JP3523342B2 - Method of manufacturing heat storage body for heat exchanger of combustion device - Google Patents

Method of manufacturing heat storage body for heat exchanger of combustion device

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JP3523342B2
JP3523342B2 JP25234694A JP25234694A JP3523342B2 JP 3523342 B2 JP3523342 B2 JP 3523342B2 JP 25234694 A JP25234694 A JP 25234694A JP 25234694 A JP25234694 A JP 25234694A JP 3523342 B2 JP3523342 B2 JP 3523342B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、排気ガスの熱で加熱さ
れて蓄熱し、蓄熱された熱で燃焼用空気を予熱して、予
熱した燃焼用空気を燃焼室内に供給する燃焼装置の熱交
換器用蓄熱体の製造方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】特開平1−222102号公報には、燃
焼装置用熱交換器を用いた熱回収式燃焼装置が開示され
ている。この公報に示された燃焼装置用熱交換器では、
吸排気用ダクト構造体に対してセラミックス製の熱交換
器用蓄熱体を回転して熱交換を行っている。従来のセラ
ミックス製の熱交換器用蓄熱体は、押し出し成形法によ
って製造されている。押し出し成形法では、所定の粘度
に調整した粘土状のセラミックス材料を型から押し出し
て、内部に多数の貫通孔を有する未焼成蓄熱体を作る。
そしてこの未焼成蓄熱体を焼成して蓄熱体を製造する。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら押し出し
成形法によりセラミックス製の蓄熱体を製造する場合に
は、次のような問題がある。 【0004】(1)押し出し成形法では、あまり大きな
蓄熱体を製造することができない。これは蓄熱体の寸法
が大きくなると、押し出し成形法により形成した未焼成
蓄熱体の形が焼成時に変形してしまうからである。した
がって押し出し成形法では、大型の蓄熱体を製造するこ
とができない。 【0005】(2)また押し出し成形法では、蓄熱体を
安価に多品種少量生産することができない。これは押し
出し成形法では、押し出し量を変えることにより、長さ
寸法の異なる蓄熱体は簡単に製造することができるもの
の、長さ方向と直交する方向(円柱状の場合には径方
向)の寸法が異なる蓄熱体を製造する場合には、寸法が
異なるごとに型を用意しなければならないからである。 【0006】(3)蓄熱体の圧力損失勾配は、内部に形
成される複数の貫通孔の形状寸法や貫通孔間の隔壁の厚
みによって異なってくる。しかしながら押し出し成形法
だけでは、圧力損失勾配が異なる蓄熱体を簡単に得るこ
とができない。これは型によって決まった一定断面形状
の貫通孔しか形成できないからである。 【0007】本発明の目的は、所望の寸法の熱交換器用
蓄熱体を簡単に製造できる燃焼装置の熱交換器用蓄熱体
の製造方法を提供することにある。 【0008】本発明の目的は、圧力損失勾配の異なる熱
交換器用蓄熱体を簡単に製造できる燃焼装置の熱交換器
用蓄熱体の製造方法を提供することにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】発明の製造方法では、平
板状の帯状セラミックスペーパと波板状の帯状セラミッ
クスペーパとを重ね合わせてなるセラミックスペーパ合
板を巻枠に巻回して未焼成蓄熱体を作る。そしてこの未
焼成蓄熱体を焼成して燃焼装置の熱交換器用蓄熱体を製
造する。 【0010】従来のセラミックス製の蓄熱体は、全体が
同じ材料で形成され、複数の連通孔の断面形状も軸線方
向全体に亘って同じ形状になる均質構造を有している。
このような均質構造の蓄熱体の温度・圧力プロファイル
の概要は図4に示す通りになる。この蓄熱体は、外径が
144mm、有効内径が90mm、軸線方向の長さが2
00mm、貫通孔の相当直径が1.45mm、貫通孔の
数が3900個のコージライト製の蓄熱体である。ここ
で貫通孔の相当直径dとは、d=4S/Lと定義され
る。但し、Sは貫通孔の長手方向と直交する方向の断面
積であり、Lは貫通孔の長手方向と直交する方向の断面
形状の輪郭の長さである。例えば、貫通孔の断面形状が
直径aの円である場合には、相当直径d=[4(πa2
/4)]/πa=aとなり、貫通孔が一辺aの正方形で
ある場合には、相当直径d=[4(a2 )]/4a=a
となる。 【0011】図4から判るように、空気圧及び排気圧並
びに空気温度及び排気温度は、蓄熱体の内部でいずれも
略一定の勾配を持って直線的に変化する。吸排気用ダク
ト構造体側端部即ち低温端における空気圧と排気圧との
差即ち低温端差圧が小さくなるほど、空気通路から排気
通路に空気が漏れる量は減ることになる。したがって空
気漏れの点だけを考えれば、できるだけ低温端差圧を下
げるようにすればよいということになる。しかしながら
蓄熱体から空気への複合熱伝達率は、対流伝熱による熱
伝熱率と輻射伝熱による熱伝熱率とを合計した熱伝達率
によって定まるため、単に蓄熱体の連通路の相当直径を
大きくしたり、連通路の数を増やして、低温端差圧を下
げただけでは、熱交換率が悪くなってしまう。 【0012】そこで発明者は、熱交換率を大幅に低下さ
せることなく、低温端差圧を小さくさせることについて
研究した。理論的には、蓄熱体の連通路の数と連通路の
相当直径を適宜に設定することにより、蓄熱体の圧力損
失勾配を適当な値にすれば、熱交換率を大幅に低下させ
ることなく、低温端差圧を小さくできることが判った。
ここで圧力損失勾配とは、単位長さ当たりの圧力損失と
定義される。しかしながら実際に蓄熱体を製造する場合
には、限られた設備と材料とを用いて蓄熱体を製造する
ことになるため、蓄熱体の全体の寸法を限定した上で、
所望の範囲内の圧力損失勾配を備えた蓄熱体を簡単且つ
安価に得ることは容易ではない。そこで発明者は、蓄熱
体の全体の寸法を変更せずに、その一部の構成を変更す
ることにより、熱交換率を大幅に低下させることなく、
低温端差圧を小さくできないか検討した。まず蓄熱体を
吸排気用ダクト構造体側に位置する低温側ブロックと燃
焼室側に位置する高温側ブロックとに分けて、両ブロッ
クに位置する連通路を構成する孔の相当直径と数とを変
えて見た。その結果、低温側ブロックにおける圧力損失
勾配を、燃焼室側に位置する高温側ブロックにおける圧
力損失勾配よりも大きくなるように連通路を形成すれ
ば、蓄熱体の全体の寸法を変えずに、熱交換率を大幅に
低下させることなく、低温端差圧を下げることができる
ことを見出した。 【0013】この構成を実現するためには、蓄熱体の低
温側ブロックに相当する部分の連通孔の相当直径を変更
することが必要になる。高温側ブロックと低温側ブロッ
クとを別体に設ける場合には、両ブロックに用いる複数
種類の蓄熱体ユニットを適宜に組み合わせることによ
り、簡単に所望の特性の蓄熱体を得ることができる。し
かしながら従来の技術では、一体形の蓄熱体では蓄熱体
の圧力損失勾配を部分的に変更することはできなかっ
た。そこで本発明では、焼成蓄熱体の一部(変更が必要
な部分)をコーティング材料液中に浸漬してその部分の
内部に位置する複数の貫通孔の内部にコーティング材料
層を形成して、貫通孔の形状寸法を変更する。 【0014】 【作用】本発明の方法によれば、セラミックスペーパ合
板の巻回数を変えることにより熱交換器用蓄熱体の寸法
(円筒状の場合には径方向寸法)を任意に変えることが
できる。したがって本発明によれば、所望の寸法の熱交
換器用蓄熱体を簡単に製造することができる。圧力損失
勾配は、貫通孔の数(メッシュ)、貫通孔の形状及び寸
法、貫通孔間の隔壁の厚み等を適宜に選択することによ
り、任意に設定できる。貫通孔の形状は波板状の帯状セ
ラミックスペーパの形状(ピッチ高さ)を変えることに
より変えることができ、また貫通孔間の隔壁の厚みはセ
ラミックスペーパの厚みにより変わる。したがって波板
状の帯状セラミックスペーパの形状を変えたり、帯状セ
ラミックスペーパの厚みを適宜に選択することにより、
所望の圧力損失勾配を有する蓄熱体を簡単に製造するこ
とができる。 【0015】また蓄熱体の一部(変更が必要な部分)を
コーティング材料液中に浸漬してその部分の内部に位置
する複数の貫通孔の内部にコーティング材料層を形成す
れば、コーティング材料層の存在によって複数の貫通孔
の断面形状の寸法を変えることができて、蓄熱体の圧力
損失勾配を部分的に変更することができる。 【0016】 【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図1は本発明の方法により製造した熱交換器
用蓄熱体を燃焼装置用熱交換器の加熱炉に設置されるバ
ーナ装置に適用した場合の断面図を示しており、図2は
図1のA−A線断面図を示している。なおこれらの図で
は、細部の断面部分に付すハッチングを省略してある。
図1において、1は加熱炉の壁部であり、この壁部1に
は燃焼装置用熱交換器を配置する取付孔1aが形成され
ている。取付孔1aの周囲には、複数の取付用ボルト2
…が周方向に所定の間隔をあけて埋設されている。これ
らの複数の取付用ボルト2…には、燃焼装置用熱交換器
3を取付けるための金属製の取付板4に形成した複数の
貫通孔5…が嵌合されている。取付板4は円環状を呈し
ており、外周部寄りの位置に周方向に所定の間隔をあけ
て形成された複数の貫通孔5…と複数のねじ孔6…とを
有している。複数のねじ孔6…は、貫通孔5…の間に位
置するように形成されており、このねじ孔6…には後述
する吸排気用ダクト構造体22を固定するためのボルト
7…が螺合される。 【0017】取付板4の吸排気用ダクト構造体22側の
側面には、蓄熱体8の低温側ブロックを構成する蓄熱体
ユニット9を固定するための、金属製の固定金具11が
図示しないボルトとナットとからなる固定手段によって
固定されており、また取付板4の燃焼室側の側面には、
蓄熱体8の高温側ブロックを構成する蓄熱体ユニット1
0を固定するための金属製の固定金具12が図示しない
ボルトとナットとからなる固定手段によって固定されて
いる。固定金具11は、筒状部分11aの両端にフラン
ジ部11b及び11cを有している。フランジ部11b
には、図示しないボルトが貫通する複数の貫通孔が形成
されており、フランジ部11cの外側端面は後述するシ
ール部材と接触してシール部を構成するように滑らかな
表面を有している。また固定金具12は筒状のリング部
の外周面にボルトが貫通する孔を備えた図示しない複数
の取付片を有しており、この複数の取付片に一端が取付
板4に溶接された図示しないボルト部材が挿入され、ボ
ルト部材にナットが螺合されて固定金具12は取付板1
4に固定されている。 【0018】本実施例で用いた低温側ブロックを構成す
る蓄熱体ユニット9は、金属によって形成されており、
図3(A)及び(B)に概略的に示すような構造を有し
ている。蓄熱部は図3(B)に拡大して示すように、平
板状の帯状鋼板9aと波板状の帯状鋼板9bとを重ね合
わせてなる合板を筒状の巻枠9c(図1)に巻回して渦
巻状に構成されている。帯状鋼板9aと波板状の帯状鋼
板9bとの間に形成されて蓄熱体の複数の連通路の一部
を構成する複数の貫通孔のそれぞれは、軸線方向または
長手方向と直交する方向の断面形状が山形を呈してい
る。なお平板状の帯状鋼板9aと波板状の帯状鋼板9b
とを予めスポット溶接等で接合しておけば、蓄熱部の製
造が容易になる。そして蓄熱部の外側には、リング状の
金属製ジャケット9dが嵌合されている。使用する帯状
鋼板としては、例えばSUS304,SUS430,S
US310,SUS180等の耐熱性及び耐食性を有す
る鋼板を用いることができる。 【0019】高温側ブロックを構成する蓄熱体ユニット
10は、本発明の方法により製造した蓄熱体により構成
されている。この蓄熱体ユニット10を作る場合には、
まず平板状の帯状セラミックスペーパと波板状の帯状セ
ラミックスペーパとを重ね合わせてなるセラミックス合
板を筒状の巻枠に巻回して渦巻状に構成して未焼成蓄熱
体を作る。次にこの未焼成蓄熱体を焼成してセラミック
ス製の蓄熱体を完成する。なおこのバーナ装置において
は、セラミックス製の蓄熱体ユニット10としては、公
知の押し出し成形法によって製造したものも用いること
ができる。蓄熱体ユニット10の中央部には、巻枠9c
の外径寸法とほぼ同じ径寸法を有する貫通孔10aが形
成されている。そして蓄熱体ユニット10の内部に形成
されて蓄熱体の複数の連通路の一部を構成する貫通孔の
それぞれは、軸線方向または長手方向と直交する方向の
断面形状が山形または三角形を呈している。この種の蓄
熱体をセラミックスにより製造する場合には、コージラ
イト、ムライト、ジルコンムライト、ジルコニア、高ア
ルミナ等の酸化物形のセラミックスや、炭化ケイ素、窒
化ケイ素、炭化チタン、炭化ハフニウム、炭化タンタ
ル、サイアロン等の非酸化物系のセラミックスを用いる
ことができる。蓄熱体ユニット10の外周面と固定金具
12との間には耐熱性を有する熱膨張性セラミックファ
イバ複合材からなる緩衝材としてのピラーマット(商品
名)のような熱膨張マット13が配置されており、固定
金具12に蓄熱体ユニット10を固定する際に、蓄熱体
ユニット10が破損するのを防止している。本実施例に
おいては、取付板4から熱膨張マット13までの部材に
よって蓄熱構造体が構成されている。 【0020】なお本実施例では、蓄熱体8の内部に形成
されて燃焼室と吸排気用ダクト構造体22の空気通路及
び排気通路とを連通する複数の連通路については、吸排
気用ダクト構造体22側に位置する低温側ブロック(蓄
熱体ユニット9)における圧力損失勾配を、燃焼室側に
位置する高温側ブロック(蓄熱体ユニット10)におけ
る圧力損失勾配よりも大きくなるようにしている。 【0021】蓄熱体ユニット10と固定金具12の外周
側には、セラミックスファイバまたはキャスタブルから
なる耐火材14が配置されている。蓄熱体ユニット9の
巻枠9cの中心部の貫通孔と蓄熱体ユニット10の貫通
孔10a内に配置したセラミックスファイバ製の筒16
の内部には、バーナノズル15の先端部分が軸線方向へ
の移動を許容する程度の僅かな間隙をあけるようにして
挿入されている。そして筒16の先端には、セラミック
製のバーナフード17が取り付けられている。このバー
ナフード17は、バーナノズル15の先端から噴射され
る炎を安定化し、炎が直接蓄熱体ユニット10に戻るの
を防止するために設けられている。バーナフード17
は、筒状部17aの外周に径方向に突出して周方向に連
続して延びる円環状の鍔部17bを有しており、鍔部1
7bと蓄熱体ユニット10との間の位置に周方向に所定
の間隔をあけて形成された複数の貫通孔17c…を有し
ている。鍔部17bは、バーナノズル15から噴射され
た炎が蓄熱体ユニット10側に直接戻るのを防止する機
能を果たし、貫通孔17c…は鍔部17bに当った予熱
空気の一部をバーナフード17の内部に導入して、バー
ナフード17内における燃焼を助ける機能を果たしてい
る。 【0022】バーナノズル15は、燃料ガスパイプ18
の内部にスペーサ19を介して同心状にモーティブ空気
パイプ20を配置し、燃料ガスパイプ18の先端部にバ
ーナチップ21を取り付けた構造を有している。燃料ガ
スパイプ18の後方端部には、燃料ガス入口部18aが
設けられ、モーティブ空気パイプ20の後方端部にはモ
ーティブ空気入口20aが設けられている。モーティブ
空気パイプ20には空気だけでなく、蒸気が供給される
場合もある。 【0023】取付板4の外壁部には吸排気用ダクト構造
体22が取付けられている。この吸排気用ダクト構造体
22は、排気ダクト23の内部空間に空気ダクト24が
回転可能に収納された構造を有している。排気ダクト2
3は、筒状のダクト本体23aの軸線方向の両端にフラ
ンジ部23b及び23cを有しており、一方のフランジ
部23bには、取付板4を貫通して延びる取付用ボルト
2が貫通する複数の貫通孔23b1 …と取付板4に形成
されたねじ孔6…と整合してボルト7が挿入される複数
の貫通孔23b2 とを有している。また他方のフランジ
部23cには、端板23dがボルト止めされている。端
板23dの中央部にはパッキン収容部23eが形成され
ており、このパッキン収容部23eにグランドパッキン
25が収容されている。26はグランドパッキン25を
パッキン収容部23eに保持するためのパッキン押え板
であり、パッキン押え板26は端板23dにボルト止め
されている。ダクト本体23aには、排気ガス出口23
fが取り付けられており、排気ガス出口23fの先には
図示しないパイプを介して排気用送風機が配置されてい
る。 【0024】グランドパッキン25によってシールされ
た状態で排気ダクト23の内部の排気通路に挿入された
ノズル外筒27の先端部には、空気ダクト24が取付け
られている。ノズル外筒27の内部には同心的にノズル
内筒28が配置されており、ノズル外筒27とノズル内
筒28との間に空気供給路29が形成されている。ノズ
ル外筒27の先端部には、筒状のストッパ部材30が固
定されており、このストッパ部材30にノズル内筒28
の一端が溶接されている。またノズル外筒27の後端に
はエンドキャップ31が固定されており、このエンドキ
ャップ31にノズル内筒28の他端が溶接されている。
ノズル外筒27の先端部には周方向に120度づつの間
隔をあけて3つの連通孔32(図1では1つの連通孔だ
けを示している。)が形成されている。空気ダクト24
は、これら3つの連通孔32に対応して設けたら3つの
分割空気ダクト24a…から構成されている。各分割空
気ダクト24a…の先端部は、エアーノズル部33が固
定されている。 【0025】図2に示すように、エアーノズル部33
は、各分割空気ダクト24aの先端部に対応した3つの
筒状部33a…とこれら3つの筒状部を相互に連結する
連結部33bとから構成されている。筒状部33a…の
内部には、それぞれ一端が各分割空気ダクト24aの開
口端部に固定された筒状のベローズ34が配置されてい
る。ベローズ34の先端には、環状のシール部材35が
固定されている。シール部材35は、蓄熱体ユニット9
の端面と接触しながら回転するため、機械的強度の高い
ガスケットテープや金属製シール部材を用いるのが好ま
しい。本実施例では、シール部材35として、炭素鋼を
用いている。本実施例においては、ベローズ34とシー
ル部材35とにより、シール構造体が構成されている。 【0026】本実施例のように、120度間隔で3つの
分割空気ダクト24a…を配置する構成を採用すると、
1つの空気ダクトを用いた場合と比べて、熱交換効率を
高めることができる。特に本実施例では、シール部材3
5の一部を固定金具11の一方のフランジ部11cの端
面と接触させるようにしているため、分割空気ダクトを
最大限利用することができる。 【0027】ベローズ34は軸線方向にバネ性と可撓性
を有し、一端が固定された状態で他端が柔軟性を持って
動き得る構造を有している。本実施例では、金属製の市
販のベローズを用いた。ベローズ34は、蓄熱体ユニッ
ト9と分割空気ダクト24aの開口端部との間に圧縮さ
れた状態で配置されているため、蓄熱体ユニット9の取
付に多少の誤差があって、蓄熱体ユニット9の軸線と分
割空気ダクト24aの軸線とが平行にならなくても、ベ
ローズ34のバネ性と可撓性によってベローズ34が変
形し、シール部材35を蓄熱体ユニット9の端面に密接
させることができる。したがって多少の取付誤差があっ
ても、シール性能が低下することがないという利点が得
られる。 【0028】蓄熱体ユニット9の巻枠9cの端部には、
シール固定用筒状部材36の一端が固定されている。こ
の筒状部材36は、エアーノズル33の連結部33b内
を延びて、その他端は筒状のストッパ部材30の内部で
終端している。筒状部材36の他端に形成されたフラン
ジ部には、金属製のベローズからなるシール部材37の
一端が固定されている。シール部材37は、ストッパ部
材30のフランジ部と接触して、バーナノズル15に沿
ってストッパ部材30の内部に侵入する排気ガスがエア
ーノズル33の連結部33bと筒状部材36との間の間
隙を通って漏れるのを防止している。もしこのシール部
材37を設けない場合には、高温の炉内燃焼ガスが燃料
ガスパイプ18とセラミックファイバ製の筒16内の間
に侵入し、燃焼ガスがパイプ18を焼損させるおそれが
ある。またこのシール部材37も、前述のシール部材3
4と同様に組み立て誤差を吸収する機能を発揮する。 【0029】ノズル外筒27を回転自在に支持する回転
支持機構38、39は、排気ダクト23の端板23dに
ノズル外筒27を囲むように固定された4本のロッド4
0…に固定されている。4本のロッド40…は、四角形
の中心にノズル外筒27が位置し、その四角形の角部に
各ロッドが位置するような位置関係で配置されている。
支持機構38、39は、各ロッド40…に固定されてノ
ズル外筒27に向かって延びる4本のアーム38a…、
39a…の先端にそれぞれ回転ローラ38b…,39b
…が取り付けられた構造を有している。 【0030】ノズル外筒27の回転支持機構38、39
の間に位置する部分には、燃焼用の空気を導入する導入
口27aが少なくとも1個形成されている。そしてこの
部分を囲むように、パッキン押え部材41がノズル外筒
27の外周を囲むようにして取付けられている。パッキ
ン押え部材41の内部には、導入口27aの両側に位置
して導入口27aの周囲に形成した空気導入空間41a
を気密状態にするための2つのパッキン42、43が配
置されている。ノズル外筒27はパッキン押え部材41
の内部で回転し、パッキン押え部材41は2本のロッド
40に固定されている。パッキン押え部材41には、空
気導入空間41aに連通するようにして空気取入筒44
が固定されている。この空気取入筒44には図示しない
パイプが接続されその端部に送風機が配置されている。 【0031】4本のロッド40の端部には、取付板45
が固定されており、この取付板45の下端部には駆動用
モータ46が取付けられている。モータ46の出力軸に
は、スプロケット47が取り付けられ、このスプロケッ
ト47に掛けられたチェーン48は、ノズル外筒27の
端部に嵌合されたエンドキャップ31に固定したスプロ
ケット49にも掛けられている。モータ46が回転する
と、その回転力がノズル外筒27に伝達され、ノズル外
筒27が回転する。本実施例では、モータ46と、スプ
ロケット47,48とチェーン49と回転支持機構38
及び39とにより、吸排気用ダクト構造体22の空気通
路及び排気通路と蓄熱構造体との間に相対的な回転運動
を生じさせる回転機構が構成されている。エンドキャッ
プ31には、ストッパ部材50が遊嵌されている。この
ストッパ部材50はエンドキャップ31の外周に突設さ
れた環状の凸部31aとエンドキャップ31の外周に嵌
合されて固定されたストップリング51との間に配置さ
れており、ストッパ部材50の先端に設けた当接部材5
0aが取付板4に設けた当接部に当接することによりノ
ズル外筒27の蓄熱体側への移動を規制する。 【0032】また取付板45の上側部分の中央部には、
先端部にねじが形成されたねじ付きロッド52が固定さ
れている。このロッド52は、バーナノズル15と平行
に延びており、そのねじ部にはねじ部材53が螺合され
ている。ねじ部材53は、バーナノズルの燃料ガスパイ
プ18に一端が固定されたアーム部材54の他端に回動
自在に保持されている。バーナノズル15の軸線方向の
位置を調整する場合には、ねじ部材53を回せばよい。
本実施例では、ロッド52と、ねじ部材53と、アーム
部材54とにより、バーナノズルの位置調整機構が構成
されている。 【0033】次にこの熱交換器の作動状態について説明
する。まずバーナが点火されている状態で、空気ダクト
24から燃焼用空気が蓄熱体8の連通孔を通して燃焼室
へと供給される。燃焼室に供給された燃焼用空気はバー
ナノズル15から噴出した燃料と混合されて火炎を形成
する。燃焼用空気は蓄熱体8の貫通孔を通るときに排気
ガスで加熱された蓄熱体8によって加熱される。燃焼中
は、空気ダクト24がモータ46によって所定の回転数
で回転している。具体的には、空気ダクト24は1分間
に2回転以上の回転速度で回転する。空気ダクト24の
回転により蓄熱体8の温度が下がった部分は、燃焼室側
から排気ガスが排気ダクト23へと流れることによって
再度加熱される。 【0034】なお本実施例の高温側ブロックを構成する
蓄熱体ユニット10は、コージライトから形成されたも
ので、10万kcal/hの燃焼量規模を対象としてい
る。そして蓄熱体ユニット10は、外径が144mm、
有効内径が90mm,軸線方向の寸法が150mm、貫通
孔の相当直径が1.54mm,貫通孔の孔数が3900
個、有効表面積が11.5cm2 /cm3 である。また
低温側ブロックを構成する蓄熱体ユニット9は、SUS
430相当の鋼板を用いて構成されており、直径が14
4mm、有効内径が90mm,軸線方向の寸法が50m
m、貫通孔の相当直径が1.80mm、貫通孔の孔数が
3580個、有効表面積が22.3cm2 /cm3 、開
口率が91.7%である。 【0035】低温側ブロックは、上記実施例のように金
属によって形成されるものに限定されない。低温側ブロ
ックを構成する蓄熱体ユニット9としてセラミックス製
の蓄熱体ユニットを用いることもできる。また本実施例
では、高温側ブロックと低温側ブロックとをそれぞれ1
つの蓄熱体ユニットにより構成しているが、各ブロック
を複数個の蓄熱体ユニットを組合わせて構成してもよ
い。更に本実施例では、高温側ブロックと低温側ブロッ
クとを別体の蓄熱体ユニットにより構成しているが、一
体の蓄熱体の一部分の貫通孔の内径を種々の技術により
変更する等して、圧力損失勾配の異なる高温側ブロック
と低温側ブロックとを形成するようにしてもよい。また
記実施例では、蓄熱体とバーナノズルとを組合わせてい
るが、蓄熱体とバーナノズルをそれぞれ別にしてもよい
のは勿論である。また蓄熱体とバーナノズルとを別にし
た場合には、吸排気用ダクト構造体の空気ダクトを固定
して蓄熱体を回転させてもよく、また蓄熱体と空気ダク
トの両者を回転させてもよい。更に上記実施例では、空
気ダクト24の開口端部にベローズ34を配置している
が、空気ダクト24の一部をベローズにより構成しても
同様の効果を得ることができる。 【0036】本実施例のように、低温側ブロックにおけ
る圧力損失勾配を、燃焼室側に位置する高温側ブロック
における圧力損失勾配よりも大きくなるようにすること
により、熱交換率は多少悪くなるものの、蓄熱体の全体
の寸法を変えずに、低温端差圧を下げることができて、
シール性を高めることができる。また平板状の帯状鋼板
またはセラミックスペーパと波板状の帯状鋼板またはセ
ラミックスペーパとを重ね合わせてなる合板を巻回して
低温側ブロックを構成すると、鋼板またはセラミックス
ペーパの厚み及び波板状の帯状鋼板またはセラミックス
ペーパのピッチ高さを選択することにより、所望のメッ
シュと、開口率と圧力損失勾配を有する蓄熱体を簡単に
得ることができる上、巻回数を変えるだけで所望の径寸
法の蓄熱体を簡単に得ることができる。 【0037】 【発明の効果】本発明の方法によれば、セラミックスペ
ーパ合板の巻回数を変えることにより熱交換器用蓄熱体
の寸法(円筒状の場合には径方向寸法)を任意に変える
ことができ、所望の寸法の熱交換器用蓄熱体を簡単に製
造することができる。また波板状の帯状セラミックスペ
ーパの形状を変えたり、帯状セラミックスペーパの厚み
を適宜に選択することにより、所望の圧力損失勾配を有
する蓄熱体を簡単に製造することができる。 【0038】また本発明のように、蓄熱体の一部(変更
が必要な部分)をコーティング材料液中に浸漬してその
部分の内部に位置する複数の貫通孔の内部にコーティン
グ材料層を形成すると、コーティング材料層の存在によ
って複数の貫通孔の断面形状の寸法を変えることができ
て、圧力損失勾配が部分的に異なる蓄熱体を簡単に製造
することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Heat, and preheat the combustion air with the stored heat.
Heat exchange of a combustion device that supplies heated combustion air into the combustion chamber
The present invention relates to a method for manufacturing a heat storage unit for a heat exchanger. [0002] 2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No.
A heat recovery type combustion device using a heat exchanger for a baking device is disclosed.
ing. In the heat exchanger for a combustion device described in this publication,
Ceramic heat exchange for intake and exhaust duct structures
The heat exchange is performed by rotating the dexterous heat storage. Conventional sera
Mix storage heat exchangers are extruded by extrusion molding.
It is manufactured. In the extrusion method, a certain viscosity
Extruded clay-like ceramic material
Thus, an unsintered heat storage body having a large number of through holes therein is produced.
The unsintered heat storage body is fired to produce a heat storage body. [0003] However, extrusion is required.
When manufacturing ceramic heat storage bodies by molding method
Has the following problems. (1) In the extrusion molding method, a very large
Inability to produce heat storage. This is the dimensions of the heat storage
Becomes larger, the unfired formed by the extrusion molding method
This is because the shape of the heat storage body is deformed during firing. did
In the extrusion method, large heat storage bodies can be manufactured.
I can't do that. (2) In the extrusion molding method, the heat storage material is
It is not possible to produce many kinds and small quantities at low cost. This is a push
In the extrusion molding method, the length is changed by changing the extrusion amount.
Heat storage elements with different dimensions can be easily manufactured
In the direction perpendicular to the length direction (in the case of a cylinder,
When manufacturing heat storage bodies with different dimensions
This is because different types must be prepared. (3) The pressure drop gradient of the heat storage body is internally formed.
Shape and dimensions of multiple through holes to be formed and thickness of partition walls between through holes
It depends on you. However, extrusion method
Alone can easily obtain heat storage materials with different pressure loss gradients.
I can't do that. This is a constant cross-sectional shape determined by the mold
This is because only the through-hole can be formed. An object of the present invention is to provide a heat exchanger having a desired size.
Heat storage element for heat exchanger of combustion device that can easily produce heat storage element
It is to provide a manufacturing method of. [0008] It is an object of the present invention to provide a heat pump having different pressure drop gradients.
Combustion device heat exchanger that can easily produce heat exchangers for heat exchangers
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a heat storage body for use. [0009] According to the manufacturing method of the present invention, a flat
Plate-shaped ceramic paper and corrugated band ceramic
Ceramic paper made by superimposing ceramic paper
The plate is wound on a bobbin to make a green body. And this not
The sintering heat storage material is fired to produce a heat storage material for the heat exchanger of the combustion device.
Build. [0010] The conventional ceramic heat storage element is entirely
Made of the same material, the cross-sectional shape of multiple communication holes is also
It has a homogeneous structure that has the same shape over the entire direction.
Temperature / pressure profile of a heat storage body with such a homogeneous structure
Is as shown in FIG. This heat storage body has an outer diameter
144mm, effective inner diameter 90mm, axial length 2
00mm, the equivalent diameter of the through-hole is 1.45mm,
It is a cordierite-made heat storage body with 3,900 pieces. here
And the equivalent diameter d of the through hole is defined as d = 4S / L.
You. Here, S is a cross section in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the through hole.
L is a cross section in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the through hole.
The length of the contour of the shape. For example, if the cross-sectional shape of the through hole is
In the case of a circle having a diameter a, the equivalent diameter d = [4 (πaTwo
/ 4)] / πa = a, and the through hole is a square of side a.
In some cases, the equivalent diameter d = [4 (aTwo)] / 4a = a
It becomes. As can be seen from FIG. 4, the air pressure and the exhaust pressure
In addition, the air temperature and exhaust air temperature
It changes linearly with a substantially constant gradient. Duct for intake and exhaust
Between the air pressure and the exhaust pressure at the end of the
The smaller the difference, that is, the low-temperature end pressure difference, the more exhaust
The amount of air leaking into the passage will be reduced. Therefore empty
Considering only the point of air leakage, lower the low-temperature end differential pressure as much as possible.
It means that it is necessary to make it. However
The combined heat transfer coefficient from the heat storage material to the air is determined by the convective heat transfer.
Heat transfer coefficient sum of heat transfer coefficient and heat transfer coefficient by radiant heat transfer
Is simply determined by the equivalent diameter of the communication path of the heat storage element.
Increase the number of communication passages or lower the low-temperature end differential pressure.
The heat exchange rate will be worse if only the heat is applied. Therefore, the inventor has found that the heat exchange rate has been greatly reduced.
To reduce the low-temperature end differential pressure without causing
Studied. Theoretically, the number of communication paths of the heat storage
By appropriately setting the equivalent diameter, the pressure loss of the heat storage
If the steepness is set to an appropriate value, the heat exchange rate will be greatly reduced.
It has been found that the low-temperature end differential pressure can be reduced without using the pressure.
Here, the pressure loss gradient is the pressure loss per unit length
Defined. However, when actually producing heat storage
Manufactures heat storage using limited equipment and materials
Therefore, after limiting the overall dimensions of the heat storage body,
A heat storage element having a pressure drop gradient within a desired range can be easily and simply prepared.
It is not easy to obtain cheaply. So the inventor
Change the configuration of a part of the body without changing its overall dimensions
By doing so, without significantly lowering the heat exchange rate,
We examined whether the low-temperature end differential pressure could be reduced. First, the heat storage
The low-temperature side block located on the intake / exhaust duct structure side and the fuel
Divided into the high-temperature side block located on the
Change the equivalent diameter and number of holes that make up the communication passage
I saw it. As a result, pressure loss in the low temperature side block
The gradient is the pressure in the hot side block located on the combustion chamber side.
Form a communication passage so that it becomes larger than the power loss gradient.
For example, the heat exchange rate can be significantly increased without changing the overall dimensions of the heat storage
Low temperature end pressure difference can be reduced without lowering
I found that. In order to realize this configuration, it is necessary to lower the heat storage body.
Changed the equivalent diameter of the communication hole in the part corresponding to the warm side block
Need to be done. High-temperature block and low-temperature block
If the block is provided separately from the
By appropriately combining the types of heat storage units
Thus, it is possible to easily obtain a heat storage body having desired characteristics. I
However, in the conventional technology, an integrated heat storage element is a heat storage element.
Pressure gradient cannot be partially changed
Was. Therefore, in the present invention, a part of the calcined heat storage
Part) is immersed in the coating material liquid
Coating material inside multiple through holes located inside
A layer is formed to change the shape and dimensions of the through hole. [0014] According to the method of the present invention, a ceramic paper
By changing the number of turns of the plate, the size of the heat storage body for the heat exchanger
(In the case of cylindrical shape, radial dimension) can be changed arbitrarily
it can. Therefore, according to the present invention, heat exchange of desired dimensions
It is possible to easily manufacture a heat storage unit for a heat exchanger. Pressure loss
The slope is the number of through holes (mesh), the shape and size of the through holes
Method, by appropriately selecting the thickness of the partition wall between the through holes and the like.
And can be set arbitrarily. The shape of the through hole is corrugated
To change the shape (pitch height) of Lamix paper
The thickness of the partition wall between through holes can be changed.
It depends on the thickness of Lamix paper. Therefore corrugated sheet
You can change the shape of the strip-shaped ceramic paper,
By appropriately selecting the thickness of Lamix paper,
It is possible to easily manufacture a heat storage element having a desired pressure drop gradient.
Can be. Also, a part of the heat storage body (the part that needs to be changed)
Immerse in the coating material liquid and position inside that part
A coating material layer inside a plurality of through holes
If there are multiple through holes due to the presence of the coating material layer
The cross-sectional dimensions of the heat storage can be changed
The loss gradient can be partially changed. [0016] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
explain. FIG. 1 shows a heat exchanger manufactured by the method of the present invention.
A heat storage body is installed in a furnace installed in the heating furnace of a heat exchanger for a combustion device.
FIG. 2 shows a cross-sectional view when applied to a
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1. Note that in these figures
, The hatching on the cross section of the details is omitted.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a wall portion of a heating furnace.
Is formed with a mounting hole 1a for disposing a heat exchanger for a combustion device.
ing. A plurality of mounting bolts 2 are provided around the mounting hole 1a.
Are buried at predetermined intervals in the circumferential direction. this
The plurality of mounting bolts 2 are provided with a heat exchanger for a combustion device.
3 formed on a metal mounting plate 4 for mounting
The through holes 5 are fitted. The mounting plate 4 has an annular shape
At predetermined intervals in the circumferential direction near the outer periphery.
The plurality of through-holes 5 formed and the plurality of screw holes 6 are formed.
Have. The plurality of screw holes 6 are located between the through holes 5.
The screw holes 6 are formed in such a way as to be described later.
For fixing the intake / exhaust duct structure 22 to be changed
7 are screwed together. The air intake / exhaust duct structure 22 side of the mounting plate 4
On the side, a heat storage element that constitutes the low-temperature block of the heat storage element 8
A metal fixing fitting 11 for fixing the unit 9 is provided.
With fixing means consisting of bolts and nuts not shown
It is fixed, and on the side surface of the mounting plate 4 on the combustion chamber side,
Heat storage unit 1 that constitutes the high temperature side block of heat storage 8
Metal fixing bracket 12 for fixing 0 is not shown
Fixed by fixing means consisting of bolts and nuts
I have. The fixing bracket 11 is provided with francs on both ends of the cylindrical portion 11a.
It has joint portions 11b and 11c. Flange part 11b
Has multiple through holes through which bolts (not shown) pass
The outer end face of the flange portion 11c is
To make a seal by contacting the
It has a surface. The fixing bracket 12 has a cylindrical ring portion.
(Not shown) provided with holes through which bolts penetrate on the outer peripheral surface of
With one end attached to the plurality of attachment pieces.
A bolt member (not shown) welded to the plate 4 is inserted,
The nut is screwed into the mounting member and the fixing bracket 12 is attached to the mounting plate 1.
4 is fixed. The low temperature side block used in this embodiment is constructed.
The heat storage unit 9 is made of metal,
It has a structure as schematically shown in FIGS.
ing. The heat storage unit is flat as shown in FIG.
The plate-shaped strip-shaped steel sheet 9a and the corrugated strip-shaped steel sheet 9b are overlapped.
The plywood thus formed is wound around a cylindrical winding frame 9c (FIG. 1) and swirled.
It is configured in a wound shape. Strip steel plate 9a and corrugated strip steel
Part of the plurality of communication passages of the heat storage body formed between the plate 9b
Each of the plurality of through-holes constituting the
The cross-sectional shape in the direction perpendicular to the longitudinal direction has a mountain shape
You. In addition, the flat strip-shaped steel plate 9a and the corrugated strip-shaped steel plate 9b
Can be made in advance by spot welding, etc.
The construction becomes easy. And outside the heat storage section, a ring-shaped
A metal jacket 9d is fitted. Strip used
As the steel sheet, for example, SUS304, SUS430, S
Has heat resistance and corrosion resistance such as US310 and SUS180
Steel plate can be used. Heat storage unit constituting high-temperature side block
10 is constituted by a heat storage body manufactured by the method of the present invention.
Have been. When making this heat storage unit 10,
First, a flat strip-shaped ceramic paper and a corrugated strip-shaped
Ceramics laminated with Lamix paper
Unsintered heat storage by winding the plate around a cylindrical bobbin to form a spiral
Make a body. Next, the unfired heat storage body is fired to form a ceramic.
Complete a heat storage unit made of stainless steel. In this burner device
Is a publicly known ceramic heat storage unit 10.
Use products manufactured by the well-known extrusion molding method
Can be. At the center of the heat storage unit 10, a winding frame 9c is provided.
The through hole 10a having a diameter substantially the same as the outer diameter of the
Has been established. And formed inside the heat storage unit 10
Of the through-hole forming a part of the plurality of communication passages of the heat storage element
Each is in the axial or longitudinal direction
The cross section has a mountain shape or a triangle shape. This kind of storage
If the heating element is made of ceramics,
Light, mullite, zircon mullite, zirconia, high
Oxide-type ceramics such as lumina, silicon carbide, nitrogen
Silicon carbide, titanium carbide, hafnium carbide, tantalum carbide
Use non-oxide ceramics such as metal and sialon
be able to. Outer peripheral surface of heat storage unit 10 and fixture
12 and a heat-expandable ceramic furnace having heat resistance.
Pillar mat as cushioning material made of iva composite material (product
) Is fixed.
When fixing the heat storage unit 10 to the metal fitting 12, the heat storage
This prevents the unit 10 from being damaged. In this embodiment
In the following, the members from the mounting plate 4 to the thermal expansion mat 13
Thus, a heat storage structure is configured. In this embodiment, the heat storage member 8 is formed inside.
And the air passages of the combustion chamber and the intake / exhaust duct structure 22.
Intake and exhaust passages
The low temperature side block (storage) located on the side of the air duct structure 22
The pressure loss gradient in the heating element unit 9) is
In the high temperature side block (heat storage unit 10) located
Pressure loss gradient. Outer circumference of heat storage unit 10 and fixing bracket 12
On the side, from ceramic fiber or castable
Refractory material 14 is disposed. Of the heat storage unit 9
The through hole in the center of the winding frame 9c and the penetration of the heat storage unit 10
Ceramic fiber tube 16 placed in hole 10a
Inside the burner nozzle 15 in the axial direction
Leave a slight gap to allow the movement of
Has been inserted. And, at the tip of the cylinder 16, a ceramic
A burner hood 17 is attached. This bar
The na hood 17 is injected from the tip of the burner nozzle 15.
To stabilize the flame and return it directly to the heat storage unit 10.
This is provided to prevent Burner hood 17
Is radially protruded from the outer periphery of the cylindrical portion 17a and is connected in the circumferential direction.
And an annular flange portion 17b extending continuously.
Predetermined in the circumferential direction at a position between 7b and the heat storage unit 10
Have a plurality of through holes 17c formed at intervals.
ing. The flange portion 17b is ejected from the burner nozzle 15.
A machine that prevents the fire from returning directly to the heat storage unit 10
Function, the through holes 17c ... preheated to the flange 17b
Part of the air is introduced into the burner hood 17 and
It has the function of assisting combustion in the nahood 17
You. The burner nozzle 15 is connected to a fuel gas pipe 18.
Motive air concentrically through a spacer 19 inside
Arrange the pipe 20 and attach the pipe to the end of the fuel gas pipe 18.
It has a structure to which a sharpener tip 21 is attached. Fuel gas
At the rear end of the spipe 18, a fuel gas inlet 18a is provided.
The rear end of the motive air pipe 20 is
Active air inlet 20a is provided. Motive
The air pipe 20 is supplied with steam as well as air.
In some cases. An intake / exhaust duct structure is provided on the outer wall of the mounting plate 4.
A body 22 is mounted. This intake and exhaust duct structure
22 is an air duct 24 in the internal space of the exhaust duct 23.
It has a structure rotatably housed. Exhaust duct 2
3 has flanges on both ends in the axial direction of the cylindrical duct body 23a.
Flanges 23b and 23c, and one flange
A mounting bolt extending through the mounting plate 4 is provided on the portion 23b.
Are formed in the mounting plate 4 and a plurality of through-holes 23b1.
A plurality of bolts 7 are inserted in alignment with the set screw holes 6.
And a through hole 23b2. Also the other flange
An end plate 23d is bolted to the portion 23c. end
A packing accommodating portion 23e is formed at the center of the plate 23d.
Gland packing is provided in this packing accommodating portion 23e.
25 are accommodated. 26 is the gland packing 25
Packing holding plate for holding in packing accommodating portion 23e
And the packing holding plate 26 is bolted to the end plate 23d.
Have been. The duct body 23a has an exhaust gas outlet 23
f is attached to the end of the exhaust gas outlet 23f.
An exhaust blower is arranged via a pipe (not shown).
You. Sealed by gland packing 25
Inserted into the exhaust passage inside the exhaust duct 23
Air duct 24 is attached to the tip of nozzle outer cylinder 27
Have been. Nozzle concentrically inside nozzle outer cylinder 27
An inner cylinder 28 is arranged, and the nozzle outer cylinder 27 and the inside of the nozzle are arranged.
An air supply path 29 is formed between the cylinder and the cylinder 28. Noz
A cylindrical stopper member 30 is fixed to the tip of the outer cylinder 27.
The stopper member 30 is provided with the nozzle inner cylinder 28.
Is welded at one end. Also at the rear end of the nozzle outer cylinder 27
Has an end cap 31 fixed thereto.
The other end of the nozzle inner cylinder 28 is welded to the cap 31.
At the tip of the nozzle outer cylinder 27, a circumferential interval of 120 degrees
Three communication holes 32 (one communication hole in FIG. 1)
Is shown. ) Is formed. Air duct 24
If three are provided corresponding to these three communication holes 32, three
It is composed of divided air ducts 24a. Each split sky
The air nozzles 33 are fixed at the ends of the air ducts 24a.
Is defined. As shown in FIG. 2, the air nozzle 33
Are three corresponding to the tip of each divided air duct 24a.
The cylindrical portions 33a are interconnected with these three cylindrical portions.
And a connecting portion 33b. Of the cylindrical parts 33a ...
Inside, one end of each divided air duct 24a is opened.
A cylindrical bellows 34 fixed to the end of the mouth is arranged.
You. An annular seal member 35 is provided at the tip of the bellows 34.
Fixed. The seal member 35 is provided in the heat storage unit 9.
High mechanical strength because it rotates while contacting the end face of
It is preferable to use gasket tape or metal sealing members.
New In this embodiment, carbon steel is used as the seal member 35.
Used. In this embodiment, the bellows 34
The sealing member is constituted by the screw member 35. As in the present embodiment, three
If a configuration in which the divided air ducts 24a are arranged is adopted,
Compared to the case of using one air duct, the heat exchange efficiency
Can be enhanced. Particularly, in this embodiment, the sealing member 3
5 is an end of one flange portion 11c of the fixture 11
The split air duct is
You can make the most of it. The bellows 34 is springy and flexible in the axial direction.
With one end fixed and the other end flexible
It has a movable structure. In this embodiment, a metal market is used.
Sales bellows were used. Bellows 34 is a heat storage unit.
Compressed between the air inlet 9 and the open end of the divided air duct 24a.
The heat storage unit 9 is not
There is some error in the attachment, the axis of the heat storage unit 9 and the
Even if the axis of the split air duct 24a is not parallel,
The bellows 34 changes due to the spring property and flexibility of the rose 34.
And the sealing member 35 is closely attached to the end face of the heat storage unit 9.
Can be done. Therefore, there is some mounting error.
The advantage is that the sealing performance is not
Can be At the end of the winding frame 9c of the heat storage unit 9,
One end of the seal fixing tubular member 36 is fixed. This
Of the air nozzle 33 in the connecting portion 33b
And the other end is inside the cylindrical stopper member 30.
Terminated. A flan formed at the other end of the cylindrical member 36
The sealing member 37 made of metal bellows
One end is fixed. The sealing member 37 is a stopper
The flange 30 of the material 30 contacts the burner nozzle 15
The exhaust gas entering the inside of the stopper member 30 is
Between the connecting portion 33b of the nozzle 33 and the cylindrical member 36
Prevents leakage through gaps. If this seal part
When the material 37 is not provided, the high-temperature furnace combustion gas is
Between the gas pipe 18 and the ceramic fiber tube 16
And the combustion gas may burn the pipe 18
is there. The sealing member 37 is also the same as the sealing member 3 described above.
As in the case of No. 4, it has a function of absorbing assembly errors. Rotation for rotatably supporting the nozzle outer cylinder 27
The support mechanisms 38 and 39 are attached to the end plate 23 d of the exhaust duct 23.
Four rods 4 fixed so as to surround the nozzle outer cylinder 27
0 ... are fixed. The four rods 40 are square
The nozzle outer cylinder 27 is located at the center of
The rods are arranged in a positional relationship such that they are located.
The support mechanisms 38 and 39 are fixed to the rods 40.
Four arms 38a extending toward the chisel outer cylinder 27,
, 39b at the tips of 39a, respectively.
... are attached. The rotation support mechanisms 38, 39 of the nozzle outer cylinder 27
Introduce the air for combustion into the part located between
At least one opening 27a is formed. And this
Gasket holding member 41 surrounds the nozzle outer cylinder
It is attached so as to surround the outer periphery of the 27. Packing
Inside the holding member 41, on both sides of the introduction port 27a.
Air introduction space 41a formed around the introduction port 27a
Packings 42 and 43 are provided to make the airtight state.
Is placed. The nozzle outer cylinder 27 includes a packing holding member 41.
And the packing holding member 41 is made up of two rods.
It is fixed to 40. An empty packing holding member 41
The air intake tube 44 communicates with the air introduction space 41a.
Has been fixed. Not shown in this air intake cylinder 44
A pipe is connected and a blower is arranged at the end. At the ends of the four rods 40, mounting plates 45 are provided.
Is fixed to the lower end of the mounting plate 45 for driving.
A motor 46 is mounted. For the output shaft of motor 46
Has a sprocket 47 attached to it.
The chain 48 hung on the nozzle 47
The sprocket fixed to the end cap 31 fitted to the end
The ket 49 is also hung. The motor 46 rotates
The rotational force is transmitted to the nozzle outer cylinder 27,
The cylinder 27 rotates. In this embodiment, the motor 46 and the
Rockets 47, 48, chain 49, and rotation support mechanism 38
And 39, the air flow of the intake / exhaust duct structure 22 is
Rotational movement between the heat storage structure and the airway and exhaust passage
Is formed. End cap
The stopper member 50 is loosely fitted to the stopper 31. this
The stopper member 50 protrudes from the outer periphery of the end cap 31.
Fit on the outer periphery of the end cap 31 and the annular protrusion 31a
Arranged between the combined and fixed stop ring 51.
A contact member 5 provided at the tip of the stopper member 50.
0a comes into contact with the contact portion provided on the mounting plate 4,
The movement of the chisel outer cylinder 27 toward the heat storage body is restricted. At the center of the upper part of the mounting plate 45,
A threaded rod 52 with a thread at the tip is secured.
Have been. This rod 52 is parallel to the burner nozzle 15
And a screw member 53 is screwed into the screw portion.
ing. The screw member 53 is a fuel gas pipe of the burner nozzle.
Pivots on the other end of the arm member 54 having one end fixed to the
It is freely held. The axial direction of the burner nozzle 15
When adjusting the position, the screw member 53 may be turned.
In this embodiment, the rod 52, the screw member 53, and the arm
The member 54 constitutes a burner nozzle position adjusting mechanism.
Have been. Next, the operation state of the heat exchanger will be described.
I do. First, with the burner lit, the air duct
Combustion air from the combustion chamber 24 passes through the communication hole of the heat storage body 8.
Supplied to. The combustion air supplied to the combustion chamber is
Flame is formed by mixing with fuel ejected from nozzle 15
I do. The combustion air is exhausted when passing through the through hole of the heat storage body 8.
It is heated by the regenerator 8 heated by the gas. Burning
Means that the air duct 24 is driven at a predetermined rotational speed by the motor 46.
Spinning at. Specifically, the air duct 24
At two or more rotation speeds. Air duct 24
The part where the temperature of the heat storage body 8 is lowered by the rotation is the combustion chamber side.
From the exhaust gas to the exhaust duct 23
Heated again. The high temperature side block of this embodiment is constructed.
The heat storage unit 10 is made of cordierite.
Therefore, it is targeted for a combustion amount of 100,000 kcal / h.
You. The heat storage unit 10 has an outer diameter of 144 mm,
90mm effective inner diameter, 150mm axial dimension, penetrating
The equivalent diameter of the holes is 1.54 mm and the number of through holes is 3900
Pieces, effective surface area is 11.5cmTwo/ CmThreeIt is. Also
The heat storage unit 9 constituting the low temperature side block is made of SUS
430 steel plate with a diameter of 14
4mm, effective inner diameter 90mm, axial dimension 50m
m, the equivalent diameter of the through hole is 1.80 mm, and the number of through holes is
3580, effective surface area is 22.3cmTwo/ CmThree, Open
The mouth ratio is 91.7%. The low temperature side block is made of gold as in the above embodiment.
It is not limited to that formed by a genus. Low temperature blow
Made of ceramics as the heat storage unit 9 that constitutes the rack
Can be used. Also, this embodiment
Then, the high temperature side block and the low temperature side block are each 1
It consists of two heat storage units.
May be configured by combining a plurality of heat storage units.
No. Further, in this embodiment, the high-temperature side block and the low-temperature side block
And a separate heat storage unit.
The inner diameter of the through hole in a part of the heat storage body can be adjusted by various techniques
High temperature side block with different pressure drop gradient by changing
And the low-temperature side block may be formed. Also
In this embodiment, the heat storage body and the burner nozzle are combined.
However, the heat storage body and the burner nozzle may be different from each other.
Of course. Separate the heat storage and burner nozzle
The air duct of the intake / exhaust duct structure
To rotate the heat storage body,
May be rotated. Furthermore, in the above embodiment,
A bellows 34 is arranged at the open end of the air duct 24.
However, even if a part of the air duct 24 is constituted by a bellows,
Similar effects can be obtained. As in this embodiment, the low-temperature side block
High temperature block located on the combustion chamber side
Greater than the pressure drop gradient at
Although the heat exchange rate is slightly worse,
The low-temperature end differential pressure can be reduced without changing the dimensions of
Sealability can be improved. In addition, a flat strip steel plate
Or a corrugated strip steel plate or
Wrap a plywood made by stacking Lamix paper
When the low-temperature side block is configured, steel plate or ceramic
Paper thickness and corrugated strip steel or ceramics
By selecting the paper pitch height, the desired
And heat storage with opening ratio and pressure drop gradient
In addition to changing the number of turns, the desired diameter can be obtained.
The heat storage of the method can be easily obtained. [0037] According to the method of the present invention, the ceramics
Heat storage for heat exchangers by changing the number of turns of paper plywood
Arbitrarily change the dimensions (in the case of cylindrical shape, the radial dimension)
Can easily produce heat exchangers for heat exchangers of desired dimensions.
Can be built. In addition, corrugated strip-shaped ceramics
Change the shape of the paper, or change the thickness of the belt-shaped ceramic paper.
The desired pressure drop gradient can be obtained by selecting
It is possible to easily manufacture a heat storage element that performs heat storage. As in the present invention, a part (change
Part) is immersed in the coating material liquid
Coating inside the through holes located inside the part
When the coating material layer is formed, the presence of the coating material layer
Can change the dimensions of the cross-sectional shape of multiple through holes.
Easily produce heat storage elements with partially different pressure loss gradients
can do.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の燃焼装置用熱交換器の一実施例を加熱
炉に設置されるバーナ装置に適用した場合の断面図を示
している。 【図2】図1のA−A線断面図である。 【図3】(A)は金属製の蓄熱体ユニットの構造を示す
概略正面図であり、(B)は図図3(A)の要部の拡大
図である。 【図4】セラミックス製の蓄熱体ユニットだけで作った
蓄熱体の内部における空気圧、排気圧、空気温度、排気
温度の変化を計算によって求めた結果を示す図である。 【符号の説明】 1 加熱炉の壁部 2 取付用ボルト 3 燃焼装置用熱交換器 4 取付板 5 貫通孔 6 ねじ孔 7 ボルト 8 蓄熱体 9,10 蓄熱体ユニット 11,12 固定金具 13 熱膨張マット 14 耐火材 15 バーナノズル 17 バーナフード 22 吸排気用ダクト構造体 23 排気ダクト 24 空気ダクト 24a 分割空気ダクト 27 ノズル外筒 28 ノズル内筒 34 ベローズ 35,37 シール部材
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing a case where an embodiment of a heat exchanger for a combustion device according to the present invention is applied to a burner device installed in a heating furnace. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3A is a schematic front view showing a structure of a metal heat storage unit, and FIG. 3B is an enlarged view of a main part of FIG. 3A. FIG. 4 is a diagram showing a result obtained by calculating changes in air pressure, exhaust pressure, air temperature, and exhaust temperature inside a heat storage unit made only of a ceramic heat storage unit. [Description of Signs] 1 Wall portion of heating furnace 2 Mounting bolt 3 Heat exchanger for combustion device 4 Mounting plate 5 Through hole 6 Screw hole 7 Bolt 8 Heat storage unit 9, 10 Heat storage unit 11, 12 Fixture 13 Thermal expansion Mat 14 Refractory material 15 Burner nozzle 17 Burner hood 22 Intake / exhaust duct structure 23 Exhaust duct 24 Air duct 24a Split air duct 27 Nozzle outer cylinder 28 Nozzle inner cylinder 34 Bellows 35, 37 Sealing member

フロントページの続き (72)発明者 加治 均 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12 番1号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 廣瀬 靖夫 神奈川県横浜市中区蓬▲莱▼町2丁目4 番地7 株式会社ファーネステクノ内 (56)参考文献 特開 昭49−31714(JP,A) 特開 平5−17760(JP,A) 実開 昭63−159663(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28D 17/04 Continuation of the front page (72) Inventor Hitoshi Kaji 2-1-1, Tsurumichuo, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Chiyoda Chemical Works Co., Ltd. (72) Inventor Yasuo Hirose Naka-ku, Yokohama-ku, Kanagawa Prefecture Chome 4-7, Furness Techno Co., Ltd. (56) References JP-A-49-31714 (JP, A) JP-A-5-17760 (JP, A) JP-A-63-159663 (JP, U) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F28D 17/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 平板状の帯状セラミックスペーパと波板
状の帯状セラミックスペーパとを重ね合わせてなるセラ
ミックスペーパ合板を巻枠に巻回して未焼成蓄熱体を作
り、前記未焼成蓄熱体を焼成して内部に複数の貫通孔を
有する焼成蓄熱体を作り、前記焼成蓄熱体の一部をコー
ティング材料液中に浸漬して前記一部の内部に位置する
前記複数の貫通孔の内部にコーティング材料層を形成し
て熱交換器用蓄熱体を製造することを特徴とする燃焼装
置の熱交換器用蓄熱体の製造方法。
(57) [Claim 1] A ceramic paper plywood obtained by laminating a flat strip-shaped ceramic paper and a corrugated strip-shaped ceramic paper is wound around a bobbin to form an unsintered heat storage body. Sintering the unsintered heat storage body to form a sintering heat storage body having a plurality of through holes therein, and immersing a part of the sintering heat storage body in a coating material liquid and positioning the plurality of sintering heat storage bodies inside the part. Forming a coating material layer inside the through-hole to manufacture a heat exchanger for a heat exchanger.
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