JP2018013285A - Water contained in exhaust gas recovery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、排ガス含有水分回収装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an exhaust gas-containing water recovery apparatus.
火力を使用して発生させた蒸気のエネルギーを利用する設備、例えば火力発電プラントが多量の水を使用することは広く知られている。ここで多量の水の内容は、例えば、蒸気復水器において蒸気を冷却して水に戻す為に必要な冷却用水、ボイラー水から保守の為に抜き取られた量を補填する為に必要なボイラー補給水、そして火力源として石炭を使用する場合における石炭粉や石炭殻の舞い上がりを防止するとともに石炭の自然発火を防止する為に必要な散水用水である。従って、従来は前述した如き設備は多量の水を容易に得ることが可能な海岸近傍又は大河近傍に設置せざるを得ず、設備の設置場所が制約されている。 It is widely known that facilities that use the energy of steam generated using thermal power, such as thermal power plants, use a large amount of water. Here, the content of a large amount of water is, for example, the cooling water necessary for cooling the steam back to the water in the steam condenser, the boiler necessary for supplementing the amount extracted from the boiler water for maintenance. It is water for spraying that is necessary to prevent the coal powder and coal shell from rising up when using coal as a supplementary water and a thermal power source, and to prevent spontaneous combustion of coal. Therefore, conventionally, the equipment as described above has to be installed near the coast or near the river where a large amount of water can be easily obtained, and the installation location of the equipment is restricted.
しかも、火力を得る為の燃料、例えば石炭，石油そして天然ガス等が前記設置場所の近傍で得られない場合には、遠方の燃料産出地から燃料を設備まで運搬する必要があり、この運搬の為に多額の費用や多くのエネルギーを必要としている。 Moreover, when fuel for obtaining thermal power, such as coal, oil, and natural gas, cannot be obtained in the vicinity of the installation site, it is necessary to transport the fuel from a distant fuel production site to the equipment. This requires a lot of money and a lot of energy.
そこで近年は、蒸気復水器を空冷式とすることが提案されている。空冷式蒸気復水器を使用した場合、蒸気復水器は冷却用水を必要としないので、設備は海岸近傍又は大河近傍に設置しなくとも良くなり、設備の設置場所の選定条件が緩やかになる。従って、設備を燃料産出地の近傍に設置することが出来る可能性が高まる。この結果として、燃料の運搬に要する費用やエネルギーを大きく減少させることが出来る。 Therefore, in recent years, it has been proposed that the steam condenser is air-cooled. When an air-cooled steam condenser is used, the steam condenser does not require cooling water, so it is not necessary to install the equipment near the coast or near the river, and the conditions for selecting the installation location of the equipment are relaxed. . Therefore, the possibility that the facility can be installed in the vicinity of the fuel production area is increased. As a result, the cost and energy required for fuel transportation can be greatly reduced.
しかしながら、空冷式蒸気復水器を使用した場合でも依然として、少なくともボイラー補給水が、さらに火力源として石炭を使用する場合には散水用水も必要である。 However, even when an air-cooled steam condenser is used, at least boiler make-up water is required, and further water for sprinkling is required when coal is used as a thermal power source.
海岸近傍又は大河近傍でない場合、設備の為に使用可能な外部の水量は少なく、設備の為に使用しなければならない外部の水量は可能な限り減らしたいという要望が存在している。 There is a small amount of external water that can be used for equipment if it is not near a coast or near a river, and there is a desire to reduce the amount of external water that must be used for equipment as much as possible.
本発明が解決しようとする課題は、火力を使用して発生させた蒸気のエネルギーを利用する設備の為に使用しなければならない外部の水量を従来に比べ効率的に大きく減少させることが出来る排ガス含有水分回収装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is an exhaust gas that can greatly reduce the amount of external water that must be used for facilities that use the energy of steam generated using thermal power, compared to the conventional method. It is to provide a water content recovery apparatus.
実施形態は、火力を使用して発生させた蒸気のエネルギーを利用する設備において使用されボイラーから排出される排ガスに含有されている水分を回収する排ガス含有水分回収装置であり、前記排ガスを重力作用方向と交差する排ガス流れ方向に導く排ガス導管に介在されたラジエータ部材を備える。このラジエータ部材は、重力作用方向及び排ガス流れ方向に細長く重力作用方向及び排ガス流れ方向と交差する幅方向の寸法が重力作用方向及び排ガス流れ方向の寸法よりも小さい排ガス流路を夫々が規定していて前記幅方向に相互に離間して配置された複数のラジエータ管を含む。前記ラジエータ部材は、前記複数のラジエータ管の上方，前記幅方向における両外側のラジエータ管の外側方，前記幅方向における前記複数のラジエータ管の相互間の隙間，そして前記複数のラジエータ管の下方への前記排ガス導管からの排ガスの流れを阻止し前記複数のラジエータ管の夫々の前記排ガス流路へと前記排ガス導管からの排ガスの流れを導く。この実施形態の排ガス含有水分回収装置はさらに、前記ラジエータ部材に設けられ前記複数のラジエータ管の相互間の隙間に冷却用気体を通過させる冷却用気体送気装置と、前記ラジエータ部材の前記複数の排ガス流路の下部に設けられた水排出管路と、を備える。この水排出管路は、前記複数のラジエータ管の相互間の隙間を通過した冷却用気体により冷却された前記複数のラジエータ管の夫々の前記排ガス流路を通過する前記排ガスから回収され重力の作用により前記排ガス流路の下部に到達した水を前記ラジエータ部材の外部に排出する。 An embodiment is an exhaust gas-containing moisture recovery device that recovers moisture contained in exhaust gas that is used in equipment that uses the energy of steam generated using thermal power and is discharged from a boiler. A radiator member interposed in an exhaust gas conduit that leads in an exhaust gas flow direction that intersects the direction is provided. This radiator member defines an exhaust gas flow path that is elongated in the gravity action direction and the exhaust gas flow direction and has a dimension in the width direction intersecting the gravity action direction and the exhaust gas flow direction that is smaller than the dimension in the gravity action direction and the exhaust gas flow direction. And a plurality of radiator pipes spaced apart from each other in the width direction. The radiator member is disposed above the plurality of radiator pipes, outside the radiator pipes on the outer sides in the width direction, gaps between the plurality of radiator pipes in the width direction, and below the plurality of radiator pipes. The flow of exhaust gas from the exhaust gas conduit is blocked, and the flow of exhaust gas from the exhaust gas conduit is guided to the exhaust gas flow path of each of the plurality of radiator tubes. The exhaust gas-containing water recovery device of this embodiment is further provided with a cooling gas supply device that is provided in the radiator member and allows a cooling gas to pass through gaps between the plurality of radiator tubes, and the plurality of the radiator members. A water discharge pipe provided at a lower portion of the exhaust gas flow path. The water discharge pipe is recovered from the exhaust gas passing through the exhaust gas passages of the plurality of radiator pipes and cooled by the cooling gas that has passed through the gaps between the plurality of radiator pipes. Thus, the water that has reached the lower part of the exhaust gas passage is discharged to the outside of the radiator member.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図１は、実施形態の排ガス含有水分回収装置１０を使用した、蒸気のエネルギーを利用する設備の排ガス処理システムを概略的に示している。 FIG. 1 schematically shows an exhaust gas treatment system for equipment using steam energy using the exhaust gas-containing water recovery device 10 of the embodiment.
この実施形態の排ガス含有水分回収装置１０を使用した排ガス処理システムは、火力を得る為の燃料として、例えば石炭，石油又は天然ガスを利用している設備において使用されていて、この設備は例えば火力発電所である。 The exhaust gas treatment system using the exhaust gas-containing water recovery device 10 of this embodiment is used in equipment that uses, for example, coal, oil, or natural gas as fuel for obtaining thermal power. It is a power plant.
排ガス処理システムは、火力を使用して蒸気を発生させる為のボイラー１０２から排出された排ガスを煙突１０４まで導く煙道を構成している排ガス導管に順次介在された脱硝器１０６，熱交換器１０８，熱回収器１１０，電気集塵装置１１２，脱硫装置１１４，排ガス含有水分回収装置１０，そして排ガス昇圧器１１６を備える。 The exhaust gas treatment system includes a denitrator 106 and a heat exchanger 108 that are sequentially interposed in an exhaust gas conduit constituting a flue that guides exhaust gas discharged from a boiler 102 for generating steam using thermal power to a chimney 104. , A heat recovery device 110, an electrostatic precipitator 112, a desulfurization device 114, an exhaust gas-containing water recovery device 10, and an exhaust gas booster 116.
脱硝器１０６は、ボイラー１０２から排出された排ガスに含まれている窒素酸化物ＮＯｘを除去する。熱交換器１０８は、ボイラー１０２から排出された排ガスの熱で熱交換流体を加熱する。熱交換流体は例えば空気であることが出来る。熱交換器１０８で加熱された熱交換流体は設備やその周辺で種々の目的の為に使用されるが、例えば熱交換流体が空気でありボイラー１０２の火力源が石炭である場合には、石炭をボイラー１０２で燃焼させる前に予熱する為に使用することが出来る。熱回収器１１０は熱交換器１０８からの排ガスから更に熱交換により熱を回収し、ここで回収された熱もまた設備やその周辺で種々の目的の為に使用される。電気集塵装置１１２は、排ガス中から煤煙を除去する。脱硫装置１１４は、排ガスに含まれている硫黄酸化物ＳＯｘを除去する。脱硫装置１１４から排出された直後の排ガスは、温度が略５０℃であり相対湿度が略９９％である。そして排ガス含有水分回収装置１０は、排ガス中に含まれている水分を回収する。排ガス昇圧器１１６は、ボイラー１０２から排出された後に脱硝器１０６，熱交換器１０８，熱回収器１１０，電気集塵装置１１２，脱硫装置１１４，そして排ガス含有水分回収装置１０を通過することにより圧力が低下した排ガスに圧力を付加し、排ガスを煙突１０４から速やかに排出させる。 The denitration device 106 removes nitrogen oxides NOx contained in the exhaust gas discharged from the boiler 102. The heat exchanger 108 heats the heat exchange fluid with the heat of the exhaust gas discharged from the boiler 102. The heat exchange fluid can be, for example, air. The heat exchange fluid heated by the heat exchanger 108 is used for various purposes in and around the facility. For example, when the heat exchange fluid is air and the thermal power source of the boiler 102 is coal, coal Can be used to preheat before being burned in the boiler 102. The heat recovery unit 110 further recovers heat from the exhaust gas from the heat exchanger 108 by heat exchange, and the heat recovered here is also used for various purposes in the facility and its surroundings. The electric dust collector 112 removes soot from the exhaust gas. The desulfurization apparatus 114 removes sulfur oxide SOx contained in the exhaust gas. The exhaust gas immediately after being discharged from the desulfurizer 114 has a temperature of approximately 50 ° C. and a relative humidity of approximately 99%. The exhaust gas-containing moisture recovery device 10 recovers moisture contained in the exhaust gas. After being discharged from the boiler 102, the exhaust gas booster 116 passes through the denitration device 106, the heat exchanger 108, the heat recovery device 110, the electrostatic precipitator 112, the desulfurization device 114, and the exhaust gas-containing water recovery device 10, thereby pressure. The pressure is applied to the exhaust gas whose pressure has decreased, and the exhaust gas is quickly discharged from the chimney 104.
