JPH11211390A - 熱交換器のダスト除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝熱面に付着した粉塵等のダストを確実且
つ有効に除去し得るダスト除去装置を提供すること 【解決手段】 熱交換用流体流路１２に沿ってその伝熱
面と一定間隙をもって移動する移動構造体１３と、移動
構造体１３の近傍でこれと連動して移動する空気ノズル
１４とを備え、移動構造体１３によって移動する空気ノ
ズル１４による吹き飛ばし作用によって伝熱面に付着し
たダストを除去するようにしてなるダスト除去装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉やディーゼ
ルエンジン等の含塵燃焼ガス（排ガス）から熱を回収す
る熱交換器において熱交換用流体流路の伝熱面に付着す
る粉塵等のダストを除去するダスト除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のダスト除去装置では、熱交
換用流体流路に沿って移動するスクレーパーが使用され
る。図６は、例えばプレート型熱交換器において一対の
伝熱板Ｔ，Ｔからなる熱交換用プレートＰ内の流体流路
に、一対のコ字形材を背中合わせに接合してなるスクレ
ーパーＱを挿入配置し、このスクレーパーＱを適当な駆
動機構により流体流路に沿って移動させることにより、
伝熱板Ｔの内側面に付着した粉塵Ｒを掻き落とすように
したダスト除去装置を示す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなダスト除去
装置において、スクレーパーＱは、伝熱板Ｔの内側面
（伝熱面）と１〜２ｍｍの移動用間隙Ｓを保って平行移
動し、その前端面で付着粉塵Ｒの掻き落としを行う。然
るに、伝熱板Ｔの内側面には掻き残された粉塵の薄い層
が残り、時間の経過に従ってスクレーパーＱが何回も往
復移動することにより、上記粉塵層に新たな粉塵が押し
付けられて圧密され、固くなった粉塵層Ｒ′を形成する
に至り、これがために熱伝達効率が低下すると言う問題
があった。

【０００４】本発明は、上記のような問題点に鑑み、伝
熱面に付着した粉塵等のダストを残存させることなく確
実に除去することのできるダスト除去装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の熱
交換器のダスト除去装置は、熱交換用流体流路１２に沿
ってその伝熱面と一定間隙をもって移動する移動構造体
１３と、移動構造体１３の近傍でこれと連動して移動す
る空気ノズル１４とを備え、移動構造体１３によって移
動する空気ノズル１４による吹き飛ばし作用によって伝
熱面に付着したダストを除去するようにしてなることを
特徴とする。この発明にあっては、特に空気ノズル１４
による吹き飛ばし作用によってダストを除去する方法で
あって、伝熱面に付着した粉塵等のダストを確実に除去
でき、伝熱板の表面に圧密された粉塵等のダスト層を形
成することがなくなって、熱交換器の熱効率の維持を図
ることができる。

【０００６】請求項２に係る発明の熱交換器のダスト除
去装置は、熱交換用流体流路１２に沿ってその伝熱面と
一定間隙をもって移動する移動構造体１３と、移動構造
体１３の近傍でこれと連動して移動する空気ノズル１４
とを備え、移動構造体１３による機械的掻き落とし作用
と空気ノズル１４による吹き飛ばし作用によって伝熱面
に付着したダストを除去するようにしてなることを特徴
とする。この発明にあっては、移動構造体１３による機
械的掻き落とし作用と空気ノズル１４による吹き飛ばし
作用によってダストを除去する方法であって、伝熱面と
の間に一定の間隙をもって配置される移動構造体１３に
よっては掻き落とすことのできない付着ダスト部分を除
去し、伝熱面に付着した粉塵等のダストを残存させるこ
となく確実に除去することができる。

【０００７】請求項３は、請求項１又は２に記載の熱交
換器のダスト除去装置において、前記移動構造体１３
は、移動方向前後に一定間隔で対向配置されてその間に
空間部２０を形成する一対の掻き取り部材１７，１７か
らなり、両掻き取り部材１７，１７間の空間部２０の長
手方向一端部に前記空気ノズル１４が内向きに配設され
てなることを特徴とする。

【０００８】請求項４は、請求項３に記載の熱交換器の
ダスト除去装置において、前記両掻き取り部材１７，１
７間に形成される空間部２０は、空気ノズル１４が配設
される側と反対側の端部が閉塞されていることを特徴と
する。

