JPS5857649B2 - Device that utilizes waste gas heat from combustion equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、煙道ガスをそれが煙突を通って外に流出され
る前に、熱交換器に導びくことよりなる、燃焼装置例え
ば石油暖房装置の廃ガス熱を利用する方法を実施するた
めの装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for recovering waste gas heat from combustion equipment, such as oil heating equipment, by directing the flue gas into a heat exchanger before it is discharged out through the chimney. The present invention relates to an apparatus for carrying out the method.

従来、廃ガス熱の充分な利用は、外への通路での煙道ガ
スの過冷却をさげる必要性で失敗している。Heretofore, adequate utilization of waste gas heat has been hampered by the need to reduce subcooling of the flue gas in its passage to the outside.

それというのも、露点を下まわることは障害物質の析出
の原因となり、これは、煙突の損傷、非気密性、腐蝕現
象等を生じさせるからである。This is because a drop below the dew point causes the precipitation of interfering substances, which leads to damage to the chimney, non-tightness, corrosion phenomena, etc.

この場合、この種の硫黄腐蝕等の危険性は、特に硫黄含
有燃料例えば石油の燃焼時に生じ、この危険を防止する
ためには、廃ガス熱利用のためのすべての公知の方法で
、煙突を出る煙道ガスの相応する高い温度に注目すべき
であり、これは、煙突の前の熱交換器の使用を、相応す
る高い煙道ガス温度を有する発電所設備又は類似物にお
いてのみ可能とするが、小さい燃焼装置例えば暖房装置
では可能としない。In this case, dangers such as sulfur corrosion arise especially when burning sulfur-containing fuels, for example petroleum, and in order to prevent this danger all known methods for waste gas heat utilization require the use of chimneys. It should be noted the correspondingly high temperature of the exiting flue gases, which makes the use of heat exchangers in front of the chimney only possible in power plant installations or similar with correspondingly high flue gas temperatures. However, this is not possible with small combustion devices, such as heating devices.

更に、廃ガス温度の利用は、以前からまったく、煙突に
よっては一定の限界温度まで可能であるだけであり、こ
れにより得られる熱回収の効率はかなり僅かに残るだけ
である。Moreover, utilization of the exhaust gas temperature has always been possible only up to a certain limit temperature in some chimneys, and the efficiency of the heat recovery obtained thereby remains quite low.

更に、煙道ガス浄化そのものも、特有の経費のかかる装
置を必要とし、従って大きな設備を条件とし、従って、
これを通って外に流出する煙道ガスは、環境を著しく害
する。Furthermore, flue gas purification itself requires specific and expensive equipment and therefore requires large equipment, and thus
The flue gases that escape through this are extremely harmful to the environment.

従って、本発明の課題は、これらの欠点を除き、特別に
有効な廃ガス熱利用を達成することができ、同時に高度
な煙道ガス浄化を保証する先に記載の方法を簡単に、か
つ大費用をかげずに実施することのできる装置を得るこ
とである。It is therefore an object of the present invention to eliminate these drawbacks and develop the previously described method in a simple and large scale, which makes it possible to achieve a particularly effective waste gas heat utilization and at the same time guarantees a high degree of flue gas purification. The object is to obtain a device that can be implemented without increasing costs.

本発明の課題を解決するために、煙道ガスを熱放出のた
めに、それ自体熱交換器の熱供給体として使用される液
体浴中に導入する。In order to achieve the object of the invention, the flue gas is introduced for heat release into a liquid bath which itself is used as a heat supply for a heat exchanger.

浄化液体での煙道ガスの直接処理により、一方で廃ガス
熱は充分に浄化液体に伝達され、それにより所望の熱回
収が行なわれ、他方、この浄化液体はいわゆる、有害物
質殊に、ＳＯ２、灰分及び固体弁等の析出を伴なう煙道
ガス洗浄をする。Direct treatment of the flue gas with the purification liquid ensures, on the one hand, that the waste gas heat is transferred to a sufficient extent to the purification liquid, thereby effecting the desired heat recovery, and, on the other hand, that the purification liquid is free from so-called harmful substances, in particular SO2 , Flue gas cleaning with precipitation of ash and solid valves, etc.

