JP6320476B2 - Exhaust gas combustion equipment - Google Patents
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Description
本発明は、有機成分を含んだ排ガスを燃焼させて焼却処理を行うための排ガス燃焼装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas combustion apparatus for incinerating an exhaust gas containing an organic component.
有機溶剤ガス等の有機成分を含んだ排ガスは、そのままでは大気に放出することはできないため、通常、燃焼させることで有機成分を除去する処理が行われる。
有機成分を含んだ排ガスを燃焼させる処理に用いられる排ガス燃焼装置は、その燃焼室内に排ガスとともに、燃焼促進用の空気を導入し、排ガスを燃焼させ、排ガスに含まれる有機成分を熱分解によって除去する（例えば、特許文献１参照）。
Since exhaust gas containing an organic component such as an organic solvent gas cannot be released into the atmosphere as it is, a process for removing the organic component by burning is usually performed.
An exhaust gas combustion device used for the treatment of burning exhaust gas containing organic components introduces combustion promoting air into the combustion chamber and burns the exhaust gas, burns the exhaust gas, and removes organic components contained in the exhaust gas by thermal decomposition. (For example, refer to Patent Document 1).
近年、ＣＯ２発生の抑制や、省エネルギー等、環境負荷の低減や資源保護に対する要請が高まっており、上記排ガス燃焼装置のような加熱装置は、燃焼ガスや電気を熱源として燃焼室を高温に加熱するため、環境や資源に対する配慮が特に重要であり、よりエネルギー効率を高めるための技術が要求されている。 In recent years, there has been an increasing demand for environmental load reduction and resource protection, such as suppression of CO 2 generation, energy saving, and the like. Therefore, consideration for the environment and resources is particularly important, and technology for increasing energy efficiency is required.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、よりエネルギー効率を高めることができる排ガス燃焼装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the exhaust gas combustion apparatus which can raise energy efficiency more.
上記目的を達成するための本発明は、 有機成分を含んだ排ガスを燃焼させる排ガス燃焼装置であって、一端側に前記排ガスが導入される導入口を有するとともに、他端側に前記排ガスが加熱燃焼されることで生じる燃焼排気ガスを排気するための排気口を有する燃焼室と、前記排気口に設けられ、前記燃焼排気ガスから排熱を回収することで、外部から供給される燃焼促進用空気を加熱する熱交換器と、前記熱交換器により加熱された前記燃焼促進用空気を、前記熱交換器から前記燃焼室の前記導入口側に導いて前記燃焼室内に導入する導入路と、を備え、前記導入路が、前記燃焼室の他端側から一端側に向けて前記燃焼室内を通過して設けられ、前記熱交換器は、前記排気口内に配置され、前記燃焼促進用空気を通過させて加熱するための加熱経路を備え、前記加熱経路は、前記排気口内において前記燃焼室側に向く燃焼室側方向に沿って前記燃焼促進用空気を導く往路部と、前記往路部の先端から前記排気口内において前記燃焼室の外側に向く外側方向に沿って前記燃焼促進用空気を導く復路部と、を有する加熱部を備え、前記加熱部は、螺旋状に形成された螺旋状部を備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust gas combustion apparatus for combusting exhaust gas containing an organic component, wherein the exhaust gas is introduced at one end side and the exhaust gas is heated at the other end side. Combustion chamber having an exhaust port for exhausting combustion exhaust gas generated by combustion, and for promoting combustion supplied from the outside by recovering exhaust heat from the combustion exhaust gas provided in the exhaust port A heat exchanger for heating air, and an introduction path for introducing the combustion promoting air heated by the heat exchanger from the heat exchanger to the introduction port side of the combustion chamber and introducing it into the combustion chamber; The introduction path is provided to pass through the combustion chamber from the other end side to the one end side of the combustion chamber, the heat exchanger is disposed in the exhaust port, and the combustion promoting air is supplied to the combustion chamber. For passing and heating A heating path, wherein the heating path leads the combustion promoting air along the combustion chamber side direction toward the combustion chamber side in the exhaust port, and the combustion in the exhaust port from the tip of the forward path portion And a heating section having a return path section for guiding the combustion promoting air along an outer direction facing the outside of the chamber , wherein the heating section includes a spiral section formed in a spiral shape. Yes.
