JPH0380729B2 - - Google Patents
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- JPH0380729B2 JPH0380729B2 JP62180016A JP18001687A JPH0380729B2 JP H0380729 B2 JPH0380729 B2 JP H0380729B2 JP 62180016 A JP62180016 A JP 62180016A JP 18001687 A JP18001687 A JP 18001687A JP H0380729 B2 JPH0380729 B2 JP H0380729B2
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- heat storage
- storage chamber
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/235—Heating the glass
- C03B5/237—Regenerators or recuperators specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/2375—Regenerator brick design ; Use of materials therefor; Brick stacking arrangements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ガラス溶融炉の蓄熱室に用いる耐火
物の形状に関するもので、特に溶融鋳造法により
作られる蓄熱室用耐火物に関する。
物の形状に関するもので、特に溶融鋳造法により
作られる蓄熱室用耐火物に関する。
従来の技術
ガラス溶融炉の吹出口から排出された排ガス
は、蓄熱室に導かれて蓄熱室用耐火物を加熱す
る。この際、高温の排ガスから耐火物への伝熱は
輻射伝熱が主体である。
は、蓄熱室に導かれて蓄熱室用耐火物を加熱す
る。この際、高温の排ガスから耐火物への伝熱は
輻射伝熱が主体である。
これに反し、予熱された耐火物により冷めた空
気を加熱する場合には、専ら対流による伝熱に依
存しなければならない。その為に蓄熱室用耐火物
は大きな比表面積を持つことが極めて重要であ
り、一般的には空気の流れも層流よりはむしろ乱
流であることが望ましい。
気を加熱する場合には、専ら対流による伝熱に依
存しなければならない。その為に蓄熱室用耐火物
は大きな比表面積を持つことが極めて重要であ
り、一般的には空気の流れも層流よりはむしろ乱
流であることが望ましい。
この比表面積とは単位体積当りの表面積であ
り、一般に次のように表される。
り、一般に次のように表される。
筒形の耐火物については、耐火物１個が持つて
いるガス流路壁の面積＝Ｓ（m2）、耐火物１個のガ
ス流路を含む全体の体積＝（Ｖm3）、比表面積＝Ａ
（m2／m3）とすると、 Ａ＝S/V となる。
いるガス流路壁の面積＝Ｓ（m2）、耐火物１個のガ
ス流路を含む全体の体積＝（Ｖm3）、比表面積＝Ａ
（m2／m3）とすると、 Ａ＝S/V となる。
ただし、ガス流路壁は、筒形の内側と外側に存
在するが、１個の耐火物同志の比較としてこの計
算式では内壁のみの面積で代表させる。
在するが、１個の耐火物同志の比較としてこの計
算式では内壁のみの面積で代表させる。
これらの蓄熱室用耐火物の形状は、一般的には
角柱状のものが用いられるが、従来では十字形の
ものや角筒形（実開昭53−56452号公報及び特開
昭55−149139号公報参照）のものが開示されてい
る。
角柱状のものが用いられるが、従来では十字形の
ものや角筒形（実開昭53−56452号公報及び特開
昭55−149139号公報参照）のものが開示されてい
る。
またこれらの一部は溶融鋳造法による耐火物即
ち一般に電鋳耐火物と称されるもので形成されて
いた。
ち一般に電鋳耐火物と称されるもので形成されて
いた。
第５図は特開昭55−149139号公報に開示された
もので角筒状のものである。これは八角形の外輪
部３０と、積断面において中心を通る四角形の流
路４０を有し、ほぼ均一な壁厚みを有している。
もので角筒状のものである。これは八角形の外輪
部３０と、積断面において中心を通る四角形の流
路４０を有し、ほぼ均一な壁厚みを有している。
使用に際し、これ等の多数を互いの稜面５０が
接するように並べて層を作り、この層を垂直に数
段重ねることにより上下に通じた断面四角形の流
路４０，６０を多数作つている。そしてこの流路
４０，６０の中を高温の排ガスと冷えた空気を交
互に流して熱交換を行つている。
接するように並べて層を作り、この層を垂直に数