煙道ガスの浄化に基づき、煙突づまりもしくは腐蝕の危
険はもはや存在しないので、煙道ガスも相応して過冷却
することができ、これにより高い作用塵での熱回収が可
能になる。Due to the purification of the flue gases, there is no longer any danger of chimney clogging or corrosion, so that the flue gases can also be correspondingly supercooled, which makes heat recovery possible with high efficiency.

煙道ガスで加熱され、浄化液で付勢された適当な熱交換
器により回収された熱は、連続的に熱循環に供すること
ができ、利用者に例えば用水調製所、床ヒーター、空気
予熱装置等に供給される。The heat recovered by a suitable heat exchanger heated with flue gases and energized with purification liquid can be continuously subjected to thermal circulation and provided to users, e.g. in water preparation stations, floor heaters, air preheating. Supplied to equipment, etc.

本発明によれば、液体浴にアルカリ性液体（ｐＨ値７）
、例えば石灰乳を使用する場合は、特に有害成分例えば
ＳＯ２、ＣＯ２等を確実に煙道ガスから分離することが
できる。According to the invention, an alkaline liquid (pH value 7) is added to the liquid bath.
If, for example, milk of lime is used, particularly harmful components such as SO2, CO2, etc. can be separated reliably from the flue gas.

液体浴のこの浄化作用により、その液体は、酸性になり
、この際本発明によれば、家庭の廃水例えば洗濯水はい
ずれにせよ、どこにでも存在する石けん溶液により、酸
性で得られる液体浴の特に安価な中和が可能である。Due to this purifying action of the liquid bath, the liquid becomes acidic, and according to the invention, domestic waste water, for example laundry water, is in any case rendered acidic due to the ubiquitous soap solution. Particularly cheap neutralization is possible.

本発明方法を実施するためには、煙道ガス導入−及び煙
道ガス排出管と連結しているその内部に煙道ガスを導通
する液体浴用の液体を収容し、そのジャケットに相応す
る接続管を介して利用媒体例えば用水又は冷気を入れる
ことのできるジャケット容器が好適である。In order to carry out the method of the invention, it is necessary to contain a liquid for a liquid bath in which the flue gas is conducted, which is connected to the flue gas inlet and flue gas outlet pipes, and has a connecting pipe corresponding to its jacket. A jacketed container is suitable, through which a utilization medium such as water or cold air can be admitted.

このジャケット容器は、低い構築経費で、煙道ガスの浄
化及び冷却を可能とし、この場合、同時に煙道ガスから
回収された熱の排除のための熱交換器としての作用をす
る。This jacket vessel makes it possible to purify and cool the flue gas with low construction costs, at the same time acting as a heat exchanger for the rejection of the heat recovered from the flue gas.

この装置の積み重ねた実施は非常に重要であり、この際
、本発明によれば、２個以上のジャケット容器が、それ
ぞれの１個の容器の煙道ガス排管の通路を介して、次の
容器の煙道ガス導入管内に後続されていて、この際、す
べての容器のジャケットは、共通の１熱循環系に属して
いる。A stacked implementation of this device is of great importance, in which case, according to the invention, two or more jacketed containers can be connected to the next via the passage of the flue gas discharge pipe of each one container. It is followed in the flue gas inlet pipe of the vessel, in which case the jackets of all vessels belong to a common thermal circulation system.

本発明のもう１つの態様によれば、ジャケット容器の内
部で、液体水準面の下でかつ、煙道ガス導管のオリフィ
スの上方に少なくとも１個のフィルタ又は類似物が備え
られている。According to another aspect of the invention, at least one filter or the like is provided inside the jacket vessel, below the liquid level and above the orifice of the flue gas conduit.

この煙道ガス導管から出る煙道ガスは、その経路を通っ
て上昇し、液体面を横切っているフィルタまで達し、こ
の容器の断面にわたり一様に分配され、細かい泡に分断
され、液体と特に良好に混合し、かつ緊密に接触し、こ
のことは熱放出も、浄化効果も改良する。The flue gas leaving this flue gas conduit rises through its path and reaches the filter lying across the liquid surface, where it is evenly distributed over the cross section of this vessel, broken up into fine bubbles, and especially Good mixing and intimate contact, which improves both the heat release and the cleaning effect.

