JP3081550B2 - アルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体 - Google Patents
アルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体Info
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- JP3081550B2 JP3081550B2 JP09051561A JP5156197A JP3081550B2 JP 3081550 B2 JP3081550 B2 JP 3081550B2 JP 09051561 A JP09051561 A JP 09051561A JP 5156197 A JP5156197 A JP 5156197A JP 3081550 B2 JP3081550 B2 JP 3081550B2
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- honeycomb structure
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- aluminum melting
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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
- F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
- F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中にアルカ
リ等のフラックス成分が多く含まれ、高温域ではアルカ
リ雰囲気の強いガスによる腐食、また低温域では露結水
にアルカリ成分が溶解し、蓄熱体への進入及び再結晶化
による破損の恐れがあるアルミ溶解炉で使用されるハニ
カム状蓄熱体に関するものである。
リ等のフラックス成分が多く含まれ、高温域ではアルカ
リ雰囲気の強いガスによる腐食、また低温域では露結水
にアルカリ成分が溶解し、蓄熱体への進入及び再結晶化
による破損の恐れがあるアルミ溶解炉で使用されるハニ
カム状蓄熱体に関するものである。
【０００２】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の一例が、特開平
８−６１８７４号公報に開示されている。この蓄熱体
は、ハニカム構造体を積み重ねて構成され、上段の高温
の排ガスに接する側を耐腐食性セラミックスからなるハ
ニカム構造体で構成するとともに、下段の低温の被加熱
ガスに接する側を主結晶相がコージェライトからなるハ
ニカム構造体で構成されている。
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の一例が、特開平
８−６１８７４号公報に開示されている。この蓄熱体
は、ハニカム構造体を積み重ねて構成され、上段の高温
の排ガスに接する側を耐腐食性セラミックスからなるハ
ニカム構造体で構成するとともに、下段の低温の被加熱
ガスに接する側を主結晶相がコージェライトからなるハ
ニカム構造体で構成されている。
【０００３】上述した構成の従来のハニカム状蓄熱体で
は、性質の異なるハニカム構造体を積み重ねた複合構造
をとることで、従来のようにハニカム構造体を単独で使
用した場合の欠点を補完できるため、高温の腐食性ガス
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。
は、性質の異なるハニカム構造体を積み重ねた複合構造
をとることで、従来のようにハニカム構造体を単独で使
用した場合の欠点を補完できるため、高温の腐食性ガス
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した構成の従来の
ハニカム状蓄熱体は、アルミ溶解炉以外の通常の燃焼加
熱炉において上記効果を達成することができる。しか
し、アルカリ雰囲気が強いアルミ溶解炉用バーナーシス
テムで使用すると、以下のような問題が発生していた。
すなわち、上述した構成の従来のハニカム状蓄熱体で
は、下段に高気孔率で多孔材料であるコージェライト質
のハニカム構造体を用いている。そのため、アルカリ雰
囲気が強いアルミ溶解炉で従来のハニカム状蓄熱体を使
用すると、低温側であるコージェライト質のハニカム構
造体において、露結によりアルカリ成分が露結水に溶解
