JP2001304540A - 回転式熱交換器 - Google Patents
回転式熱交換器Info
- Publication number
- JP2001304540A JP2001304540A JP2000121180A JP2000121180A JP2001304540A JP 2001304540 A JP2001304540 A JP 2001304540A JP 2000121180 A JP2000121180 A JP 2000121180A JP 2000121180 A JP2000121180 A JP 2000121180A JP 2001304540 A JP2001304540 A JP 2001304540A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- combustion air
- rotor
- rotary heat
- heat exchanger
- 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.)
- Withdrawn
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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
- 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)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ロータの回転速度を上げることなく排ガス循環
を行わせ、排ガスのＮＯｘ低減を図ることができる回転
式熱交換器を提供する。 【解決手段】回転式熱交換器のハウジング１の内部をセ
クタープレート５により細かく区分し、排ガス通路6と
燃焼空気通路7との組を２組以上形成する。これにより
エントリーリークを増加させ、従来のようにロータ2の
回転速度を高めなくても排ガス循環を行わせ、ＮＯXを
低減させることができる。
を行わせ、排ガスのＮＯｘ低減を図ることができる回転
式熱交換器を提供する。 【解決手段】回転式熱交換器のハウジング１の内部をセ
クタープレート５により細かく区分し、排ガス通路6と
燃焼空気通路7との組を２組以上形成する。これにより
エントリーリークを増加させ、従来のようにロータ2の
回転速度を高めなくても排ガス循環を行わせ、ＮＯXを
低減させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱炉などから排
出される高温の排ガスと燃焼空気との間で効率よく熱交
換を行わせるとともに、排ガス循環を行わせることによ
り燃焼空気の酸素濃度を下げ、ＮＯXの発生量を抑制す
ることができる回転式熱交換器に関するものである。
出される高温の排ガスと燃焼空気との間で効率よく熱交
換を行わせるとともに、排ガス循環を行わせることによ
り燃焼空気の酸素濃度を下げ、ＮＯXの発生量を抑制す
ることができる回転式熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回転式熱交換器は、図３に示すように蓄
熱体を備えたロータ２が収納されたハウジング１の内部
をセクタープレート５により中心線上で２分割し、その
片側に排ガスを流し、反対側に燃焼空気を流しながら、
排ガスと燃焼空気との間で熱交換を行わせる装置であ
る。この回転式熱交換器は非常に効率のよい排熱回収装
置であり、加熱炉などから排出される高温の排ガスの熱
回収に広く用いられている。
熱体を備えたロータ２が収納されたハウジング１の内部
をセクタープレート５により中心線上で２分割し、その
片側に排ガスを流し、反対側に燃焼空気を流しながら、
排ガスと燃焼空気との間で熱交換を行わせる装置であ
る。この回転式熱交換器は非常に効率のよい排熱回収装
置であり、加熱炉などから排出される高温の排ガスの熱
回収に広く用いられている。
【０００３】従来の回転式熱交換器は使用できる排ガス
温度が低かったのであるが、近年は高温の排ガスにも使
用することができるようになり、それに伴って燃焼空気
の予熱温度も高くなっている。その結果、その高温の燃
焼空気を用いて燃焼させたバーナの燃焼温度も高まり、
加熱炉からの排ガス中のＮＯX濃度が環境基準を上回る
ようになりつつある。
温度が低かったのであるが、近年は高温の排ガスにも使
用することができるようになり、それに伴って燃焼空気
の予熱温度も高くなっている。その結果、その高温の燃
焼空気を用いて燃焼させたバーナの燃焼温度も高まり、
加熱炉からの排ガス中のＮＯX濃度が環境基準を上回る
ようになりつつある。
【０００４】このような問題を解決するために、特開平
６−３１３５０８号公報には、ロータの回転速度を増加
させることにより回転式熱交換器の内部で排ガスを燃焼
ガス側にリークさせ、燃焼ガスの酸素濃度を低下させて
ＮＯX濃度を低減させる排ガス循環法が提示されてい
る。しかしこの方法では、ロータの回転速度を高めるた
めに回転駆動装置を大型化する必要がある。また高温排
ガスによる熱交換器内での熱膨張と回転速度の増加とに