図２は、実施形態の排ガス含有水分回収装置１０の全体の外観を概略的に示している。 FIG. 2 schematically shows the overall appearance of the exhaust gas-containing water recovery device 10 of the embodiment.
この実施形態において前記排ガス処理システムの煙道を構成している排ガス導管は、少なくとも排ガス含有水分回収装置１０の上流側及び下流側に隣接した排ガス導管の部分が排ガスＥＧを重力作用方向Ｇと交差する方向、好ましくは水平方向Ｈに、導くよう構成されている。さらに、詳細には、排ガス含有水分回収装置１０の上流側に隣接した排ガス導管の部分は排ガス含有水分回収装置１０に近づくに従い排ガス導管の半径方向に徐々に寸法を拡大させる拡大ダクト１２Ａとして構成されていて、そして排ガス含有水分回収装置１０の下流側に隣接した排ガス導管の部分は排ガス含有水分回収装置１０から遠ざかるに従い排ガス導管の半径方向に徐々に寸法を縮小させる縮小ダクト１２Ｂとして構成されている。 In this embodiment, the exhaust gas conduit constituting the flue of the exhaust gas treatment system is such that at least the portion of the exhaust gas conduit adjacent to the upstream side and downstream side of the exhaust gas-containing water recovery device 10 intersects the exhaust gas EG with the gravity action direction G. In the horizontal direction, preferably in the horizontal direction H. More specifically, the portion of the exhaust gas conduit adjacent to the upstream side of the exhaust gas-containing moisture recovery device 10 is configured as an enlarged duct 12A that gradually increases the size in the radial direction of the exhaust gas conduit as it approaches the exhaust gas-containing moisture recovery device 10. In addition, the portion of the exhaust gas conduit adjacent to the downstream side of the exhaust gas-containing moisture recovery device 10 is configured as a reduced duct 12B that gradually reduces the size in the radial direction of the exhaust gas conduit as it moves away from the exhaust gas-containing moisture recovery device 10. .
排ガス含有水分回収装置１０は、排ガス導管の拡大ダクト１２Ａの拡大出口開口と縮小ダクト１２Ｂの拡大入口開口との間に介在され、これら拡大出口開口及び拡大入口開口に排ガス漏れを生じさせることなく連結されているラジエータ部材１４を備えている。 The exhaust gas-containing moisture recovery device 10 is interposed between the enlarged outlet opening of the enlarged duct 12A of the exhaust gas conduit and the enlarged inlet opening of the reduced duct 12B, and is connected to the enlarged outlet opening and the enlarged inlet opening without causing exhaust gas leakage. The radiator member 14 is provided.
ラジエータ部材１４は、拡大ダクト１２Ａの拡大出口開口から縮小ダクト１２Ｂの拡大入口開口まで排ガスＥＧを重力作用方向Ｇと交差する方向、好ましくは水平方向Ｈに、導くよう構成されている。ラジエータ部材１４はさらに、このように導かれている排ガスＥＧに直接接触させることなく排ガスＥＧの流れ方向と交差する方向、この実施形態では重力作用方向Ｇとは正反対の方向、に冷却用気体ＣＧ、この実施形態では空気、を通過させるようにも構成されている。冷却用気体ＣＧの温度は、ラジエータ部材１４を通過する排ガスＥＧの温度よりも低い。 The radiator member 14 is configured to guide the exhaust gas EG from the enlarged outlet opening of the enlarged duct 12A to the enlarged inlet opening of the reduced duct 12B in a direction intersecting the gravity action direction G, preferably in the horizontal direction H. The radiator member 14 further has a cooling gas CG in a direction intersecting with the flow direction of the exhaust gas EG without being brought into direct contact with the exhaust gas EG thus guided, that is, in the present embodiment, in the direction opposite to the gravity action direction G. In this embodiment, air is also passed. The temperature of the cooling gas CG is lower than the temperature of the exhaust gas EG passing through the radiator member 14.
このようにラジエータ部材１４に冷却用気体ＣＧを通過させる為に排ガス含有水分回収装置１０は、ラジエータ部材１４に設けられた冷却用気体送気装置１６を備えている。この実施形態では冷却用気体送気装置１６はラジエータ部材１４の上部に配置されていて、送気ファン装置を有する。 As described above, the exhaust gas-containing moisture recovery device 10 includes the cooling gas supply device 16 provided on the radiator member 14 in order to allow the cooling gas CG to pass through the radiator member 14. In this embodiment, the cooling gas supply device 16 is disposed on the radiator member 14 and has an air supply fan device.
脱硫装置１１４からラジエータ部材１４に向かう排ガスＥＧは、排ガス導管の拡大ダクト１２Ａを通過する間に排ガス導管の半径方向に拡散して圧力が減少され流れ速度が低下された状態でラジエータ部材１４に流入する。ラジエータ部材１４に流入した拡散された状態の排ガスＥＧは、ラジエータ部材１４中を排ガス導管の縮小ダクト１２Ｂに向かい低速度で時間を掛けて移動する間に、冷却用気体ＣＧにより冷却される。この結果、排ガスＥＧ中の水分は過飽和状態となり水滴を生じさせる。冷却用気体ＣＧはラジエータ部材１４の表面も冷却して前記表面の温度を排ガスＥＧの露点温度以下にするので、この表面に触れた排ガスＥＧ中の水分は結露して水滴を生じさせる。 The exhaust gas EG heading from the desulfurizer 114 toward the radiator member 14 diffuses in the radial direction of the exhaust gas conduit while passing through the enlarged duct 12A of the exhaust gas conduit, flows into the radiator member 14 in a state where the pressure is reduced and the flow speed is reduced. To do. The diffused exhaust gas EG that has flowed into the radiator member 14 is cooled by the cooling gas CG while moving in the radiator member 14 over time toward the reduction duct 12B of the exhaust gas conduit at a low speed. As a result, the moisture in the exhaust gas EG becomes supersaturated and produces water droplets. The cooling gas CG also cools the surface of the radiator member 14 so that the temperature of the surface becomes equal to or lower than the dew point temperature of the exhaust gas EG, so that moisture in the exhaust gas EG that touches the surface condenses to produce water droplets.
図３には、排ガス含有水分回収装置１０において、ラジエータ部材１４中における排ガスＥＧと冷却用気体ＣＧとの間の温度差がラジエータ部材１４中における排ガスＥＧの移動距離に応じて急速に小さくなることが概略的に示されている。 In FIG. 3, in the exhaust gas-containing moisture recovery device 10, the temperature difference between the exhaust gas EG in the radiator member 14 and the cooling gas CG rapidly decreases according to the moving distance of the exhaust gas EG in the radiator member 14. Is shown schematically.
このようにして生じた水滴は重力の作用によりラジエータ部材１４中を前記冷却用気体と直接接触することなく重量作用方向Ｇに落下する。 The water droplets generated in this manner fall in the weight acting direction G without directly contacting the cooling gas in the radiator member 14 by the action of gravity.
排ガス含有水分回収装置１０はさらに、ラジエータ部材１４中でこのようにして生じ落下した水滴を回収しラジエータ部材１４の外部に排出させる為にラジエータ部材１４の下部に設けられている水排出管路１８を備えている。 The exhaust gas-containing moisture recovery device 10 further collects the water droplets generated and dropped in the radiator member 14 in this manner and discharges them to the outside of the radiator member 14 so as to provide a water discharge line 18 provided at the lower portion of the radiator member 14. It has.
次に、図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃを参照しながら図２中の排ガス含有水分回収装置１０についてより詳細に説明する。 Next, the exhaust gas-containing water recovery device 10 in FIG. 2 will be described in more detail with reference to FIGS. 4A, 4B, and 4C.
図４Ａは、図２の排ガス含有水分回収装置１０を、排ガス含有水分回収装置１０中を流れる排ガスＥＧの流れの上流側から概略的に示す正面図である。図４Ｂは、図２の排ガス含有水分回収装置１０を重力作用方向Ｇの上方から概略的に示す上面図である。図４Ｃは、図２の排ガス含有水分回収装置１０を重力作用方向Ｇ及び排ガスＥＧの流れ方向と直交する幅方向Ｗから概略的に示す側面図である。 FIG. 4A is a front view schematically showing the exhaust gas-containing water recovery device 10 of FIG. 2 from the upstream side of the flow of the exhaust gas EG flowing through the exhaust gas-containing water recovery device 10. 4B is a top view schematically showing the exhaust gas-containing water recovery device 10 of FIG. FIG. 4C is a side view schematically showing the exhaust gas-containing water recovery device 10 of FIG. 2 from the direction of gravity G and the width direction W orthogonal to the flow direction of the exhaust gas EG.
