JP2001263973A - ハニカム状蓄熱体 - Google Patents
ハニカム状蓄熱体Info
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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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
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Landscapes
- Air Supply (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高温の排ガスに対しても破壊せず効率良く熱交
換を行うことができ、しかもランニングコストを含めた
コストメリットが有効に発揮できる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、ハニカム構造体２をリシア質素
材から構成する。
換を行うことができ、しかもランニングコストを含めた
コストメリットが有効に発揮できる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、ハニカム構造体２をリシア質素
材から構成する。
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し、特に高温の排ガス
に対して好適に使用でき熱効率の高いハニカム状蓄熱体
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し、特に高温の排ガス
に対して好適に使用でき熱効率の高いハニカム状蓄熱体
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、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にお
いて、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、セラミックボール、サ
ドル、ペレット等の充填物が使用されていたが、排ガス
あるいは燃焼用空気等が蓄熱体を通過する際圧力損失を
小さく、また、容積当たりの熱交換面積を大きくするた
め、蓄熱体としてセラミックハニカム構造体が使用され
ている。
融及び加熱加工等に用いる一般産業用の燃焼加熱炉にお
いて、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、セラミックボール、サ
ドル、ペレット等の充填物が使用されていたが、排ガス
あるいは燃焼用空気等が蓄熱体を通過する際圧力損失を
小さく、また、容積当たりの熱交換面積を大きくするた
め、蓄熱体としてセラミックハニカム構造体が使用され
ている。
【０００３】例えば特開平７−３４２６３号では、公報
に記載されているようにハニカム蓄熱体にアルミニウム
チタネート製ハニカム構造体を使用し、特開平８−６１
８７４号では、アルミナ、ジルコニア、ムライト、コー
ジライト、炭化珪素や窒化珪素の一つを主結晶相とする
蓄熱材が提案され、ハニカム構造体を蓄熱体として使用
する場合の強度、耐熱性による破壊、設置容積を含めた
熱効率及び高コスト等の問題点を解決するようになされ
ている。
に記載されているようにハニカム蓄熱体にアルミニウム
チタネート製ハニカム構造体を使用し、特開平８−６１
８７４号では、アルミナ、ジルコニア、ムライト、コー
ジライト、炭化珪素や窒化珪素の一つを主結晶相とする
蓄熱材が提案され、ハニカム構造体を蓄熱体として使用
する場合の強度、耐熱性による破壊、設置容積を含めた
熱効率及び高コスト等の問題点を解決するようになされ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウムチタネートを使用した場合、アルミニウムチタネ
ートが耐熱性に優れる材料であることが知られているも
のの、長期間の使用ではアルミニウムチタネートは分解
する傾向があり、また、非常に高価な材料であるため、
アルミニウムチタネート製ハニカム構造体を使用するこ
とで熱効率を改善しても、従来のセラミックボール等に
対するコストメリットが若干しか望めない問題があっ
た。また、アルミナやジルコニアを使用した場合、アル
ミナやジルコニアは、耐熱温度は十分に実使用に耐え得
るものであるが、熱膨張が高く耐熱衝撃に弱い材料であ
ることより使用中破損するため、蓄熱材として使用でき
なかった。また、ムライト、炭化珪素や窒化珪素を使用
した場合、これらはアルミナ、ジルコニア程ではない
が、依然熱膨張率が高く耐熱衝撃に弱い材料であり、蓄
熱材として使用できなかった一方、コージライト、使用
した場合、熱膨張率が低く耐熱衝撃に強い材料であるも
のの、比重、比熱が普通磁器より小さく、容積あたりの
蓄熱量が少なく熱効率を高めるためには、蓄熱材の容積
を大きくするか、ハニカム蓄熱材の孔径を小さくしなけ
ればならなかった。
ニウムチタネートを使用した場合、アルミニウムチタネ
ートが耐熱性に優れる材料であることが知られているも
のの、長期間の使用ではアルミニウムチタネートは分解
する傾向があり、また、非常に高価な材料であるため、
アルミニウムチタネート製ハニカム構造体を使用するこ
とで熱効率を改善しても、従来のセラミックボール等に
対するコストメリットが若干しか望めない問題があっ
た。また、アルミナやジルコニアを使用した場合、アル
