JP2738654B2 - ハニカム状蓄熱体 - Google Patents
ハニカム状蓄熱体Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のハニカム構造体
を組み合わせてなり、貫通孔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
きるハニカム状蓄熱体に関するものである。
を組み合わせてなり、貫通孔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
きる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、鉄鋼炉、アルミ溶解炉、ガラス溶
解炉のような一般産業用に用いられる燃焼加熱炉におい
て、燃焼ガスの廃熱を利用し、燃焼用空気を予熱して熱
効率を高めるために使用される蓄熱体としては、特開昭
５８−２６０３６号公報に記載の如くセラミック球を利
用するもの、または特開平４−２５１１９０号公報に記
載の如くハニカム状の構造体を利用するもの等が知られ
ていた。
解炉のような一般産業用に用いられる燃焼加熱炉におい
て、燃焼ガスの廃熱を利用し、燃焼用空気を予熱して熱
効率を高めるために使用される蓄熱体としては、特開昭
５８−２６０３６号公報に記載の如くセラミック球を利
用するもの、または特開平４−２５１１９０号公報に記
載の如くハニカム状の構造体を利用するもの等が知られ
ていた。
【０００３】上述した従来の蓄熱体では、まず高温の燃
焼排ガスと球状またはハニカム状の蓄熱体とを接触させ
て蓄熱体中に燃焼排ガスの熱を蓄熱させ、次に低温の被
加熱ガスと蓄熱した蓄熱体とを接触させて被加熱ガスを
加熱することにより、燃焼排ガスの廃熱を効率よく利用
している。
焼排ガスと球状またはハニカム状の蓄熱体とを接触させ
て蓄熱体中に燃焼排ガスの熱を蓄熱させ、次に低温の被
加熱ガスと蓄熱した蓄熱体とを接触させて被加熱ガスを
加熱することにより、燃焼排ガスの廃熱を効率よく利用
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た蓄熱体のうち、セラミック球を使用する場合には、セ
ラミック球の通気抵抗が大きくなりセラミック球と通気
ガスとの接触面積が小さいため、効果的に熱交換を行う
ことができず、蓄熱体を大きな構成とする必要がある問
題があった。
た蓄熱体のうち、セラミック球を使用する場合には、セ
ラミック球の通気抵抗が大きくなりセラミック球と通気
ガスとの接触面積が小さいため、効果的に熱交換を行う
ことができず、蓄熱体を大きな構成とする必要がある問
題があった。
【０００５】一方、蓄熱体をハニカム状にした場合、体
積に比し幾何学的比表面積が大きいため、コンパクトな
大きさで効果的な熱交換を行うことができる。しかしな
がら、ハニカム構造体を蓄熱体として用い、高温の排ガ
スから廃熱を回収しようとする場合、排ガスの流れは均
一にならず、ハニカム構造体の外周部分の温度が中心部
分の温度よりも低くなり、周辺部分は中心部分に比べて
大きな温度勾配が生じる問題があった。このため、ハニ
カム構造体の外周部分の耐熱衝撃性が不十分だと、この
外周部分から破壊してしまう問題があった。
積に比し幾何学的比表面積が大きいため、コンパクトな
大きさで効果的な熱交換を行うことができる。しかしな
がら、ハニカム構造体を蓄熱体として用い、高温の排ガ
スから廃熱を回収しようとする場合、排ガスの流れは均
一にならず、ハニカム構造体の外周部分の温度が中心部
分の温度よりも低くなり、周辺部分は中心部分に比べて
大きな温度勾配が生じる問題があった。このため、ハニ
カム構造体の外周部分の耐熱衝撃性が不十分だと、この
外周部分から破壊してしまう問題があった。
【０００６】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よく熱交換を行う
ことが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よく熱交換を行う
ことが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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のハニカム状蓄熱
体の第１発明は、複数のハニカム構造体を組み合わせて
なり、貫通孔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、少なくとも高温の排ガスに接する面の外周部分のハ
ニカム構造体の形状が中心部分のハニカム構造体の形状
よりも小さいことを特徴とするものである。そして、好
ましい態様として、ハニカム構造体を貫通孔方向に積み
