JPH0933034A - 蓄熱式バーナ用蓄熱体及びその形成方法 - Google Patents
蓄熱式バーナ用蓄熱体及びその形成方法Info
- Publication number
- JPH0933034A JPH0933034A JP7182697A JP18269795A JPH0933034A JP H0933034 A JPH0933034 A JP H0933034A JP 7182697 A JP7182697 A JP 7182697A JP 18269795 A JP18269795 A JP 18269795A JP H0933034 A JPH0933034 A JP H0933034A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- honeycomb
- storage body
- combustion air
- burner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Air Supply (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱ストレスによる内部応力によって蓄熱体が
割れない蓄熱体及びその形成方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 蓄熱体全体１は、セラミックス製のハニ
カム構造体を燃焼用空気の流れ方向に３個積層され、１
ａはバーナ側に設置したハニカム構造体、１ｂはハニカ
ム構造体、１ｃは反バーナ側に設置したハニカム構造体
であり、ハニカム構造体１ａ，１ｂ，１ｃの燃焼用空気
の流れ方向の長さ（幅）の比Ａ：Ｂ：Ｃは１：２：３で
あり、ハニカム構造体１ａ，１ｂ，１ｃの割れ指数Ｓの
値は、割れ指数ＳはＳｃｒ値より小さく、且つ、ハニカ
ム構造体１ａ，１ｂの割れ指数Ｓの値がハニカム構造体
１ｃの割れ指数Ｓの値より小さい。
割れない蓄熱体及びその形成方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 蓄熱体全体１は、セラミックス製のハニ
カム構造体を燃焼用空気の流れ方向に３個積層され、１
ａはバーナ側に設置したハニカム構造体、１ｂはハニカ
ム構造体、１ｃは反バーナ側に設置したハニカム構造体
であり、ハニカム構造体１ａ，１ｂ，１ｃの燃焼用空気
の流れ方向の長さ（幅）の比Ａ：Ｂ：Ｃは１：２：３で
あり、ハニカム構造体１ａ，１ｂ，１ｃの割れ指数Ｓの
値は、割れ指数ＳはＳｃｒ値より小さく、且つ、ハニカ
ム構造体１ａ，１ｂの割れ指数Ｓの値がハニカム構造体
１ｃの割れ指数Ｓの値より小さい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱式バーナ用蓄
熱体及びその形成方法に関し、詳しくは、熱ストレスに
よる割れが防止でき、長期間安定した運転ができる蓄熱
式バーナ用蓄熱体及びその形成方法に係るものである。
熱体及びその形成方法に関し、詳しくは、熱ストレスに
よる割れが防止でき、長期間安定した運転ができる蓄熱
式バーナ用蓄熱体及びその形成方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】蓄熱式バーナでは、バーナに付随して蓄
熱体が設けられている。図３は、蓄熱式バーナを用いた
加熱炉の一例を示している。同図において、２は加熱
炉、３ａ，３ｂはバーナ、４ａ，４ｂは蓄熱体、５ａ，
５ｂは燃料遮断弁、６は燃焼用空気と燃焼排ガスとの切
替弁、７は燃焼排ガス排気口である。８は炉内に投入さ
れた被加熱物である。バーナ３ａ，３ｂには、燃焼用空
気を供給する管路に通気性個体からなる蓄熱体４ａ，４
ｂが設けられ、この蓄熱体４ａ，４ｂを通してのみ燃焼
用空気の送り込みと燃焼排ガスの一部の排出がなされて
いる。燃焼用空気を供給する管路に設けられた蓄熱体に
対して反対側の蓄熱体は燃焼排ガスの排出用に用いられ
る。このように燃焼用空気供給手段と燃焼排ガス排気手
段とが交互になされる。すなわち、ある一定時間はバー
ナを経由して高温の燃焼排ガスを吸引し蓄熱体を通過さ
せてこれを加熱しながら排気し、次の一定時間では燃焼
用空気をすでに加熱された蓄熱体を通過させて予熱しな
がらバーナに供給して燃焼させる動作を交互に行う蓄熱
式バーナである。
熱体が設けられている。図３は、蓄熱式バーナを用いた
加熱炉の一例を示している。同図において、２は加熱
炉、３ａ，３ｂはバーナ、４ａ，４ｂは蓄熱体、５ａ，
５ｂは燃料遮断弁、６は燃焼用空気と燃焼排ガスとの切
替弁、７は燃焼排ガス排気口である。８は炉内に投入さ
れた被加熱物である。バーナ３ａ，３ｂには、燃焼用空
気を供給する管路に通気性個体からなる蓄熱体４ａ，４
ｂが設けられ、この蓄熱体４ａ，４ｂを通してのみ燃焼
用空気の送り込みと燃焼排ガスの一部の排出がなされて
いる。燃焼用空気を供給する管路に設けられた蓄熱体に
対して反対側の蓄熱体は燃焼排ガスの排出用に用いられ
