JPH0357396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

「産業上の利用分野」 本発明は、例えば火力発電所等のように、高温
ガスを排出する設備のある場所において、前記高
温排ガスから低温ガスへ熱回収を行なうヒートパ
イプ式排熱回収装置に関するものである。 さらに具体的には、この種の排熱回収装置にお
けるヒートパイプは、装置が大型であることによ
る製造上及び材質上の理由から、ほとんどスパイ
ラルフイン付きヒートパイプが使用されており、
高温排ガス中の粉塵が回収装置におけるスパイラ
ルフイン付きヒートパイプに付着すると熱効率が
低下するので、ヒートパイプ群に対し上方から多
量の小鋼球を落下接触せしめて前記ヒートパイプ
に付着した粉塵を除去する、いわゆるシヨツトク
リーニング方式が賞用されているが、本発明はこ
のようにシヨツトクリーニング方式を採用する場
合において好適するヒートパイプ式排熱回収装置
に関するものである。 「従来の技術」 この種の排熱回収装置は、垂直な仕切板で高温
側ダクトと低温側ダクトとに区分したケーシング
内に、両ダクトに通じるように、スパイパルフン
付きヒートパイプを、高温側がやや低レベルとな
るように水平状態より僅かに傾斜させて多数設
け、高温側ダクト内を通過する高温排ガスの熱
を、低温側ダクト内を通る低温ガスに回収する構
造である。 そして、ヒートパイプにおけるスパイラルフイ
ンの巻き方向は、フインの高周波溶接装置の仕様
によつて定まるが、現在のほどんどの溶接装置は
フインを右巻きに溶接する構造であるから、従来
のこの種の排熱回収装置におけるヒートパイプの
ほどんどは、右巻きフインを有するものが使用さ
れ、また、フインの巻き方向はヒートパイプの熱
交換性能に影響を与えないため、従来のこの種の
装置では、フインの巻き方向を考慮したものはな
かつた。 「発明が解決しようとする課題」 スパイラルフイン付きヒートパイプを、高温排
ガス側が低くなるようにやや傾けて配列するの
は、内部の作動液の還流を促進するために必要で
あるが、従来のこの種の排熱回収装置では、前述
のようにヒートパイプにおけるスパイラルフイン
の巻き方向が全く配慮されず、同じ巻き方向のス
パイラルフイン付きヒートパイプが使用されてい
たものである。 例えば第５図のように、同方向に巻いた（右巻
き）スパイラルフイン１１を有するヒートパイプ
１のみを用いた排熱回収装置において、スパイラ
ルフイン１１を含むヒートパイプ１表面のクリー
ニングのために、上方より図示しない小鋼球をヒ
ートパイプ群に対して落下させた場合、各ヒート
パイプ１が、第５図手前側が低くなるように若干
傾斜し、スパイラルフイン１１がやや上向きにな
つているため、フイン１１により第５図左方向へ
はじかれる小鋼球がより多くなり、前記小鋼球は
第５図の矢印のようにフイン１１の傾きの方向へ
より多く流れ、第５図の場合で言えば、小鋼球は
下方へ落下するに従つて左側に偏り、その結果、
同図右下部分の各ヒートパイプ１のクリーニング
が不充分になる。 この傾向は、排熱回収装置が大型になればなる
程顕著になる。 本発明の目的は、前記のようなヒートパイプ式
排熱回収装置において、シヨツトクリーニングの
際に小鋼球の分散をコントロールできるととも
に、装置全体にわたつて、できるだけ均一にヒー
トパイプの表面をクリーニングすることができる
排熱回収装置を提供することにある。 「課題を解決するための手段」 本発明は前述の目的を達成するため、前述のよ
うな構造のヒートパイプ式排熱回収装置におい
て、少なくとも高温排ガスが接触する部分につ
