JPH11248378A - ハニカム状蓄熱体 - Google Patents
ハニカム状蓄熱体Info
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- JPH11248378A JPH11248378A JP10047296A JP4729698A JPH11248378A JP H11248378 A JPH11248378 A JP H11248378A JP 10047296 A JP10047296 A JP 10047296A JP 4729698 A JP4729698 A JP 4729698A JP H11248378 A JPH11248378 A JP H11248378A
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- 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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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アフターバーンの際におけるハニカム構造体の
破損が無く、蓄熱体の熱交換効率の低下の無いハニカム
状蓄熱体を提供する。 【解決手段】複数のハニカム構造体２を積み重ねてな
り、貫通孔３から構成される流路に排ガスと被加熱ガス
とを交互に通過させて排ガス中の廃熱を回収するハニカ
ム状蓄熱体１において、排ガス導入側および被加熱ガス
導入側に存在するハニカム構造体２のセル開口率を、中
央部分に存在するハニカム構造体２のセル開口率よりも
大きく構成する。
破損が無く、蓄熱体の熱交換効率の低下の無いハニカム
状蓄熱体を提供する。 【解決手段】複数のハニカム構造体２を積み重ねてな
り、貫通孔３から構成される流路に排ガスと被加熱ガス
とを交互に通過させて排ガス中の廃熱を回収するハニカ
ム状蓄熱体１において、排ガス導入側および被加熱ガス
導入側に存在するハニカム構造体２のセル開口率を、中
央部分に存在するハニカム構造体２のセル開口率よりも
大きく構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のハニカム構
造体を積み重ねてなり、貫通孔から構成される流路に排
ガスと被加熱ガスとを交互に通過させて排ガス中の廃熱
を回収するハニカム状蓄熱体に関するものである。
造体を積み重ねてなり、貫通孔から構成される流路に排
ガスと被加熱ガスとを交互に通過させて排ガス中の廃熱
を回収するハニカム状蓄熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、脱臭設備や、鉄鋼、アルミ、
ガラス等の溶融及び加熱加工等に用いる一般産業用の燃
焼加熱炉等において、ＣＯ2 対策およびエネルギー効率
を改善するために、排ガス中の廃熱を回収し燃焼用空気
を予め加熱する方法が行われている。これに用いる蓄熱
体として、従来は、例えば特開昭５８−２６０３６号公
報に記載の如く安価なセラミックボール、サドル、ペレ
ット等が使用されていた。これらの蓄熱体は非常に安価
に構成することができるが、排ガスあるいは燃焼用空気
（被加熱ガス）が蓄熱体を通過する際の圧力損失が高
く、また、蓄熱体の容積当たりの熱交換面積が小さいと
いう問題があった。
ガラス等の溶融及び加熱加工等に用いる一般産業用の燃
焼加熱炉等において、ＣＯ2 対策およびエネルギー効率
を改善するために、排ガス中の廃熱を回収し燃焼用空気
を予め加熱する方法が行われている。これに用いる蓄熱
体として、従来は、例えば特開昭５８−２６０３６号公
報に記載の如く安価なセラミックボール、サドル、ペレ
ット等が使用されていた。これらの蓄熱体は非常に安価
に構成することができるが、排ガスあるいは燃焼用空気
（被加熱ガス）が蓄熱体を通過する際の圧力損失が高
く、また、蓄熱体の容積当たりの熱交換面積が小さいと
いう問題があった。
【０００３】これを改善するために、近年は蓄熱体とし
てハニカム構造体を用いる事が、例えば特開平４−２５
１１９０号公報に記載されているように行われている。
ハニカム構造体では排ガス等の通過における圧力損失が
低く、容積当たりの熱交換面積も大きいことから、ハニ
カム構造体は非常に効率的な熱交換を行うことができ
る。
てハニカム構造体を用いる事が、例えば特開平４−２５
１１９０号公報に記載されているように行われている。
ハニカム構造体では排ガス等の通過における圧力損失が
低く、容積当たりの熱交換面積も大きいことから、ハニ
カム構造体は非常に効率的な熱交換を行うことができ
る。
【０００４】これらの蓄熱体を用いた産業用燃焼加熱炉
および処理装置等において、排ガス中に有機・重合体等
の低温凝固成分が含まれる場合があった。蓄熱体を有す
る産業用燃焼加熱炉等では、被加熱ガス導入側は比較的
低温となり、これら低温凝固成分が蓄熱体内で凝固する
場合があり、排ガスや燃焼用空気の流通の際圧力損失が
高くなる。そのため、例えば従来の安価な蓄熱体を使用