重ねて使用するとともに、ハニカム構造体が、コージェ
ライト、アルミナ、ムライト、ＳｉＣ、アルミニウムチ
タネートの少なくとも１つを主結晶相とする。
体の第１発明は、複数のハニカム構造体を組み合わせて
なり、貫通孔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、少なくとも高温の排ガスに接する面の外周部分のハ
ニカム構造体の形状が中心部分のハニカム構造体の形状
よりも小さいことを特徴とするものである。そして、好
ましい態様として、ハニカム構造体を貫通孔方向に積み
重ねて使用するとともに、ハニカム構造体が、コージェ
ライト、アルミナ、ムライト、ＳｉＣ、アルミニウムチ
タネートの少なくとも１つを主結晶相とする。
【０００８】また、本発明のハニカム状蓄熱体の第２発
明は、複数のハニカム構造体を組み合わせてなり、貫通
孔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、少なくと
も高温の排ガスに接する面の外周部分のハニカム構造体
の電気炉スポーリング破壊温度が中心部分のハニカム構
造体の電気炉スポーリング破壊温度よりも高いものを使
用することを特徴とするものである。
明は、複数のハニカム構造体を組み合わせてなり、貫通
孔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、少なくと
も高温の排ガスに接する面の外周部分のハニカム構造体
の電気炉スポーリング破壊温度が中心部分のハニカム構
造体の電気炉スポーリング破壊温度よりも高いものを使
用することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】上述した構成において、少なくとも高温の排ガ
スに接する面の外周部分のハニカム構造体の形状を中心
部分のハニカム構造体の形状よりも小さくすること（第
１発明）、または、少なくとも高温の排ガスに接する面
の外周部分のハニカム構造体の電気炉スポーリング破壊
温度が中心部のハニカム構造体の電気炉スポーリング破
壊温度よりも高いものを使用すること（第２発明）で、
ハニカム構造体の外周部分の耐熱衝撃性が向上し、従来
同じ形状の大きさの同じ材質のハニカム構造体を使用し
た場合の温度勾配やそれに起因する破壊等の欠点を補完
できるため、高温の排ガスに対して使用しても、破壊す
ることなく高効率で熱交換を行うことができる。
スに接する面の外周部分のハニカム構造体の形状を中心
部分のハニカム構造体の形状よりも小さくすること（第
１発明）、または、少なくとも高温の排ガスに接する面
の外周部分のハニカム構造体の電気炉スポーリング破壊
温度が中心部のハニカム構造体の電気炉スポーリング破
壊温度よりも高いものを使用すること（第２発明）で、
ハニカム構造体の外周部分の耐熱衝撃性が向上し、従来
同じ形状の大きさの同じ材質のハニカム構造体を使用し
た場合の温度勾配やそれに起因する破壊等の欠点を補完
できるため、高温の排ガスに対して使用しても、破壊す
ることなく高効率で熱交換を行うことができる。
【００１０】また、このときハニカム構造体の耐熱衝撃
性を高めるために、ハニカム状蓄熱体を構成する複数の
ハニカム構造体の各々の形状をすべて小さくすることも
考えられるが、すべてのハニカム構造体の形状を小さく
すると取扱いが面倒となる問題がある。この点を、本発
明では、高温の排ガスに接する面のうち耐熱衝撃性の向
上が特に必要な外周部分のみのハニカム構造体を小さく
することで（第１発明）、あるいは外周部のハニカム構
造体の電気炉スポーリング破壊温度を高くすることで
（第２発明）、取扱い性は良好に維持できる一方耐熱衝
撃性も向上させている。
性を高めるために、ハニカム状蓄熱体を構成する複数の
ハニカム構造体の各々の形状をすべて小さくすることも
考えられるが、すべてのハニカム構造体の形状を小さく
すると取扱いが面倒となる問題がある。この点を、本発
明では、高温の排ガスに接する面のうち耐熱衝撃性の向
上が特に必要な外周部分のみのハニカム構造体を小さく
することで（第１発明）、あるいは外周部のハニカム構
造体の電気炉スポーリング破壊温度を高くすることで
（第２発明）、取扱い性は良好に維持できる一方耐熱衝
撃性も向上させている。
【００１１】
【実施例】図１は本発明のハニカム状蓄熱体の第１発明
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、中心部分２とこの中心部分２の
外周全体に形成された外周部分３とから構成されてい
る。中心部分２は、例えばコージェライトからなる直方
体形状のハニカム構造体４を、一方向に貫通孔５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。外周部分３は、中心部分２のハニカム構造体４の形