ミナやジルコニアは、耐熱温度は十分に実使用に耐え得
るものであるが、熱膨張が高く耐熱衝撃に弱い材料であ
ることより使用中破損するため、蓄熱材として使用でき
なかった。また、ムライト、炭化珪素や窒化珪素を使用
した場合、これらはアルミナ、ジルコニア程ではない
が、依然熱膨張率が高く耐熱衝撃に弱い材料であり、蓄
熱材として使用できなかった一方、コージライト、使用
した場合、熱膨張率が低く耐熱衝撃に強い材料であるも
のの、比重、比熱が普通磁器より小さく、容積あたりの
蓄熱量が少なく熱効率を高めるためには、蓄熱材の容積
を大きくするか、ハニカム蓄熱材の孔径を小さくしなけ
ればならなかった。
【０００５】本発明の目的は上述した課題を解消して、
高温の排ガスに対しても破壊せず効率良く熱交換を行う
ことができ、しかもランニングコストを含めたコストメ
リットが有効に発揮できるハニカム状蓄熱体を提供しよ
うとするものである。
高温の排ガスに対しても破壊せず効率良く熱交換を行う
ことができ、しかもランニングコストを含めたコストメ
リットが有効に発揮できるハニカム状蓄熱体を提供しよ
うとするものである。
【０００６】
【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、ハニカム構造体をリシア質素材からなることを
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、ハニカム構造体をリシア質素材からなることを
特徴とするものである。
【０００７】以下本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。
る。
【０００８】
【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
数個積み重ねて構成されている。本発明の特徴は、ハニ
カム構造体２をリシア質素材で形成した点である。
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
数個積み重ねて構成されている。本発明の特徴は、ハニ
カム構造体２をリシア質素材で形成した点である。
【０００９】ハニカム構造体２の製造について述べる。
まず、リシア原料のペタライト５０に粘土（木節粘土、
蛙目粘土）５０を調合、粉砕、混練して坏土とする。こ
の坏土をハニカム成形用のダイスを取りつけた押出成形
機で押出・切断してハニカム素材を作り、乾燥後１３０
０℃で焼成１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３００ｍｍのハニ
カム蓄熱材を作る。
まず、リシア原料のペタライト５０に粘土（木節粘土、
蛙目粘土）５０を調合、粉砕、混練して坏土とする。こ
の坏土をハニカム成形用のダイスを取りつけた押出成形
機で押出・切断してハニカム素材を作り、乾燥後１３０
０℃で焼成１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３００ｍｍのハニ
カム蓄熱材を作る。
【００１０】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、２１は燃焼室、２２−
１、２２−２は図１に示す構造のハニカム状蓄熱体、２
３−１、２３−２はハニカム状蓄熱体２２−１、２２−
２から構成される熱交換体、２４−１、２４−２は熱交
換体２３−１、２３−２に設けた燃料投入口である。図
２に示す例において、２個の熱交換体２３−１、２３−
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、２１は燃焼室、２２−
１、２２−２は図１に示す構造のハニカム状蓄熱体、２
３−１、２３−２はハニカム状蓄熱体２２−１、２２−
２から構成される熱交換体、２４−１、２４−２は熱交
換体２３−１、２３−２に設けた燃料投入口である。図
２に示す例において、２個の熱交換体２３−１、２３−
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
【００１１】図２に示す例において、破線矢印で示され
るように、片側のハニカム状蓄熱体２２−１の下方より
燃焼用空気が進入する。ハニカム状蓄熱体２２−１を通
過した後に、燃料投入口２４−１から供給された燃料と
混合され、燃焼室２１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２２−２の上部より進入
し、廃熱はハニカム状蓄熱体２２−２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、実線矢印で示されるよう
に、先程廃熱を回収した側のハニカム状蓄熱体２２−２
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２２−２
の上部で燃料投入口２４−２から供給された燃料と混合
され、燃焼室２１内で点火される。排ガスは他方のハニ
カム状蓄熱体２２−１を通って排出されるが、この際、
先程同様にハニカム状蓄熱体２２−１に廃熱が回収され
る。
るように、片側のハニカム状蓄熱体２２−１の下方より
燃焼用空気が進入する。ハニカム状蓄熱体２２−１を通
過した後に、燃料投入口２４−１から供給された燃料と
混合され、燃焼室２１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２２−２の上部より進入
