JP2003021479A - 高温空気加熱器 - Google Patents
高温空気加熱器Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/12—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically the surrounding tube being closed at one end, e.g. return type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- 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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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 焼却炉の高温高腐食性ガス雰囲気で、高価な
高耐熱性高熱伝導性セラミックス管を伝熱管に有効利用
し、経済性に優れた高温空気加熱器を提供する。 【解決手段】 高温ガス流路内に片持式高温空気加熱器
１のセラミックス製伝熱外管２をセラミックスリーブ８
に通し、セラミックスリーブ８の段差部２２に伝熱外管
２のフランジ２１を係止してシール材２４、２５を介し
て金属短管９で押しつけて、伝熱外管２の基部を流路壁
１１の浅部に固定可能とした。金属短管９は流路壁１１
に嵌装したノズル１０のフランジに締め付け、各接合部
にはシール材を介在させてガス流路内を気密化する。本
発明によれば、セラミックス製伝熱外管の基部を、セラ
ミックスリーブと金属短管により流路壁の浅部に確実に
気密支持でき、セラミックス管の長さを有効に伝熱に用
いられ、経済性が向上する。
高耐熱性高熱伝導性セラミックス管を伝熱管に有効利用
し、経済性に優れた高温空気加熱器を提供する。 【解決手段】 高温ガス流路内に片持式高温空気加熱器
１のセラミックス製伝熱外管２をセラミックスリーブ８
に通し、セラミックスリーブ８の段差部２２に伝熱外管
２のフランジ２１を係止してシール材２４、２５を介し
て金属短管９で押しつけて、伝熱外管２の基部を流路壁
１１の浅部に固定可能とした。金属短管９は流路壁１１
に嵌装したノズル１０のフランジに締め付け、各接合部
にはシール材を介在させてガス流路内を気密化する。本
発明によれば、セラミックス製伝熱外管の基部を、セラ
ミックスリーブと金属短管により流路壁の浅部に確実に
気密支持でき、セラミックス管の長さを有効に伝熱に用
いられ、経済性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐高温腐食用の空気
加熱器に係り、特に、都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却
炉における廃棄物（家庭やオフィスなどから出される都
市ごみなどの一般廃棄物、廃プラスチック、カーシュレ
ッダーダスト、廃オフィス機器、電子機器、化粧品など
の産業廃棄物など、可燃物を含むもの）の焼却処理で発
生する高温燃焼ガスの熱エネルギを効果的に回収する技
術に関する。
加熱器に係り、特に、都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却
炉における廃棄物（家庭やオフィスなどから出される都
市ごみなどの一般廃棄物、廃プラスチック、カーシュレ
ッダーダスト、廃オフィス機器、電子機器、化粧品など
の産業廃棄物など、可燃物を含むもの）の焼却処理で発
生する高温燃焼ガスの熱エネルギを効果的に回収する技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉で
は、廃棄物の焼却処理で発生する高温の燃焼ガスの熱エ
ネルギを回収して有効利用するために、空気加熱器が設
けられている。
は、廃棄物の焼却処理で発生する高温の燃焼ガスの熱エ
ネルギを回収して有効利用するために、空気加熱器が設
けられている。
【０００３】高温空気加熱器は、伝熱管内に空気を流通
させ、高温の燃焼ガスとの熱交換により伝熱管内の空気
を高温に加熱して熱回収するものであって、高効率のエ
ネルギ資源回収システムである。
させ、高温の燃焼ガスとの熱交換により伝熱管内の空気
を高温に加熱して熱回収するものであって、高効率のエ
ネルギ資源回収システムである。
【０００４】回収された熱エネルギは、廃棄物の熱分
解、発電、その他の施設に熱源として有効利用されてい
る。なお、高温空気加熱器の伝熱管は、焼却炉内に直接
挿入配置される。
解、発電、その他の施設に熱源として有効利用されてい
る。なお、高温空気加熱器の伝熱管は、焼却炉内に直接
挿入配置される。
