JPH06210159A - 輻射形加熱装置 - Google Patents
輻射形加熱装置Info
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- JPH06210159A JPH06210159A JP3133031A JP13303191A JPH06210159A JP H06210159 A JPH06210159 A JP H06210159A JP 3133031 A JP3133031 A JP 3133031A JP 13303191 A JP13303191 A JP 13303191A JP H06210159 A JPH06210159 A JP H06210159A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】加熱装置の燃焼室の高温ガスの顕熱を大幅に有
効利用することができるものを得ることにある。 【構成】隔壁55により、燃焼室51と受熱室53とに仕切
り、燃焼室51内に、高温ガスが通過する際に熱輻射体と
して機能し、隔壁55を加熱する多孔性固体52と、受熱室
53内に、原料ガスが通過する際に触媒作用のある受熱体
として機能する多孔性固体54と、隔壁55a により、高温
排ガス導入室69と低温受熱室70に仕切り、高温排ガス導
入室69内に、高温排ガスが通過する際に熱輻射体として
機能し、隔壁55a を加熱する多孔性固体52a を設け、低
温受熱室70内に、隔壁55a からの輻射熱により加熱さ
れ、原料ガスが通過する際に触媒作用のある受熱体とし
て機能する多孔性固体54a と、燃焼室51の高温ガスを多
孔性固体52,52aを順次通過させて密閉容器60a 外部に排
出するようにしたもの。
効利用することができるものを得ることにある。 【構成】隔壁55により、燃焼室51と受熱室53とに仕切
り、燃焼室51内に、高温ガスが通過する際に熱輻射体と
して機能し、隔壁55を加熱する多孔性固体52と、受熱室
53内に、原料ガスが通過する際に触媒作用のある受熱体
として機能する多孔性固体54と、隔壁55a により、高温
排ガス導入室69と低温受熱室70に仕切り、高温排ガス導
入室69内に、高温排ガスが通過する際に熱輻射体として
機能し、隔壁55a を加熱する多孔性固体52a を設け、低
温受熱室70内に、隔壁55a からの輻射熱により加熱さ
れ、原料ガスが通過する際に触媒作用のある受熱体とし
て機能する多孔性固体54a と、燃焼室51の高温ガスを多
孔性固体52,52aを順次通過させて密閉容器60a 外部に排
出するようにしたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば化学工場におい
て、原料ガス等の原料流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。
て、原料ガス等の原料流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】従来こ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。これは、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Ｃ
Ｈ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 で示されるスチームリフォ
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。
以下に述べる反応装置がある。これは、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Ｃ
Ｈ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 で示されるスチームリフォ
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３
（縦断面図）および図４（図３の４ー４線矢視断面図）
に示すものが公知である（特開昭６２−１７２６１５号
公報）。図中５１は燃焼室、５２は多孔性の熱輻射体、
５３は受熱室、５４は触媒が全体に均一に担持された略
均一な孔径を有する多孔性の受熱体、５５は円筒容器６
０内を燃焼室５１と受熱室５３とに仕切り原料ガス（Ｃ
Ｈ4 とＨ2 Ｏを混合したガス）５８が漏洩しないように
した隔壁、５６は燃料５０の燃焼により得られた高温の
燃焼ガス、５７は排ガス、５９は原料ガス５８の分解に
より得られたＨ2 とＣＯを混合した生成ガス、６１は原