排ガス含有水分回収装置１０のラジエータ部材１４は、重力作用方向Ｇ及び排ガスＥＧの流れ方向に細長く重力作用方向Ｇ及び排ガスＥＧの流れ方向と交差する幅方向Ｗの寸法が重力作用方向Ｇ及び排ガスＥＧの流れ方向の寸法よりも小さい排ガス流路ＥＧＰを夫々が規定している複数のラジエータ管１４Ａを含んでいる。そして複数のラジエータ管１４Ａは、幅方向Ｗに相互に離間して配置されている。この実施形態において、排ガスＥＧの流れ方向は水平方向Ｈであり、複数のラジエータ管１４Ａは幅方向Ｗに相互に等間隔に離間して配置されている。 The radiator member 14 of the exhaust gas-containing moisture recovery device 10 is elongated in the gravity action direction G and the flow direction of the exhaust gas EG, and the dimension in the width direction W intersecting the gravity action direction G and the flow direction of the exhaust gas EG has the gravity action direction G and the exhaust gas EG. A plurality of radiator pipes 14A each defining an exhaust gas flow path EGP smaller than the dimension in the flow direction is included. The plurality of radiator tubes 14 </ b> A are spaced apart from each other in the width direction W. In this embodiment, the flow direction of the exhaust gas EG is the horizontal direction H, and the plurality of radiator tubes 14A are arranged in the width direction W so as to be spaced apart from each other at equal intervals.
夫々の排ガス流路ＥＧＰには排ガスＥＧが流されるので、複数のラジエータ管１４Ａの夫々は排ガスＥＧ中の成分により腐食されない材料、例えばステンレス、により形成されている。 Since the exhaust gas EG flows through each exhaust gas flow path EGP, each of the plurality of radiator pipes 14A is formed of a material that is not corroded by components in the exhaust gas EG, for example, stainless steel.
ラジエータ部材１４は、複数のラジエータ管１４Ａの上方，幅方向Ｗにおける両外側のラジエータ管１４Ａの外側方，幅方向Ｗにおける複数のラジエータ管１４Ａの相互間の隙間，そして複数のラジエータ管１４Ａの下方への排ガス導管からの排ガスの流れを阻止し複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰのみへと排ガス導管からの排ガスＥＧの流れを導くよう構成されている。 The radiator member 14 is located above the plurality of radiator tubes 14A, outside the two radiator tubes 14A in the width direction W, between the plurality of radiator tubes 14A in the width direction W, and below the plurality of radiator tubes 14A. The flow of the exhaust gas from the exhaust gas conduit is prevented, and the flow of the exhaust gas EG from the exhaust gas conduit is guided only to each of the exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator tubes 14A.
より詳細には、幅方向Ｗにおける両外側のラジエータ管１４Ａの外側方は外側板１４Ｂにより覆われている。外側板１４Ｂは、対応する外側のラジエータ管１４Ａの外側面から幅方向Ｗに離れて前記外側面の全体を覆う本体１４Ｂ−１と、排ガスＥＧの流れ方向における前記外側面の上流縁及び下流縁の夫々の全体に渡り重力作用方向Ｇに延出していて本体１４Ｂ−１に連続している上流端部１４Ｂ−２及び下流端部１４Ｂ−３を含む。 More specifically, the outer sides of both outer radiator tubes 14A in the width direction W are covered with an outer plate 14B. The outer plate 14B includes a main body 14B-1 that covers the entire outer surface away from the outer surface of the corresponding outer radiator pipe 14A in the width direction W, and an upstream edge and a downstream edge of the outer surface in the exhaust gas EG flow direction. Each including an upstream end portion 14B-2 and a downstream end portion 14B-3 that extend in the gravity action direction G and continue to the main body 14B-1.
外側のラジエータ管１４Ａの外側面と対応する外側板１４Ｂの本体１４Ｂ−１，上流端部１４Ｂ−２及び下流端部１４Ｂ−３で囲まれた空間は冷却用気体ＣＧの為の通路となっている。 The space surrounded by the main body 14B-1, the upstream end portion 14B-2, and the downstream end portion 14B-3 of the outer plate 14B corresponding to the outer surface of the outer radiator pipe 14A serves as a passage for the cooling gas CG. Yes.
排ガスＥＧの流れ方向における上流側及び下流側に位置する外側板１４Ｂの上流端部１４Ｂ−２及び下流端部１４Ｂ−３は、これらに沿って流れる排ガスＥＧに生じる抵抗を出来る限り小さくするよう滑らかに傾斜した外形状であって良い。 The upstream end portion 14B-2 and the downstream end portion 14B-3 of the outer plate 14B located on the upstream side and the downstream side in the flow direction of the exhaust gas EG are smooth so as to minimize the resistance generated in the exhaust gas EG flowing along these. The outer shape may be inclined.
複数のラジエータ管１４Ａの幅方向Ｗにおける相互間の隙間は、複数のラジエータ管１４Ａにおいて幅方向Ｗで相互に対向する内側面の排ガスＥＧの流れ方向における上流縁及び下流縁の夫々の全体に渡り重力作用方向Ｇに延出している上流端板１４Ｃ及び下流端板１４Ｄにより覆われて塞がれている。複数のラジエータ管１４Ａの幅方向Ｗにおける相互間の隙間は、複数のラジエータ管１４Ａにおいて幅方向Ｗで相互に対向する内側面の排ガスＥＧの流れ方向における上流縁及び下流縁の夫々を上流端板１４Ｃ及び下流端板１４Ｄにより覆われ塞がれることにより冷却用気体の為の通路となっている。 The gaps between the plurality of radiator pipes 14A in the width direction W extend over the entire upstream edge and downstream edge in the flow direction of the exhaust gas EG on the inner surfaces facing each other in the width direction W in the plurality of radiator pipes 14A. The upstream end plate 14C and the downstream end plate 14D extending in the gravity action direction G are covered and closed. The gaps between the plurality of radiator pipes 14A in the width direction W are the upstream end plates of the upstream edge and the downstream edge in the flow direction of the exhaust gas EG on the inner surfaces facing each other in the width direction W in the plurality of radiator pipes 14A. By being covered and closed by 14C and the downstream end plate 14D, a passage for cooling gas is formed.
排ガスＥＧの流れ方向における上流側及び下流側に位置する上流端板１４Ｃ及び下流端板１４Ｄは、これらに沿って流れる排ガスＥＧに生じる抵抗を出来る限り小さくするよう滑らかに傾斜した外形状であって良い。 The upstream end plate 14C and the downstream end plate 14D located on the upstream side and the downstream side in the flow direction of the exhaust gas EG have outer shapes that are smoothly inclined so as to minimize the resistance generated in the exhaust gas EG flowing along these. good.
複数のラジエータ管１４Ａの幅方向Ｗにおける相互間の隙間の上端及び外側のラジエータ管１４Ａの外側面と対応する外側板１４Ｂとの間の空間の上端は、上蓋部材１４Ｅの内部空間により覆われていて、上蓋部材１４Ｅに冷却用気体送気装置１６が設けられている。上蓋部材１４Ｅの周壁の下端部は、外側板１４Ｂの外面の上端部、上流端板１４Ｃ及び下流端板１４Ｄの外面の上端部、そして複数のラジエータ管１４Ａにおける排ガスＥＧの流れ方向の上流端面及び下流端面の上端部に密着されている。 The upper end of the gap between the plurality of radiator pipes 14A in the width direction W and the upper end of the space between the outer surface of the outer radiator pipe 14A and the corresponding outer plate 14B are covered with the inner space of the upper lid member 14E. A cooling gas supply device 16 is provided on the upper lid member 14E. The lower end portion of the peripheral wall of the upper lid member 14E is the upper end portion of the outer surface of the outer plate 14B, the upper end portions of the outer surfaces of the upstream end plate 14C and the downstream end plate 14D, and the upstream end surface of the plurality of radiator pipes 14A in the flow direction of the exhaust gas EG. It is in close contact with the upper end of the downstream end face.
その為に、冷却用気体送気装置１６が動作すると、ラジエータ部材１４の下方の冷却用気体としての空気が、複数のラジエータ管１４Ａの幅方向Ｗにおける相互間の隙間の下端及び外側のラジエータ管１４Ａの外側面と対応する外側板１４Ｂとの間の空間の下端を介しこれらの隙間及び空間に吸い込まれる。これらの隙間及び空間に吸い込まれた空気は、これらの隙間及び空間を重力作用方向Ｇとは正反対の方向に向かい通過した後に、図４Ａに２点鎖線の矢印で示されている如く、複数のラジエータ管１４Ａの幅方向Ｗにおける相互間の隙間の上端及び外側のラジエータ管１４Ａの外側面と対応する外側板１４Ｂとの間の空間の上端を介し上蓋部材１４Ｅの内部空間に流入し、さらにこの内部空間から冷却用気体送気装置１６に吸い上げられて外部に排出される。 Therefore, when the cooling gas supply device 16 operates, the air as the cooling gas below the radiator member 14 causes the lower ends of the gaps between the plurality of radiator tubes 14A in the width direction W and the outer radiator tubes. The air is sucked into these gaps and spaces through the lower end of the space between the outer surface of 14A and the corresponding outer plate 14B. After the air sucked into these gaps and spaces passes through these gaps and spaces in the direction opposite to the direction of gravity G, a plurality of air is shown in FIG. 4A as indicated by two-dot chain arrows. It flows into the internal space of the upper lid member 14E via the upper end of the gap between the radiator pipes 14A in the width direction W and the upper end of the space between the outer surface of the outer radiator pipe 14A and the corresponding outer plate 14B. The air is sucked up from the internal space by the cooling gas supply device 16 and discharged to the outside.
また幅方向Ｗにおける複数のラジエータ管１４Ａの相互間の隙間及び幅方向Ｗの両外側のラジエータ管１４Ａの外側方へと向かう排ガス導管からの排ガスＥＧの流れは、外側板１４Ｂの上流端部１４Ｂ−２及び下流端部１４Ｂ−３、そして上流端板１４Ｃ及び下流端板１４Ｄにより阻止されている。この結果として、前記隙間及び前記外側方を介した複数のラジエータ管１４Ａの上方及び下方への排ガス導管からの排ガスＥＧの流れが阻止されている。 Further, the flow of the exhaust gas EG from the exhaust pipes toward the outside of the gaps between the plurality of radiator pipes 14A in the width direction W and the radiator pipes 14A on both outer sides in the width direction W is the upstream end 14B of the outer plate 14B. -2 and downstream end portion 14B-3, and upstream end plate 14C and downstream end plate 14D. As a result, the flow of the exhaust gas EG from the exhaust gas conduit to the upper side and the lower side of the plurality of radiator pipes 14A via the gap and the outer side is prevented.
