JP3112831U

JP3112831U - 蓄熱式排ガス燃焼装置

Info

Publication number: JP3112831U
Application number: JP2005003664U
Authority: JP
Inventors: 石治鄭
Original assignee: 華懋科技股▲分▼ 有限公司
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2015-05-25

Abstract

【課題】燃焼室中で燃焼後の一部の高温有機排ガスは続いて温度による密度差の煙突効果及び気体流動の運動エネルギー差効果により対流と乱流を形成して比較的低温の管束式熱交換器中に進入し、熱交換動作により熱資源回収の目的を達成する蓄熱式排ガス燃焼装置の提供。
【解決手段】送風機でＶＯＣｓを焼却炉の管線に進入させて第１蓄熱床に至らせ、第１蓄熱床がＶＯＣｓを加熱し、燃焼室中で酸化反応させて無害なＨ₂ ＯとＣＯ₂ となす。燃焼過程後のＶＯＣｓは第２蓄熱床に進入して酸化反応で発生した熱量が回収保存され、後に有機排ガスが燃焼室に進入する前の予熱に用いる。熱交換後の浄化されたＶＯＣｓは続いて第２蓄熱床に進入し安全な温度とされてから送風機により大気中に排出される。
【選択図】図２

Description

本考案は一種の蓄熱式排ガス燃焼装置（ＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅＴｈｅｒｍａｌＯｘｉｄｉｚｅｒ；ＲＴＯ）に係り、特に蓄熱式排ガス燃焼装置の熱エネルギー回収装置を指し、その熱交換器（ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ）が風車の誘導を必要とせず、温度による密度差の煙突効果及び気体流動の運動エネルギー（速度エネルギー）差の慣性効果により気流の乱流と流動を発生させ、燃焼装置の燃焼室中で発生する熱を、燃焼室閉回路（ＣｌｏｓｅＬｏｏｐ）中で高効率熱エネルギー回収して再利用し、周知の技術の開回路の熱エネルギー回収装置とは異なるものに関する。

各国は揮発性有機溶剤（ＶＯＣｓ）一定の管理基準を設けており、揮発性有機溶剤は工業界で広く使用されている。台湾を例に挙げると、環境保護署は半導体製造業の空気汚染管理と排出基準を実施している。その揮発性有機排ガスは強制的にそのＶＯＣｓ削減率を９０％とするよう要求されている。有機排ガスの処理方法は非常に多く、例えば熱焼却、触媒焼却、蓄熱式燃焼、回転輪濃縮焼却、活性炭吸着、冷却回収等がある。

そのうち、蓄熱式排ガス燃焼装置には単一或いは複数の蓄熱床（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｂｅｄｓ）が配置され、蓄熱床内に蓄熱材が充填され、揮発性有機排ガスは蓄熱床を通り予熱（このとき蓄熱材は熱エネルギーを放出する）され、その後、揮発性有機排ガスは高温酸化ゾーン（＞摂氏８００度）（即ち燃焼室中）に進入する。この時、燃焼装置の燃料ノズルが発生する補助熱エネルギーが提供する熱量及びＶＯＣｓ成分が酸化分解により発生する熱量により、燃焼室が一定の温度に保持され、一定の停留時間中に有機排ガスに含まれるＶＯＣｓ成分が酸化されて無害なＨ₂ ＯとＣＯ₂ となり、その代表的反応は以下のとおりである：
Ｃ₇ Ｈ₈ ＋９Ｏ₂ →７ＣＯ₂ ＋４Ｈ₂ Ｏ
２Ｃ₈ Ｈ₁₀＋２１Ｏ₂ →１６ＣＯ₂ ＋１０Ｈ₂ Ｏ
２Ｃ₆ Ｈ₆ ＋１５Ｏ₂ →１２ＣＯ₂ ＋６Ｈ₂ Ｏ。

特許文献１には、一般に使用されている多塔蓄熱式排ガス燃焼装置が記載されている。その燃焼装置は三組の蓄熱床を包含し、三組の蓄熱床の交替使用によりＶＯＣｓ燃焼後に釈放される熱エネルギーを保存し、補助熱エネルギーとして使用する。この、高温のＶＯＣｓの熱エネルギーを熱交換器で回収し、こうして排ガスを安全温度に下げてから排出する。以下に一般に双塔蓄熱式排ガス燃焼装置を例としてこれを説明する。