し、廃熱はハニカム状蓄熱体２２−２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、実線矢印で示されるよう
に、先程廃熱を回収した側のハニカム状蓄熱体２２−２
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２２−２
の上部で燃料投入口２４−２から供給された燃料と混合
され、燃焼室２１内で点火される。排ガスは他方のハニ
カム状蓄熱体２２−１を通って排出されるが、この際、
先程同様にハニカム状蓄熱体２２−１に廃熱が回収され
る。
【００１２】本発明リシア質ハニカム状蓄熱体とコージ
ライト質ハニカム状蓄熱体での熱回収率を次の示す。
（第１図） なお、算定の条件として、蓄熱体のセル数は５セル（例
えば２０ｍ３の場合５４００ｍ２）。蓄熱体の切替時間
０．１時間とした。 いずれにしても５〜１０％の熱回収効率アップが見込ま
れる。
ライト質ハニカム状蓄熱体での熱回収率を次の示す。
（第１図） なお、算定の条件として、蓄熱体のセル数は５セル（例
えば２０ｍ３の場合５４００ｍ２）。蓄熱体の切替時間
０．１時間とした。 いずれにしても５〜１０％の熱回収効率アップが見込ま
れる。
【００１３】
【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、ハニカム構造体をリシア素材から構成してる
ため、高温の排ガスに対しても破壊せず効率よく熱交換
を行うことができるハニカム状蓄熱体を得ることができ
る。また、アルミニウムチタネート、アルミナ、ジルコ
ニア、ムライト、コージライト、炭化珪素や窒化珪素の
ような高価な材料、熱衝撃に劣る材料、蓄熱量の少ない
熱効率の低い材料を使用する必要がなく、低コストで上
記ハニカム状蓄熱体を得ることができる。
によれば、ハニカム構造体をリシア素材から構成してる
ため、高温の排ガスに対しても破壊せず効率よく熱交換
を行うことができるハニカム状蓄熱体を得ることができ
る。また、アルミニウムチタネート、アルミナ、ジルコ
ニア、ムライト、コージライト、炭化珪素や窒化珪素の
ような高価な材料、熱衝撃に劣る材料、蓄熱量の少ない
熱効率の低い材料を使用する必要がなく、低コストで上
記ハニカム状蓄熱体を得ることができる。
【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の他の例の構成を示
す図である。
す図である。
【図３】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、１１、２２−１、２２−２ハニカム状蓄熱体、２、
１２、ハニカム構造体、３貫通孔、２３−１、２３−２
熱交換体、２４−１、２４−２燃料投入口
１２、ハニカム構造体、３貫通孔、２３−１、２３−２
熱交換体、２４−１、２４−２燃料投入口
【手続補正書】
【提出日】平成１２年７月１３日（２０００．７．１
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【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す図である。
を燃焼加熱炉の燃焼室に設置した例を示す図である。
【符号の説明】 １、１１、２２−１ ハニカム状蓄熱体 ２、１２
ハニカム構造体 ３ 貫通孔、 ２３−１、２３−２
熱交換体 ２４−１、２４−２ 燃料投入口
ハニカム構造体 ３ 貫通孔、 ２３−１、２３−２
熱交換体 ２４−１、２４−２ 燃料投入口
Claims (1)
- 【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、ハニカム構造体がリシア質素材からなる
ことを特徴とするハニカム状蓄熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000120161A JP2001263973A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | ハニカム状蓄熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000120161A JP2001263973A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | ハニカム状蓄熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001263973A true JP2001263973A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=18631024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000120161A Pending JP2001263973A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | ハニカム状蓄熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001263973A (ja) |
-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000120161A patent/JP2001263973A/ja active Pending
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