る。このように燃焼用空気供給手段と燃焼排ガス排気手
段とが交互になされる。すなわち、ある一定時間はバー
ナを経由して高温の燃焼排ガスを吸引し蓄熱体を通過さ
せてこれを加熱しながら排気し、次の一定時間では燃焼
用空気をすでに加熱された蓄熱体を通過させて予熱しな
がらバーナに供給して燃焼させる動作を交互に行う蓄熱
式バーナである。
【０００３】同図は、バーナ３ａが燃焼状態であること
を示しており、蓄熱体４ａに供給される燃焼空気の温度
は３０℃で、それが蓄熱体４ａで加熱されて１２５０℃
の予熱空気となってバーナ３ａに供給されている。ま
た、燃焼排ガスの一部はバーナ３ｂを経て１３５０℃の
温度で蓄熱体４ｂに入り、燃焼排ガスによって蓄熱体４
ｂを加熱して２００℃で排気されている。残余の燃焼ガ
スは排気口７から炉外に排気されている。バーナ３ａと
バーナ３ｂとの切り替えは、燃料遮断弁５ａ，５ｂと燃
焼用空気と燃焼排ガスとの切替弁６と連動して切り替え
るようになされている。
を示しており、蓄熱体４ａに供給される燃焼空気の温度
は３０℃で、それが蓄熱体４ａで加熱されて１２５０℃
の予熱空気となってバーナ３ａに供給されている。ま
た、燃焼排ガスの一部はバーナ３ｂを経て１３５０℃の
温度で蓄熱体４ｂに入り、燃焼排ガスによって蓄熱体４
ｂを加熱して２００℃で排気されている。残余の燃焼ガ
スは排気口７から炉外に排気されている。バーナ３ａと
バーナ３ｂとの切り替えは、燃料遮断弁５ａ，５ｂと燃
焼用空気と燃焼排ガスとの切替弁６と連動して切り替え
るようになされている。
【０００４】ここで、蓄熱体４ａ，４ｂは、単位容積当
たりの熱交換面積が大きく、かつ、ガス通過面積が大き
く、しかも流体通過時の圧力損失の小さな蓄熱体が好ま
しい。従って、このような理由で蓄熱体はハニカム構造
が適し、蓄熱式バーナにはハニカム状蓄熱体が用いられ
ていた。また、蓄熱体の材質としては、例えば、１３０
０℃以上の高温の燃焼ガスが通過したとしても、高温で
溶融しないセラミックスが用いられている。また、この
ようなセラミックスハニカム状蓄熱体は押出し成型した
セラミックス材料を焼結して製造されている。従って、
セラミックス製のハニカム蓄熱体の断面形状は長手方向
で一定である。
たりの熱交換面積が大きく、かつ、ガス通過面積が大き
く、しかも流体通過時の圧力損失の小さな蓄熱体が好ま
しい。従って、このような理由で蓄熱体はハニカム構造
が適し、蓄熱式バーナにはハニカム状蓄熱体が用いられ
ていた。また、蓄熱体の材質としては、例えば、１３０
０℃以上の高温の燃焼ガスが通過したとしても、高温で
溶融しないセラミックスが用いられている。また、この
ようなセラミックスハニカム状蓄熱体は押出し成型した
セラミックス材料を焼結して製造されている。従って、
セラミックス製のハニカム蓄熱体の断面形状は長手方向
で一定である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の蓄熱式バーナに
用いられているセラミックス製のハニカム蓄熱体は使用
時に割れが発生する問題があった。その原因は次のよう
に推定されている。使用状態のハニカム蓄熱体は、バー
ナ側で温度が高く、反バーナ側で温度が低い温度分布状
態となる。ハニカム蓄熱体はこの温度分布に従って熱膨
張して変形しようとするが、不均等な膨張となるため
に、自由な変形が妨げられる。その結果、ハニカム蓄熱
体には内部応力が発生して割れが発生するものと推定さ
れていた。
用いられているセラミックス製のハニカム蓄熱体は使用
時に割れが発生する問題があった。その原因は次のよう
に推定されている。使用状態のハニカム蓄熱体は、バー
ナ側で温度が高く、反バーナ側で温度が低い温度分布状
態となる。ハニカム蓄熱体はこの温度分布に従って熱膨
張して変形しようとするが、不均等な膨張となるため
に、自由な変形が妨げられる。その結果、ハニカム蓄熱
体には内部応力が発生して割れが発生するものと推定さ
れていた。
【０００６】ハニカム蓄熱体に割れが発生すると、ガス
の流路が一部大きくなり、蓄熱体出側の燃焼排ガス温度
が上昇して排ガス熱損失が増加するので、加熱炉の熱効
率が悪化する問題があった。また、ハニカム蓄熱体の割
れが進行すると、微細化したハニカム状の流路が破損し
てガスの流路を一部閉塞して、燃焼排ガスも燃料ガスが
流れ難くなる問題もあった。従って、従来の蓄熱体で
は、出側燃焼ガス温度の経時変化等を見ながら、蓄熱体
の割れを判定して短期間で交換していた。その結果、蓄
熱体交換による設備停止期間の生産機会損失の増加や、
蓄熱体交換費用が過大になる問題があった。
の流路が一部大きくなり、蓄熱体出側の燃焼排ガス温度
が上昇して排ガス熱損失が増加するので、加熱炉の熱効
率が悪化する問題があった。また、ハニカム蓄熱体の割
れが進行すると、微細化したハニカム状の流路が破損し
てガスの流路を一部閉塞して、燃焼排ガスも燃料ガスが
流れ難くなる問題もあった。従って、従来の蓄熱体で
は、出側燃焼ガス温度の経時変化等を見ながら、蓄熱体
