JP2610001B2 - セラミック触媒の支持体 - Google Patents

セラミック触媒の支持体

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JP2610001B2
JP2610001B2 JP6525429A JP52542994A JP2610001B2 JP 2610001 B2 JP2610001 B2 JP 2610001B2 JP 6525429 A JP6525429 A JP 6525429A JP 52542994 A JP52542994 A JP 52542994A JP 2610001 B2 JP2610001 B2 JP 2610001B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、例えばガスの流れを通過させるために支持
骨組内に触媒で覆うことができるセラミックブロックな
どのブロックを支持する装置、特にセラミックブロック
を回転再生式熱交換器に取り付ける装置に関する。
燃焼源からの窒素酸化物の放出に対しては非常に厳し
い規制がおこなわれているために、種々の方法がこのよ
うな窒素酸化物の放出を減少するために用いられてい
る。これらの方法の幾つかは窒素酸化物の形成を減少す
るように燃焼方法を変えるようにしており、一方他の方
法は形成された窒素酸化物を取り除くように煙道ガスを
処理するようにしている。この後者の技術のひとつによ
れば、窒素酸化物を触媒で窒素と酸素とに還元するよう
にしている。
この煙道ガスを触媒処理する方法によれば、大概、煙
道ガスが通過する回転再生式空気予熱器の一部分である
ダクト内に触媒が設けられている。例えば、このような
方法は、米国特許第4,678,643号、同第5,145,652号及び
1992年９月15日に出願された米国特許出願第945,014号
の明細書に記載されている。そのひとつの方法によれ
ば、上記のことは空気予熱器のロータ内で触媒で覆われ
ていると共にガス流れチャネルを備えているセラミック
ブロックを提供することにより行われている。また、セ
ラミックブロックは、耐食性及び耐炎性などの他の理由
からも空気予熱器に用いられる。しかし、これらのセラ
ミックブロックを空気予熱器内に支持することには問題
がある。
発明の概要 本発明は、バスケット特に回転再生式空気加熱器内に
ブロックを支持すること、一層特別にはセラミック又は
他の耐熱材料であって触媒を備え得るブロックを支持す
ることを目的とする。更に詳細には、本発明の目的は、
可能な限り最小の数に製作したバスケット構成要素を使
用することにより、セラミックブロックを適所に維持し
ながら、セラミックブロックとバスケットとの間の熱膨
張差に適合できて流れを妨げないような方法でセラミッ
クブロックを支持することにある。本発明は、圧縮パッ
キング材料と支持板とを使用するものである。
図面の簡単な説明 図１は、各セクター内のバスケットを示す空気加熱器
ロータの概要斜視図である。
図２は、本発明のバスケットのひとつの斜視図であ
る。
図３は、本発明のバスケットの垂直断面図である。
好適な実施例の説明 図面の図１は、典型的な空気加熱器を一部分を切断し
て示す斜視図であって、ハウジング12を示す。ハウジン
グ12内のロータ14は矢印18で示す方向へ回転するよう駆
動シャフト又はポスト16に取り付けられている。ロータ
14は複数のセクター20から成っており、各セクター20は
多数のバスケットモジュール22を包含する。バスケット
モジュール22は、熱交換表面を包含する。ハウジング12
は、セクター板24の手段によって煙道ガス側と空気側と
に分割されている。熱い煙道ガスは、ガス入口ダクト26
を通して空気加熱器内に入り、ロータを通過して流れ、
このロータ通過の際に熱をロータに伝達し、それからガ
ス出口ダクト28を通して出て行く。煙道ガスと対向して
流れる空気は、空気入口ダクト30を通して空気加熱器内
に入り、ロータを通過して流れ、このロータ通過の際に
ロータから熱をうばい取り、それから空気出口ダクト32
を通して出て行く。
