JP2006250433A - バーナにおける蓄熱体の取付構造 - Google Patents

バーナにおける蓄熱体の取付構造 Download PDF

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Abstract

【課題】蓄熱体の配置及び取出しが容易であり、蓄熱体の位置ずれを防止できるバーナにおける蓄熱体の取付構造を提供すること。
【解決手段】バーナにおける蓄熱体5の取付構造1は、燃焼用空気Aを通過させる空気通路3内に蓄熱体5を配置してなる。空気通路3は、燃焼用空気Aの出口開口部32に、蓄熱体5が出口開口部32から抜け出すことを防止する出口当接面33を有しており、燃焼用空気Aの入口開口部31に、蓄熱体5が入口開口部31から抜け出すことを防止するストッパー部材4を配設してなる。出口当接面33と蓄熱体5との間、及びストッパー部材4と蓄熱体5との間には、挟持用クッション材61がそれぞれ配置してある。取付構造1は、蓄熱体5を、各挟持用クッション材61を介してストッパー部材4と出口当接面33との間に挟持してなる。
【選択図】図1

Description

本発明は、燃焼用空気を通過させる空気通路内に、蓄熱体を配置してなるバーナにおける蓄熱体の取付構造に関する。
燃料ガスを用いて燃焼を行うバーナとしては、例えば、2つのバーナにおいて燃焼と排気とを交互に行い、排気ガスにおける排熱を回収して燃焼を行うよう構成したリジェネバーナシステムがある。
このリジェネバーナシステムにおいては、各バーナに燃料ガスが通過するガス通路と、燃焼用空気が通過する空気通路とを形成し、この空気通路内には、排気ガスにおける排熱を蓄熱させるための蓄熱体を配置している。
そして、空気通路内への蓄熱体の取付(保持)構造としては、例えば、特許文献1に開示されたものがある。この特許文献1においては、蓄熱体をバーナのハウジング内に保持する際に、これらの間の隙間に、高温で適度の流動性を有すると共に低温では固化ないし高粘着性を有する充填材を配置する技術が開示されている。これによれば、蓄熱体の自由な熱膨張を許容すると共に、蓄熱体とハウジングとの間の隙間をなくして、蓄熱体の周りをすり抜ける流体の漏れを少なくすることができる旨が開示されている。
また、特許文献1における従来技術の欄には、蓄熱体の周りにガラスファイバ等を巻き付けて、バーナのハウジング内に収容し、蓄熱体とハウジングとの間にガラスファイバを充填して、ハウジングを破損等から保護する技術が開示されている。
しかしながら、上記従来の蓄熱体の取付構造においては、蓄熱体の周りに充填材又はガラスファイバ等を配置して蓄熱体の保護をしている。そのため、蓄熱体とハウジングとの間の隙間をなくすことはできるが、蓄熱体の周りに充填材又はガラスファイバ等が存在することにより、この蓄熱体の配置及び取出しを行うことが困難である。
また、上記従来の蓄熱体の取付構造においては、蓄熱体が、空気通路内を通過する流体の通過方向に位置ずれを行ってしまうことを防止する工夫はなされていない。
特開平11−211371号公報
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、蓄熱体の配置及び取出しが容易であり、蓄熱体が位置ずれを行ってしまうことを防止することができるバーナにおける蓄熱体の取付構造を提供しようとするものである。
本発明は、燃焼用空気を通過させる空気通路内に、蓄熱体を配置してなるバーナにおける蓄熱体の取付構造において、
上記空気通路は、上記燃焼用空気の出口開口部に、上記蓄熱体が該出口開口部から抜け出すことを防止する出口当接面を有していると共に、上記燃焼用空気の入口開口部に、上記蓄熱体が該入口開口部から抜け出すことを防止するストッパー部材を配設してなり、
上記出口当接面と上記蓄熱体との間、及び上記ストッパー部材と上記蓄熱体との間には、挟持用クッション材がそれぞれ配置してあり、
上記蓄熱体を、上記各挟持用クッション材を介して、上記ストッパー部材と上記出口当接面との間に挟持してなることを特徴とするバーナにおける蓄熱体の取付構造にある(請求項1)。
本発明のバーナにおける蓄熱体の取付構造は、上記空気通路における燃焼用空気の通過方向の前後において蓄熱体を保持するものである。