上記のように構成された排ガス燃焼装置によれば、燃焼排気ガスから排熱を回収することで、外部から供給されて排ガスに混合される燃焼促進用空気を加熱する熱交換器を備えているので、加熱された燃焼促進用空気を排ガスに混合して燃焼室に導入することができる。
この結果、燃焼促進用空気を常温で燃焼室に導入する場合と比較して、燃焼促進用空気を導入することにより生じる燃焼室内の温度の低下を抑制し、効率よく短時間で排ガスを燃焼させることができる。さらに、熱交換器により加熱された燃焼促進用空気を燃焼室の導入口側に導いて燃焼室内に導入する導入路が燃焼室内を通過して設けられているので、熱交換器により加熱された燃焼促進用空気の温度を低下させることなく、導入口側に導くことができる。この結果、燃焼室内の温度の低下をより抑制することができ、より効率よく短時間で排ガスを燃焼させることができる。
以上のように、本発明によれば、排熱を回収して効率よく排ガスを燃焼させることができるので、よりエネルギー効率を高めることができる。
さらに、前記排気口は、前記燃焼室の内外に連通する筒状空間を有し、前記加熱部は、前記燃焼室の外側から前記筒状空間に挿入されていてもよい。
The exhaust gas combustion apparatus configured as described above includes a heat exchanger that heats combustion promoting air that is supplied from the outside and mixed with the exhaust gas by recovering exhaust heat from the combustion exhaust gas. Therefore, the heated combustion promoting air can be mixed with the exhaust gas and introduced into the combustion chamber.
As a result, compared with the case where the combustion promoting air is introduced into the combustion chamber at room temperature, the temperature reduction in the combustion chamber caused by introducing the combustion promoting air is suppressed, and the exhaust gas is efficiently burned in a short time. be able to. Furthermore, since the introduction passage for introducing the combustion promoting air heated by the heat exchanger into the combustion chamber and introducing it into the combustion chamber is provided through the combustion chamber, the air is heated by the heat exchanger. Without lowering the temperature of the combustion promoting air, it can be led to the inlet side. As a result, the temperature drop in the combustion chamber can be further suppressed, and the exhaust gas can be burned more efficiently in a short time.
As described above, according to the present invention, exhaust heat can be recovered and exhaust gas can be burned efficiently, so that energy efficiency can be further increased.
Et al is, the exhaust port has a cylindrical space which communicates with the inside and outside of the combustion chamber, the heating unit may be inserted into the cylindrical space from the outside of the combustion chamber.
上記排ガス燃焼装置において、前記導入路には、前記燃焼室内の熱を収集して前記燃焼促進用空気をさらに加熱する集熱手段が設けられていてもよく、この場合、導入路を通過する燃焼促進用空気の温度を効果的に維持することができる。 In the exhaust gas combustion apparatus, the introduction path may be provided with heat collecting means for collecting heat in the combustion chamber and further heating the combustion promoting air, and in this case, combustion passing through the introduction path The temperature of the promotion air can be effectively maintained.
上記排ガス燃焼装置において、前記熱交換器は、前記排気口内に配置されているとともに、前記燃焼促進用空気を通過させて加熱するための加熱経路が螺旋状に形成された螺旋状部を備えていることが好ましい。
この場合、熱交換器は、螺旋状部を備えることで、燃焼排気ガスと接触する表面積を増やすことができ、効率的に排熱の回収を行うことができる。
In the exhaust gas combustion apparatus, the heat exchanger includes a spiral part that is disposed in the exhaust port and in which a heating path for heating the combustion promoting air through the spiral is formed. Preferably it is.
In this case, since the heat exchanger includes the spiral portion, the surface area in contact with the combustion exhaust gas can be increased, and the exhaust heat can be efficiently recovered.
また、上記排ガス燃焼装置において、前記排気口は、前記燃焼室の内外に連通する筒状空間を有し、前記熱交換器の螺旋状部は、円筒状に形成され、前記燃焼室の外側から前記筒状空間に挿入されていることが好ましい。
この場合、螺旋状部を筒状空間に挿入することで、熱交換器を容易に排気口に設けることができる。
Further, in the exhaust gas combustion apparatus, the exhaust port has a cylindrical space communicating with the inside and outside of the combustion chamber, and the spiral portion of the heat exchanger is formed in a cylindrical shape from the outside of the combustion chamber. It is preferable to be inserted into the cylindrical space.
In this case, the heat exchanger can be easily provided at the exhaust port by inserting the spiral portion into the cylindrical space.
本発明の排ガス燃焼装置によれば、よりエネルギー効率を高めることができる。 According to the exhaust gas combustion apparatus of the present invention, energy efficiency can be further increased.
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る排ガス燃焼装置の断面図である。
図１において、排ガス燃焼装置１は、焼結部品等の脱バインダ処理等の熱処理によって生じる、有機溶剤ガス等の有機成分を含んだ排ガスを処理するための装置である。排ガス燃焼装置１は、このような有機成分を含んだ排ガスを燃焼させて、排ガスに含まれる有機成分を分解する。これによって、できるだけ前記排ガスが無害となるように処理する。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an exhaust gas combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, an exhaust gas combustion apparatus 1 is an apparatus for treating exhaust gas containing an organic component such as an organic solvent gas, which is generated by heat treatment such as binder removal processing for sintered parts or the like. The exhaust gas combustion apparatus 1 burns the exhaust gas containing such an organic component, and decomposes the organic component contained in the exhaust gas. Thus, the exhaust gas is treated as harmless as possible.
