JPH0125910Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は連続工業窯炉における熱交換装置に
関する。

従来、連続工業窯炉における燃焼用空気を予熱
する手段として、二重天井の空間部又は側壁の袖
室に外気を流し、炉壁から受ける熱伝達により該
外気を予熱し、これをバーナー二次空気として使
用していた。しかしながら、天井及び側壁はレン
ガで形成されているために、使用が進むにつれ、
ひび割れを起したり、目地切れが起き、レンガ粉
等の粉塵や炉内の燃焼ガスが予熱空気中に混入す
ることとなる。これら粉塵や炉内燃焼ガスが予熱
空気中に混入すると、バーナ二次空気となる予熱
空気が汚れ、バーナ燃焼に悪影響を及ぼすという
弊害があつた。

そこで、バーナ二次空気となる予熱空気の汚れ
を防止する熱交換装置として、例えば分配室と集
合室を両端に備えた金属製熱交換器を交互に連結
したものを煙道の低温側に配設するとともに各室
を蛇行状に分割した陶器製熱交換器を煙道の高温
側に配設し、両熱交換器を導管を介して接続し、
金属製熱交換器の始端側から陶器製熱交換器の終
端側へと被加熱用空気を送るようにしたものがあ
る（特公昭39−13449号公報参照）。このものは陶
器製の熱交換器が高温で安定しているという長所
を有しているが、強度の温度変化に対して敏感で
密閉性が悪くまた場所を広く取るという欠点があ
るのに対し、金属製の熱交換器はこれに反して場
所をあまり取らずまたガスを密閉するのが容易で
あり、温度変化に対してあまり敏感でないという
長所を有している反面、高温の場合に使用できる
範囲が限定されるという欠点がある。したがつて
両方の熱交換器の長所を組合せんとして、低温側
に金属製の熱交換器を設け、高温側に陶器製の熱
交換器を設けるようにしたものである。しかしな
がら、金属製及び陶器製の両熱交換器は、いずれ
も煙道に設置されているために、両熱交換器内を
通る外気の昇温は、煙道内を通る熱ガスのみで行
なつており、昇温効率が末だ十分でないばかり
か、熱交換器に故障が生じた場合の修理、点検作
業が面倒であり、しかも熱交換器が熱膨張による
応力や熱歪等を受けて長期使用に耐えないなどの
難点があつた。

この考案は上記の欠点を解消するためになされ
たもので、その目的とするところは熱交換装置内
を通る外気の昇温は天井空間部を通る炉内熱ガス
および下側天井の放熱作用の双方によつて昇温効
率を高めるようにするとともに熱交換装置に故障
が生じた場合でも、該故障箇所付近の上側天井部
分だけを外し故障した箇所の単体を交換するだけ
で済むようにして修理、点検作業が容易になし得
るようにし、しかも熱膨張による応力や熱歪等の
影響を排除し、長期使用に耐えるようにした連続
工業窯炉の熱交換装置を一般に提供することにあ
る。