従って、排ガス導管の拡大ダクト１２Ａによりラジエータ部材１４に導入されてきた排ガスＥＧは複数のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰのみを通過して排ガス導管の縮小ダクト１２Ｂに到達する。複数のラジエータ管１４Ａは排ガス導管の拡大ダクト１２Ａの拡大出口開口の全体に渡り配置されていて、複数のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰは重力作用方向Ｇ及び排ガスＥＧの流れ方向に細長く延出しているので、複数のラジエータ管１４Ａは排ガスＥＧの流れに大きな抵抗を生じさせない。 Accordingly, the exhaust gas EG introduced into the radiator member 14 by the enlarged duct 12A of the exhaust gas conduit passes only through the exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator pipes 14A and reaches the reduced duct 12B of the exhaust gas conduit. The plurality of radiator pipes 14A are arranged over the entire enlarged outlet opening of the enlarged duct 12A of the exhaust gas conduit, and the exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator pipes 14A are elongated in the gravity action direction G and the exhaust gas EG flow direction. Therefore, the plurality of radiator pipes 14A do not cause great resistance to the flow of the exhaust gas EG.
ラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰのみを通過する排ガスＥＧは、外側のラジエータ管１４Ａの外側面と対応する外側板１４Ｂとの間の通路及び複数のラジエータ管１４Ａの幅方向Ｗにおける相互間の隙間を通過する冷却用気体ＣＧとは直接接触せず、複数のラジエータ管１４Ａの夫々において排ガス流路ＥＧＰを取り囲んでいる周壁を介して間接的に接触することにより冷却用気体ＣＧにより熱を奪われ温度が低下される。この結果、前述した如く、排ガスＥＧに含まれている水分が過飽和状態となり水滴を生じさせる。また、複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰの内表面の温度が排ガスＥＧに含まれている水分の露点温度以下になり、前記内表面に接触した排ガスＥＧに含まれている水分を結露させて小滴を生じさせる。これらの水滴は重力により重力作用方向Ｇに落下する。 Exhaust gas EG passing through only the exhaust gas flow path EGP of the radiator pipe 14A is a gap between the outer surface of the outer radiator pipe 14A and the corresponding outer plate 14B and the gap between the plurality of radiator pipes 14A in the width direction W. The cooling gas CG is not in direct contact with the cooling gas CG passing through the radiator, and heat is deprived by the cooling gas CG by contacting indirectly through the peripheral wall surrounding the exhaust gas flow path EGP in each of the plurality of radiator pipes 14A. The temperature is lowered. As a result, as described above, the water contained in the exhaust gas EG becomes supersaturated and water droplets are generated. Further, the temperature of the inner surface of each exhaust gas flow path EGP of the plurality of radiator pipes 14A is equal to or lower than the dew point temperature of the water contained in the exhaust gas EG, and the moisture contained in the exhaust gas EG in contact with the inner surface is reduced. Allow condensation to form droplets. These water drops fall in the direction G of gravity action due to gravity.
個々のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰは重力作用方向Ｇに向かい開口した下方開口を有している。従って、排ガス流路ＥＧＰ中で排ガスＥＧから生じ重力作用方向Ｇに落下した水滴は、ラジエータ部材１４の下部に設けられている水排出管路１８により回収される。 Each exhaust pipe EGP of the radiator pipe 14A has a lower opening that opens in the direction G of gravity. Accordingly, water droplets generated from the exhaust gas EG in the exhaust gas flow path EGP and falling in the gravity action direction G are collected by the water discharge pipe 18 provided at the lower portion of the radiator member 14.
この実施形態において水排出管路１８は、個々のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰの前記下方開口を覆う集水部材１８Ａと、複数のラジエータ管１４Ａの複数の排ガス流路ＥＧＰに対応した複数の集水部材１８Ａに連通した水回収管１８Ｂと、を含む。個々の集水部材１８Ａは、図４Ａ及び図４Ｃ中に示されている如く、対応するラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰの前記下方開口の幅方向Ｗの両側縁及び排ガスＥＧの流れ方向の上流縁及び下流縁の夫々から斜め下方に幅方向Ｗ及び前記流れ方向の中心に向かい傾斜した細長い四角錐形状をしている。そして、水回収管１８Ｂは複数の集水部材１８Ａの夫々の頂点部位で夫々の内部空間に連通している。即ち、ラジエータ部材１４の複数のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰにおいて排ガスＥＧから生じさせられ重力作用方向Ｇに落下した水滴は水排出管路１８の複数の集水部材１８Ａにより収集された後に水回収管１８Ｂを介して排ガス含有水分回収装置１０の外部に回収される。 In this embodiment, the water discharge pipe 18 includes a water collecting member 18A that covers the lower opening of the exhaust gas flow path EGP of each radiator pipe 14A, and a plurality of exhaust gas flow paths EGP corresponding to the plurality of exhaust pipes EGP of the plurality of radiator pipes 14A. A water recovery pipe 18B communicating with the water collecting member 18A. As shown in FIGS. 4A and 4C, the individual water collecting members 18A are arranged on both side edges in the width direction W of the lower opening of the exhaust gas flow path EGP of the corresponding radiator pipe 14A and upstream in the flow direction of the exhaust gas EG. It has an elongated quadrangular pyramid shape inclined obliquely downward from each of the edge and the downstream edge toward the center in the width direction W and the flow direction. The water recovery pipe 18B communicates with each internal space at each apex portion of the plurality of water collecting members 18A. That is, water droplets generated from the exhaust gas EG in the exhaust gas flow paths EGP of the radiator pipes 14A of the radiator member 14 and falling in the gravitational action direction G are collected by the water collecting members 18A of the water discharge pipe 18 and then water. It is recovered to the outside of the exhaust gas-containing water recovery apparatus 10 via the recovery pipe 18B.
この実施形態の排ガス含有水分回収装置１０は、そこを通過する排ガスＥＧからの水分回収効率をさらに上げることを目的として、図５中に示されている如く、複数のラジエータ管１４Ａの個々の排ガス流路ＥＧＰ中に重力作用方向Ｇ及び排ガスＥＧの流れ方向に沿い配置された複数の水分捕集ユニット２０を備えている。 As shown in FIG. 5, the exhaust gas-containing moisture recovery device 10 of this embodiment has a purpose of further improving the efficiency of recovering moisture from the exhaust gas EG passing therethrough, as shown in FIG. A plurality of moisture collection units 20 are provided in the flow path EGP along the gravity action direction G and the flow direction of the exhaust gas EG.
複数の水分捕集ユニット２０の夫々は、幅方向Ｗに相互に離間し夫々が重力作用方向Ｇ及び排ガスＥＧの流れ方向に沿い広がり排ガス流路ＥＧＰ中の排ガスＥＧに接触し排ガスＥＧ中に含有されている水分を捕える複数の捕水シート２０Ａを含む。この実施形態において複数の捕水シート２０Ａの夫々は略０．１ｍｍ〜略１ｍｍの厚さを有する。 Each of the plurality of moisture collection units 20 is spaced apart from each other in the width direction W and extends along the gravity action direction G and the flow direction of the exhaust gas EG, and comes into contact with the exhaust gas EG in the exhaust gas passage EGP and is contained in the exhaust gas EG. A plurality of water catching sheets 20 </ b> A for catching moisture that has been used are included. In this embodiment, each of the plurality of water catching sheets 20A has a thickness of approximately 0.1 mm to approximately 1 mm.
排ガス流路ＥＧＰ中の排ガスＥＧの流れに対し、排ガス流路ＥＧＰ中で前述した如く夫々が重力作用方向Ｇ及び排ガスＥＧの流れ方向に沿い広がっている複数の捕水シート２０Ａは、排ガス流路ＥＧＰ中を流れる排ガスＥＧに対し大きな抵抗、即ち圧力損失、を生じさせることがない。 As described above, the plurality of water catching sheets 20A, which extend in the direction of gravity G and the flow direction of the exhaust gas EG in the exhaust gas flow path EGP, respectively, extend in the exhaust gas flow path EGP. A large resistance, that is, a pressure loss, is not caused to the exhaust gas EG flowing through the EGP.
複数の水分捕集ユニット２０の夫々の複数の捕水シート２０Ａは、個々のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰ中の排ガスＥＧに対する接触面積を拡大させている。 Each of the plurality of water collecting sheets 20A of the plurality of moisture collecting units 20 expands the contact area with respect to the exhaust gas EG in the exhaust gas flow path EGP of each radiator pipe 14A.
複数の水分捕集ユニット２０の夫々は、複数の捕水シート２０Ａの上方を覆う上壁部ＵＷとともに幅方向Ｗに於ける両外側の捕水シート２０Ａを外側から覆う両外側の側壁部ＳＷとを有する捕水シート覆い枠２０Ｂを含んでいる。そして、図５中に示されている如く、重力作用方向Ｇにおいて上下に隣接して配置されている２つの水分捕集ユニット２０中で上方に位置する水分捕集ユニット２０の補水シート覆い枠２０Ｂの両外側の側壁部ＳＷの下端が、下方に位置する分捕集ユニット２０の補水シート覆い枠２０Ｂの上壁部ＵＷに載置されている。 Each of the plurality of moisture collecting units 20 includes an upper wall UW that covers the upper side of the plurality of water collecting sheets 20A and both outer side wall SW that covers the outer water collecting sheets 20A in the width direction W from the outside. The water-absorbing sheet covering frame 20B having the above is included. Then, as shown in FIG. 5, the water replenishing sheet covering frame 20 </ b> B of the moisture collecting unit 20 positioned above in the two moisture collecting units 20 arranged adjacent to each other in the gravity action direction G. The lower ends of the outer side wall portions SW are placed on the upper wall portion UW of the replenishing sheet covering frame 20B of the collection unit 20 located below.
図５及び図６中に示されている如く、夫々の水分捕集ユニット２０において、補水シート覆い枠２０Ｂの両外側の側壁部ＳＷの上端部位で排気ガスＥＧの流れ方向に相互に離間した複数、この実施形態では２つ、の位置及び前記両外側の側壁部ＳＷの下端部位で排気ガスＥＧの流れ方向に相互に離間した複数、この実施形態では２つ、の位置に、前記両外側の側壁部ＳＷ間を幅方向Ｗに延出した組立固定要素２０Ｃが固定されている。組立固定要素２０Ｃは、例えばボルトとナットの組み合わせであることが出来る。 As shown in FIGS. 5 and 6, in each of the moisture collecting units 20, a plurality of the water collecting units 20 that are spaced apart from each other in the flow direction of the exhaust gas EG at the upper end portions of the side wall portions SW on both outer sides of the refill sheet covering frame 20 </ b> B. In this embodiment, two positions and a plurality of positions spaced apart from each other in the flow direction of the exhaust gas EG at the lower end portions of the outer side wall portions SW, two positions in this embodiment, An assembly fixing element 20C extending in the width direction W between the side wall portions SW is fixed. The assembly fixing element 20C can be, for example, a combination of a bolt and a nut.