の割れを判定して短期間で交換していた。その結果、蓄
熱体交換による設備停止期間の生産機会損失の増加や、
蓄熱体交換費用が過大になる問題があった。
【０００７】本発明は、上述のような課題に鑑みなされ
たもので、熱ストレスによって発生する内部応力で割れ
ない蓄熱式バーナ用蓄熱体及びその形成方法を提供する
ことを目的とするものである。
たもので、熱ストレスによって発生する内部応力で割れ
ない蓄熱式バーナ用蓄熱体及びその形成方法を提供する
ことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、第１の発明は、燃焼用空気と燃焼排ガスが流れ方向
を変えて交互に通過する通気性個体からなる蓄熱式バー
ナ用蓄熱体において、蓄熱体として機能する前記通気性
個体が燃焼用空気の流れ方向に連通した多数の細管の集
合体からなるハニカム構造体であり、ハニカム構造体が
燃焼用空気の流れ方向に少なくも２個以上積層され、且
つ、バーナ側のハニカム構造体は燃焼用空気の流れ方向
の長さを反バーナ側のハニカム構造体の長さより小さく
したことを特徴とする蓄熱式バーナ用蓄熱体である。ま
た、第２の発明は、前記第１の発明において、燃焼用空
気の流れ方向に積層した前記蓄熱式バーナ用蓄熱体のバ
ーナ側のハニカム構造体が燃焼用空気の流れ断面内で複
数に分割したことを特徴とする蓄熱式バーナ用蓄熱体で
ある。
に、第１の発明は、燃焼用空気と燃焼排ガスが流れ方向
を変えて交互に通過する通気性個体からなる蓄熱式バー
ナ用蓄熱体において、蓄熱体として機能する前記通気性
個体が燃焼用空気の流れ方向に連通した多数の細管の集
合体からなるハニカム構造体であり、ハニカム構造体が
燃焼用空気の流れ方向に少なくも２個以上積層され、且
つ、バーナ側のハニカム構造体は燃焼用空気の流れ方向
の長さを反バーナ側のハニカム構造体の長さより小さく
したことを特徴とする蓄熱式バーナ用蓄熱体である。ま
た、第２の発明は、前記第１の発明において、燃焼用空
気の流れ方向に積層した前記蓄熱式バーナ用蓄熱体のバ
ーナ側のハニカム構造体が燃焼用空気の流れ断面内で複
数に分割したことを特徴とする蓄熱式バーナ用蓄熱体で
ある。
【０００９】また、第３の発明は、燃焼用空気と燃焼排
ガスが流れ方向を変えて交互に通過する通気性個体から
なる蓄熱式バーナ用蓄熱体の形成方法において、蓄熱体
として機能する前記通気性個体が、燃焼用空気の流れ方
向に連通した多数の細管の集合体からなるハニカム構造
体であり、燃焼用空気の流れ方向に少なくも２個以上積
層したハニカム構造体からなり、且つ、反バーナ側のハ
ニカム構造体について、下記式により計算される割れ指
数Ｓの値より、他のハニカム構造体の割れ指数Ｓの値が
小さくなるように設定したことを特徴とする蓄熱式バー
ナ用蓄熱体の形成方法である。 Ｓ＝ΔＴ・Ａ・Ｌ・Ｅ・ｂ／σ 但し、 ΔＴ：ハニカム入り出のガス温度差（Ｋ） Ａ：ハニカムの流れ方向投影断面積（ｍ2 ） Ｌ：ハニカムの流れ方向長さ（ｍ） Ｅ：ハニカムのヤング率（Ｎ／ｍ2 ） ｂ：ハニカムの線膨張係数（１／Ｋ） σ：ハニカムの引張り強度（Ｎ／ｍ2 ）
ガスが流れ方向を変えて交互に通過する通気性個体から
なる蓄熱式バーナ用蓄熱体の形成方法において、蓄熱体
として機能する前記通気性個体が、燃焼用空気の流れ方
向に連通した多数の細管の集合体からなるハニカム構造
体であり、燃焼用空気の流れ方向に少なくも２個以上積
層したハニカム構造体からなり、且つ、反バーナ側のハ
ニカム構造体について、下記式により計算される割れ指
数Ｓの値より、他のハニカム構造体の割れ指数Ｓの値が
小さくなるように設定したことを特徴とする蓄熱式バー
ナ用蓄熱体の形成方法である。 Ｓ＝ΔＴ・Ａ・Ｌ・Ｅ・ｂ／σ 但し、 ΔＴ：ハニカム入り出のガス温度差（Ｋ） Ａ：ハニカムの流れ方向投影断面積（ｍ2 ） Ｌ：ハニカムの流れ方向長さ（ｍ） Ｅ：ハニカムのヤング率（Ｎ／ｍ2 ） ｂ：ハニカムの線膨張係数（１／Ｋ） σ：ハニカムの引張り強度（Ｎ／ｍ2 ）
【００１０】
【作用】図４（ａ）は、蓄熱式バーナ運転中の蓄熱体内
部温度分布測定値の時間平均値の例を示したものであ
る。ここで使用した蓄熱体はハニカム構造体をガスの流
れ方向に３個積層したものである。図４から明らかなよ
うに、このような蓄熱体内部では、蓄熱体高温側で温度
勾配が大きくなることがわかる。この例では、高温側の
ハニカム構造体が割れたが、低温側では割れていない。
そこで、割れの原因を調査するために、材質、形状の異
なるハニカム構造体について様々な温度分布を与えて割
れ発生の有無について調査した。
部温度分布測定値の時間平均値の例を示したものであ
る。ここで使用した蓄熱体はハニカム構造体をガスの流
れ方向に３個積層したものである。図４から明らかなよ
うに、このような蓄熱体内部では、蓄熱体高温側で温度
勾配が大きくなることがわかる。この例では、高温側の
ハニカム構造体が割れたが、低温側では割れていない。
そこで、割れの原因を調査するために、材質、形状の異
なるハニカム構造体について様々な温度分布を与えて割