よりシール部に過接触が発生し、高温流体と低温流体と
の摺動シール部の磨耗が激しくなって交換頻度が高くな
るという問題があった。
６−３１３５０８号公報には、ロータの回転速度を増加
させることにより回転式熱交換器の内部で排ガスを燃焼
ガス側にリークさせ、燃焼ガスの酸素濃度を低下させて
ＮＯX濃度を低減させる排ガス循環法が提示されてい
る。しかしこの方法では、ロータの回転速度を高めるた
めに回転駆動装置を大型化する必要がある。また高温排
ガスによる熱交換器内での熱膨張と回転速度の増加とに
よりシール部に過接触が発生し、高温流体と低温流体と
の摺動シール部の磨耗が激しくなって交換頻度が高くな
るという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、ロータの回転速度を増加させること
なく排ガスを燃焼空気側にリークさせ、ＮＯX濃度を低
減させることができる回転式熱交換器を提供するために
なされたものである。
の問題点を解決し、ロータの回転速度を増加させること
なく排ガスを燃焼空気側にリークさせ、ＮＯX濃度を低
減させることができる回転式熱交換器を提供するために
なされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、蓄熱体を備えたロータが収納さ
れたハウジングの内部に、セクタープレートにより相互
に区画された排ガス通路と燃焼空気通路とを形成した回
転式熱交換器において、ハウジングの内部に排ガス通路
と燃焼空気通路との組を２組以上形成することにより、
エントリーリークを増加させたことを特徴とするもので
ある。
めになされた本発明は、蓄熱体を備えたロータが収納さ
れたハウジングの内部に、セクタープレートにより相互
に区画された排ガス通路と燃焼空気通路とを形成した回
転式熱交換器において、ハウジングの内部に排ガス通路
と燃焼空気通路との組を２組以上形成することにより、
エントリーリークを増加させたことを特徴とするもので
ある。
【０００７】本発明の回転式熱交換器は、従来はセクタ
ープレートにより２分割され、排ガス通路と燃焼空気通
路とが１組設けられていただけであるハウジングの内部
をより細かく分割し、排ガス通路と燃焼空気通路との組
を２組以上形成する。これにより排ガスと燃焼空気との
境界となるセクタープレートの数が増え、排ガスが燃焼
ガス側に混入するエントリーリークが増加する。従って
本発明によれば、ロータの回転速度を高めることなく排
ガス循環を行わせることができる。
ープレートにより２分割され、排ガス通路と燃焼空気通
路とが１組設けられていただけであるハウジングの内部
をより細かく分割し、排ガス通路と燃焼空気通路との組
を２組以上形成する。これにより排ガスと燃焼空気との
境界となるセクタープレートの数が増え、排ガスが燃焼
ガス側に混入するエントリーリークが増加する。従って
本発明によれば、ロータの回転速度を高めることなく排
ガス循環を行わせることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を示す。図１は本発明の回転式熱交換器を示す斜視図で
あり、１は円筒形のハウジング、２はその内部で回転す
るロータである。ロータ２は波板鋼鈑等の蓄熱体を積層
してそれらの間に多数の流路３を形成したものであり、
軸４を中心として適宜の駆動源により1〜５ｒｐｍ程度
の低速度で連続的に回転されている。ロータ２とハウジ
ング１との間は公知のシール材によりシールされ、従来
と同様にこの部分を経由するダイレクトリークを防止し
ている。
を示す。図１は本発明の回転式熱交換器を示す斜視図で
あり、１は円筒形のハウジング、２はその内部で回転す
るロータである。ロータ２は波板鋼鈑等の蓄熱体を積層
してそれらの間に多数の流路３を形成したものであり、
軸４を中心として適宜の駆動源により1〜５ｒｐｍ程度
の低速度で連続的に回転されている。ロータ２とハウジ
ング１との間は公知のシール材によりシールされ、従来
と同様にこの部分を経由するダイレクトリークを防止し
ている。
【０００９】５はハウジング１の上下両面を排ガス通路
６と燃焼空気通路７とに分割するセクタープレートであ
る。従来は単一のセクタープレート５によりハウジング
を２分割していたのに対して、本発明ではセクタープレ
ート5の数を２以上とし、排ガス通路６と燃焼空気通路
７との組を２以上形成している。この実施形態において
は、ハウジング１は中心と通る３つのセクタープレート
5により６分割され、排ガス通路６と燃焼空気通路７と
の組が３組形成されている。しかしハウジング１をさら
に細かく区分して、排ガス通路６と燃焼空気通路７との
組を４組以上形成してもよい。
６と燃焼空気通路７とに分割するセクタープレートであ
る。従来は単一のセクタープレート５によりハウジング
を２分割していたのに対して、本発明ではセクタープレ
ート5の数を２以上とし、排ガス通路６と燃焼空気通路
７との組を２以上形成している。この実施形態において
は、ハウジング１は中心と通る３つのセクタープレート
5により６分割され、排ガス通路６と燃焼空気通路７と
の組が３組形成されている。しかしハウジング１をさら
に細かく区分して、排ガス通路６と燃焼空気通路７との