そして、前記両外側の側壁部ＳＷ間で組立固定要素２０Ｃには相互に同じ厚さの複数のスペーサ２０Ｄが支持されているとともに、複数の捕水シート２０Ａの上端部位又は下端部位が支持されている。組立固定要素２０Ｃ上で複数の捕水シート２０Ａの夫々の上端部位又は下端部位は隣接する２つのスペーサ２０Ｄ間に挟持されていて、複数の捕水シート２０Ａは複数のスペーサ２０Ｄのお蔭で幅方向Ｗに相互に等間隔に配置されている。この実施形態では、複数の捕水シート２０Ａの相互間の間隔は、夫々の捕水シート２０Ａの表面に付着した水滴が隣接する捕水シート２０Ａの表面に付着出来ない距離である。 A plurality of spacers 20D having the same thickness are supported on the assembly fixing element 20C between the outer side wall portions SW, and upper end portions or lower end portions of the plurality of water catching sheets 20A are supported. Yes. The upper end portion or the lower end portion of each of the plurality of water catching sheets 20A on the assembly and fixing element 20C is sandwiched between two adjacent spacers 20D, and the plurality of water catching sheets 20A are arranged in the width direction by virtue of the plurality of spacers 20D. W are arranged at equal intervals from each other. In this embodiment, the interval between the plurality of water catching sheets 20A is a distance at which water droplets attached to the surface of each water catching sheet 20A cannot adhere to the surface of the adjacent water catching sheet 20A.
図７には、図５及び図６の水分捕集ユニット２０の複数の捕水シート２０Ａの１枚が、排ガスＥＧの流れ方向及び重力作用方向Ｇと直交する幅方向Ｗから概略的に示されている。捕水シート２０Ａは、基材ＢＭ（図８参照）の幅方向Ｗにおける両側面の少なくとも一方、この実施形態では両方、に、疎水層ＳＬと疎水層ＳＬ中に点在された複数の親水層ＩＬとを有する。 In FIG. 7, one of the plurality of water collecting sheets 20A of the water collecting unit 20 in FIGS. 5 and 6 is schematically shown from the width direction W orthogonal to the flow direction of the exhaust gas EG and the gravity action direction G. ing. The water capturing sheet 20A includes a plurality of hydrophilic layers interspersed in the hydrophobic layer SL and the hydrophobic layer SL on at least one of both side surfaces in the width direction W of the base material BM (see FIG. 8), both in this embodiment. IL.
前述した如く個々のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰ中で冷却用気体ＣＧにより間接的に冷却されて過飽和状態になった排ガスＥＧ中の水分は微小水滴の白煙となる。そして前述した如く、微小水滴は相互に接触して重力により落下するほどの大きさの水滴になるのであるが、排ガス流路ＥＧＰを通過中に重力により落下するほどの大きさの水滴にならない微小水滴も存在している。 As described above, the moisture in the exhaust gas EG, which is indirectly cooled by the cooling gas CG in the exhaust gas flow path EGP of each radiator pipe 14A and becomes supersaturated, becomes white smoke of minute water droplets. As described above, the minute water droplets are small enough to come into contact with each other and drop due to gravity, but they do not become small enough to fall due to gravity while passing through the exhaust gas passage EGP. There are also water drops.
水分捕集ユニット２０の複数の捕水シート２０Ａは、排ガス流路ＥＧＰを通過中に重力により落下するほどの大きさの水滴にならない微小水滴を、重力により落下するほどの大きさの水滴にまで積極的に成長させるよう機能する。即ち、複数の水分捕集ユニット２０の複数の捕水シート２０Ａ無しではラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰを通過中に重力により落下するほどの大きさの水滴にならない微小水滴を、複数の水分捕集ユニット２０の複数の捕水シート２０Ａは、重力により落下するほどの大きさの水滴にまで積極的に成長させる。 The plurality of water collecting sheets 20A of the water collecting unit 20 are capable of turning minute water droplets that do not become droplets large enough to fall by gravity while passing through the exhaust gas flow path EGP into droplets large enough to fall by gravity. It functions to grow actively. That is, without the water collecting sheets 20A of the plurality of water collecting units 20, minute water droplets that do not become water droplets of a size that falls by gravity while passing through the exhaust gas flow path EGP of the radiator pipe 14A are collected. The plurality of water collecting sheets 20 </ b> A of the collecting unit 20 are actively grown to water droplets having a size enough to fall due to gravity.
この結果として、排ガスＥＧは冷却用気体ＣＧによって大気温度付近まで冷却され、これにより発生した過飽和水は、排ガス含有水分回収装置１０のラジエータ部材１４の複数のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰの夫々の複数の水分捕集ユニット２０の複数の捕水シート２０Ａにより回収されるので、排ガス含有水分回収装置１０を通過した後の排ガスＥＧは、大気温度と同等の温度の湿りガスとなる。従って排ガスＥＧが排ガス含有水分回収装置１０通過後に排ガス昇圧器１１６により加圧されて煙突１０４から外部に排出される際に、排ガスＥＧと大気との温度差に起因して発生する水蒸気による白色化を抑制することが出来る。 As a result, the exhaust gas EG is cooled to the vicinity of the atmospheric temperature by the cooling gas CG, and the supersaturated water generated thereby is generated in each of the exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator pipes 14A of the radiator member 14 of the exhaust gas-containing moisture recovery device 10. Are collected by the plurality of water collecting sheets 20A of the plurality of moisture collecting units 20, the exhaust gas EG after passing through the exhaust gas-containing moisture collecting device 10 becomes a humid gas having a temperature equivalent to the atmospheric temperature. Therefore, when the exhaust gas EG is pressurized by the exhaust gas booster 116 after passing through the exhaust gas-containing water recovery device 10 and discharged from the chimney 104 to the outside, whitening due to water vapor generated due to the temperature difference between the exhaust gas EG and the atmosphere Can be suppressed.
図８には、図５及び図６の水分捕集ユニット２０の複数の捕水シート２０Ａの夫々における排ガスＥＧからの水分回収作用が概略的に示されている。 FIG. 8 schematically shows the action of collecting water from the exhaust gas EG in each of the plurality of water collecting sheets 20A of the water collecting unit 20 shown in FIGS.
捕水シート２０Ａの親水層ＩＬは、水分に対する親和性が強いので、そこに接触又は接近した前述した微小水滴２２の白煙を吸着する。その結果、時間の経過とともに吸着された微小水滴２２は、親水層ＩＬの表面で、この表面に対し大きな接触角ＣＡＬを有する水膜２４に成長する。 Since the hydrophilic layer IL of the water catching sheet 20A has a strong affinity for moisture, it adsorbs the white smoke of the above-described minute water droplets 22 in contact with or close thereto. As a result, the minute water droplets 22 adsorbed over time grow on the surface of the hydrophilic layer IL into a water film 24 having a large contact angle CAL with respect to this surface.
成長した水膜２４はやがて重力により親水層ＩＬの下側の疎水層ＳＬに移動し、水との親和性の無い疎水層ＳＬの表面上で疎水層ＳＬの表面に対し小さな接触角ＣＡＳを有する水滴２６になる。疎水層ＳＬの表面上のこの水滴２６は、直ちに重力の作用により下方の水分捕集ユニット２０の補水シート覆い枠２０Ｂの上壁部ＵＷに向かい落下する。その後、上方の水分捕集ユニット２０の補水シート覆い枠２０Ｂの中を通過する排ガスＥＧに押され上壁部ＵＷ上を排ガスＥＧの流れ方向に移動した後、排ガスＥＧの流れ方向の下流側の上壁部ＵＷの下流端から水排出管路１８（図４Ａ及び図４Ｃ参照）の集水部材１８Ａに向かい落下し、前述した如く集水部材１８Ａから水回収管１８により排ガス含有水分回収装置１０の外部に回収される。 The grown water film 24 eventually moves to the hydrophobic layer SL below the hydrophilic layer IL due to gravity, and has a small contact angle CAS with respect to the surface of the hydrophobic layer SL on the surface of the hydrophobic layer SL having no affinity for water. It becomes a water drop 26. The water droplets 26 on the surface of the hydrophobic layer SL immediately fall toward the upper wall portion UW of the water replenishing sheet covering frame 20B of the lower moisture collecting unit 20 by the action of gravity. Then, after being pushed by the exhaust gas EG passing through the rehydration sheet covering frame 20B of the upper moisture collection unit 20 and moving on the upper wall portion UW in the flow direction of the exhaust gas EG, the downstream side in the flow direction of the exhaust gas EG. It falls from the downstream end of the upper wall UW toward the water collecting member 18A of the water discharge pipe 18 (see FIGS. 4A and 4C), and as described above, the exhaust gas-containing water collecting device 10 is discharged from the water collecting member 18A by the water collecting pipe 18. Collected outside.
即ち、この実施形態の複数の水分捕集ユニット２０では、上方の水分捕集ユニット２０において排ガスＥＧの水蒸気から収集された水滴２６は、下方の水分捕集ユニット２０に流入しない。これによって、個々のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰ中で、図５中に示されている如く、重力作用方向Ｇに積層されている複数の水分捕集ユニット２０において、下方に位置する水分捕集ユニット２０の複数の捕水シート２０Ａの相互間の隙間に上方に位置する水分捕集ユニット２０で排ガスＥＧの水蒸気から収集された水滴２６が流入して、下方に位置する水分捕集ユニット２０が複数の捕水シート２０Ａによる前述した如き本来の水分回収機能を発揮することが出来なくなることが確実に阻止されている。 That is, in the plurality of moisture collection units 20 of this embodiment, the water droplets 26 collected from the water vapor of the exhaust gas EG in the upper moisture collection unit 20 do not flow into the lower moisture collection unit 20. As a result, in the plurality of moisture collecting units 20 stacked in the gravity action direction G in the exhaust gas flow path EGP of each radiator pipe 14A, as shown in FIG. The water droplets 26 collected from the water vapor of the exhaust gas EG flow into the gap between the water collecting sheets 20A of the collection unit 20 at the upper position, and the moisture collection unit 20 located at the lower position. However, it is reliably prevented that the original moisture recovery function as described above by the plurality of water collecting sheets 20A cannot be performed.