【０００９】請求項５は、請求項１〜４の何れかに記載
の熱交換器のダスト除去装置において、前記空気ノズル
１４が、図１に示すようにこのノズル１４から高圧空気
をパルス状に吹き出させる電磁弁付き高圧空気ヘッダー
１６に接続されていることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜図３はプレート型熱交換器
を示している。これらの図において１は、角筒状熱交換
器本体で、上端部に排ガス入口２を有すると共に下端側
部に排ガス出口３を有し、この熱交換器本体１の内部中
央には、それぞれ上下両端が開口した複数の熱交換用プ
レート４を一定間隔おきに並設し、これら熱交換用プレ
ート４群の上端側及び下端側に隔壁５，６を設けて、各
熱交換用プレート４の内部流路を熱交換器本体１内部の
上部排ガス通路７と下部排ガス通路８とに連通連結する
と共に、各熱交換用プレート４の周囲に互いに連通する
温水流路９を形成し、この流路９に低温水を導入する低
温水導入口１０、及び温水を取り出す温水取り出し口１
１を熱交換器本体１に設けている。このプレート型熱交
換器は、周知のもので、各熱交換用プレート４の内部流
路を上から下に流通する高温排ガスと、各熱交換用プレ
ート４周囲の温水流路９を流通する低温水との間で熱交
換を行わせ、排ガスの熱を温水の形で取り出すようにし
たものである。

【００１１】次に、上記のようなプレート型熱交換器に
設けられた本発明に係るダスト除去装置について説明す
る。

【００１２】このダスト除去装置は、図１〜図３に示す
ように、上下両端が開口した各熱交換用プレート４の内
部流路１２（熱交換用流体流路）に沿って前後方向（図
面の左右方向）に移動する移動構造体１３と、各移動構
造体１３の上端部に噴口を下向にして配設され、移動構
造体１３と連動して移動する空気ノズル１４とからな
り、これら移動構造体１３及び空気ノズル１４は、駆動
機構１５によって所定ストローク間往復移動し、各空気
ノズル１４は、当該ノズル１４の噴口から高圧空気をパ
ルス状に吹き出させる電磁弁３４付き高圧空気ヘッダー
１６に接続されている。

【００１３】上記ダスト除去装置の構成について図１〜
図５を参照して詳細に説明すると、各移動構造体１３
は、それぞれ断面コ字状形材からなる一対の掻き取り部
材１７，１７を移動方向前後に一定間隔をおいて背中合
わせ状態に対向配置したもので、両掻き取り部材１７，
１７は、上下の連結板１８，１９に溶接されて保持固定
され、そして両掻き取り部材１７，１７間に形成される
空間部２０の上端部に空気ノズル１４が下向きに配設さ
れる。また、図４から分かるように、熱交換用プレート
４の伝熱板４ａの内側面と各掻き取り部材１７の外側面
との間には１〜２ｍｍ程度の狭い間隙Ｓが形成される。

【００１４】駆動機構１５は、図１〜図３に示すよう
に、熱交換器本体１１の左右両側部の上下に軸ケーシン
グ２１，２１、２２，２２を設け、上部側軸ケーシング
２１，２１内に螺軸２３，２３を水平に配置して、それ
ぞれ軸受２４により軸架すると共に、下部側軸ケーシン
グ２２，２２内にガイド軸２５，２５を水平に配置し
て、それぞれ軸受２６により軸架し、一方の螺軸２３を
駆動用螺軸としてこれを正逆回転回転可能なモーター２
７により回転駆動させると共に、この駆動用螺軸２３と
他方の螺軸２３とをスプロケット・チェーン２８によっ
て連動連結し、両螺軸２３，２３にはそれぞれナット部
材２９，２９を螺合して両ナット部材２９，２９を連結
杆３０により一体的に連結し、両ガイド軸２５，２５に
はそれぞれガイド部材３１，３１をスライド自在に嵌合
し、そして前記移動構造体１３の上下連結板１８，１９
を、上部側の両ナット部材２９，２９と下部側の両ガイ
ド部材３１，３１にそれぞれ一体的に連結したものであ
る。