組を４組以上形成してもよい。
【００１０】このようにハウジング１の内部を従来より
も細かく区画した結果、排ガス通路６と燃焼空気通路７
との境界数が増加し、その分だけ排ガスが燃焼空気側に
移動するエントリーリークが増加する。そこで本発明の
回転式熱交換器を図２に示すように鋼片加熱炉等の加熱
炉１０に設置し、高温の排ガスと燃焼空気との間で熱交
換を行わせれば、ロータ２の回転速度を１〜５ｒｐｍの
低速としたままで、１０％程度の排ガス循環を行わせる
ことができる。
も細かく区画した結果、排ガス通路６と燃焼空気通路７
との境界数が増加し、その分だけ排ガスが燃焼空気側に
移動するエントリーリークが増加する。そこで本発明の
回転式熱交換器を図２に示すように鋼片加熱炉等の加熱
炉１０に設置し、高温の排ガスと燃焼空気との間で熱交
換を行わせれば、ロータ２の回転速度を１〜５ｒｐｍの
低速としたままで、１０％程度の排ガス循環を行わせる
ことができる。
【００１１】このため、加熱炉１０のバーナ１１に供給
される燃焼空気中の酸素濃度を１９％程度まで低下させ
ることが可能となり、排ガス中のＮＯｘ濃度を低下させ
ることができる。また高温の排ガスの保有熱は本発明の
回転式熱交換器により効率よく回収され、燃焼空気の予
熱に用いられることはいうまでもない。
される燃焼空気中の酸素濃度を１９％程度まで低下させ
ることが可能となり、排ガス中のＮＯｘ濃度を低下させ
ることができる。また高温の排ガスの保有熱は本発明の
回転式熱交換器により効率よく回収され、燃焼空気の予
熱に用いられることはいうまでもない。
【００１２】このように、本発明によれば排ガス循環の
ためにロータ２の回転速度を高める必要はないため、回
転駆動装置を大型化する必要はない。また回転速度の増
加によるシール部の過接触も防止できるので、摺動シー
ル部の磨耗が抑制される利点がある。さらに本発明によ
れば高温の排ガスが分散されるので、熱交換器の片側の
みに熱膨張が集中することもない。
ためにロータ２の回転速度を高める必要はないため、回
転駆動装置を大型化する必要はない。また回転速度の増
加によるシール部の過接触も防止できるので、摺動シー
ル部の磨耗が抑制される利点がある。さらに本発明によ
れば高温の排ガスが分散されるので、熱交換器の片側の
みに熱膨張が集中することもない。
【００１３】
【実施例】以下に、鋼片加熱炉に設置した回転式熱交換
器を用いて、本発明の効果を確認した実施例を示す。ま
ず従来のハウジングの内部をセクタープレートにより２
分割したタイプの回転式熱交換器を用い、排ガス入り口
温度９００℃、平均空気出側温度７００℃となるように
熱交換を実施した。この場合には、環境基準のＮＯｘ濃
度を達成するためには回転式熱交換器のロータ回転速度
を１５ｒｐｍまで上げねばならず、それにより摺動部の
シールの摩耗が激しくなり、約1年間の稼動によりシー
ル交換が必要であった。またそのときのロータ回転モー
タの負荷は、熱膨張による摺動部の過接触により平均３
０ｋＷであった。
器を用いて、本発明の効果を確認した実施例を示す。ま
ず従来のハウジングの内部をセクタープレートにより２
分割したタイプの回転式熱交換器を用い、排ガス入り口
温度９００℃、平均空気出側温度７００℃となるように
熱交換を実施した。この場合には、環境基準のＮＯｘ濃
度を達成するためには回転式熱交換器のロータ回転速度
を１５ｒｐｍまで上げねばならず、それにより摺動部の
シールの摩耗が激しくなり、約1年間の稼動によりシー
ル交換が必要であった。またそのときのロータ回転モー
タの負荷は、熱膨張による摺動部の過接触により平均３
０ｋＷであった。
【００１４】これに対して図１に示したようにハウジン
グの内部をセクタープレートにより６分割した本発明の
回転式熱交換器を用い、排ガス入り口温度９００℃、平
均空気出側温度８００℃となるように熱交換を実施した
ところ、ロータ回転速度を２ｒｐｍとした状態で排ガス
が燃焼ガス側にリークし、環境基準のＮＯｘ濃度を達成
することができた。この場合には摺動部のシールの摩耗
は少なくなり、２年毎にシール部を交換すれば十分であ
った。またロータ回転モータの負荷は、平均１０ｋＷと
従来よりも大幅に減少した。
グの内部をセクタープレートにより６分割した本発明の
回転式熱交換器を用い、排ガス入り口温度９００℃、平
均空気出側温度８００℃となるように熱交換を実施した
ところ、ロータ回転速度を２ｒｐｍとした状態で排ガス
が燃焼ガス側にリークし、環境基準のＮＯｘ濃度を達成
することができた。この場合には摺動部のシールの摩耗
は少なくなり、２年毎にシール部を交換すれば十分であ
った。またロータ回転モータの負荷は、平均１０ｋＷと
従来よりも大幅に減少した。
【００１５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の回転式
熱交換器はハウジングの内部を従来よりも細かく区画
し、排ガス通路と燃焼空気通路との境界数を増させて燃
焼空気側に移動するエントリーリークをさせたものであ
る。これによりロータの回転速度を上げることなく排ガ
ス循環を行わせ、排ガスのＮＯｘ低減を図ることができ
る。また排ガスと燃焼空気との間で効率よく熱交換を行