本発明によれば、ロータ内の熱交換表面はセラミック
ブロックを包含し、これらセラミックブロックは熱を伝
達すること及び所望の反応の触媒作用をすることの２つ
の機能をなす。以下の実施例ではセラミックは触媒で覆
われているセラミックとして説明されるが、しかし、本
発明はこのような実施例に限定されるものではないこと
も理解すべきである。前述したように、触媒作用の主要
な反応は炉内の燃焼工程により形成された窒素酸化物の
減少にある。本発明で用いられる熱交換表面は、軸方向
に延びるチャネルを有するとともに触媒で覆われている
セラミックブロックの形である。適当な触媒が所望する
反応を行わせるのに適応するように本発明で用いられ、
例えば二酸化チタン及び酸化バナジウムがある。セラミ
ックブロックは、商業的に入手できる品目であり、例え
ばコーンイグガラスワークス（Corning Glass Work
s）から販売されている“Celcor"がある。平方センチメ
ートル当り1.2から62のあたりのチャネルを有するブロ
ックは入手でき、また長さも多分50センチメートルまで
のブロックを入手できる。
本発明は、セラミックブロックを空気加熱器のバスケ
ット内に取り付けることに向けられている。そして、本
発明の目的は、流れチャネルを過度にふさぐことなし
に、ブロックとバスケットフレームとの間の熱膨張差に
適合してブロックを軸方向移動に対して支持するため
に、最小の数に製作した部品でもってブロックを取り付
けることにある。
次に図２及び図３を参照するに、これらの図は典型的
な独立するバスケットを示し、そのバスケットフレーム
は内方端34と、外方端36と、２つの側壁38とを有する。
典型的に、２つの側壁38と内方端34とは１つの曲げ板か
ら形成される。バスケットフレームの頂部と底部とは、
ガス及び空気流れのために開口されている。そして、こ
のようなバスケット内にセラミックブロック40が取り付
けられる。図３は各々２個づつ積み重ねられたブロック
40を示しているけれども、積み重ねられるブロックの数
は主としてバスケットの高さに依存して決められる。ブ
ロックは、好適にはセラミック繊維のファイバーブラン
ケットである圧縮パッキング材料42間に取り付けられて
いる。例えば、ブランケットはプルミエレフラクトリー
ズ（Premier Refractories）によって製造されたセラ
ミックファイバーブランケットである“Cerwool"から成
る。
バスケットフレームの内方端34に対して溶接により取
り付けられているのは板43であり、この板43はその頂部
及び底部に外向きに延びるリップ48を有する。この板43
は、その頂部及び底部に同一方向に延びるリップ48を備
えている形状のために、内方“Ｃ形板”と称される。バ
スケット内へのブロックの配置は、この内方Ｃ形板43に
隣接してパッキング層44を配置することによって始ま
る。最初の列のブロック46は、パッキング層44に対して
配置され、内方Ｃ形板43の頂部及び底部のリップ48によ
って支持される。図３に見ることができるように、これ
らのリップ48はブロックの縁と係合するのに十分なまで
に遠く延びているが、しかし、流れのためにブロックの
開口の大部分を残している。他のパッキング層50が、そ
れから、第１の列のブロックの外側に対して配置され
る。
次の段階は、支持板52を取り付けることである。この
支持板は、その頂部及び底部に正反対の方向に延びるリ
ップ54及び62を備えている形状のために、“Ｚ形板”と
称される。頂部のリップ54は、第１の列のブロック40の
縁の上に延びて、これら第１の列のブロック40を保持す
る。Ｚ形板52は、パッキング層44及び50を圧縮するよう
に付勢され、それからバスケットフレームの両側壁38に
タック溶接される。図２は、バスケットの上方隅部が切
断されていて、このタック溶接56を示している。
次の段階は、次のパッキング層58をＺ形板52に対して
取り付けることである。第２の列のブロック60が、それ
から、パッキング層58に対して取り付けられ、Ｚ形板52
の底部のリップ62上に載る。バスケットモジュールの残
