JPH03241288A - 過熱点検出装置付き回転再生式熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は、加熱流体から熱を奪って被加熱流体へその熱
を与えるための回転再生式熱交換装置に関する。より詳
しくは、本発明は、ロータ内の過熱点を検出する装置を
備えた上述の回転再生式熱交換装置に関するものである
。

［従来の技術］ 加熱流体、例えばボイラ排ガス、の保有する熱を連続的
に回収して、この熱を被加熱流体、例えばボイラ燃焼用
空気に与える装置として、中心軸のまわりに回転するロ
ータを備え、そのロータの中に伝熱エレメントを収容せ
しめ、この伝熱エレメントを介して加熱流体と被加熱流
体との間で熱交換を行わしめる回転再生式熱交換装置が
従来から使用されでいる。

加熱流体としてボイラ排ガスを使った場合、ボイラ排ガ
スには、煤塵のほかに燃料の未燃分が相当散会まれてい
るので、このような煤塵や燃料未燃分がロータの中にｆ
！容されている伝熱エレメントの表面に沈着しがちであ
る。

この伝熱エレメント上の沈着物は、そこを通過するボイ
ラ排ガスによって加熱されて、その温度が発火点近傍に
まで高められることがある。この沈着物はついには発火
し始めてロータ内に過熱点を形成することとなる。らし
、この過熱点を検出することなく回転再生式熱交換装置
の運転を継続すれば、ロータ内の金属製の伝熱エレメン
ト自体が発熱するに至る場合がある。これが回転再生式
熱交換装置の火災を引き起こすこととなる。

そこで、このような回転再生式熱交換装置の火災を防止
するために、従来がらも、過熱点検出装置付き回転再生
式熱交換装置が使用されていた。

例えば、回転再生式熱交換装置のロータの端面の近辺に
多数の赤外線センサを設置することによってロータ端面
の全域を監視する方法が用いられた。

赤外線センサによって、過熱点から放射される赤外線が
電気信号に変換され、この電気信号のレベルが一定水準
に達するときに警報が発せられるように設計されていた
。

［発明が解決しようとする課題１ しかし、従来の方法では種々の問題があった。

まず、回転再生式熱交換装置のロータの内部の雰囲気が
赤外線センサに適していない。／％ウノングの内部の温
度は１５０°Ｃないし３５０°Ｃにも達するので、その
中で赤外線センサを機能させるためには、常時冷却する
ことが必要であった。

また、ハウジングの内部の雰囲気が赤外線センサの内部
に侵入するという危険があった。すなわち、煤塵による
悪影響のほかに腐食性雰囲気による悪影響が存在した。

さらに、ハウジングの内部に設けられた赤外線センサの
保守作業が容易でないという問題があった。検出装置の
保守を回転再生式熱交換装置の運転中に行うことは困難
であっｒこ。

更にまた、ハウソングの内部に赤外線センサを設置する
ためのスペースを確保しにければならない等の問題があ
った。赤外センサを多数個設置する場合には特にスペー
ス確保の問題が重要であった。

また、従来の方式では、ロータの内部の過熱点を検出し
て警報を発信させることは可能であったが、これを直接
的に目視することはできなかった６本発明の目的とする
ところは、従来存在した問題点を解決して、赤外線セン
サをハウジング外側の環境の良好なる場所に設置して、
その機能を一１分に発押せしめ、装置の保守作業をも容
易ならしめるとともに、検出装置の設置スペースの確保
に関する問題を解決し、更にまた、ロータの内部の過熱
点を目視することも可能ならしめる過熱点検出装置付き
回転再生式熱交換装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の過熱点検出装置付き回転再生式熱交換装置は、
中心軸と、該中心軸のまわりに回転するロータと、該ロ
ータの内部に収容された伝熱エレメントと、該ロータの
内部の過熱点を検出するための過熱点検出装置と、加熱
流体及び被加熱流体用入口及び出口ダクトを有する該ロ
ータを収容するハウジングとから構成され、該ロータを
回転させることによって加熱流体と被加熱流体との間で
熱交換を行わしめる過熱点検出装置付き回転再生式熱交
換装置において、上記過熱点検出装置は、過熱点から放
射される赤外線を受けるための上記ハウジング内に設け
られた受光プローブと、該受光プローブにより受けた赤
外線を伝送するための該受光プローブから上記ハウジン
グの外部にまで延長して設けられた光ファイバーと、該
光ファイバーにより伝送された赤外線を受けて電気信号
に変換するための該光ファイバーの終端部１こ接続され
ｊこ光センサとから構成され、該光センサには、該光セ
ンサから発信される電気信号を解析して画像表示するた
めの手段が接続されていることを特徴とする。