以下、この考案を連続工業窯炉の冷却帯の二重
天井に実施した場合を例にとり図面により説明す
る。

１は予熱帯Ｐ、加熱帯Ｂおよび冷却帯Ｃを備え
た連続工業窯炉である。２は連続工業窯炉１の上
側天井２ａと下側天井２ｂとよりなる二重天井
で、上側天井２ａと下側天井２ｂとの間で二重天
井空間部（以下空間部という）３が炉長方向に沿
つて形成される。上側天井２ａは軽量構造材例え
ば内側をセラミツクで、外側を鋼板にて形成さ
れ、かつ所定の長さのブロツク状に分割されてお
り、耐熱パツキング材４を介して上側天井２ａの
両端部下面を側壁５，５′の上端面に着脱自在に
シールされた状態で取付けている。６は側壁５，
５に平行となる如く対向して設置した所定長の一
対の両端閉塞したヘツダー７と、該ヘツダー７に
直交し、各両端部を前記ヘツダー７に所定間隔を
おいて取付けたチユーブ群８とよりなる熱交換装
置単体（以下単体という）である。この単体６は
例えば冷却帯Ｃの空間部３の出口側（低温側）か
ら加熱帯Ｂ（高温側）に向けて複数基を設置し、
該複数基の単体６のヘツダー７同士を第２図示の
如く互い違いになる如く交互に連結する。すなわ
ち、出口側に位置するヘツダー（第１のヘツダ
ー）の片側とこれに隣接するヘツダー（第２のヘ
ツダー）の片側同士をフランジ１５を直接連結
し、次いで該第２ヘツダーの片側とこれに隣接す
る第３のヘツダーの片側とを熱膨張を吸収するた
めのエクスパンシヨン１６で連結するとともに、
反対側の第２ヘツダーと第３ヘツダーの非連結部
分には、熱膨張を吸収しながら両者を所定間隔に
保持するためのスライド金物１７を設ける。以後
同様にしてヘツダー７同士の連結に際しては、フ
ランジ１５による直接連結もしくは熱膨張吸収の
ためのエクスパンシヨン１６による連結手段を行
なうとともに、適当な位置のヘツダー７同士の間
にスライド金物１７を設けるようにする。そして
冷却帯Ｃの出口側に位置する最初の単体６のヘツ
ダー７の片側（ヘツダー同士の接続側と反対側）
にのみ第２図示の如く送風器１４により外気を強
制的に送る管９を接続する。また一番加熱帯Ｂ側
寄りに位置する最後の単体６の片側のヘツダー７
に、燃焼用空気予熱管１０を接続し、ここから得
た予熱空気を加熱帯Ｂでの燃焼用等として使用す
る。１１は冷却帯Ｃの高温側（加熱帯側）の熱ガ
スを下側天井２ｂ又は側壁５，５′の上部から吸
引する孔又は管で、該孔又は管１１から吸引され
た熱ガスは冷却帯Ｃの空間部３を通つて冷却帯Ｃ
の低温側（出口側）へと流れ、該低温側から外に
配設した管１２を通し、これを予熱帯Ｐのインゼ
クター用空気として使用する。図中、１３は台車
を示す。

この考案は上記構成としたから、その実用に当
つては、まず複数基の単体６を設置した空間部３
に、冷却帯Ｃの高温側（加熱帯Ｂ寄り側）から孔
又は管１１を介して吸引した熱ガスを送り、該熱
ガスを空間部３内の冷却帯Ｃの低温側（出口側）
に向けて送り、これを外に配設した管１２を介し
て予熱帯Ｐのインゼクター用空気として使用す
る。一方、出口側に位置する第１番目の単体６の
ヘツダー７に接続した管９に送風機１４により外
気を強制的に送り、該ヘツダーに外気を充満させ
る。単体６のヘツダー７に充満した外気はチユー
ブ群８の各チユーブに分散して流出し、各チユー
ブ内を通る外気は空間部３を通る熱ガスおよび下
側天井２ｂから受ける熱によつて熱せられる。空
間部３を通る熱ガスは加熱帯Ｂ側から出口に向か
い温度が低くなつているので、チユーブ群８のチ
ユーブ毎に別々の温度に熱せられるが、チユーブ
群８を通る外気は、反対側のヘツダー７に集めら
れ、一個所に集合し、ここから同じ側に位置する
第２番目の単体６のヘツダー７に流出し、該ヘツ
ダー内に合流し、ここから前記同様のチユーブ群
８の各チユーブを通つて分散し、反対側のヘツダ
ーに流入する。以下、順次隣接するヘツダー７お
よびチユーブ群８を通つて蛇行しながら集合、分
散を繰り返し行ない、最後の単体６のヘツダー７
から燃焼用空気予熱管１０を介して均一な温度の
燃焼用予熱空気を得ることができる。

次に、単体６の故障箇所の修理、点検をする場
合、炉の運転は停止することなくそのままの状態
を維持し、先ず冷却帯Ｃの高温側（加熱帯側）の
熱ガスを吸引する下側天井２ｂ又は側壁５，５′
の上部に設けた孔又は管１１に取付けたダンパー
等の耐熱性遮断物（図示せず）を外部操作により
閉じ、空間部３に送る熱ガスを遮断する。