料ガス供給管、６２は多数の噴出口６２ａを有するバー
ナ、６３は排ガス管、６４は生成ガス取出し管である。
（縦断面図）および図４（図３の４ー４線矢視断面図）
に示すものが公知である（特開昭６２−１７２６１５号
公報）。図中５１は燃焼室、５２は多孔性の熱輻射体、
５３は受熱室、５４は触媒が全体に均一に担持された略
均一な孔径を有する多孔性の受熱体、５５は円筒容器６
０内を燃焼室５１と受熱室５３とに仕切り原料ガス（Ｃ
Ｈ4 とＨ2 Ｏを混合したガス）５８が漏洩しないように
した隔壁、５６は燃料５０の燃焼により得られた高温の
燃焼ガス、５７は排ガス、５９は原料ガス５８の分解に
より得られたＨ2 とＣＯを混合した生成ガス、６１は原
料ガス供給管、６２は多数の噴出口６２ａを有するバー
ナ、６３は排ガス管、６４は生成ガス取出し管である。
【０００４】以上述べた反応装置では、バーナ６２から
噴射して燃焼される高温燃焼ガス５６が熱輻射体５２を
通過し、排ガス管６３から排ガス５７として排出され
る。燃焼ガス５６の顕熱は、熱輻射体５２を通過する際
に対流熱伝達によって熱輻射体５２に吸収され、熱輻射
体５２が加熱されて装置内に輻射熱が放出され、放出さ
れた輻射熱は、隔壁５５が金属材料、或いは、セラミッ
クの場合は隔壁５５の加熱及び再輻射として受熱体５４
に受熱され、又隔壁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、受熱体５４が加熱される。
噴射して燃焼される高温燃焼ガス５６が熱輻射体５２を
通過し、排ガス管６３から排ガス５７として排出され
る。燃焼ガス５６の顕熱は、熱輻射体５２を通過する際
に対流熱伝達によって熱輻射体５２に吸収され、熱輻射
体５２が加熱されて装置内に輻射熱が放出され、放出さ
れた輻射熱は、隔壁５５が金属材料、或いは、セラミッ
クの場合は隔壁５５の加熱及び再輻射として受熱体５４
に受熱され、又隔壁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、受熱体５４が加熱される。
【０００５】原料ガス５８は受熱体５４を通過する際
に、触媒作用のある受熱体５４により加熱されて分解
し、Ｈ2 とＣＯの混合した生成ガス５９となり、生成ガ
ス取出し管６４を通して装置外へ送られる。
に、触媒作用のある受熱体５４により加熱されて分解
し、Ｈ2 とＣＯの混合した生成ガス５９となり、生成ガ
ス取出し管６４を通して装置外へ送られる。
【０００６】上述のごとく、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５８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
ることにより、改質生成ガス５９を得るようにすると、
熱の有効利用が図られると共に原料ガス５８の分解がコ
ンパクトな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５８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
ることにより、改質生成ガス５９を得るようにすると、
熱の有効利用が図られると共に原料ガス５８の分解がコ
ンパクトな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】以上述べた従来の加熱
装置（反応装置）Ｈ１は、バーナ６２により燃焼室５１
内で燃料５０が燃焼され、これによって得られる高温ガ
ス５６は、例えば１１００℃〜１５００℃であり、これ
が熱輻射体５２を通過し、排ガス管６３から排ガス５７
として排出される。この排ガス５７は、例えば６００℃
〜８００℃と高温である。このため、加熱のために燃焼
した高温ガス５６の熱量が高温で排出される分だけ、そ
の熱量が有効に利用されず、熱効率が悪い。
装置（反応装置）Ｈ１は、バーナ６２により燃焼室５１
内で燃料５０が燃焼され、これによって得られる高温ガ
ス５６は、例えば１１００℃〜１５００℃であり、これ
が熱輻射体５２を通過し、排ガス管６３から排ガス５７
として排出される。この排ガス５７は、例えば６００℃
〜８００℃と高温である。このため、加熱のために燃焼
した高温ガス５６の熱量が高温で排出される分だけ、そ
の熱量が有効に利用されず、熱効率が悪い。
【０００８】なお、図３，図４の例で熱輻射体５２の周
りに、熱交換器を配設する場合もがあるが、その場合で
も、熱交換器を通して排出される高温ガスは、高温でで
ある。
りに、熱交換器を配設する場合もがあるが、その場合で
も、熱交換器を通して排出される高温ガスは、高温でで
ある。