状よりも小さい形状を有し、中心部分２のハニカム構造
体４と同一の材料からなる直方体形状のハニカム構造体
６を、中心部分２と同じように一方向に貫通孔７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。
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、中心部分２とこの中心部分２の
外周全体に形成された外周部分３とから構成されてい
る。中心部分２は、例えばコージェライトからなる直方
体形状のハニカム構造体４を、一方向に貫通孔５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。外周部分３は、中心部分２のハニカム構造体４の形
状よりも小さい形状を有し、中心部分２のハニカム構造
体４と同一の材料からなる直方体形状のハニカム構造体
６を、中心部分２と同じように一方向に貫通孔７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。
【００１２】図１に示す例において、図中上方が高温の
排ガスに接する面である。図１に示す例では外周部分３
のすべてを形状の小さいハニカム構造体６から構成して
いるが、本発明では、少なくともこの高温の排ガスに接
する面において、外周部分３のハニカム構造体６の形状
を中心部分２のハニカム構造体４の形状よりも小さい形
状であれば、この面以外の部分の構成は特に上記構成で
なくとも良いことはいうまでもない。
排ガスに接する面である。図１に示す例では外周部分３
のすべてを形状の小さいハニカム構造体６から構成して
いるが、本発明では、少なくともこの高温の排ガスに接
する面において、外周部分３のハニカム構造体６の形状
を中心部分２のハニカム構造体４の形状よりも小さい形
状であれば、この面以外の部分の構成は特に上記構成で
なくとも良いことはいうまでもない。
【００１３】また、中心部分２を、一層が６個のハニカ
ム構造体４からなる二層構造とし、外周部分３を、一層
が２４個のハニカム構造体６からなる四層構造とした
が、一層を構成するハニカム構造体４および６の数およ
び積層数はこれに限定されるものでないことはいうまで
もない。さらにまた、中心部分２を構成するハニカム構
造体４の貫通孔５を形成するセルの開口率と、外周部分
３を構成するハニカム構造体６の貫通孔７を形成するセ
ルの開口率との関係は特に限定されるものでなく、通常
同一のセル開口率とするが、それ以外の関係でも良いこ
とはいうまでもない。
ム構造体４からなる二層構造とし、外周部分３を、一層
が２４個のハニカム構造体６からなる四層構造とした
が、一層を構成するハニカム構造体４および６の数およ
び積層数はこれに限定されるものでないことはいうまで
もない。さらにまた、中心部分２を構成するハニカム構
造体４の貫通孔５を形成するセルの開口率と、外周部分
３を構成するハニカム構造体６の貫通孔７を形成するセ
ルの開口率との関係は特に限定されるものでなく、通常
同一のセル開口率とするが、それ以外の関係でも良いこ
とはいうまでもない。
【００１４】なお、図１に示すように、中心部分２のハ
ニカム構造体４の形状を外周部分３のハニカム構造体６
の形状よりも大きくした場合は、構成材料が同じだとす
ると、中心部分２のハニカム構造体４の電気炉スポーリ
ング破壊温度を低く、外周部分３のハニカム構造体６の
部分を高くすることができる。そのため、ハニカム構造
体４と６との材質が同じであれば、図１に示す本発明の
第１発明の構造はすべて本発明の第２発明の要件を満た
すこととなる。
ニカム構造体４の形状を外周部分３のハニカム構造体６
の形状よりも大きくした場合は、構成材料が同じだとす
ると、中心部分２のハニカム構造体４の電気炉スポーリ
ング破壊温度を低く、外周部分３のハニカム構造体６の
部分を高くすることができる。そのため、ハニカム構造
体４と６との材質が同じであれば、図１に示す本発明の
第１発明の構造はすべて本発明の第２発明の要件を満た
すこととなる。
【００１５】また、ハニカム構造体４および６の材質に
ついては、上述したコージェライトを主結晶相とする材
料以外に、アルミナ、ムライト、ＳｉＣ、アルミニウム
チタネートの少なくとも１つを主結晶相とする材料を用
いることもできる。
ついては、上述したコージェライトを主結晶相とする材
料以外に、アルミナ、ムライト、ＳｉＣ、アルミニウム
チタネートの少なくとも１つを主結晶相とする材料を用
いることもできる。
【００１６】図２は本発明のハニカム状蓄熱体の第２発
明の一例の構成を示す図である。図２に示す例におい
て、図１に示した部分と同一の部材には同一の符号を付
し、その説明を省略する。図２に示す例において、ハニ
カム構造体４と６の形状は従来と同様同一形状であり、
