JP2002005433A - Heating medium heater system - Google Patents

Heating medium heater system

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JP2002005433A
JP2002005433A JP2000186914A JP2000186914A JP2002005433A JP 2002005433 A JP2002005433 A JP 2002005433A JP 2000186914 A JP2000186914 A JP 2000186914A JP 2000186914 A JP2000186914 A JP 2000186914A JP 2002005433 A JP2002005433 A JP 2002005433A
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JP
Japan
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combustion
heat
medium heater
heating
heating medium
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Application number
JP2000186914A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Sudo
淳 須藤
Toshiaki Hasegawa
敏明 長谷川
Shigeyuki Yoshino
重行 吉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soken Kagaku KK
Soken Chemical and Engineering Co Ltd
Nippon Furnace Co Ltd
Original Assignee
Soken Kagaku KK
Soken Chemical and Engineering Co Ltd
Nippon Furnace Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
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  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a heating medium heater system in which the facility cost and running cost can be lowered, downsizing can be attained and maintenance is facilitated. SOLUTION: The heating medium heater system for heating a user/heating object indirectly by heating a heating medium, e.g. oil, circulating between the user and a heating medium heater by means of the heating medium heater comprises at least one heat storage burner system 5 comprising a single coil-like heating tube 2 arranged along the inner wall face of the heating medium heater, and a heat storage body 12 and arranged to supply combustion air and to discharge exhaust combustion gas through the heat storage body 12 and to supply the combustion air while preheating at the self-firing temperature of mixed gas or above by switching the flow of combustion gas and combustion air relatively to the heat storage body 12 thereby passing the combustion air through the heat storage body 12 heated by the combustion gas. Heating medium flowing through the coil 2 is heated only at a radiation heat transfer section 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ユーザ(熱媒体を
利用して加熱・加温などを行う設備等の総称)と熱媒体
ヒータとの間を循環する油などの熱媒体を熱媒体ヒータ
で加熱して昇温させることによってユーザの被加熱物を
間接的に加熱する熱媒体ヒータシステムに関する。更に
詳述すると、本発明は熱媒体ヒータ部分の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating medium, such as oil, which circulates between a user (equipment for performing heating, heating, etc. using a heating medium) and a heating medium heater. The present invention relates to a heating medium heater system that indirectly heats an object to be heated by a user by heating and heating the object. More specifically, the present invention relates to an improvement in a heat medium heater portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の熱媒体ヒータシステムの熱媒体ヒ
ータ101は、例えば図3に示すように、隙間なく密着
させるように巻かれたコイル状の加熱管(以下、単にコ
イルと呼ぶ)102を炉体の内壁に沿って3重に配置
し、最も内側のコイル102aの内方の空間103を燃
焼室として構成すると共に各コイル102a、102
b、102cの間の空間104を経て燃焼ガスを炉外へ
排出するように構成している。即ち、熱媒体ヒータの燃
焼室103は主に輻射熱によって熱媒体を加熱する輻射
伝熱部として機能し、コイル102a,102b,10
2c間の空間・流路104は対流伝熱によって熱媒体を
加熱する対流伝熱部として機能する。そして、最も内側
に配置された内コイル102aの内方の燃焼室103で
バーナ105を焚いて内コイル102aを輻射加熱する
一方、内コイル102aと中コイル102bとの間並び
に中コイル102bと外コイル102cとの間のそれぞ
れの流路104にそれぞれ燃焼ガスを通過させる時に対
流加熱するようにしている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 3, for example, a heating medium heater 101 of a conventional heating medium heater system includes a coil-shaped heating tube (hereinafter, simply referred to as a coil) 102 wound so as to be closely contacted with no gap. It is arranged threefold along the inner wall of the furnace body, the space 103 inside the innermost coil 102a is configured as a combustion chamber, and each coil 102a, 102
Combustion gas is discharged outside the furnace through a space 104 between b and 102c. That is, the combustion chamber 103 of the heat medium heater mainly functions as a radiant heat transfer unit that heats the heat medium by radiant heat, and the coils 102a, 102b, and 10
The space / flow path 104 between 2c functions as a convection heat transfer unit that heats the heat medium by convection heat transfer. Then, the inner coil 102a is radiantly heated by burning the burner 105 in the combustion chamber 103 inside the inner coil 102a disposed on the innermost side, and between the inner coil 102a and the middle coil 102b and between the inner coil 102b and the outer coil. Convection heating is performed when the combustion gas is passed through each flow path 104 between the first and second flow paths 102c.

【0003】3重のコイル102a,102b,102
cは、それぞれの入口端と出口端とが炉外に配置されて
いるヘッダ106i,106oに接続されてから、ユー
ザ120と連結されたチューブ121との間で閉ループ
を構成するように設けられている。熱媒体は炉外の出口
側ヘッダ106oで合流されてから1本の流れにしてか
らユーザ例えばリアクタ120などへ供給される。ここ
で、各コイル102a,102b,102cを通過する
熱媒体はそれぞれの加熱条件並びにコイル長さが異なる
ため、熱媒体ヒータ101から出たときの温度が異なる
が、ヘッダ106oで合流されることによって混合され
温度の均一化が図られている。所定の加熱作業に使われ
た熱媒体は再び熱媒体ヒータ101側へ還流される。そ
して、ヘッダ106iで再び分流されて炉内の3重コイ
ル102a,102b,102cへ分配されて、各コイ
ル102a,102b,102cを通過する間に再び所
望の温度に加熱される。このように熱媒体は熱媒体ヒー
タ101とユーザ120との間を循環することによっ
て、被加熱物を間接加熱する。さらに、熱効率を上げる
ために燃焼用空気を予熱する排熱回収器123が設けら
れることがある。尚、図柱の符号122は循環ポンプ、
124は煙突である。
[0003] Triple coils 102a, 102b, 102
c is provided so that each inlet end and outlet end are connected to the headers 106i and 106o disposed outside the furnace, and then form a closed loop between the user 120 and the connected tube 121. I have. The heat medium is merged at the outlet header 106o outside the furnace, is made into one stream, and is supplied to the user, for example, the reactor 120. Here, since the heating medium passing through each of the coils 102a, 102b, 102c has different heating conditions and coil lengths, the temperature when exiting from the heating medium heater 101 is different. The mixing is performed to make the temperature uniform. The heat medium used for the predetermined heating operation is returned to the heat medium heater 101 again. Then, it is split again by the header 106i, distributed to the triple coils 102a, 102b, 102c in the furnace, and heated again to a desired temperature while passing through the coils 102a, 102b, 102c. In this way, the heat medium circulates between the heat medium heater 101 and the user 120 to indirectly heat the object to be heated. Further, an exhaust heat recovery device 123 for preheating combustion air may be provided to increase thermal efficiency. In addition, the symbol 122 of the figure is a circulation pump,
124 is a chimney.