【００１５】従って、モーター２７を起動させて、スプ
ロケット・チェーン２８を介して両螺軸２３，２３を回
転させることにより、両ナット部材２９，２９が軸方向
に移動し、それにより各移動構造体１３が各熱交換用プ
レート４の内部流路１２に沿って移動すると共に、各移
動構造体１３の上端部に設けてある空気ノズル１４が移
動構造体１３と連動して移動するようになっている。
尚、図示は省略するが、一方の螺軸２３の両端側にリミ
ットスイッチのストロークエンド検出スイッチを設け、
ナット部材２９が螺軸２３に沿ってストロークの端部ま
で移動したとき、これを検出スイッチが検出して、モー
ター２７が逆転作動し、それによって移動構造体１３が
熱交換用プレート４の内部流路１２を折り返し移動する
ようになっている。

【００１６】電磁弁付き高圧空気ヘッダー１６について
は、図１〜図３から分かるように、各移動構造体１３の
上方定位置に取り付けられた空気ノズル１４にそれぞれ
可撓性のエア管３２の一端部を接続し、このエア管３２
の他端部を、十分な屈撓余裕をもって移動構造体１３の
移動方向後方へ延出し、熱交換器本体１１を貫通して、
その外側に設置された空気溜め３３に連結すると共に、
空気溜め３３の手前側に電磁弁３４を介在させる。空気
溜め３３にはこれに加圧空気を供給するコンプレッサ３
５を接続管３６を介して接続する。この空気溜め３３に
は、常時５〜１２kg/cm²程度の一定圧の空気がコンプレ
ッサ３５によって蓄圧されるようにする。しかして、こ
の電磁弁付き高圧空気ヘッダー１６は、各エア管３２の
電磁弁３４を一定の時間間隔で開弁させることによっ
て、各エア管３２の空気ノズル１４から高圧空気（衝撃
波）をパルス状に吹き出させるようにしたものである。

【００１７】この高圧空気ヘッダー１６において、図２
に示すように複数本並列配管されたエア管３２にそれぞ
れ設けられた電磁弁３４は、その全部が一斉に開弁され
るのではなく、シーケンス制御によって１個ずつ一定の
時間間隔をおいて順次開弁されるようになっている。従
って、電磁弁３４の開放によって空気溜め３３の圧力が
急減することがなく、常に極めて高圧の空気塊からなる
パルス状の高圧空気、即ち衝撃波が得られる。この場
合、パルス間隔は例えば１〜２秒とし、開弁時間は例え
ば０．１〜０．２秒に設定される。

【００１８】前記各空気ノズル１４は、図５に示すよう
に、各移動構造体１３の上端を固定している連結板１８
とその上側に配設された連結杆３０とを上下に貫通する
状態に取付け固定され、連結杆３０の上面側に設けた接
続具３７を介して前記エア管３２が接続されている。

【００１９】上記のように構成されるダスト除去装置を
使用して、各熱交換用プレート４の伝熱板４ａ内側面に
付着した粉塵（ダスト）の除去作業を行うときは、図４
に示すように、熱交換用プレート４の内部流路１２に沿
って移動構造体１３を移動させながら、移動構造体１３
の上方部位にある空気ノズル１４の噴口から両掻き取り
部材１７間の空間部２０に高圧空気をパルス状に吹き込
むと、移動する移動構造体１３の機械的な掻き落とし作
用によって、各伝熱板４ａの内側面に層状に厚く付着し
た粉塵層の表層部が掻き落とされる一方、両掻き取り部
材１７間の空間部２０に吹き込まれた高圧空気は、伝熱
板４ａの内側面とこれに対向する各掻き取り部材１７の
外側端面との間の狭い隙間Ｓを通過することにより強い
空気流となって空間部２０の外へ急激に噴出し、その噴
出力により、伝熱板４ａの内側面に粉塵層の内層部が吹
き飛ばされ、斯くして移動構造体１３による機械的掻き
落とし作用と空気ノズル１４による吹き飛ばし作用との
相乗効果によって、各伝熱板４ａの内側面に付着した粉
塵層の全部がほとんど完璧なまでに除去される。

【００２０】この場合、移動構造体１３が、移動方向前
後に一定間隔で対向配置される一対の掻き取り部材１
７，１７からなるもので、両掻き取り部材１７，１７間
に形成される縦長空間部２０の一端部に空気ノズル１４
が内向きに配設されていることから、空気ノズル１４か
ら空間部２０に吹き込まれた高圧空気は、両伝熱板４
ａ，４ａの両内側面と両掻き取り部材１７，１７のそれ
ぞれ左右両端との間に形成される前後左右４箇所の間隙
Ｓから移動構造体１３の外へ急激に噴出することになっ
て、空気ノズル１４による吹き飛ばし作用をより有効に
働かせることができる。