この作用は、一定間隔で積み重ねられ、場合によっては
異なる孔があげられた数個のフィルタの使用により所望
に応じて変え、異なる状態に適合させることができる。This effect can be varied as desired and adapted to different conditions by the use of several filters stacked at regular intervals and possibly with different pores.

この場合、煙道ガス導管は、容器底から中心で立ち上っ
ている円筒管及びこの円筒管の上方に取り付けられた案
内円蓋又は類似物よりなっているのが有利であり、ここ
で案内内蓋と円筒管との間に環状空間を残している案内
円蓋は、容器底部の近くまで達しており、燃焼装置から
の煙道ガス管はジャケット容器の底部に接続されている
捕集容器と接合している。In this case, the flue gas conduit advantageously consists of a cylindrical tube rising centrally from the vessel bottom and a guide cannula or the like mounted above this cylindrical tube, where the guide inner lid The guiding dome, leaving an annular space between the cylindrical tube and the cylindrical tube, reaches close to the bottom of the vessel, and the flue gas pipe from the combustion device joins the collection vessel, which is connected to the bottom of the jacket vessel. are doing.

完全に容器内部を通っている煙道ガス導管は、一方で容
器内への煙道ガス導入の際の熱損失を低め、他方、この
煙道ガスをできるだけ長く液体と接触させるように底部
付近から液体浴中に流入させる。The flue gas conduit, which runs completely inside the vessel, on the one hand reduces heat losses during the introduction of the flue gas into the vessel, and on the other hand, from near the bottom so as to keep this flue gas in contact with the liquid for as long as possible. flow into the liquid bath.

更に、この立ち上っている円筒管は、容器内の液体の溢
流管としての作用もしており、これは、°機能的に安全
な作業を保証する。Furthermore, this rising cylindrical tube also acts as an overflow conduit for the liquid in the container, which ensures functionally safe operation.

次いで過剰の液体を捕集容器中に取り、ここで再生し、
場合によっては再び液体浴に戻すことができる。Excess liquid is then taken into a collection vessel where it is regenerated;
Optionally, it can be returned to the liquid bath again.

液体捕集容器が中和用廃水の導入及び排出のための接続
部を有する場合は、特に経済的な方法で、既に酸性の液
体の中和は、中和用廃水を単に捕集容器に通すことによ
り達成することができる。Neutralization of an already acidic liquid can be carried out in a particularly economical way if the liquid collection vessel has connections for the introduction and discharge of neutralization wastewater by simply passing the neutralization wastewater into the collection vessel. This can be achieved by

本発明の特に有利な態様では、ジャケット容器をプレハ
ブの構造ユニットとして製造し、この際、２個以上のジ
ャケット容器を相互に積み重ねて１個の多段装置とする
ことができる。In a particularly advantageous embodiment of the invention, the jacket container is manufactured as a prefabricated structural unit, in which case two or more jacket containers can be stacked on top of each other to form a multi-tier device.

相互に積み重ねられたジャケット容器の数に応じて、簡
単かつ安価な方法で、熱回収装置を、それぞれの燃焼装
置もしくは存在する廃ガス熱量に適合させることができ
る。Depending on the number of jacket vessels stacked one on top of the other, the heat recovery device can be adapted in a simple and inexpensive manner to the respective combustion device or to the heat content of the waste gas present.

もちろん、このような多段装置において、最下段のジャ
ケット容器のみに捕集容器が取り付けられている必要が
ある。Of course, in such a multi-stage apparatus, it is necessary that the collection container is attached only to the jacket container at the lowest stage.

それというのも、各容器のこの円筒管は、１容器から他
容器への煙道ガス導管でもあり、段階的に容器から容器
への最終的に捕集容器まで通じている溢流管でもあるか
らである。This cylindrical tube in each vessel is both a flue gas conduit from one vessel to another, and an overflow pipe leading step by step from vessel to vessel and finally to the collection vessel. It is from.

個々の容器への液体供給量のちがい又は、凝縮水形成程
度のちがい等とは無関係に、常に、所望の液体浴及び煙
道ガス通路が得られるように考慮されている。Irrespective of differences in the amount of liquid supplied to the individual vessels or the degree of condensate formation, care is always taken to obtain the desired liquid bath and flue gas passages.