【０００５】ところで、都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼
却炉で発生する燃焼排ガスは、廃棄物の種類に起因する
塩素や塩化水素などの、高温における金属との反応で生
成した生成物が短時間で蒸発損失してしまうような、著
しく腐食性の高い腐食性物質を含む高腐食性ガスであ
る。
却炉で発生する燃焼排ガスは、廃棄物の種類に起因する
塩素や塩化水素などの、高温における金属との反応で生
成した生成物が短時間で蒸発損失してしまうような、著
しく腐食性の高い腐食性物質を含む高腐食性ガスであ
る。
【０００６】そのため、これらの焼却炉内や焼却炉に接
続した燃焼排ガス流路に設置され、高温、高腐食性ガス
雰囲気にさらされる空気加熱器の伝熱管は、その材質の
面からも、また、構造の面からも、このような高温の腐
食性ガスに対して、十分な耐食性を有することが要求さ
れる。
続した燃焼排ガス流路に設置され、高温、高腐食性ガス
雰囲気にさらされる空気加熱器の伝熱管は、その材質の
面からも、また、構造の面からも、このような高温の腐
食性ガスに対して、十分な耐食性を有することが要求さ
れる。
【０００７】従来より、各種耐高温耐食用合金の開発が
進められているが、このような焼却炉の高温、高腐食性
ガスに対して、十分な耐食性を有する合金はまだ見出さ
れていない。そのため、伝熱管の耐食性を向上させる方
法として、金属製伝熱管にスタッドピンを溶接し、そ
の周囲に不定形耐火物を設置することや、金属製伝熱
管に直方形を基本とする耐火れんがを、縦横の目地で繋
いで設置することなどが提案されている。
進められているが、このような焼却炉の高温、高腐食性
ガスに対して、十分な耐食性を有する合金はまだ見出さ
れていない。そのため、伝熱管の耐食性を向上させる方
法として、金属製伝熱管にスタッドピンを溶接し、そ
の周囲に不定形耐火物を設置することや、金属製伝熱
管に直方形を基本とする耐火れんがを、縦横の目地で繋
いで設置することなどが提案されている。
【０００８】これらの方法は、耐火物が腐食性ガス相に
おける対流や相互拡散の物理的な障壁として働き、酸
素、塩素等の腐食性ガスの伝熱管表面への到達や、反応
生成物のガス相内での輸送を抑止するといった作用で、
伝熱管の腐食をある程度は抑止している。また、耐火れ
んが等の耐火材を使用せず、セラミックスを用いて伝熱
管を形成することにより、伝熱管の耐久性および耐食性
を向上させる方法も考えられている。
おける対流や相互拡散の物理的な障壁として働き、酸
素、塩素等の腐食性ガスの伝熱管表面への到達や、反応
生成物のガス相内での輸送を抑止するといった作用で、
伝熱管の腐食をある程度は抑止している。また、耐火れ
んが等の耐火材を使用せず、セラミックスを用いて伝熱
管を形成することにより、伝熱管の耐久性および耐食性
を向上させる方法も考えられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち、耐火材を用いたの方法では、伝熱管端
部や管寄部において、スタッドピンの損傷や、不定形耐
火材の割れ、あるいは局所的な剥離・脱落などの問題が
あり、さらに、の方法でも、耐火物れんがの局所的な
剥離・脱落の恐れがある。
来技術のうち、耐火材を用いたの方法では、伝熱管端
部や管寄部において、スタッドピンの損傷や、不定形耐
火材の割れ、あるいは局所的な剥離・脱落などの問題が
あり、さらに、の方法でも、耐火物れんがの局所的な
剥離・脱落の恐れがある。
【００１０】いずれの場合においても、耐火材と金属製
の伝熱管との熱膨張差により、耐火材にクラックを生
じ、金属製伝熱管が損傷するなどの深刻な腐食現象があ
り、空気加熱器の寿命が短くなることが予想される。
の伝熱管との熱膨張差により、耐火材にクラックを生
じ、金属製伝熱管が損傷するなどの深刻な腐食現象があ
り、空気加熱器の寿命が短くなることが予想される。
【００１１】耐火材の割れや局所的な剥離・脱落を防止
するには、厚肉の耐火材を使用する方法もあるが、この
場合は高温空気加熱器の占有体積および重量の増加が余
儀なくされる。
するには、厚肉の耐火材を使用する方法もあるが、この
場合は高温空気加熱器の占有体積および重量の増加が余
儀なくされる。
【００１２】また、セラミックスを用いて伝熱管を形成
する方法では、緻密なセラミックス材料を用いれば伝熱
管を薄肉化できるので、コンパクトな高温空気加熱器を
得ることができるが、高温空気加熱器を焼却炉の炉壁な
どの高温ガス流路壁に支持する際に問題を生じる。
する方法では、緻密なセラミックス材料を用いれば伝熱
管を薄肉化できるので、コンパクトな高温空気加熱器を
得ることができるが、高温空気加熱器を焼却炉の炉壁な
どの高温ガス流路壁に支持する際に問題を生じる。
【００１３】すなわち、高温空気加熱器を設置する炉壁