従来と異なるのは、外周部分３を構成するハニカム構造
体６の電気炉スポーリング破壊温度が、中心部分２を構
成するハニカム構造体４の電気炉スポーリング破壊温度
より高いものを使用する点である。
明の一例の構成を示す図である。図２に示す例におい
て、図１に示した部分と同一の部材には同一の符号を付
し、その説明を省略する。図２に示す例において、ハニ
カム構造体４と６の形状は従来と同様同一形状であり、
従来と異なるのは、外周部分３を構成するハニカム構造
体６の電気炉スポーリング破壊温度が、中心部分２を構
成するハニカム構造体４の電気炉スポーリング破壊温度
より高いものを使用する点である。
【００１７】このように外周部分３の電気炉スポーリン
グ破壊温度を中心部分２の電気炉スポーリング破壊温度
よりも高くするには、同一形状で電気炉スポーリング破
壊温度の異なる組み合わせを、従来から公知のセラミッ
ク材料、好ましくはコージェライト、アルミナ、ムライ
ト、ＳｉＣ、アルミニウムチタネートの少なくとも１つ
を主結晶相とする材料から適宜選択することで達成する
ことができる。もちろん、ハニカム構造体４と６の形状
が同一である必要はなく、図１の構造のものでも上述し
た外周部分３と中心部分２との電気炉スポーリング破壊
温度の関係を満たすものであれば良い。
グ破壊温度を中心部分２の電気炉スポーリング破壊温度
よりも高くするには、同一形状で電気炉スポーリング破
壊温度の異なる組み合わせを、従来から公知のセラミッ
ク材料、好ましくはコージェライト、アルミナ、ムライ
ト、ＳｉＣ、アルミニウムチタネートの少なくとも１つ
を主結晶相とする材料から適宜選択することで達成する
ことができる。もちろん、ハニカム構造体４と６の形状
が同一である必要はなく、図１の構造のものでも上述し
た外周部分３と中心部分２との電気炉スポーリング破壊
温度の関係を満たすものであれば良い。
【００１８】図３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３に示す例において、２１は燃焼室、２２−
１、２２−２は図１または図２に示す構造のハニカム状
蓄熱体、２３−１、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３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３に示す例において、２１は燃焼室、２２−
１、２２−２は図１または図２に示す構造のハニカム状
蓄熱体、２３−１、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３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。
【００１９】図３に示す例では、まず、図中矢印で示し
たように、予めハニカム状蓄熱体２２−１に蓄熱した熱
交換体２３−１に被加熱ガスである空気を供給すると同
時に燃料投入口２４−１から燃料を投入するとともに、
熱交換体２３−２には燃焼室２１内の高温の排ガスを通
過させる。この状態で、空気は予熱され燃料とともに燃
焼室へ供給されるとともに、熱交換体２３−２のハニカ
ム状蓄熱体２２−２は蓄熱される。
たように、予めハニカム状蓄熱体２２−１に蓄熱した熱
交換体２３−１に被加熱ガスである空気を供給すると同
時に燃料投入口２４−１から燃料を投入するとともに、
熱交換体２３−２には燃焼室２１内の高温の排ガスを通
過させる。この状態で、空気は予熱され燃料とともに燃
焼室へ供給されるとともに、熱交換体２３−２のハニカ
ム状蓄熱体２２−２は蓄熱される。
【００２０】次に、ガスの流れを切り換えて、図中矢印
と反対方向にガスを流れるようにして、熱交換体２３−
２に被加熱ガスである空気を流し燃料投入口２４−２か
ら燃料を投入するとともに、熱交換体２３−２には燃焼
室２１内の高温の排ガスを通過させる。以上の工程を連
続的に繰り返すことにより、熱交換を行うことができ
る。
と反対方向にガスを流れるようにして、熱交換体２３−
２に被加熱ガスである空気を流し燃料投入口２４−２か
ら燃料を投入するとともに、熱交換体２３−２には燃焼
室２１内の高温の排ガスを通過させる。以上の工程を連
続的に繰り返すことにより、熱交換を行うことができ
る。
【００２１】以下、実際の例について説明する。実施例 まず、セラミックハニカム構造体の耐熱衝撃性は、その
ハニカム構造体の体積に大きく左右されるため、以下の
例で使用する各種材質のハニカム構造体の形状と耐熱衝
撃性との関係を調べた。結果を以下の表１に示す。表１
における耐熱衝撃性の評価は、電気炉スポーリングによ
る破壊温度測定によるものである。電気炉スポーリング
破壊温度は、ハニカム構造体を各温度で電気炉中に１時