する場合には、短期間で交換を行ったり、洗浄除去した
後に再度使用することが行われてきた。一方、ハニカム
構造体を使用した場合でも、低温凝固成分はハニカム構
造体を構成するセル孔を閉塞し、やはり排ガスや燃焼用
空気の流通の際圧力損失を上昇させる問題があった。
および処理装置等において、排ガス中に有機・重合体等
の低温凝固成分が含まれる場合があった。蓄熱体を有す
る産業用燃焼加熱炉等では、被加熱ガス導入側は比較的
低温となり、これら低温凝固成分が蓄熱体内で凝固する
場合があり、排ガスや燃焼用空気の流通の際圧力損失が
高くなる。そのため、例えば従来の安価な蓄熱体を使用
する場合には、短期間で交換を行ったり、洗浄除去した
後に再度使用することが行われてきた。一方、ハニカム
構造体を使用した場合でも、低温凝固成分はハニカム構
造体を構成するセル孔を閉塞し、やはり排ガスや燃焼用
空気の流通の際圧力損失を上昇させる問題があった。
【０００５】この問題を改善するために燃焼用空気の導
入側からバーナー等を利用して高温ガスを導入し、セル
孔に溜まった低温凝固成分を加熱して燃焼あるいは蒸発
という手段で除去していた（以下アフターバーン）。こ
れは、ハニカム構造体は従来の蓄熱体と比較して非常に
高価であり、またその構造から破壊しやすい性質があ
り、交換、洗浄等の簡単な手段を用いることができない
ためであった。
入側からバーナー等を利用して高温ガスを導入し、セル
孔に溜まった低温凝固成分を加熱して燃焼あるいは蒸発
という手段で除去していた（以下アフターバーン）。こ
れは、ハニカム構造体は従来の蓄熱体と比較して非常に
高価であり、またその構造から破壊しやすい性質があ
り、交換、洗浄等の簡単な手段を用いることができない
ためであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハニカ
ム構造体において、上述したようにアフターバーンによ
って低温凝固成分を除去しようとすると、炉停止中の比
較的短時間で処理を行う必要があり、ハニカム構造体が
熱衝撃等によって破壊する場合が多発する問題があっ
た。また、複数のハニカム構造体を積み重ねて本発明の
ハニカム状蓄熱体を構成しているため、被加熱ガスと接
する側の下層のハニカム構造体が破壊されることによっ
て、積み重ねたハニカム構造体が崩れて蓄熱体として機
能しなくなる場合が発生する問題があった。
ム構造体において、上述したようにアフターバーンによ
って低温凝固成分を除去しようとすると、炉停止中の比
較的短時間で処理を行う必要があり、ハニカム構造体が
熱衝撃等によって破壊する場合が多発する問題があっ
た。また、複数のハニカム構造体を積み重ねて本発明の
ハニカム状蓄熱体を構成しているため、被加熱ガスと接
する側の下層のハニカム構造体が破壊されることによっ
て、積み重ねたハニカム構造体が崩れて蓄熱体として機
能しなくなる場合が発生する問題があった。
【０００７】本発明の目的は上述した課題を解消して、
低温凝固成分の除去の際におけるハニカム構造体の破損
が無く、蓄熱体の熱交換効率の低下の少いハニカム状蓄
熱体を提供しようとするものである。
低温凝固成分の除去の際におけるハニカム構造体の破損
が無く、蓄熱体の熱交換効率の低下の少いハニカム状蓄
熱体を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のハニカム状蓄熱
体は、複数のハニカム構造体を積み重ねてなり、貫通孔
から構成される流路に排ガスと被加熱ガスとを交互に通
過させて排ガス中の廃熱を回収するハニカム状蓄熱体に
おいて、排ガス導入側および被加熱ガス導入側に存在す
るハニカム構造体のセル開口率が、中央部分に存在する
ハニカム構造体のセル開口率よりも大きいことを特徴と
するものである。
体は、複数のハニカム構造体を積み重ねてなり、貫通孔
から構成される流路に排ガスと被加熱ガスとを交互に通
過させて排ガス中の廃熱を回収するハニカム状蓄熱体に
おいて、排ガス導入側および被加熱ガス導入側に存在す
るハニカム構造体のセル開口率が、中央部分に存在する
ハニカム構造体のセル開口率よりも大きいことを特徴と
するものである。
【０００９】本発明における実施の形態を説明する前
に、上記構成の技術的作用について以下に説明する。蓄
熱体は高温の排ガスが導入された時は蓄熱を行い、低温
の燃焼用空気（被加熱ガス）が導入された時は放熱を行
う。蓄熱、放熱は蓄熱体表面で行われるものであり、同
材質の場合は、表面積が大きいほど温度の上昇、下降は
素早く行われる。この点でハニカム構造体は従来のセラ
ミックボール、ペレット等より体積当りの熱交換面積を
大きくできるため、蓄熱体として効果的ではあるが、ハ
ニカム構造体としては温度変化が激しく劣化しやすいこ
ととなる。ここで、高温部分のセル開口率を大きくする
と、幾何学的表面積は小さくなり熱交換面積が小さくな
る。熱交換面積を小さくしたため単位時間あたりに吸
熱、放熱される熱量は少なくなり、ハニカム構造体自身
の昇温、降温速度が緩やかとなり熱衝撃は小さくなる。
に、上記構成の技術的作用について以下に説明する。蓄
熱体は高温の排ガスが導入された時は蓄熱を行い、低温
