JPH06117698A - 気体加熱装置 - Google Patents
気体加熱装置Info
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- JPH06117698A JPH06117698A JP4283644A JP28364492A JPH06117698A JP H06117698 A JPH06117698 A JP H06117698A JP 4283644 A JP4283644 A JP 4283644A JP 28364492 A JP28364492 A JP 28364492A JP H06117698 A JPH06117698 A JP H06117698A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/04—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone
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Abstract
を小型化できると共に安価に製作できるようにする。 【構成】 耐熱性を有する断熱材にて構成されるダクト
1内に、気体の流れ方向に対向させて耐熱性を有するハ
ニカム4を設け、このハニカム4に熱を放射する熱放射
体5をハニカム4に対向して設けた構成となっている。
Description
ために用いる気体加熱装置に関するものである。
加熱した壁面に被加熱気体を接触させるようにした構
造、例えば熱交換機タイプのものが一般的に用いられて
いる。しかし、高温の壁面と気体との間の伝熱係数が小
さいため、高温の気体を得るための加熱装置では、伝熱
面積を大きくするか、あるいは温度差を大きくしなけれ
ばならず、装置を小型化することが不可能であった。
加熱装置では、電気により加熱する発熱体をセラミック
スの筒内に入れて気体との伝熱面積を大きくするように
したものが知られている。
する場合に、低温領域から高温領域までのエネルギを全
部電気エネルギで得ることはエネルギ効率上不利であっ
た。また従来の電気ヒータを利用したもので1000℃
以上の気体を得るためには極端に装置が大型化してしま
い実用的ではなかった。
で、気体を1000℃以上に加熱するため装置を小型化
できると共に、安価に製作できるようにした気体加熱装
置を提供することを目的とするものである。
に、本発明に係る気体加熱装置は、耐熱性を有する断熱
材にて構成されるダクト1内に、気体の流れ方向に対向
させて耐熱性を有するハニカム4を設け、このハニカム
4に熱を放射する熱放射体5をハニカム4に対向して設
けた構成になっている。そして上記ハニカムを金属の酸
化物を主成分としないセラミックスにて構成する。また
上記熱放射体に、電気ヒータ、燃焼ガスパイプ、レーザ
発振器のいずれかを用いる。
される。そしてこのハニカムを気体が通過することによ
り気体が高温に加熱される。
る。図1、図2は本発明の第1の実施例を示すもので、
図中1はセラミックス等の耐熱性を有する断熱材にて構
成されたダクトであり、このダクト1内は耐熱性を有す
る断熱材にて構成される多数の仕切り壁2にて気体の通
過方向に仕切られている。そしてこの各仕切り壁2には
ダクト1の気体の通過方向に連通する窓3が設けてあ
り、この各窓3に耐熱材にて構成されたハニカム4が嵌
合されている。
に、通電により発熱する熱放射体5が対設してある。こ
の熱放射体5は線体をループ状にした形状になってお
り、ダクト1に設けた固着フランジ6に両端部を固着
し、かつ図示しない電源に接続してある。
はコージエライト製のものでも使用可能であるが、金属
の酸化物を主成分としない炭化硅素(SiC)、若しく
は窒化硅素(Si3 N4 )を用いることが望ましい。そ
の理由は、コージライト(2MgO・2Al2 O3 ・5
SiO2 )は最高使用温度が1350℃であるが、熱伝
導率が25℃で約0.9Kcal/mh℃と低い。この
ことは熱放射体5からの放射熱は主としてハニカム4の
壁の肉厚部の面積にて受けるので気体の流れの方向につ
いてハニカム4の壁面に温度差が生じる原因となり、こ
の温度差によるる熱膨脹の差となってハニカム4は破損