【００２１】またこの場合、空気ノズル１４からは高圧
空気がパルス状に吹き出されるようになっているから、
両掻き取り部材１７，１７間の空間部２０に瞬時に極め
て高圧の空気塊が供給されることになって、粉塵を吹き
飛ばす空気の流れを強くすることができ、それにより付
着力の強い粉塵についても確実に除去することができ
る。

【００２２】また、移動構造体１３を形成する両掻き取
り部材１７，１７間の空間部２０は、その上下両端が連
結板１８，１９によって閉塞されているため、空気ノズ
ル１４から空間部２０に吹き込まれた高圧空気の吹き抜
けがなくなり、これにより粉塵を吹き飛ばす空気の流れ
を一層強くすることができて、粉塵の除去効果を一層高
めることができる。尚、この場合、両掻き取り部材１
７，１７間の空間部２０の上下両端部のうち、空気ノズ
ル１４の配置されている側と反対側の端部が閉塞されて
いればよい。

【００２３】更に、このダスト除去装置は、熱交換用プ
レート４の内部流路１２における移動構造体移動方向両
端端部のダスト除去に有効である。即ち、図４から分か
るように、熱交換用プレート４の端部は、そのプレート
４の横断面が三角形状あるいは円弧状を成して、所謂デ
ッドスペースを形成しているため、当該端部に付着した
粉塵を移動構造体１３によって掻き取ることはできない
が、斯かる端部においては、空気ノズル１４から吹き込
まれる高圧空気によって図４の屈曲した矢印で示すよう
な渦流を発生させることができるから、端部に付着した
粉塵をも有効に除去できると共に、当該端部に粉塵の凝
縮や圧縮が生ぜず、それによって熱効率の維持を図るこ
とができる。

【００２４】この実施形態では、移動構造体１３を、そ
れぞれ断面コ字状形材からなる一対の掻き取り部材１
７，１７によって形成しているが、それぞれ断面Ｉ字状
形材からなる一対の掻き取り部材によって形成してもよ
い。

【００２５】また、この実施形態では、移動構造体１３
を熱交換用プレート４の内部流路１２に沿って移動させ
るようにしたダスト除去装置の場合について説明した
が、本発明のダスト除去装置は、熱交換用プレート４の
外側に移動構造体１３を配置する、つまり隣合う両熱交
換用プレート４，４の外側面間に形成される流体流路に
移動構造体１３を配置して、各熱交換用プレート４の伝
熱板４ａの外側面に付着したダストを除去する場合にも
適用することができる。

【００２６】また、この実施形態では、空気ノズル１４
を、このノズル１４から高圧空気をパルス状に吹き出さ
せる電磁弁付き高圧空気ヘッダー１６に接続する場合に
ついて説明したが、この空気ノズル１４を直接コンプレ
ッサに接続して、ノズル１４から単なる高圧空気を噴射
させるようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に係る発明のダスト除去装置に
よれば、流体流路に沿って移動する移動構造体と、移動
構造体の近傍でこれと連動して移動する空気ノズルとを
備え、移動構造体によって移動する空気ノズルによる吹
き飛ばし作用によって伝熱面に付着した粉塵等のダスト
を除去するようにしたから、伝熱面に付着した粉塵等の
ダストを確実に除去でき、伝熱板の表面に圧密された粉
塵等のダスト層を形成することがなくなって、熱交換器
の熱効率の維持を図ることができる。

【００２８】請求項２に係る発明のダスト除去装置によ
れば、流体流路に沿って移動する移動構造体と、移動構
造体の近傍でこれと連動して移動する空気ノズルとを備
え、移動構造体による掻き落とし作用と空気ノズルによ
る吹き飛ばし作用により伝熱面に付着した粉塵等のダス
トを除去するようにしたものであって、伝熱面との間に
一定の間隙をもって配置される移動構造体によっては掻
き落とすことのできない付着ダスト部分を、空気ノズル
による吹き飛ばし作用によって除去するようにしたか
ら、伝熱面に付着した粉塵等のダストを残存させること
なく確実に除去でき、伝熱板の表面に圧密された粉塵等
のダスト層を形成することがなくなって、熱交換器の熱
効率の維持を図ることができる。

