JPH06117761A - 輻射形加熱装置 - Google Patents
輻射形加熱装置Info
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- JPH06117761A JPH06117761A JP9227291A JP9227291A JPH06117761A JP H06117761 A JPH06117761 A JP H06117761A JP 9227291 A JP9227291 A JP 9227291A JP 9227291 A JP9227291 A JP 9227291A JP H06117761 A JPH06117761 A JP H06117761A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属製の隔壁表面の放射率、吸収率の値を大
きな値にし、これにより加熱側から受熱側への熱放射量
を増加させて加熱効率の高い輻射形加熱装置を提供す
る。 【構成】 輻射形加熱装置において、金属製の隔壁
（２）の外側に密着して設けられた第３の多孔性固体
（６）と隔壁（２）の内側に密着して設けられた第４の
多孔性固体（７）とを備えることにより金属製の隔壁
（２）の表面の放射率、吸収率の値を大にする。
きな値にし、これにより加熱側から受熱側への熱放射量
を増加させて加熱効率の高い輻射形加熱装置を提供す
る。 【構成】 輻射形加熱装置において、金属製の隔壁
（２）の外側に密着して設けられた第３の多孔性固体
（６）と隔壁（２）の内側に密着して設けられた第４の
多孔性固体（７）とを備えることにより金属製の隔壁
（２）の表面の放射率、吸収率の値を大にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原料ガス等の原料流動
体を予熱または加熱反応させる際に使用する輻射形加熱
装置に関する。
体を予熱または加熱反応させる際に使用する輻射形加熱
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の輻射形加熱装置の一例として、以
下に述べる反応装置がある。例えば水素ガスを得るため
に、ＣＨ4 とＨ2 Ｏの混合した原料ガスを、ＣＨ4 ＋Ｈ
2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 で示されるスチームリフオーミング
反応を用いて反応させ、Ｈ2 とＣＯの混合した生成ガス
を得ることが行われており、この反応装置が原料ガスの
分解に使用されている。
下に述べる反応装置がある。例えば水素ガスを得るため
に、ＣＨ4 とＨ2 Ｏの混合した原料ガスを、ＣＨ4 ＋Ｈ
2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 で示されるスチームリフオーミング
反応を用いて反応させ、Ｈ2 とＣＯの混合した生成ガス
を得ることが行われており、この反応装置が原料ガスの
分解に使用されている。
【０００３】従来この種反応装置としては、例えば図４
および図５に示すものが公知である（例えば特開昭61−
110875号公報参照）。すなわち、図４と図５に示すよう
に、この種反応装置では、円筒状の密閉容器６０内が円
筒状の隔壁５５により燃焼室５１と受熱室５３とに仕切
られ原料ガス供給管６１から供給される原料ガスＧ
1（ＣＨ4 とＨ2 Ｏを混合したガス）が漏洩しないよう
になっている。燃焼室５１には多孔性の熱輻射体５２
が、また、受熱室５３には触媒が全体に均一に担持され
たほぼ均一な孔径を有する多孔性の受熱体５４がそれぞ
れ配設されている。燃料の燃焼により得られた高温の燃
焼ガスＧ2 は多数の噴出口６２ａを有するバーナ６２か
ら燃焼室５１内に供給される。排ガスＧ3 は排ガス管６
３から、また、原料ガスＧ1 の分解により得られたＨ2
とＣＯを混合した改質生成ガスＧ4 は生成ガス取出管６
４からそれぞれ密閉容器６０の外に排出されるようにな
っている。
および図５に示すものが公知である（例えば特開昭61−