などの高温ガス流路壁は、高温排ガスを流すため、断熱
層や耐火層などを有するために厚くなる。このような流
路壁にセラミックス製伝熱管を貫通挿入する場合、高温
ガス雰囲気中に突出している熱交換部の長さに対して、
壁厚内および炉外部などの伝熱に寄与しない部分の相対
長さが長くなりやすい。
などの高温ガス流路壁は、高温排ガスを流すため、断熱
層や耐火層などを有するために厚くなる。このような流
路壁にセラミックス製伝熱管を貫通挿入する場合、高温
ガス雰囲気中に突出している熱交換部の長さに対して、
壁厚内および炉外部などの伝熱に寄与しない部分の相対
長さが長くなりやすい。
【００１４】一般に、高い伝熱性と耐食性を兼ね備える
セラミックス材料は、焼結しにくく、緻密化には超高温
（約２０００℃）が必要なため、製造コストが高い。し
たがって、セラミックス製伝熱管の支持部位が例えば炉
外に出れば出るほど、空気加熱器のコスト効率が低下す
るという問題が生じる。
セラミックス材料は、焼結しにくく、緻密化には超高温
（約２０００℃）が必要なため、製造コストが高い。し
たがって、セラミックス製伝熱管の支持部位が例えば炉
外に出れば出るほど、空気加熱器のコスト効率が低下す
るという問題が生じる。
【００１５】また、セラミックスと金属材料や耐火壁構
成材との物理的な性質の相異、すなわち、熱伸び差など
によって支持構造に亀裂などの損傷が生じる恐れがあ
る。燃焼排ガスの流路は、劣悪な性状のガスが漏れるの
を防ぐため、負圧を維持するようになっているが、伝熱
管の支持構造部に亀裂などが生じると、空気が流路内に
浸入するという問題もある。
成材との物理的な性質の相異、すなわち、熱伸び差など
によって支持構造に亀裂などの損傷が生じる恐れがあ
る。燃焼排ガスの流路は、劣悪な性状のガスが漏れるの
を防ぐため、負圧を維持するようになっているが、伝熱
管の支持構造部に亀裂などが生じると、空気が流路内に
浸入するという問題もある。
【００１６】本発明の課題は、伝熱管をセラミックスで
構成した場合でも、気密性を確保したうえで、できるか
ぎりセラミックスの有効利用を図り、コスト効率に優れ
た高温空気加熱器の支持構造を提供することである。
構成した場合でも、気密性を確保したうえで、できるか
ぎりセラミックスの有効利用を図り、コスト効率に優れ
た高温空気加熱器の支持構造を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、先端が封止
されたセラミックスの伝熱外管と、該伝熱外管の内部に
装着され先端が開放された内管とからなる二重管構造の
伝熱管を、前記先端を自由端として高温ガスの雰囲気中
に片持式に延在させて配置し、前記伝熱外管と前記内管
との間を流れる被加熱空気を加熱して前記内管内から回
収する高温空気加熱器であって、前記伝熱外管の基部に
セラミックスリーブを装着し、該セラミックスリーブを
高温ガス流路壁の貫通孔に固定し、該伝熱外管基部に形
成したフランジの両面にセラミックス製のシール材を介
在させて、該フランジを前記セラミックスリーブと前記
高温ガス流路壁に固定する金属短管との間に挾持し、該
金属短管を押し付けることにより、前記伝熱外管基部を
該流路壁の浅部に気密に支持したことを特徴とする高温
空気加熱器によって解決される。
されたセラミックスの伝熱外管と、該伝熱外管の内部に
装着され先端が開放された内管とからなる二重管構造の
伝熱管を、前記先端を自由端として高温ガスの雰囲気中
に片持式に延在させて配置し、前記伝熱外管と前記内管
との間を流れる被加熱空気を加熱して前記内管内から回
収する高温空気加熱器であって、前記伝熱外管の基部に
セラミックスリーブを装着し、該セラミックスリーブを
高温ガス流路壁の貫通孔に固定し、該伝熱外管基部に形
成したフランジの両面にセラミックス製のシール材を介
在させて、該フランジを前記セラミックスリーブと前記
高温ガス流路壁に固定する金属短管との間に挾持し、該
金属短管を押し付けることにより、前記伝熱外管基部を
該流路壁の浅部に気密に支持したことを特徴とする高温
空気加熱器によって解決される。
【００１８】本構成によれば、セラミックス製の伝熱外
管のフランジをセラミックスリーブと金属短管とで挾持
し、金属短管をセラミックスリーブに押し付けることに
より、片持式伝熱外管の基部をガス流路壁の浅部に確実
に支持できる。また、セラミックス製シール材によっ
て、熱伸び差による伝熱外管の損傷を防止して気密性を
確保できる。そのため、セラミックス製伝熱管の大部分
をガス流路中に突出できる。
管のフランジをセラミックスリーブと金属短管とで挾持
し、金属短管をセラミックスリーブに押し付けることに
より、片持式伝熱外管の基部をガス流路壁の浅部に確実
に支持できる。また、セラミックス製シール材によっ
て、熱伸び差による伝熱外管の損傷を防止して気密性を
確保できる。そのため、セラミックス製伝熱管の大部分