【0004】ここで、熱媒体ヒータ101は、例えば図
3に示すように、炉頂部(場合によっては炉床部11
3)111の中央に拡散バーナ105を装備すると共
に、周辺には煙突124と連結される煙道口107が設
けられてコイル102a,102b,102c間を通過
する間に熱媒体を加熱することにより350〜450℃
程度にまで下がった燃焼ガスを炉外へ排出するように設
けられている。燃焼室103とコイル間の空間104と
は、内コイル102aおよび中コイル102bの下端を
炉床113から突き出た加熱管サポート108により所
々(周方向に4〜6カ所)を支持して炉床113から浮
かせることによって形成されている連通口109を介し
て連通されている。
Here, as shown in FIG. 3, for example, a heating medium heater 101 is provided at a furnace top (or a hearth 11 in some cases).
3) A diffusion burner 105 is provided at the center of 111, and a chimney port 107 connected to a chimney 124 is provided at the periphery, and a heat medium is heated while passing between the coils 102a, 102b, and 102c by heating 350. ~ 450 ° C
It is provided so that the combustion gas reduced to the extent is discharged out of the furnace. The combustion chamber 103 and the space 104 between the coils are partially (four to six in the circumferential direction) supported by a heating tube support 108 which projects the lower ends of the inner coil 102a and the middle coil 102b from the hearth 113 so that the hearth 113 And is communicated through a communication port 109 formed by floating from above.

【0005】炉頂部111のバーナ105の周囲には内
コイル102aとその内方の燃焼室103との間を遮蔽
し燃焼ガスの煙道口107へのショートパスを防ぐシー
ル構造が採られている。このシール構造は、炉頂部11
1から炉内へ垂れ下がる筒状の耐火材製シール板110
を設け、その周りに充填材例えばセラミックウール11
2などを詰めて内コイル102aを保持するように設け
られている。これによって、燃焼室103から直接1000
〜1200℃の燃焼ガスが煙道口107へ流れるショートパ
スが形成されるのを防いで燃焼ガスが炉床113付近か
らコイル102a,102b,102c間へ導入されて
対流伝熱部を上昇して煙道口107まで流れる燃焼ガス
のパスを形成するように設けられている。
[0005] A seal structure is provided around the burner 105 at the furnace top 111 to shield the space between the inner coil 102a and the combustion chamber 103 inside thereof to prevent a short path of combustion gas to the flue 107. This sealing structure is
1 is a cylindrical sealing plate 110 made of a refractory material that hangs down into the furnace.
Around which a filler such as ceramic wool 11
2 and so on to hold the inner coil 102a. As a result, 1000
Combustion gas is introduced from between the vicinity of the hearth 113 and between the coils 102a, 102b, and 102c to prevent the formation of a short path in which the combustion gas of ~ 1200 ° C flows to the flue port 107 and rises in the convection heat transfer section to increase the smoke. It is provided so as to form a path for the combustion gas flowing to the entrance 107.

【0006】尚、炉床部113の中央には定期点検や清
掃などのために作業者が炉内へ入れるようにするための
マンホール114が設けられている。このマンホール1
14はマンホール蓋115によって通常は閉じられてい
る。尚、符号116は架台である。
[0006] A manhole 114 is provided at the center of the hearth 113 for allowing a worker to enter the furnace for periodic inspection and cleaning. This manhole 1
14 is normally closed by a manhole cover 115. Note that reference numeral 116 denotes a gantry.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、3重コ
イル構造としそれらコイル102a,102b,102
cの間に対流伝熱部を形成するようにしているため、図
4に示すようにコイルの巻きが乱れる(径方向にずれ
る)と、管の片寄りにより管列の間の流路が狭くなる箇
所や広がる箇所が生じるため、燃焼排ガスの流れが片寄
り不均一となるため加熱むらが生じる。これを防ぐため
には、加熱管をコイル状に巻き上げた後に、修正治具を
用いてずれを無くすように矯正しなければならないが
(図4の(B)の状態)、この矯正加工は面倒であるば
かりでなくコストが非常にかかるという問題を有してい
る。また、1本のコイルの中でのずれがなくなったとし
ても、図5に示すように3重コイルとして配置する際に
各コイル間での配置ずれが生じると、コイル間の流路に
片寄りが生じて同様の問題が生じることから、片寄りを
なくすような芯出し作業が必要でありそれが簡単な作業
ではない。更に、互いに巻径が異なる3種類のコイルを
製作する必要がある。したがって、高価な設備となって
しまっている。
However, the coils 102a, 102b, 102 have a triple coil structure.
Since the convection heat transfer portion is formed between the coils c, when the winding of the coil is disturbed (displaced in the radial direction) as shown in FIG. Since a certain portion or a widening portion occurs, the flow of the combustion exhaust gas is deviated and uneven, so that uneven heating occurs. In order to prevent this, after the heating tube is wound into a coil, it must be corrected using a correction jig so as to eliminate the deviation (the state shown in FIG. 4B), but this correction processing is troublesome. In addition to this, there is a problem that the cost is very high. Also, even if the displacement in one coil is eliminated, if the displacement between the coils occurs when the coils are arranged as a triple coil as shown in FIG. Is generated, and the same problem occurs. Therefore, a centering operation for eliminating the deviation is required, and this is not a simple operation. Further, it is necessary to manufacture three types of coils having different winding diameters. Therefore, it has become an expensive facility.

【0008】しかも、輻射伝熱により加熱される内コイ
ルと対流伝熱により加熱される中及び外のコイルとでは
熱媒体が受ける熱が大きく異なり、さらにコイル毎に熱
媒体のパス長さが違っているので、各コイルの出口での
熱媒体の温度が大きく異なる。このため、へッダで混合
することによって所望の温度の熱媒体に調整してからユ
ーザ側へ供給するようにしているのであるが、どうして
も内コイルを通過する熱媒体が過剰に加熱されることと
なるため、コーキングを招き易くなったり寿命が短くな
るという問題がある。
In addition, the heat received by the heat medium differs greatly between the inner coil heated by radiant heat transfer and the inner and outer coils heated by convective heat transfer, and the path length of the heat medium differs for each coil. Therefore, the temperature of the heat medium at the outlet of each coil greatly differs. For this reason, the heating medium is adjusted to a desired temperature by mixing with a header, and then supplied to the user side. However, the heating medium passing through the inner coil is necessarily heated excessively. Therefore, there is a problem that coking is easily caused and the life is shortened.

【0009】また、シール構造が複雑で損傷し易い。そ
して、シールが損傷したりシール不良を起こしたときに
は高温の燃焼ガスのショートパスによって熱媒体ヒータ
ケーシングの損傷を招く虞がある。
Further, the seal structure is complicated and easily damaged. When the seal is damaged or a seal failure occurs, there is a possibility that the heating medium heater casing is damaged by a short path of the high-temperature combustion gas.

【0010】さらに、各コイルは必要な長さを得るよう
に複数本の管を溶接などで接合して得られている。した
がって、3重コイル構造では中と外のコイルが隠れてし
まいこの部分の溶接不良などがチェックできない問題が
ある。また、中および外のコイルは汚れても清掃が困難
である。
Further, each coil is obtained by joining a plurality of pipes by welding or the like so as to obtain a required length. Therefore, in the triple coil structure, there is a problem that the inner and outer coils are hidden, and it is not possible to check for poor welding at this portion. In addition, even if the inner and outer coils become dirty, it is difficult to clean them.