の燃焼用空気（被加熱ガス）が導入された時は放熱を行
う。蓄熱、放熱は蓄熱体表面で行われるものであり、同
材質の場合は、表面積が大きいほど温度の上昇、下降は
素早く行われる。この点でハニカム構造体は従来のセラ
ミックボール、ペレット等より体積当りの熱交換面積を
大きくできるため、蓄熱体として効果的ではあるが、ハ
ニカム構造体としては温度変化が激しく劣化しやすいこ
ととなる。ここで、高温部分のセル開口率を大きくする
と、幾何学的表面積は小さくなり熱交換面積が小さくな
る。熱交換面積を小さくしたため単位時間あたりに吸
熱、放熱される熱量は少なくなり、ハニカム構造体自身
の昇温、降温速度が緩やかとなり熱衝撃は小さくなる。
【００１０】一方、蓄熱体として機能させるためには熱
交換面積を広くする必要がある。これは、高温部分にお
いてある程度熱量が吸収され温度が低下した部分のセル
開口率を小さくすることで、幾何学的表面積を大きくし
熱交換面積を広くして、蓄熱、放熱性を高めることがで
きるためである。また、燃焼用空気の導入側では、本来
セル開口率を小さくして幾何学的表面積を大きくするこ
とが好ましいが、排ガス中に含まれる低温凝固成分除去
のためアフターバーンを行うことを前提に排ガス導入側
と同様に高温ガスに接触するため、排ガス導入側におけ
る考え方と同様にセル開口率を大きくする。また、低温
凝固成分は蓄熱体中において排ガスが凝固点以下の部分
で凝固されるものであり、一般的には燃焼用空気導入側
直近で凝固する。そのため、燃焼用空気導入側のセル開
口率を大きくすることによって凝固した成分によるセル
孔閉塞も同時に防止することが可能である。
交換面積を広くする必要がある。これは、高温部分にお
いてある程度熱量が吸収され温度が低下した部分のセル
開口率を小さくすることで、幾何学的表面積を大きくし
熱交換面積を広くして、蓄熱、放熱性を高めることがで
きるためである。また、燃焼用空気の導入側では、本来
セル開口率を小さくして幾何学的表面積を大きくするこ
とが好ましいが、排ガス中に含まれる低温凝固成分除去
のためアフターバーンを行うことを前提に排ガス導入側
と同様に高温ガスに接触するため、排ガス導入側におけ
る考え方と同様にセル開口率を大きくする。また、低温
凝固成分は蓄熱体中において排ガスが凝固点以下の部分
で凝固されるものであり、一般的には燃焼用空気導入側
直近で凝固する。そのため、燃焼用空気導入側のセル開
口率を大きくすることによって凝固した成分によるセル
孔閉塞も同時に防止することが可能である。
【００１１】従来の構成と比較すると、まず、全てのセ
ル開口率が大きいものでは、炉稼働中における排ガス導
入側およびアフターバーンの際に燃焼用空気導入側で発
生する熱衝撃を弱めることが可能であり、ハニカム構造
体の耐久性を向上することが可能であるが、熱交換面積
は小さくなり、排ガス中から十分に廃熱を回収すること
ができなくなる。十分に廃熱を回収するためには、ハニ
カム構造体容積を増加させることが必要となり好ましく
ない。また、全てのセル開口率を小さくしたものでは、
十分に廃熱を回収することが可能であるが、炉稼働中に
おける排ガス導入側や燃焼用空気導入側からのアフター
バーンの際に発生する熱衝撃によってハニカム構造体が
破壊し、燃焼用空気導入側での破壊は蓄熱体全てを破壊
する要因となり、蓄熱体として機能しなくなる場合があ
る。
ル開口率が大きいものでは、炉稼働中における排ガス導
入側およびアフターバーンの際に燃焼用空気導入側で発
生する熱衝撃を弱めることが可能であり、ハニカム構造
体の耐久性を向上することが可能であるが、熱交換面積
は小さくなり、排ガス中から十分に廃熱を回収すること
ができなくなる。十分に廃熱を回収するためには、ハニ
カム構造体容積を増加させることが必要となり好ましく
ない。また、全てのセル開口率を小さくしたものでは、
十分に廃熱を回収することが可能であるが、炉稼働中に
おける排ガス導入側や燃焼用空気導入側からのアフター
バーンの際に発生する熱衝撃によってハニカム構造体が
破壊し、燃焼用空気導入側での破壊は蓄熱体全てを破壊
する要因となり、蓄熱体として機能しなくなる場合があ
る。
【００１２】本発明の構成では、排ガス導入側および燃
焼用空気導入側のハニカム構造体におけるセル開口率を
大きくすることで、これらのハニカム構造体の熱衝撃を
弱め、ハニカム構造体の耐久性を向上するとともに、中
央部分のハニカム構造体はセル開口率を小さくするた
め、十分に廃熱を回収することが可能である。また、燃
焼用空気導入側のセル開口率を大きくすることは、低温
凝固成分によるセル孔閉塞を同時に防止するものであ
り、加熱による燃焼除去および蒸発除去回数も減少する
ことから、耐久性に優れ非常に好ましい蓄熱体として機
能するものである。
焼用空気導入側のハニカム構造体におけるセル開口率を
大きくすることで、これらのハニカム構造体の熱衝撃を
弱め、ハニカム構造体の耐久性を向上するとともに、中
央部分のハニカム構造体はセル開口率を小さくするた
め、十分に廃熱を回収することが可能である。また、燃
焼用空気導入側のセル開口率を大きくすることは、低温
凝固成分によるセル孔閉塞を同時に防止するものであ
