JPH05180403A

JPH05180403A - 排熱回収装置

Info

Publication number: JPH05180403A
Application number: JP35697491A
Authority: JP
Inventors: Kenji Honda; 賢士本多; Akira Hirayama; 平山　　昭
Original assignee: MARUKIN SATO ZOSEN TEKKOSHO KK; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: MARUKIN SATO ZOSEN TEKKOSHO KK; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1991-12-25
Filing date: 1991-12-25
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】低熱源用の排熱回収装置において、熱交換エ
レメントの伝熱面積を大きくするため、熱交換エレメン
トを増やして気水分離ドラムの上方まで配置している
が、これによるボイラ起動停止時のドラム内水位の極端
な変動、および循環ポンプ停止時に熱交換エレメントの
上部が空缶になることによる熱交換エレメントの焼損を
防止すること。【構成】熱交換室１の内部を仕切り壁２１によって複
数の室２２，２３に分割し、一方の室に排ガスを導入す
る入口ダクト３を設けるとともに、他の室に排ガスの出
口となる出口ダクト６を設け、排ガスが仕切られた各室
を順次経て熱交換エレメント２との熱交換を行った後排
出されるようにし、かつ熱交換エレメント２を気水分離
ドラム１２の水位以下に配置してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の熱源からの排熱
によって熱水を得たり、蒸気を発生させたりする排熱回
収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排熱回収装置としては、排ガスボイラや
エコノマイザがよく知られている。図４は従来の排ガス
ボイラの一部を断面で示した構成説明図である。すなわ
ち、熱交換室１の内部に熱交換エレメント２が配置され
ており、熱交換室１の下部にはガス入口ダクト３に連な
って入口ダンパ４およびエキスパンション５が設けられ
ている。一方、熱交換室１の上部にはガス出口ダクト６
に連なって出口ダンパ７およびエキスパンション８が設
けられている。そして、ガス入口ダクト３とガス出口ダ
クト６との間は、バイパスダクト９によって連結されて
いて、バイパスダクト９には２個のエキスパンション１
０とその間にバイパスダンパ１１が設けられている。

【０００３】また、熱交換室１の外部には、熱交換エレ
メント２に缶水を循環させるための気水分離ドラム１２
が設置されていて、気水分離ドラム１２は循環ポンプ１
３を介して熱交換エレメント２の入口ヘッダ１４に連結
されるとともに、熱交換エレメント２の出口ヘッダ１５
が気水分離ドラム１２に連結されて、缶水の循環系を形
成している。なお、気水分離ドラム１２で分離された蒸
気は、蒸気管１６を通してプロセスラインなどへ送られ
る。

【０００４】このような従来の排ガスボイラにおいて、
高温の排ガスはガス入口ダクト３から熱交換室１の下部
に導入され、熱交換エレメント２の周囲を上向に上昇し
ながら熱交換し、ガス出口ダクト６を通って図示しない
煙突から排出される。一方、気水分離ドラム１２には外
部から給水されていて、その水は循環ポンプ１３および
入口ヘッダ１４を介して熱交換エレメント２に導入され
る。そして、排ガスとの熱交換により生じた蒸気は、熱
交換エレメント２の出口ヘッダ１５から気水分離ドラム
１２に戻り、気水分離ドラム１２で蒸気と缶水に分離さ
れ、分離された蒸気は、蒸気管１６を通してプロセスラ
インなどへ送られる。また、蒸気を分離した後の缶水
は、循環ポンプ１３により熱交換エレメント２へ再循環
される。