わせることができることはいうまでもない。
熱交換器はハウジングの内部を従来よりも細かく区画
し、排ガス通路と燃焼空気通路との境界数を増させて燃
焼空気側に移動するエントリーリークをさせたものであ
る。これによりロータの回転速度を上げることなく排ガ
ス循環を行わせ、排ガスのＮＯｘ低減を図ることができ
る。また排ガスと燃焼空気との間で効率よく熱交換を行
わせることができることはいうまでもない。
【図１】本発明の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の回転式熱交換器の使用状態を示す配管
系統図である。
系統図である。
【図３】従来の回転式熱交換器を示す斜視図である。
１ ハウジング ２ ロータ ３ 流路 ４ 軸 ５ セクタープレート ６ 排ガス通路 ７ 燃焼空気通路 １０ 加熱炉 １１ バーナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛之濱 奉文 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 中山 勝視 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 Ｆターム(参考） 3K023 QB03 QB09 SA04 3L103 AA50 BB03 CC24 CC27 DD25
Claims (1)
- 【請求項１】 蓄熱体を備えたロータが収納されたハウ
ジングの内部に、セクタープレートにより相互に区画さ
れた排ガス通路と燃焼空気通路とを形成した回転式熱交
換器において、ハウジングの内部に排ガス通路と燃焼空
気通路との組を２組以上形成することにより、エントリ
ーリークを増加させたことを特徴とする回転式熱交換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000121180A JP2001304540A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 回転式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000121180A JP2001304540A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 回転式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001304540A true JP2001304540A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18631871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000121180A Withdrawn JP2001304540A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 回転式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001304540A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100392216C (zh) * | 2003-07-10 | 2008-06-04 | 曼B与W狄赛尔公司 | 二冲程大型柴油机 |
| JP2012112588A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Chugai Ro Co Ltd | 加熱炉 |
| CN102829485A (zh) * | 2012-09-24 | 2012-12-19 | 中南大学 | 一种卧式蓄热式高效热交换器 |
| CN105042621A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-11 | 清华大学 | 一种多通道回转式空气预热器 |
-
2000
- 2000-04-21 JP JP2000121180A patent/JP2001304540A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100392216C (zh) * | 2003-07-10 | 2008-06-04 | 曼B与W狄赛尔公司 | 二冲程大型柴油机 |
| JP2012112588A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Chugai Ro Co Ltd | 加熱炉 |
| CN102829485A (zh) * | 2012-09-24 | 2012-12-19 | 中南大学 | 一种卧式蓄热式高效热交换器 |
| CN105042621A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-11 | 清华大学 | 一种多通道回转式空气预热器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070703 |