り、加熱による燃焼除去および蒸発除去回数も減少する
ことから、耐久性に優れ非常に好ましい蓄熱体として機
能するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明のハニカム状蓄熱体
の一例の構成を示す図である。図１に示す例において、
ハニカム状蓄熱体１は、直方体形状のハニカム構造体２
を、一方向に貫通孔３から構成される流路が揃うよう複
数個積み重ねて（ここでは６層に積み重ねて）構成され
ている。図１において、図中上方が排ガスに接する高温
側のハニカム構造体２であり、図中下方が被測定ガスに
接する低温側のハニカム構造体２である。本発明の特徴
は、上記構成のハニカム状蓄熱体１において、高温側の
ハニカム構造体２のセル開口率と低温側のハニカム構造
体２の開口率とを、中央部分のハニカム構造体２のセル
開口率よりも大きく構成した点である。なお、図１に示
す例では、各ハニカム構造体の大きさはすべて同じであ
るが、各ハニカム構造体のセル開口率が、高温側および
低温側の各１層のハニカム構造体２と、中央部分の４層
のハニカム構造体２とで異ならせている。
の一例の構成を示す図である。図１に示す例において、
ハニカム状蓄熱体１は、直方体形状のハニカム構造体２
を、一方向に貫通孔３から構成される流路が揃うよう複
数個積み重ねて（ここでは６層に積み重ねて）構成され
ている。図１において、図中上方が排ガスに接する高温
側のハニカム構造体２であり、図中下方が被測定ガスに
接する低温側のハニカム構造体２である。本発明の特徴
は、上記構成のハニカム状蓄熱体１において、高温側の
ハニカム構造体２のセル開口率と低温側のハニカム構造
体２の開口率とを、中央部分のハニカム構造体２のセル
開口率よりも大きく構成した点である。なお、図１に示
す例では、各ハニカム構造体の大きさはすべて同じであ
るが、各ハニカム構造体のセル開口率が、高温側および
低温側の各１層のハニカム構造体２と、中央部分の４層
のハニカム構造体２とで異ならせている。
【００１４】セル開口率の異なるハニカム構造体２は、
セル開口率を異ならせた金型を各別に準備し、準備した
金型を使用して例えばセラミック坏土を押出成形後、焼
成することで得ることができる。また、ハニカム構造体
２の材質は、従来から蓄熱体に使用されるものとして知
られているものであればいずれの材質をも使用すること
ができるが、セラミックス、特にアルミナ、コージェラ
イト、ムライト、アルミニウムチタネート、炭化珪素、
窒化珪素、ジルコニア、磁器を主成分とするものを使用
することが好ましい。
セル開口率を異ならせた金型を各別に準備し、準備した
金型を使用して例えばセラミック坏土を押出成形後、焼
成することで得ることができる。また、ハニカム構造体
２の材質は、従来から蓄熱体に使用されるものとして知
られているものであればいずれの材質をも使用すること
ができるが、セラミックス、特にアルミナ、コージェラ
イト、ムライト、アルミニウムチタネート、炭化珪素、
窒化珪素、ジルコニア、磁器を主成分とするものを使用
することが好ましい。
【００１５】図２は本発明のハニカム状蓄熱体を使用し
た熱交換体を燃焼加熱炉の燃焼室に設置した例を示す図
である。図２に示す例において、１１は燃焼室、１２−
１、１２−２は図１に示す構造のハニカム状蓄熱体、１
３−１、１３−２はハニカム状蓄熱体１２−１、１２−
２から構成される熱交換体、１４−１、１４−２は熱交
換体１３−１、１３−２の上部に設けた燃料投入口、１
５−１、１５−２は熱交換体１３−１、１３−２の下部
に設けた低温凝固成分除去用バーナーである。図２に示
す例において、２個の熱交換体１３−１、１３−２を設
けたのは、一方が高温の排ガスを流すことにより蓄熱を
行っているとき、同時に他方が低温の被加熱ガスを加熱
できるよう構成して、熱交換を効率的に行うためであ
る。
た熱交換体を燃焼加熱炉の燃焼室に設置した例を示す図
である。図２に示す例において、１１は燃焼室、１２−
１、１２−２は図１に示す構造のハニカム状蓄熱体、１
３−１、１３−２はハニカム状蓄熱体１２−１、１２−
２から構成される熱交換体、１４−１、１４−２は熱交
換体１３−１、１３−２の上部に設けた燃料投入口、１
５−１、１５−２は熱交換体１３−１、１３−２の下部
に設けた低温凝固成分除去用バーナーである。図２に示
す例において、２個の熱交換体１３−１、１３−２を設
けたのは、一方が高温の排ガスを流すことにより蓄熱を
行っているとき、同時に他方が低温の被加熱ガスを加熱
できるよう構成して、熱交換を効率的に行うためであ
る。
【００１６】図２に示す例において、片側のハニカム状
蓄熱体１２−１の下方より燃焼用空気が進入する。ハニ
カム状蓄熱体１２−１を通過した後に、燃料投入口１４
−１から供給された燃料と混合され、燃焼室１１内で点
火される。燃焼された排ガスは他方のハニカム状蓄熱体
１２−２の上部より進入し、廃熱はハニカム状蓄熱体１
２−２に蓄熱され、低温となった排ガスは外部へ放出さ
れる。次に、燃焼用空気の進入方向が切り替えられ、先
程廃熱を回収した側のハニカム状蓄熱体１２−２の下部
より燃焼用空気が進入する。この際、熱交換が行われ、