き、ヒートパイプ群に右巻きフインを有するヒー
トパイプと左巻きフインを有するヒートパイプと
を混在させる手段を採択したものである。 右巻きフインを有するヒートパイプと、左巻き
フインを有するヒートパイプとは、必ずしも厳密
に均一に混在することを要しないが、ヒーパイプ
群のクリーニングをより均一にするためには、例
えば、右巻きフインを有するヒートパイプと左巻
きフインを有するヒートパイプとを、上下方向及
び横方向ともに交互に配列するか、あるいは、各
段交互又は各列交互に異なる巻き方向のフインを
有するヒートパイプを配列するなど、なるべく均
一に混在させるようにするのが好ましい。 また、高温排ガスの流れ方向入口側に近いヒー
トパイプ（特に入口側の下方のもの）には、他の
部分のヒートパイプに比べて粉塵の付着がより多
いのが普通であるから、この入口側における数列
のヒートパイプについては、上方より小鋼球を落
下させた場合、小鋼球が入口側下方部分により多
く落下するように、フインの巻き方向がそれぞれ
同じヒートパイプを使用し、他の列については、
フインの巻き方向がそれぞれ異なるヒートパイプ
を混在させるように構成するのがより望ましい。 一般に、高温環境下におけるヒートパイプのチ
ユブには炭素鋼を、低温環境下におけるヒートパ
イプのチユーブにはステンレスを使用するのが、
耐食性と経済性から見て適切であるから、高温排
ガスの流れ方向より見て上流側のヒートパイプの
チユーブには、高温ガスに接触する部分も低温ガ
スに接触する部分も炭素鋼を用い、下流側のヒー
トパイプのチユウーブにはいずれもステンレスを
用いるのが望ましい。また、高温環境下では炭素
鋼フインよりステンレスフインの方が鋼球の衝撃
に対して優れた耐久性を示すから、ヒートパイプ
の高温排ガスに接触する部分のスパイラルフイン
には上流側も下流側もステンレスを用い、低温ガ
スに接触する部分のスパイラルフインには、高温
排ガスの流れ方向より見て上流側に位置する部分
には炭素鋼を使用し、下流側に位置する部分には
ステンレスフインを使用するのが望ましい。 「作用」 本発明に係るヒートパイプ式排熱回収装置は、
前述のように、スパイラルフインの巻き方向を異
にするヒートパイプを混在させたものであるか
ら、シヨツトクリーニングの際に多数の小鋼球を
ヒートパイプ群に向けて落下させた場合、小鋼球
の流れの偏りが少なくなる。 右巻きフインを有するヒートパイプと左巻きフ
インを有するヒートパイプとを、上下方向及び横
方向ともに交互に配列するか、あるいは、奇数段
又は奇数列のものを右巻きフインとし、偶数段又
は偶数列のものを左巻きフインとするなどの手段
により、フインの巻き方向を異にするヒートパイ
プを均一に混在させた場合は、小鋼球の流れの偏
りはほとんどなくなりより均一に分散落下する。 また、高温排ガスの入口側における数列のヒー
トパイプについて、小鋼球が高温排ガスの入口方
向に流れ易いような同じ巻き方向のフインを有す
るヒートパイプを使用し、他の列についてはフイ
ンの巻き方向が異なるヒートパイプを混在させた
場合には、排ガス中の粉塵の付着がより多い部分
のヒートパイプについて小鋼球がより多く接触し
て、全体としてより良好なクリーニング効果を得
ることができる。 「実施例」 第１図〜第３図は本発明に係る排熱回収装置の
一例を示すものである。 第１図のように、耐食性に富んだ材料で製造し
たケーシング２は、垂直な仕切壁２２により高温
側ダクト２０と低温側ダクト２１とに仕切られ、
高温側ダクト２０には高温排ガスが入口２ａより
出口２ｂの方向（第１図の矢印ａ）に流れ、低温
側ダクト２１にはきれいな低温ガスが入口２ｃよ