段重ねることにより上下に通じた断面四角形の流
路４０，６０を多数作つている。そしてこの流路
４０，６０の中を高温の排ガスと冷えた空気を交
互に流して熱交換を行つている。
発明が解決しようとする問題点
従来、蓄熱室の煉瓦の熱交換機能の改善は燃焼
費の莫大な回収に役立つ故に重要な技術的課題で
あつた。
費の莫大な回収に役立つ故に重要な技術的課題で
あつた。
しかしながら、上記技術においては比表面積に
おいて未だ不足し、いつそうの改善が要請されて
いた。例えば第５図において流路断面を150×150
mm、壁厚みを40mm、高さ150mmとした場合の比表
面積は、 ４×0.15×0.15／0.23×0.23×0.15＝11.3m2/m3 にすぎなかつた。
おいて未だ不足し、いつそうの改善が要請されて
いた。例えば第５図において流路断面を150×150
mm、壁厚みを40mm、高さ150mmとした場合の比表
面積は、 ４×0.15×0.15／0.23×0.23×0.15＝11.3m2/m3 にすぎなかつた。
ただし、
0.15＋0.04×２＝0.23である。
しかも、気体の流路壁はほぼ平滑であるため、
ガス流は層流として流れ乱流とはならず対流伝熱
を有効に行わせしめることが困難であつた。
ガス流は層流として流れ乱流とはならず対流伝熱
を有効に行わせしめることが困難であつた。
さらに、この蓄熱室用耐火物は使用に際し稜面
で互いに接触するように配置されるが、この稜面
が平滑であるために滑り易く全体として安定な構
造にはならなかつた。その結果高く積み上げたと
き外力によつて崩れやすかつた。このようなこと
から、蓄熱室の能力及び安全性が低かつた。
で互いに接触するように配置されるが、この稜面
が平滑であるために滑り易く全体として安定な構
造にはならなかつた。その結果高く積み上げたと
き外力によつて崩れやすかつた。このようなこと
から、蓄熱室の能力及び安全性が低かつた。
発明の目的
本発明は上記問題点を解消するためになされた
ものであり、特に飛散物を多く含むガス流におい
ても有効に対流伝熱させ、高く積み上げた時外力
により崩れ難い蓄熱室用耐火物を提供することを
目的としている。
ものであり、特に飛散物を多く含むガス流におい
ても有効に対流伝熱させ、高く積み上げた時外力
により崩れ難い蓄熱室用耐火物を提供することを
目的としている。
発明の要旨
本発明は、特許請求の範囲の蓄熱室用耐火物を
要旨としている。
要旨としている。
問題点を解決するための手段
第１図と第２図を参照する。
本発明では、ガス流路壁面にガス流と垂直に凹
凸を付す。
凸を付す。
この凹凸は蛇腹状に山と谷が交互に連続してお
り、しかもこれ等の山の稜線が蓄熱室用耐火物の
上下面に平行である。
り、しかもこれ等の山の稜線が蓄熱室用耐火物の
上下面に平行である。
この山の底辺の幅Ｌに対する底辺からの高さＨ
との比率H/Lが、1/8〜1/2の範囲にある。
との比率H/Lが、1/8〜1/2の範囲にある。
もしこの比率H/Lが1/8より小さい場合には、
比表面積は凹凸を付さない場合に較べて３％以下
の増加にしかすぎず実質的な比表面積の増加によ
る熱伝達の増加が望めず、そのうえ凹凸を付すた
めの製造コストの上昇を吸収できない不都合があ
る。
比表面積は凹凸を付さない場合に較べて３％以下
の増加にしかすぎず実質的な比表面積の増加によ
る熱伝達の増加が望めず、そのうえ凹凸を付すた
めの製造コストの上昇を吸収できない不都合があ
る。
もしH/Lの比率が1/2より大きい場合には、そ
れぞれの山の下流域、すなわち谷部において、ガ
ス流に含まれる飛散物が堆積し易い。そのためガ
ス流路を閉塞させ、かえつて蓄熱室全体の伝熱効
率を低下させる。その上、いつたん堆積した飛散
物は凹凸と強固に固着し、取り除き作業（スラツ
グパーニング）を困難にする。これはそれぞれの
山がガスの流れをさまたげるように働き、一方で
はガス流全体に強い乱流を起すとともに他方では
山の谷部に局所的な渦や流れのよどみを発生させ
飛散物の速度が落ちてそこへ沈殿するものと考え
られる。
れぞれの山の下流域、すなわち谷部において、ガ
ス流に含まれる飛散物が堆積し易い。そのためガ
ス流路を閉塞させ、かえつて蓄熱室全体の伝熱効
率を低下させる。その上、いつたん堆積した飛散
物は凹凸と強固に固着し、取り除き作業（スラツ
グパーニング）を困難にする。これはそれぞれの
山がガスの流れをさまたげるように働き、一方で
はガス流全体に強い乱流を起すとともに他方では
山の谷部に局所的な渦や流れのよどみを発生させ
飛散物の速度が落ちてそこへ沈殿するものと考え
られる。
ガス流全体に強い乱流を起すことは耐火物とガ
ス流の熱交換能を向上するという利点をもたらす
が、それにもまして耐火物へ飛散物が堆積し易く
なる弊害の方が大きい。従つて飛散物の堆積を防