をガス流路中に突出できる。
【００１９】また、上記課題は、先端が封止されたセラ
ミックスの伝熱外管と、該伝熱外管の内部に装着され先
端が開放された内管とからなる二重管構造の伝熱管を、
高温ガスの雰囲気中にほぼ鉛直に垂下し、前記伝熱外管
と前記内管との間を流れる被加熱空気を加熱して前記内
管内から回収する高温空気加熱器であって、前記伝熱外
管の基部にフランジを形成し、該フランジの両面にセラ
ミックス製のシール材を介在させて、前記高温ガス流路
壁の貫通孔に固定したノズルと、前記ノズルに締付固定
する金属短管との間に該フランジを挾持し、該金属短管
を押し付けることにより、前記伝熱外管基部を該流路壁
の浅部に気密に支持したことを特徴とする高温空気加熱
器によって解決される。
ミックスの伝熱外管と、該伝熱外管の内部に装着され先
端が開放された内管とからなる二重管構造の伝熱管を、
高温ガスの雰囲気中にほぼ鉛直に垂下し、前記伝熱外管
と前記内管との間を流れる被加熱空気を加熱して前記内
管内から回収する高温空気加熱器であって、前記伝熱外
管の基部にフランジを形成し、該フランジの両面にセラ
ミックス製のシール材を介在させて、前記高温ガス流路
壁の貫通孔に固定したノズルと、前記ノズルに締付固定
する金属短管との間に該フランジを挾持し、該金属短管
を押し付けることにより、前記伝熱外管基部を該流路壁
の浅部に気密に支持したことを特徴とする高温空気加熱
器によって解決される。
【００２０】本構成によれば、セラミックス製伝熱外管
をほぼ鉛直に垂下する場合は、フランジをノズルに係止
するだけで重量を支持できるので、前記水平な片持式支
持に比較して、セラミックスリーブを省略できる。そし
て、セラミックス製シール材を介在させることにより、
流路壁の浅部に伝熱外管の基部を固定できる。
をほぼ鉛直に垂下する場合は、フランジをノズルに係止
するだけで重量を支持できるので、前記水平な片持式支
持に比較して、セラミックスリーブを省略できる。そし
て、セラミックス製シール材を介在させることにより、
流路壁の浅部に伝熱外管の基部を固定できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の高温空気加熱器
を水平設置する場合の縦断構造を示している。
施の形態を説明する。図１は、本発明の高温空気加熱器
を水平設置する場合の縦断構造を示している。
【００２２】本実施形態の概略は、片持式セラミックス
製伝熱外管２の基部を、高温ガス流路壁１１内の浅部に
固定することにより、高価なセラミックス部分をできる
だけ流路内に突出させるために、伝熱外管２の基部にセ
ラミックスリーブ８に通し、セラミックスリーブ８の段
差部２２に伝熱外管２のフランジ２１を係止して金属短
管９で押しつけることにより、流路壁１１の浅部に固定
可能とした。金属短管９は流路壁１１に嵌装したノズル
１０のフランジに締め付け固定する。
製伝熱外管２の基部を、高温ガス流路壁１１内の浅部に
固定することにより、高価なセラミックス部分をできる
だけ流路内に突出させるために、伝熱外管２の基部にセ
ラミックスリーブ８に通し、セラミックスリーブ８の段
差部２２に伝熱外管２のフランジ２１を係止して金属短
管９で押しつけることにより、流路壁１１の浅部に固定
可能とした。金属短管９は流路壁１１に嵌装したノズル
１０のフランジに締め付け固定する。
【００２３】また、高温高腐食性ガス流路の気密性を確
実にするために、伝熱外管２の固定構造において、セラ
ミックス製伝熱管のフランジ２１の両面にはセラミック
シール材２４、２５を介在させて熱伸び差を抑制し、さ
らに、金属短管９とノズル１０との間にもシール材を介
在させて３重のシール構造としている。
実にするために、伝熱外管２の固定構造において、セラ
ミックス製伝熱管のフランジ２１の両面にはセラミック
シール材２４、２５を介在させて熱伸び差を抑制し、さ
らに、金属短管９とノズル１０との間にもシール材を介
在させて３重のシール構造としている。
【００２４】本実施形態をさらに説明する。高温空気加
熱器１は、先端が開放された内管４と、先端が封止さ
れ、内管４を覆うように内管と同軸的に設置された伝熱
外管２とからなる二重管構造を有している。また、内管
４は金属製の二重管で外側の管と内側の管との間には断
熱材５が充填されている。
熱器１は、先端が開放された内管４と、先端が封止さ
れ、内管４を覆うように内管と同軸的に設置された伝熱
外管２とからなる二重管構造を有している。また、内管
４は金属製の二重管で外側の管と内側の管との間には断
熱材５が充填されている。
【００２５】高温空気加熱器１は、焼却炉の高温、高腐
食性ガス流（矢印Ｂ）内に配置される。被加熱空気７は
伝熱外管２と内管４の間の間隔３を通過する間に外部の
高温、高腐食性ガス流Ｂにより加熱され、内管４の開放