110875号公報参照）。すなわち、図４と図５に示すよう
に、この種反応装置では、円筒状の密閉容器６０内が円
筒状の隔壁５５により燃焼室５１と受熱室５３とに仕切
られ原料ガス供給管６１から供給される原料ガスＧ
1（ＣＨ4 とＨ2 Ｏを混合したガス）が漏洩しないよう
になっている。燃焼室５１には多孔性の熱輻射体５２
が、また、受熱室５３には触媒が全体に均一に担持され
たほぼ均一な孔径を有する多孔性の受熱体５４がそれぞ
れ配設されている。燃料の燃焼により得られた高温の燃
焼ガスＧ2 は多数の噴出口６２ａを有するバーナ６２か
ら燃焼室５１内に供給される。排ガスＧ3 は排ガス管６
３から、また、原料ガスＧ1 の分解により得られたＨ2
とＣＯを混合した改質生成ガスＧ4 は生成ガス取出管６
４からそれぞれ密閉容器６０の外に排出されるようにな
っている。
【０００４】上記した反応装置では、バーナ６２の噴出
口６２ａから噴射して燃焼される高温燃焼ガスＧ2 は熱
輻射体５２を通過し、排ガス管６３から排ガスＧ3 とし
て排出される。高温燃焼ガスＧ2 の顕熱は、熱輻射体５
２を通過する際に対流熱伝達によつて熱輻射体５２に吸
収され、熱輻射体５２が加熱されて反応装置内に輻射熱
が放出される。放出された輻射熱は、隔壁５５が金属材
料あるいはセラミツクの場合は、隔壁５５の加熱および
再輻射として受熱体５４に受熱され、また、隔壁５５が
石英ガラス等のように透明な材質の場合は、隔壁５５を
透過して受熱体５４に受熱されて受熱体５４を加熱す
る。
口６２ａから噴射して燃焼される高温燃焼ガスＧ2 は熱
輻射体５２を通過し、排ガス管６３から排ガスＧ3 とし
て排出される。高温燃焼ガスＧ2 の顕熱は、熱輻射体５
２を通過する際に対流熱伝達によつて熱輻射体５２に吸
収され、熱輻射体５２が加熱されて反応装置内に輻射熱
が放出される。放出された輻射熱は、隔壁５５が金属材
料あるいはセラミツクの場合は、隔壁５５の加熱および
再輻射として受熱体５４に受熱され、また、隔壁５５が
石英ガラス等のように透明な材質の場合は、隔壁５５を
透過して受熱体５４に受熱されて受熱体５４を加熱す
る。
【０００５】原料ガスＧ1 は受熱体５４を通過する際に
受熱体５４により加熱されて分解してＨ2 とＣＯの混合
した生成ガスＧ4 となり、生成ガス取出管６４を通過し
て反応装置外へ送られる。
受熱体５４により加熱されて分解してＨ2 とＣＯの混合
した生成ガスＧ4 となり、生成ガス取出管６４を通過し
て反応装置外へ送られる。
【０００６】上述のように、熱輻射体５２に吸収された
熱を輻射により受熱体５４に与え、原料ガスＧ1 を受熱
体５４内に通して加熱し、触媒の存在のもとに分解させ
ることによつて改質生成ガスＧ4 を得るようにすると、
熱の有効利用が図られるとともに原料ガスＧ1 の分解が
コンパクトな反応装置により効果的に行われる。
熱を輻射により受熱体５４に与え、原料ガスＧ1 を受熱
体５４内に通して加熱し、触媒の存在のもとに分解させ
ることによつて改質生成ガスＧ4 を得るようにすると、
熱の有効利用が図られるとともに原料ガスＧ1 の分解が
コンパクトな反応装置により効果的に行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来の反応
装置は多孔性熱輻射体５２から多量の熱量を隔壁５５に
向かつて放射し、さらに隔壁５５から多量の熱量を受熱
体（多孔性触媒体）５４に向かつて放射する。隔壁５５
は一般の加熱装置の場合、材質は耐熱合金か耐熱ステン
レス鋼が使用されている。これらの表面の熱放射率また
は熱吸収率の値は0.36ないし0.75程度である。そのため
隔壁５５が理想的な完全黒体である場合に比べて隔壁５
５は外側の輻射体からの放射熱量の0.36〜0.75を吸収す
るだけで、残りは反射される。
装置は多孔性熱輻射体５２から多量の熱量を隔壁５５に
向かつて放射し、さらに隔壁５５から多量の熱量を受熱
体（多孔性触媒体）５４に向かつて放射する。隔壁５５
は一般の加熱装置の場合、材質は耐熱合金か耐熱ステン
レス鋼が使用されている。これらの表面の熱放射率また