止しつつ適度な乱流を発生させることが望まし
い。このような理由から、ガス流中に飛散物とし
て例えば未溶解原料や燃焼灰等の固体浮遊物が多
量に存在する場合には、H/Lは1/2以下の範囲が
望ましい。
ス流の熱交換能を向上するという利点をもたらす
が、それにもまして耐火物へ飛散物が堆積し易く
なる弊害の方が大きい。従つて飛散物の堆積を防
止しつつ適度な乱流を発生させることが望まし
い。このような理由から、ガス流中に飛散物とし
て例えば未溶解原料や燃焼灰等の固体浮遊物が多
量に存在する場合には、H/Lは1/2以下の範囲が
望ましい。
ガス流中の飛散物の濃度は、ガラス溶解炉の型
式、操業方法によつて異なるが、一基のガラス溶
解炉については一般的に溶解炉に最も近い側の蓄
熱室に導かれる燃焼排ガス中に多く観察される。
式、操業方法によつて異なるが、一基のガラス溶
解炉については一般的に溶解炉に最も近い側の蓄
熱室に導かれる燃焼排ガス中に多く観察される。
本発明の蓄熱室用耐火物はこのような飛散物の
多い場所において特に有効であるが、このことに
よつて使用場所を限定しているわけではない。燃
焼排ガス中に飛散物の見られない清浄なガス流中
での使用も有効であり勿論発明の権利範囲に属す
る。
多い場所において特に有効であるが、このことに
よつて使用場所を限定しているわけではない。燃
焼排ガス中に飛散物の見られない清浄なガス流中
での使用も有効であり勿論発明の権利範囲に属す
る。
作 用
本発明の蓄熱室用耐火物のガス流路壁面にはそ
こを流れるガス流と垂直に凹凸が付されており、
この部分が平滑な従来技術のものに較べ比表面積
即ち単位体積当りの表面積が12％〜40％拡大され
たことと、ガス流路壁面が凹凸になつたため、こ
の中を通過する冷めた空気や高温の排ガスは著し
い乱流となり、そして、ガス流に含まれる飛散物
が堆積し難く熱交換能力を向上できる。
こを流れるガス流と垂直に凹凸が付されており、
この部分が平滑な従来技術のものに較べ比表面積
即ち単位体積当りの表面積が12％〜40％拡大され
たことと、ガス流路壁面が凹凸になつたため、こ
の中を通過する冷めた空気や高温の排ガスは著し
い乱流となり、そして、ガス流に含まれる飛散物
が堆積し難く熱交換能力を向上できる。
そして本発明において稜面に凹凸を付すように
すれば、使用に際し本発明の耐火物を蓄熱室に多
数配置したとき、その稜面は隣接する他の稜面と
互いに噛み合い外力によつて滑らなくなつた。
すれば、使用に際し本発明の耐火物を蓄熱室に多
数配置したとき、その稜面は隣接する他の稜面と
互いに噛み合い外力によつて滑らなくなつた。
実施例
第１図と第２図は本発明の蓄熱室用耐火物を示
しており、八角形外輪郭１と、積断面言換れば上
面１ａと下面１ｂにおいて中心を通る四角形の流
路７とを持つている。この流路７の寸法例をあげ
れば、たて、よこがそれぞれ150mmである。そし
て外輪郭１の壁の厚みＷは、たとえばほぼ40mmで
ある。この蓄熱室用耐火物は溶融鋳造法により作
られている。
しており、八角形外輪郭１と、積断面言換れば上
面１ａと下面１ｂにおいて中心を通る四角形の流
路７とを持つている。この流路７の寸法例をあげ
れば、たて、よこがそれぞれ150mmである。そし
て外輪郭１の壁の厚みＷは、たとえばほぼ40mmで
ある。この蓄熱室用耐火物は溶融鋳造法により作
られている。
上面１ａと下面１ｂを除く他の外壁部１ｃ及び
ガス流路壁面としての内壁部１ｄにはそれぞれ凹
凸４及び凹凸５を設けてある。山の底辺の幅Ｌに
対する底辺からの高さＨの比率H/Lは1/8〜1/2
の範囲にある。実施例ではこれ等の凹凸４，５の
形状は、蛇腹状で山の高さＨがたとえば10mmで、
山の底辺の幅Ｌが40mmであり、山と谷が交互に連
続した形状である。したがつて比率H/Lは1/4で
ある。これらの山の稜線は、上面１ａと下面１ｂ
に平行であり、山の頂角θはたとえば127度であ
る。そして、耐火物の高さＫはたとえば140mmで
ある。
ガス流路壁面としての内壁部１ｄにはそれぞれ凹
凸４及び凹凸５を設けてある。山の底辺の幅Ｌに
対する底辺からの高さＨの比率H/Lは1/8〜1/2
の範囲にある。実施例ではこれ等の凹凸４，５の
形状は、蛇腹状で山の高さＨがたとえば10mmで、
山の底辺の幅Ｌが40mmであり、山と谷が交互に連
続した形状である。したがつて比率H/Lは1/4で
ある。これらの山の稜線は、上面１ａと下面１ｂ
に平行であり、山の頂角θはたとえば127度であ
る。そして、耐火物の高さＫはたとえば140mmで
ある。
第２図は第１図のＡ−Ａ線における断面を示す
もので第１図の理解を助けるものである。第２図
におけるＷは内壁部１ｄの山の頂と外壁部１ｃの
山の頂との間隔である。
もので第１図の理解を助けるものである。第２図