【0011】また、内コイル102aおよび中コイル1
02bを炉床113から浮かせて支持する加熱サポート
108は、高温の燃焼室103からの輻射と通過する燃
焼ガスに晒されるため高温酸化を受け易い。
Also, the inner coil 102a and the middle coil 1
The heating support 108 that supports the 02b by floating it from the hearth 113 is easily exposed to high-temperature oxidation because it is exposed to the radiation from the high-temperature combustion chamber 103 and the passing combustion gas.

【0012】更に、輸送時の振動などによってコイルの
芯位置がずれる虞があるのでコイルとコイルとの間の間
隔を保つための養生が必要となる。また、自重や振動な
どでコイルのピッチずれ(径方向へのずれに因る)が生
じ凹凸が生ずる虞があるので鋼棒などのスペーサをコイ
ルの側面に溶接する手間とコストを必要とする。
Further, since there is a possibility that the core position of the coil may be shifted due to vibration during transportation or the like, it is necessary to cure the coil so as to maintain the interval between the coils. Further, coil pitch deviation (due to deviation in the radial direction) may occur due to its own weight or vibration, and irregularities may occur. Therefore, the time and cost for welding a spacer such as a steel rod to the side surface of the coil is required.

【0013】更に、バーナの近くに火炎による局所的高
温域が発生することから、この局所的高温域に合わせて
炉内温度を設定せざるを得ず、炉内温度が限界温度(コ
イルの焼損を招く温度)よりもかなり低いものとなって
いる。このため、輻射伝熱量が低くなり、対流伝熱部を
含めて伝熱面積を大きくせざるを得ず、炉体が大型化す
る問題がある。
Further, since a local high-temperature region is generated near the burner due to the flame, the furnace temperature must be set in accordance with the local high-temperature region. ). For this reason, the amount of radiant heat transfer is reduced, and the heat transfer area including the convection heat transfer portion must be increased, resulting in a problem that the furnace body becomes large.

【0014】そこで、本発明は、低設備コストでかつラ
ンニングコストも低くできる熱媒体ヒータシステムを提
供することを目的とする。また、本発明はダウンサイジ
ングを可能とする熱媒体ヒータシステムを提供すること
を第2の目的とする。さらに本発明はメンテナンスを容
易にする熱媒体ヒータシステムを提供することを第3の
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a heating medium heater system capable of reducing equipment costs and running costs. It is a second object of the present invention to provide a heating medium heater system that enables downsizing. It is a third object of the present invention to provide a heating medium heater system that facilitates maintenance.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、チューブで連結されたユー
ザと熱媒体ヒータとの間を循環する油などの熱媒体を介
して被加熱物を間接的に加熱する熱媒体ヒータシステム
において、炉体と、該炉体の内壁面に沿って配置される
1重のコイル状の加熱管と、蓄熱体を備えると共に該蓄
熱体を通して燃焼用空気の供給及び燃焼ガスの排出を行
う一方、蓄熱体に対する燃焼ガス及び燃焼用空気の流れ
を相対的に切替えて燃焼ガスの熱で加熱された蓄熱体を
通して燃焼用空気を混合気の自己着火温度以上の高温に
予熱して供給するようにした蓄熱型バーナシステムを少
なくとも1システム以上配置した輻射伝熱部のみから成
る熱媒体ヒータを備えるようにしている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that the object to be heated is heated via a heat medium such as oil circulating between a user and a heat medium heater connected by a tube. A heat medium heater system for indirectly heating an object includes a furnace body, a single coil-shaped heating tube arranged along an inner wall surface of the furnace body, and a heat storage body, and a heat storage body through the heat storage body. While the air is supplied and the combustion gas is discharged, the flow of the combustion gas and the combustion air to the regenerator is relatively switched, and the combustion air passes through the regenerator heated by the heat of the combustion gas, and the self-ignition temperature of the air-fuel mixture. A heat medium heater comprising only a radiant heat transfer section in which at least one or more heat storage type burner systems are preheated and supplied to the high temperature as described above is provided.

【0016】したがって、ユーザと熱媒体ヒータとの間
を循環する熱媒体は、熱媒体ヒータの1重コイル内を通
過する間に、限界温度近くの高温でかつ炉内温度偏差の
少ない均一温度場からの輻射伝熱によって加熱され、む
らなくかつ高い伝熱量によって容易に所望の温度にまで
昇温される。
Therefore, the heat medium circulating between the user and the heat medium heater is heated to a uniform temperature field near the limit temperature and with a small furnace temperature deviation while passing through the single coil of the heat medium heater. And is easily heated to a desired temperature by an even and high heat transfer amount.

【0017】即ち、蓄熱体から得た熱によって、空気温
度が混合気の自己着火温度以上の高温例えば700℃以
上に予熱されると、バーナスロートから噴射する空気の
流速を高流速例えば従来燃焼の数倍(例えば60m/s
〜100m/sあるいはそれ以上)にしても、燃焼用空
気そのものが燃料(混合気)の自己着火温度以上である
ため、燃料と接触したところで燃焼を開始することとな
る。このことは、空気速度を増して炉内循環が活発にさ
れることにより、循環流と空気の混合気中の酸素濃度が
如何に低くなったとしても、空気温度が混合気の自己着
火温度以上の温度を越える領域では燃焼の安定性は保た
れることを意味している。この循環流の増加は、炉内ガ
スの流動を活発にして炉内燃焼ガスの温度を平均化す
る。これによって、従来燃焼のような局部過熱の恐れが
なく、その局部過熱に合わせて燃焼を制御する必要もな
く、燃焼室内平均温度を限界温度近くまで高めることが
可能となって伝熱量を大幅に増大できると共に、炉内温
度偏差の少ない均一温度場を形成できる。ここで、蓄熱
型バーナシステムとしては、対をなすバーナを短時間に
交互に燃焼させる交互燃焼方式でも、蓄熱体を回転させ
ることによって該蓄熱体に対する燃焼ガス及び燃焼用空
気の流れを相対的に切り替えて同じバーナを連続的に燃
焼させる連続燃焼式でもいずれでも実施可能である。対
をなすバーナを短時間に交互に燃焼させると、火炎位置
が頻繁に移り変わる非定在火炎となりチューブ内温度分
布がより均一化できる。このため、1重コイルだけから
成る輻射伝熱部だけで必要とする温度・量の熱媒体を確
保できる。一方、高温のまま他方のバーナを経て燃焼室
外へ排気される燃焼ガスは、蓄熱体においてその熱が回
収されることによって比較的低温とされて大気中に排気
され、回収された熱は燃焼用空気の予熱に使われて再び
燃焼室内へ戻される。
That is, when the air temperature is preheated to a high temperature higher than the self-ignition temperature of the air-fuel mixture, for example, 700 ° C. or higher, the flow rate of the air injected from the burner throat is increased at a high flow rate, for example, in the conventional combustion. Several times (for example, 60 m / s
(100 m / s or more), the combustion air itself is at or above the self-ignition temperature of the fuel (air-fuel mixture), so that combustion starts when it comes into contact with the fuel. This means that no matter how low the oxygen concentration in the air-fuel mixture of the circulating flow and the air becomes, the air temperature is higher than the self-ignition temperature of the air-fuel mixture by increasing the air velocity and activating the furnace circulation. It means that the stability of combustion is maintained in the temperature range above the temperature. This increase in the circulating flow activates the flow of the furnace gas and averages the temperature of the furnace combustion gas. As a result, there is no danger of local overheating as in conventional combustion, there is no need to control combustion in accordance with the local overheating, and it is possible to raise the average temperature in the combustion chamber to near the limit temperature, greatly increasing the amount of heat transfer. A uniform temperature field with a small furnace temperature deviation can be formed while increasing the temperature. Here, in the regenerative burner system, even in an alternating combustion method in which the paired burners are alternately burned in a short time, the flow of the combustion gas and the combustion air to the regenerator is relatively controlled by rotating the regenerator. Any of the continuous combustion types in which the same burner is continuously burned by switching can be used. When the paired burners are alternately burned in a short time, the flame becomes a non-standing flame in which the flame position changes frequently, and the temperature distribution in the tube can be made more uniform. Therefore, the heat medium of the required temperature and amount can be secured only by the radiant heat transfer section composed of only the single coil. On the other hand, the combustion gas exhausted to the outside of the combustion chamber through the other burner at a high temperature is cooled to a relatively low temperature by collecting the heat in the regenerator, and is exhausted to the atmosphere. It is used to preheat the air and returned to the combustion chamber again.