は熱吸収率の値は0.36ないし0.75程度である。そのため
隔壁５５が理想的な完全黒体である場合に比べて隔壁５
５は外側の輻射体からの放射熱量の0.36〜0.75を吸収す
るだけで、残りは反射される。
【０００８】また隔壁５５の内面から多孔性受熱体５４
に向かつて放射される熱量は隔壁５５に外側から入熱し
た量に等しいが、完全な黒体隔壁から放射される熱量に
比べるとステンレス鋼などの金属隔壁の壁面から放射さ
れる熱量は上記したように0.36〜0.75程度になつてい
る。
に向かつて放射される熱量は隔壁５５に外側から入熱し
た量に等しいが、完全な黒体隔壁から放射される熱量に
比べるとステンレス鋼などの金属隔壁の壁面から放射さ
れる熱量は上記したように0.36〜0.75程度になつてい
る。
【０００９】輻射体と吸収体との絶対温度をそれぞれＴ
1 、Ｔ2 、放射率をそれぞれε1 、ε2 とすると輻射熱
量ＱR は、 ＱR ＝Ｆ1 Ｓ1 ｛4.88ε1 ε2 ／（ε1 ＋ε2 −ε1 ε2 ）｝ ×｛（Ｔ1 ／100)4 −（Ｔ2 ／100)4 ｝・・・（１） で表わされる。ここにＦ1 、Ｓ1 は、それぞれ輻射体の
形状係数と表面積である。
1 、Ｔ2 、放射率をそれぞれε1 、ε2 とすると輻射熱
量ＱR は、 ＱR ＝Ｆ1 Ｓ1 ｛4.88ε1 ε2 ／（ε1 ＋ε2 −ε1 ε2 ）｝ ×｛（Ｔ1 ／100)4 −（Ｔ2 ／100)4 ｝・・・（１） で表わされる。ここにＦ1 、Ｓ1 は、それぞれ輻射体の
形状係数と表面積である。
【００１０】第１の多孔性固体と隔壁との間の輻射熱を
考えると、第１の多孔性固体は十分な厚さがあるのでε
1 は１にほぼ等しいとみなすことができ、上記（１）式
は ＱR1＝Ｆ1 Ｓ1 ε2 ｛（Ｔ1 ／100)4 −（Ｔ2 ／100)4 ｝・・・・（２） となる。また、ステンレス鋼の表面の輻射率ε2 ＝0.56
であるため、ε2 の値が１である黒体隔壁に比べると、
熱量ＱR1は約半分になる。
考えると、第１の多孔性固体は十分な厚さがあるのでε
1 は１にほぼ等しいとみなすことができ、上記（１）式
は ＱR1＝Ｆ1 Ｓ1 ε2 ｛（Ｔ1 ／100)4 −（Ｔ2 ／100)4 ｝・・・・（２） となる。また、ステンレス鋼の表面の輻射率ε2 ＝0.56
であるため、ε2 の値が１である黒体隔壁に比べると、
熱量ＱR1は約半分になる。
【００１１】この減少分だけ第１の多孔性固体の温度が
高まり、そこから流出する流体は高い温度で流出するこ
とになる。
高まり、そこから流出する流体は高い温度で流出するこ
とになる。
【００１２】隔壁と第２の多孔性固体との間の熱輻射量
ＱR2は、第２の多孔性固体の吸収率ε4 は１にほぼ等し
いとするとき、 ＱR2＝Ｆ2 Ｓ2 ε3 ｛（Ｔ2 ／100)4 −（Ｔ3 ／100)4 ｝・・・・（３） で表わされる。
ＱR2は、第２の多孔性固体の吸収率ε4 は１にほぼ等し
いとするとき、 ＱR2＝Ｆ2 Ｓ2 ε3 ｛（Ｔ2 ／100)4 −（Ｔ3 ／100)4 ｝・・・・（３） で表わされる。
【００１３】すなわち、完全黒体の隔壁の場合には隔壁
放射率はε3 ＝1.0 であるが、これに比べてステンレス
鋼隔壁の場合にはε3 ＝0.5 になり完全黒体隔壁の半分
になる。
放射率はε3 ＝1.0 であるが、これに比べてステンレス
鋼隔壁の場合にはε3 ＝0.5 になり完全黒体隔壁の半分
になる。
【００１４】隔壁に入る熱量ＱR1と隔壁から輻射する熱
量ＱR2は等しいので、 ＱR1＝ＱR2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） とすることができ、（３）式の｛（Ｔ2 ／100)4 −（Ｔ
3 ／100)4 ｝の値が黒体の隔壁に比べて２倍になる。
量ＱR2は等しいので、 ＱR1＝ＱR2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） とすることができ、（３）式の｛（Ｔ2 ／100)4 −（Ｔ
3 ／100)4 ｝の値が黒体の隔壁に比べて２倍になる。
【００１５】従って、隔壁の熱放射率および吸収率が1.