【００２９】特に、このダスト除去装置は、熱交換用プ
レートの内部流路における移動構造体移動方向両端端部
のダスト除去に有効である。即ち、熱交換用プレートの
端部は、そのプレートの横断面が三角形状あるいは円弧
状を成して、所謂デッドスペースを形成しているため、
当該端部に付着した粉塵を移動構造体によって掻き取る
ことはできないが、斯かる端部においては、空気ノズル
から吹き込まれる空気によって渦流を発生させることが
できるから、端部に付着した粉塵をも有効に除去できる
と共に、当該端部に粉塵の凝縮や圧縮が生ぜず、それに
よって熱効率の維持を図ることができる。

【００３０】請求項３によれば、移動構造体を、移動方
向前後に一定間隔で対向配置される一対の掻き取り部材
によって形成すると共に、両掻き取り部材間に形成され
る空間部の長手方向一端部に空気ノズルを内向きに配設
しているために、空気ノズルから上記空間部に吹き込ま
れた高圧空気を、左右に対向する伝熱面と両掻き取り部
材のそれぞれ左右両端との間に形成される前後左右４箇
所の間隙から移動構造体の外へ急激に噴出することにな
って、空気ノズルによる吹き飛ばし作用をより有効に働
かせることができ、それによりダスト除去効果を一層高
めることができる。

【００３１】請求項４によれば、両掻き取り部材間に形
成される空間部は、空気ノズルの設けられている端部と
反対側の端部が閉塞されているから、空気ノズルから空
間部に吹き込まれた高圧空気の吹き抜けがなくなり、こ
れによりダストを吹き飛ばす空気の流れを一層強くする
ことができて、ダストの除去効果をより一層高めること
ができる。

【００３２】請求項５によれば、空気ノズルを、このノ
ズルから高圧空気をパルス状に吹き出させる電磁弁付き
高圧空気ヘッダーに接続して、当該ノズルから高圧空気
をパルス状に吹き出させるようにしているから、粉塵を
吹き飛ばす空気の流れをより一層強くすることができ
て、付着力の強い粉塵についても確実に除去することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るダスト除去装置を備えた熱交換
器の縦断側面図である。

【図２】 同上の熱交換器の上部側を部分的に水平に断
面した一部横断平面図である。

【図３】 同上の熱交換器の下部側を水平に断面した横
断平面図である。

【図４】 ダスト除去装置の要部を示す拡大横断面図で
ある。

【図５】 （Ａ）は移動構造体の上端部側を示す拡大斜
視図、（Ｂ）は同移動構造体の下端部側を示す拡大斜視
図である。

【図６】 従来のダスト除去装置を示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 熱交換器本体 ４ 熱交換用プレート ４ａ 伝熱板 １２ 熱交換用プレートの内部流路（熱交換用
流体流路） １３ 移動構造体 １４ 空気ノズル １５ 駆動機構 １６ 電磁弁付き高圧空気ヘッダー １７ 掻き取り部材 ２０ 両掻き取り部材間の空間部 ３２ エア管 ３３ 空気溜め ３４ 電磁弁 ３５ コンプレッサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換用流体流路に沿ってその伝熱面と
   一定間隙をもって移動する移動構造体と、移動構造体の
   近傍でこれと連動して移動する空気ノズルとを備え、移
   動構造体によって移動する空気ノズルによる吹き飛ばし
   作用によって伝熱面に付着したダストを除去するように
   してなる熱交換器のダスト除去装置。
2. 【請求項２】 熱交換用流体流路に沿ってその伝熱面と
   一定間隙をもって移動する移動構造体と、移動構造体の
   近傍でこれと連動して移動する空気ノズルとを備え、移
   動構造体による機械的掻き落とし作用と空気ノズルによ
   る吹き飛ばし作用によって伝熱面に付着したダストを除
   去するようにしてなる熱交換器のダスト除去装置。
3. 【請求項３】 前記移動構造体は、移動方向前後に一定
   間隔で対向配置されてその間に空間部を形成する一対の
   掻き取り部材からなり、両掻き取り部材間の空間部の長
   手方向一端部に前記空気ノズルが内向きに配設されてな
   る請求項１又は２に記載の熱交換器のダスト除去装置。
4. 【請求項４】 前記両掻き取り部材間に形成される空間
   部は、空気ノズルが配設される側と反対側の端部が閉塞
   されている請求項３に記載の熱交換器のダスト除去装
   置。
5. 【請求項５】 前記空気ノズルは、このノズルから高圧
   空気をパルス状に吹き出させる電磁弁付き高圧空気ヘッ
   ダーに接続されている請求項１〜４の何れかに記載の熱
   交換器のダスト除去装置。