排ガス燃焼装置１は、加熱炉部２と、架台３とを備えている。架台３は、加熱炉部２を支持しており、内部には、後述するバインダ回収箱１３や、加熱炉部２に有機成分を含んだ排ガスを供給するための供給管１４等が収容されている。 The exhaust gas combustion apparatus 1 includes a heating furnace 2 and a gantry 3. The gantry 3 supports the heating furnace unit 2, and contains therein a binder recovery box 13, which will be described later, a supply pipe 14 for supplying exhaust gas containing organic components to the heating furnace unit 2, and the like. Yes.
加熱炉部２は、円筒状のマッフル４と、マッフル４の外側を覆うケース５とを備えている。
ケース５は、鋼板等を用いて形成された箱体であり、ケース５内側の上下面及び内側面には、耐火レンガやセラミックファイバ等の断熱材で形成された炉壁６（上面壁６ａ、下面壁６ｂ、側面壁６ｃ）が設けられている。側面壁６ｃは、断熱材と、この断熱材に一体に組み込まれた加熱用ヒータコイルとを含んで構成されている。この加熱用ヒータコイルは、マッフル４及びその内部を加熱するための熱源である。加熱用ヒータコイルは、図示しない制御部によって、マッフル４等が所定の設定温度となるように制御される。
The heating furnace unit 2 includes a cylindrical muffle 4 and a case 5 that covers the outside of the muffle 4.
The case 5 is a box formed by using a steel plate or the like, and a furnace wall 6 (upper surface wall 6a, upper surface 6a, A bottom wall 6b and a side wall 6c) are provided. The side wall 6c is configured to include a heat insulating material and a heater coil for heating integrally incorporated in the heat insulating material. The heating heater coil is a heat source for heating the muffle 4 and the inside thereof. The heater coil for heating is controlled by a control unit (not shown) so that the muffle 4 and the like have a predetermined set temperature.
マッフル４は、内部に燃焼室８が設けられた中空の部材であり、ＳＵＳ３１０Ｓ等の耐熱合金を用いて形成されている。円筒状のマッフル４は、その軸方向が鉛直方向に沿うようにケース５内に設置されている。
マッフル４の燃焼室８内は、前記加熱用ヒータコイルによって、８００〜９００度に昇温される。昇温された燃焼室８内には、上述の排ガスに加え、燃焼促進用空気が導入される。
燃焼室８内に導入された排ガスは、燃焼促進用空気と混合されて加熱されることで燃焼し、当該排ガスに含まれる有機成分が分解される。
The muffle 4 is a hollow member in which a combustion chamber 8 is provided, and is formed using a heat resistant alloy such as SUS310S. The cylindrical muffle 4 is installed in the case 5 so that its axial direction is along the vertical direction.
The inside of the combustion chamber 8 of the muffle 4 is heated to 800 to 900 degrees by the heating heater coil. In addition to the above-described exhaust gas, combustion promoting air is introduced into the combustion chamber 8 whose temperature has been raised.
The exhaust gas introduced into the combustion chamber 8 is mixed with the combustion promoting air and heated to burn, and the organic components contained in the exhaust gas are decomposed.
マッフル４は、排ガスを燃焼室８内に導入するための導入管１０と、排ガスが加熱燃焼されることで生じる燃焼排気ガスを排気するための排気管１１とをさらに備えている。
導入管１０は、円筒状の部材であり、マッフル４の軸方向一端側の下側端面４ａからマッフル４の軸心に沿って下方向に突設されている。
導入管１０は、下面壁６ｂ及び架台３の上面を貫通して設けられている貫通孔１２に挿通されている。導入管１０の先端部には、架台３に収容されているバインダ回収箱１３に接続されている。また、導入管１０の側面側には、外部から有機成分を含んだ排ガスを供給するための供給管１４が接続されている。
導入管１０は、マッフル４内部の燃焼室８とバインダ回収箱１３との間、及び燃焼室８の一端側と供給管１４との間をそれぞれ連通している。
The muffle 4 further includes an introduction pipe 10 for introducing exhaust gas into the combustion chamber 8 and an exhaust pipe 11 for exhausting combustion exhaust gas generated when the exhaust gas is heated and burned.
The introduction pipe 10 is a cylindrical member, and protrudes downward along the axial center of the muffle 4 from the lower end face 4 a on one end side in the axial direction of the muffle 4.