0 である完全黒体の隔壁に比べると、ステンレス鋼など
の金属製隔壁の場合の輻射熱量は、外側の多孔性固体の
温度と内側の第２の多孔性固体の温度が同じ場合、第１
多孔体から第２多孔体に輻射される熱量が約半分に減少
することになる。
0 である完全黒体の隔壁に比べると、ステンレス鋼など
の金属製隔壁の場合の輻射熱量は、外側の多孔性固体の
温度と内側の第２の多孔性固体の温度が同じ場合、第１
多孔体から第２多孔体に輻射される熱量が約半分に減少
することになる。
【００１６】また、同じ輻射熱量を得るためには第１の
多孔性固体と第２の多孔性固体の温度差を大きくする必
要が生ずる。
多孔性固体と第２の多孔性固体の温度差を大きくする必
要が生ずる。
【００１７】また、隔壁がなく第１の多孔性固体から熱
を輻射して第２の多孔性固体に直接吸収させる場合に比
べて、その中間に隔壁を入れたことにより受熱側に吸収
される熱量は減少する。
を輻射して第２の多孔性固体に直接吸収させる場合に比
べて、その中間に隔壁を入れたことにより受熱側に吸収
される熱量は減少する。
【００１８】さらに、第２の多孔性固体の温度を同じと
すると、第１の多孔性固体の温度が上昇し加熱に用いた
燃焼ガスが第１の多孔性固体の内部を通過し排出するガ
スの温度が上昇して、加熱器としての熱効率が悪くな
る。
すると、第１の多孔性固体の温度が上昇し加熱に用いた
燃焼ガスが第１の多孔性固体の内部を通過し排出するガ
スの温度が上昇して、加熱器としての熱効率が悪くな
る。
【００１９】本発明は加熱側と受熱側の中間に設けた隔
壁に第３の多孔性固体および第４の多孔性固体を密着し
て設けることによつて金属製の隔壁表面の放射率、吸収
率の値0.34〜0.75を大きな値、例えば1.0 、に近い値に
し、これにより加熱側から受熱側への熱放射量を増加さ
せ、もって加熱効率の高い輻射形加熱装置を提供するこ
とを目的とする。
壁に第３の多孔性固体および第４の多孔性固体を密着し
て設けることによつて金属製の隔壁表面の放射率、吸収
率の値0.34〜0.75を大きな値、例えば1.0 、に近い値に
し、これにより加熱側から受熱側への熱放射量を増加さ
せ、もって加熱効率の高い輻射形加熱装置を提供するこ
とを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の輻射形加熱装置
は、円筒状密閉容器と、この円筒状密閉容器内を高温ガ
ス供排可能な燃焼室と原料流動体を給排可能な受熱室と
に仕切る円筒状隔壁と、燃焼室内に配設され、燃焼ガス
を通過させることによつて加熱され熱輻射体として機能
して円筒状隔壁を加熱する第１の多孔性固体と、受熱室
内に配設され円筒状隔壁からの輻射熱により加熱される
受熱体として機能して通過する原料流動体を加熱する第
２の多孔性固体と、円筒状隔壁の外側に密着して形成さ
れた第３の多孔性固体と、円筒状隔壁の内側に密着して
形成された第４の多孔性固体とを備えたことを特徴とす
る。
は、円筒状密閉容器と、この円筒状密閉容器内を高温ガ
ス供排可能な燃焼室と原料流動体を給排可能な受熱室と
に仕切る円筒状隔壁と、燃焼室内に配設され、燃焼ガス
を通過させることによつて加熱され熱輻射体として機能
して円筒状隔壁を加熱する第１の多孔性固体と、受熱室
内に配設され円筒状隔壁からの輻射熱により加熱される
受熱体として機能して通過する原料流動体を加熱する第
２の多孔性固体と、円筒状隔壁の外側に密着して形成さ
れた第３の多孔性固体と、円筒状隔壁の内側に密着して
形成された第４の多孔性固体とを備えたことを特徴とす
る。
【００２１】
【作用】本発明によれば、隔壁の内側と外側に、第３の
多孔性固体および第４の多孔性固体を密着させて設ける
ことによつて、加熱側の多孔性輻射体と受熱側の多孔性
受熱体との温度差を同一にする場合、第３および第４の
多孔性固体のない場合に比較して、一層多量の熱量が隔
壁の外部から内部に通過するようになる。また、同一熱
量を通過させる場合、加熱側第１の多孔性固体とその内
側にある多孔性固体との温度差が少なくなる。
多孔性固体および第４の多孔性固体を密着させて設ける