この実施形態の複数の水分捕集ユニット２０の夫々を構成している前述した種々の部材の全ては、当然のことながら排ガスＥＧ中の成分により腐食されない材料、例えばステンレス、により形成されている。 Naturally, all of the various members described above constituting each of the plurality of moisture collecting units 20 of this embodiment are formed of a material that is not corroded by components in the exhaust gas EG, such as stainless steel.
この実施形態においては、個々のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰ中で複数の水分捕集ユニット２０は、図５中に示されている如く、重力作用方向Ｇには相互に積層されているとともに排ガスＥＧの流れ方向には相互に離間して配置されている。 In this embodiment, in the exhaust gas flow path EGP of each radiator pipe 14A, a plurality of moisture collection units 20 are stacked on each other in the gravitational action direction G as shown in FIG. They are spaced apart from each other in the flow direction of the exhaust gas EG.
個々のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰ中で複数の水分捕集ユニット２０が排ガスＥＧの流れ方向には相互に離間して配置されていることにより、排ガスＥＧの流れ方向において個々の水分捕集ユニット２０の上流側には必ず排ガス流路ＥＧＰの内面の一部が露出された空間が存在する。 In the exhaust gas flow path EGP of each radiator pipe 14A, a plurality of moisture collection units 20 are arranged apart from each other in the flow direction of the exhaust gas EG, so that individual moisture collection in the flow direction of the exhaust gas EG. A space where a part of the inner surface of the exhaust gas flow path EGP is always exposed exists on the upstream side of the unit 20.
個々のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰ中で前記空間中に到達した排ガスＥＧは、この空間に露出していて前述した如く冷却用気体ＣＧにより冷却されている排ガス流路ＥＧＰの内面の一部により、排ガス流路ＥＧＰの内面から遠ざけられている個々の水分捕集ユニット２０中よりも良く冷却される。従って、前記空間中では、排ガスＥＧ中の水分は、過飽和により生成された微小水滴２２の白煙からの水滴の生成に加えて、排ガス流路ＥＧＰの内面の一部に接触することによる結露による水滴の生成も行われる。このことは、前記空間中では個々の水分捕集ユニット２０中よりも排ガスＥＧ中の水分の回収効率が高いことを意味するが、排ガスＥＧの流れの方向で前記空間の下流に位置する水分捕集ユニット２０では前記空間中では回収しきれなかった過飽和により生成された微小水滴２２の白煙からの水滴の生成を更に積極的に行うことが出来る。さらに、排ガスＥＧの流れの方向において水分捕集ユニット２０の上流側の前記空間で排ガスＥＧ中の水分の回収を効率良く行うことにより、水分捕集ユニット２０の複数の捕水シート２０Ａが排ガスＥＧ中に残留している微小水滴２２の白煙から過剰に水分を回収してしまうことによる複数の捕水シート２０Ａの相互間の隙間に生じた水滴による前記隙間の目詰りを防止することが出来る。 The exhaust gas EG that has reached the space in the exhaust gas flow path EGP of each radiator pipe 14A is exposed to this space and is part of the inner surface of the exhaust gas flow path EGP that is cooled by the cooling gas CG as described above. Thus, the cooling is better than in the individual moisture collection units 20 that are kept away from the inner surface of the exhaust gas flow path EGP. Therefore, in the space, the moisture in the exhaust gas EG is caused by condensation due to contact with a part of the inner surface of the exhaust gas flow path EGP in addition to the generation of water droplets from the white smoke of the minute water droplets 22 generated by supersaturation. Water droplets are also generated. This means that the moisture collection efficiency in the exhaust gas EG is higher in the space than in the individual moisture collection units 20, but the moisture trap located downstream of the space in the direction of the flow of the exhaust gas EG. The collecting unit 20 can more actively generate water droplets from the white smoke of the minute water droplets 22 generated by supersaturation that could not be recovered in the space. Furthermore, by efficiently collecting the moisture in the exhaust gas EG in the space upstream of the moisture collection unit 20 in the direction of the flow of the exhaust gas EG, the plurality of water collection sheets 20A of the moisture collection unit 20 are removed from the exhaust gas EG. It is possible to prevent clogging of the gap due to water droplets generated in the gaps between the plurality of water catching sheets 20A due to excessive collection of moisture from the white smoke of the minute water drops 22 remaining in the inside. .
前述したことから、個々のラジエータ管１４Ａの排ガス流路ＥＧＰ中における排ガスＥＧの流れの方向での前記空間と水分捕集ユニット２０との１つの組み合わせの繰り返しが、排ガス流路ＥＧＰ中を通過する排ガスＥＧからの水分の回収効率を高めている。 As described above, one combination of the space and the moisture collection unit 20 in the direction of the flow of the exhaust gas EG in the exhaust gas channel EGP of each radiator pipe 14A passes through the exhaust gas channel EGP. The recovery efficiency of moisture from the exhaust gas EG is increased.
前述した如く構成されている実施形態の排ガス含有水分回収装置１０を通過した後の排ガスＥＧには白煙となる微小水滴２２がほとんど残らないので、この実施形態の排ガス含有水分回収装置１０を使用した前述の排ガス処理システムの煙突１０４（図１参照）から排出される排ガスＥＧには白煙が含まれない。 Since the exhaust gas EG after passing through the exhaust gas-containing moisture recovery device 10 of the embodiment configured as described above hardly has minute water droplets 22 that become white smoke, the exhaust gas-containing moisture recovery device 10 of this embodiment is used. The exhaust gas EG discharged from the chimney 104 (see FIG. 1) of the aforementioned exhaust gas treatment system does not contain white smoke.
実施形態のラジエータ部材１４の複数のラジエータ管１４Ａの夫々において複数の水分捕集ユニット２０は、図９中に示されている如く、重力作用方向Ｗ及び排ガスＥＧの流れ方向に沿い等間隔に配置されていることが出来る。 In each of the plurality of radiator tubes 14A of the radiator member 14 of the embodiment, the plurality of moisture collection units 20 are arranged at equal intervals along the gravity action direction W and the flow direction of the exhaust gas EG, as shown in FIG. Can be done.
［第１変形例］
図１０には、図２の排ガス含有水分回収装置１０のラジエータ部材１４の複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰ中における複数の水分捕集ユニット２０の配置の第１変形例が幅方向Ｗから概略的に示されている。
[First Modification]
FIG. 10 shows a first modification of the arrangement of the plurality of moisture collection units 20 in each of the exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator tubes 14A of the radiator member 14 of the exhaust gas-containing water recovery apparatus 10 of FIG. It is shown schematically from W.
図１０中に示されているこの変形例においては、複数の水分捕集ユニット２０が、ラジエータ部材１４の複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰ中において、排ガスＥＧの流れ方向の下流側の領域ＤＲにのみ重力作用方向Ｗ及び排ガスＥＧの流れ方向に沿い配置されている。そして、夫々の排ガス流路ＥＧＰ中において、排ガスＥＧの流れ方向の上流側の領域ＵＲには水分捕集ユニット２０が全く配置されていない。 In this modification example shown in FIG. 10, the plurality of moisture collecting units 20 are disposed downstream in the flow direction of the exhaust gas EG in the exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator tubes 14 </ b> A of the radiator member 14. Are arranged along the gravity action direction W and the flow direction of the exhaust gas EG only in the region DR. And in each exhaust gas flow path EGP, the water | moisture-content collection unit 20 is not arrange | positioned at all in the area | region UR of the upstream of the flow direction of exhaust gas EG.
図３中に示されていた如く、排ガス含有水分回収装置１０において、ラジエータ部材１４中における排ガスＥＧと冷却用気体ＣＧとの間の温度差は、ラジエータ部材１４中における排ガスＥＧの移動距離に応じて急速に小さくなる。 As shown in FIG. 3, in the exhaust gas-containing water recovery device 10, the temperature difference between the exhaust gas EG in the radiator member 14 and the cooling gas CG depends on the moving distance of the exhaust gas EG in the radiator member 14. Quickly become smaller.
排ガス流路ＥＧＰ中における排ガスＥＧの流れ方向の上流端では排ガスＥＧと冷却用気体ＣＧとの間の温度差が大きく、排ガスＥＧの過飽和蒸気量が大きい。そして、排ガスＥＧが排ガス流路ＥＧＰ中における上流側の領域ＵＲを通過する間に排ガスＥＧと冷却用気体ＣＧとの間の温度差が急速に小さくなるので、この間に過飽和蒸気は急速に微小水滴になり、さらに微小水滴が集まって重力で落下する程度の大きさの多量の小滴を生じさせる。また同時に、過飽和蒸気は、上流側の領域ＵＲに露出し前述した如く冷却用気体ＣＧにより冷却されて排ガスＥＧ中の水分の結露温度になっている排ガス流路ＥＧＰの内面に接触することにより結露し、重力で落下する程度の大きさの多量の小滴を生じさせる。 At the upstream end of the exhaust gas flow path EGP in the flow direction of the exhaust gas EG, the temperature difference between the exhaust gas EG and the cooling gas CG is large, and the amount of supersaturated steam of the exhaust gas EG is large. Since the temperature difference between the exhaust gas EG and the cooling gas CG rapidly decreases while the exhaust gas EG passes through the upstream region UR in the exhaust gas flow path EGP, the supersaturated steam rapidly becomes micro water droplets during this time. In addition, a large amount of small droplets of such a size that micro water droplets gather and fall by gravity are generated. At the same time, the supersaturated steam is exposed to the upstream region UR and is condensed by contact with the inner surface of the exhaust gas passage EGP which is cooled by the cooling gas CG and has the condensation temperature of the moisture in the exhaust gas EG as described above. And produces a large number of droplets that are large enough to fall by gravity.
排ガス流路ＥＧＰ中の上流側の領域ＵＲにおいて重力で落下する程度の大きさになった多量の小滴は重量作用方向Ｇに落下し、前述した如くラジエータ部材１４の下方の水分排出管路１８（図２，図４Ａ，図４Ｂそして図４Ｃ参照）により排ガス含有水分回収装置１０の外部に排出されて回収される。 A large amount of droplets having a size enough to drop by gravity in the upstream region UR in the exhaust gas flow path EGP falls in the weight acting direction G, and as described above, the moisture discharge pipe 18 below the radiator member 14. (Refer to FIG. 2, FIG. 4A, FIG. 4B, and FIG. 4C).