先端から内管内を通過して回収される。
食性ガス流（矢印Ｂ）内に配置される。被加熱空気７は
伝熱外管２と内管４の間の間隔３を通過する間に外部の
高温、高腐食性ガス流Ｂにより加熱され、内管４の開放
先端から内管内を通過して回収される。
【００２６】本実施形態のセラミックス製伝熱外管２
は、ＳｉＣ焼結体またはＳｉＣ−Ｓｉ焼結体からなり、
セラミックスリーブ８は、アルミナ、シリカ、ムライ
ト、スピネル、ジルコニア等の多孔質セラミックスから
なるモールド管を用いている。
は、ＳｉＣ焼結体またはＳｉＣ−Ｓｉ焼結体からなり、
セラミックスリーブ８は、アルミナ、シリカ、ムライ
ト、スピネル、ジルコニア等の多孔質セラミックスから
なるモールド管を用いている。
【００２７】本実施形態は、伝熱外管２のフランジ２１
とフランジ部近傍の直胴部が、セラミックスリーブ８に
より支持されており、かつ、そのフランジ２１は金属短
管９により、気密材を介在させて押圧支持されている。
図１の支持構造では、セラミックスリーブ８の内部には
段差２３が設けられており、その段差２３に伝熱外管２
のフランジ２１を係止し、フランジ２１の外側から金属
短管９により伝熱外管の軸方向に押さえつける。
とフランジ部近傍の直胴部が、セラミックスリーブ８に
より支持されており、かつ、そのフランジ２１は金属短
管９により、気密材を介在させて押圧支持されている。
図１の支持構造では、セラミックスリーブ８の内部には
段差２３が設けられており、その段差２３に伝熱外管２
のフランジ２１を係止し、フランジ２１の外側から金属
短管９により伝熱外管の軸方向に押さえつける。
【００２８】ここで、本例の気密構造について述べる。
伝熱外管２のフランジ２１とセラミックスリーブ８の段
差２３との間、および、フランジ２１と金属短管９との
間にセラミックス製のシール材を配置することによっ
て、ガス流路内外の気密性を確保し、かつ、金属短管９
とノズル１０との間にシール材を介在させて締め付け固
定して、被加熱空気７の流路内外の気密性も確保してい
る。このように、本例では、それぞれの材料に適したシ
ール材を使用して、３重のシール構造を実施して確実な
気密性を実現している。
伝熱外管２のフランジ２１とセラミックスリーブ８の段
差２３との間、および、フランジ２１と金属短管９との
間にセラミックス製のシール材を配置することによっ
て、ガス流路内外の気密性を確保し、かつ、金属短管９
とノズル１０との間にシール材を介在させて締め付け固
定して、被加熱空気７の流路内外の気密性も確保してい
る。このように、本例では、それぞれの材料に適したシ
ール材を使用して、３重のシール構造を実施して確実な
気密性を実現している。
【００２９】セラミックスリーブ８には、ガス流路側に
もう一つの段差２５が設けられ、この段差２５により、
セラミックスリーブ８が、流路壁１１に設置したノズル
１０の端部ストッパ２６に支持される。さらに、金属短
管９も、壁１１の外側でノズル１０に固定される。
もう一つの段差２５が設けられ、この段差２５により、
セラミックスリーブ８が、流路壁１１に設置したノズル
１０の端部ストッパ２６に支持される。さらに、金属短
管９も、壁１１の外側でノズル１０に固定される。
【００３０】なお、伝熱内管４の基部側は開放されて被
加熱空気７の流入路２７に接続し、内管４は加熱された
高温空気の流出路２８に接続しており、回収された熱エ
ネルギの有効利用を図るように構成されている。
加熱空気７の流入路２７に接続し、内管４は加熱された
高温空気の流出路２８に接続しており、回収された熱エ
ネルギの有効利用を図るように構成されている。
【００３１】図２は、本発明の高温空気加熱器１を、鉛
直設置する場合の断面構造を示している。高温空気加熱
器１自体の構造は図１に示したものと同様であり、焼却
炉の高温かつ高腐食性ガス流（矢印Ｃ）内に配置され、
ガス流Ｃにより過熱された高温空気を内管内から回収す
る点も同じである。
直設置する場合の断面構造を示している。高温空気加熱
器１自体の構造は図１に示したものと同様であり、焼却
炉の高温かつ高腐食性ガス流（矢印Ｃ）内に配置され、
ガス流Ｃにより過熱された高温空気を内管内から回収す
る点も同じである。
【００３２】図２の実施形態が図１のものと相異する点
は、図１に示したセラミックスリーブ８を省略した点で
ある。鉛直に垂下する設置のため、セラミックスリーブ
８による伝熱外管２の直胴部の支持を必要としないの
で、伝熱外管２の重量をノズル１０で支持するようにし
た。すなわち、伝熱外管２のフランジ２１の端部ストッ
パ２６に係止して、壁１１の外側から金属短管９で締め
付けて固定している。
は、図１に示したセラミックスリーブ８を省略した点で
ある。鉛直に垂下する設置のため、セラミックスリーブ
８による伝熱外管２の直胴部の支持を必要としないの
で、伝熱外管２の重量をノズル１０で支持するようにし