ことによつて、加熱側の多孔性輻射体と受熱側の多孔性
受熱体との温度差を同一にする場合、第３および第４の
多孔性固体のない場合に比較して、一層多量の熱量が隔
壁の外部から内部に通過するようになる。また、同一熱
量を通過させる場合、加熱側第１の多孔性固体とその内
側にある多孔性固体との温度差が少なくなる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の輻射形加熱装置の実施例につ
いて図１から図３を参照して説明する。第１図はその横
断面図であり、第２図は第１図のII−II線矢視断面図で
ある。
いて図１から図３を参照して説明する。第１図はその横
断面図であり、第２図は第１図のII−II線矢視断面図で
ある。
【００２３】輻射形加熱装置を構成する円筒状の密閉容
器１内は円筒状の隔壁２によつて燃焼室３と受熱室４と
に仕切られている。燃焼室３内には、通気性が良い多孔
性材料からなり、かつ後述する燃焼ガスＧ2 を通過させ
ることによつて加熱され、熱輻射体として機能して隔壁
２を加熱する円筒状の第１の多孔性固体５が配設されて
いる。
器１内は円筒状の隔壁２によつて燃焼室３と受熱室４と
に仕切られている。燃焼室３内には、通気性が良い多孔
性材料からなり、かつ後述する燃焼ガスＧ2 を通過させ
ることによつて加熱され、熱輻射体として機能して隔壁
２を加熱する円筒状の第１の多孔性固体５が配設されて
いる。
【００２４】密閉容器１の上壁部には、燃焼室３の内部
に、燃焼に必要な燃焼ガスＧ2 と空気Ａを導入するため
の燃料ノズル（バーナ）１２が複数個（この実施例では
４個）が連結されている。
に、燃焼に必要な燃焼ガスＧ2 と空気Ａを導入するため
の燃料ノズル（バーナ）１２が複数個（この実施例では
４個）が連結されている。
【００２５】密閉容器１の内部の最外周部には燃焼排ガ
ス室１１が形成され、かつ、密閉容器１の周壁に排ガス
管１３が設けられ、ここから燃焼排ガスＧ3 を排出する
ようになっている。
ス室１１が形成され、かつ、密閉容器１の周壁に排ガス
管１３が設けられ、ここから燃焼排ガスＧ3 を排出する
ようになっている。
【００２６】密閉容器１の上壁部には、円筒状の第２の
多孔性固体１４の内側すなわち隔壁２との間に原料流動
体である原料ガスＧ1 を供給するための原料ガス供給管
１６が連結されている。また第２の多孔性固体１４の外
側すなわち第２の多孔性固体１４の中心部の生成ガス室
８内で生成された生成ガスＧ4 を密閉容器１の外部に取
出すための生成ガス取出管１７が上壁部の中心に連結さ
れている。
多孔性固体１４の内側すなわち隔壁２との間に原料流動
体である原料ガスＧ1 を供給するための原料ガス供給管
１６が連結されている。また第２の多孔性固体１４の外
側すなわち第２の多孔性固体１４の中心部の生成ガス室
８内で生成された生成ガスＧ4 を密閉容器１の外部に取
出すための生成ガス取出管１７が上壁部の中心に連結さ
れている。
【００２７】隔壁２の両側面には、これに隣接密着し
て、第１の多孔性固体５の側に円筒状の第３の多孔性固
体６が、また第２の多孔性固体１４の側に円筒状の第４
の多孔性固体７とがそれぞれ設けられている。
て、第１の多孔性固体５の側に円筒状の第３の多孔性固
体６が、また第２の多孔性固体１４の側に円筒状の第４
の多孔性固体７とがそれぞれ設けられている。
【００２８】第１の多孔性固体５および第２の多孔性固
体１４はアルミナやコージライト、ムライトなどを原料
とするセラミツクスを原料として燃成される。しかしな
がら、第３の多孔性固体６および第４の多孔性固体７を
これらと同一材質のもので製作するとすぐに亀裂が発生
する。その理由はこれら多孔性固体６，７の熱膨脹係数
が（５〜８）×10-6〔１／Ｃ゜〕であるのに対し隔壁２
は金属製であるため、その熱膨脹係数が（16〜18）Ｘ10
-6〔１／Ｃ゜〕と比較的大きいため温度の変化によつて
双方の間に分離が生ずるからである。
体１４はアルミナやコージライト、ムライトなどを原料
とするセラミツクスを原料として燃成される。しかしな