即ち、排ガス含有水分回収装置１０においてラジエータ部材１４中の複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰ中に入ってきた排ガスＥＧの水分のかなりの部分を、排ガス流路ＥＧＰ中における上流側の領域ＵＲにおいて排ガス含有水分回収装置１０の外部に回収することが出来る。 That is, in the exhaust gas-containing moisture recovery apparatus 10, a substantial portion of the moisture of the exhaust gas EG that has entered the exhaust gas flow path EGP of each of the plurality of radiator pipes 14A in the radiator member 14 is upstream of the exhaust gas flow path EGP. It can be recovered outside the exhaust gas-containing water recovery device 10 in the region UR.
しかしながら、排ガス流路ＥＧＰ中の上流側の領域ＵＲを通過して冷却用気体ＣＧとの間の温度差が小さくなった排ガスＥＧ中には、重力で落下する程度の大きさの小滴にはなれなかった過飽和蒸気の微小水滴が依然として存在している。このような微小水滴は、排ガス流路ＥＧＰ中の下流側の領域ＤＲ中に配置されている複数の水分捕集ユニット２０の夫々の複数の捕水シート２０Ａにより図８を参照して前述した如く効率よく集水され重力で落下する程度の大きさの小滴にされた後に、ラジエータ部材１４の下方の水分排出管路１８（図２，図４Ａ，図４Ｂそして図４Ｃ参照）により排ガス含有水分回収装置１０の外部に排出されて回収される。 However, in the exhaust gas EG that has passed through the upstream region UR in the exhaust gas flow path EGP and the temperature difference from the cooling gas CG has become small, it cannot be a small droplet that falls by gravity. There were still small water droplets of supersaturated steam that were not there. Such minute water droplets are caused by the plurality of water collecting sheets 20A of the plurality of moisture collecting units 20 arranged in the downstream region DR in the exhaust gas passage EGP as described above with reference to FIG. After the water is efficiently collected and made into droplets of a size that falls by gravity, the moisture containing exhaust gas is contained in the moisture discharge pipe 18 (see FIGS. 2, 4A, 4B, and 4C) below the radiator member 14. It is discharged outside the collection device 10 and collected.
この変形例では、排ガス含有水分回収装置１０においてラジエータ部材１４中の複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰ中の上流側の領域ＵＲには水分捕集ユニット２０が配置されず、下流側の領域ＤＲのみに水分捕集ユニット２０が配置されている。従って、図１０中に示されているこの変形例は、図９中に示されている如くラジエータ部材１４中の複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰ中に重力作用方向Ｇ及び排ガスＥＧの流れ方向に等間隔に複数の水分捕集ユニット２０が配置されている場合に比べると、使用する水分捕集ユニット２０の数が少ないので、排ガス含有水分回収装置１０の構成を簡易にすることが出来て製造コスト及びメンテナンスコストを大きく低下させることが出来る。さらに、ラジエータ部材１４中の複数のラジエータ管１４Ａの複数の排ガス流路ＥＧＰがこれらを通過する排ガスＥＧに与える抵抗が減少するので、ラジエータ部材１４を通過することによる排ガスＥＧの圧力損失が減少する。この結果、変形例のラジエータ部材１４を含む排ガス含有水分回収装置１０を使用した排ガス処理システムに於いては、排ガス含有水分回収装置１０の下流側の排ガス昇圧器１１６が、排ガスＥＧを煙突１０４から速やかに排出させるために排ガスＥＧに負荷しなければならない圧力が低下する。このことは、排ガス昇圧器１１６が必要とするエネルギーを削減出来ることを意味している。 In this modified example, in the exhaust gas-containing moisture recovery apparatus 10, the moisture collection unit 20 is not disposed in the upstream region UR in the exhaust gas flow path EGP of each of the plurality of radiator pipes 14A in the radiator member 14, and the downstream side The moisture collection unit 20 is disposed only in the region DR. Therefore, this modification shown in FIG. 10 is different from the gravity action direction G and the exhaust gas EG in the exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator pipes 14A in the radiator member 14 as shown in FIG. Compared to the case where a plurality of moisture collection units 20 are arranged at equal intervals in the flow direction of the gas, since the number of moisture collection units 20 to be used is small, the configuration of the exhaust gas-containing moisture recovery device 10 is simplified. The manufacturing cost and the maintenance cost can be greatly reduced. Furthermore, since the resistance given to the exhaust gas EG passing through the plurality of exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator pipes 14A in the radiator member 14 is reduced, the pressure loss of the exhaust gas EG due to passing through the radiator member 14 is reduced. . As a result, in the exhaust gas treatment system using the exhaust gas-containing water recovery device 10 including the radiator member 14 according to the modified example, the exhaust gas booster 116 on the downstream side of the exhaust gas-containing water recovery device 10 removes the exhaust gas EG from the chimney 104. The pressure that must be applied to the exhaust gas EG in order to discharge it quickly decreases. This means that the energy required by the exhaust gas booster 116 can be reduced.
［第２変形例］
図１１には、図２の排ガス含有水分回収装置１０のラジエータ部材１４の複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰ中における複数の水分捕集ユニット２０の配置の第２変形例が幅方向Ｗから概略的に示されている。
[Second Modification]
FIG. 11 shows a second modification of the arrangement of the plurality of moisture collecting units 20 in each of the exhaust gas passages EGP of the plurality of radiator tubes 14A of the radiator member 14 of the exhaust gas-containing moisture recovery apparatus 10 of FIG. It is shown schematically from W.
この変形例においては、図１１中に示されている如く、複数の水分捕集ユニット２０が、ラジエータ部材１４の複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰ中において、重力作用方向Ｇには等間隔で、排ガスＥＧの流れ方向では下流に向かうのに伴い大きな間隔で配置されている。 In this modification, as shown in FIG. 11, a plurality of moisture collection units 20 are arranged in the gravity action direction G in the exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator pipes 14 </ b> A of the radiator member 14. At the same interval, the exhaust gas EG is arranged at a large interval as it goes downstream in the flow direction of the exhaust gas EG.
図３中に示されていた如く、排ガス含有水分回収装置１０において、ラジエータ部材１４中における排ガスＥＧと冷却用気体ＣＧとの間の温度差は、ラジエータ部材１４中における排ガスＥＧの移動距離に応じて急速に小さくなる。 As shown in FIG. 3, in the exhaust gas-containing water recovery device 10, the temperature difference between the exhaust gas EG in the radiator member 14 and the cooling gas CG depends on the moving distance of the exhaust gas EG in the radiator member 14. Quickly become smaller.
排ガス流路ＥＧＰ中における排ガスＥＧの流れ方向の上流ほど排ガスＥＧと冷却用気体ＣＧとの間の温度差が大きく、排ガスＥＧの過飽和蒸気量が大きい。そして、排ガスＥＧが排ガス流路ＥＧＰ中を通過する間に排ガス流路ＥＧＰの上流ほど多くの量の過飽和蒸気が微小水滴になる。 The temperature difference between the exhaust gas EG and the cooling gas CG is larger toward the upstream in the flow direction of the exhaust gas EG in the exhaust gas flow path EGP, and the amount of supersaturated steam of the exhaust gas EG is larger. Then, while the exhaust gas EG passes through the exhaust gas channel EGP, a larger amount of supersaturated steam becomes minute water droplets upstream of the exhaust gas channel EGP.
しかしながら図１１中に示されている第２変形例は、排ガスＥＧの流れ方向におけるラジエータ部材１４の上流端に入って来る排ガスＥＧの温度と冷却用気体ＣＧとの間の温度差が小さくて、ラジエータ部材１４中の複数のラジエータ管１４Ａの複数の排ガス流路ＥＧＰの夫々の上流側の領域で排ガスＥＧの水分の飽和蒸気量が少ない場合に有効である。 However, in the second modification shown in FIG. 11, the temperature difference between the temperature of the exhaust gas EG entering the upstream end of the radiator member 14 in the flow direction of the exhaust gas EG and the cooling gas CG is small. This is effective when the saturated vapor amount of moisture in the exhaust gas EG is small in the upstream region of each of the plurality of exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator pipes 14A in the radiator member 14.
この変形例では、複数の水分捕集ユニット２０が、ラジエータ部材１４の複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰ中において、重力作用方向Ｇには等間隔で、排ガスＥＧの流れ方向では下流に向かうのに伴い大きな間隔で、即ち上流ほど小さな間隔で、配置されている。従って、排ガス流路ＥＧＰ中の排ガスＥＧの流れ方向における上流側で排ガスＥＧ中の水分が過飽和蒸気になるや否や、多数の水分捕集ユニット２０により積極的に捕水して回収する。さらには、排ガス流路ＥＧＰ中の排ガスＥＧの流れ方向における排ガスＥＧの移動距離が大きくなるのに伴い排ガスＥＧと冷却用気体ＣＧとの間の温度差がさらに小さくなり、排ガスＥＧ中の過飽和蒸気量がさらに少なくなる。この為、この変形例では、複数の水分捕集ユニット２０が、ラジエータ部材１４の複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰ中において、重力作用方向Ｇには等間隔であるが、排ガスＥＧの流れ方向では下流に向かうのに伴い大きな間隔で配置されている。 In this modification, a plurality of moisture collection units 20 are arranged at regular intervals in the gravity action direction G and downstream in the flow direction of the exhaust gas EG in each exhaust gas flow path EGP of the plurality of radiator pipes 14A of the radiator member 14. It is arrange | positioned by the big space | interval, ie, a space | interval small as it goes upstream. Therefore, as soon as the water in the exhaust gas EG becomes supersaturated steam on the upstream side in the flow direction of the exhaust gas EG in the exhaust gas flow path EGP, water is actively collected and collected by the many moisture collection units 20. Furthermore, as the moving distance of the exhaust gas EG in the flow direction of the exhaust gas EG in the exhaust gas flow path EGP increases, the temperature difference between the exhaust gas EG and the cooling gas CG further decreases, and the supersaturated steam in the exhaust gas EG The amount is further reduced. Therefore, in this modified example, the plurality of moisture collection units 20 are equally spaced in the gravity action direction G in the respective exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator tubes 14A of the radiator member 14, but the exhaust gas EG In the direction of the flow, it is arranged at large intervals as it goes downstream.