た。すなわち、伝熱外管２のフランジ２１の端部ストッ
パ２６に係止して、壁１１の外側から金属短管９で締め
付けて固定している。
【００３３】また、本実施形態では、壁１１と伝熱外管
２との取合部に、セラミックロープ３０を保護材として
配置した。これにより、高腐食性ガスに対する金属製ノ
ズル１０の防食性能を向上させている。
２との取合部に、セラミックロープ３０を保護材として
配置した。これにより、高腐食性ガスに対する金属製ノ
ズル１０の防食性能を向上させている。
【００３４】図３は、上記各実施形態に採用した部品類
の斜視図である。図３（ａ）は、図１の例におけるセラ
ミックスリーブ８の斜視図で、高温空気加熱器のセラミ
ックス製伝熱外管２の基部の周囲に装着される。セラミ
ックス製のため伝熱外管２と殆ど熱伸び差がなく、熱応
力による両者の損傷が回避される。外側にはノズル１０
に係止するための段差２３が形成されている。
の斜視図である。図３（ａ）は、図１の例におけるセラ
ミックスリーブ８の斜視図で、高温空気加熱器のセラミ
ックス製伝熱外管２の基部の周囲に装着される。セラミ
ックス製のため伝熱外管２と殆ど熱伸び差がなく、熱応
力による両者の損傷が回避される。外側にはノズル１０
に係止するための段差２３が形成されている。
【００３５】図３（ｂ）は、図１および図２における金
属短管９の斜視図である。伝熱外管を押し付け固定する
ためステンレス製となっている。図中左側のフランジ９
aをノズル１０にボルト締めし、図中右側のフランジ9ｂ
で伝熱外管２のフランジ２１をシール材を介して押しつ
けるようになっている。
属短管９の斜視図である。伝熱外管を押し付け固定する
ためステンレス製となっている。図中左側のフランジ９
aをノズル１０にボルト締めし、図中右側のフランジ9ｂ
で伝熱外管２のフランジ２１をシール材を介して押しつ
けるようになっている。
【００３６】図３（ｃ）は、シール材のガスケット２
４、２５、２６の斜視図である。このうち、伝熱外管２
と接触するガスケット２４、２５はセラミックス製を採
用し、熱伸び差のないようにしている。
４、２５、２６の斜視図である。このうち、伝熱外管２
と接触するガスケット２４、２５はセラミックス製を採
用し、熱伸び差のないようにしている。
【００３７】以上の実施形態において、下記の構成を採
用することにより、流路壁浅部でのセラミックス製伝熱
管の支持がいっそう確実となり、所要の熱回収を行なう
ためのセラミック管の大部分をガス雰囲気中に突出でき
るので、実効的なコストが低減され、経済性が増加す
る。
用することにより、流路壁浅部でのセラミックス製伝熱
管の支持がいっそう確実となり、所要の熱回収を行なう
ためのセラミック管の大部分をガス雰囲気中に突出でき
るので、実効的なコストが低減され、経済性が増加す
る。
【００３８】 水平片持式においては、セラミックス
リーブが、セラミックス製伝熱外管のフランジ部ととも
に、直胴部を支持可能にできる。 内管は、金属以外の熱伝導率の低い断熱材で形成で
きる。 内管は、金属製の二重管で形成され、その二重管の
外側の管と内側の管との間に断熱材が充填されている。 上記断熱材はセラミックスである。
リーブが、セラミックス製伝熱外管のフランジ部ととも
に、直胴部を支持可能にできる。 内管は、金属以外の熱伝導率の低い断熱材で形成で
きる。 内管は、金属製の二重管で形成され、その二重管の
外側の管と内側の管との間に断熱材が充填されている。 上記断熱材はセラミックスである。
【００３９】以上で説明した耐高温腐食型空気加熱器
は、ごみなどの廃棄物処理システムに好適に適用され
る。すなわち、廃棄物を熱分解して熱分解ガスおよび熱
分解残留物を生成する熱分解反応器と、熱分解残留物を
燃焼溶融して溶融スラグおよび燃焼排ガスを生成する燃
焼溶融炉と、燃焼排ガスから熱回収して空気を加熱する
空気加熱器とを備えてなる廃棄物処理システムにおい
て、上記実施形態で説明した高温空気加熱器を適用でき
る。
は、ごみなどの廃棄物処理システムに好適に適用され
る。すなわち、廃棄物を熱分解して熱分解ガスおよび熱
分解残留物を生成する熱分解反応器と、熱分解残留物を
燃焼溶融して溶融スラグおよび燃焼排ガスを生成する燃
焼溶融炉と、燃焼排ガスから熱回収して空気を加熱する
空気加熱器とを備えてなる廃棄物処理システムにおい
て、上記実施形態で説明した高温空気加熱器を適用でき
る。
【００４０】このような高温空気加熱器を廃棄物処理シ
ステムに適用することにより、高温・高腐食性ガス雰囲
気においても、耐熱性および耐腐食性に優れたセラミッ
クス製伝熱管を、低コストで有効利用できる。
ステムに適用することにより、高温・高腐食性ガス雰囲
気においても、耐熱性および耐腐食性に優れたセラミッ