がら、第３の多孔性固体６および第４の多孔性固体７を
これらと同一材質のもので製作するとすぐに亀裂が発生
する。その理由はこれら多孔性固体６，７の熱膨脹係数
が（５〜８）×10-6〔１／Ｃ゜〕であるのに対し隔壁２
は金属製であるため、その熱膨脹係数が（16〜18）Ｘ10
-6〔１／Ｃ゜〕と比較的大きいため温度の変化によつて
双方の間に分離が生ずるからである。
【００２９】そのため第３の多孔性固体６および第４の
多孔性固体７として、カーボンフアイバー、黒色セラミ
ツクスフアイバーなどの繊維状に焼成した材料を再度バ
インダを用いて焼成成形して多孔性固体を構成し、接着
用バインダで隔壁２の表面に密着させる。
多孔性固体７として、カーボンフアイバー、黒色セラミ
ツクスフアイバーなどの繊維状に焼成した材料を再度バ
インダを用いて焼成成形して多孔性固体を構成し、接着
用バインダで隔壁２の表面に密着させる。
【００３０】以下、上記実施例の作用を説明する。
【００３１】燃焼バーナ１２から噴出した燃焼ガスＧ2
と燃焼用空気Ａとは燃焼室３の内部で混合、燃焼すると
ともに第３の多孔性固体６を加熱しつつ第１の多孔性固
体５内部を通過する。この第１の多孔性固体５を通過す
る間に熱をこれに対流および輻射によつて伝熱し、第１
の多孔性固体５の温度を上昇させる。この熱は第１の多
孔性固体５から第３の多孔性固体６に輻射されこれを加
熱する。隔壁２には第３の多孔性固体６から伝導によつ
て伝熱される。
と燃焼用空気Ａとは燃焼室３の内部で混合、燃焼すると
ともに第３の多孔性固体６を加熱しつつ第１の多孔性固
体５内部を通過する。この第１の多孔性固体５を通過す
る間に熱をこれに対流および輻射によつて伝熱し、第１
の多孔性固体５の温度を上昇させる。この熱は第１の多
孔性固体５から第３の多孔性固体６に輻射されこれを加
熱する。隔壁２には第３の多孔性固体６から伝導によつ
て伝熱される。
【００３２】一方、受熱側では、原料ガス供給管１６か
ら導入された原料ガスＧ1 が受熱室４を経て第２の多孔
性固体１４内に導入される。また隔壁２の熱はその内側
に設けた第４の多孔性固体７に伝導によつて伝熱され、
第４の多孔性固体７から第２の多孔性固体１４に熱が輻
射され、第２の多孔性固体１４が加熱される。さらに、
この第２の多孔性固体１４の内部を通過する原料ガスが
加熱され、第２の多孔性固体１４に担持された触媒の作
用により前述した化学反応が行なわれる。
ら導入された原料ガスＧ1 が受熱室４を経て第２の多孔
性固体１４内に導入される。また隔壁２の熱はその内側
に設けた第４の多孔性固体７に伝導によつて伝熱され、
第４の多孔性固体７から第２の多孔性固体１４に熱が輻
射され、第２の多孔性固体１４が加熱される。さらに、
この第２の多孔性固体１４の内部を通過する原料ガスが
加熱され、第２の多孔性固体１４に担持された触媒の作
用により前述した化学反応が行なわれる。
【００３３】原料ガスＧ1 は第２の多孔性固体内１４を
通過するうちに、改質生成ガスＧ4が発生し、この生成
ガスＧ4 は生成ガス室８を経て生成ガス取出し管１７に
よつて密閉容器１の外部に排出される。
通過するうちに、改質生成ガスＧ4が発生し、この生成
ガスＧ4 は生成ガス室８を経て生成ガス取出し管１７に
よつて密閉容器１の外部に排出される。
【００３４】ここで、第３の多孔性固体６および第４の
多孔性固体７についてその配設の有無による温度分布を
調査した結果を図３に示す。
多孔性固体７についてその配設の有無による温度分布を
調査した結果を図３に示す。
【００３５】図３は隔壁２と第１〜第４の多孔性固体の
温度分布を第３の多孔性固体および第４の多孔性固体が
ある場合とない場合について比較した測定例である。こ
の測定結果では、第３の多孔性固体および第４の多孔性
固体がない場合には破線で示した曲線Ｃ1 になり、ま
た、それらがある場合には実線で示した曲線Ｃ2 にな
る。そして、この両方の場合は、同一量の改質生成ガス
が得られる。温度の差が顕著に現われるのは第１の多孔
性固体５であり、その入口において約120 ℃の差がみら