することがあった。
さくしなくてはならぬために装置を小型化することがで
きなくなる。一方炭化硅素(SiC)とか窒化硅素(S
i3 N4 )等は熱伝導率が、炭化硅素では約38Kca
l/mh℃、窒化硅素では約16kcal/mh℃と大
きく最高使用温度差も大きく、放射伝熱により加熱する
ハニカムの材料として非常にすぐれている。
はニクロム線でも使用可能であるが、高温領域では二硅
化モリブデンとか、炭化硅素等を使用するのが望まし
い。
これを加熱することにより、これの放射熱にてハニカム
4が加熱される。この状態でダクト1内に気体を通すこ
とにより、気体は各ハニカムを順次通過してこのハニカ
ム4を構成する壁面から熱を吸収して加熱される。この
とき、各ハニカム4の伝熱面積は300セルで2170
m2 /m3 、400セルで2780m2 /m3 、600
セルで3300m2 /m3 と非常に大きいため、加熱さ
れたハニカム4から気体への熱伝導は効率よく行なわれ
る。
もので、この実施例では、熱放射体を、上記第1の実施
例で用いた電熱線の代りに、耐熱鋼製の燃焼ガスパイプ
7を用いている。この燃焼ガスパイプ7は各仕切り壁2
における各ハニカム4に対向配置されているが、この各
燃焼ガスパイプ7は図4に示すように、上流側には燃料
混合用のベンチュリ8と、このベンチュリ8の上流側に
設けた燃料供給パイプ9と、ベンチュリ8の下流側に設
けた燃焼用の触媒10とが設けてあり、燃料供給パイプ
9から供給された燃料が燃焼されてその燃焼ガスが燃焼
ガスパイプ7を通る間に熱が放射されるようになってい
る。
の各ハニカム4に対向するもので直列に接続されてい
て、最上流側から供給された空気が各燃焼ガスパイプ7
にて順次燃焼用として消費されるようになっている。
で、各ハニカム4を加熱する手段にレーザを用いてい
る。すなわち、各ハニカム4に対向する位置にレーザ発
振器11を対向配置し、このレーザ発振器11のレーザ
をハニカム4の全面に照射(放射)してこれを加熱する
ようにしている。
壁2に設けた窓3に嵌合した構成にしたが、仕切り壁自
体をハニカムにて構成してもよい。
放射熱をハニカム4で受け、このハニカム4の膨大な面
積の壁を伝熱面として気体が加熱されることにより、気
体を1000℃以上に加熱する装置を小型化できると共
に、安価に製作することができる。
気の加熱温度も1400℃までは簡単に昇温することが
可能であり、また有機物をガス化する場合に発生する高
分子の有機物であるタール状物質も適当な量の水蒸気と
共に加熱すればガス状または軽質油に分解することが可
能である。
オキシンが発生するが、このときの燃焼ガスを本装置を
通すことによりベンゼン核を完全に分解すれば、塩素及
び塩酸ガスが存在するガスにおいてもダイオキシンの生
成が起こる恐れはなくなる。
ある。
である。
…熱放射体、6…固着フランジ、7…燃焼ガスパイプ、
8…ベンチュリ、9…燃料供給パイプ、10…触媒レー
ザ発振器。
Claims (5)
- 【請求項1】 耐熱性を有する断熱材にて構成されるダ
クト1内に、気体の流れ方向に対向させて耐熱性を有す
るハニカム4を設け、このハニカム4に熱を放射する熱
放射体5をハニカム4に対向して設けたことを特徴とす
る気体加熱装置。 - 【請求項2】 放射熱にて加熱されるハニカムの材料を
金属の酸化物を主成分としないセラミックスとしたこと
を特徴とする請求項1記載の気体加熱装置。 - 【請求項3】 熱放射体に、電気ヒータを用いたことを
特徴とする請求項1記載の気体加熱装置。 - 【請求項4】 熱放射体に、燃焼ガスパイプ7を用いた
ことを特徴とする請求項1記載の気体加熱装置。 - 【請求項5】 熱放射体に、レーザ発振器を用いたこと
を特徴とする請求項1記載の気体加熱装置。
Priority Applications (4)
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1993
- 1993-09-28 DE DE69312197T patent/DE69312197T2/de not_active Expired - Fee Related
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