【０００９】本発明は燃焼室の高温ガスの顕熱を大幅に
有効利用することができ、排ガスの出口温度をかなり低
くすることができ、これによって加熱効率が高くなる輻
射形加熱装置を提供することを目的とする。
有効利用することができ、排ガスの出口温度をかなり低
くすることができ、これによって加熱効率が高くなる輻
射形加熱装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、請求項１に対応する発明は、少なくとも第１
の加熱装置と第２の加熱装置とからなり、前記第１の加
熱装置は、密閉容器内を第１の隔壁により、燃焼室と受
熱室とに仕切り、燃焼室で燃料を燃焼して高温ガスを
得、受熱室でその高温ガスの熱を利用して原料流体を生
成して生成流体を取り出し可能にし、前記燃焼室内に、
前記高温ガスが通過する際に熱輻射体として機能し、前
記隔壁を加熱する第１の多孔性固体を設け、前記受熱室
内に、前記隔壁からの輻射熱により加熱され、前記原料
流体が通過する際に触媒作用のある受熱体として機能す
る第２の多孔性固体を設けてなり、前記第２の加熱装置
は、前記密閉容器内を第２の隔壁により、前記燃焼室内
の高温ガスが前記第１の多孔性固体を通過して排出され
る高温排ガスを導入可能な高温排ガス導入室と原料流体
を流入し生成流体を取り出し可能な低温受熱室とに仕切
り、前記高温排ガス導入室内に、前記高温排ガスが通過
する際に熱輻射体として機能し、前記隔壁を加熱する第
３の多孔性固体を設け、前記低温受熱室内に、前記隔壁
からの輻射熱により加熱され、前記原料流体が通過する
際に触媒作用のある受熱体として機能する第４の多孔性
固体を設けてなり、前記第１の加熱装置の燃焼室の高温
ガスを、前記第１および第３の多孔性固体を順次通過さ
せて前記密閉容器外部に排出するようにしたものであ
る。
するため、請求項１に対応する発明は、少なくとも第１
の加熱装置と第２の加熱装置とからなり、前記第１の加
熱装置は、密閉容器内を第１の隔壁により、燃焼室と受
熱室とに仕切り、燃焼室で燃料を燃焼して高温ガスを
得、受熱室でその高温ガスの熱を利用して原料流体を生
成して生成流体を取り出し可能にし、前記燃焼室内に、
前記高温ガスが通過する際に熱輻射体として機能し、前
記隔壁を加熱する第１の多孔性固体を設け、前記受熱室
内に、前記隔壁からの輻射熱により加熱され、前記原料
流体が通過する際に触媒作用のある受熱体として機能す
る第２の多孔性固体を設けてなり、前記第２の加熱装置
は、前記密閉容器内を第２の隔壁により、前記燃焼室内
の高温ガスが前記第１の多孔性固体を通過して排出され
る高温排ガスを導入可能な高温排ガス導入室と原料流体
を流入し生成流体を取り出し可能な低温受熱室とに仕切
り、前記高温排ガス導入室内に、前記高温排ガスが通過
する際に熱輻射体として機能し、前記隔壁を加熱する第
３の多孔性固体を設け、前記低温受熱室内に、前記隔壁
からの輻射熱により加熱され、前記原料流体が通過する
際に触媒作用のある受熱体として機能する第４の多孔性
固体を設けてなり、前記第１の加熱装置の燃焼室の高温
ガスを、前記第１および第３の多孔性固体を順次通過さ
せて前記密閉容器外部に排出するようにしたものであ
る。
【００１１】また、請求項２に対応する発明は、少なく
とも第１の加熱装置と第２の加熱装置とからなり、前記
第１の加熱装置は、密閉容器内を第１の隔壁により、燃
焼室と受熱室とに仕切り、燃焼室で燃料を燃焼して高温
ガスを得、受熱室でその高温ガスの熱を利用して受熱室
に流入される原料流体を生成して生成流体を取り出し可
能にし、前記燃焼室内に、前記高温ガスが通過する際に
熱輻射体として機能し、前記隔壁を加熱する第１の多孔
性固体を設け、前記受熱室内に、前記隔壁からの輻射熱
により加熱され、前記原料流体が通過する際に触媒作用
のある受熱体として機能する第２の多孔性固体を設けて
なり、前記第２の加熱装置は、前記第１の加熱装置の密
閉容器とは別の密閉容器内を第２の隔壁により高温排ガ
ス導入室と低温受熱室とに仕切り、前記高温排ガス導入
室に前記燃焼室の高温ガスが前記第１の多孔性固体を通
過して排出される高温排ガスを導入可能にし、前記低温
受熱室で前記高温排ガス導入室に導入される高温排ガス
により、前記低温受熱室に流入される原料流体を生成し
て生成流体を取り出し可能にし、前記高温排ガス導入室
内に、前記高温排ガスが通過する際に熱輻射体として機
能し、前記第２の隔壁を加熱する第３の多孔性固体を設
け、前記第２の加熱装置の低温受熱室内に、前記第２の
隔壁からの輻射熱により加熱され、前記原料流体が通過
する際に触媒作用のある受熱体として機能する第４の多
孔性固体を設けてなり、前記第１の加熱装置の燃焼室の