間保持した後取り出し空冷しクラックが発生するかどう
かを調査し、クラックの発生しなかった最大の温度とし
て求めた。表１の結果から、どの材質においても、ハニ
カム構造体の形状が小さくなるに従って電気炉スポーリ
ング破壊温度は高くなっている。材質の違いによる電気
炉スポーリング温度の相違は、その材質の熱膨張係数に
起因する。コージェライトは、熱膨張係数がアルミナ、
ムライトに比べ小さいため、電気炉スポーリング破壊温
度は全体に高くなっている。
ハニカム構造体の体積に大きく左右されるため、以下の
例で使用する各種材質のハニカム構造体の形状と耐熱衝
撃性との関係を調べた。結果を以下の表１に示す。表１
における耐熱衝撃性の評価は、電気炉スポーリングによ
る破壊温度測定によるものである。電気炉スポーリング
破壊温度は、ハニカム構造体を各温度で電気炉中に１時
間保持した後取り出し空冷しクラックが発生するかどう
かを調査し、クラックの発生しなかった最大の温度とし
て求めた。表１の結果から、どの材質においても、ハニ
カム構造体の形状が小さくなるに従って電気炉スポーリ
ング破壊温度は高くなっている。材質の違いによる電気
炉スポーリング温度の相違は、その材質の熱膨張係数に
起因する。コージェライトは、熱膨張係数がアルミナ、
ムライトに比べ小さいため、電気炉スポーリング破壊温
度は全体に高くなっている。
【００２２】
【表１】
【００２３】次に、表１に示した材質および形状のハニ
カム構造体を、一方向に貫通孔から構成される流路が揃
うように複数個積み重ねて試験Ｎｏ．１〜１０のハニカ
ム状蓄熱体を形成した。試験Ｎｏ．１〜１０のハニカム
状蓄熱体の形状はすべて同一とした。そして、準備した
ハニカム状蓄熱体を、以下の表２に示す使用温度で排ガ
ス雰囲気の清い窯の蓄熱体として使用し一定時間経過後
の使用状況を観察した。結果を表２に示す。
カム構造体を、一方向に貫通孔から構成される流路が揃
うように複数個積み重ねて試験Ｎｏ．１〜１０のハニカ
ム状蓄熱体を形成した。試験Ｎｏ．１〜１０のハニカム
状蓄熱体の形状はすべて同一とした。そして、準備した
ハニカム状蓄熱体を、以下の表２に示す使用温度で排ガ
ス雰囲気の清い窯の蓄熱体として使用し一定時間経過後
の使用状況を観察した。結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】表２において、試験Ｎｏ．１〜３はハニカ
ム構造体の材質としてコージェライトを使用し、ハニカ
ム状蓄熱体の中心部分と外周部分とで使用するハニカム
構造体の形状を変えたものである。試験Ｎｏ．１では、
中心部分および外周部分とも同じ形状のハニカム構造体
を使用しているため、使用状況としては温度勾配の付き
やすい外周部分のハニカム構造体に破損が生じている。
これに対し、試験Ｎｏ．２、３では、外周部分に中心部
分よりも形状（体積）の小さいハニカム構造体を使用し
ているため、使用状況は問題のないものとなっている。
試験Ｎｏ．４〜８では、ハニカム構造体の材質を変えて
アルミナ、ムライトを使用している。この場合でも、中
心部分と外周部分とで同じ形状のハニカム構造体を使用
すると、外周部分のハニカム構造体で温度勾配によりク
ラックが発生し破損が生じた。
ム構造体の材質としてコージェライトを使用し、ハニカ
ム状蓄熱体の中心部分と外周部分とで使用するハニカム
構造体の形状を変えたものである。試験Ｎｏ．１では、
中心部分および外周部分とも同じ形状のハニカム構造体
を使用しているため、使用状況としては温度勾配の付き
やすい外周部分のハニカム構造体に破損が生じている。
これに対し、試験Ｎｏ．２、３では、外周部分に中心部
分よりも形状（体積）の小さいハニカム構造体を使用し
ているため、使用状況は問題のないものとなっている。
試験Ｎｏ．４〜８では、ハニカム構造体の材質を変えて
アルミナ、ムライトを使用している。この場合でも、中
心部分と外周部分とで同じ形状のハニカム構造体を使用
すると、外周部分のハニカム構造体で温度勾配によりク
ラックが発生し破損が生じた。
【００２６】試験Ｎｏ．９、１０では、中心部分と外周
部分のハニカム構造体の材質を変えて、中心部分よりも
外周部分のハニカム構造体に電気炉スポーリング破壊温
度の高いものを使用した。試験Ｎｏ．９では外周部分に
中心部分のアルミナハニカム構造体よりも電気炉スポー
リング破壊温度が高いコージェライトハニカム構造体を
使用し、試験Ｎｏ．１０では外周部分に中心部分のアル
ミナハニカム構造体よりも電気炉スポーリング破壊温度
が高いムライトハニカム構造体を使用したところ、中心
部分および外周部分でハニカム構造体として同じ大きさ
のものと使用してもハニカム構造体に異常は見られなか
った。
部分のハニカム構造体の材質を変えて、中心部分よりも
外周部分のハニカム構造体に電気炉スポーリング破壊温