最後のジャケット容器上に煙道ガス排出用のラジアル送
風機を有する送風室又は類似物を備えると、液体浴の段
を通る煙道ガスの導通は、有利に影響されうることがで
きる。If a blow chamber or the like with a radial blower for exhausting the flue gas is provided on the last jacket vessel, the conduction of the flue gas through the stages of the liquid bath can be advantageously influenced.

このために必要な送風機は既に冷却された煙道ガスのみ
を付勢し、このことが熱損失をさげ、経費のかかる絶縁
を不要にする。The blower required for this purpose only energizes the already cooled flue gases, which reduces heat losses and eliminates the need for expensive insulation.

更に、これにより場所が節約でき、送風機の低い熱負荷
もこの送風機の経費を低める。Furthermore, this saves space and the low heat load of the blower also reduces the cost of this blower.

更に、装置全体が送風機の吸引側に存在するので、場合
により気密でない場所での煙道ガスの流出をおそれる必
要はない。Furthermore, since the entire device is located on the suction side of the blower, there is no need to fear the escape of flue gases in potentially non-tight areas.

次に添付図面につき本発明の装置を実施例で図示説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the apparatus of the present invention will be illustrated and explained by way of example with reference to the accompanying drawings.

図示されていない燃焼装置の廃ガス熱の利用のために、
４個のジャケット容器が合体されて、１個の多段装置１
にされている。For the utilization of waste gas heat from a combustion device not shown,
Four jacket containers are combined to form one multi-stage device 1
It is being done.

プレノ・プの構造ユニットとして製造されたジャケット
容器２が、簡単に、必要な数だけ積み重ねて相互に結合
されている。The jacket containers 2, which are produced as structural units of the plenum, can be easily stacked and connected to one another in the required number.

この場合、これらの容器２のジャケット３は、相応する
結合管５を介して、共通の１熱循環系に属してい 、こ
れに、用水又は他の利用媒体を入れることができる。In this case, the jackets 3 of these containers 2 belong to a common thermal circulation system via corresponding connecting pipes 5, into which water or other utilization media can be introduced.

接続管４かも、加熱された利用媒体が取り出され、外部
の利用機関と接続される。The heated utilization medium is also removed from the connecting pipe 4 and connected to an external utilization facility.

この利用媒体の加熱のための熱供給体としては、容器６
内部にある液体浴（これは、導通される煙道ガスにより
それ自体加熱される）がその作用をする。As a heat supply body for heating this utilization medium, the container 6
The internal liquid bath, which is itself heated by the flue gases passed through it, takes this action.

各容器２中の煙道ガス導管は、容器底部２′から中心で
立ち上っている円筒管７、この円筒管７の上方に取り付
けられた案内円蓋８（これは底部付近に容器２内の煙道
ガス導管のオリフィス９を有する）より戊っている。The flue gas conduit in each container 2 consists of a cylindrical tube 7 rising centrally from the container bottom 2', a guide cannula 8 mounted above this cylindrical tube 7 (which is located near the bottom) It has an orifice 9 for the gas conduit.

このオリフィス９の上方であるがなお液体浴内部に、一
定間隔で重ねられて配置されたフィルタ１０が存在し、
これらは、出てくる煙道ガスを細かくかつ一様に液浴中
に分配する。Above this orifice 9, but still inside the liquid bath, there are filters 10 arranged one above the other at regular intervals,
These distribute the exiting flue gas finely and uniformly into the liquid bath.

最下段のジャケット容器２は液体捕集容器１１に接続し
ていて、この中に燃焼装置の煙道ガス導入管１２が開口
していて、かつ円筒管７の上から溢流する液体浴の液体
が中に集まる。The lowermost jacket vessel 2 is connected to a liquid collection vessel 11 into which the flue gas inlet pipe 12 of the combustion device opens, and in which the liquid of the liquid bath overflowing from the top of the cylindrical pipe 7 is collected. gather inside.