すなわち、本発明においては、上記空気通路は、その出口開口部に上記出口当接面を有しており、その入口開口部に上記ストッパー部材を配設してなる。そして、空気通路内の蓄熱体は、上記各挟持用クッション材を介して、ストッパー部材と出口当接面との間に挟持されている。
そのため、空気通路内を燃焼用空気が通過する際に、蓄熱体が通過方向に位置ずれを行ってしまうことを防止することができる。また、蓄熱体が、通過方向に直交する方向に位置ずれを行ってしまうことを防止することもできる。
また、本発明においては、蓄熱体を通過方向に保持する構造を採用しているため、空気通路と蓄熱体との間には、積極的に隙間を形成している。そのため、上記バーナの組付を行う際に、空気通路内に蓄熱体を配置するときには、この蓄熱体を空気通路内に容易に挿入することができる。また、空気通路内から蓄熱体を取り出すときには、空気通路からストッパー部材を取り外すことによって、入口開口部から蓄熱体を容易に取り出すことができる。
それ故、上記蓄熱体の取付構造によれば、蓄熱体の配置及び取出しが容易であり、蓄熱体が位置ずれを行ってしまうことを防止することができる。
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記空気通路は、四角断面形状を有しており、上記挟持用クッション材は、上記空気通路における4つの縁部に配置される四角枠状シートからなることが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記四角枠状シートからなる挟持用クッション材を介して、上記蓄熱体を上記ストッパー部材と上記出口当接面との間に挟持することができる。そして、四角枠状シートにおける開口穴から燃焼用空気を通過させることができる。
また、上記空気通路は、四角断面形状を有しており、上記挟持用クッション材は、上記空気通路における互いに対向する一対の縁部に配置される一対の長尺状シートから構成することもできる(請求項3)。
この場合には、上記一対の長尺状シートからなる挟持用クッション材を介して、上記蓄熱体を上記ストッパー部材と上記出口当接面との間に挟持することができる。そして、燃焼用空気は、一対の長尺状シート同士の間を通過させることができる。
また、上記バーナは、上記空気通路における上記燃焼用空気の通過方向を横向きにして設置されており、上記空気通路における下面と上記蓄熱体との間には、下敷用クッション材が配置されていることが好ましい(請求項4)。
燃焼用空気の通過方向を横向きにした横置タイプのバーナにおいては、蓄熱体を、空気通路における下面に載置して、この空気通路内に配置する。そのため、空気通路における下面と蓄熱体との間に、下敷用クッション材を配置したことにより、蓄熱体が空気通路に接触して破損してしまうことを防止することができる。
また、上記空気通路における側面又は上面の少なくとも一方と上記蓄熱体との間には、補助クッション材が配置されていることが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記補助クッション材によって、蓄熱体が空気通路に接触して破損してしまうことを一層容易に防止することができる。
また、上記下敷用クッション材を用いる代わりに、上記空気通路の側面の全周と上記蓄熱体との間には、全周補助クッション材を配置することもできる(請求項6)。
この場合には、上記全周補助クッション材によって、蓄熱体が空気通路に接触して破損してしまうことを一層確実に防止することができる。
また、上記ストッパー部材は、上記空気通路における上記燃焼用空気の通過方向における固定位置を調整可能であることが好ましい(請求項7)。
この場合には、空気通路内に蓄熱体を配置し、上記出口当接面とストッパー部材との間に上記各挟持用クッション材を介して挟持する際には、空気通路に対するストッパー部材の固定位置を調整して、出口開口部とストッパー部材との間に隙間が形成されないようにすることができる。そのため、蓄熱体が位置ずれを行ってしまうことを一層容易に防止することができる。