クス製伝熱管を、低コストで有効利用できる。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、高温空気加熱器に耐熱
性および耐腐食性に優れたセラミックス製伝熱管を採用
し、気密性を確保したうえで高温ガス流路壁の浅部に固
定支持できるので、高価なセラミックスの大部分を熱交
換部であるガス流路中に突出できる。そのため、コスト
効率に優れた高温空気加熱器や廃棄物処理システムを提
供できる。
性および耐腐食性に優れたセラミックス製伝熱管を採用
し、気密性を確保したうえで高温ガス流路壁の浅部に固
定支持できるので、高価なセラミックスの大部分を熱交
換部であるガス流路中に突出できる。そのため、コスト
効率に優れた高温空気加熱器や廃棄物処理システムを提
供できる。
【図１】本発明の高温空気加熱器の一実施形態を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の高温空気加熱器の他の実施形態を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図３】本発明における気密支持構造に採用された部品
類の斜視図である。
類の斜視図である。
１ 高温空気加熱器
２ セラミックス製伝熱外管
３ 間隔
４ 内管
５ 断熱材
７ 被加熱空気
８ セラミックスリーブ
９ 金属短管
１０ ノズル
１１ 高温ガス流路壁
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 木内 英洋
東京都中央区築地５丁目６番４号 三井造
船株式会社内
Ｆターム(参考） 3K023 QA11 QC01 QC06 QC13
3K065 AA24 AB02 AB03 AC01 AC13
AC19 JA05 JA14 JA21
3L103 AA08 AA12 BB06 CC22 DD38
Claims (8)
- 【請求項１】 先端が封止されたセラミックスの伝熱外
管と、該伝熱外管の内部に装着され先端が開放された内
管とからなる二重管構造の伝熱管を、前記先端を自由端
として高温ガスの雰囲気中に片持式に延在させて配置
し、前記伝熱外管と前記内管との間を流れる被加熱空気
を加熱して前記内管内から回収する高温空気加熱器であ
って、前記伝熱外管の基部にセラミックスリーブを装着
し、該セラミックスリーブを高温ガス流路壁の貫通孔に
固定し、該伝熱外管基部に形成したフランジの両面にセ
ラミックス製のシール材を介在させて、該フランジを前
記セラミックスリーブと前記高温ガス流路壁に固定する
金属短管との間に挾持し、該金属短管を押し付けること
により、前記伝熱外管基部を該流路壁の浅部に気密に支
持したことを特徴とする高温空気加熱器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の高温空気加熱器におい
て、前記セラミックスリーブおよび金属短管は、前記高
温ガスの流路壁との間に介在させた金属製ノズルにより
支持されることを特徴とする高温空気加熱器。 - 【請求項３】 先端が封止されたセラミックスの伝熱外
管と、該伝熱外管の内部に装着され先端が開放された内
管とからなる二重管構造の伝熱管を、高温ガスの雰囲気
中にほぼ鉛直に垂下し、前記伝熱外管と前記内管との間
を流れる被加熱空気を加熱して前記内管内から回収する
高温空気加熱器であって、前記伝熱外管の基部にフラン
ジを形成し、該フランジの両面にセラミックス製のシー
ル材を介在させて、前記高温ガス流路壁の貫通孔に固定
したノズルと、前記ノズルに締付固定する金属短管との
間に該フランジを挾持し、該金属短管を押し付けること
により、前記伝熱外管基部を該流路壁の浅部に気密に支
持したことを特徴とする高温空気加熱器。 - 【請求項４】 請求項３に記載の高温空気加熱器におい
て、前記ノズルの前記流路に対向する面に、セラミック
ス製の保護材を配置したことを特徴とする高温空気加熱
器。 - 【請求項５】 請求項１または３に記載の高温空気加熱
器において、前記内管は、金属以外の熱伝導率の低い断
熱材で形成されていることを特徴とする高温空気加熱
器。 - 【請求項６】 請求項１または３に記載の高温空気加熱
器において、前記内管は、金属製二重管で形成され、該
二重管の外側の管と内側の管との間に、断熱材が充填さ
れていることを特徴とする高温空気加熱器。 - 【請求項７】 請求項５または６に記載の高温空気加熱
器において、前記断熱材は、セラミックスであることを
特徴とする高温空気加熱器。 - 【請求項８】 廃棄物を熱分解して熱分解ガスおよび熱
分解残留物を生成する熱分解反応器と、前記熱分解残留
物を燃焼溶融して溶融スラグおよび燃焼排ガスを生成す
る燃焼溶融炉と、前記燃焼排ガスの熱によって空気を加
熱する高温空気加熱器とを備えてなる廃棄物処理システ
ムにおいて、前記高温空気加熱器は、請求項１ないし６