前記高温ガスを、前記第１および第３の多孔性固体を順
次通過させて前記第２の加熱装置の密閉容器外部に排出
するようにしたものである。
とも第１の加熱装置と第２の加熱装置とからなり、前記
第１の加熱装置は、密閉容器内を第１の隔壁により、燃
焼室と受熱室とに仕切り、燃焼室で燃料を燃焼して高温
ガスを得、受熱室でその高温ガスの熱を利用して受熱室
に流入される原料流体を生成して生成流体を取り出し可
能にし、前記燃焼室内に、前記高温ガスが通過する際に
熱輻射体として機能し、前記隔壁を加熱する第１の多孔
性固体を設け、前記受熱室内に、前記隔壁からの輻射熱
により加熱され、前記原料流体が通過する際に触媒作用
のある受熱体として機能する第２の多孔性固体を設けて
なり、前記第２の加熱装置は、前記第１の加熱装置の密
閉容器とは別の密閉容器内を第２の隔壁により高温排ガ
ス導入室と低温受熱室とに仕切り、前記高温排ガス導入
室に前記燃焼室の高温ガスが前記第１の多孔性固体を通
過して排出される高温排ガスを導入可能にし、前記低温
受熱室で前記高温排ガス導入室に導入される高温排ガス
により、前記低温受熱室に流入される原料流体を生成し
て生成流体を取り出し可能にし、前記高温排ガス導入室
内に、前記高温排ガスが通過する際に熱輻射体として機
能し、前記第２の隔壁を加熱する第３の多孔性固体を設
け、前記第２の加熱装置の低温受熱室内に、前記第２の
隔壁からの輻射熱により加熱され、前記原料流体が通過
する際に触媒作用のある受熱体として機能する第４の多
孔性固体を設けてなり、前記第１の加熱装置の燃焼室の
前記高温ガスを、前記第１および第３の多孔性固体を順
次通過させて前記第２の加熱装置の密閉容器外部に排出
するようにしたものである。
【００１２】
【作用】本発明によれば、第１の加熱装置の燃焼室の高
温ガス（例えば１１００℃〜１５００℃）の熱を利用し
て原料流体を生成し、この原料流体が生成された後の高
温排ガス（例えば６００℃〜８００℃）を、少なくとも
第２の加熱装置に導入し、ここで原料流体を生成し、こ
の原料流体が生成された後の低温排ガス（例えば３００
℃〜５００℃）を第２の加熱装置から外部に排出するよ
うにしたので、第１の加熱装置に導入される高温ガスの
顕熱をかなり有効に利用することができ、排ガスの出口
温度をかなり低くすることができ、これによって加熱効
率が高くなる。
温ガス（例えば１１００℃〜１５００℃）の熱を利用し
て原料流体を生成し、この原料流体が生成された後の高
温排ガス（例えば６００℃〜８００℃）を、少なくとも
第２の加熱装置に導入し、ここで原料流体を生成し、こ
の原料流体が生成された後の低温排ガス（例えば３００
℃〜５００℃）を第２の加熱装置から外部に排出するよ
うにしたので、第１の加熱装置に導入される高温ガスの
顕熱をかなり有効に利用することができ、排ガスの出口
温度をかなり低くすることができ、これによって加熱効
率が高くなる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の輻射形加熱装置の実施例につ
いて図面を参照して説明する。図１はその装置の一実施
例を示す縦断面図であり、図２は図１の２ー２線に沿っ
て切断し矢印方向に見た断面図（横断面図）であり、図
４は図１の４ー４線に沿って切断し矢印方向に見た断面
図である。以下これについて説明するが、ここでは、同
一密閉容器６０ａ内に第１の加熱装置Ｈ１と第２の加熱
装置Ｈ２を備えたものを例にあげて説明する。
いて図面を参照して説明する。図１はその装置の一実施
例を示す縦断面図であり、図２は図１の２ー２線に沿っ
て切断し矢印方向に見た断面図（横断面図）であり、図
４は図１の４ー４線に沿って切断し矢印方向に見た断面
図である。以下これについて説明するが、ここでは、同
一密閉容器６０ａ内に第１の加熱装置Ｈ１と第２の加熱
装置Ｈ２を備えたものを例にあげて説明する。
【００１４】第１の加熱装置Ｈ１は、図３，図４に示す
従来装置とほぼ同様な構成なので、同一部分には同一符
号を付してその説明を省略する。従来の密閉容器６０を
軸方向に約２倍弱だけ伸ばした有底円筒形状とし、かつ
軸方向の中間位置に、仕切壁６８を設け、この上部側に
第１の加熱装置Ｈ１に構成し、下部側に第２の加熱装置
Ｈ２を構成している。第１の加熱装置Ｈ２の燃焼室５１
に配設される複数のバーナ６２は、この各燃料供給口が
密閉容器６０ａの上部に位置するように取付けられてい
る。
従来装置とほぼ同様な構成なので、同一部分には同一符
号を付してその説明を省略する。従来の密閉容器６０を
軸方向に約２倍弱だけ伸ばした有底円筒形状とし、かつ
軸方向の中間位置に、仕切壁６８を設け、この上部側に
第１の加熱装置Ｈ１に構成し、下部側に第２の加熱装置
Ｈ２を構成している。第１の加熱装置Ｈ２の燃焼室５１
に配設される複数のバーナ６２は、この各燃料供給口が
密閉容器６０ａの上部に位置するように取付けられてい
る。
【００１５】第２の加熱装置Ｈ２は第１の加熱装置Ｈ１
とほぼ同様に構成されている。すなわち、仕切壁６８で
仕切られた密閉容器６０ａの下側に、第２の隔壁５５ａ
を配設し、これにより高温排ガス導入室６９と低温受熱
室７０が形成されている。高温排ガス導入室６９には、
燃焼室５１内の高温ガス５６が前記多孔性固体５２を通
過して排出される高温排ガス５７を導入できるように、
加熱ガス接続管７１が密閉容器６０ａ内部に配設されて
いる。また、高温排ガス導入室６９内に、高温排ガス５
７が通過する際に熱輻射体として機能し、隔壁５５ａを
加熱する第３の多孔性固体５２ａが設けられている。さ
らに、高温排ガス導入室６９には、多孔性固体５２ａを
通過した排ガス５７ａが密閉容器６０ａの外部排出され
るように、排ガス管６３ａが配設されている。
とほぼ同様に構成されている。すなわち、仕切壁６８で
仕切られた密閉容器６０ａの下側に、第２の隔壁５５ａ
を配設し、これにより高温排ガス導入室６９と低温受熱
室７０が形成されている。高温排ガス導入室６９には、
燃焼室５１内の高温ガス５６が前記多孔性固体５２を通
過して排出される高温排ガス５７を導入できるように、
加熱ガス接続管７１が密閉容器６０ａ内部に配設されて
いる。また、高温排ガス導入室６９内に、高温排ガス５
７が通過する際に熱輻射体として機能し、隔壁５５ａを
加熱する第３の多孔性固体５２ａが設けられている。さ
らに、高温排ガス導入室６９には、多孔性固体５２ａを
通過した排ガス５７ａが密閉容器６０ａの外部排出され
るように、排ガス管６３ａが配設されている。
【００１６】そして、低温受熱室７０内には原料ガス供
給管６１ａからの原料ガス５８ａが流入でき、この低温
受熱室７０内に流入され、ここで生成された生成ガスが
密閉容器６０ａの外部に取り出せるように生成ガス取出
管６４ａが配設されている。また、低温受熱室７０内に
は、隔壁５５ａからの輻射熱により加熱され、原料ガス
５８が通過する際に触媒作用のある受熱体として機能す
る第４の多孔性固体５４ａが設けられている。さらに、
第２の加熱装置Ｈ２の生成ガス取出管６４ａと第１の加
熱装置Ｈ１の原料ガス供給管６１は、原料ガス接続管７
２により接続されている。
給管６１ａからの原料ガス５８ａが流入でき、この低温
受熱室７０内に流入され、ここで生成された生成ガスが
密閉容器６０ａの外部に取り出せるように生成ガス取出
管６４ａが配設されている。また、低温受熱室７０内に
は、隔壁５５ａからの輻射熱により加熱され、原料ガス
５８が通過する際に触媒作用のある受熱体として機能す
る第４の多孔性固体５４ａが設けられている。さらに、
第２の加熱装置Ｈ２の生成ガス取出管６４ａと第１の加
熱装置Ｈ１の原料ガス供給管６１は、原料ガス接続管７
２により接続されている。
【００１７】このように構成されているので、第１の加
熱装置Ｈ１のバーナ６２によって燃料５６が燃焼される
と、例えば１１００℃〜１５００℃の高温ガス５６が得
られ、この高温ガス５６が多孔性固体５２を通過する
と、例えば６００℃〜８００℃の高温排ガス５７となる
が、この高温排ガス５７が加熱ガス接続管７１を通り、
第２の加熱装置Ｈ２の多孔性固体５２ａを通過すると、
排ガス管６３ａから密閉容器６０ａの外部に排出される
排ガス５７ａは、例えば３００℃〜５００℃の低温とな
る。また、第２の加熱装置Ｈ２の多孔性固体５２ａの温
度は、例えば５００℃〜８００℃に保つことができるの
で、常温〜３００℃で導入した原料ガス５８ａを加熱す
るための、多孔性固体５４ａの温度は、例えば３００℃
〜４００℃であり、この場合外側の加熱用の多孔性固体
５２ａと内側の受熱体である多孔性固体５４ａの温度の
４乗の差に比例して隔壁５５ａから内側に輻射伝熱され
る。従って、生成ガス取出管６４から反応率の高い生成
ガスを取り出すことができる。
熱装置Ｈ１のバーナ６２によって燃料５６が燃焼される
と、例えば１１００℃〜１５００℃の高温ガス５６が得
られ、この高温ガス５６が多孔性固体５２を通過する
と、例えば６００℃〜８００℃の高温排ガス５７となる
が、この高温排ガス５７が加熱ガス接続管７１を通り、
第２の加熱装置Ｈ２の多孔性固体５２ａを通過すると、
排ガス管６３ａから密閉容器６０ａの外部に排出される
排ガス５７ａは、例えば３００℃〜５００℃の低温とな
る。また、第２の加熱装置Ｈ２の多孔性固体５２ａの温
度は、例えば５００℃〜８００℃に保つことができるの
で、常温〜３００℃で導入した原料ガス５８ａを加熱す
るための、多孔性固体５４ａの温度は、例えば３００℃
〜４００℃であり、この場合外側の加熱用の多孔性固体
５２ａと内側の受熱体である多孔性固体５４ａの温度の
４乗の差に比例して隔壁５５ａから内側に輻射伝熱され
る。従って、生成ガス取出管６４から反応率の高い生成
ガスを取り出すことができる。
【００１８】ここで例えば、従来装置を単に軸方向の長
さを２倍にした場合には、本実施例とほぼ同一の伝熱面
積を有した装置と考えられるが、該装置と実施例装置の
隔壁から内部に輻射伝熱される熱量を比較した結果、次
のようなことがいえる。すなわち、従来の装置を軸方向
に２倍にした場合には、隔壁全体の温度を均一にしなけ
ればならないため、多孔性固体の出口温度は高い温度で
密閉容器外部に排出されることになる。そのため、加熱
室側の燃焼熱を十分に使用せずに排出することになる。
これに対して、本実施例の場合、第１の加熱装置から出
る排ガスは、高温でも第２の加熱装置に入れて、第２の
加熱装置で熱を取ることにより、第２の加熱装置の排ガ
スの出口温度は低下することになる。
さを２倍にした場合には、本実施例とほぼ同一の伝熱面
積を有した装置と考えられるが、該装置と実施例装置の
隔壁から内部に輻射伝熱される熱量を比較した結果、次
のようなことがいえる。すなわち、従来の装置を軸方向
に２倍にした場合には、隔壁全体の温度を均一にしなけ
ればならないため、多孔性固体の出口温度は高い温度で
密閉容器外部に排出されることになる。そのため、加熱
室側の燃焼熱を十分に使用せずに排出することになる。
これに対して、本実施例の場合、第１の加熱装置から出
る排ガスは、高温でも第２の加熱装置に入れて、第２の
加熱装置で熱を取ることにより、第２の加熱装置の排ガ
スの出口温度は低下することになる。
【００１９】このようなことから、本実施例装置に示す
ように、第１の加熱装置の高温ガスを、第２の加熱装置
に順次通過させることにより、従来装置に比べて排出さ
れる燃焼ガス（高温ガス）の温度を低下させることが可
能になり、燃焼ガスの顕熱を効果的に輻射伝熱できる。
ように、第１の加熱装置の高温ガスを、第２の加熱装置
に順次通過させることにより、従来装置に比べて排出さ
れる燃焼ガス（高温ガス）の温度を低下させることが可
能になり、燃焼ガスの顕熱を効果的に輻射伝熱できる。
【００２０】また、第２の加熱装置Ｈ２の低温受熱室７
０で生成された生成ガスを、原料ガス接続管７２により
第１の加熱装置Ｈ１の原料ガス供給管６１に導くように
したので、反能率の高い生成ガスを得ることができる。
この場合、第１の加熱装置Ｈ１の受熱室５３に配設され
ている多孔性固体５４の温度は、従来の装置とほとんど
変わらないことが、実験結果から明らかである。
０で生成された生成ガスを、原料ガス接続管７２により
第１の加熱装置Ｈ１の原料ガス供給管６１に導くように
したので、反能率の高い生成ガスを得ることができる。
この場合、第１の加熱装置Ｈ１の受熱室５３に配設され
ている多孔性固体５４の温度は、従来の装置とほとんど
変わらないことが、実験結果から明らかである。
【００２１】さらに、本実施例は、図２と図４を比較か
らも明らかなように、第２の加熱装置Ｈ２に、第１の加
熱装置のように、バーナ６２を設ける必要もなく、かつ
バーナ６２による燃焼火炎５６が存在しないので、高温
排ガス導入室６９に配設される多孔性固体５２ａの直径
寸法は、第１の加熱装置の多孔質固体５２の直径より小
さくすることができる。
らも明らかなように、第２の加熱装置Ｈ２に、第１の加
熱装置のように、バーナ６２を設ける必要もなく、かつ
バーナ６２による燃焼火炎５６が存在しないので、高温
排ガス導入室６９に配設される多孔性固体５２ａの直径
寸法は、第１の加熱装置の多孔質固体５２の直径より小
さくすることができる。
【００２２】以上述べた実施例によれば、第１の加熱装
置Ｈ１のバーナ６２に導入される燃料５０が、バーナ６
２で燃焼され、これによって得られる高温ガス（例えば
１１００℃〜１５００℃）は、この熱を利用して原料流
体を生成し、この原料流体が生成された後の高温排ガス
（例えば６００℃〜８００℃）を、少なくとも第２の加
熱装置に導入し、ここで原料流体を生成し、この原料流
体が生成された後の低温排ガス（例えば３００℃〜５０
０℃）を第２の加熱装置から外部に排出するようにした
ので、第１の加熱装置に導入される高温ガスの顕熱をか
なり有効に利用することができ、排ガスの出口温度をか
なり低くすることができ、これによって加熱効率が高く
なる。
置Ｈ１のバーナ６２に導入される燃料５０が、バーナ６
２で燃焼され、これによって得られる高温ガス（例えば
１１００℃〜１５００℃）は、この熱を利用して原料流
体を生成し、この原料流体が生成された後の高温排ガス
（例えば６００℃〜８００℃）を、少なくとも第２の加
熱装置に導入し、ここで原料流体を生成し、この原料流
体が生成された後の低温排ガス（例えば３００℃〜５０
０℃）を第２の加熱装置から外部に排出するようにした
ので、第１の加熱装置に導入される高温ガスの顕熱をか
なり有効に利用することができ、排ガスの出口温度をか
なり低くすることができ、これによって加熱効率が高く
なる。
【００２３】本発明は、以上述べた実施例に限定され
ず、例えば次のように変形してもよい。前述の実施例で
は、第１の加熱装置Ｈ１と第２の加熱装置Ｈ２を同一密
閉容器６０ａ内に配設した場合を例にあげて説明した
が、これを第１の加熱装置Ｈ１と第２の加熱装置Ｈ２を
それぞれ独立した密閉容器内に配設し、各加熱装置を垂
直方向に重ねるようにしたり、水平に並べたりしても良
い。この場合も、前述の実施例と同様に、第１および第
２の加熱装置は前述の実施例とほぼ同一の構成とし、第
１の加熱装置Ｈ１には、バーナを設け、かつ第２の加熱
装置にはバーナを設けず、バーナによって燃料ガスを燃
焼して得られる高温ガスを配管等により第２の加熱装置
の高温排ガス導入室内に導くようにすることは言うまで
もない。
ず、例えば次のように変形してもよい。前述の実施例で
は、第１の加熱装置Ｈ１と第２の加熱装置Ｈ２を同一密
閉容器６０ａ内に配設した場合を例にあげて説明した
が、これを第１の加熱装置Ｈ１と第２の加熱装置Ｈ２を
それぞれ独立した密閉容器内に配設し、各加熱装置を垂
直方向に重ねるようにしたり、水平に並べたりしても良
い。この場合も、前述の実施例と同様に、第１および第
２の加熱装置は前述の実施例とほぼ同一の構成とし、第
１の加熱装置Ｈ１には、バーナを設け、かつ第２の加熱
装置にはバーナを設けず、バーナによって燃料ガスを燃
焼して得られる高温ガスを配管等により第２の加熱装置
の高温排ガス導入室内に導くようにすることは言うまで
もない。
【００２４】さらに、実施例では生成ガス取出管６４ａ
と原料ガス供給管６１の間を、原料ガス接続管７２で接
続したが、原料ガス接続管７２を設けず、第１の加熱装
置Ｈ１と第２の加熱装置Ｈ２を別々に使用するようにし
てもよい。
と原料ガス供給管６１の間を、原料ガス接続管７２で接
続したが、原料ガス接続管７２を設けず、第１の加熱装
置Ｈ１と第２の加熱装置Ｈ２を別々に使用するようにし
てもよい。
【００２５】また、前述の実施例は、第１および第２の
加熱装置のみを組み合わせたものをあげたが、これに限
らず、第１，第２，第３…第ｎの加熱装置の組み合わせ
でもよく、この場合も第１の加熱装置のみにバーナを備
えていることは言うまでもない。
加熱装置のみを組み合わせたものをあげたが、これに限
らず、第１，第２，第３…第ｎの加熱装置の組み合わせ
でもよく、この場合も第１の加熱装置のみにバーナを備
えていることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、第１の加熱
装置の燃焼室の高温ガスの顕熱を大幅に有効利用するこ
とができ、排ガスの出口温度をかなり低くすることがで
き、これによって加熱効率が高くなる輻射形加熱装置を
提供することができる。
装置の燃焼室の高温ガスの顕熱を大幅に有効利用するこ
とができ、排ガスの出口温度をかなり低くすることがで
き、これによって加熱効率が高くなる輻射形加熱装置を
提供することができる。
【図１】本発明の輻射形加熱装置の一実施例を示す縦断
面図。
面図。
【図２】図１の２ー２線に沿って切断し矢印方向に見た
横断面図。
横断面図。
【図３】従来の輻射形反応装置の一例を示す縦断面図。
【図４】図３の４ー４線に沿って切断し矢印方向に見た
縦断面図。
縦断面図。
Ｈ１…第１の加熱装置、５１…燃焼室、５２…第１の多
孔性固体、５２ａ…第３の多孔性固体、５３…受熱室、
５４…第２の多孔性固体、５４ａ…第４の多孔性固体、
５５，５５ａ…隔壁、５７…高温排ガス、５７ａ…排ガ
ス、５８，５８ａ…原料ガス、５９…生成ガス、６０ａ
…密閉容器、６２…バーナ、６８…仕切壁、７１…加熱
ガス接続管。
孔性固体、５２ａ…第３の多孔性固体、５３…受熱室、
５４…第２の多孔性固体、５４ａ…第４の多孔性固体、
５５，５５ａ…隔壁、５７…高温排ガス、５７ａ…排ガ
ス、５８，５８ａ…原料ガス、５９…生成ガス、６０ａ
…密閉容器、６２…バーナ、６８…仕切壁、７１…加熱
ガス接続管。
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも第１の加熱装置と第２の加熱装
置とからなり、 前記第１の加熱装置は、密閉容器内を第１の隔壁によ
り、燃焼室と受熱室とに仕切り、燃焼室で燃料を燃焼し
て高温ガスを得、受熱室でその高温ガスの熱を利用して
原料流体を生成して生成流体を取り出し可能にし、 前記燃焼室内に、前記高温ガスが通過する際に熱輻射体
として機能し、前記隔壁を加熱する第１の多孔性固体を
設け、 前記受熱室内に、前記隔壁からの輻射熱により加熱さ
れ、前記原料流体が通過する際に触媒作用のある受熱体
として機能する第２の多孔性固体を設けてなり、 前記第２の加熱装置は、前記密閉容器内を第２の隔壁に
より、前記燃焼室内の高温ガスが前記第１の多孔性固体
を通過して排出される高温排ガスを導入可能な高温排ガ
ス導入室と原料流体を流入し生成流体を取り出し可能な
低温受熱室とに仕切り、 前記高温排ガス導入室内に、前記高温排ガスが通過する
際に熱輻射体として機能し、前記隔壁を加熱する第３の
多孔性固体を設け、 前記低温受熱室内に、前記隔壁からの輻射熱により加熱
され、前記原料流体が通過する際に触媒作用のある受熱
体として機能する第４の多孔性固体を設けてなり、 前記第１の加熱装置の燃焼室の高温ガスを、前記第１お
よび第３の多孔性固体を順次通過させて前記密閉容器外
部に排出するようにしたことを特徴とする輻射形加熱装
置。 - 【請求項２】少なくとも第１の加熱装置と第２の加熱装
置とからなり、 前記第１の加熱装置は、密閉容器内を第１の隔壁によ
り、燃焼室と受熱室とに仕切り、燃焼室で燃料を燃焼し
て高温ガスを得、受熱室でその高温ガスの熱を利用して
受熱室に流入される原料流体を生成して生成流体を取り
出し可能にし、 前記燃焼室内に、前記高温ガスが通過する際に熱輻射体
として機能し、前記隔壁を加熱する第１の多孔性固体を
設け、 前記受熱室内に、前記隔壁からの輻射熱により加熱さ
れ、前記原料流体が通過する際に触媒作用のある受熱体
として機能する第２の多孔性固体を設けてなり、 前記第２の加熱装置は、前記第１の加熱装置の密閉容器
とは別の密閉容器内を第２の隔壁により高温排ガス導入
室と低温受熱室とに仕切り、前記高温排ガス導入室に前
記燃焼室の高温ガスが前記第１の多孔性固体を通過して
排出される高温排ガスを導入可能にし、前記低温受熱室
で前記高温排ガス導入室に導入される高温排ガスによ
り、前記低温受熱室に流入される原料流体を生成して生
成流体を取り出し可能にし、 前記高温排ガス導入室内に、前記高温排ガスが通過する
際に熱輻射体として機能し、前記第２の隔壁を加熱する
第３の多孔性固体を設け、 前記第２の加熱装置の低温受熱室内に、前記第２の隔壁
からの輻射熱により加熱され、前記原料流体が通過する
際に触媒作用のある受熱体として機能する第４の多孔性
固体を設けてなり、 前記第１の加熱装置の燃焼室の前記高温ガスを、前記第
１および第３の多孔性固体を順次通過させて前記第２の
加熱装置の密閉容器外部に排出するようにしたことを特
徴とする輻射形加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3133031A JPH06210159A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 輻射形加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3133031A JPH06210159A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 輻射形加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210159A true JPH06210159A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=15095192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3133031A Pending JPH06210159A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 輻射形加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06210159A (ja) |
-
1991
- 1991-06-04 JP JP3133031A patent/JPH06210159A/ja active Pending
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