におけるＷは内壁部１ｄの山の頂と外壁部１ｃの
山の頂との間隔である。
第３図と第４図は本発明の複数の耐火物が接合
されたときの稜面における接合部を示す図であ
る。これ等の稜面部８には、内壁部１ｄ及び外壁
部１ｃに設けた凹凸５，４と同様の蛇腹状の凹凸
６を設けてある。左側の耐火物は右側の耐火物と
稜面部８，８において噛み合うようになつてい
る。そしてこの図の紙面において、左側の耐火物
は天地を逆にすると右側の耐火物となる。即ち全
て同一形状の耐火物で第３図の如き耐火物煉瓦の
組み合わせが可能となるように山と谷の配置がな
されている。
されたときの稜面における接合部を示す図であ
る。これ等の稜面部８には、内壁部１ｄ及び外壁
部１ｃに設けた凹凸５，４と同様の蛇腹状の凹凸
６を設けてある。左側の耐火物は右側の耐火物と
稜面部８，８において噛み合うようになつてい
る。そしてこの図の紙面において、左側の耐火物
は天地を逆にすると右側の耐火物となる。即ち全
て同一形状の耐火物で第３図の如き耐火物煉瓦の
組み合わせが可能となるように山と谷の配置がな
されている。
その結果、この実施例の蓄熱室用耐火物では比
表面積は ４×0.15×0.14×1.12／0.23×0.23×0.14＝12.7m2/m3 に達した。
表面積は ４×0.15×0.14×1.12／0.23×0.23×0.14＝12.7m2/m3 に達した。
ただし上式1.12は、
１／cos（90゜−127゜／２）＝1.1174
の近似する値である。
これをガス流路壁面に凹凸を設けていない従来
技のもの（壁厚み40mmで150×150mmの流路断面、
高さ150mm）の前記値11.3m2/m3と較べると、実に
12％も比表面積が増大した。
技のもの（壁厚み40mmで150×150mmの流路断面、
高さ150mm）の前記値11.3m2/m3と較べると、実に
12％も比表面積が増大した。
ところで本発明は上述した実施例に限定されな
い。凹凸の形は三角形状の山と谷に限らない。山
の頂角は127度に限らない。山の高さＨは内壁部
１ｄと外壁部１ｃで異つてもよい。
い。凹凸の形は三角形状の山と谷に限らない。山
の頂角は127度に限らない。山の高さＨは内壁部
１ｄと外壁部１ｃで異つてもよい。
発明の効果
以上説明したことから明らかなように、本発明
によればガス流路壁面に付した凹凸はガスの流れ
に垂直であり、かつこの凹凸は山と谷が交互に連
続した蛇腹状である。そして山の底辺の幅Ｌに対
する山の底辺からの高さＨの比率H/Lが1/8〜1/
２の範囲にあるので、耐火物の比表面積は凹凸が
付されていないものに較べ３〜40％増加する。こ
の比表面積の増加に比例して耐火物とガス流の間
の熱伝効率は増加する。
によればガス流路壁面に付した凹凸はガスの流れ
に垂直であり、かつこの凹凸は山と谷が交互に連
続した蛇腹状である。そして山の底辺の幅Ｌに対
する山の底辺からの高さＨの比率H/Lが1/8〜1/
２の範囲にあるので、耐火物の比表面積は凹凸が
付されていないものに較べ３〜40％増加する。こ
の比表面積の増加に比例して耐火物とガス流の間
の熱伝効率は増加する。
一方凹凸を形成している山の稜線がこの耐火物
の上下面に平行であり、上述の如くH/Lが1/8〜
１／２の範囲に限定してあるので、流路壁面に沿つ
て流れるガス流はこれ等の山にさえぎられて適度
の乱流を生じる。この乱流により、壁面で熱交換
を終えて高温になつた空気は耐火物壁面に導かれ
ることにより常に耐火物と空気の温度差が大きく
なり、伝熱効率が高まる。
の上下面に平行であり、上述の如くH/Lが1/8〜
１／２の範囲に限定してあるので、流路壁面に沿つ
て流れるガス流はこれ等の山にさえぎられて適度
の乱流を生じる。この乱流により、壁面で熱交換
を終えて高温になつた空気は耐火物壁面に導かれ
ることにより常に耐火物と空気の温度差が大きく
なり、伝熱効率が高まる。
この乱流の効果と上述の比表面積の増大による
効果が互いに相乗効果を及ぼし非常に伝熱効率が
高まる。さらにH/Lが1/2以内なのでガス流中の
多量の飛散物が流路壁面に付着することも少な
く、又一旦付着した飛散物も除去し易い。
効果が互いに相乗効果を及ぼし非常に伝熱効率が
高まる。さらにH/Lが1/2以内なのでガス流中の
多量の飛散物が流路壁面に付着することも少な
く、又一旦付着した飛散物も除去し易い。
また、稜面に設けた凹凸は、互いに隣接する耐
火物とその部分で噛み合うことにより一体となつ
た結果、力学的に極めて安定し高く積み上げても
容易に崩れることがない。したがつて蓄熱室の能
力及び安全性が向上する。
火物とその部分で噛み合うことにより一体となつ
た結果、力学的に極めて安定し高く積み上げても
容易に崩れることがない。したがつて蓄熱室の能
力及び安全性が向上する。