燃焼用空気は予熱されハニカム状蓄熱体１２−２の上部
で燃料投入口１４−２から供給された燃料と混合され、
燃焼室１１内で点火される。排ガスは他方のハニカム状
蓄熱体１２−１を通って排出されるが、この際、先程同
様にハニカム構造体１２−１に廃熱が回収される。
蓄熱体１２−１の下方より燃焼用空気が進入する。ハニ
カム状蓄熱体１２−１を通過した後に、燃料投入口１４
−１から供給された燃料と混合され、燃焼室１１内で点
火される。燃焼された排ガスは他方のハニカム状蓄熱体
１２−２の上部より進入し、廃熱はハニカム状蓄熱体１
２−２に蓄熱され、低温となった排ガスは外部へ放出さ
れる。次に、燃焼用空気の進入方向が切り替えられ、先
程廃熱を回収した側のハニカム状蓄熱体１２−２の下部
より燃焼用空気が進入する。この際、熱交換が行われ、
燃焼用空気は予熱されハニカム状蓄熱体１２−２の上部
で燃料投入口１４−２から供給された燃料と混合され、
燃焼室１１内で点火される。排ガスは他方のハニカム状
蓄熱体１２−１を通って排出されるが、この際、先程同
様にハニカム構造体１２−１に廃熱が回収される。
【００１７】また、低温凝固成分の燃焼除去あるいは蒸
発除去は、上述した通常の運転を中断した状態で、低温
凝固成分除去用バーナー１５−１、１５−２を使用して
行う。ここで、低温凝固成分は最も低温のハニカム構造
体２すなわち図１の例では最下層のハニカム構造体２に
溜まる。そのため、通常の運転を中断した状態で、各ハ
ニカム構造体２の最下層の被加熱ガス供給側のハニカム
構造体２を、各熱交換体１３−１、１３−２の下部から
空気を導入すると同時にバーナー１５−１、１５−２か
らフレームを発生させて加熱することで、低温凝固成分
を燃焼あるいは蒸発させた後、燃焼あるいは蒸発した排
ガスを燃焼室１１内に移動させ、さらに外部へ放出する
よう構成している。
発除去は、上述した通常の運転を中断した状態で、低温
凝固成分除去用バーナー１５−１、１５−２を使用して
行う。ここで、低温凝固成分は最も低温のハニカム構造
体２すなわち図１の例では最下層のハニカム構造体２に
溜まる。そのため、通常の運転を中断した状態で、各ハ
ニカム構造体２の最下層の被加熱ガス供給側のハニカム
構造体２を、各熱交換体１３−１、１３−２の下部から
空気を導入すると同時にバーナー１５−１、１５−２か
らフレームを発生させて加熱することで、低温凝固成分
を燃焼あるいは蒸発させた後、燃焼あるいは蒸発した排
ガスを燃焼室１１内に移動させ、さらに外部へ放出する
よう構成している。
【００１８】
【実施例】以下、実際の例について説明する。まず、セ
ル開口率が大きい例として、リブ厚２５ｍｉｌ、セル数
３０ｃｐｓｉ、開口率７４．５％のハニカム構造体と、
セル開口率が小さい例として、リブ厚１７ｍｉｌ、セル
数１００ｃｐｓｉ、開口率６８．９％のハニカム構造体
の、２種類のハニカム構造体を準備した。２種類のハニ
カム構造体は、いずれも主成分がアルミナの同一組成の
材料を使用して従来から公知の同一の製造方法に従って
作製され、また同一の外形形状を有している。次に、準
備したハニカム構造体を利用して以下の表１に示す構成
Ａ〜Ｃに従って図１に示す形状のハニカム状蓄熱体を作
製した。ここで、各ハニカム状蓄熱体の構成は、図１に
示すように、排ガス導入側のハニカム構造体および被加
熱ガス導入側のハニカム構造体をそれぞれ１層とし、中
央部分のハニカム構造体を４層とした。
ル開口率が大きい例として、リブ厚２５ｍｉｌ、セル数
３０ｃｐｓｉ、開口率７４．５％のハニカム構造体と、
セル開口率が小さい例として、リブ厚１７ｍｉｌ、セル
数１００ｃｐｓｉ、開口率６８．９％のハニカム構造体
の、２種類のハニカム構造体を準備した。２種類のハニ
カム構造体は、いずれも主成分がアルミナの同一組成の
材料を使用して従来から公知の同一の製造方法に従って
作製され、また同一の外形形状を有している。次に、準
備したハニカム構造体を利用して以下の表１に示す構成
Ａ〜Ｃに従って図１に示す形状のハニカム状蓄熱体を作
製した。ここで、各ハニカム状蓄熱体の構成は、図１に
示すように、排ガス導入側のハニカム構造体および被加
熱ガス導入側のハニカム構造体をそれぞれ１層とし、中
央部分のハニカム構造体を４層とした。
【００１９】次に、得られた各ハニカム状蓄熱体を実験
装置に組み込み、所定の温度において合計で１０００時
間保持するエージング試験を実施した。この際、バーナ
ーによる低温凝固成分処理は２４時間毎に実施した。そ
して、エージング試験実施中において、ハニカム状蓄熱
体を通過した排ガスの被加熱ガス導入側での温度を測定
するとともに、排ガスまたは被加熱ガスがハニカム状蓄
熱体を通過する際の圧力損失比を求めた。圧力損失比
は、すべてのハニカム構造体をセル開口率の小さいもの
で構成した構成Ｂの圧力損失を１とし、それとの比較と
して求めた。また、エージング試験終了後、各ハニカム
状蓄熱体のハニカム構造体の外観を調査した。この外観
調査では、クラックが発生したものを○、クラックが発
生しなかったものを×とした。結果を表１に示す。
装置に組み込み、所定の温度において合計で１０００時