【0018】また、燃焼ガスの炉内循環が活発になるこ
とにより、局部過熱を防ぎ炉内温度の平坦化を可能にす
ると共に低酸素濃度で燃焼させるため、NOxを大幅に
低減することを可能とする。
Further, since the combustion gas in the furnace is actively circulated, local overheating is prevented, the furnace temperature can be flattened, and combustion is performed at a low oxygen concentration, so that NOx can be significantly reduced. And

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施形態に基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail based on an embodiment shown in the drawings.

【0020】図1に本発明の熱媒体ヒータシステムの熱
媒体ヒータの一例を原理図で示す。熱媒体ヒータシステ
ムは、ユーザと熱媒体ヒータとの間を連結して熱媒体を
循環させるチューブと循環ポンプ並びに熱媒体ヒータと
から主に構成され、油などの熱媒体を介して被加熱物を
間接的に加熱するものである。
FIG. 1 is a principle view showing an example of a heat medium heater of the heat medium heater system of the present invention. The heat medium heater system mainly includes a tube, a circulation pump, and a heat medium heater that connect the user and the heat medium heater to circulate the heat medium, and heat the object to be heated through a heat medium such as oil. Indirect heating.

【0021】この熱媒体ヒータシステムの熱媒体ヒータ
1は、炉体4と、該炉体4の内壁面に沿って配置される
1重のコイル状の加熱管2と、少なくとも1システム以
上の蓄熱型バーナシステム5とを備え、燃焼ガスを高温
のまま燃焼室(炉内)3から排気するようにして主に輻
射伝熱によってコイル2内を流れる熱媒体を加熱するよ
うに構成されている。
The heat medium heater 1 of this heat medium heater system includes a furnace body 4, a single coil-shaped heating tube 2 arranged along the inner wall surface of the furnace body 4, and a heat storage system for at least one system. The burner system 5 is provided so as to exhaust the combustion gas from the combustion chamber (inside the furnace) 3 at a high temperature so as to heat the heat medium flowing in the coil 2 mainly by radiant heat transfer.

【0022】炉体4は、特に限定されるものではない
が、保温材を充填した筒状ケーシングから成り、両端開
口を耐火材製の炉頂部7並びに炉床部9で塞ぎ、これら
を架台24で支持するようにしている。尚、炉床部9に
は点検などのために燃焼室3内に作業者が出入りするた
めのマンホール22が設けられている。このマンホール
22はマンホール蓋23によって通常は塞がれている。
Although not particularly limited, the furnace body 4 is formed of a cylindrical casing filled with a heat insulating material, and the openings at both ends are closed by a furnace top 7 and a furnace floor 9 made of a refractory material. I support it. The hearth 9 is provided with a manhole 22 for an operator to enter and exit the combustion chamber 3 for inspection and the like. The manhole 22 is normally closed by a manhole cover 23.

【0023】コイル2は、必要に応じて所定長さのチュ
ーブを溶接などで繋いだものを隙間なくコイル状に巻き
上げたもので、筒状ケーシング4の壁面に沿って配設さ
れている。この1重のコイル2は、通常複数のパス例え
ば本実施形態の場合には3パスの管を単一の巻き径で順
次巻き上げて全体として1重のコイルを構成するように
されている。そして、炉外に設けられたヘッダ6i,6
oにそれぞれ接続されている。したがって、ユーザから
還流してきた熱媒体は入り口側ヘッダ6iで3つの流れ
に分配されてから炉体内を流れ、出口側へッダ6oで再
び合流されて1つの流れにしてユーザに供給される。こ
のとき、3パスの熱媒体は単一の巻き径の1重コイルと
して流れるため均一に加熱される。また、単一径のコイ
ルしか使用されず筒状ケーシング4内へ単に入れば良い
ため、巻き上げ作業後の矯正は必要ないかあるいはそれ
ほど精度を要しない矯正で十分である。尚、コイル2は
炉床9に埋設された加熱管サポート8に支持されてい
る。
The coil 2 is formed by winding a tube of a predetermined length connected by welding or the like as necessary and winding it up in a coil shape without any gap, and is disposed along the wall surface of the cylindrical casing 4. The single coil 2 is configured so that a single coil is generally formed by sequentially winding up a plurality of paths, for example, three-pass tubes in the present embodiment with a single winding diameter. Then, headers 6i, 6 provided outside the furnace
o. Therefore, the heat medium returned from the user is distributed into three flows at the entrance side header 6i, flows through the furnace, is reunited at the outlet side with the header 6o, and is supplied to the user as one flow. At this time, since the heat medium of three passes flows as a single coil having a single winding diameter, it is uniformly heated. In addition, since only a single-diameter coil is used and it is sufficient to simply enter the inside of the cylindrical casing 4, correction after the winding operation is not necessary or correction that does not require much accuracy is sufficient. The coil 2 is supported by a heating tube support 8 embedded in a hearth 9.