のうちいずれか１項に記載の高温空気加熱器であること
を特徴とする廃棄物処理システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001207637A JP2003021479A (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 高温空気加熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001207637A JP2003021479A (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 高温空気加熱器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003021479A true JP2003021479A (ja) | 2003-01-24 |
Family
ID=19043591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001207637A Abandoned JP2003021479A (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 高温空気加熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003021479A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317130A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 高温空気加熱器 |
| KR101370374B1 (ko) * | 2013-12-06 | 2014-03-05 | 에스엠메탈(주) | 소각장용 고온공기 가열기 튜브 |
| KR101510408B1 (ko) | 2014-05-29 | 2015-04-13 | 한국에너지기술연구원 | 고열승온장치의 최적화구조 |
| JP2016061542A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-25 | ニッシンコーポレーション株式会社 | 排ガス用熱交換器 |
| EP3561425A1 (de) * | 2018-04-27 | 2019-10-30 | Evonik Degussa GmbH | Vorrichtung zum temperieren eines reaktors |
| KR102051476B1 (ko) * | 2018-06-11 | 2019-12-04 | 한국에너지기술연구원 | 과열증기 승온장치 |
| KR102321280B1 (ko) * | 2020-03-31 | 2021-11-03 | 한국에너지기술연구원 | 열손실 방지 배관을 갖는 과열증기 승온장치 |
-
2001
- 2001-07-09 JP JP2001207637A patent/JP2003021479A/ja not_active Abandoned
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317130A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 高温空気加熱器 |
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| CN110411269A (zh) * | 2018-04-27 | 2019-11-05 | 赢创德固赛有限公司 | 用于控制反应器的温度的设备 |
| US10589249B2 (en) | 2018-04-27 | 2020-03-17 | Evonik Operations Gmbh | Apparatus for controlling the temperature of a reactor |
| KR102051476B1 (ko) * | 2018-06-11 | 2019-12-04 | 한국에너지기술연구원 | 과열증기 승온장치 |
| KR102321280B1 (ko) * | 2020-03-31 | 2021-11-03 | 한국에너지기술연구원 | 열손실 방지 배관을 갖는 과열증기 승온장치 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080313 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20100928 |
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