間保持するエージング試験を実施した。この際、バーナ
ーによる低温凝固成分処理は２４時間毎に実施した。そ
して、エージング試験実施中において、ハニカム状蓄熱
体を通過した排ガスの被加熱ガス導入側での温度を測定
するとともに、排ガスまたは被加熱ガスがハニカム状蓄
熱体を通過する際の圧力損失比を求めた。圧力損失比
は、すべてのハニカム構造体をセル開口率の小さいもの
で構成した構成Ｂの圧力損失を１とし、それとの比較と
して求めた。また、エージング試験終了後、各ハニカム
状蓄熱体のハニカム構造体の外観を調査した。この外観
調査では、クラックが発生したものを○、クラックが発
生しなかったものを×とした。結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１の結果から明らかなように、全てのセ
ル開口率を小さくした従来例としての構成Ｂでは、排ガ
ス導入側および被加熱ガス導入側のハニカム構造体でク
ラックが発生していた。また、全てのセル開口率を大き
くした従来例としての構成Ａでは、ハニカム構造体にク
ラックは生じていなかったが、エージングテスト中の被
加熱ガス導入側における排ガス温度が高くなり、廃熱が
十分に回収されていなかった。これに対し、本発目異例
としての構成Ｃでは、排ガス導入側および被加熱ガス導
入側の双方でハニカム構造体にクラックは見られず、ま
た被加熱ガス導入側での排ガス温度も低く廃熱が十分回
収されていることがわかった。さらに、全てのセル開口
率が大きい従来例としての構成Ａと本発明の構成Ｃで
は、全てのセル開口率が小さい従来例としての構成Ｂと
比較して、圧力損失が低く、アフターバーンもこの実験
で実施した２４時間毎の頻度よりも少なくすることが可
能であると考えられる。
ル開口率を小さくした従来例としての構成Ｂでは、排ガ
ス導入側および被加熱ガス導入側のハニカム構造体でク
ラックが発生していた。また、全てのセル開口率を大き
くした従来例としての構成Ａでは、ハニカム構造体にク
ラックは生じていなかったが、エージングテスト中の被
加熱ガス導入側における排ガス温度が高くなり、廃熱が
十分に回収されていなかった。これに対し、本発目異例
としての構成Ｃでは、排ガス導入側および被加熱ガス導
入側の双方でハニカム構造体にクラックは見られず、ま
た被加熱ガス導入側での排ガス温度も低く廃熱が十分回
収されていることがわかった。さらに、全てのセル開口
率が大きい従来例としての構成Ａと本発明の構成Ｃで
は、全てのセル開口率が小さい従来例としての構成Ｂと
比較して、圧力損失が低く、アフターバーンもこの実験
で実施した２４時間毎の頻度よりも少なくすることが可
能であると考えられる。
【００２２】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものでなく、幾多の変形、変更が可能である。例えば、
上述した実施例では、セル開口率が大きい排ガス導入側
および被測定ガス導入側のハニカム構造体をそれぞれ１
層設けたが、１層に限定されないことはいうまでもな
い。例えば、１層の高さが低いような場合は、２層以上
のセル開口率の大きいハニカム構造体を用いても良い。
ものでなく、幾多の変形、変更が可能である。例えば、
上述した実施例では、セル開口率が大きい排ガス導入側
および被測定ガス導入側のハニカム構造体をそれぞれ１
層設けたが、１層に限定されないことはいうまでもな
い。例えば、１層の高さが低いような場合は、２層以上
のセル開口率の大きいハニカム構造体を用いても良い。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、排ガス導入側および被加熱ガス（燃焼用空
気）導入側のハニカム構造体におけるセル開口率を大き
くしているため、これらのハニカム構造体の熱衝撃を弱
め、ハニカム構造体の耐久性を向上するとともに、中央
部分のハニカム構造体はセル開口率を小さくするため、
十分に廃熱を回収することが可能である。また、被加熱
ガス導入側のセル開口率を大きくすることは、低温凝固
成分によるセル孔閉塞を同時に防止するものであり、ア
フターバーン回数も減少することから、耐久性に優れ非
常に好ましい蓄熱体として機能する。
によれば、排ガス導入側および被加熱ガス（燃焼用空
気）導入側のハニカム構造体におけるセル開口率を大き
くしているため、これらのハニカム構造体の熱衝撃を弱
め、ハニカム構造体の耐久性を向上するとともに、中央
部分のハニカム構造体はセル開口率を小さくするため、
十分に廃熱を回収することが可能である。また、被加熱
ガス導入側のセル開口率を大きくすることは、低温凝固
成分によるセル孔閉塞を同時に防止するものであり、ア
フターバーン回数も減少することから、耐久性に優れ非
常に好ましい蓄熱体として機能する。
【図１】本発明のハニカム状蓄熱体の一例の構成を示す
図である。
図である。
【図２】本発明のハニカム状蓄熱体を使用した熱交換体
を燃焼加熱炉の燃焼室に設置した例を示図である。
を燃焼加熱炉の燃焼室に設置した例を示図である。
１、１２−１、１２−２ ハニカム状蓄熱体、２ ハニ
カム構造体、３ 貫通孔、１３−１、１３−２ 熱交換