また、上記ストッパー部材は、上記空気通路内に配設してあると共に、上記空気通路における内周側面に対面する一対の固定部と、該一対の固定部を連結する連結部とを有しており、該連結部は、上記一対の固定部の両端を連結する複数の連結部材からなり、該連結部材同士の間には、上記空気通路内へ上記燃焼用空気を通過させるためのストッパー開口部を形成してなることが好ましい(請求項8)。
この場合には、簡単な構造のストッパー部材によって、上記蓄熱体の位置ずれ防止効果を得ることができる。
また、上記連結部材は、例えば、棒状又は板状に形成することができる。
以下に、本発明のバーナにおける蓄熱体の取付構造にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
(実施例1)
本例のバーナ2における蓄熱体5の取付構造1は、図1、図2に示すごとく、燃焼用空気Aを通過させる空気通路3内に蓄熱体5を配置してなるものである。また、この取付構造1は、空気通路3における燃焼用空気Aの通過方向Lの前後において蓄熱体5を保持するものである。
上記蓄熱体5における燃焼用空気Aの通過方向Lに直交する断面の断面積は、空気通路3における燃焼用空気Aの通過方向Lに直交する断面の断面積よりも小さくなっており、上記空気通路3における内周側面としての上面302及び両側面303と上記蓄熱体5との間には、隙間39が形成されている。
図1、図2に示すごとく、上記空気通路3は、燃焼用空気Aの出口開口部32に、蓄熱体5が出口開口部32から抜け出すことを防止する出口当接面33を有している。また、空気通路3は、燃焼用空気Aの入口開口部31に、蓄熱体5が入口開口部31から抜け出すことを防止するストッパー部材4を配設してなる。
また、出口当接面33と蓄熱体5との間、及びストッパー部材4と蓄熱体5との間には、挟持用クッション材61がそれぞれ配置してある。そして、上記取付構造1は、蓄熱体5を、各挟持用クッション材61を介してストッパー部材4と出口当接面33との間に挟持してなる。
以下に、これを詳説する。
図3、図4に示すごとく、本例のバーナ2は、加熱炉(図示略)内に突出配設して用いるものである。バーナ2は、上記空気通路3を有すると共に、燃料ガスFを通過させるガス通路7を有しており、空気通路3内を通過させて出口開口部32から噴出させた燃焼用空気Aと、ガス通路7から噴出させた燃料ガスFとを燃焼させるよう構成されている。
また、上記バーナ2は、2つのバーナ2において燃焼と排気とを交互に行うリジェネバーナシステムに用いるものである。そして、バーナ2は、上記燃料ガスFと燃焼用空気Aとの燃焼による燃焼ガスによって、加熱対象物を加熱した後、この加熱後の排気ガスGにおける排熱を回収して燃焼を行うよう構成されている。
すなわち、本例のバーナ2によって構成するリジェネバーナシステムにおいては、一方のバーナ2において、ガス通路7内を通過させた燃料ガスFと空気通路3内を通過させた燃焼用空気Aとによって燃焼を行ったときには、この燃焼後の排気ガスGは、他方のバーナ2における空気通路3から排気する。このとき、他方のバーナ2の空気通路3における蓄熱体5に、排気ガスGの排熱を回収させる。
次いで、他方のバーナ2において、この空気通路3内を燃焼用空気Aを通過させるときには、この燃焼用空気Aに蓄熱体5における熱を与えることができ、他方のバーナ2において、排熱を利用して燃焼を行うことができる。また、他方のバーナ2において燃焼を行ったときには、この燃焼後の排気ガスGは、一方のバーナ2における空気通路3内の蓄熱体5に排熱を回収させることができ、上記と同様に、一方のバーナ2において排熱を利用して燃焼を行うことができる。
このように、蓄熱体5に回収した排熱を利用して燃焼を行うことにより、リジェネバーナシステム(バーナ2)の熱効率を向上させることができる。
図1、図2に示すごとく、上記バーナ2は、上記ストッパー部材4を配設可能な筒部材211を備えたベース部21に、空気通路3を形成してなる耐火ボディ30を配設してなる。また、空気通路3は、筒部材211の内周にも形成されている。また、耐火ボディ30は、セラミックス等の耐火材料からなる。
耐火ボディ30内に形成された空気通路3は、蓄熱体5を配置するための蓄熱体配置通路部351と、この蓄熱体配置通路部351の先端の断面積よりも小さく、出口側に向かって断面積が傾斜状に縮小してなる空気噴出通路部352とからなる。また、蓄熱体配置通路部351と空気噴出通路部352との接続部分には、段差部353が形成されており、上記出口当接面33は、段差部353に形成されている。