し、その溶液がハニカム構造体の内部に進入し再結晶化
することにより破壊が生じることがあった。
ハニカム状蓄熱体は、アルミ溶解炉以外の通常の燃焼加
熱炉において上記効果を達成することができる。しか
し、アルカリ雰囲気が強いアルミ溶解炉用バーナーシス
テムで使用すると、以下のような問題が発生していた。
すなわち、上述した構成の従来のハニカム状蓄熱体で
は、下段に高気孔率で多孔材料であるコージェライト質
のハニカム構造体を用いている。そのため、アルカリ雰
囲気が強いアルミ溶解炉で従来のハニカム状蓄熱体を使
用すると、低温側であるコージェライト質のハニカム構
造体において、露結によりアルカリ成分が露結水に溶解
し、その溶液がハニカム構造体の内部に進入し再結晶化
することにより破壊が生じることがあった。
【０００５】本発明の目的は上述した課題を解消して、
アルカリ雰囲気のアルミ溶解炉で使用しても、腐食性ガ
スの溶解した露結水の蓄熱体への進入及び再結晶化によ
る破壊の発生しないアルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体を
提供しようとするものである。
アルカリ雰囲気のアルミ溶解炉で使用しても、腐食性ガ
スの溶解した露結水の蓄熱体への進入及び再結晶化によ
る破壊の発生しないアルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体を
提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のアルミ溶解炉用
ハニカム状蓄熱体は、アルミ溶解炉用バーナーシステム
に用いられる蓄熱体であり、複数のハニカム構造体を積
み重ねてなり、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、高温の排ガスに接する側を耐アルカリ性に優
れたセラミックスからなる第１のハニカム構造体で構成
するとともに、低温の被加熱ガスに接する側を開気孔率
３％以下の緻密質材料からなる第２のハニカム構造体で
構成することを特徴とするものである。
ハニカム状蓄熱体は、アルミ溶解炉用バーナーシステム
に用いられる蓄熱体であり、複数のハニカム構造体を積
み重ねてなり、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、高温の排ガスに接する側を耐アルカリ性に優
れたセラミックスからなる第１のハニカム構造体で構成
するとともに、低温の被加熱ガスに接する側を開気孔率
３％以下の緻密質材料からなる第２のハニカム構造体で
構成することを特徴とするものである。
【０００７】本発明では、アルミ溶解用のバーナーシス
テムに用いられるハニカム状蓄熱体として、上段高温部
に耐アルカリ性に優れたセラミックスからなる第１のハ
ニカム構造体を、下段低温部（露点以下）に所定の気孔
率の緻密質材料からなる第２のハニカム構造体を使用し
ているため、下段低温部の緻密質材料からなる第２のハ
ニカム構造体が、露結水に溶解したアルカリ成分のハニ
カム構造体内部への進入を防ぎ、ハニカム構造体の再結
晶化による破壊を防ぐことができる。
テムに用いられるハニカム状蓄熱体として、上段高温部
に耐アルカリ性に優れたセラミックスからなる第１のハ
ニカム構造体を、下段低温部（露点以下）に所定の気孔
率の緻密質材料からなる第２のハニカム構造体を使用し
ているため、下段低温部の緻密質材料からなる第２のハ
ニカム構造体が、露結水に溶解したアルカリ成分のハニ
カム構造体内部への進入を防ぎ、ハニカム構造体の再結
晶化による破壊を防ぐことができる。
【０００８】なお、本発明において、緻密質材料からな
る第２のハニカム構造体の開気孔率を３％以下と限定し
たのは、開気孔率が３％を超えると緻密化による露結水
に溶解したアルカリ成分の第２のハニカム構造体への進
入を十分に防ぐことができないためである。
る第２のハニカム構造体の開気孔率を３％以下と限定し
たのは、開気孔率が３％を超えると緻密化による露結水
に溶解したアルカリ成分の第２のハニカム構造体への進
入を十分に防ぐことができないためである。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明のアルミ溶解炉用ハ
ニカム状蓄熱体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、高温の排ガスに
接する側に設けた耐アルカリ性に優れたセラミックスか
らなる直方体形状の第１のハニカム構造体２と、低温の
被加熱ガスに接する側に開気孔率３％以下の緻密質材料