れ発生の有無について調査した。
【００１１】その結果、割れ指数Ｓを、ハニカム入り出
のガス温度差（ΔＴ）、ハニカム流れ方向投影断面積
（Ａ）、ハニカム流れ方向長さ（Ｌ）、ハニカムヤング
率（Ｅ）およびハニカム引張り強度（σ）よりなる関数
である（１）式で定義し、この関数で求められる割れ指
数（Ｓ）がある値（Ｓｃｒ値）以上であると割れること
が判明した。 Ｓ＝ΔＴ・Ａ・Ｌ・Ｅ・ｂ／σ ………………（１） 但し、 ΔＴ：ハニカム入り出のガス温度差（Ｋ） Ａ：ハニカムの流れ方向投影断面積（ｍ2 ） Ｌ：ハニカムの流れ方向長さ（ｍ） Ｅ：ハニカムのヤング率（Ｎ／ｍ2 ） ｂ：ハニカムの線膨張係数（１／Ｋ） σ：ハニカムの引張り強度（Ｎ／ｍ2 ）
のガス温度差（ΔＴ）、ハニカム流れ方向投影断面積
（Ａ）、ハニカム流れ方向長さ（Ｌ）、ハニカムヤング
率（Ｅ）およびハニカム引張り強度（σ）よりなる関数
である（１）式で定義し、この関数で求められる割れ指
数（Ｓ）がある値（Ｓｃｒ値）以上であると割れること
が判明した。 Ｓ＝ΔＴ・Ａ・Ｌ・Ｅ・ｂ／σ ………………（１） 但し、 ΔＴ：ハニカム入り出のガス温度差（Ｋ） Ａ：ハニカムの流れ方向投影断面積（ｍ2 ） Ｌ：ハニカムの流れ方向長さ（ｍ） Ｅ：ハニカムのヤング率（Ｎ／ｍ2 ） ｂ：ハニカムの線膨張係数（１／Ｋ） σ：ハニカムの引張り強度（Ｎ／ｍ2 ）
【００１２】すなわち、ハニカム構造体の材料を選択す
ると、ヤング率、線膨張係数、引張り強度が決まる。ハ
ニカムが割れないためには、形状（Ａ，Ｌ）を小さくす
るか、ハニカム入り出のガス温度差（ΔＴ）を小さくす
ることが考えられる。しかし、何らかの方法によってハ
ニカム入り出のガス温度差（ΔＴ）が小さくできたとし
ても、その場合には、ハニカム構造からなる蓄熱体を長
くしないと十分な熱交換ができず、ハニカム状蓄熱体が
大きくなる問題が生じる。従って、形状（Ａ，Ｌ）を最
適化してハニカム状蓄熱体の割れを防止する方法が考え
られる。
ると、ヤング率、線膨張係数、引張り強度が決まる。ハ
ニカムが割れないためには、形状（Ａ，Ｌ）を小さくす
るか、ハニカム入り出のガス温度差（ΔＴ）を小さくす
ることが考えられる。しかし、何らかの方法によってハ
ニカム入り出のガス温度差（ΔＴ）が小さくできたとし
ても、その場合には、ハニカム構造からなる蓄熱体を長
くしないと十分な熱交換ができず、ハニカム状蓄熱体が
大きくなる問題が生じる。従って、形状（Ａ，Ｌ）を最
適化してハニカム状蓄熱体の割れを防止する方法が考え
られる。
【００１３】このような知見より、本発明者らは、従来
の課題を解決するための手段としてさらに以下の発明に
至ったのである。すなわち、第１の発明によれば、燃焼
用空気と燃焼排ガスが流れ方向を変えて交互に通過する
通気性個体からなる蓄熱式バーナ用蓄熱体において、蓄
熱体として機能する前記通気性個体は、燃焼用空気の流
れ方向に連通した多数の細管の集合体として形成された
ハニカムを、少なくも２個以上、燃焼用空気の流れ方向
に積層して構成されており、かつ、バーナ側のハニカム
は燃焼用空気の流れ方向の長さ（Ｌ）を反バーナ側のハ
ニカムの長さより小さくしたことを特徴とする蓄熱式バ
ーナ用蓄熱体である。
の課題を解決するための手段としてさらに以下の発明に
至ったのである。すなわち、第１の発明によれば、燃焼
用空気と燃焼排ガスが流れ方向を変えて交互に通過する
通気性個体からなる蓄熱式バーナ用蓄熱体において、蓄
熱体として機能する前記通気性個体は、燃焼用空気の流
れ方向に連通した多数の細管の集合体として形成された
ハニカムを、少なくも２個以上、燃焼用空気の流れ方向
に積層して構成されており、かつ、バーナ側のハニカム
は燃焼用空気の流れ方向の長さ（Ｌ）を反バーナ側のハ
ニカムの長さより小さくしたことを特徴とする蓄熱式バ
ーナ用蓄熱体である。
【００１４】第１の発明は、高温側のハニカム構造体に
おける割れを防止するものである。しかし、バーナの燃
焼容量が大きい場合は、蓄熱体の流れ方向投影断面積
（Ａ）が大きくなり燃焼用空気の流れ方向の長さ（Ｌ）
を小さくしたのみでは（１）式で計算される割れ指数Ｓ
の値がＳｃｒ値より小さくならない場合がある。そこ
で、このような場合には、第２の発明において、バーナ
側のハニカムを燃焼用空気の流れ断面内で複数に分割し
て蓄熱体の流れ方向投影断面積（Ａ）をも小さくしたも
のを組み合わせる。特に、高温側のハニカム構造体の割
れを防止するものである。
おける割れを防止するものである。しかし、バーナの燃
焼容量が大きい場合は、蓄熱体の流れ方向投影断面積
（Ａ）が大きくなり燃焼用空気の流れ方向の長さ（Ｌ）
を小さくしたのみでは（１）式で計算される割れ指数Ｓ
の値がＳｃｒ値より小さくならない場合がある。そこ
で、このような場合には、第２の発明において、バーナ
側のハニカムを燃焼用空気の流れ断面内で複数に分割し
て蓄熱体の流れ方向投影断面積（Ａ）をも小さくしたも
のを組み合わせる。特に、高温側のハニカム構造体の割
れを防止するものである。