度の高いものを使用した。試験Ｎｏ．９では外周部分に
中心部分のアルミナハニカム構造体よりも電気炉スポー
リング破壊温度が高いコージェライトハニカム構造体を
使用し、試験Ｎｏ．１０では外周部分に中心部分のアル
ミナハニカム構造体よりも電気炉スポーリング破壊温度
が高いムライトハニカム構造体を使用したところ、中心
部分および外周部分でハニカム構造体として同じ大きさ
のものと使用してもハニカム構造体に異常は見られなか
った。
【００２７】さらに、同じく表１に示した材質および形
状のハニカム構造体を、一方向に貫通孔から構成される
流路が揃うよう複数個積み重ねて試験Ｎｏ．１１〜１５
のハニカム状蓄熱体を形成した。試験Ｎｏ．１１〜１５
のハニカム状蓄熱体の形状は、すべて試験Ｎｏ．１〜１
０のものと同一とした。そして、準備したハニカム状蓄
熱体を、以下の表３に示す使用温度で排ガス雰囲が汚く
腐食性のガスが流れる窯に使用する蓄熱体として使用し
一定時間経過後の使用状況を観察した。結果を表３に示
す。
状のハニカム構造体を、一方向に貫通孔から構成される
流路が揃うよう複数個積み重ねて試験Ｎｏ．１１〜１５
のハニカム状蓄熱体を形成した。試験Ｎｏ．１１〜１５
のハニカム状蓄熱体の形状は、すべて試験Ｎｏ．１〜１
０のものと同一とした。そして、準備したハニカム状蓄
熱体を、以下の表３に示す使用温度で排ガス雰囲が汚く
腐食性のガスが流れる窯に使用する蓄熱体として使用し
一定時間経過後の使用状況を観察した。結果を表３に示
す。
【００２８】
【表３】
【００２９】表３の結果から、耐食性に劣る材質のハニ
カム構造体を使用した試験Ｎｏ．１１〜１４の例では、
腐食により中心部分および外周部分ハニカム構造体にも
腐食が生じ、この場合の蓄熱体としての使用には耐えら
れないことがわかった。一方、試験Ｎｏ．１５の例で
は、中心部分および外周部分とも耐食性に優れるアルミ
ナハニカム構造体を使用し、さらに外周部分を中心部分
よりも形状の小さいハニカム構造体より構成している。
そのため、腐食によるハニカム構造体の劣化が殆ど無
く、本発明の効果が良く現れており、中心部分よりも外
周部分でハニカム構造体にクラックが少なくなってい
る。
カム構造体を使用した試験Ｎｏ．１１〜１４の例では、
腐食により中心部分および外周部分ハニカム構造体にも
腐食が生じ、この場合の蓄熱体としての使用には耐えら
れないことがわかった。一方、試験Ｎｏ．１５の例で
は、中心部分および外周部分とも耐食性に優れるアルミ
ナハニカム構造体を使用し、さらに外周部分を中心部分
よりも形状の小さいハニカム構造体より構成している。
そのため、腐食によるハニカム構造体の劣化が殆ど無
く、本発明の効果が良く現れており、中心部分よりも外
周部分でハニカム構造体にクラックが少なくなってい
る。
【００３０】
【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、少なくとも高温の排ガスに接する面の外周部
分のハニカム構造体の形状を中心部分のハニカム構造体
の形状よりも小さくしているため（第１発明）、また
は、少なくとも高温の排ガスに接する面の外周部分のハ
ニカム構造体の電気炉スポーリング破壊温度が中心部の
ハニカム構造体の電気炉スポーリング破壊温度よりも高
いものを使用しているため（第２発明）、ハニカム構造
体の外周部分の耐熱衝撃性が向上し、従来同じ形状の大
きさの同じハニカム構造体を使用した場合の温度勾配や
それに起因する破壊等の欠点を補完できるため、高温の
排ガスに対して使用しても、破壊することなく高効率で
熱交換を行うことができる。
によれば、少なくとも高温の排ガスに接する面の外周部
分のハニカム構造体の形状を中心部分のハニカム構造体
の形状よりも小さくしているため（第１発明）、また
は、少なくとも高温の排ガスに接する面の外周部分のハ
ニカム構造体の電気炉スポーリング破壊温度が中心部の
ハニカム構造体の電気炉スポーリング破壊温度よりも高
いものを使用しているため（第２発明）、ハニカム構造
体の外周部分の耐熱衝撃性が向上し、従来同じ形状の大
きさの同じハニカム構造体を使用した場合の温度勾配や
それに起因する破壊等の欠点を補完できるため、高温の
排ガスに対して使用しても、破壊することなく高効率で
熱交換を行うことができる。
【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 ハニカム状蓄熱体、２ 中心部分、
３ 外周部分、４、６ハニカム構造体、５、７ 貫通
孔、２１ 燃焼室、２２−１、２２−２ 熱交換体 、
２３−１、２３−２ ハニカム状蓄熱体、２４−１、２
４−２ 燃料投入口
３ 外周部分、４、６ハニカム構造体、５、７ 貫通
孔、２１ 燃焼室、２２−１、２２−２ 熱交換体 、
２３−１、２３−２ ハニカム状蓄熱体、２４−１、２
４−２ 燃料投入口