図１は伝統的な双塔蓄熱式排ガス燃焼装置１０（ＲＴＯ）に燃焼後の熱気バイパス管１６（ＨｏｔＧａｓＢｙ−Ｐａｓｓ）を組み合わせた熱回収の構造の表示図である。そのうち、蓄熱式排ガス燃焼装置１０は二組の蓄熱床（第１蓄熱床１１及び第２蓄熱床１２）、排ガス燃焼室１５及びそれに接続された排ガス入出管線と流量調節バルブ等を包含する。更に詳細には、送風器２８により排ガス源より有機排ガス２０（ＶＯＣｓＬａｄｅｎＡｉｒ）が吸い出されて双塔蓄熱式排ガス燃焼装置１０の入口の進風ゲート２６に至った後（この時、第５流量調節バルブ２５はオフ状態とされる）、燃焼室中に進入して反応するのには二種類のモードがある。第１のモードは、有機排ガス２０（以下、ＶＯＣｓ２０と略称する）が進風ゲート２６より管線に進入し、第１流量調節バルブ２１を通り第２蓄熱床１２に進入し（このとき第２流量調節バルブ２２と第３流量調節バルブ２３はオフ状態とされる）、第２蓄熱床１２を通過した後、ＶＯＣｓ２０が燃焼室１３中で燃料ノズル１４が提供する燃焼用火焔１５によりＶＯＣｓ２０が酸化反応してＨ₂ ＯとＣＯ₂ を生成する。その燃焼室１３内部の燃焼温度は摂氏８００〜９５０度に達し得る。燃焼過程中、第２蓄熱床１２は反応の熱量を保存して後に燃焼室に進入して反応するＶＯＣｓ２０を予熱するのに用い、こうして、火焔１５のエネルギー損耗を減らす。反応後のＶＯＣｓ２０（９０％以上がＨ₂ ＯとＣＯ₂ で組成）は第１蓄熱床１１、第４流量調節バルブ２４を通り、送風機２７により大気中に排出される。第２のモードでは、ＶＯＣｓ２０は進風ゲート２６より管線に進入し、第３流量調節バルブ２３を通り（このとき第１流量調節バルブ２１と第４流量調節バルブ２４はオフ状態）第１蓄熱床１１に進入する。第１蓄熱床１１を通過後のＶＯＣｓ２０は燃焼室１３中で燃料ノズル１４の提供する燃焼用火焔１５により酸化されてＨ₂ ＯとＣＯ₂ となる。ＶＯＣｓ２０は第１流量調節バルブ２１と第３流量調節バルブ２３を選択して入出するほか、蓄熱式排ガス燃焼装置１０は送風機２７の管線に接続された熱気バイパス管１６を包含し、このバイパス管はまた第５流量調節バルブ２５により制御されるが、但しこの経路は僅かに双塔蓄熱式排ガス燃焼装置１０（ＲＴＯ）システム停止の状況での使用に供され、ＶＯＣｓ２０燃焼の正常路線ではない。

第１のモードに類似し、燃焼過程中に第１蓄熱床１１は反応の熱量を保存して後のＶＯＣｓ２０が燃焼室１３中に進入して反応を行なう前の予熱に使用する。反応後のＶＯＣｓ排ガスは第２蓄熱床１２、第２流量調節バルブ２２を通り、送風機２７により大気３５中に排出される。