【００１５】第３の発明によれば、蓄熱体を複数のハニ
カムを組合せ形成し、かつ、各ハニカムでの割れ指数Ｓ
の値が割れに至る割れ指数Ｓ（Ｓｃｒ値）より小さくな
るような形状（Ａ，Ｌ）を、それぞれのハニカム構造体
について計算して決めればよい。一般的には最も低温側
である反バーナ側でのＳの値がＳｃｒ値より小さくなる
ようにハニカム構造体の形状を決定し、高温となって熱
膨張が大きくなる高温側のハニカム構造体では形状
（Ａ，Ｌ）を低温側のハニカム構造体より順次小さくな
るように選定すればよいことになる。
カムを組合せ形成し、かつ、各ハニカムでの割れ指数Ｓ
の値が割れに至る割れ指数Ｓ（Ｓｃｒ値）より小さくな
るような形状（Ａ，Ｌ）を、それぞれのハニカム構造体
について計算して決めればよい。一般的には最も低温側
である反バーナ側でのＳの値がＳｃｒ値より小さくなる
ようにハニカム構造体の形状を決定し、高温となって熱
膨張が大きくなる高温側のハニカム構造体では形状
（Ａ，Ｌ）を低温側のハニカム構造体より順次小さくな
るように選定すればよいことになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る蓄熱式バーナ
用蓄熱体の実施例について図を参照して説明する。図１
は本発明に係る蓄熱式バーナ用蓄熱体の一実施例を示す
図である。同図において、１は蓄熱体であり、図３に示
したような加熱炉に用いられる。蓄熱体１は、セラミッ
クス製のハニカム構造体を燃焼用空気の流れ方向に３個
積層形成した集合体である。１ａはバーナ側に設置され
る第１番目のハニカム構造体、１ｂは第２番目のハニカ
ム構造体、１ｃは反バーナ側に設置される第３番目のハ
ニカム構造体である。ハニカム構造体１ａ，１ｂ，１ｃ
には、燃焼用空気や燃焼排ガスが通過する多数の細管２
Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ形成された通気性個体であ
る。細管２Ａ，２Ｂ，２Ｃの流路断面形状は正方形や長
方形或いは六角形等でよく図面形状に限定するものでは
ない。
用蓄熱体の実施例について図を参照して説明する。図１
は本発明に係る蓄熱式バーナ用蓄熱体の一実施例を示す
図である。同図において、１は蓄熱体であり、図３に示
したような加熱炉に用いられる。蓄熱体１は、セラミッ
クス製のハニカム構造体を燃焼用空気の流れ方向に３個
積層形成した集合体である。１ａはバーナ側に設置され
る第１番目のハニカム構造体、１ｂは第２番目のハニカ
ム構造体、１ｃは反バーナ側に設置される第３番目のハ
ニカム構造体である。ハニカム構造体１ａ，１ｂ，１ｃ
には、燃焼用空気や燃焼排ガスが通過する多数の細管２
Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ形成された通気性個体であ
る。細管２Ａ，２Ｂ，２Ｃの流路断面形状は正方形や長
方形或いは六角形等でよく図面形状に限定するものでは
ない。
【００１７】なお、これらのハニカム構造体１ａ，１
ｂ，１ｃの燃焼用空気の流れ方向の幅Ａ，Ｂ，Ｃの長さ
の比は、一例として、１：２：３に設定されている。ま
た、このとき（１）式で計算される割れ指数Ｓの値は、
第３番目のハニカム構造体１ｃの割れ指数Ｓの値は割れ
に至る指数Ｓの値（Ｓｃｒ値）より小さく、また、第１
番目、第２番目のハニカム構造体１ａ，１ｂの割れ指数
Ｓの値は第３番目のハニカム構造体１ｃの割れ指数Ｓの
値よりさらに小さい。すなわち、ハニカム構造体１ａ，
１ｂ，１ｃの幅Ａ，Ｂ，Ｃを１：２：３に設定すること
によって、より高温側に位置するハニカム構造体の割れ
指数Ｓが小さな値に設定されている。
ｂ，１ｃの燃焼用空気の流れ方向の幅Ａ，Ｂ，Ｃの長さ
の比は、一例として、１：２：３に設定されている。ま
た、このとき（１）式で計算される割れ指数Ｓの値は、
第３番目のハニカム構造体１ｃの割れ指数Ｓの値は割れ
に至る指数Ｓの値（Ｓｃｒ値）より小さく、また、第１
番目、第２番目のハニカム構造体１ａ，１ｂの割れ指数
Ｓの値は第３番目のハニカム構造体１ｃの割れ指数Ｓの
値よりさらに小さい。すなわち、ハニカム構造体１ａ，
１ｂ，１ｃの幅Ａ，Ｂ，Ｃを１：２：３に設定すること
によって、より高温側に位置するハニカム構造体の割れ
指数Ｓが小さな値に設定されている。
【００１８】このような形状にすることによって、加熱
炉の蓄熱体に使用しても、どのハニカム構造体にも割れ
が発生しない。なお、この実施例では、バーナの燃焼容
量が大きい場合には、ハニカム構造体１ａ，１ｂ，１ｃ
を組合せた蓄熱体のガスの流路断面積を大きくする。ま
た、実施例のように、三個のハニカム構造体に限定する
ことなく、四個以上を集積したものであってもよい。
炉の蓄熱体に使用しても、どのハニカム構造体にも割れ
が発生しない。なお、この実施例では、バーナの燃焼容
量が大きい場合には、ハニカム構造体１ａ，１ｂ，１ｃ
を組合せた蓄熱体のガスの流路断面積を大きくする。ま
た、実施例のように、三個のハニカム構造体に限定する