【０００５】なお、ガス入口ダクト３とガス出口ダクト
６との間を連結したバイパスダクト９は、熱交換室１の
圧力制御用として設けられていて、通常バイパスダンパ
１１を少し開いて、入口ダクト３から導入される排ガス
の一部をバイパスさせて、熱交換室１内の圧力が一定と
なるように制御するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、省エネルギ
ー化を意図した排ガスボイラにあっては、低熱源の排ガ
スを利用することになるため、この場合には排ガスのエ
ネルギー密度が少なく、熱交換エレメント２の伝熱面積
を大きくしなければならない。そのため、熱交換エレメ
ント２の高さが高くなり、出口ヘッダ１５は気水分離ド
ラム１２の水位よりも相当高い位置に設置されることに
なっている。従って、ボイラの起動や停止の時には、気
水分離ドラム１２内の水位変動が極端に大きくなり、運
転上不都合を来しているという問題があった。また、エ
ンジンを停止した後すぐに循環ポンプ１３を停止したよ
うな場合には、熱交換エレメント２の上部が空缶となる
ために、熱交換エレメント２に付着した粘着性スーツが
着火して熱交換エレメント２を焼損させる虞れがあると
いう問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、排ガスの入
口と出口を有する熱交換室の内部に熱交換エレメントを
備え、この熱交換エレメントに缶水を循環させる気水分
離ドラムが連結された排ガスから排熱を回収する排熱回
収装置において、前記熱交換室の内部を複数の室に仕切
り、仕切られた一方の室に排ガスの入口を設けるととも
に、他の室に排ガスの出口を設け、導入された排ガスが
仕切られた各室を順次経て排出され、かつ熱交換エレメ
ントを気水分離ドラムの水位以下に配置したものであ
る。

【０００８】

【作用】上記の手段によれば、熱交換室の内部を仕切
って複数の室に分割した分だけ熱交換エレメントの高さ
が低くなり、しかも排熱回収装置の熱交換エレメントが
常に気水分離ドラムの水位よりも下に位置しているの
で、熱交換エレメント内に缶水が常に充満した状態にあ
り、従ってボイラの起動停止、循環ポンプの発停および
ガス投入時のドラム内水位の変動や熱交換エレメントの
焼損を回避するための特別な手段を採ることは不要とな
る。

【０００９】

【実施例】以下本発明に係る排熱回収装置の実施例につ
いて、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。なお
これらの図において、図４と同一部分には同一符号を付
してあるのでその部分の説明は省略する。

【００１０】図１は、本発明に係る排熱回収装置の第１
の実施例の一部を断面で示した構成説明図である。すな
わち本発明では、熱交換室１の内部を仕切り壁２１によ
って縦方向に２分して、第１セクション２２と第２セク
ション２３を形成し、熱交換室１内の上部と底部に空間
を形成するようにして、中間部に熱交換エレメント２を
配置している。なお熱交換エレメント２は、仕切り壁２
１を貫通して第１セクション２２と第２セクション２３
に位置するようになっている。そして、第１セクション
２２の底部にガス入口ダクト３が連結され、第２セクシ
ョン２３の底部にガス出口ダクト６が連結されている。
また、熱交換室１内の仕切り壁２１の上部には、締切ダ
ンパ２４が設けられ、同じく仕切り壁２１の下部にはバ
イパス用ダンパ２５が設けられている。

【００１１】なお、熱交換エレメント２の入口ヘッダ１
４は、循環ポンプ１３を介して気水分離ドラム１２に連
結されているとともに、熱交換エレメント２の出口ヘッ
ダ１５も気水分離ドラム１２に連結されて、缶水の循環
系が形成されている。そして熱交換エレメント２は、気
水分離ドラム１２の水位Ｌよりも下方に配置されてい
る。

【００１２】このように構成された本発明の排熱回収装
置は、締切ダンパ２４を全開とするとともに、バイパス
用ダンパ２５を全閉として、ガス入口ダクト３から熱交
換室１へ排ガスを導入する。従って、排ガスは第１セク
ション２２内を上昇して、その上部から締切ダンパ２４
を経て第２セクション２３へ入り、第２セクション２３
を下降して底部のガス出口ダクト６から排出される。そ
して、排ガスが第１セクション２２内から第２セクショ
ン２３内を通過することにより、熱交換エレメント２内
の缶水との熱交換が行われる。なお、熱交換エレメント
２と気水分離ドラム１２との間の循環系の作用は従来と
同様である。また、バイパス用ダンパ２５は通常全閉と
しているが、これを若干開くことにより、熱交換室１へ
導入する排ガスの圧力を調整することができる。