【0024】1組の蓄熱型バーナシステム5は、蓄熱体
12を備えると共に該蓄熱体12を通して燃焼用空気の
供給及び燃焼ガスの排出を行う一方、蓄熱体12に対す
る燃焼ガス及び燃焼用空気の流れを相対的に切替えて燃
焼ガスの熱で加熱された蓄熱体12を通して燃焼用空気
を混合気の自己着火温度以上の高温に予熱して供給する
ように構成されている。この蓄熱型バーナシステム5
は、コイル2が配置された炉壁を除いた部分例えば炉頂
部7あるいは炉床部9に設置され、コイル2の内方の空
間3を燃焼室として燃焼させ、主に輻射伝熱によって周
囲のコイル2を加熱するように構成されている。この実
施例の場合、蓄熱体12を備える2基1組のバーナ1
0、10で構成される蓄熱型バーナシステム5を炉頂部
7に少なくとも1システム搭載し、1組のバーナ10,
10を交互に燃焼させると共にその燃焼ガスを燃焼させ
ていない方のバーナのエアスロート14及び蓄熱体12
を経て排出させるようにしている。ここで、炉床9へ向
けて噴射される燃焼ガスは炉床9付近で反転上昇した後
に燃焼していないバーナから排気される。
A set of regenerative burner systems 5 includes a regenerator 12 and supplies combustion air and discharges combustion gas through the regenerator 12, while flowing the combustion gas and combustion air to the regenerator 12. And the combustion air is preheated to a temperature higher than the self-ignition temperature of the air-fuel mixture and supplied through the regenerator 12 heated by the heat of the combustion gas. This heat storage type burner system 5
Is installed in a part other than the furnace wall where the coil 2 is arranged, for example, in the furnace top 7 or the hearth 9, and the space 3 inside the coil 2 is burned as a combustion chamber, and the surroundings are mainly heated by radiant heat transfer. It is configured to heat the coil 2. In the case of this embodiment, a set of two burners 1 provided with a heat storage body 12
At least one regenerative burner system 5 composed of 0, 10 is mounted on the furnace top 7, and one set of burners 10,
10 and an air throat 14 and a heat storage body 12 of a burner which does not burn the combustion gas.
To be discharged. Here, the combustion gas injected toward the hearth 9 reverses and rises in the vicinity of the hearth 9, and is then exhausted from the non-burning burner.

【0025】ここで、蓄熱型バーナシステム5は、例え
ば各バーナ10のウィンドボックス11を1つの四方弁
16にダクト19を介してそれぞれ接続し、更に四方弁
16が燃焼用空気を供給する給気ブロワ18及び燃焼ガ
スを排出する排気ブロワ17にダクト19,21を介し
て接続され、四方弁16の切り換えによって一対のバー
ナ10,10の一方を給気ブロワ18に他方を排気ブロ
ワ17に選択的に接続し、蓄熱体12を通して燃焼用空
気の供給及び燃焼ガスの排出を図るように設けられてい
る。更に、燃料は図示していない三方弁などを介してい
ずれか一方のバーナ10,10の燃料ノズル13から選
択的に噴射されるように設けられている。尚、符号15
はバーナタイルである。また、本実施形態では四方弁1
6を使って給気と排気を選択的に切り換え可能としてい
るがこれに特に限定されるものではなく、各エアスロー
ト14に内装された蓄熱体12の直ぐ後に三方弁を接続
して各バーナ毎に同期させて給気と排気とを切り換える
ようにしても良い。
Here, in the regenerative burner system 5, for example, the wind box 11 of each burner 10 is connected to one four-way valve 16 via a duct 19, and the four-way valve 16 supplies air for combustion. The four-way valve 16 is connected to a blower 18 and an exhaust blower 17 that discharges combustion gas via ducts 19 and 21. One of the pair of burners 10 and 10 is selectively connected to the supply blower 18 and the other is selected to the exhaust blower 17 by switching the four-way valve 16. To supply combustion air and discharge combustion gas through the regenerator 12. Further, the fuel is provided so as to be selectively injected from a fuel nozzle 13 of one of the burners 10, 10 via a three-way valve or the like (not shown). Note that reference numeral 15
Is a burner tile. In the present embodiment, the four-way valve 1
6, the air supply and the exhaust can be selectively switched. However, the present invention is not limited to this. A three-way valve is connected immediately after the heat storage body 12 provided in each air throat 14 to connect each burner. The air supply and the exhaust may be switched in synchronization with each other.

【0026】本実施例では、燃料ノズル13,13はエ
アスロート14を形成する耐火物のウィンドボックス1
1の中央に、空気吹き出し方向に沿って貫通するように
配置されているがこれに特に限定されずウィンドボック
スの前方の内周面から燃料を噴射するように設けてエア
スロート14を流れる燃焼用空気の流れに対して燃料が
交差するようにしても良いし、バーナタイル15の外か
ら炉内へ直接燃料が噴射されるように設置しても良い。
燃料ノズル13,13は少なくとも1本埋設されておれ
ば足りるが、2本以上を円周方向に等間隔をあけて配置
するようにして均等噴射させるようにしてもよい。尚、
燃料としては液体燃料やガス燃料に特に限定されず、微
粉炭燃料等も使用可能である。また、燃料ノズルの配置
や構造等についても特に限定を受けるものではなく、例
えば燃料をウィンドボックス11内の手前側とエアスロ
ート14の出口付近ないしバーナタイル15の外とに2
段供給し、燃料の一部と燃焼用空気の全量で一次燃焼さ
せた後に燃焼ガス中の残存酸素と燃料の残りとで二次燃
焼させるようにしても良い。
In this embodiment, the fuel nozzles 13 and 13 are provided with a refractory wind box 1 forming an air throat 14.
1 is provided at the center of the air box so as to penetrate in the air blowing direction, but is not particularly limited thereto. The fuel tank is provided so as to inject fuel from the inner peripheral surface in front of the wind box and is used for combustion flowing through the air throat 14. The fuel may intersect with the flow of air, or the fuel may be directly injected into the furnace from outside the burner tile 15.
It is sufficient that at least one fuel nozzle 13 is buried, but two or more fuel nozzles 13 may be arranged at equal intervals in the circumferential direction to perform uniform injection. still,
The fuel is not particularly limited to liquid fuel or gas fuel, and pulverized coal fuel or the like can be used. The arrangement and structure of the fuel nozzles are not particularly limited. For example, the fuel is supplied to the near side in the wind box 11 and the vicinity of the exit of the air throat 14 or outside the burner tile 15.
The fuel may be supplied stepwise, may be subjected to primary combustion with a part of the fuel and the entire amount of combustion air, and then may be subjected to secondary combustion with residual oxygen in the combustion gas and the remainder of the fuel.

【0027】また、蓄熱体12としては、燃焼排ガスが
通過する際にその顕熱を奪い取り常温から200℃程度
の比較的低温まで排気温度を下げ得るものであればその
構造や組成、形状などには関係なく使用可能であるが、
特にファインセラミックスなどで成形されたハニカム構
造の筒状体や多孔金属板あるいは多孔セラミック板など
の板材を積層した物などの使用が好ましい。この場合、
1方向の貫通孔が存在するため圧損が極めて少なくブロ
ワ能力を上げずに炉内へ噴出する燃焼用空気を高速化す
ることができる。
The structure, composition, shape, etc. of the regenerator 12 may be any as long as it can remove the sensible heat of the flue gas when passing through it and lower the exhaust temperature from room temperature to a relatively low temperature of about 200 ° C. Can be used regardless of
In particular, it is preferable to use a honeycomb-shaped tubular body formed of fine ceramics or the like or a laminate of plate materials such as a porous metal plate or a porous ceramic plate. in this case,
The presence of the unidirectional through-holes makes it possible to increase the speed of combustion air injected into the furnace without increasing pressure loss due to extremely low pressure loss.