上述の第１と第２のモードは定時に循環して切り換えられて第１蓄熱床と第２蓄熱床が反応ガスの予熱を行なえる高温を維持するものとされる。そのうち蓄熱材の多くはセラミック材料で組成される。通常、工程上、排ガスＶＯＣｓ２０の有する熱エネルギーは酸化燃焼後に回収され、これにより燃焼室１３の傍らには管路で熱交換器３０が接続され、熱交換器３０に別に管線で送風機２７が接続され、降温後のＶＯＣｓ２０が大気中に排出される。ＶＯＣｓ２０は熱交換器３０を通過する時、熱交換器３０内部に設置された熱交換管束３１により熱エネルギーが吸収され、熱交換管束３１中には流動する空気３２が包含されて熱交換動作を行なう。空気３２が加熱された後に形成する熱気は工場中の作業機械に運用され、こうして熱資源回収の目的が達成される。注意すべきことは、熱交換器３０中を流れる有機排ガス（ＶＯＣｓ２０）は、送風機２７の発生する風圧により案内されて排出されることである。熱交換器によっては、蓄熱材中に位置するように設計されて熱資源の回収を行なうものがある（図示せず）が、このような設計の欠点は、上述の熱交換器が大幅に燃焼装置の気流流動経路の風圧損を形成し、エネルギーを損耗させることである。またこの熱交換器が損壊或いは詰まった時には、蓄熱式排ガス燃焼装置を分解しなければ熱交換器のメンテナンスが行なえない。本考案は高効率の内置式熱交換器を提供して送風機の風圧駆動に依存せずに高効率の熱回収の目的を達成する。

米国特許第５，２９７，９５５４号明細書

本考案は一種の蓄熱式排ガス燃焼装置を提供することを目的とし、それは煙突効果と圧力差慣性効果の対流現象を利用し、反応後の高熱のガスに熱交換器を通過させる。即ち、高温と低温での密度差による煙突効果と気体流動の運動エネルギー（速度エネルギー）差の慣性効果により気流の乱流と流動を発生させ、燃焼装置の燃焼室中で発生する熱を、再度燃焼室閉回路（ＣｌｏｓｅＬｏｏｐ）中で高効率熱エネルギー回収して再利用し、これは周知の技術の開回路の熱エネルギー回収装置とは異なるものである。

本考案の別の目的は管束式熱交換器を蓄熱式排ガス燃焼装置の蓄熱材の上方の燃焼室の水平位置の上に位置させ、熱気端並列流方式で管束式熱交換器を構築して熱エネルギー回収を行い、有機排ガスを煙突及び動圧差の二重効果作用下で、一部の熱気を燃焼室中で自動並列させて熱交換器と燃焼室を入出させることにある。

その有機排ガス（ＶＯＣｓＬａｄｅｎＡｉｒ）の経路は以下のとおりである：送風機で吸い出され燃焼装置の管線を通り第１蓄熱床に進入する。第１蓄熱床を通過して加熱された後、有機排ガス中の揮発性有機排ガス（ＶＯＣｓ）が燃焼室中で酸化反応して無害なＨ₂ ＯとＣＯ₂ となる。燃焼後の有機排ガスは続いて第２蓄熱床に進入し、第２蓄熱床が酸化反応の熱量を回収、保存し、後に第２蓄熱床を通過し更に燃焼室に進入する有機排ガスの予熱に用いる。燃焼室中で燃焼後の一部の高温有機排ガスは続いて高温と低温の密度差煙突効果及び気体流動の運動エネルギー（速度エネルギー）差効果により乱流を形成し比較的低温の管束式熱交換器中に進入し、熱交換動作を実行して熱資源回収の目的を達成する。管束式熱交換器中には流動する熱伝導媒体が含有されてそれが有機排ガスと間接的に接触して反応後の浄化された高温の有機排ガスの熱エネルギーを吸収し、反応後の浄化された有機排ガスは続いて第２蓄熱床を通り送風機で大気中に排出され、この時、排ガスの温度は既に安全温度に下がり且つ浄化率も環境保護要求を達するものとされて空気中に排出される。