また、段差部353は、上記接続部分の全周に形成されており、出口当接面33は、出口開口部32の全周に形成されている。
本例のバーナ2は、上記空気通路3における燃焼用空気Aの通過方向Lを横向きにして設置する横置きタイプのものであり、上記空気通路3は、その断面が長方形状に形成されている。
図2に示すごとく、本例の各挟持用クッション材61は、一対の長尺状シート61からなり、空気通路3における互いに対向する側面303の近傍に配置されている。すなわち、一対の長尺状シート61は、蓄熱体5の上記通過方向Lの両端における左右の縁部に配置されている。
なお、挟持用クッション材61は、四角枠状シートから構成し、蓄熱体5の上記通過方向Lの両端における上下左右の縁部に配置することもできる。この場合には、空気通路3内を通過する燃焼用空気A及び排気ガスGは四角枠状シートにおける開口穴内を通過させることができる。
また、図1に示すごとく、空気通路3における下面301と蓄熱体5との間には、シート状の下敷用クッション材62が配置されている。この下敷用クッション材62は、蓄熱体5の全体の下に敷かれている。
また、本例の挟持用クッション材61と下敷用クッション材62とは、アルミナ系のファイバーからなる。
また、図示は省略するが、空気通路3における両側面303又は上面302と蓄熱体5との間に、シート状の補助クッション材を配置することもできる。
また、下敷用クッション材62と補助クッション材を用いる代わりに、蓄熱体5の全側面(上記通過方向Lに直交する方向の全周)に、シート状の全周補助クッション材を巻き付けることができる。そして、この全周補助クッション材を空気通路3の全周面301〜303と蓄熱体5との間に配置することができる。
図1、図2に示すごとく、本例の蓄熱体5は、ハニカム構造を有するセラミックス(コージェライト等)からなる。そして、蓄熱体5は、燃焼用空気A又は排気ガスGである気体が通過できる複数の穴を有している。
また、蓄熱体5は、直方体形状の蓄熱体ブロック51を、空気通路3における燃焼用空気Aの通過方向Lに複数積み重ねてなる。また、本例の蓄熱体5は、直方体形状の蓄熱体ブロック51を、上記通過方向Lに直交する直交方向Wにも複数積み重ねてなる。具体的には、本例の蓄熱体5は、蓄熱体ブロック51を、通過方向Lに7段に積み重ねると共に直交方向Wに3段積み重ねてなる。
また、挟持用クッション材61に一対の長尺状シート61を用いる場合には、一対の長尺状シート61は、蓄熱体ブロック51を積み重ねた直交方向Wに向けて配置することができる。
なお、蓄熱体5は、空気通路3の断面形状に沿った断面形状を有する蓄熱体ブロック51を通過方向Lに積み重ねて空気通路3に配置することもでき、また、空気通路3の形状に沿ったものを、積み重ねずに1つだけ空気通路3に配置することもできる。
また、蓄熱体5の直交方向Wにおける各側面の長さは、空気通路3の直交方向Wにおける各内周側面301〜303の長さよりも小さくなっている。また、本例のバーナ2は横置きタイプのものであり、蓄熱体5を下敷用クッション材62を介して空気通路3における下面301に載置したときには、蓄熱体5の上面302及び両側面303と空気通路3との間に隙間39が形成される。
図3に示すごとく、上記空気通路3の入口開口部31には、この空気通路3と、上記バーナ2における燃焼と排気との切替を行う切替弁37とを接続する接続配管38が接続されている。また、本例の切替弁37は、3方切替弁であるが、この他にも4方切替弁等を用いることができる。
上記ガス通路7は、金属製のガス通路形成パイプ75内に形成されており、ガス通路形成パイプ75の外周には、燃料ガスFと燃焼用空気Aとの予混合気を通過させるパイロット通路71が形成されている。また、ガス通路形成パイプ75は、上記耐火ボディ30内に配設されており、この耐火ボディ30内において、空気通路3の形成方向と略平行に配設されている。
また、図5、図7に示すごとく、本例のストッパー部材4は、上記筒部材211における空気通路3内に配設されており、空気通路3内を通過する燃焼用空気Aの通過方向Lにおける固定位置が調整可能である。すなわち、ストッパー部材4は、空気通路3における下面301又は上面302に対面する一対の固定部41と、一対の固定部41を連結する連結部42とを有している。