れた。
温度分布を第３の多孔性固体および第４の多孔性固体が
ある場合とない場合について比較した測定例である。こ
の測定結果では、第３の多孔性固体および第４の多孔性
固体がない場合には破線で示した曲線Ｃ1 になり、ま
た、それらがある場合には実線で示した曲線Ｃ2 にな
る。そして、この両方の場合は、同一量の改質生成ガス
が得られる。温度の差が顕著に現われるのは第１の多孔
性固体５であり、その入口において約120 ℃の差がみら
れた。
【００３６】本発明は隔壁２に第３の多孔体固体および
第４の多孔性固体を密着して設けることによつて、それ
らを設けない場合にくらべて隔壁２の熱の受授が多くな
る。そのため同一熱量が通過する場合、第１１の多孔性
固体と第２の多孔性固体の温度差が少ない場合でも同一
量の輻射熱が得られる。第３の多孔性固体および第４の
多孔性固体を設けない場合には、この温度差分だけ第１
の多孔性固体が高温になり、この多孔性固体内を通過す
る燃焼排ガスがそれだけ高温で排ガス管に流出すること
になる。
第４の多孔性固体を密着して設けることによつて、それ
らを設けない場合にくらべて隔壁２の熱の受授が多くな
る。そのため同一熱量が通過する場合、第１１の多孔性
固体と第２の多孔性固体の温度差が少ない場合でも同一
量の輻射熱が得られる。第３の多孔性固体および第４の
多孔性固体を設けない場合には、この温度差分だけ第１
の多孔性固体が高温になり、この多孔性固体内を通過す
る燃焼排ガスがそれだけ高温で排ガス管に流出すること
になる。
【００３７】燃焼排ガスの温度をできるだけ低い温度に
下げることが加熱器としての熱効率を上げることにな
る。そのため本発明では第３の多孔性固体と第４の多孔
性固体を設けている。
下げることが加熱器としての熱効率を上げることにな
る。そのため本発明では第３の多孔性固体と第４の多孔
性固体を設けている。
【００３８】また第１の多孔性固体の温度を同一温度に
して第３多孔性固体および第４の多孔性固体を設けた場
合と、設けなかった場合を比較すると隔壁の通過熱量の
違いは約12％で、第３の多孔性固体および第４の多孔性
固体を設けたことによる通過加熱量の増加が実測でみと
められた。
して第３多孔性固体および第４の多孔性固体を設けた場
合と、設けなかった場合を比較すると隔壁の通過熱量の
違いは約12％で、第３の多孔性固体および第４の多孔性
固体を設けたことによる通過加熱量の増加が実測でみと
められた。
【００３９】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、隔壁の
内外側面に多孔性固体を密着して設けることにより隔壁
の熱吸収率および放射率を大幅に改善することができ、
同一温度差で加熱側から受熱側に多量の熱量を通過させ
ることが可能となる。従つて、ある熱量を伝達する加熱
装置の隔壁の面積が小さくてよいことになり、小形でコ
ンパクトな輻射形加熱装置を得ることができる。
内外側面に多孔性固体を密着して設けることにより隔壁
の熱吸収率および放射率を大幅に改善することができ、
同一温度差で加熱側から受熱側に多量の熱量を通過させ
ることが可能となる。従つて、ある熱量を伝達する加熱
装置の隔壁の面積が小さくてよいことになり、小形でコ
ンパクトな輻射形加熱装置を得ることができる。
【００４０】また、同一容積の輻射形加熱装置で、第３
の多孔性固体および第４の多孔性固体を設けた場合に
は、第１の多孔性固体の温度と隔壁の温度を低くするこ
とができ、それらの耐久性を大幅に向上することができ
る。また、燃焼排ガス出口の温度が低下するので、その
分だけ熱効率の良い輻射形加熱装置を提供することがで
きる。
の多孔性固体および第４の多孔性固体を設けた場合に
は、第１の多孔性固体の温度と隔壁の温度を低くするこ
とができ、それらの耐久性を大幅に向上することができ
る。また、燃焼排ガス出口の温度が低下するので、その
分だけ熱効率の良い輻射形加熱装置を提供することがで
きる。
【図１】本発明の輻射形加熱装置の実施例を示す横断面
図。
図。
【図２】第１図のII−II線矢視方向縦断面図。