体、１４−１、１４−２ 燃料投入口、１５−１、１５
−２ 低温凝固成分除去用バーナー
カム構造体、３ 貫通孔、１３−１、１３−２ 熱交換
体、１４−１、１４−２ 燃料投入口、１５−１、１５
−２ 低温凝固成分除去用バーナー
Claims (3)
- 【請求項１】複数のハニカム構造体を積み重ねてなり、
貫通孔から構成される流路に排ガスと被加熱ガスとを交
互に通過させて排ガス中の廃熱を回収するハニカム状蓄
熱体において、排ガス導入側および被加熱ガス導入側に
存在するハニカム構造体のセル開口率が、中央部分に存
在するハニカム構造体のセル開口率よりも大きいことを
特徴とするハニカム状蓄熱体。 - 【請求項２】前記ハニカム構造体がセラミックスからな
る請求項１記載のハニカム状蓄熱体。 - 【請求項３】前記ハニカム構造体が、アルミナ、コージ
ェライト、ムライト、アルミニウムチタネート、炭化珪
素、窒化珪素、ジルコニア、磁器を主成分とする請求項
２記載のハニカム状蓄熱体。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10047296A JP2862864B1 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | ハニカム状蓄熱体 |
| US09/256,309 US6062297A (en) | 1998-02-27 | 1999-02-24 | Honeycomb regenerator |
| CA002263733A CA2263733C (en) | 1998-02-27 | 1999-02-26 | Honeycomb regenerator |
| DE69913402T DE69913402T2 (de) | 1998-02-27 | 1999-02-26 | Wabenförmiger Regenerator |
| EP99301441A EP0939289B1 (en) | 1998-02-27 | 1999-02-26 | Honeycomb regenerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10047296A JP2862864B1 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | ハニカム状蓄熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2862864B1 JP2862864B1 (ja) | 1999-03-03 |
| JPH11248378A true JPH11248378A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12771333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10047296A Expired - Fee Related JP2862864B1 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | ハニカム状蓄熱体 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0939289B1 (ja) |
| JP (1) | JP2862864B1 (ja) |
| CA (1) | CA2263733C (ja) |
| DE (1) | DE69913402T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001021245A (ja) * | 1999-07-09 | 2001-01-26 | Irie Koken Kk | 蓄冷材及び蓄冷器 |
| KR101872232B1 (ko) * | 2017-10-30 | 2018-07-31 | 한국산업기술시험원 | 축열재를 이용한 건조장치 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001016527A1 (en) * | 1999-09-01 | 2001-03-08 | Nkk Corporation | Heat treating plant, installation method for porous regenerative element, production method for heat treated substance, selection method for porous regenerative element, and spent porous regenerative element component member |
| JP2002089835A (ja) | 2000-09-13 | 2002-03-27 | Nkk Corp | 蓄熱式燃焼バーナ用蓄熱体 |
| JP2003287379A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム状蓄熱体及びそれを用いた蓄熱バーナー |