第１図は本発明による蓄熱室用耐火物の実施例
を示す斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ線におけ
る断面図、第３図は上記耐火物の実施例が複数接
合されたときの稜面における接合部を示す平面
図、第４図はその接合部のＢ−Ｂ線における断面
図、第５図は従来の耐火物が配置された状態を示
す平面図である。 １…外輪郭、１ａ…上面、１ｂ…下面、１ｃ…
外壁部、１ｄ…内壁部、４，５，６…凹凸、７…
流路、８…稜面部、Ｈ…山の底辺からの高さ、Ｌ
…山の底辺の幅。
を示す斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ線におけ
る断面図、第３図は上記耐火物の実施例が複数接
合されたときの稜面における接合部を示す平面
図、第４図はその接合部のＢ−Ｂ線における断面
図、第５図は従来の耐火物が配置された状態を示
す平面図である。 １…外輪郭、１ａ…上面、１ｂ…下面、１ｃ…
外壁部、１ｄ…内壁部、４，５，６…凹凸、７…
流路、８…稜面部、Ｈ…山の底辺からの高さ、Ｌ
…山の底辺の幅。
Claims (1)
- １ ガス流路壁面にガス流路と垂直な凹凸を設け
た蓄熱室用耐火物に於て、この凹凸が蛇腹状に山
と谷が交互に連続した凹凸であつて、この山の稜
線がこの蓄熱室用耐火物の上下面に平行であつ
て、この山の底辺の幅Ｌに対する底辺からの高さ
Ｈの比率H/Lが1/8〜1/2の範囲にあると共に、
稜面にも前記凹凸が付され、この凹凸が他の蓄熱
室用耐火物と互いに噛み合つて一体となることを
特徴とする蓄熱室用耐火物。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180016A JPS6424023A (en) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | Refractory material for regenerator |
| US07/159,939 US4874034A (en) | 1987-03-03 | 1988-02-24 | Refractory unit for a heat regenerator |
| FR888802684A FR2611880B1 (fr) | 1987-03-03 | 1988-03-03 | Unite refractaire pour un recuperateur de chaleur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180016A JPS6424023A (en) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | Refractory material for regenerator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6424023A JPS6424023A (en) | 1989-01-26 |
| JPH0380729B2 true JPH0380729B2 (ja) | 1991-12-25 |
Family
ID=16075986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62180016A Granted JPS6424023A (en) | 1987-03-03 | 1987-07-21 | Refractory material for regenerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6424023A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2635372B1 (fr) * | 1988-08-10 | 1990-10-12 | Produits Refractaires | Elements refractaires pour la construction de regenerateurs thermiques |
| JP2628403B2 (ja) * | 1990-09-13 | 1997-07-09 | 東芝モノフラックス株式会社 | 蓄熱室用耐火物セグメント |
-
1987
- 1987-07-21 JP JP62180016A patent/JPS6424023A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6424023A (en) | 1989-01-26 |
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