一方、送風機１４及び管９を介して各単体６に
送る外気の供給を一時的に停止する。

こうして孔又は管１１への耐熱性遮断物による
熱ガスの遮断を行なう一方、各単体６への外気の
供給を一時的に停止させた後、故障した単体６の
上方に位置するブロツク状に分割れた上側天井２
ａ部分をクレーン等により取り外す。そして空間
部３に充満している熱ガスを外に逃がし、空間部
３を冷ます。空間部３が冷めたら、耐熱服を着た
作業者によつて故障している箇所の単体６を新し
い単体と交換する。交換が終つたら、取り外した
上側天井２ａ部分をクレーン等を介して元に戻
し、蓋をする。次いで、孔又は管１１を開放して
空間部３に熱ガスを流すとともに送風機１４及び
管９を介して各単体６内に外気を送り、修理、点
検作業を終る。

以上冷却帯の天井部に設置した例を示したが、
焼成帯、予熱帯等任意の場所に設置出来ることは
云う迄もない。

この考案は上記の説明から判るように、連続工
業窯炉の二重天井のうちの上側天井を着脱自在と
なる如く炉長方向に沿つて所定の長さのブロツク
状に分割形成し、炉内の熱ガスを二重天井空間部
に送るとともに炉内の熱ガスを下側天井を介して
二重天井空間部に放熱を行ない、かつ側壁に平行
となる如く前記二重天井空間部内に対向して設置
した一対のヘツダーと、該ヘツダーに直交する如
く取付けたチユーブ群とからなる熱交換装置単体
を交互に連結して上記二重天井空間部に設置し、
上記ヘツダー同士の連結部および非連結部の適宜
箇所に熱膨張を吸収する吸収材を設けたので、外
気は単体内を順次蛇行し、集合、分散を交互に繰
り返しながら最終的に温度が均一化され、その外
気の昇温は、チユーブ群の広い伝熱面から空間部
を通る炉内熱ガスおよび下側天井の放熱作用の双
方によつて行なわれ、かつ途中でリークをするこ
ともないので特に加熱器、予熱器等を使用するこ
となく合理的に、かつ効率よく予熱できる。しか
も、この考案の有効なことは、二重天井の上側天
井を着脱自在となる如く炉長方向に沿つて所定の
長さのブロツク状に分割形成しているために、チ
ユーブ群又はヘツダーに故障が生じようとも、故
障した単体の上方に位置するブロツク状の上側天
井部分だけを取外して、その故障箇所のチユーブ
群の単体を交換するだけでよいから、単体の保
守、点検がきわめて容易であるということであ
る。また、熱交換装置単体の複数基を連結するに
際しても、ヘツダー同士の連結部および非連結部
の適宜箇所に熱膨張を吸収するための吸収材を設
けているために、熱交換装置単体の複数基を連結
しているに拘らず応力、熱歪等の影響を受けるこ
とがなく、長期使用に耐えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例である外気の流動
状態を示す概略説明図、第２図はその平面断面
図、第３図はその断面図である。 １……連続工業窯炉、２……二重天井、２ａ…
…上側天井、３……二重天井空間部、５，５′…
…側壁、６……熱交換装置単体、７……ヘツダ
ー、８……チユーブ群。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 連続工業窯炉の二重天井のうちの上側天井を着
   脱自在となる如く炉長方向に沿つて所定の長さの
   ブロツク状に分割形成し、炉内の熱ガスを二重天
   井空間部に送るとともに炉内の熱ガスを下側天井
   を介して二重天井空間部に放熱を行ない、かつ側
   壁に平行となる如く前記二重天井空間部内に対向
   して設置した一対のヘツダーと、該ヘツダーに直
   交する如く取付けたチユーブ群とからなる熱交換
   装置単体を交互に連結して上記二重天井空間部に
   設置し、上記ヘツダー同士の連結部および非連結
   部の適宜箇所に熱膨張を吸収する吸収材を設けた
   ことを特徴とする連続工業窯炉の熱交換装置。