また、上記光センサには、該尤センサから発信される電
気信号を解析して警報を発するｒこめの手段が接続され
ていることも特徴とする。

さらに、上記過熱点検出装置が、過熱点から放射される
可視光線を受けるための上記ハウジング内に設けられた
受光プローブと、該受光プローブにより受けｒこ可視光
線を伝送するための該受光プローブから上記ハウジング
の外部にまで延長して設けられた光ファイバーとから構
成され、該光ファイバーの終端には目視するための手段
が設けられていることも特徴とする。

尚、上記複数個の受光プローブが前記ロータの一端面に
対面してその半径方向に直線上に取付けられているか、
または、ロータの一端面に対面してその全域をカバーす
るように取付けられていることをＶ￥徴とする。

あるいは、上記受光プローブが、ロータの半径方向に往
復運動することによって、ロータの回転運動に助けられ
てロータの端面の全域をカバーするように取付けられて
いるか、または、受光プロ−ブがアーチ状の軌道を描い
て往復運動をすることによって、Ａｔｉ記ロータの回転
運動に助けられてロータの端面の全域をカバーするよう
に取付けられていることを特徴と載る。

［実施例１ 図面を参照しながら実施例について以下に説明する。

第１図は、本発明に係る過熱点検出装置付き回転再生式
熱交換装置をボイラ排ガスとボイラ燃焼用空気との間の
熱交換に適用した場合を示している。

ボイラ排ガス１は、加熱流体入Ｉ］グクトより回転再生
式熱交換装置のロータ２内へ入る。ロータ２の内部にお
いて、ボイラ排ガス１は伝熱エレメント３によって顕熱
を奪われる。ロータ２はロータ駆！１１Ｊ装置（図示せ
ず）によって回転させられているので、ボイラ排ガス１
から伝熱エレメント３への熱の伝達は連続的に行われる
。熱の伝達を終えたボイラ朝〃ス１は、加熱流体出口ダ
クトを経て回転再生式熱交換装置の外へ排出される。

他力、ボイラ燃焼用字′Ａ４は、被加熱流体人［１グク
１より回転再〈Ｌ成熱交換装置のロータ２内へ入り、そ
こで、ロータ２の内部に収容された伝熱エレメント３の
顕熱を奪い、被加熱流体出ログクトを経て回転再生式熱
交換装置の外へ排出される。

上述のボイラ排ガス〕は煤塵や燃料未燃分を含んでいる
ので、それらがロータ２の内部に収容された伝熱エレメ
ント３の屑を通過する際に伝熱エレメント３の表面に沈
着する。この沈着物の温度が発火点に達すると燃焼して
過熱点を形成する。

この過熱点を検出しなければ、ついには金属製の伝熱エ
レメント３の急激な酸化反応を引き起こして伝熱エレメ
ント３及びロータ２の火災を発生させることがある。

そのような１）態を未然に防止するためには、過熱点を
確実に検出することが必要である。そこで、本発明に係
る過熱点検出装ｊｎ付き回転再生式熱交換装置では、ロ
ータ２の被加熱流体４ＩＩｌｌｌの低温側端面の近傍に
過熱点から放射される赤外線を受けるための受光プロー
ブ５が設けられている。この受光プローブ５の主要部は
マイクロレンズと光ファイバーとから構成されている。

受光プローブ５にて集ｔされｔこ赤外線は、受光プロー
ブ５に接続されて、そこからハウジングの外部にまで延
長されて敷設された光ファイバー６の中を伝送される。

この伝送用の光ファイバー６よステンレス銅製の７レク
シブル管で保護されている。尤ファイバー６としては、
赤外線伝送に適した７ノ化物赤外フアイバーを使用する
。石英ファイバーをこの目的に使用することら可能であ
る。