請求項１の考案は、蓄熱式排ガス燃焼装置において、
一つ或いはそれ以上の独立した蓄熱床であって、各蓄熱床がそれぞれ揮発性有機排ガス（ｖｏｌａｔｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；ＶＯＣ）の進入と排出に供される管線を具え、蓄熱床の上部が相互に連通する、上記蓄熱床と、
燃焼室であって、蓄熱床の上部の連通する空間に位置して蓄熱床内に流入する有機排ガスに対して加熱を行なう、上記燃焼室と、
管束式熱交換器であって、上述の一つ或いはそれ以上の独立した蓄熱床の上方に水平に位置し、該管束式熱交換器の熱気入出連通口が燃焼室の両端に並列に接続され、熱伝導媒体と高温の有機排ガスに熱交換を行なわせる、上記管束式熱交換器と、
ノズルであって、上述の燃焼室内に位置し有機排ガスを燃焼させるのに必要なエネルギーを提供する、上記ノズルと、
を包含することを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置としている。
請求項２の考案は、請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、蓄熱床がハニカム状、馬鞍状、円柱形及び任意の幾何形状の蓄熱材料のいずれかにより構成されたことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置としている。
請求項３の考案は、請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、燃焼室が直接燃焼式燃焼炉、触媒式燃焼炉、回復式燃焼炉、酸化炉、反応炉のいずれかで構成されたことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置としている。
請求項４の考案は、請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、蓄熱床の入口、出口にそれぞれ電動の流量調節バルブが設けられて、相互のオンオフ切り換え動作を行なえることを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置としている。
請求項５の考案は、請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、有機排ガスが煙突効果により対流を形成して管束式熱交換器中に進入して熱交換動作を行なうことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置としている。
請求項６の考案は、請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、反応後の揮発性有機排ガスが揮発性有機排ガスの流動により蓄熱床に発生する風速動圧力差の慣性効果により管束式熱交換器に進入することを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置としている。
請求項７の考案は、請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、管束式熱交換器が更に、
（ａ）高温の有機排ガスが入出する構造体、
（ｂ）管束式熱交換器内部を通過して外界とコミュニケートする熱交換管束管路、
（ｃ）該熱交換管束管路中に充填されて反応後の揮発性有機排ガスと熱交換動作を行い、その温度が反応後の揮発性有機排ガスの温度より低いものとされる流動する熱伝導媒体、
を包含することを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置としている。
請求項８の考案は、請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、管束式熱交換器の形式が管束式或いは板式及びその他の間接熱交換を形成する熱交換構造体のいずれかとされうることを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置としている。
請求項９の考案は、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器において、
（ａ）高温の有機排ガスを入出させる中空の構造体、
（ｂ）管束式熱交換器内部を通過して外界とコミュニケートする熱交換管束管路、
（ｃ）該熱交換管束管路中に充填されて高温の有機排ガスと直接接触せず、高温の揮発性有機排ガスの熱エネルギーを吸収する流動する熱伝導媒体、
を包含することを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器としている。
請求項１０の考案は、請求項９記載の蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器において、熱伝導媒体が流体と気体のいずれかとされたことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器としている。
請求項１１の考案は、請求項９記載の蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器において、熱伝導媒体が空気、排ガス、気体、水、水蒸気、熱媒油のいずれかとされたことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器としている。
請求項１２の考案は、請求項９記載の蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器において、熱伝導媒体の温度が高温の有機排ガス温度より低いことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器としている。
請求項１３の考案は、請求項９記載の蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器において、熱交換管束管路が流量調節バルブを具えたバイパス管を具え、該流量調節バルブにより熱伝導媒体の吸熱後の温度が制御されることを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器としている。

本考案の蓄熱式排ガス燃焼装置中の熱交換器は有機排ガスを該熱交換器に自動入出させられ、その実施例は双塔蓄熱式排ガス燃焼装置を例として本考案の精神を説明するものである。

図２に示されるのは本考案による双塔蓄熱式排ガス燃焼装置（ＲＴＯ）１００の構造である。蓄熱式排ガス燃焼装置１００は二組の蓄熱床（第１蓄熱床１１０と第２蓄熱床１２０）、排ガス燃焼室及びそれに接続された排ガス入出管線を包含する。有機排ガス２００（ＶＯＣｓＬａｄｅｎＡｉｒ）の入出方式は以下のとおりである。

有機排ガス２００（ＶＯＣｓＬａｄｅｎＡｉｒ）は進風ゲート２６０の制御により蓄熱式排ガス燃焼装置の管線に進入し、第１流量調節バルブ２１０より第２蓄熱床２１０に進入する（この時、第２流量調節バルブ２２０と第３流量調節バルブ２３０はオフ状態とされる）。第２蓄熱床１２０を通過した後、ＶＯＣｓ２００は燃焼室１３０中で燃料ノズル１４０が提供する燃焼用火焔１５０により酸化反応して無害なＨ₂ ＯとＣＯ₂ を生成する。その燃焼室１３０は調節燃焼式燃焼炉、触媒式燃焼炉、回復式燃焼炉、酸化炉、反応炉のいずれかで構成される。燃焼室に熱エネルギーを提供する装置は、燃料ノズル１４０の代わりに電熱器及び又はプラズマ発生器及び又はその他の熱エネルギーを提供できる装置とされ、必ずしもそのうちの一種類で組成される必要はない。この燃料ノズル１４０の取り付け位置は蓄熱式排ガス燃焼装置の入口部分（図示せず）とすることも可能である。燃焼室１３０内部の燃焼温度は摂氏６００〜９５０度或いはその他の温度（燃焼物質により定められる）とされ、燃焼過程後の高温排ガスは第１蓄熱床１１０に進入し、第１蓄熱床１１０が反応の熱量を熱エネルギー回収して保存し、後に、先ず第１蓄熱床１１０に進入してから燃焼室１３０に進入して反応するＶＯＣｓ２００の第１蓄熱床１１０での予熱に用いる。こうして燃料ノズル１４０のエネルギー損耗を減らす。そのうち、第２蓄熱床１２０及び第１蓄熱床１１０はハニカム状、馬鞍状、或いは円柱形等のセラミック材料で構成され、それは良好な蓄熱能力を具え、セラミック材料の孔構造が反応する有機排ガスＶＯＣｓ２００に第２蓄熱床１２０及び第１蓄熱床１１０を通過させて燃焼室１３０に進入させる。上述の第１流量調節バルブ２１０、第２流量調節バルブ２２０、第３流量調節バルブ２３０及び第４流量調節バルブ２４０はそれぞれ電動バルブ及び又は気動バルブとされ、相互のオンオフ切り換え動作が行なえる。燃焼室１３０の上方に熱気管線チャネル１７０、１６０が設けられて高温熱気を燃焼室１３０上方の管束式熱交換器３００に自動通入させ（Ｔｕｂｅｂｕｎｄｌｅｓｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ）、その管束式熱交換器３００の温度は比較的低く、反応後のＶＯＣｓ２００温度が比較的低い管束式熱交換器３００中に拡散して密度差の煙突効果による対流流動現象を形成する。管束式熱交換器３００及び燃焼室１３０周囲の排ガス密度に関しては、反応後の有機排ガスＶＯＣｓ２００の管束式熱交換器３００における排ガス密度は燃焼室１３０内の排ガス密度より低く、且つ管束式熱交換器３００は燃焼室１３０より高い位置にあるため、煙突効果の対流流動現象が発生する。このほか、反応後の有機排ガスＶＯＣｓ２００もまた排ガス流動が発生する第１蓄熱床１１０或いは第２蓄熱床１２０より離れる風速の動圧力（ｖｅｌｏｃｉｔｙｐｒｅｓｓｕｒｅ）の影響により管束式熱交換器３００に進入して熱交換の動作を行なう。以上に本考案の重点がある。

本考案の管束式熱交換器３００中には螺旋状の熱交換管束管路３１０とＶＯＣｓ２００の入出に供される構造体３４０が包含される。熱交換管束管路３１０中には流動する熱伝導媒体３２０が充填され、これにより熱交換動作を行なう。加入可能な熱伝導媒体３２０としては、空気、蒸気、水及び熱媒油等、任意の形態の流体が包含される。螺旋状の熱交換管束管路３１０はその他の形状、例えば、板式の管路で構成可能で、その目的は、管路の構造体３４０中での高温のＶＯＣｓ２００との接触面積を増すことにある。熱伝導媒体３２０が加熱後に形成する熱気、高温蒸気、熱水及び熱媒油は更に利用可能で、熱資源回収の目的を達成する。管束式熱交換器３００に進入する熱伝導媒体３２０の開始温度に制限はないが、燃焼室１３０の反応温度より低くなければならず、管束式熱交換器３００より送出される熱伝導媒体３２０は摂氏１８０〜３００度の間に制御される（工場内の機械の要求により変更されうる）。ただし、注意すべきことは、熱伝導媒体３２０の開始温度と燃焼室１３０の温度の差異が大きくなるほど、その熱交換効果は高くなることである。

このほか、熱交換管束管路３１０が入出する管束式熱交換器３００にはバイパス管が増設され、並びに第６流量調節バルブ３３０が該バイパス管上に位置して熱伝導媒体３２の吸収する熱エネルギーが多過ぎて温度が高く成りすぎた時に、管束式熱交換器３００を通過しない熱伝導媒体３２０（熱量を未吸収の熱伝導媒体３２０）に直接バイパス管を通過させて温度制御の効果を達成する。

反応後の有機排ガスＶＯＣｓ２００の経路は前述の伝統的蓄熱式排ガス燃焼装置１０と同様に第１蓄熱床１１０、第４流量調節バルブ２４０を通り、送風機２７０により大気中に排出される。

ＶＯＣｓ２００はまた進風ゲート２６０より管線に進入し、第３流量調節バルブ２３０を通り第１蓄熱床１１０に進入可能で、熱エネルギーを吸収した第１蓄熱床１１０によりＶＯＣｓ２００が予熱される。第１蓄熱床１１０を通過したＶＯＣｓ２００は燃焼室１３０中で燃料ノズル１４０の提供する燃焼用火焔１５０により酸化反応して無害なＨ₂ ＯとＣＯ₂ を形成する。燃焼過程後の高温排ガスは第２蓄熱床１２０に進入し、第２蓄熱床１２０が反応の熱量を熱エネルギーとして回収保存し、後に、先ず第２蓄熱床１２０に進入するＶＯＣｓ２００を予熱するのに用いる。このとき、反応に供されるＶＯＣｓ２００もまた上述の方式で管束式熱交換器３００中に進入して熱交換動作を行ない、これについては重複した説明は行なわない。反応後のＶＯＣｓ２００は第２蓄熱床１２０、第２流量調節バルブ２２０を通り、送風機２７０により大気中に排出され、第２蓄熱床１２０がＶＯＣｓ２００の一部熱エネルギーを吸収し、これにより大気３５０に排出されるＶＯＣｓ２００が安全温度と濃度に下げられてから排出される。

上述の排ガスＶＯＣｓ２００の流動方向（第１蓄熱床１１０或いは第２蓄熱床１２０で反応進行）は定時に切り換えられて第１蓄熱床と第２蓄熱床に反応ガス予熱のための高温を維持させる。これにより熱回収率は９３％以上となり、浄化率は９５％〜９９％以上となる。

有機排ガスＶＯＣｓ２００は第１流量調節バルブ２１０と第３流量調節バルブ２３０を選択して入出するほか、蓄熱式排ガス燃焼装置１００はバイパス管で送風機２７０の管線に接続され、このバイパス管は第５流量調節バルブ２５０で制御されるが、この経路は僅かに双塔蓄熱式排ガス燃焼装置１００システムが停止した状況において使用され、ＶＯＣｓ２００燃焼反応の正常な路線ではない。

本考案の管束式熱交換器は任意の形式の燃焼炉或いは酸化炉或いは反応炉中に運用され、且つその他の余分の導入装置を必要としない。本考案の実施例は僅かに双塔蓄熱式排ガス燃焼装置を以て説明されるが、そのほかの蓄熱式排ガス燃焼装置にも適用される。このほか、本考案の管束式熱交換器は板式或いは任意の間接熱交換を行なえる熱交換器とされうる。但し、以上に述べたものは本考案の好ましい実施例に過ぎず、本考案の実施範囲を限定するものではなく、本考案に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本考案の請求範囲に属するものとする。

伝統的な双塔蓄熱式排ガス燃焼装置１０（ＲＴＯ）に燃焼後の熱気バイパス管（ＨｏｔＧａｓＢｙ−Ｐａｓｓ）を組み合わせた熱回収の構造の表示図である。本考案による双塔蓄熱式排ガス燃焼装置（ＲＴＯ）の構造である。

符号の説明

１０蓄熱式排ガス燃焼装置１１第１蓄熱床
１２第２蓄熱床１３燃焼室
１４燃料ノズル１５火焔
１６バイパス管２０有機排ガス（又はＶＯＣｓ）
２１第１流量調節バルブ２２第２流量調節バルブ
２３第３流量調節バルブ２４第４流量調節バルブ
２５第５流量調節バルブ２６進風ゲート
２７送風機３０熱交換器
３１熱交換管束３２熱伝導媒体
１００蓄熱式排ガス燃焼装置１１０第１蓄熱床
１２０第２蓄熱床１３０燃焼室
１４０燃料ノズル１５０火焔
１６０、１７０熱気管線チャネル
２００有機排ガス（又はＶＯＣｓ）
２１０第１流量調節バルブ２２０第２流量調節バルブ
２３０第３流量調節バルブ２４０第４流量調節バルブ
２５０第５流量調節バルブ２６０進風ゲート
２７０送風機３００管束式熱交換器
３１０熱交換管束管路３２０熱伝導媒体
３３０第６流量調節バルブ３４０構造体

Claims

蓄熱式排ガス燃焼装置において、
一つ或いはそれ以上の独立した蓄熱床であって、各蓄熱床がそれぞれ揮発性有機排ガス（ｖｏｌａｔｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；ＶＯＣ）の進入と排出に供される管線を具え、蓄熱床の上部が相互に連通する、上記蓄熱床と、
燃焼室であって、蓄熱床の上部の連通する空間に位置して蓄熱床内に流入する有機排ガスに対して加熱を行なう、上記燃焼室と、
管束式熱交換器であって、上述の一つ或いはそれ以上の独立した蓄熱床の上方に水平に位置し、該管束式熱交換器の熱気入出連通口が燃焼室の両端に並列に接続され、熱伝導媒体と高温の有機排ガスに熱交換を行なわせる、上記管束式熱交換器と、
ノズルであって、上述の燃焼室内に位置し有機排ガスを燃焼させるのに必要なエネルギーを提供する、上記ノズルと、
を包含することを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置。
請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、蓄熱床がハニカム状、馬鞍状、円柱形及び任意の幾何形状の蓄熱材料のいずれかにより構成されたことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置。
請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、燃焼室が直接燃焼式燃焼炉、触媒式燃焼炉、回復式燃焼炉、酸化炉、反応炉のいずれかで構成されたことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置。
請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、蓄熱床の入口、出口にそれぞれ電動の流量調節バルブが設けられて、相互のオンオフ切り換え動作を行なえることを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置。
請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、有機排ガスが煙突効果により対流を形成して管束式熱交換器中に進入して熱交換動作を行なうことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置。
請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、反応後の揮発性有機排ガスが揮発性有機排ガスの流動により蓄熱床に発生する風速動圧力差の慣性効果により管束式熱交換器に進入することを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置。
請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、管束式熱交換器が更に、
（ａ）高温の有機排ガスが入出する構造体、
（ｂ）管束式熱交換器内部を通過して外界とコミュニケートする熱交換管束管路、
（ｃ）該熱交換管束管路中に充填されて反応後の揮発性有機排ガスと熱交換動作を行い、その温度が反応後の揮発性有機排ガスの温度より低いものとされる流動する熱伝導媒体、
を包含することを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置。
請求項１記載の蓄熱式排ガス燃焼装置において、管束式熱交換器の形式が管束式或いは板式及びその他の間接熱交換を形成する熱交換構造体のいずれかとされうることを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置。
蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器において、
（ａ）高温の有機排ガスを入出させる中空の構造体、
（ｂ）管束式熱交換器内部を通過して外界とコミュニケートする熱交換管束管路、
（ｃ）該熱交換管束管路中に充填されて高温の有機排ガスと直接接触せず、高温の揮発性有機排ガスの熱エネルギーを吸収する流動する熱伝導媒体、
を包含することを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器。
請求項９記載の蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器において、熱伝導媒体が流体と気体のいずれかとされたことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器。
請求項９記載の蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器において、熱伝導媒体が空気、排ガス、気体、水、水蒸気、熱媒油のいずれかとされたことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器。
請求項９記載の蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器において、熱伝導媒体の温度が高温の有機排ガス温度より低いことを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器。
請求項９記載の蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器において、熱交換管束管路が流量調節バルブを具えたバイパス管を具え、該流量調節バルブにより熱伝導媒体の吸熱後の温度が制御されることを特徴とする、蓄熱式排ガス燃焼装置の熱交換器。