りの取り付けが、外方Ｃ形板63が配置されて溶接される
まで同じ方法で続けられ、同じ構成が外方へ連続する。
この外方Ｃ形板63は、その頂部及び底部に同じ方向に延
びるリップ64を有する。以上述べた構成は、それから、
外方端又はバスケットカバー36をＣ形板63に対して溶接
することによって、完成される。実際の具体例では、Ｚ
形板は0.47センチメートルのリップを有する18〜24ゲー
ジのステンレス鋼でなければならない。また、パッキン
グ層は圧縮した状態であ0.3センチメートルなければな
らない。
セラミックブロックを支持するためにＺ形板を使用す
ることは、利益のあることである。なぜなら、この特定
の形状が曲げに耐え、また締め固め圧力を維持すること
ができ、更に必要とされる部品の数を減少させるからで
ある。リップは、軸方向又はガス／空気の流れ方向へブ
ロックが移動するのを防止する。更に、ブロックはその
底部の内方縁及び頂部の外方縁で軸方向で軸方向におい
て独立して保持されるので、熱膨張差に適合することに
関して大きな適応性を有する。もし独立する列のブロッ
クのための支持なしに、バスケットの全体内のブロック
がパッキング材料の中に単に包まれて、バスケット内に
置かれた場合には、セラミックブロックと比較してバス
ケットの金属フレームのより大きな膨張によって隙間が
大きく開かれ、ブロックの移動を許してしまう。しかし
ながら、独立するブロックが支持されているので、ブラ
ンケットの膨張（非圧縮）によりいかなる隙間も膨張差
によって生じない。
以上本発明を回転再生式空気加熱器のバスケットに関
連して説明したけれども、本発明はまた例えばダクト内
の固定位置の、触媒を備えた又は備えていないセラミッ
クブロックに関連して適用できるものである。この場合
において、バスケットがロータの内部に適合するように
テーパされないことを除いて、同じ支持構成が用いられ
る。バスケットは多分ダクトの内部に適合するように正
方形又は長方形とされるであろう。また、この場合にお
いて、セラミックブロックは熱交換のためには使用され
ないか、又は再生式というよりは伝熱式の熱交換装置で
使用される。
フロントページの続き (72)発明者 カウンターマン ウエイン スタンレー アメリカ合衆国ニューヨーク 14895 ウエルズビル ボックス 270 アール ディー ２

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガスの通過のための開口入口表面と開口出
    口表面とを有する、回転再生式熱交換器の熱交換バスケ
    ットモジュールにおいて、 a.内方端と外方端と２つの側壁とを有するフレームと、 b.各列が前記フレームの内方端及び外方端に平行にして
    該フレームの一方の側壁から他方の側壁に延びる複数の
    列のチャネル付セラミックブロックと、 c.このセラミックブロックの各列の内方表面を覆う圧縮
    可能な内方パッキング材料層と、 d.前記セラミックブロックの各列の外方表面を覆う圧縮
    可能な外方パッキング材料層と、 e.前記セラミックブロックの各列の前記圧縮可能な外方
    パッキング材料層の各々の外方表面を覆って、前記２つ
    の側壁に取り付けられ、前記圧縮可能なパッキング材料
    層を圧縮状態に維持する支持板と、 f.各支持板の入口表面及び出口表面の一方から前記圧縮
    可能な外方パッキング材料層の上全体に及び前記セラミ
    ックブロックの列の上に部分的に延びて、前記セラミッ
    クブロックの列の外方端を保持するリップと、 g.各支持板の入口表面及び出口表面の他方から前記圧縮
    可能な内方パッキング材料層の下全体に及び前記セラミ
    ックブロックの列の下に部分的に延びて、前記セラミッ
    クブロックの列の内方端を支持するリップと、を包含す
    る熱交換バスケットモジュール。
  2. 【請求項２】請求項１記載の熱交換バスケットモジュー
    ルにおいて、前記フレームの内方端に隣接する前記セラ
    ミックブロックの列は最初の列であり、更に、前記フレ
    ームの内方端に隣接して取り付けられた内方支持板と、