【0028】以上のように構成されているので、一対の
蓄熱型バーナ10,10を交互に燃焼させ、その燃焼ガ
スを燃焼させていないバーナのエアスロート14、蓄熱
体12を介して排気し、蓄熱体12で燃焼ガスの排熱を
回収する。一定時間経過後、燃焼を停止していた反対側
のバーナを燃焼させてそれまで燃焼させていたバーナの
蓄熱体12を通して燃焼ガスを排出する。他方、燃焼用
空気は停止していたバーナ10の蓄熱体12に蓄えられ
た熱を拾って、混合気の自己着火温度以上の高温例えば
700〜1,000℃の高温に予熱されて供給される。
この温度は燃料あるいは混合気の自己着火温度以上の高
温である。このため、高速で炉内へ噴射されても、火炎
が吹き消えることがない。そこで、例えば、燃焼用空気
は定格燃焼時において60m/s〜100m/sあるい
は100m/s以上の流速で噴射しても燃焼可能であ
る。これにより燃焼室内での燃焼ガスの循環は活発にな
り、よく撹拌されて燃焼室炉内温度が平坦化されると共
に燃焼用空気の流れに随伴される燃焼ガス量が増えて混
合気の酸素濃度が大幅に低下する。そして、混合気の自
己着火温度以上の高温でかつ低酸素濃度の燃焼用空気と
燃料とが接触した所で酸化発熱反応を開始する。また、
炉内温度の平坦化に伴い限界温度近くまで炉内温度を上
げることができるので伝熱量の増加が図られ、輻射伝熱
部のみで熱媒体を所望の温度に加熱するのに必要とする
伝熱量を確保することができる。加えて、燃焼ガスと排
ガスの自己再循環が燃焼室内に発生する強循環によって
形成されるために、低酸素濃度下に燃料と燃焼用空気と
が接触したところで燃焼を開始する緩慢燃焼を起こす。
この燃焼は局所的高温域の発生がなく温度偏差の少ない
均一な温度場を形成するためNOxの発生が極めて少な
い。しかも、局所的高温域がないため限界温度近くまで
平均温度を上げることが可能となる。
With the above construction, the pair of regenerative burners 10, 10 are burned alternately, and the combustion gas is exhausted through the air throat 14 and the regenerator 12 of the unburned burner. Exhaust heat of the combustion gas is recovered by the heat storage unit 12. After a lapse of a predetermined time, the burner on the opposite side where the combustion has been stopped is burned, and the combustion gas is discharged through the heat storage body 12 of the burner that has been burning until then. On the other hand, the combustion air picks up the heat stored in the regenerator 12 of the burner 10 which has been stopped, and is supplied after being preheated to a high temperature higher than the self-ignition temperature of the air-fuel mixture, for example, a high temperature of 700 to 1,000 ° C. .
This temperature is higher than the self-ignition temperature of the fuel or the mixture. Therefore, even if the flame is injected into the furnace at a high speed, the flame does not blow out. Therefore, for example, combustion air can be burned even when injected at a flow rate of 60 m / s to 100 m / s or 100 m / s or more during rated combustion. As a result, the circulation of combustion gas in the combustion chamber becomes active, and the temperature of the combustion chamber is flattened and the temperature of the furnace inside the combustion chamber is leveled, and the amount of combustion gas accompanying the flow of combustion air increases. Is greatly reduced. Then, the oxidation exothermic reaction is started at a place where the combustion air having a high temperature equal to or higher than the self-ignition temperature of the air-fuel mixture and having a low oxygen concentration comes into contact with the fuel. Also,
Since the furnace temperature can be raised to near the limit temperature with the flattening of the furnace temperature, the amount of heat transfer is increased, and the heat transfer required to heat the heat medium to the desired temperature only by the radiant heat transfer section is achieved. The amount of heat can be secured. In addition, since the self-recirculation of the combustion gas and the exhaust gas is formed by the strong circulation generated in the combustion chamber, slow combustion starts when the fuel and the combustion air come into contact with each other under a low oxygen concentration.
This combustion does not generate a local high-temperature region and forms a uniform temperature field with a small temperature deviation, so that the generation of NOx is extremely small. In addition, since there is no local high temperature region, it is possible to increase the average temperature to near the limit temperature.

【0029】ここで、燃焼と排気の切替えは、適宜間隔
例えば10秒〜2分間隔、より好ましくは20秒〜40
秒間隔に行なうか、排出される燃焼ガスが制御温度例え
ば200℃程度となったときに行なう。したがって、対
流伝熱部を設けなくとも十分に熱を利用することが可能
となる。しかも、温度平坦化に伴い局所的高温域がなく
なる分だけ炉内温度を上げることができるので伝熱量の
増加が図れ、熱媒体のコーキングを招くことなく高温化
を可能とする。
Here, the switching between combustion and exhaust is performed at appropriate intervals, for example, at intervals of 10 seconds to 2 minutes, and more preferably at intervals of 20 seconds to 40 minutes.
This is performed at intervals of seconds or when the discharged combustion gas reaches a control temperature, for example, about 200 ° C. Therefore, it is possible to sufficiently utilize heat without providing a convection heat transfer unit. In addition, since the temperature in the furnace can be increased by the extent that the local high-temperature region disappears due to the temperature flattening, the amount of heat transfer can be increased, and the temperature can be increased without causing coking of the heat medium.

【0030】一方、熱媒体は、1重コイル2の上方から
3パスに分けられて供給されコイル2内を流下する間に
加熱され、ユーザで失った分の熱を回復してから炉外へ
取り出される。そして、出口側ヘッダで3パス分の熱媒
体の流れが合わせられてから再びユーザ側へ供給され
る。
On the other hand, the heat medium is supplied in three passes from above the single coil 2 and is heated while flowing down the coil 2 to recover the heat lost by the user and then to the outside of the furnace. Taken out. Then, the flow of the heat medium for three passes is adjusted at the outlet side header, and then supplied to the user again.