Claims (4)
- 【請求項１】複数のハニカム構造体を組み合わせてな
り、貫通孔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、
少なくとも高温の排ガスに接する面の外周部分のハニカ
ム構造体の形状が中心部分のハニカム構造体の形状より
も小さいことを特徴とするハニカム状蓄熱体。 - 【請求項２】前記ハニカム構造体を貫通孔方向に積み重
ねて使用する請求項１記載のハニカム状蓄熱体。 - 【請求項３】前記ハニカム構造体が、コージェライト、
アルミナ、ムライト、ＳｉＣ、アルミニウムチタネート
の少なくとも１つを主結晶相とする請求項１記載のハニ
カム状蓄熱体。 - 【請求項４】複数のハニカム構造体を組み合わせてな
り、貫通孔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、
少なくとも高温の排ガスに接する面の外周部分のハニカ
ム構造体の電気炉スポーリング破壊温度が中心部分のハ
ニカム構造体の電気炉スポーリング破壊温度よりも高い
ものを使用す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 |
|---|---|---|---|
| JP25208394A JP2738654B2 (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | ハニカム状蓄熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25208394A JP2738654B2 (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | ハニカム状蓄熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114391A JPH08114391A (ja) | 1996-05-07 |
| JP2738654B2 true JP2738654B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=17232321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25208394A Expired - Lifetime JP2738654B2 (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | ハニカム状蓄熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2738654B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003083397A1 (fr) * | 2002-03-28 | 2003-10-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Reservoir thermique a structure alveolaire, bruleur a stockage thermique utilisant un tel reservoir thermique, four de chauffage et procede de chauffage |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004286232A (ja) * | 2000-08-14 | 2004-10-14 | Jfe Engineering Kk | 蓄熱体 |
-
1994
- 1994-10-18 JP JP25208394A patent/JP2738654B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003083397A1 (fr) * | 2002-03-28 | 2003-10-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Reservoir thermique a structure alveolaire, bruleur a stockage thermique utilisant un tel reservoir thermique, four de chauffage et procede de chauffage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08114391A (ja) | 1996-05-07 |
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