【図３】本発明による輻射形加熱装置の温度分布と本発
明を実施しなかった輻射形加熱装置の温度分布とを比較
したグラフ。
明を実施しなかった輻射形加熱装置の温度分布とを比較
したグラフ。
【図４】従来の輻射形反応装置の一例を示す縦断面図。
【図５】図４のＶ‐Ｖ線矢視方向横断面図。
１ 密閉容器 ２ 隔壁 ３ 燃焼室 ４ 受熱室 ５ 第１の多孔性固体 ６ 第３の多孔性固体 ７ 第４の多孔性固体 １２ 燃焼ノズル １４ 第２の多孔性固体
Claims (2)
- 【請求項１】円筒状密閉容器と、この円筒状密閉容器を
燃焼ガスを給排可能な燃焼室と原料流動体を給排可能な
受熱室とに仕切る円筒状隔壁と、前記燃焼室内に配設さ
れ燃焼ガスを通過させることによつて加熱されて熱輻射
体として機能して前記円筒状隔壁を加熱する第１の多孔
性固体と、前記受熱室内に配設され前記円筒状隔壁から
の輻射熱により加熱される受熱体として機能して通過す
る原料流動体を加熱する第２の多孔性固体と、前記円筒
状隔壁の外側に密着して設けられた第３の多孔性固体
と、前記円筒状隔壁の内側に密着して設けられた第４の
多孔性固体、とを備えたことを特徴とする輻射形加熱装
置。 - 【請求項２】前記第３多孔性固体と第４多孔性固体とが
黒色のカーボン、金属あるいはセラミックスなどからな
る繊維状多孔性固体で構成されることを特徴とする輻射
形加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9227291A JPH06117761A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 輻射形加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9227291A JPH06117761A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 輻射形加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117761A true JPH06117761A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=14049765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9227291A Pending JPH06117761A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 輻射形加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06117761A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095687A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 熱特性に優れた燃料電池用改質器 |
| KR20200086820A (ko) * | 2019-01-10 | 2020-07-20 | 한국에너지기술연구원 | 역화방지 기능을 갖는 다공체 연소기와 이를 구비한 관류보일러 |
-
1991
- 1991-04-23 JP JP9227291A patent/JPH06117761A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095687A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 熱特性に優れた燃料電池用改質器 |
| KR20200086820A (ko) * | 2019-01-10 | 2020-07-20 | 한국에너지기술연구원 | 역화방지 기능을 갖는 다공체 연소기와 이를 구비한 관류보일러 |
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