り出口２ｄの方向（第１図の矢印ｂ）に流れるよ
うに構成している。 ケーシング２内には、仕切壁２２を貫通して、
スパイラルな右巻きフイン３１を有するヒートパ
イプ３と、スパイラルな左巻きフイン４１を有す
るヒートパイプ４とが、高温側ダクト２０に位置
する端部がやや低くなるように僅かに傾斜させて
多数混在する状態に支持され、高温側ダクト２０
内を流れる高温排ガスの熱を、各ヒートパイプ
３，４内の作動液を介して、低温側ダクト２１内
を流れる低温ガスへ回収するようになつている。 この実施例においては、奇数段に右巻きフイン
３１を有するヒートパイプ３を、偶数段に左巻き
フイン４１を有するヒートパイプ４をそれぞれ配
列し、偶数段の各ヒートパイプ４は奇数段のヒー
トパイプ３相互の中間に位置するようになつてい
る。 また、この実施例のヒートパイプ３，４のチユ
ブ及びフインには、配置環境における耐食性や耐
久性及び経済性を考慮して、それぞれの部分につ
き次の第１表に示すような材料を用いている。

【表】 第３図は、高温排ガスの全体の処理機構のう
ち、本発明に係るヒートパイプ式排熱回収装置の
概略正面図であつて、ケーシング２は図示しない
機台の上に固定されており、高温側ダクト２０の
上方には、小鋼球の貯蔵タンク５が設けられ、こ
の貯蔵タンク５の下部に設けたバルブ５１を開く
ことにより、貯蔵タンク５内の小鋼球が供給管５
２内を下方に流れ、小鋼球は、分散装置６によつ
て分散しながら高温側ダクト２０内のヒートパイ
プ３，４に向けて連続落下し、多数のヒートパイ
プ３，４に接触しつつ下方のホツパ２３まで落下
する間に、ヒートパイプ３，４に付着しているダ
ストを落し、ダストとともに下方のダストセパレ
ータ７内に流れる。 ダストセパレータ７内で、小鋼球と分離したダ
ストは排出ライン７１で外部に排出される。 他方、ダストと分離したダストセパレータ７内
の小鋼球は、ホツパ７２を経て小鋼球の循環配管
８に供給され、ブロア８１によるガスの圧力でリ
フトライン８２を経て貯蔵タンク５に供給される
ように循環する。 この実施例において、分散装置６は、第２図の
ように、ケーシング２の高温側ダクト２０内に突
き出した供給管５２の先端下方に臨むように、支
持枠６１で支持させた半球面状又は円弧状の鋼鉄
よりなる衝突分散手段６０と、その上方に位置す
るように、供給管５２の先端部分へ取付けた傘形
の補助分散手段６２とで構成されており、供給管
５２から落下して前記衝突分散手段６０に衝突し
た小鋼球が、一部はそのまま広く周囲に分散し、
他の一部は衝突分散手段６０から跳ね返つて補助
分散手段６２に衝突分散することによつて、より
均一に分散するようになつている。 前記実施例のヒートパイプ式排熱回収装置は、
高温側ダクト２０内において、右巻きフイン３１
を有するヒートパイプ３と、左巻きフイン４１を
有するヒートパイプ４とが混在するように配列さ
れており、奇数段のヒートパイプの右巻きフイン
３１に当つて第２図左方向により多く跳ねる小鋼
球は、次の偶数段のヒートパイプの左巻きフイン
４１に当つて同図右方向により多く跳ね、小鋼球
群は全体として同図矢印ｂのように流れるので、
偏らないでより均一に分散しながら落下し、した
がつて、ヒートパイプのクリーニングにむらが生
じない。 奇数段のヒートパイプと偶数段のヒートパイプ
が上下方向に重なる状態に配置する場合は、それ
ぞれフインの巻き方向の異なるヒートパイプ３と
４とを、上下方向及び水平方向へ交互に混在する
状態に配列するのが好ましい。 第４図は、ケーシング２内において、矢印ａで
示す高温排ガスの流れ方向上流側の数列（二列）
につき、左巻きフイン４１を有するヒートパイプ