また、固定部41はプレート部材41からなり、連結部42は、一対のプレート部材41をその左右両端において連結する複数の棒状部材42からなる。そして、棒状部材42同士の間には、空気通路3内へ燃焼用空気Aを通過させるためのストッパー開口部43が形成されている。
なお、連結部42は、一対のプレート部材41をその左右両端において連結する一対の板状部材から構成することもできる。
また、上記固定部41には、上記燃焼用空気Aの通過方向Lに向けて長径を有する長穴411が形成されており、上記筒部材211には、長穴411と対向する位置にボルト挿通穴212が形成されている。そして、長穴411とボルト挿通穴212とにボルト45を挿通しナットと螺合することにより、ストッパー部材4は、上記通過方向Lへスライドできるよう構成されており、その固定位置が調整可能である。
なお、上記ストッパー部材4の固定位置の調整は、上記以外の種々の構造によっても実現することができる。
次に、上記蓄熱体5を空気通路3内に配置する方法及び上記蓄熱体の取付構造1における作用効果につき説明する。
図6に示すごとく、蓄熱体5を空気通路3内に配置するに当たっては、まず、空気通路3における下面301に、下敷用クッション材62を配置する。
また、空気通路3における最も出口側に配置する蓄熱体ブロック51(本例では3つ)同士を、テープによって繋ぎ合わせ、出口側蓄熱体ブロック体52Aとする。そして、この出口側蓄熱体ブロック体52Aの出口側面(出口開口部32側に位置する面)の左右両縁部に、挟持用クッション材61を貼り付ける。そして、この挟持用クッション材61を貼り付けた状態の出口側蓄熱体ブロック体52Aを、空気通路3の入口開口部31から、空気通路3内に挿入配置する。
次いで、図7に示すごとく、空気通路3における出口側と入口側との中間位置に配置する蓄熱体ブロック51同士をテープによって繋ぎ合わせて形成した中間配置蓄熱体ブロック体52Bを、上記出口側蓄熱体ブロック体52Aに重ねるようにして、空気通路3の入口開口部31から、空気通路3内に挿入配置する。そして、最も入口側に配置する蓄熱体ブロック51同士を繋いで形成した入口側蓄熱体ブロック体52Cを空気通路3内に挿入配置する。
なお、中間配置蓄熱体ブロック体52B、入口側蓄熱体ブロック体52Cは、テープによって繋ぎ合わせずに挿入配置することもできる。
次いで、上記ストッパー部材4を空気通路3内に配置し、上記長穴411と上記ボルト挿通穴212とにボルト45を相通させる。また、ストッパー部材4において、入口側蓄熱体ブロック体52Cに対向する側に位置する連結部42には、挟持用クッション材61を貼り付けておく。
そして、ストッパー部材4を、空気通路3の出口開口部32に向けてスライドさせ、上記各挟持用クッション材61に所定の押圧力を加え、蓄熱体5を各挟持用クッション材61を介して、出口当接面33とストッパー部材4との間に挟持する。
こうして、ボルト45を締め付けて、蓄熱体5を空気通路3内に固定することができる。
上記蓄熱体5を空気通路3内に配置した後には、空気通路3の上面302及び両側面303と蓄熱体5との間には、隙間39が形成される。そのため、蓄熱体5を空気通路3内に容易に配置することができる。
そして、空気通路3内に配置した蓄熱体5は、各挟持用クッション材61を介して、ストッパー部材4と出口当接面33との間に挟持することができる。そのため、空気通路3内を燃焼用空気A又は排気ガスGが通過する際に、蓄熱体5が上記通過方向Lの前後及び上記直交方向Wに位置ずれを行ってしまうことを防止することができる。
また、蓄熱体5の交換等が必要になり、空気通路3内から蓄熱体5を取り出す際には、まず、ストッパー部材4を固定するボルト45を緩め、ストッパー部材4を空気通路3の入口開口部31から取り外す。そして、空気通路3の上面302及び両側面303と蓄熱体5との間には隙間39が形成されていることにより、蓄熱体5を空気通路3内から容易に取り出すことができる。
それ故、本例の蓄熱体の取付構造1によれば、蓄熱体5の配置及び取出しが容易であり、蓄熱体5が位置ずれを行ってしまうことを防止することができる。