からなる直方体形状の第２のハニカム構造体３とを、一
方向に貫通孔４から構成される流路が揃うよう積み重ね
て構成されている。
ニカム状蓄熱体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、高温の排ガスに
接する側に設けた耐アルカリ性に優れたセラミックスか
らなる直方体形状の第１のハニカム構造体２と、低温の
被加熱ガスに接する側に開気孔率３％以下の緻密質材料
からなる直方体形状の第２のハニカム構造体３とを、一
方向に貫通孔４から構成される流路が揃うよう積み重ね
て構成されている。
【００１０】高温域に用いられる耐アルカリ性に優れる
第１のハニカム構造体２としては、アルミナを主結晶相
とするセラミックスを使用することが好ましい。アルミ
ナを主結晶とするセラミックスが最も良好な耐アルカリ
性を示すだめである。また、低温域に用いる開気孔率３
％以下の緻密質材料からなる第２のハニカム構造体３と
しては、ムライト、アルミナ、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 のう
ちの１つを主結晶相とするセラミックス、または、ムラ
イト、クリストバライト、アルミナ、石英のうちの少な
くとも１つを主成分とする長石質磁器を使用することが
好ましい。また、ＳｉＣを主結晶相とするセラミックス
を使用する場合は、Ｓｉ含浸ＳｉＣを主結晶とするセラ
ミックスを使用すると、低温における耐腐食性が向上す
るためさらに好ましい。
第１のハニカム構造体２としては、アルミナを主結晶相
とするセラミックスを使用することが好ましい。アルミ
ナを主結晶とするセラミックスが最も良好な耐アルカリ
性を示すだめである。また、低温域に用いる開気孔率３
％以下の緻密質材料からなる第２のハニカム構造体３と
しては、ムライト、アルミナ、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 のう
ちの１つを主結晶相とするセラミックス、または、ムラ
イト、クリストバライト、アルミナ、石英のうちの少な
くとも１つを主成分とする長石質磁器を使用することが
好ましい。また、ＳｉＣを主結晶相とするセラミックス
を使用する場合は、Ｓｉ含浸ＳｉＣを主結晶とするセラ
ミックスを使用すると、低温における耐腐食性が向上す
るためさらに好ましい。
【００１１】図２は本発明のアルミ溶解炉用ハニカム状
蓄熱体の他の例の構成を示す図である。図２に示す例に
おいて、図１に示す部材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、図
１に示す例と異なる点は、複数のハニカム構造体２
（３）を積み重ねるにあたって、下段の個々のハニカム
構造体２（３）の接点及び切辺部分の上部が、上段のハ
ニカム構造体２（３）のセル構造部に位置するよう積み
重ねた点である。図２に示す例は、図１に示す例と比較
して、熱衝撃による破壊を防止することができるため、
好ましい。なお、図２に示す例では、上３段を第１のハ
ニカム構造体２で構成するとともに、下２段を第２のハ
ニカム構造体３で構成している。
蓄熱体の他の例の構成を示す図である。図２に示す例に
おいて、図１に示す部材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、図
１に示す例と異なる点は、複数のハニカム構造体２
（３）を積み重ねるにあたって、下段の個々のハニカム
構造体２（３）の接点及び切辺部分の上部が、上段のハ
ニカム構造体２（３）のセル構造部に位置するよう積み
重ねた点である。図２に示す例は、図１に示す例と比較
して、熱衝撃による破壊を防止することができるため、
好ましい。なお、図２に示す例では、上３段を第１のハ
ニカム構造体２で構成するとともに、下２段を第２のハ
ニカム構造体３で構成している。
【００１２】図３は本発明のハニカム状蓄熱体を使用し
た熱交換体をアルミ溶解炉のバーナーシステムにおける
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、１１はアルミ溶解炉のバーナーシステムにおける
燃焼室、１２−１、１２−２は図１または図２に示す構
造のハニカム状蓄熱体、１３−１、１３−２はハニカム
状蓄熱体１２−１、１２−２から構成される熱交換体、
１４−１、１４−２は熱交換体１３−１、１３−２に設
けられ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１３−１、１３−２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。
た熱交換体をアルミ溶解炉のバーナーシステムにおける
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、１１はアルミ溶解炉のバーナーシステムにおける
燃焼室、１２−１、１２−２は図１または図２に示す構
造のハニカム状蓄熱体、１３−１、１３−２はハニカム
状蓄熱体１２−１、１２−２から構成される熱交換体、
１４−１、１４−２は熱交換体１３−１、１３−２に設
けられ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１３−１、１３−２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。
【００１３】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１２−１に蓄熱した熱交
換体１３−１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１４−１から燃料を投入するとともに、熱
交換体１３−２には燃焼室１１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１１へ供給されるとともに、熱交換体１３−２のハニ
カム状蓄熱体１２−２は蓄熱される。
ように、予めハニカム状蓄熱体１２−１に蓄熱した熱交
換体１３−１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１４−１から燃料を投入するとともに、熱
交換体１３−２には燃焼室１１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１１へ供給されるとともに、熱交換体１３−２のハニ
カム状蓄熱体１２−２は蓄熱される。
【００１４】次に、ガスの流れを切り換えて、図中矢印
と反対方向にガスが流れるようにして、熱交換体１３−
２に被加熱ガスである空気を流し燃料投入口１４−２か
ら燃料を投入するとともに、熱交換体１３−１には燃焼
室１１内の高温の排ガスを通過させる。以上の工程を連
続して繰り返すことにより、熱交換を行うことができ
る。
と反対方向にガスが流れるようにして、熱交換体１３−
２に被加熱ガスである空気を流し燃料投入口１４−２か
ら燃料を投入するとともに、熱交換体１３−１には燃焼
室１１内の高温の排ガスを通過させる。以上の工程を連
続して繰り返すことにより、熱交換を行うことができ
る。
【００１５】
【実施例】以下、実際の例について説明する。実施例１ 図１に示す構造のハニカム状蓄熱体１において、以下の
表１に示すように上段の第１のハニカム構造体および下
段の第２のハニカム構造体を使用して、従来例試験Ｎ
ｏ．１〜２、比較例試験Ｎｏ．３〜５および本発明例試
験Ｎｏ．６〜９のハニカム状蓄熱体１を準備した。次
に、準備したハニカム状蓄熱体１を、図３に示すように
アルミ溶解炉の燃焼室に使用し、炉内温度１１００℃、
アルミ溶解炉用にアルカリフラックス（成分：ＮａＣｌ
＋ＫＣｌ７０％以上）が用いられる強アルカリ雰囲気下
における１カ月使用後の状況を観察した。結果を表１に
示す。
表１に示すように上段の第１のハニカム構造体および下
段の第２のハニカム構造体を使用して、従来例試験Ｎ
ｏ．１〜２、比較例試験Ｎｏ．３〜５および本発明例試
験Ｎｏ．６〜９のハニカム状蓄熱体１を準備した。次
に、準備したハニカム状蓄熱体１を、図３に示すように
アルミ溶解炉の燃焼室に使用し、炉内温度１１００℃、
アルミ溶解炉用にアルカリフラックス（成分：ＮａＣｌ
＋ＫＣｌ７０％以上）が用いられる強アルカリ雰囲気下
における１カ月使用後の状況を観察した。結果を表１に
示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１の結果から、従来例の試験Ｎｏ．１〜
２において、試験Ｎｏ．１では、上下段ともに開気孔率
３５％のコージェライト質ハニカムを用いた場合、上段
部分は高温のアルカリガスによる腐食で外壁が損傷し
た。また、下部は露結により露結水に溶解したアルカリ
成分が開気孔率の大きいハニカム構造体内部に進入し、
再結晶化する事により内部からハニカム構造体を押し割
り破損した。試験Ｎｏ．２では、上段に耐アルカリ性に
優れたアルミナ質のハニカム構造体を用いたため、上部
ハニカム構造体に損傷は無かった。しかし、下段のハニ
カム構造体はコージェライト質であるため、試験Ｎｏ．
１と同様の状態であった。
２において、試験Ｎｏ．１では、上下段ともに開気孔率
３５％のコージェライト質ハニカムを用いた場合、上段
部分は高温のアルカリガスによる腐食で外壁が損傷し
た。また、下部は露結により露結水に溶解したアルカリ
成分が開気孔率の大きいハニカム構造体内部に進入し、
再結晶化する事により内部からハニカム構造体を押し割
り破損した。試験Ｎｏ．２では、上段に耐アルカリ性に
優れたアルミナ質のハニカム構造体を用いたため、上部
ハニカム構造体に損傷は無かった。しかし、下段のハニ
カム構造体はコージェライト質であるため、試験Ｎｏ．
１と同様の状態であった。
【００１８】また、比較例の試験Ｎｏ．３〜４におい
て、試験Ｎｏ．３は、下段に耐アルカリ性に優れたアル
ミナ質ハニカム構造体を使用したが、このアルミナ質ハ
ニカム構造体は開気孔率が４０％と高いため、試験Ｎ
ｏ．１、２の下段に用いたコージェライト質ハニカム構
造体と同様な破損が認められた。試験Ｎｏ．４は、下段
にムライトを主成分とし開気孔率が１％と極めて低い長
石質磁器のハニカム構造体を用いたため、露結水に溶解
したアルカリ成分が進入することが無く、下段ハニカム
構造体には破壊が生じなかった。しかし、ここでは上段
にも同様の長石質磁器のハニカム構造体を用いたため、
長石質磁器のハニカム構造体は高温のアルカリ雰囲気に
弱いことから、外壁から破損が生じた。
て、試験Ｎｏ．３は、下段に耐アルカリ性に優れたアル
ミナ質ハニカム構造体を使用したが、このアルミナ質ハ
ニカム構造体は開気孔率が４０％と高いため、試験Ｎ
ｏ．１、２の下段に用いたコージェライト質ハニカム構
造体と同様な破損が認められた。試験Ｎｏ．４は、下段
にムライトを主成分とし開気孔率が１％と極めて低い長
石質磁器のハニカム構造体を用いたため、露結水に溶解
したアルカリ成分が進入することが無く、下段ハニカム
構造体には破壊が生じなかった。しかし、ここでは上段
にも同様の長石質磁器のハニカム構造体を用いたため、
長石質磁器のハニカム構造体は高温のアルカリ雰囲気に
弱いことから、外壁から破損が生じた。
【００１９】比較例の試験Ｎｏ．５および本発明例の試
験Ｎｏ．６〜７において、試験Ｎｏ．６は試験Ｎｏ．４
の上段破損を防ぐため、上段に耐アルカリ性に優れたア
ルミナ質のハニカム構造体を用いたものであり、上段お
よび下段とも破損が無かった。試験Ｎｏ．７、５は、下
段に使用するムライトを主成分とする長石質磁器ハニカ
ム構造体の焼成温度を変えることにより、開気孔率を調
整した長石質磁器ハニカム構造体を用いた結果である。
試験Ｎｏ．７は開気孔率が３％である長石質磁器ハニカ
ム構造体を使用した場合であるが、試験Ｎｏ．６の開気
孔率０．５％の長石質磁器ハニカム構造体を使用した時
よりも状態は悪いものの、蓄熱体としての使用には十分
耐えうる結果であった。しかし、試験Ｎｏ．５の下段に
使用した長石質磁器ハニカム構造体は、開気孔率が４％
であるために、露結水に溶解したアルカリ成分のハニカ
ム内部への進入が進み、再結晶化により内部からの破損
が生じ、蓄熱体としては使用に耐えなかった。
験Ｎｏ．６〜７において、試験Ｎｏ．６は試験Ｎｏ．４
の上段破損を防ぐため、上段に耐アルカリ性に優れたア
ルミナ質のハニカム構造体を用いたものであり、上段お
よび下段とも破損が無かった。試験Ｎｏ．７、５は、下
段に使用するムライトを主成分とする長石質磁器ハニカ
ム構造体の焼成温度を変えることにより、開気孔率を調
整した長石質磁器ハニカム構造体を用いた結果である。
試験Ｎｏ．７は開気孔率が３％である長石質磁器ハニカ
ム構造体を使用した場合であるが、試験Ｎｏ．６の開気
孔率０．５％の長石質磁器ハニカム構造体を使用した時
よりも状態は悪いものの、蓄熱体としての使用には十分
耐えうる結果であった。しかし、試験Ｎｏ．５の下段に
使用した長石質磁器ハニカム構造体は、開気孔率が４％
であるために、露結水に溶解したアルカリ成分のハニカ
ム内部への進入が進み、再結晶化により内部からの破損
が生じ、蓄熱体としては使用に耐えなかった。
【００２０】本発明例の試験Ｎｏ．８〜９において、試
験Ｎｏ．８は下段にアルミナ質ハニカム構造体を高温で
焼成し、開気孔率を２％まで下げたハニカム構造体を使
用した。試験Ｎｏ．３で下段に開気孔率４０％のアルミ
ナ質ハニカム構造体を用いた時とは異なり、試験Ｎｏ．
８の例では蓄熱体として全く問題がなかった。試験Ｎ
ｏ．９は下段に用いられる低気孔率のハニカム構造体の
材質を変え、ＳｉＣを主成分とする開気孔率１％のハニ
カム構造体を用いたところ、これも問題なく蓄熱体とし
て作用した。
験Ｎｏ．８は下段にアルミナ質ハニカム構造体を高温で
焼成し、開気孔率を２％まで下げたハニカム構造体を使
用した。試験Ｎｏ．３で下段に開気孔率４０％のアルミ
ナ質ハニカム構造体を用いた時とは異なり、試験Ｎｏ．
８の例では蓄熱体として全く問題がなかった。試験Ｎ
ｏ．９は下段に用いられる低気孔率のハニカム構造体の
材質を変え、ＳｉＣを主成分とする開気孔率１％のハニ
カム構造体を用いたところ、これも問題なく蓄熱体とし
て作用した。
【００２１】実施例２ 本発明のハニカム状蓄熱体は、１個が２５〜１５０ｍｍ
□の第１および第２のハニカム構造体を蓄熱体として必
要な所定の大きさに積み重ねて使用する。その積み重ね
方法の影響を調べるため、上段にアルミナ質のハニカム
構造体を、また、下段に開気孔率１％のムライトを主成
分とする長石質磁器のハニカム構造体を用い、その積み
方を変える破損状況を観察した。ハニカム構造体を５層
積み重ねることとし、上段の第１のハニカム構造体を３
層、下段のハニカム構造体を２層積み重ねるに際し、図
１に示すように上段と下段のハニカム構造体の接点およ
び接辺部が一致するよう積み重ねた場合と、図２に示す
ように下段のハニカム構造体の接点および接辺が上段の
ハニカム構造体のセル構造部に位置するよう積み重ねた
場合とを比較した。
□の第１および第２のハニカム構造体を蓄熱体として必
要な所定の大きさに積み重ねて使用する。その積み重ね
方法の影響を調べるため、上段にアルミナ質のハニカム
構造体を、また、下段に開気孔率１％のムライトを主成
分とする長石質磁器のハニカム構造体を用い、その積み
方を変える破損状況を観察した。ハニカム構造体を５層
積み重ねることとし、上段の第１のハニカム構造体を３
層、下段のハニカム構造体を２層積み重ねるに際し、図
１に示すように上段と下段のハニカム構造体の接点およ
び接辺部が一致するよう積み重ねた場合と、図２に示す
ように下段のハニカム構造体の接点および接辺が上段の
ハニカム構造体のセル構造部に位置するよう積み重ねた
場合とを比較した。
【００２２】その結果、図１のような積み方をした場
合、個々のハニカム構造体の接する部分が高温側から低
温側まで吹き抜けているため、熱衝撃による破損が促進
されやすいことがわかった。しかし、図２のようにハニ
カム構造体を交互に積むことにより、吹き抜けが悪くな
り温度分布が均一になり、熱衝撃による破損が起こりに
くくなることがわかった。
合、個々のハニカム構造体の接する部分が高温側から低
温側まで吹き抜けているため、熱衝撃による破損が促進
されやすいことがわかった。しかし、図２のようにハニ
カム構造体を交互に積むことにより、吹き抜けが悪くな
り温度分布が均一になり、熱衝撃による破損が起こりに
くくなることがわかった。
【００２３】
【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、アルミ溶解炉用バーナーシステムに使用され
る蓄熱体として、高温の排ガスに触れる側を耐アルカリ
性に優れたハニカム構造体とするとともに、低温の被加
熱ガスに接する側を開気孔率３％以下のハニカム構造体
とした複合構造とすることにより、高アルカリ雰囲気の
高温ガスが発生するアルミ溶解炉用バーナーシステムに
使用しても破損することなく、高効率で熱交換を行うこ
とができるハニカム状蓄熱体を得ることができる。
によれば、アルミ溶解炉用バーナーシステムに使用され
る蓄熱体として、高温の排ガスに触れる側を耐アルカリ
性に優れたハニカム構造体とするとともに、低温の被加
熱ガスに接する側を開気孔率３％以下のハニカム構造体
とした複合構造とすることにより、高アルカリ雰囲気の
高温ガスが発生するアルミ溶解炉用バーナーシステムに
使用しても破損することなく、高効率で熱交換を行うこ
とができるハニカム状蓄熱体を得ることができる。
【図１】本発明のアルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体の一
例の構成を示す図である。
例の構成を示す図である。
【図２】本発明のアルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体の他
の例の構成を示す図である。
の例の構成を示す図である。
【図３】本発明のハニカム状蓄熱体を使用した熱交換体
をアルミ溶解炉の燃焼室に設置した例を示す図である。
をアルミ溶解炉の燃焼室に設置した例を示す図である。
１ ハニカム状蓄熱体、２ 第１のハニカム構造体、３
第２のハニカム構造体、４ 貫通孔、１１ 燃焼室、
１２−１、１２−２ ハニカム状蓄熱体、１３−１、１
３−２ 熱交換体、１４−１、１４−２ 燃料投入口
第２のハニカム構造体、４ 貫通孔、１１ 燃焼室、
１２−１、１２−２ ハニカム状蓄熱体、１３−１、１
３−２ 熱交換体、１４−１、１４−２ 燃料投入口
Claims (6)
- 【請求項１】アルミ溶解炉用バーナーシステムに用いら
れる蓄熱体であり、複数のハニカム構造体を積み重ねて
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、高温の排ガスに接する側を耐アルカリ性に優れたセ
ラミックスからなる第１のハニカム構造体で構成すると
ともに、低温の被加熱ガスに接する側を開気孔率３％以
下の緻密質材料からなる第２のハニカム構造体で構成す
ることを特徴とするアルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体。 - 【請求項２】前記第１のハニカム構造体を、アルミナを
主結晶相とするセラミックスから構成する請求項１記載
のアルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体。 - 【請求項３】前記第２のハニカム構造体を、ムライト、
アルミナ、ＳｉＣ、Ｓｉ 3 Ｎ4 のうちの１種を主結晶相
とするセラミックスから構成する請求項１または２記載
のアルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体。 - 【請求項４】前記第２のハニカム構造体を、ムライト、
クリストパライト、アルミナ、石英のうちの少なくとも
１種を主結晶相とする長石質磁器から構成する請求項１
または２記載のアルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体。 - 【請求項５】前記ＳｉＣを主結晶とするセラミックス
が、Ｓｉ含浸ＳｉＣである請求項３記載のアルミ溶解炉
用ハニカム状蓄熱体。 - 【請求項６】複数のハニカム構造体を積む場合、下段の
個々のハニカム構造体の接点及び切辺部分の上部が、上
段のハニカム構造体のセル構造部に位置する請求項１〜
５のいずれか１項に記載のアルミ溶解炉用ハニカム状蓄
熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09051561A JP3081550B2 (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | アルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09051561A JP3081550B2 (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | アルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246585A JPH10246585A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3081550B2 true JP3081550B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=12890404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09051561A Expired - Lifetime JP3081550B2 (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | アルミ溶解炉用ハニカム状蓄熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3081550B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101272072B1 (ko) * | 2011-08-26 | 2013-06-07 | (주)맥선화학 | 재생 축열식 연소장치의 축열매체 |
| CN102432311B (zh) * | 2011-09-08 | 2013-03-20 | 山西科德技术陶瓷有限公司 | 高使用寿命的蜂窝蓄热体 |
-
1997
- 1997-03-06 JP JP09051561A patent/JP3081550B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10246585A (ja) | 1998-09-14 |
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