【００１３】そして、排熱回収装置を使用しないときに
は、締切ダンパ２４を全閉とし、バイパス用ダンパ２５
を全開とすることにより、ガス入口ダクト３から熱交換
室１へ導入される排ガスは、第１セクション２２および
第２セクション２３を経ることなく、ガス出口ダクト６
から全量が排出される。すなわち、熱交換室１へ導入さ
れた排ガスは、熱交換エレメント２をバイパスして排出
されることになる。

【００１４】次に、本発明の第２の実施例を図２および
図３により説明する。なお図３は、図２のＡ−Ａ線に沿
う断面図である。この実施例では、熱交換室１の内部を
縦方向に２分する仕切り壁３１を、図１における仕切り
壁２１に対して直角方向に配置したものである。従っ
て、熱交換エレメント２を仕切り壁３１に貫通させる必
要がなく、熱交換室１内に第１セクション２２および第
２セクション２３を形成することができる。その他の構
成、作用は図１に示した第１の実施例と同様である。

【００１５】なお、第１および第２の実施例において
は、熱交換室を２分割した例を示したが、本発明はこれ
に限定するものではなく、熱交換室を複数のセクショ
ン、好ましくは偶数個のセクションに分割してもよい。
例えば、熱交換室を各セクションが直線上に並ぶように
４またはそれ以上の偶数個に分割したり、または熱交換
室を田の字状に４分割することもできる。

【００１６】また、図示の実施例ではガス入口ダクト３
およびガス出口ダクト６を熱交換室１の下部に設けてあ
るが、これらを熱交換室１の上部に設けるようにしても
よい。この場合、締切ダンパ２４は仕切り壁２１の下部
に、バイパス用ダンパ２５は仕切り壁２１の上部に配設
されることになる。

【００１７】いずれにしても、熱交換室内の構成の最良
の態様は、図１および図３に例示のように、ガス入口ダ
クト３、ガス出口ダクト６およびバイパス用ダンパ２５
が熱交換室１の上部または下部の同じ側に位置され、そ
の反対側の仕切り壁に締切ダンパ２４が位置されるよう
な構成である。

【００１８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、熱
交換室の内部を仕切って複数のセクションに分割した分
だけ熱交換エレメントの高さを低くして、排熱回収装置
の熱交換エレメントを、常に気水分離ドラムの水位より
も下に位置させてあるので、起動や停止時の気水分離ド
ラムの水位の変動を極めて少なくすることができる。ま
た、熱交換エレメント内に缶水が常に充満した状態が維
持されていて一部が局部的に高温となることはないた
め、熱交換エレメントへの粘着性スーツの付着や付着し
た粘着性スーツの着火、従って熱交換エレメントの焼損
の虞れをなくすことができる。更に、熱交換エレメント
の高さが低くなるだけ熱交換室の高さも低くなり、各ダ
ンパを装置内に一括収容できるので、操作や保守点検が
容易となり、装置全体がコパクト化し、そして耐震性も
向上することができる等、顕著な作用効果を奏する排熱
回収装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排熱回収装置の一実施例を、一部
を断面で示した構成説明図である。

【図２】本発明の第２の実施例を、一部を断面で示した
構成説明図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】従来の排熱回収装置の一部を断面で示した構成
説明図である。

【符号の説明】

１熱交換室２熱交換エレメント３ガス入口ダクト６ガス出口ダクト１２気水分離ドラム２１仕切り壁２２第１セクション２３第２セクション

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガスの入口と出口を有する熱交換室の内
部に熱交換エレメントを備え、この熱交換エレメントに
缶水を循環させる気水分離ドラムが連結された排熱回収
装置において、前記熱交換室の内部を複数の室に仕切
り、仕切られた一方の室に排ガスの入口を設けるととも
に、他の室に排ガスの出口を設け、導入された排ガスが
仕切られた各室を順次経て排出されるようにし、かつ熱
交換エレメントを気水分離ドラムの水位以下に配置した
ことを特徴とする排熱回収装置。