実施例における、蓄熱体の取付構造を側方から見た状態で示す断面説明図。 実施例における、蓄熱体の取付構造を上方から見た状態で示す断面説明図。 実施例における、バーナを上方から見た状態で示す断面説明図。 実施例における、バーナを示す斜視説明図。 実施例における、ストッパー部材を拡大して示す断面説明図。 実施例における、空気通路内に蓄熱体を配置する状態を示す斜視説明図。 実施例における、空気通路内にストッパー部材を配置する状態を示す斜視説明図。
符号の説明
1 蓄熱体の取付構造
2 バーナ
3 空気通路
31 入口開口部
32 出口開口部
33 出口当接面
39 隙間
4 ストッパー部材
41 固定部
411 長穴
42 連結部
43 ストッパー開口部
45 ボルト
5 蓄熱体
61 挟持用クッション材
62 下敷用クッション材
L 通過方向
A 燃焼用空気
F 燃料ガス
G 排気ガス

Claims (8)

  1. 燃焼用空気を通過させる空気通路内に、蓄熱体を配置してなるバーナにおける蓄熱体の取付構造であって、
    上記空気通路は、上記燃焼用空気の出口開口部に、上記蓄熱体が該出口開口部から抜け出すことを防止する出口当接面を有していると共に、上記燃焼用空気の入口開口部に、上記蓄熱体が該入口開口部から抜け出すことを防止するストッパー部材を配設してなり、
    上記出口当接面と上記蓄熱体との間、及び上記ストッパー部材と上記蓄熱体との間には、挟持用クッション材がそれぞれ配置してあり、
    上記蓄熱体を、上記各挟持用クッション材を介して、上記ストッパー部材と上記出口当接面との間に挟持してなることを特徴とするバーナにおける蓄熱体の取付構造。
  2. 請求項1において、上記空気通路は、四角断面形状を有しており、上記挟持用クッション材は、上記空気通路における4つの縁部に配置される四角枠状シートからなることを特徴とするバーナにおける蓄熱体の取付構造。
  3. 請求項1において、上記空気通路は、四角断面形状を有しており、上記挟持用クッション材は、上記空気通路における互いに対向する一対の縁部に配置される一対の長尺状シートからなることを特徴とするバーナにおける蓄熱体の取付構造。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項において、上記バーナは、上記空気通路における上記燃焼用空気の通過方向を横向きにして設置されており、上記空気通路における下面と上記蓄熱体との間には、下敷用クッション材が配置されていることを特徴とするバーナにおける蓄熱体の取付構造。
  5. 請求項4において、上記空気通路における側面又は上面の少なくとも一方と上記蓄熱体との間には、補助クッション材が配置されていることを特徴とするバーナにおける蓄熱体の取付構造。
  6. 請求項1〜3のいずれか一項において、上記空気通路の側面の全周と上記蓄熱体との間には、全周補助クッション材が配置されていることを特徴とするバーナにおける蓄熱体の取付構造。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項において、上記ストッパー部材は、上記空気通路における上記燃焼用空気の通過方向における固定位置を調整可能であることを特徴とするバーナにおける蓄熱体の取付構造。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項において、上記ストッパー部材は、上記空気通路内に配設してあると共に、上記空気通路における内周側面に対面する一対の固定部と、該一対の固定部を連結する連結部とを有しており、
    該連結部は、上記一対の固定部の両端を連結する複数の連結部材からなり、該連結部材同士の間には、上記空気通路内へ上記燃焼用空気を通過させるためのストッパー開口部を形成してなることを特徴とするバーナにおける蓄熱体の取付構造。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103542410A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 中冶华天工程技术有限公司 供热排烟一体化装置

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