| DE102008055852A1 (de) * | 2008-11-04 | 2010-05-06 | Kba-Metalprint Gmbh | Vorrichtung zum Wärmeübertragen sowie Abgasreinigungseinrichtung und Verfahren zum Übertragen von Wärme |
| US9797187B2 (en) * | 2013-01-14 | 2017-10-24 | Carnegie Mellon University, A Pennsylvania Non-Profit Corporation | Devices for modulation of temperature and light based on phase change materials |
| US9683474B2 (en) | 2013-08-30 | 2017-06-20 | Dürr Systems Inc. | Block channel geometries and arrangements of thermal oxidizers |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1771286A (en) * | 1928-01-18 | 1930-07-22 | Brassert & Co | Checkerwork |
| US2446420A (en) * | 1942-10-17 | 1948-08-03 | William J Irwin | Chimney type heat regenerator |
| JPS5826036A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-16 | Asahi Glass Co Ltd | ガラス「鎔」融炉の換熱型熱回収方法 |
| JPH0739913B2 (ja) * | 1990-12-28 | 1995-05-01 | 日本ファーネス工業株式会社 | ハニカム状蓄熱体 |
| JP2703728B2 (ja) * | 1994-06-17 | 1998-01-26 | 日本碍子株式会社 | ハニカム状蓄熱体 |
| CA2167991C (en) * | 1995-01-25 | 1999-12-14 | Kazuhiko Kumazawa | Honeycomb regenerator |
| US5755569A (en) * | 1996-02-26 | 1998-05-26 | Koch Engineering Company, Inc. | Media for heat exchange columns in regenerative thermal oxidizers |
-
1998
- 1998-02-27 JP JP10047296A patent/JP2862864B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-02-24 US US09/256,309 patent/US6062297A/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-26 CA CA002263733A patent/CA2263733C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-26 DE DE69913402T patent/DE69913402T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-26 EP EP99301441A patent/EP0939289B1/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2001021245A (ja) * | 1999-07-09 | 2001-01-26 | Irie Koken Kk | 蓄冷材及び蓄冷器 |
| KR101872232B1 (ko) * | 2017-10-30 | 2018-07-31 | 한국산업기술시험원 | 축열재를 이용한 건조장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2263733C (en) | 2003-01-21 |
| DE69913402D1 (de) | 2004-01-22 |
| EP0939289A3 (en) | 2000-10-18 |
| EP0939289A2 (en) | 1999-09-01 |
| US6062297A (en) | 2000-05-16 |
| CA2263733A1 (en) | 1999-08-27 |
| JP2862864B1 (ja) | 1999-03-03 |
| DE69913402T2 (de) | 2004-10-07 |
| EP0939289B1 (en) | 2003-12-10 |
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