JPH08629Y2 - プレート型熱交換器のダスト除去装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、廃熱回収用に使用され
る熱交換器、特に熱交換用プレートを排ガス通路内に並
設したプレート型熱交換器のダスト除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばごみ焼却設備や化学プラント等に
おいて、高温の排ガスをそのまま大気中に放出せずに燃
焼用空気と熱交換させ、燃焼用空気を高温にすることに
より、ごみ等の焼却に必要な燃料を節約し、燃焼時間を
短縮できることが知られている。また加熱された空気を
大気中に放出する排ガス中に供給することによって白煙
防止を図ることも知られている。

【０００３】そのために排ガス経路中に排ガスと空気の
熱交換を行う熱交換器が設けられているが、現状で使用
されている熱交換器は殆どが多管式であり、管の内部に
ダストが堆積して設計通りの熱交換効率が得られず、所
期の温度にならないという問題があり、また管の内部に
付着したダストを圧縮空気により清掃（スートブロー）
するようにしているが、管の長さが長いために殆ど除去
できず、そのために設備の稼働を休止し、温度が下がっ
てから人手によって清掃しており、劣悪な環境下での作
業となるという問題があり、またダストの堆積により管
の腐食が速く、短期間で管に穴があいてしまうという問
題があった。

【０００４】一方、排ガス通路に熱交換用プレートを並
設したプレート型熱交換器も知られているが、その場合
においても排ガス中にダストを含んでいる場合は、ダス
トが熱交換用プレートの表面に付着し、熱交換作用を阻
害するとともに、排ガス通路を閉塞して圧力損失が増大
し、連続運転が不可能になるなどの問題がある。

【０００５】このプレート型熱交換器における従来のダ
ストの除去方法は、スートブロワーにより間欠的に吹き
飛ばしたり、水洗により洗い流す方法が実施されていた
が、ダストを確実にかつ効率的に除去することができな
いという問題があった。

【０００６】そこで、例えば実公平２−２９４３９号公
報においては、熱交換用プレートの壁面に接する線状払
落部材を往復移動させて壁面に付着したダストを除去す
るようにし、機械的に確実にダストを除去するようにし
たものが提案されている。

【０００７】また本出願人は、先に実開平３−７９０９
１号公報において、各熱交換用プレート間の空間に遊嵌
されるとともにその空間を貫通する細長いダストスクレ
ーパと、ダストスクレーパをその長手方向と直交する方
向に往復移動させる移動手段とを備え、さらに移動手段
の具体例として、ダストスクレーパの移動方向に揺動可
能でかつ先端に支軸を固定した揺動アームを熱交換用プ
レートの上下に配設し、上下の支軸間にダストスクレー
パの両端を連結し、揺動アームを揺動駆動する駆動手段
を設けたものを提案している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にダストスクレーパを熱交換用プレートの壁面に沿って
往復移動させるようにしたものにおいては、ダストスク
レーパの往復移動範囲の付着ダストは確実に除去するこ
とができるが、掻き取られたダストの一部がダストスク
レーパの往復移動範囲の両端に掻き寄せられ、熱交換用
プレートの両側端に徐々に堆積し、ダストスクレーパの
円滑な動作を阻害したり、損傷させたりする恐れがあ
り、設備の稼働を定期的に停止して堆積したダストを除
去しなければならないという問題があり、或いは堆積ダ
ストを除去する手段をさらに付設しなければならないた
めにダスト除去装置の構成が複雑になってコスト高にな
るなどの問題があった。

【０００９】本考案は、上記従来の問題点に鑑み、ダス
トスクレーパの往復移動により確実にダストを除去でき
るとともにその往復移動端におけるダストの堆積も簡単
な構成にて防止できるダスト除去装置を提案することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案は、図中の参照符号を付して示すならば、請求
項１にあっては、プレート型熱交換器の各熱交換用プレ
ート５、５間の空間に遊嵌されるとともにその空間を貫
通する細長いダストスクレーパ１１と、ダストスクレー
パ１１をその長手方向と直交する方向に往復移動させる
移動手段１２とを備え、移動手段１２はダストスクレー
パ１１の移動方向に揺動可能でかつ先端にダストスクレ
ーパ１１を連結された揺動アーム２０ａ、２０ｂと、揺
動アームを１８０°以上の揺動範囲で揺動駆動する駆動
手段２８とから成り、ダストスクレーパ１１の移動方向
に面する側部に長手方向適当間隔置きに突出部１５を設
けてなる構成を採用するものである。

【００１１】また、請求項２にあっては、ダストスクレ
ーパ１１が、両側縁が両側の熱交換用プレート５の表面
に近接する横断面形状Ｖ字状の掻き取り部１４とその長
手方向適当間隔置きに掻き取り部に略垂直に突設された
突出板１５とを有してなる請求項１に記載の構成を採用
するものである。

【００１２】

【作用】本考案の請求項１にあっては、ダストスクレー
パ１１が各熱交換用プレート５、５間の空間を往復移動
することにより熱交換用プレート５の壁面に付着したダ
ストを掻き落として除去でき、かつ揺動アーム２０ａ、
２０ｂを１８０°以上揺動させてダストスクレーパ１１
を往復移動させているのでその往復移動範囲の両端部に
おいてはダストスクレーパ１１がその長手方向に大きく
移動し、それに伴ってダストスクレーパ１１の往復移動
範囲の両端に掻き寄せられたダストをダストスクレーパ
１１の側部に設けられた突出部１５にて掻き落とすこと
ができ、ダストスクレーパ１１の往復移動端におけるダ
ストの堆積を防止できる。

【００１３】請求項２にあっては、ダストスクレーパ１
１が横断面形状Ｖ字状の掻き取り部１４を有しているの
で熱交換用プレート５の壁面に付着したダストを削り落
とすようにして確実に除去でき、かつその掻き取り部１
４に略垂直に突出板１５を突設することにより突出部を
簡単に設けることができ、かつ突出部を熱交換用プレー
ト５の側端形状に容易に合わせることができ、ダストの
堆積を殆ど皆無とすることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本考案のプレート型熱交換器のダスト
除去装置の一実施例について、図１〜図６を参照しなが
ら説明する。

【００１５】図１、図２及び図３において、１は角筒状
の熱交換器本体であって、上端に排ガス入口２を有する
とともに下端に排ガス出口３を有している。熱交換器本
体１内部の排ガス通路４に複数枚の熱交換用プレート５
が排ガス流れ方向と平行にかつ一定間隔おきに並列配置
され、熱交換プレート群６が構成されている。７は熱交
換プレート群６の一端下部に接続された空気入口、８は
熱交換プレート群６の他端上部に接続された空気出口で
あり、空気入口７に供給された空気は各熱交換用プレー
ト５内を排ガス通路４内の排ガス流れに対して交叉する
方向に流れて空気出口８から排出される。

【００１６】このようなプレート型熱交換器は従来から
周知のものであり、熱交換用プレート５の内側を図１の
右から左に流れる低温の空気と熱交換用プレート５の外
側を上から下に流れる高温の排ガスとの間で熱交換さ
せ、排ガスの熱を高温空気の形で取り出すものである。

【００１７】１０は、このようなプレート型熱交換器に
組み込まれたダスト除去装置であり、各熱交換用プレー
ト５、５間の空間に遊嵌されるとともにその空間を上下
に貫通する細長いダストスクレーパ１１と、ダストスク
レーパ１１をその長手方向と直交する方向に熱交換用プ
レート５に沿って往復移動させる移動手段１２とから構
成されている。

【００１８】ダストスクレーパ１１は、図４および図５
に詳細に示すように、両側縁を折り曲げて横断面形状台
形状に成形した細長い板状材料１３を２枚合わせして構
成され、両側に横断面形状略Ｖ字状の掻き取り部１４が
形成されている。掻き取り部１４の先端部間の幅は、熱
交換用プレート５、５間の空間の幅よりも若干小さく設
定され、ダストスクレーパ１１は熱交換用プレート５、
５間の空間に移動自在に遊嵌されている。また、掻き取
り部１４には、その長手方向適当間隔置きに板面に対し
て略垂直に突出板１５が固着されている。

【００１９】熱交換プレート群６における左右方向中央
位置で各熱交換用プレート５、５間にサポート部材１６
が介装され、各熱交換用プレート５、５間の空間が左右
に２分割され、それぞれ空間の中央位置上方に、熱交換
器本体１を熱交換用プレート５の並列方向に貫通する一
対の回転軸１７ａ、１７ｂが配設されている。これら回
転軸１７ａ、１７ｂの熱交換器本体１貫通部には気密軸
受１８が配設され、両端部が軸受１９にて回転自在に支
持されている。

【００２０】回転軸１７ａ、１７ｂにはそれぞれ熱交換
器本体１内の両端近傍に一対の揺動アーム２０ａ、２０
ｂが固定され、それらの先端部に熱交換用プレート５の
並列方向に延びる支軸２１ａ、２１ｂが固定されてい
る。各支軸２１ａ、２１ｂはダストスクレーパ１１の上
端部に設けられた孔１１ａに回転及び軸方向に移動自在
に嵌合され、ダストスクレーパ１１はこれら支軸２１
ａ、２１ｂにて支持されている。

【００２１】一対の回転軸１７ａ、１７ｂの両端部の直
下で熱交換プレート群６の下方位置には、回転軸２２
ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂが配設され、それらの熱交
換器本体１貫通部に気密軸受２４が配設されかつ端部が
軸受２５にて回転自在に支持されている。回転軸２２
ａ、２２ｂ、及び２３ａ、２３ｂの熱交換器本体１内の
端部には、それぞれ一対の揺動アーム２６ａ、２６ｂが
固定されている。揺動アーム２６ａ、２６ｂの先端部に
は熱交換用プレート５の並列方向に延びる支軸２７ａ、
２７ｂが固定され、各支軸２７ａ、２７ｂはダストスク
レーパ１１の下端部に設けられた長孔１１ｂに回転及び
軸方向と上下方向に移動自在に嵌合されている。なお、
揺動アーム２０ａ、２０ｂ、２６ａ、２６ｂは、互いに
等長でかつ同じ向きに平行に配置されている。

【００２２】揺動アーム２０ａ、２０ｂ、及び２６ａ、
２６ｂの駆動手段２８は、回転軸１７ａ、１７ｂ、２２
ａ、２２ｂのそれぞれの外側端に固定された４つの駆動
レバー２９と、各駆動レバー２９の先端部が４隅に連結
されて平行リンク機構を構成する連結枠３０と、回転軸
１７ａに固定されたスプロケット３１と、正逆回転制御
可能な減速機付きの駆動モータ３２と、その出力軸に固
定されたスプロケット３２と、スプロケット３０と３２
間に巻き掛けられたチェーン３４にて構成され、駆動モ
ータ３２は駆動レバー２９がその揺動端に配置されたリ
ミットスイッチ３５ａ、３５ｂを作動させることによっ
て交互に反転するように構成されている。これらリミッ
トスイッチ３５ａ、３５ｂは、駆動レバー２９、従って
揺動アーム２０ａ、２０ｂ、及び２６ａ、２６ｂが略２
２０°の範囲で往復揺動するように配置されている。３
６ａ、３６ｂは駆動レバー２９が設定範囲を超えて回転
した場合にそれを検出して駆動モータ３２を緊急停止さ
せる安全用のリミットスイッチである。

【００２３】以上のように構成されたダスト除去装置１
０において、駆動モータ３２にてスプロケット３３、チ
ェーン３４、スプロケット３１を介して回転軸１７ａを
往復回転させると、各回転軸１７ａ、１７ｂ、２２ａ、
２２ｂに固定された駆動レバー２９が連結枠３０を介し
て互いに連動して揺動し、各回転軸１７ａ、１７ｂ、２
２ａ、２２ｂを介して熱交換器本体１内の揺動アーム２
０ａ、２０ｂ、２６ａ、２６ｂが揺動し、上部の支軸２
１ａ、２１ｂ及び下部の支軸２７ａ、２７ｂが互いに同
期して揺動し、これら支軸２１ａ、２１ｂ、２７ａ、２
７ｂにて上下端部が支持されたダストスクレーパ１１が
各熱交換用プレート５の壁面に沿ってほぼその全幅にわ
たって往復移動する。その際、ダストスクレーパ１１の
上下端部が支軸２１ａ、２１ｂ、及び２７ａ、２７ｂに
対して回転自在にかつ軸方向にも移動自在に支持され、
固定されていないので、ダストスクレーパ１１が熱交換
用プレート５、５間を移動する間にその壁面の一部に強
く摺接してそれらが摩損する恐れがない。又、揺動アー
ム２０ａ、２０ｂ、２６ａ、２６ｂの揺動角度範囲が略
２２０°と設定されているので、水平方向の中心線に対
して上下にそれぞれ約２０°の揺動範囲、即ち図４
（ｂ）に示す範囲Ｗでは、ダストスクレーパ１１が左右
の移動量に比して上下方向に大きく移動することにな
る。

【００２４】従って、このプレート型熱交換器を使用し
ている設備の稼働中に設定時間おきに駆動モータ３２を
所定時間だけ作動させると、ダストスクレーパ１１が熱
交換用プレート５、５間で所定回数だけ往復移動し、横
断面形状略Ｖ字状の掻き取り部１４にて熱交換用プレー
ト５の壁面に付着したダストが削り落とすようにして確
実に除去される。また、ダストスクレーパ１１の往復移
動範囲の両端部においてはダストスクレーパ１１が上下
に大きく移動するのに伴ってダストスクレーパ１１の往
復移動範囲の両端に掻き寄せられたダストが突出板１５
にて掻き落とされ、ダストスクレーパ１１の往復移動端
におけるダストの堆積が防止される。

【００２５】上記図示例のダストスクレーパ１１におい
ては、掻き取り部１４内の空間に納まる三角形状の突出
板１５を設けた例を示したが、図６に示すように、熱交
換用プレート５の側端における横断面形状やサポート部
材１６の横断面形状に合わせた形状の突出板３７、３８
を設けてもよい。その場合、熱交換用プレート５の側端
部へのダストの堆積を殆ど皆無とすることができる。

【００２６】上記実施例では、ダストスクレーパ１１と
して板状材料１３から成りかつ横断面形状略Ｖ字状の掻
き取り部１４を有するものを例示したが、その材料・形
状等は熱交換器の仕様に応じて任意に最適なものを設計
すればよい。

【００２７】また、上記実施例では熱交換プレート群６
における左右方向中央位置にサポート部材１６を介装し
て各熱交換用プレート５、５間の空間を左右に２分割
し、空間毎にダストスクレーパ１１を配設した例を示し
たが、熱交換プレート群６の幅が狭い場合には単一の空
間にしてもよく、逆に広い場合は３以上の空間に分割し
てもよい。

【００２８】また、上記実施例では排ガスと空気の熱交
換を行う例を示したが、ダストを含む高温のガスと任意
のガスの間で熱交換する場合にもそのまま適用できるこ
とは言うまでもなく、また高温ガスと液体との熱交換装
置等に本考案を適用しても同様の効果を発揮することが
できる。

【００２９】

【考案の効果】本考案の請求項１によれば、ダストスク
レーパが各熱交換用プレート間の空間を往復移動するこ
とにより熱交換用プレートの壁面に付着したダストを除
去でき、かつ揺動アームを１８０°以上揺動させてダス
トスクレーパを往復移動させているのでその往復移動範
囲の両端部においてダストスクレーパはその長手方向に
大きく移動し、それに伴ってダストスクレーパの往復移
動範囲の両端に掻き寄せられたダストをダストスクレー
パの側部に設けられた突出部にて掻き落とすことがで
き、しかも揺動アームを１８０°以上揺動させ、ダスト
スクレーパに突出部を設けるだけの極めて簡単な構成に
て安価にまた設備稼働を停止することなくダストスクレ
ーパの往復移動端におけるダストの堆積を防止すること
ができる。

【００３０】請求項２によれば、ダストスクレーパが横
断面形状Ｖ字状の掻き取り部を有しているので熱交換用
プレートの壁面に付着したダストを削り落とすようにし
て確実に除去でき、かつその掻き取り部に略垂直に突設
した突出板によって突出部を簡単に設けることができ、
かつその突出部を熱交換用プレートの側端形状に容易に
合わせることができ、ダストの堆積を殆ど皆無とするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例におけるプレート型熱交換器
の一部縦断正面図である。

【図２】同実施例の一部縦断側面図である。

【図３】同実施例の正面図である。

【図４】同実施例の要部の詳細構成を示し、（ａ）は横
断平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図５】同実施例のダストスクレーパの拡大横断平面図
である。

【図６】同実施例のダストスクレーパの他の構成例を示
す拡大横断平面図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器本体 ５ 熱交換用プレート １０ ダスト除去装置 １１ ダストスクレーパ １２ 移動手段 １４ 掻き取り部 １５ 突出板 １７ａ 回転軸 １７ｂ 回転軸 ２０ａ 揺動アーム ２０ｂ 揺動アーム ２８ 駆動手段 ３７ 突出板 ３８ 突出板

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレート型熱交換器の各熱交換用プレー
   ト間の空間に遊嵌されるとともにその空間を貫通する細
   長いダストスクレーパと、ダストスクレーパをその長手
   方向と直交する方向に往復移動させる移動手段とを備
   え、移動手段はダストスクレーパの移動方向に揺動可能
   でかつ先端にダストスクレーパを連結された揺動アーム
   と、揺動アームを１８０°以上の揺動範囲で揺動駆動す
   る駆動手段とから成り、ダストスクレーパの移動方向に
   面する側部に長手方向適当間隔置きに突出部を設けたこ
   とを特徴とするプレート型熱交換器のダスト除去装置。
2. 【請求項２】 ダストスクレーパは、両側縁が両側の熱
   交換用プレートの表面に近接する横断面形状Ｖ字状の掻
   き取り部とその長手方向適当間隔置きに掻き取り部に略
   垂直に突設された突出板とを有することを特徴とする請
   求項１記載のプレート型熱交換器のダスト除去装置。