ことなく、四個以上を集積したものであってもよい。
【００１９】次に、本発明に係る蓄熱式バーナ用蓄熱体
の他の実施例について、図２を参照して説明する。同図
において、蓄熱体１がハニカム構造体１ｄ，１ｂ，１ｃ
から積層構成されている。セラミックス製のハニカム構
造体である。高温側であるバーナ側に位置するニカム構
造体１ｄは、ガス流路断面内で複数に分割されている。
ハニカム構造体１ｄ，１ｂ，１ｃの燃焼用空気の流れ方
向の幅Ａ，Ｂ，Ｃの長さの比は、一例として、１．５：
２：４に設定されている。また、このとき（１）式で計
算される割れ指数Ｓの値は、ハニカム構造体１ｂの割れ
指数Ｓが最も小さく設定され、ハニカム構造体１ｃ，１
ｄが順次大きく設定されている。しかし、これらのハニ
カム構造体は、Ｓｃｒ値（割れに至る値）より小さな値
に設定されている。
の他の実施例について、図２を参照して説明する。同図
において、蓄熱体１がハニカム構造体１ｄ，１ｂ，１ｃ
から積層構成されている。セラミックス製のハニカム構
造体である。高温側であるバーナ側に位置するニカム構
造体１ｄは、ガス流路断面内で複数に分割されている。
ハニカム構造体１ｄ，１ｂ，１ｃの燃焼用空気の流れ方
向の幅Ａ，Ｂ，Ｃの長さの比は、一例として、１．５：
２：４に設定されている。また、このとき（１）式で計
算される割れ指数Ｓの値は、ハニカム構造体１ｂの割れ
指数Ｓが最も小さく設定され、ハニカム構造体１ｃ，１
ｄが順次大きく設定されている。しかし、これらのハニ
カム構造体は、Ｓｃｒ値（割れに至る値）より小さな値
に設定されている。
【００２０】ハニカム構造体１ｄ，１ｂ，１ｃは、燃焼
用空気や燃焼排ガスが通過する多数の細管２Ｄ，２Ｂ，
２Ｃがそれぞれ形成された通気性個体である。細管２
Ｄ，２Ｂ，２Ｃの流路断面形状は正方形や長方形或いは
六角形等でもよく、図１の実施例と同様に図面形状に限
定するものではない。また、割れ指数ＳがＳｃｒ値以下
であれば、実施例に示すように４個に分割することな
く、二個に分割してもよく、実施例のように４個に限定
するものではない。
用空気や燃焼排ガスが通過する多数の細管２Ｄ，２Ｂ，
２Ｃがそれぞれ形成された通気性個体である。細管２
Ｄ，２Ｂ，２Ｃの流路断面形状は正方形や長方形或いは
六角形等でもよく、図１の実施例と同様に図面形状に限
定するものではない。また、割れ指数ＳがＳｃｒ値以下
であれば、実施例に示すように４個に分割することな
く、二個に分割してもよく、実施例のように４個に限定
するものではない。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、（１）式に基づいて蓄
熱体の割れ指数Ｓを所定の値以下に設定するように、蓄
熱体を形成することで、熱ストレスによる割れが従来よ
り低減できる利点がある。また、蓄熱式バーナ用蓄熱体
の割れが防止できるとともに、加熱炉の熱交換効率を低
下させることなく蓄熱式バーナを長期間安定して運転す
ることができる。従って、従来のように蓄熱体が割れ
て、蓄熱体流路が一部大きくなり、蓄熱体出側燃焼ガス
温度が上昇し、排ガス熱損失が増加し加熱炉の熱効率が
悪化することがなくなる効果を有する。
熱体の割れ指数Ｓを所定の値以下に設定するように、蓄
熱体を形成することで、熱ストレスによる割れが従来よ
り低減できる利点がある。また、蓄熱式バーナ用蓄熱体
の割れが防止できるとともに、加熱炉の熱交換効率を低
下させることなく蓄熱式バーナを長期間安定して運転す
ることができる。従って、従来のように蓄熱体が割れ
て、蓄熱体流路が一部大きくなり、蓄熱体出側燃焼ガス
温度が上昇し、排ガス熱損失が増加し加熱炉の熱効率が
悪化することがなくなる効果を有する。
【００２２】また、従来の蓄熱体では、出側燃焼ガス温
度の上昇等を見ながら、蓄熱体の割れを判定して交換し
たり、数ヶ月毎に定期的に蓄熱体を交換するなどを行っ
ていたため、蓄熱体交換による設備停止期間の生産機会
損失、及び蓄熱体交換費用がかかっていたが、本発明に
よれば、蓄熱体の交換頻度が設備の計画定期修理時期以
上に延長できる効果を有する。従って、設備停止期間の
生産損失がなくなり、蓄熱体交換費用が従来の約１／３
に削減され、極めて効果的である。
度の上昇等を見ながら、蓄熱体の割れを判定して交換し
たり、数ヶ月毎に定期的に蓄熱体を交換するなどを行っ
ていたため、蓄熱体交換による設備停止期間の生産機会
損失、及び蓄熱体交換費用がかかっていたが、本発明に
よれば、蓄熱体の交換頻度が設備の計画定期修理時期以
上に延長できる効果を有する。従って、設備停止期間の
生産損失がなくなり、蓄熱体交換費用が従来の約１／３
に削減され、極めて効果的である。
【００２３】なお、本発明によれば、蓄熱式バーナ用蓄
熱体を加熱炉に使用することによって、蓄熱体の点検、
交換の理由は割れではなく、燃焼ガスやガス中ダストと
蓄熱体の化学反応による蓄熱体の劣化の点検や、ダスト
が蓄熱体を閉塞して圧損が上昇する場合に清掃するため
に限られ、蓄熱式バーナ用蓄熱体として極めて効果的で