伝送用の光ファイバー６は、ハウジングの外部において
光センサ７に接続されている。この接続は、光コネクタ
を経由して行われているので、尤ファイバー６の着脱は
容易て゛ある。光センサ７は良好な環境に設置されてい
る。尤センサ７に達した赤外線では、ここで電気信号に
変換される。光センサの中心部はＰ　Ｉ）　Ｓ　’ｆ　
Ｐ　ｂ　Ｓ　ｅなどの検出素子によって構成されている
。

電気信号は、光センサ７に接続された解析装置８及び画
像表示波ａ９においてＡ／Ｄ変換された後、マイクロプ
ロセンサによって温度情報に変換された後に、画像表示
される。解析装置からの情報に基いて、警報を発信させ
るように設計することら１１丁能である。

受光プローブ５を別途に設けて、これに可視光線用光フ
ァイバー１０を接続して、ノ１ウノングの外部にまで延
長された光ファイバーに接眼レンズ１１を接続すること
によって、過熱点を直接的にハウジングの外側から目視
にて観察することが可能である。この場合の尤ファイバ
ー１０としては石英７アイバーを使用する。

第２図および第３図は、本発明に係る過熱点検出装置付
き回転再生式熱交換装置における受光プローブ５の各種
配置例を示すものである。

まず、＃ＩＪ２図の右側の配置例は、複数個の受光プロ
ーブ５がロータ２の低温側端面に対面して半径方向に一
列に配列されている。この配列にて、ロータ２の回転運
動に助けられて、ロータ２の端面の全域がカバーされる
こととなる。

第２図の左側の配置例は、多点検出を行う場合を示ｒ。

このように多数個の受光プローブを設置することによっ
て、ロータの回転運動が停止している場合であってもロ
ータの端面の全域を監視することができる。

第３図の右側の配置例は、受光プローブ５を単個にして
、これをロータ２の半径方向に直線状に往復運動させる
ことによってロータ２の端面の全域をカバーさせること
も可能である。ロータ２の回転運動に助けられて、この
機構によってロータ２の端面の全域が監視される。

第；）図の左側の配置例は、受光プローブ５をアーチ状
に１１復運動させることによってロータ２の端面の全域
をカバーさせることも可能である。ロータ２の回転運動
に助けられて、この機構によってもロータ２の端面の全
域が監視される。

［発明の効果１ 本発明により、光センサを回転再生式熱交換装置ｎの外
部に設置することを可能ならしめた。その結果、尤セン
サを良好な環境に置いてセンサ感度を安定化させ、検出
精度を大［１月こ向上させることに成功した。

まｔこ、Ｖｔ米り法で必要とされていた光センサの冷却
装置が不要となった。本発明により受光プローブをロー
タの高温側端面へ設置することが可能となった。尤セン
サの保守作業が、上述の設置方法によって、極めて容易
となった。回転再生式熱交換装置の運転中であっても光
センサの保守作業を行うことが可能である。

更にまた、光センサの設置スペース確保の問題が本発明
によって解決した。

可視光線用光ファイバーを使用することによって回転再
生式熱交換装置のロータの内部を直接的に目視すること
が可能となった。この直接的目視による観察は画像表示
と併用することも可能である。