【0031】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施形態においては、同じ壁面に1組の
バーナを搭載するようにしているが、異なる面例えば炉
頂部7と炉床部9との間で対向させて1組のバーナを配
置するようにしても良い。即ち、炉頂部7から炉床部9
に向けてあるいはその逆に炉床部9から炉頂部7に向け
て交互に燃焼ガスが流れるようにしても良い。また、熱
媒体ヒータ1は、図1に示すような竪型には限られず、
図示していないが横型とすることも可能である。この横
型の熱媒体ヒータの場合、熱媒体はコイル状の加熱管2
を流れながら全体に水平方向に移動し、これに沿って燃
焼ガス及び火炎も形成される。更には、本実施形態の蓄
熱型バーナシステム5は、固定的な蓄熱体12に対し燃
焼ガスと燃焼用空気との流れを交互に通過させることに
よって1組のバーナ10,10の燃焼を切替える交互燃
焼システムを構成しているが、場合によっては蓄熱体を
回転させることによって蓄熱体に対する燃焼ガス及び燃
焼用空気の流れを相対的に切替えることにより燃焼する
バーナを一定とする、即ち連続燃焼式のリジェネバーナ
とするようにしても良い。この場合には、例えば排気専
用ポートと1基のバーナとを設け、バーナの燃焼で発生
した燃焼ガスを排気専用ポートから主に排出し、これら
の間に回転蓄熱体を配置することによって燃焼用空気と
排ガスとの蓄熱体に対する流れを相対的に切り換えるよ
うにする。
The above embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, one set of burners is mounted on the same wall surface, but one set of burners is arranged to face different surfaces, for example, between the furnace top 7 and the hearth 9. You may do it. That is, from the furnace top 7 to the hearth 9
The combustion gas may alternately flow from the hearth 9 to the furnace top 7 toward the furnace or vice versa. Further, the heating medium heater 1 is not limited to the vertical type as shown in FIG.
Although not shown, a horizontal type is also possible. In the case of this horizontal heating medium heater, the heating medium is a coiled heating tube 2.
, While moving in the horizontal direction as a whole, along which combustion gases and flames are also formed. Further, the regenerative burner system 5 according to the present embodiment alternately switches the combustion of one set of burners 10 and 10 by passing the flow of the combustion gas and the combustion air through the stationary regenerator 12 alternately. Although the combustion system is configured, in some cases, by rotating the regenerator, the flow of combustion gas and combustion air relative to the regenerator is relatively switched to keep the burner burning constant, that is, a continuous combustion type. You may make it a regenerating burner. In this case, for example, an exhaust-only port and one burner are provided, and the combustion gas generated by the combustion of the burner is mainly exhausted from the exhaust-only port, and a rotary regenerator is arranged between these ports for combustion. The flow of air and exhaust gas relative to the regenerator is switched relatively.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1記載の熱媒体ヒータシステムによれば、1重管なの
で、コイルに巻き上げた後の矯正が不要となる。更に矯
正用治具が不要となると共にコイル毎の作業の段取りを
変える必要がない。このため、コイル製作費で約30
%、製作期間で約50%を減らすことができ、大幅にコ
スト低減できる。
As is clear from the above description, according to the heat medium heater system of the first aspect, since it is a single tube, it is not necessary to perform the correction after winding the coil. Further, a correction jig is not required, and there is no need to change the work setup for each coil. Therefore, the cost of coil production is about 30
% And the production period can be reduced by about 50%, and the cost can be greatly reduced.

【0033】また、本発明によれば、単一のコイルであ
り、コイルが炉体内壁に直接支持されてコイルの内方の
燃焼室に開口する排気口例えば対を成すバーナのうちの
燃焼していない方のバーナのエアスロートから排気され
るので、コイルの背後に煙道口と繋がる流路(対流伝熱
部)を形成する必要がなく、シンプルで据付面積が小さ
な構造となり小型化が可能であると共にショートパスの
問題がなくなりシール構造が不要となる。
According to the present invention, there is provided a single coil, wherein the coil is directly supported on the inner wall of the furnace and is opened to a combustion chamber inside the coil, for example, a burner of a pair of burners. Since the air is exhausted from the air throat of the burner that is not used, there is no need to form a flow path (convection heat transfer section) connected to the flue port behind the coil, and it is a simple, small installation area and can be downsized. In addition, the problem of the short path is eliminated and the seal structure is not required.

【0034】また、コイルの全てが燃焼室に露出してい
るので、掃除および保守が容易であると共に溶接部が目
視できるので安全性が高まる。加えて、コイルを支持す
る加熱管サポートも耐火材の炉床に埋設できるので高温
酸化腐食を受けない。
Further, since all of the coils are exposed to the combustion chamber, cleaning and maintenance are easy, and safety is enhanced because the welded portion can be visually observed. In addition, the heating tube support supporting the coil can be buried in the refractory hearth so that it is not subject to high-temperature oxidative corrosion.

【0035】加えて、1重コイルであるため、コイル間
の間隔を保持するための輸送時の養生が不要であると共
に、コイルのピッチずれを防ぐための鋼棒などのスペー
サも必要なくなりその分の溶接の手間やコストが必要な
くなる。
In addition, since the coil is a single coil, curing during transportation for maintaining the interval between the coils is not required, and a spacer such as a steel bar for preventing a coil pitch shift is not required. No need for welding time and cost.

【0036】更に、本発明の熱媒体ヒータシステムは、
限界温度近くの高温の燃焼ガスからの輻射伝熱によって
のみ熱媒体が加熱されるため小さな伝熱面面積でも伝熱
量を大幅に増大することができ、必要とする温度の熱媒
体量を小さな伝熱面積の輻射伝熱部だけで確保できる。
例えば、従来の熱媒体ヒータシステムに比べて同じ熱媒
体量を得る場合には、約30%以上伝熱面積を小さくで
きる。
Further, the heat medium heater system according to the present invention includes:
Since the heat medium is heated only by the radiant heat transfer from the high temperature combustion gas near the limit temperature, the heat transfer amount can be significantly increased even with a small heat transfer surface area, and the heat transfer amount at the required temperature can be reduced. It can be secured only by the radiant heat transfer part of the heat area.
For example, when obtaining the same amount of heat medium as compared with the conventional heat medium heater system, the heat transfer area can be reduced by about 30% or more.

【0037】しかも、混合気の自己着火温度以上の高温
に予熱された燃焼用空気を蓄熱体を利用して燃焼排ガス
の熱から得るようにしているので、燃焼用空気の炉内へ
の噴射速度の高速化により炉内ガスの流動を活発にして
炉内燃焼ガスの温度を平均化できる。このため、従来燃
焼のような局部過熱の恐れがなく、その局部過熱に合わ
せて燃焼を制御する必要もなく、燃焼室内平均温度を限
界温度近くまで加熱可能となる。したがって、炉内温度
偏差の少ない均一温度場を形成して1重コイルを均一加
熱できるため、加熱むらが少なく、熱媒体の寿命が長く
なると共にコーキングの虞が少なくなる。特に、請求項
2記載の発明によれば、対をなすバーナを短時間に交互
に燃焼させると、火炎位置が頻繁に移り変わる非定在火
炎となりチューブ内温度分布がより均一化できる。
In addition, since the combustion air preheated to a high temperature equal to or higher than the self-ignition temperature of the air-fuel mixture is obtained from the heat of the combustion exhaust gas by using the regenerator, the injection speed of the combustion air into the furnace is increased. By increasing the speed of the furnace, the flow of the gas in the furnace is activated and the temperature of the combustion gas in the furnace can be averaged. For this reason, there is no danger of local overheating unlike conventional combustion, there is no need to control combustion in accordance with the local overheating, and the average temperature in the combustion chamber can be heated to near the limit temperature. Therefore, since a single coil can be uniformly heated by forming a uniform temperature field with a small temperature deviation in the furnace, uneven heating is reduced, the life of the heat medium is prolonged, and the risk of coking is reduced. In particular, according to the second aspect of the present invention, if the paired burners are alternately burned in a short time, the flame becomes a non-standing flame in which the flame position changes frequently, and the temperature distribution in the tube can be made more uniform.