液体浴の更新又は補給は、最後（最上段）のジャケット
容器２の内部に通じている接続管６′を通して行ない、
更にこの最上段のジャケット容器２の上には、ラジアル
送風機１４を有する送風室１３が設置されていて、これ
を介して煙道ガス排出管１５は煙突に通じている。Renewal or replenishment of the liquid bath takes place through a connecting pipe 6' leading into the interior of the last (top) jacket vessel 2;
Furthermore, a blow chamber 13 with a radial blower 14 is installed above this uppermost jacket container 2, via which a flue gas discharge pipe 15 leads to the chimney.

煙道ガス導入管１２に流入する熱い煙道ガスは、最下段
容器２０円筒管７及び案内円蓋８よりなる煙道ガス導管
に達し、ここからフィルタ１０を通って液体と緊密に接
触され、その熱を放出する。The hot flue gases entering the flue gas inlet pipe 12 reach the flue gas conduit consisting of the lowermost container 20, the cylindrical tube 7 and the guide cannula 8, from where they pass through the filter 10 and are brought into intimate contact with the liquid; Release that heat.

液体浴から上昇した煙道ガスは、次の容器内に入り、次
いでこのジャケット容器から、次のジャケット容器へ入
り、この際、それぞれ１個の煙道ガス導入管はその前の
容器の煙道ガス排出管をなし、最後のジャケット容器ま
でのその経路上で、その利用すべき熱を液体浴に放出し
、それ自体は、更にジャケット３中の利用媒体を加熱す
る。The flue gas rising from the liquid bath passes into the next vessel and from this jacket vessel into the next jacket vessel, with each flue gas inlet pipe connecting the flue of the previous vessel. It forms a gas discharge pipe and, on its path to the last jacket vessel, releases its heat to be utilized into the liquid bath, which itself further heats the utilization medium in the jacket 3.

液体浴中での熱放出と同時に煙道ガス浄化も行なわれる
ので、冷却された煙道ガスは排出管１５を通って煙突に
ためらいなく導びかれる。Simultaneously with the heat release in the liquid bath, the flue gas purification also takes place, so that the cooled flue gases can be led without hesitation through the discharge pipe 15 into the chimney.

煙道ガス浄化の際の物質交換により、液体補集容器中に
集まる液体は化学的に酸性となり、これは中和を必要と
する。Due to the exchange of substances during flue gas purification, the liquid that collects in the liquid collection vessel becomes chemically acidic, which requires neutralization.

このために、捕集容器１１は、導入管１６及び排出管１
７を有し、例えば洗浄水又は他の石けん含有廃水をこの
捕集容器に通して案内することができ、酸性の液体をそ
こで中和する。For this purpose, the collection container 11 has an inlet pipe 16 and an outlet pipe 1.
7, for example wash water or other soap-containing waste water can be conducted through this collection vessel and the acidic liquid is neutralized there.

この場合、断熱性の被覆１８は煙道ガスと捕集容器中の
液体との接触を阻止し、これにより熱損失を生ぜしめず
、被覆１８内にロート状開口部１９を残し、これは、最
下段のジャケット容器２の円筒管７から滴下してくる液
体を被覆１８から捕集容器１１中に流入させる。In this case, the insulating sheathing 18 prevents contact between the flue gases and the liquid in the collection vessel, thereby causing no heat loss, leaving a funnel-shaped opening 19 in the sheathing 18, which The liquid dripping from the cylindrical pipe 7 of the jacket container 2 at the lowermost stage is caused to flow into the collection container 11 through the coating 18.

付加的に捕集容器１１もジャケット２０を有する場合は
、捕集容器１１中の液体の残留熱も利用することができ
、この際、捕集容器のジャケット２０は、相応する接続
管２１を介して、共通の加熱循環系もしくは容器２のジ
ャケット３に接続されていて、予熱体としての作用をす
る。If the collecting vessel 11 additionally has a jacket 20, the residual heat of the liquid in the collecting vessel 11 can also be utilized, the jacket 20 of the collecting vessel being connected via a corresponding connecting pipe 21. It is connected to a common heating circulation system or to the jacket 3 of the vessel 2 and acts as a preheater.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