受光プローブのサイズが小さいので、多点検出方式を採
用することが容易であり、また、受光プローブのレンズ
部の清掃は小径のエアノズルの使用にて十分可能である
。

【図面の簡単な説明】

ｔＩＳ１図は本発明の一実施例を示す概略説明図、第２
図及びｔｐＪ３図は受光プローブの配置例を示す説明図
である。 １・・・ボイラ排ガス　　２・・・ロータ、３・・・伝
熱エレメント、４・・・ボイラ燃焼用空気、５・・・受
光プローブ、６・・・光ファイバー、７・・・光センサ
、８・・・解析装置、９・・・画像表示装置、１０・・
・光ファイバー１１・・・接眼レンズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中心軸と、該中心軸のまわりに回転するロータと、
   該ロータの内部に収容された伝熱エレメントと、該ロー
   タの内部の過熱点を検出するための過熱点検出装置と、
   加熱流体及び被加熱流体用入口及び出口ダクトを有する
   該ロータを収容するハウジングとから構成され、該ロー
   タを回転させることによって加熱流体と被加熱流体との
   間で熱交換を行わしめる過熱点検出装置付き回転再生式
   熱交換装置において、上記過熱点検出装置は、過熱点か
   ら放射される赤外線を受けるための上記ハウジング内に
   設けられた受光プローブと、該受光プローブにより受け
   た赤外線を伝送するための該受光プローブから上記ハウ
   ジングの外部にまで延長して設けられた光ファイバーと
   、該光ファイバーにより伝送された赤外線を受けて電気
   信号に変換するための該光ファイバーの終端部に接続さ
   れた光センサとから構成され、該光センサには、該光セ
   ンサから発信される電気信号を解析して画像表示するた
   めの手段が接続されていることを特徴とする過熱点検出
   装置付き回転再生式熱交換装置。 ２、中心軸と、該中心軸のまわりに回転するロータと、
   該ロータの内部に収容された伝熱エレメントと、該ロー
   タの内部の過熱点を検出するための過熱点検出装置と、
   加熱流体及び被加熱流体用入口及び出口ダクトを有する
   該ロータを収容するハウジングとから構成され、該ロー
   タを回転させることによって加熱流体と被加熱流体との
   間で熱交換を行わしめる過熱点検出装置付き回転再生式
   熱交換装置において、上記過熱点検出装置は、過熱点か
   ら放射される赤外線を受けるための上記ハウジング内に
   設けられた受光プローブと、該受光プローブにより受け
   た赤外線を伝送するための該受光プローブから上記ハウ
   ジングの外部にまで延長して設けられた光ファイバーと
   、該光ファイバーにより伝送された赤外線を受けて電気
   信号に変換するための該光ファイバーの終端部に接続さ
   れた光センサとから構成され、該光センサには、該光セ
   ンサから発信される電気信号を解析して警報を発するた
   めの手段が接続されていることを特徴とする過熱点検出
   装置付き回転再生式熱交換装置。 ３、中心軸と、該中心軸のまわりに回転するロータと、
   該ロータの内部に収容された伝熱エレメントと、該ロー
   タの内部の過熱点を検出するための過熱点検出装置と、
   加熱流体及び被加熱流体用入口及び出口ダクトを有する
   該ロータを収容するハウジングとから構成され、該ロー
   タを回転させることによって加熱流体と被加熱流体との
   間で熱交換を行わしめる過熱点検出装置付き回転再生式
   熱交換装置において、上記過熱点検出装置は、過熱点か
   ら放射される可視光線を受けるための上記ハウジング内
   に設けられた受光プローブと、該受光プローブにより受
   けた可視光線を伝送するための該受光プローブから上記
   ハウジングの外部にまで延長して設けられた光ファイバ
   ーとから構成され、該光ファイバーの終端には目視する
   ための手段が設けられていることを特徴とする過熱点検
   出装置付き回転再生式熱交換装置。 ４、上記請求項１ないし３記載の過熱点検出装置付き回
   転再生式熱交換装置において、複数個の受光プローブが
   前記ロータの一端面に対面してその半径方向に直線上に
   取付けられていることを特徴とする過熱点検出装置付き
   回転再生式熱交換装置。 ５、上記請求項１ないし３記載の過熱点検出装置付き回
   転再生式熱交換装置において、多数個の受光プローブが
   前記ロータの一端面に対面してその全域をカバーするよ
   うに取付けられていることを特徴とする過熱点検出装置
   付き回転再生式熱交換装置。 ６、上記請求項１ないし３記載の過熱点検出装置付き回
   転再生式熱交換装置において、前記受光プローブが前記
   ロータの半径方向に往復運動することによって、ロータ
   の回転運動に助けられてロータの端面の全域をカバーす
   るように取付けられていることを特徴とする過熱点検出
   装置付き回転再生式熱交換装置。 ７、上記請求項１ないし３記載の過熱点検出装置付き回
   転再生式熱交換装置において、前記受光プローブがアー
   チ状の軌道を描いて往復運動をすることによって、前記
   ロータの回転運動に助けられてロータの端面の全域をカ
   バーするように取付けられていることを特徴とする過熱
   点検出装置付き回転再生式熱交換装置。