項１乃
至５のいずれかに記載の熱交換装置。