    この内方支持板の入口端及び出口端から外向きに前記圧
    縮可能な内方パッキング層の上全体に及び前記セラミッ
    クブロックの最初の列の上に部分的に延びて、前記最初
    の列の内方端を保持する入口リップ及び出口リップとを
    包含する熱交換バスケットモジュール。
  3. 【請求項３】請求項２記載の熱交換バスケットモジュー
    ルにおいて、前記フレームの外方端に隣接する前記セラ
    ミックブロックの列は最後の列であり、更に、前記フレ
    ームの外方端に隣接して取り付けられた外方支持板と、
    この外方支持板の入口端及び出口端から内向きに前記圧
    縮可能な外方パッキング層の上全体に及び前記セラミッ
    クブロックの最後の列の上に部分的に延びて、前記最後
    の列の外方端を保持する入口リップ及び出口リップとを
    包含する熱交換バスケットモジュール。
  4. 【請求項４】ガスの通過のための開口入口表面と開口出
    口表面とを有し、かつ触媒で覆われているとともに入口
    から出口まで通じるチャネルを包含するバスケットモジ
    ュールにおいて、 a.内方端と外方端と２つの側壁とを有するフレームと、 b.各列が前記フレームの内方端及び外方端に平行にして
    該フレームの一方の側壁から他方の側壁に延びる複数の
    列のチャネル付セラミックブロックと、 c.このセラミックブロックの各列の内方表面を覆う圧縮
    可能な内方パッキング材料層と、 d.前記セラミックブロックの各列の外方表面を覆う圧縮
    可能な外方パッキング材料層と、 e.前記セラミックブロックの各列の前記圧縮可能な外方
    パッキング材料層の各々の外方表面を覆って、前記２つ
    の側壁に取り付けられ、前記圧縮可能なパッキング材料
    層を圧縮状態に維持する支持板と、 f.各支持板の入口表面及び出口表面の一方から前記圧縮
    可能な外方パッキング材料層の上全体に及び前記セラミ
    ックブロックの列の上に部分的に延びて、前記セラミッ
    クブロックの列の外方端を保持するリップと、 g.各支持板の入口表面及び出口表面の他方から前記圧縮
    可能な内方パッキング材料層の下全体に及び前記セラミ
    ックブロックの列の下に部分的に延びて、前記セラミッ
    クブロックの列の内方端を支持するリップと、 を包含するバスケットモジュール。
  5. 【請求項５】請求項４記載のバスケットモジュールにお
    いて、前記フレームの内方端に隣接する前記セラミック
    ブロックの列は最初の列であり、更に、前記フレームの
    内方端に隣接して取り付けられた内方支持板と、この内
    方支持板の入口端及び出口端から外向きに前記圧縮可能
    な内方パッキング層の上全体に及び前記セラミックブロ
    ック最初の列の上に部分的に延びて、前記最初の列の内
    方端を保持する入口リップ及び出口リップとを包含する
    バスケットモジュール。
  6. 【請求項６】請求項５記載のバスケットモジュールにお
    いて、前記フレームの外方端に隣接する前記セラミック
    ブロックの列は最後の列であり、更に、前記フレームの
    外方端に隣接して取り付けられた外方支持板と、この外
    方支持板の入口端及び出口端から内向きに前記圧縮可能
    な外方パッキング層の上全体に及び前記セラミックブロ
    ックの最後の列の上に部分的に延びて、前記最後の列の
    外方端を保持する入口リップ及び出口リップとを包含す
    るバスケットモジュール。
JP6525429A 1993-05-19 1994-04-12 セラミック触媒の支持体 Expired - Lifetime JP2610001B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US64,814 1993-05-19
US064,814 1993-05-19
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