ある。
熱体を加熱炉に使用することによって、蓄熱体の点検、
交換の理由は割れではなく、燃焼ガスやガス中ダストと
蓄熱体の化学反応による蓄熱体の劣化の点検や、ダスト
が蓄熱体を閉塞して圧損が上昇する場合に清掃するため
に限られ、蓄熱式バーナ用蓄熱体として極めて効果的で
ある。
【図１】本発明に係る蓄熱式バーナ用蓄熱体の一実施例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る蓄熱式バーナ用蓄熱体の他の実施
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
【図３】蓄熱式バーナを用いた加熱炉の概要を示す概略
図である。
図である。
【図４】蓄熱体の温度分布を示す図である。
１ 蓄熱体 １ａ〜１ｃ ハニカム構造体 １ｄ 分割したハニカム構造体 ２Ａ〜２Ｄ 細管 ２ 加熱炉 ３ａ，３ｂ バーナ ４ａ，４ｂ 蓄熱体 ５ａ，５ｂ 燃料遮断弁 ６ 燃焼用空気と燃焼排ガスとの切替弁 ７ 排気口 ８ 被加熱物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 淳 神奈川県横浜市鶴見区尻手二丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内 (72)発明者 田中 良一 神奈川県横浜市鶴見区尻手二丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 燃焼用空気と燃焼排ガスが流れ方向を変
えて交互に通過する通気性個体からなる蓄熱式バーナ用
蓄熱体において、 蓄熱体として機能する前記通気性個体が燃焼用空気の流
れ方向に連通した多数の細管の集合体からなるハニカム
構造体であり、ハニカム構造体が燃焼用空気の流れ方向
に少なくも２個以上積層され、且つ、バーナ側のハニカ
ム構造体は燃焼用空気の流れ方向の長さを反バーナ側の
ハニカム構造体の長さより小さくしたことを特徴とする
蓄熱式バーナ用蓄熱体。 - 【請求項２】 燃焼用空気の流れ方向に積層した前記蓄
熱式バーナ用蓄熱体のバーナ側のハニカム構造体を燃焼
用空気の流れ断面内で複数に分割したことを特徴とする
請求項１に記載の蓄熱式バーナ用蓄熱体。 - 【請求項３】 燃焼用空気と燃焼排ガスが流れ方向を変
えて交互に通過する通気性個体からなる蓄熱式バーナ用
蓄熱体の形成方法において、 蓄熱体として機能する前記通気性個体が燃焼用空気の流
れ方向に連通した多数の細管の集合体からなるハニカム
構造体であり、燃焼用空気の流れ方向に少なくも２個以
上積層したハニカム構造体からなり、且つ、反バーナ側
のハニカム構造体について下記式によって求められる割
れ指数Ｓの値より、他のハニカム構造体の割れ指数Ｓの
値が小さくなるように設定したことを特徴とする蓄熱式
バーナ用蓄熱体の形成方法。 Ｓ＝ΔＴ・Ａ・Ｌ・Ｅ・ｂ／σ 但し、ΔＴ：ハニカム入り出のガス温度差（Ｋ） Ａ：ハニカムの流れ方向投影断面積（ｍ2 ） Ｌ：ハニカムの流れ方向長さ（ｍ） Ｅ：ハニカムのヤング率（Ｎ／ｍ2 ） ｂ：ハニカムの線膨張係数（１／Ｋ） σ：ハニカムの引張り強度（Ｎ／ｍ2 ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18269795A JP3459024B2 (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 蓄熱式バーナ用蓄熱体及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18269795A JP3459024B2 (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 蓄熱式バーナ用蓄熱体及びその形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933034A true JPH0933034A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3459024B2 JP3459024B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=16122858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18269795A Expired - Fee Related JP3459024B2 (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 蓄熱式バーナ用蓄熱体及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3459024B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013100966A (ja) * | 2011-11-09 | 