４を配列し、他の列については右巻きフイン３１
を有するヒートパイプ３と左巻きフイン４１を有
するヒートパイプ４とを交互に混在する状態に配
列した例を示している。 第４図の例は、小鋼球群を上方より落下させた
場合に、小鋼球群の一部を、通常高温排ガス中の
粉塵の付着が最も多い高温排ガスの入口側２ａに
おける下方のヒートパイプの方向へ偏るように落
下させ、この部分のヒートパイプにより多くの小
鋼球が当り、全体としてより充分なクリーニング
ができるようにしたものである。 第４図における排熱回収装置のその他の構造や
作用は、第１図及び第２図の実施例の装置と同様
なのでそれらの説明は省略する。 「発明の効果」 本発明に係るヒートパイプ式排熱回収装置は、
少なくとも高温排ガスと接触する部分のヒートパ
イプ群につき、スパイラルフインの巻き方向が異
なるヒートパイプを混在させて配列したので、小
鋼球群を落下接触させるシヨツトクリーニングの
際に、小鋼球の流れの偏りを防止することができ
るとともに、粉塵の付着がより多い部分のヒート
パイプに対しては、意識的にその方向へ小鋼球群
の流れの一部を偏らせるようにコントロールする
ことができる。 したがつて、全体としてより好ましいクリーニ
ング効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るヒートパイプ式排熱回収
装置の一例を示す概略平断面図、第２図は第１図
矢印Ａ−Ａに沿う部分縦断面図、第３図は本発明
に係る排熱回収装置の全体の概略正面図、第４図
は他の実施例を示す概略平断面図、第５図は従来
のヒートパイプ式排熱回収装置の問題点を指摘す
るための部分縦断面図である。 図中主要符号の説明、２はケーシング、２０は
高温側ダクト、２１は低温側ダクト、２２は仕切
壁、３，４はヒートパイプ、３１は右巻きフイ
ン、４１は左巻きフインである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スパイラルフイン付きヒートパイプを水平状
   態より一定方向へやや傾けて多数設け、この多数
   のヒートパイプにそれぞれ高温排ガスと低温ガス
   とを接触させ、高温排ガスから低温ガスへ熱回収
   する排熱回収装置において、少なくとも高温排ガ
   スが接触する部分につき、前記ヒートパイプ群に
   右巻きフインを有するヒートパイプと左巻きフイ
   ンを有するヒートパイプとを混在させたことを特
   徴とする、ヒートパイプ式排熱回収装置。 ２ 右巻きフインを有するヒートパイプと左巻き
   フインを有するヒートパイプとを、上下方向及び
   横方向ともに交互に配列し、又は、右巻きフイン
   を有するヒートパイプと左巻きフインを有するヒ
   ートパイプとを、各段交互に若しくは各列交互に
   配列した、請求項１に記載のヒートパイプ式排熱
   回収装置。 ３ 高温排ガスの流れ方向入口側の数列について
   フインの巻き方向がそれぞれ同じヒートパイプを
   使用し、他の列についてはフインの巻き方向が異
   なるヒートパイプを混在させた、請求項１に記載
   のヒートパイプ式排熱回収装置。 ４ ヒートパイプの少なくとも高温排ガスと接触
   する部分においては、スパイラルフインの材質を
   ステンレスとした、請求項１〜請求項３のいずれ
   かに記載のヒートパイプ式排熱回収装置。 ５ ヒートパイプのスパイラルフインを除いたチ
   ユーブ部分の材質を、高温排ガスの流れ方向から
   見て上流側の数列については炭素鋼とし、他の列
   についてはステンレスとした、請求鋼４に記載の
   ヒートパイプ式排熱回収装置。