【0038】また、本発明の熱媒体ヒータシステムは、
熱媒体の加熱に使われる熱量以外の大部分の熱は蓄熱体
を介して回収され高温燃焼用空気として再び燃焼室内へ
戻されるため、熱効率を85%以上に上げることがで
き、従来の熱媒体ヒータシステムよりも10%以上の熱
効率の改善が可能となる。
Further, the heating medium heater system of the present invention
Most of the heat other than the heat used to heat the heat medium is recovered via the heat storage medium and returned to the combustion chamber again as high-temperature combustion air, so that the heat efficiency can be increased to 85% or more. The thermal efficiency can be improved by 10% or more compared to the heater system.

【0039】更に、本発明の熱媒体ヒータシステムによ
れば、局部過熱を防ぎ炉内温度の平坦化を可能にすると
共に低酸素濃度で燃焼させるため、NOxを大幅に低減
することを可能とする。更に、チューブ加熱温度差が小
さく、チューブへの熱応力も減少しチューブの延命に効
果的となる。
Further, according to the heat medium heater system of the present invention, since local overheating is prevented, the temperature in the furnace can be flattened, and combustion is performed at a low oxygen concentration, NOx can be greatly reduced. . Further, the difference in tube heating temperature is small, and the thermal stress on the tube is reduced, which is effective in extending the life of the tube.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の熱媒体ヒータシステムの熱媒体ヒータ
の一実施形態を示す中央縦断面図である。
FIG. 1 is a central longitudinal sectional view showing one embodiment of a heat medium heater of a heat medium heater system of the present invention.

【図2】熱媒体ヒータシステムの概略構造を示す概略原
理説明図である。
FIG. 2 is a schematic principle explanatory view showing a schematic structure of a heat medium heater system.

【図3】従来の熱媒体ヒータシステムの熱媒体ヒータを
示す中央縦断面図である。
FIG. 3 is a central longitudinal sectional view showing a heat medium heater of a conventional heat medium heater system.

【図4】コイルのピッチずれを説明する図面で、(A)
はずれている状態を、(B)は修正後の状態を示す。
FIG. 4 is a drawing for explaining a pitch shift of a coil, and FIG.
(B) shows the state after the correction, and (B) shows the state after the correction.

【図5】コイルの芯ずれを説明する図面である。FIG. 5 is a view for explaining misalignment of a coil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 熱媒体ヒータ 2 コイル(加熱管) 3 燃焼室(輻射伝熱部) 4 筒状ケーシング(炉体) 5 蓄熱型バーナシステム 7 炉頂部 9 炉床部 10 バーナ 12 蓄熱体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat medium heater 2 Coil (heating tube) 3 Combustion chamber (radiant heat transfer part) 4 Cylindrical casing (furnace body) 5 Heat storage type burner system 7 Furnace top 9 Furnace floor 10 Burner 12 Heat storage body

フロントページの続き (72)発明者 長谷川 敏明 神奈川県横浜市鶴見区尻手2丁目1番53号 日本ファーネス工業株式会社内 (72)発明者 吉野 重行 東京都豊島区高田3−29−5 Fターム(参考) 3K023 QA18 QB02 QB13 QC07 SA01 3L071 BC01 Continuation of the front page (72) Inventor Toshiaki Hasegawa 2-53-1, Shirite, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Japan Furnace Industries Co., Ltd. (72) Inventor Shigeyuki Yoshino 3-29-5 Takada, Toshima-ku, Tokyo F-term ( Reference) 3K023 QA18 QB02 QB13 QC07 SA01 3L071 BC01

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チューブで連結されたユーザと熱媒体ヒ
ータとの間を循環する油などの熱媒体を前記熱媒体ヒー
タで加熱昇温させることによって前記ユーザの被加熱物
を間接的に加熱する熱媒体ヒータシステムにおいて、前
記熱媒体ヒータは、炉体と、該炉体の内壁面に沿って配
置される1重のコイル状の加熱管と、蓄熱体を備えると
共に該蓄熱体を通して燃焼用空気の供給及び燃焼ガスの
排出を行う一方、前記蓄熱体に対する燃焼ガス及び燃焼
用空気の流れを相対的に切替えて燃焼ガスの熱で加熱さ
れた蓄熱体を通して燃焼用空気を混合気の自己着火温度
以上の高温に予熱して供給するようにした蓄熱型バーナ
システムを少なくとも1システム以上配置した輻射伝熱
部のみから成ることを特徴とする熱媒体ヒータシステ
ム。
A heating medium such as oil circulating between a user and a heating medium heater connected by a tube is heated and heated by the heating medium heater to indirectly heat an object to be heated by the user. In the heat medium heater system, the heat medium heater includes a furnace body, a single coil-shaped heating tube disposed along an inner wall surface of the furnace body, and a heat storage body, and air for combustion passes through the heat storage body. Supply and discharge of the combustion gas, while the flow of the combustion gas and the combustion air to the regenerator is relatively switched so that the combustion air passes through the regenerator heated by the heat of the combustion gas and the self-ignition temperature of the mixture. A heat medium heater system comprising only a radiant heat transfer section in which at least one or more regenerative burner systems configured to preheat and supply to a high temperature are arranged.
【請求項2】 前記蓄熱型バーナシステムは、対をなす
バーナを短時間に交互に燃焼させるものであることを特
徴とする請求項1記載の熱媒体ヒータシステム。
2. The heat medium heater system according to claim 1, wherein the heat storage type burner system burns a pair of burners alternately in a short time.
【請求項3】 前記蓄熱型バーナシステムは、前記蓄熱
体を回転させることによって該蓄熱体に対する燃焼ガス
及び燃焼用空気の流れを相対的に切り替えて同じバーナ
を連続的に燃焼させるものであることを特徴とする請求
項1記載の熱媒体ヒータシステム。
3. The regenerative burner system is configured to continuously switch the flow of combustion gas and combustion air to the regenerator by rotating the regenerator to continuously burn the same burner. The heating medium heater system according to claim 1, wherein:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007078331A (en) * 2005-09-16 2007-03-29 Petroleum Energy Center Burner, and high-temperature air combustion furnace
JP2011021791A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Ihi Corp Burner device
KR101186234B1 (en) 2009-03-31 2012-09-27 김병학 energy saving boiler

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007078331A (en) * 2005-09-16 2007-03-29 Petroleum Energy Center Burner, and high-temperature air combustion furnace
KR101186234B1 (en) 2009-03-31 2012-09-27 김병학 energy saving boiler
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