2013-05-23 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 蓄熱式バーナ用蓄熱体及び蓄熱式バーナ用蓄熱体の製造方法 |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP18269795A patent/JP3459024B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013100966A (ja) * | 2011-11-09 | 2013-05-23 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 蓄熱式バーナ用蓄熱体及び蓄熱式バーナ用蓄熱体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3459024B2 (ja) | 2003-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4130160A (en) | Composite ceramic cellular structure and heat recuperative apparatus incorporating same | |
| EP0687879B1 (en) | Honeycomb Regenerator | |
| US5531593A (en) | Regenerative thermal oxidizer with heat exchanger columns | |
| US20080264012A1 (en) | Filtering Block with Fins for Filtering Particles Contained in an Internal Combustion Engine Exhaust Gases | |
| JP3260580B2 (ja) | 蓄熱式バーナ用蓄熱体 | |
| JPS59136140A (ja) | 燃焼用触媒体 | |
| US4651814A (en) | Waste heat recovery apparatus | |
| JP3459024B2 (ja) | 蓄熱式バーナ用蓄熱体及びその形成方法 | |
| WO2018146560A1 (en) | Heat transfer media | |
| JPH11248378A (ja) | ハニカム状蓄熱体 | |
| JPH0739913B2 (ja) | ハニカム状蓄熱体 | |
| JP3754507B2 (ja) | ラジアントチューブバーナ | |
| US20070160943A1 (en) | Monolith for use in regenerative oxidizer systems | |
| AU2001253600B2 (en) | Angled bed for regenerative heat exchanger | |
| JP3106124B2 (ja) | 燃焼用空気の予熱方法及びハニカム状蓄熱体 | |
| JP3529852B2 (ja) | ハニカム状蓄熱体 | |
| JPS5937588Y2 (ja) | ガラスタンク窯のギツタ−レンガ | |
| JP2610514B2 (ja) | 蓄熱室用耐火物の空積み構造 | |
| JP2857360B2 (ja) | ハニカム状蓄熱体 | |
| JPH1130491A (ja) | ハニカム状蓄熱体 | |
| JP2639593B2 (ja) | 蓄熱用耐火物の空積み構造 | |
| JP3720905B2 (ja) | 工業炉用燃焼装置 | |
| JPH0979567A (ja) | 蓄熱装置及び蓄熱式バーナ | |
| JPH07280253A (ja) | 蓄熱式バーナー | |
| JPH11257879A (ja) | ガス−ガス熱交換器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021105 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030715 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070808 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090808 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090808 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100808 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130808 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |