JP2014163631A - ガスクーラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るガスクーラ1は、冷却室3内に配置された複数本の冷却パイプ5と、冷却パイプ5の周面に摺動可能に設けられたダスト払い落し部材7と、ダスト払い落し部材7を冷却パイプ5の軸方向に往復移動させる往復移動機構9を有るものであって、往復移動機構9は、ダスト払い落し部材7を往復移動可能に保持すると共に冷却パイプ5の軸方向と交差方向に延出する保持部材17と、冷却室3の側壁3aに設けられて、保持部材17が冷却室3側から延出して往復移動するのを可能にする開口部19と、冷却室3内のガスが外部に漏れるのを防止するシール機構21と、開口部19から延出した保持部材17を支持すると共に往復移動可能な移動体22と、移動体22を往復移動させる駆動手段24とを備えてなることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
この排ガスを炉内温度から融点以下まで急冷すると排ガス中に塩化鉄が微粉として生成する。そのため、排ガスをこの温度からさらにガスクーラで冷却する場合、ガスクーラには伝熱面のダスト除去装置が必要となる。ダスト除去装置が無いと冷却能力が低下するだけでなく、伝熱面に付着した塩化鉄により排ガス流路が閉塞し炉の運転が継続できなくなる。
そして、ダスト払い落し板はガスが通過する冷却室に配置され、一方、これを駆動する駆動機構は冷却部屋の外側に配置されている。そのため、ガスが漏れ出さないようにシールをした駆動軸を機外側から冷却室内に挿通し、それを支持と直線運動の案内を行うことにより、冷却パイプの軸方向に沿う方向に往復移動させる必要がある。つまり、このような装置においては、シール性を維持しつつ直線移動をさせる必要がある。
このため、従来のダスト払い落し板を駆動する駆動機構においては、安定した駆動を実現させるため装置全体が大型化していたという問題があった。
そこで、小型化が可能で、シール性と安定した駆動を両立させたガスクーラの開発が望まれていた。
前記往復移動機構は、
前記ダスト払い落し部材を前記冷却パイプの軸方向に往復移動可能に保持すると共に前記冷却パイプの軸方向と交差方向に延出する保持部材と、
前記冷却室の側壁に設けられて、前記保持部材が前記冷却室側から延出して前記冷却パイプの軸方向に往復移動するのを可能にする開口部と、
該開口部に設けられて、前記冷却室内のガスが外部に漏れるのを防止するシール機構と、
前記冷却室の外部に設けられて前記開口部から延出した前記保持部材を支持すると共に前記冷却パイプの軸方向と平行な方向に往復移動可能な移動体と、
該移動体を前記冷却パイプの軸方向と平行な方向に往復移動させる駆動手段とを備えてなることを特徴とするものである。
前記小部屋内に前記移動体が設けられていることを特徴とするものである。
安定したダストの除去が可能になると、伝熱面の汚れによる効率低下を見込んだ伝熱面積に対する余裕率を低くとることができ、冷却装置全体を小型にすることが可能となる。
本実施の形態のガスクーラ1は、図1に示すように、ガスが流通する冷却室3内に並列して配置された多数本の冷却パイプ5と、冷却パイプ5の周面に摺動可能に設けられたダスト払い落し部材7と、ダスト払い落し部材7を冷却パイプ5の軸方向に往復移動させる往復移動機構9を有している。
以下、各構成を詳細に説明する。
冷却室3は、排ガスが流通する室であり、排ガスは、図1の矢印で示すように、冷却パイプ5に直交する下から上方向、または上から下方向へと流れる。
冷却室3の側壁3aは、扉構造となっており、図の矢印で示すように開閉可能になっている。側壁3aを開閉可能にすることで、ダスト払い落し部材7の交換等のメンテナンスや内部点検が容易になっている。
冷却パイプ5は冷却室3内に並列して多数本が配置された冷却水パイプ群を形成し、この冷却水パイプ群が複数段になるように設置されている。冷却パイプ5の内部には冷却水が通流しており、冷却パイプ5の周面に排ガスが接触することで排ガスが冷却される。
ダスト払い落し部材7は、冷却パイプ5の周面に摺動可能に設けられている。
ダスト払い落し部材7は、図1に示すように、断面がL字のアングル材からなり、アングル材の片側の面にU字状の多数の切欠き部7aが設けられている。そして、切欠き部7aが設けられた面が縦方向になり、他の面が上側で横方向になるように配置された上側横面7bとなるように配置されている。切欠き部7aには、冷却パイプ5が当接又は近接するように挿入されている。
ダスト払い落し部材7は、上段から下段の冷却パイプ5の全てに対応して設けられ、かつ冷却パイプ5の軸方向に所定間隔を離して複数設けられている。ダスト払い落し部材7が往復移動範囲を冷却パイプ5の全長にわたるようにすることで、冷却パイプ5におけるダストが付着している部位を摺動できるようになっている。
なお、ダスト払い落し部材7を、図1に示すようなL字のアングル材で形成した場合には、下の段に配置されるアングル材の上側横面7bが上の段の冷却パイプ5の下面に当接又は近接するように配置することで、冷却パイプの下面側のダスト払い落しを行うことができるので好ましい。
往復移動機構9は、ダスト払い落し部材7を冷却パイプ5の軸方向に往復移動させるものであり、ダスト払い落し部材7を保持する保持部材17と、冷却室3の側壁に設けられ保持部材17が挿通される開口部19と、開口部19をシールするシール機構21と、保持部材17を支持して冷却パイプ5の軸方向と平行な方向に往復移動可能な移動体22と、移動体22を駆動する駆動手段24とを備えている。
小部屋23には、例えば窒素ガス等がパージされ、冷却室3の内圧よりも小部屋23の内圧が高くなるように窒素ガス等を充填して、シール機構21から排ガスが小部屋23に漏れ出すのをより確実に防止している。
以下、往復移動機構9の各構成を詳細に説明する。
保持部材17は、ダスト払い落し部材7を冷却パイプ5の軸方向に往復移動可能に保持すると共に冷却パイプ5の軸方向と直交方向に延出して、その端部が冷却室3の側壁3aから外側に突き出ている。
なお、本実施の形態の保持部材17は、冷却パイプ5の軸方向に直交方向に延出しているが、必ずしも直交する必要はなく、冷却パイプ5の軸方向に交差する方向に延出して、端部が冷却室3の側壁3aから突出していればよい。
開口部19は、冷却室3の側壁3aに設けられ、冷却パイプ5の軸方向に延びる長孔状に形成されている。開口部19の幅は、保持部材17が挿入可能な幅に設定され、開口部19の長さは保持部材17の往復移動範囲と同等程度に設定されている。
シール機構21は、保持部材17に取り付けられて、冷却室3の内側から開口部19を覆うシール板25と、シール板25を開口部側に常時押圧する付勢手段とを備えてなる。
シール板25における冷却室3の開口部19側のシール面25aは、テフロン(登録商標)加工がされており、耐食性を有すると同時に冷却室3との摩擦力を低減して円滑な動きが可能になっている。
保持部材17におけるシール板25の冷却室3側には、シール板25と所定の隙間を介して反力板26が取り付けられており、反力板26にはシール板25を開口部19側に常時押圧する付勢手段としてのバネ装置28が設置されている。
なお、後述するように、保持部材17は移動体22によって支持されているので、シール機構21にダスト払い落し部材7の荷重が作用することはない。
移動体22は、冷却室3の外部の小部屋23内に設けられて開口部19から延出した保持部材17の端部を支持すると共に冷却パイプ5の軸方向と平行な方向に往復移動可能になっている。
移動体22は、保持部材17が載置されることで、保持部材17を保持しており、その荷重は、移動体22の下部に設けられた車輪29によって支持されている。
このように、保持部材17を移動体22によって支持し、移動体を往復動させるようにしたので、保持部材17の往復動に要する駆動をボールねじ33の回転とスクリュスリーブ40で行うため駆動トルクが小さくてよく、駆動装置全体を小型化できる。
特に、本実施の形態の移動体22は、小部屋23内に冷却パイプ5の軸方向と平行な方向に延びるように設けられたレール27上を走行する車輪29を有する走行車によって構成したので、移動体22の走行を円滑にでき、ダスト払い落し部材7の往復移動を極めて小さな駆動力で実現できる。
なお、本発明の移動体22は、車輪を有するものに限られず、冷却パイプの軸方向と平行な方向に円滑に移動可能なものであれば、他の態様でもよく、例えばレール状をスライドするようなものであってもよい。
駆動手段24は、移動体22を冷却パイプ5の軸方向と平行な方向に往復移動させるものであり、モータ35と、モータ35の回転軸37にカップリング39を介して接続されたボールねじ33と、移動体22に設けられてボールねじ33が螺合するスクリュスリーブ40を備えており、モータ35によってボールねじ33を回転させることで移動体22がボールねじ33の軸線に沿って往復移動するようになっている。
上述したように、小部屋23には窒素ガス等がパージされているため、ボールねじ33の軸部が貫通する部位から窒素ガス等が漏れないようにシールする必要があるが、ボールねじ33の軸部は回転軸であり、往復直動する軸部のシールに比べて容易かつ確実にシールができる。
ダストを含んだ排ガスが冷却室3内を冷却パイプ5の軸線方向に交差するように流通し、排ガスは冷却パイプ5の表面に触れることで冷却される。
ガスクーラ1を稼働していると冷却パイプ5の表面にダストが付着するので、駆動手段24を駆動して、往復移動機構9によってダスト払い落し部材7を冷却パイプ5管軸方向(水平方向)に往復移動させる。
各冷却パイプ5はダスト払い落し部材7に接触又は近接しているので、ダスト払い落し部材7の往復移動により冷却パイプ5の表面に付着しているダストが払い落される。払い落されたダストはクーラの下方のダスト受け(図示なし)に落下し、適当な量のダストが溜まったときに外部に排出される。
また、冷却室3の側壁3aに設けられた開口部19はシール機構21によってシールされ、かつ開口部19は小部屋23に囲まれて、該小部屋23内には窒素ガス等のパージガスが充填されているので、排ガスが外部に漏れることもない。
このように、本実施の形態のガスクーラは、ダスト払い落し部材7の円滑な駆動と、排ガスのシールを両立させている。
3 冷却室
3a 側壁
5 冷却パイプ
7 ダスト払い落し部材
7a 切欠き部
7b 上側横面
9 往復移動機構
17 保持部材
19 開口部
21 シール機構
22 移動体
23 小部屋
23a 周壁
24 駆動手段
25 シール板
26 反力板
25a シール面
27 レール
28 バネ装置
29 車輪
33 ボールねじ
35 モータ
37 回転軸
39 カップリング
40 スクリュスリーブ
Claims (5)
- ガスが流通する冷却室内に配置された水冷管群と、水冷管群の各冷却パイプの周面に往復移動可能に設けられたダスト払い落し部材と、該ダスト払い落し部材を前記冷却パイプの軸方向に往復移動させる往復移動機構を有するガスクーラであって、
前記往復移動機構は、
前記ダスト払い落し部材を前記冷却パイプの軸方向に往復移動可能に保持すると共に前記冷却パイプの軸方向と交差方向に延出する保持部材と、
前記冷却室の側壁に設けられて、前記保持部材が前記冷却室側から延出して前記冷却パイプの軸方向に往復移動するのを可能にする開口部と、
該開口部に設けられて、前記冷却室内のガスが外部に漏れるのを防止するシール機構と、
前記冷却室の外部に設けられて前記開口部から延出した前記保持部材を支持すると共に前記冷却パイプの軸方向と平行な方向に往復移動可能な移動体と、
該移動体を前記冷却パイプの軸方向と平行な方向に往復移動させる駆動手段とを備えてなることを特徴とするガスクーラ。 - 前記開口部を囲んで閉鎖空間を形成する周壁を有する小部屋を前記冷却室の外側部に有し、該小部屋には内部を冷却室内圧以上に保持するための不活性ガスが充填されており、
前記小部屋内に前記移動体が設けられていることを特徴とする請求項1記載のガスクーラ。 - 前記シール機構は、前記保持部材に設けられて、前記冷却室の内側から前記開口部を覆うシール板と、該シール板を開口部側に常時押圧する付勢手段とを備えてなることを特徴とする請求項1又は2に記載のガスクーラ。
- 前記移動体は車輪を有する走行車であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のガスクーラ。
- 前記駆動手段は、ボールねじと該ボールねじを回転駆動するモータを備えてなり、前記ボールねじを回転させることで前記移動体を往復移動させるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のガスクーラ。
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