添付図面は本発明の装置の構造を示す図である。 ２・・・ジャケット容器、３・・・ジャケット、４・・
・接続管、５・・・連結管、６・・・ジャケット容器内
部、７・・・円筒管、８・・・案内円蓋、９・・・オリ
フィス、１０・・・フィルター １１・・・捕集容器、
１２・・・煙道ガス導入管、１３・・・送風室、１４・
・・ラジアル送風機、１５・・・煙道ガス排出管、２１
・・・連結管。The accompanying drawings show the structure of the device of the invention. 2...jacket container, 3...jacket, 4...
・Connecting pipe, 5... Connecting pipe, 6... Inside of jacket container, 7... Cylindrical tube, 8... Guide cannula, 9... Orifice, 10... Filter 11... Capture collection container,
12... Flue gas introduction pipe, 13... Blow chamber, 14...
... Radial blower, 15 ... Flue gas discharge pipe, 21
...Connecting pipe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 煙道ガス導入管及び煙道ガス排出管を有し、この煙
道ガス導通用の液浴を形成している容器を有し、導通煙
道ガスにより加温された液浴の液体を熱交換器の熱供給
体として利用する、燃焼装置の廃ガス熱を利用するため
の装置において、これは、容器としてそれ自体熱供給体
として使用されるジャケット容器２少なくとも１個より
なり、そのジャケット３には、相応する連結管２１，５
を経て利用媒体を入れることができ、液浴の液体を収容
するその内部空間６内には、液体水準の下であるが煙道
ガス導管７．８のオリフィス９の上方に少なくとも１個
のフィルタ１０又は類似物が備えられていることを特徴
とする、燃焼装置の廃ガス熱を利用する装置。 ２ ジャケット容器２は、プレハブの構造ユニットとし
て製造されていて、２個以上のジャケット容器が上下に
連結されて、１個の多段装置１になっている、特許請求
の範囲第１項記載の装置。 ３ 最下位のジャケット容器２の底部に液体捕集容器１
１が接続されていて、この中に燃焼装置の煙道ガス導入
管１２が連結されていて、ここからジャケット容器２へ
の煙道ガス導管が出ていて、この煙道ガス導管は、有利
に容器底部から中央で立ち上っている円筒管７及びこの
円筒管の上の案内円蓋８よりなっている、特許請求の範
囲第１項又は第２項に記載の装置。 ４ 液体捕集容器１１は、廃水の導入及び排出用の接続
管１６．１７を有している、特許請求の範囲第３項記載
の装置。 ５ 最後（最上位）のジャケット容器２の上に、煙道ガ
ス排出用のラジアル送風機１４を有する送風室１３が構
築されている、特許請求の範囲第１項に記載の装置。[Scope of Claims] 1. A container having a flue gas inlet pipe and a flue gas discharge pipe, a container forming a liquid bath for conducting the flue gas, and heated by the flue gas flowing through the flue gas. In a device for utilizing the waste gas heat of a combustion plant, in which the liquid of the liquid bath is used as a heat supply for a heat exchanger, this comprises at least one jacket vessel 2 which is itself used as a heat supply as a vessel. The jacket 3 has corresponding connecting pipes 21, 5.
In its internal space 6, which can admit the utilization medium via the liquid bath and which contains the liquid of the liquid bath, there is provided at least one filter below the liquid level but above the orifice 9 of the flue gas conduit 7.8. Device for utilizing waste gas heat of a combustion device, characterized in that it is equipped with 10 or the like. 2. The device according to claim 1, wherein the jacket container 2 is manufactured as a prefabricated structural unit, and two or more jacket containers are connected one above the other to form one multi-stage device 1. . 3 Liquid collection container 1 at the bottom of the lowest jacket container 2
1 is connected to which a flue gas inlet pipe 12 of the combustion device is connected, from which a flue gas pipe to the jacket vessel 2 emerges, which flue gas pipe is preferably 3. Device according to claim 1, comprising a cylindrical tube 7 rising centrally from the bottom of the container and a guide cannula 8 above this cylindrical tube. 4. The device according to claim 3, wherein the liquid collection container 11 has connecting pipes 16, 17 for introducing and discharging waste water. 5. The device according to claim 1, wherein above the last (uppermost) jacket container 2 a blowing chamber 13 is constructed with a radial blower 14 for flue gas discharge.