即ち、この変形例では、複数の水分捕集ユニット２０が、排ガス流路ＥＧＰ中で生じる排ガスＥＧ中の過飽和蒸気量に対応して排ガス流路ＥＧＰ中に複数の水分捕集ユニット２０が配置されていることになる。 That is, in this modified example, the plurality of moisture collection units 20 are arranged in the exhaust gas flow path EGP corresponding to the amount of supersaturated steam in the exhaust gas EG generated in the exhaust gas flow path EGP. Will be.
従って、図１１中に示されているこの変形例では、図９中に示されている如くラジエータ部材１４中の複数のラジエータ管１４Ａの夫々の排ガス流路ＥＧＰ中に重力作用方向Ｇ及び排ガスＥＧの流れ方向に等間隔に複数の水分捕集ユニット２０が配置されている場合に比べると、使用する水分捕集ユニット２０の数が少ないので、排ガス含有水分回収装置１０の構成を簡易にすることが出来て製造コスト及びメンテナンスコストを大きく低下させることが出来る。さらに、ラジエータ部材１４中の複数のラジエータ管１４Ａの複数の排ガス流路ＥＧＰがこれらを通過する排ガスＥＧに与える抵抗が減少するので、ラジエータ部材１４を通過することによる排ガスＥＧの圧力損失が減少する。この結果、変形例のラジエータ部材１４を含む排ガス含有水分回収装置１０を使用した排ガス処理システムに於いては、排ガス含有水分回収装置１０の下流側の排ガス昇圧器１１６が、排ガスＥＧを煙突１０４から速やかに排出させるために排ガスＥＧに負荷しなければならない圧力が低下する。このことは、排ガス昇圧器１１６が必要とするエネルギーを削減出来ることを意味している。 Therefore, in this modification shown in FIG. 11, the gravity action direction G and the exhaust gas EG are disposed in the exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator tubes 14A in the radiator member 14 as shown in FIG. Compared to the case where a plurality of moisture collection units 20 are arranged at equal intervals in the flow direction of the gas, since the number of moisture collection units 20 to be used is small, the configuration of the exhaust gas-containing moisture recovery device 10 is simplified. The manufacturing cost and the maintenance cost can be greatly reduced. Furthermore, since the resistance given to the exhaust gas EG passing through the plurality of exhaust gas flow paths EGP of the plurality of radiator pipes 14A in the radiator member 14 is reduced, the pressure loss of the exhaust gas EG due to passing through the radiator member 14 is reduced. . As a result, in the exhaust gas treatment system using the exhaust gas-containing water recovery device 10 including the radiator member 14 according to the modified example, the exhaust gas booster 116 on the downstream side of the exhaust gas-containing water recovery device 10 removes the exhaust gas EG from the chimney 104. The pressure that must be applied to the exhaust gas EG in order to discharge it quickly decreases. This means that the energy required by the exhaust gas booster 116 can be reduced.
以上詳述したことから明らかなように、前述した実施形態及び変形例に従った排ガス含有水分回収装置１０は、火力を使用して発生させた蒸気のエネルギーを利用する設備の排ガス処理システム中で使用されて排ガス処理システムで処理された排ガス中に含まれている水分のほとんどを効率的に回収することが出来る。回収された水分の量は、前記設備の為に使用しなければならない水の量を満たし、従来は前記設備の為に外部から供給していた水を殆どなくすことができる、即ち前記設備の為に従来外部から供給することが必要であった水を効率的に大きく減少させることが出来る。 As is clear from the above detailed description, the exhaust gas-containing water recovery device 10 according to the embodiment and the modification described above is in an exhaust gas treatment system of a facility that uses the energy of steam generated using thermal power. Most of the water contained in the exhaust gas that has been used and processed by the exhaust gas treatment system can be efficiently recovered. The amount of recovered water satisfies the amount of water that must be used for the equipment, and it is possible to eliminate the water that was conventionally supplied from the outside for the equipment, that is, for the equipment. In addition, water that has conventionally been required to be supplied from the outside can be greatly reduced.
本発明の実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although embodiments and modifications of the present invention have been described, these embodiments and modifications are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and equivalents thereof.
１０…排ガス含有水分回収装置、ＥＧ…排ガス、Ｇ…重力作用方向、Ｈ…水平方向、１２Ａ…拡大ダクト、１２Ｂ…縮小ダクト、１４…ラジエータ部材、１４Ａ…ラジエータ管、ＥＧＰ…排ガス流路、１４Ｂ…外側板、１４Ｂ−１…本体、１４Ｂ−２…上流端部、１４Ｂ−３…下流端部、１４Ｃ…上流端板、１４Ｄ…下流端板、１４Ｅ…上蓋部材、ＣＧ…冷却用気体、１６…冷却用気体送気装置、１８…水排出管路、１８Ａ…集水部材、１８Ｂ…水回収管、２０…水分捕集ユニット、２０Ａ…集水シート、ＳＬ…疎水層、ＩＬ…親水層、２０Ｂ…捕水シート覆い枠、ＵＷ…上壁部、ＳＷ…側壁部、２０Ｃ…組立固定要素、２０Ｄ…スペーサ、２２…微小水滴、ＣＡＬ…大きな接触角、ＣＳＬ…小さな接触角、２６…水滴、ＵＲ…上流側の領域、ＤＲ…下流側の領域。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Exhaust gas containing water recovery apparatus, EG ... Exhaust gas, G ... Gravity action direction, H ... Horizontal direction, 12A ... Expansion duct, 12B ... Reduction duct, 14 ... Radiator member, 14A ... Radiator pipe, EGP ... Exhaust gas flow path, 14B ... outer plate, 14B-1 ... main body, 14B-2 ... upstream end, 14B-3 ... downstream end, 14C ... upstream end plate, 14D ... downstream end plate, 14E ... upper lid member, CG ... cooling gas, 16 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Air supply apparatus for cooling, 18 ... Water discharge pipe, 18A ... Water collection member, 18B ... Water recovery pipe, 20 ... Water collection unit, 20A ... Water collection sheet, SL ... Hydrophobic layer, IL ... Hydrophilic layer, 20B ... Water-capturing sheet covering frame, UW ... Upper wall portion, SW ... Side wall portion, 20C ... Assembly fixing element, 20D ... Spacer, 22 ... Small water droplet, CAL ... Large contact angle, CSL ... Small contact angle, 26 ... Water droplet, UR ... Upstream area DR ... the downstream side of the area.
Claims (8)
前記排ガスを重力作用方向と交差する排ガス流れ方向に導く排ガス導管に介在され、重力作用方向及び排ガス流れ方向に細長く重力作用方向及び排ガス流れ方向と交差する幅方向の寸法が重力作用方向及び排ガス流れ方向の寸法よりも小さい排ガス流路を夫々が規定していて前記幅方向に相互に離間して配置された複数のラジエータ管を含み、前記複数のラジエータ管の上方，前記幅方向における両外側のラジエータ管の外側方，前記幅方向における前記複数のラジエータ管の相互間の隙間，そして前記複数のラジエータ管の下方への前記排ガス導管からの排ガスの流れを阻止し前記複数のラジエータ管の夫々の前記排ガス流路へと前記排ガス導管からの排ガスの流れを導くラジエータ部材と、
前記ラジエータ部材に設けられ、前記複数のラジエータ管の相互間の隙間に冷却用気体を通過させる冷却用気体送気装置と、
前記ラジエータ部材の前記複数の排ガス流路の下部に設けられ、前記複数のラジエータ管の相互間の隙間を通過した冷却用気体により冷却された前記複数のラジエータ管の夫々の前記排ガス流路を通過する前記排ガスから回収され重力の作用により前記排ガス流路の下部に到達した水を前記ラジエータ部材の外部に排出する水排出管路と、
を備えたことを特徴とする排ガス含有水分回収装置。 An exhaust gas-containing moisture recovery device that recovers moisture contained in exhaust gas that is used in facilities that use the energy of steam generated using thermal power and is discharged from a boiler,
The exhaust gas is interposed in an exhaust gas conduit that guides the exhaust gas in an exhaust gas flow direction that intersects the gravity action direction, and is elongated in the gravity action direction and the exhaust gas flow direction, and the dimensions in the width direction that intersect the gravity action direction and the exhaust gas flow direction are the gravity action direction and the exhaust gas flow. A plurality of radiator pipes each defining an exhaust gas flow path smaller than a dimension in the direction and spaced apart from each other in the width direction, and above the plurality of radiator pipes, on both outer sides in the width direction The flow of the exhaust gas from the exhaust pipe to the outside of the radiator pipe, the gaps between the plurality of radiator pipes in the width direction, and the exhaust pipe below the plurality of radiator pipes is prevented. A radiator member for guiding the flow of exhaust gas from the exhaust gas conduit to the exhaust gas flow path;
A cooling gas supply device that is provided in the radiator member and allows a cooling gas to pass through gaps between the plurality of radiator pipes;
Passing through each exhaust gas flow path of each of the plurality of radiator pipes, which is provided in a lower part of the plurality of exhaust gas flow paths of the radiator member, and is cooled by a cooling gas that has passed through gaps between the plurality of radiator pipes. A water discharge pipe for discharging water recovered from the exhaust gas and reaching the lower part of the exhaust gas flow path by the action of gravity to the outside of the radiator member;
An exhaust gas-containing moisture recovery device comprising:
前記重力作用方向において上下に隣接して配置されている２つの水分捕集ユニット中で上方に位置する水分捕集ユニットの補水シート覆い枠の両側側壁部の下端が下方に位置する分捕集ユニットの補水シート覆い枠の上壁部に載置されている、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の排ガス含有水分回収装置。 Each of the plurality of moisture collecting units has a top wall that covers the top of the plurality of water collecting sheets, and both side wall portions that cover the outer water collecting sheets in the width direction from the outside. Including a covering frame,
A fraction collection unit in which the lower ends of both side walls of the replenishing sheet covering frame of the moisture collection unit located above in the two moisture collection units arranged adjacent to each other in the gravity action direction are located below. 4. The exhaust gas-containing water recovery device according to claim 2, wherein the exhaust gas-containing water recovery device is placed on an upper wall portion of the rehydration sheet covering frame.
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