The introduction pipe 10 is inserted through a through hole 12 provided so as to penetrate the lower surface wall 6 b and the upper surface of the gantry 3. The leading end of the introduction pipe 10 is connected to a binder collection box 13 accommodated in the gantry 3. A supply pipe 14 for supplying exhaust gas containing an organic component from the outside is connected to the side surface side of the introduction pipe 10.
The introduction pipe 10 communicates between the combustion chamber 8 inside the muffle 4 and the binder recovery box 13 and between one end side of the combustion chamber 8 and the supply pipe 14.
バインダ回収箱１３は、燃焼室８内で排ガスが燃焼しきれずに液化したバインダ等の廃液や、残滓を回収するための箱である。これら廃液や残滓は下方向に落下する。バインダ回収箱１３は、下方向に落下する廃液や残滓を、導入管１０を通じて受け止め回収する。 The binder recovery box 13 is a box for recovering waste liquid such as a binder that has been liquefied without exhaust gas being combusted in the combustion chamber 8 and residue. These waste liquids and residues fall downward. The binder collection box 13 receives and collects the waste liquid and residue falling downward through the introduction pipe 10.
供給管１４は、一端が前記導入管１０に接続されるとともに、他端が排ガスを供給するための排ガス供給手段等に接続されている。排ガス供給手段は、所定の流量又は圧力によって排ガスを供給する。
排ガス供給手段が供給する排ガスは、供給管１４を通じて導入管１０に導入され、さらに導入管１０を通じて、マッフル４内部の燃焼室８内に導入される。燃焼室８内に供給される排ガスの流量は、排ガス供給手段、又は燃焼室８までの排ガスの経路に設けられた流量調整器（図示せず）によって設定される。
なお、燃焼促進用空気は、後述する空気導入管３０によって燃焼室８内に導入される。
The supply pipe 14 has one end connected to the introduction pipe 10 and the other end connected to an exhaust gas supply means for supplying exhaust gas. The exhaust gas supply means supplies exhaust gas at a predetermined flow rate or pressure.
The exhaust gas supplied by the exhaust gas supply means is introduced into the introduction pipe 10 through the supply pipe 14 and further introduced into the combustion chamber 8 inside the muffle 4 through the introduction pipe 10. The flow rate of exhaust gas supplied into the combustion chamber 8 is set by an exhaust gas supply means or a flow rate regulator (not shown) provided in the exhaust gas path to the combustion chamber 8.
The combustion promoting air is introduced into the combustion chamber 8 by an air introduction pipe 30 described later.
燃焼室８は、複数の仕切板８ａによって、マッフル４の軸方向に沿って複数の空間に区画されている。仕切板８ａには通気孔８ｂが設けられており、この通気孔８ｂを介して互いに隣接する空間同士を連通している。通気孔８ｂは、隣接する仕切板８ａ同士の間で異なる位置に形成されており、燃焼室８内の一端側から他端側に至るまでに、各空間を蛇行しながら当該燃焼室８内を通過するような経路を構成している。 The combustion chamber 8 is partitioned into a plurality of spaces along the axial direction of the muffle 4 by a plurality of partition plates 8a. The partition plate 8a is provided with a vent hole 8b, and the adjacent spaces communicate with each other through the vent hole 8b. The ventilation holes 8b are formed at different positions between the adjacent partition plates 8a, and the inside of the combustion chamber 8 is meandered through each space from one end side to the other end side in the combustion chamber 8. A route that passes is configured.
燃焼室８は、内部に導入される排ガスが上記各空間を通過しながら燃焼して燃焼室８内で燃焼を終えるように、その経路長や、室内温度等が設定されている。
燃焼室８内で燃焼を終えた排ガスは、燃焼排気ガスとなって、燃焼室８の他端側に到達する。
The combustion chamber 8 has its path length, room temperature, and the like set so that the exhaust gas introduced into the combustion chamber burns while passing through the spaces and finishes burning in the combustion chamber 8.
The exhaust gas that has finished combustion in the combustion chamber 8 becomes combustion exhaust gas and reaches the other end side of the combustion chamber 8.
燃焼室８の他端側には、排気管１１が設けられている。排気管１１は、マッフル４の軸方向他端側の上側端面４ｂからマッフル４の軸心に沿って上方向に突設されている。
排気管１１は、上面壁６ａ及びケース５上面を貫通して設けられている貫通孔に挿通されている。排気管１１の先端部は、ケース５の上面から突出しており、マッフル４内部の燃焼室８と外部との間を連通している。
よって、燃焼室８内で生じる燃焼排気ガスは、燃焼室８の他端側に到達すると、排気管１１から外部に向けて排気される。
An exhaust pipe 11 is provided on the other end side of the combustion chamber 8. The exhaust pipe 11 protrudes upward along the axis of the muffle 4 from the upper end surface 4 b on the other axial end side of the muffle 4.
The exhaust pipe 11 is inserted through a through hole provided through the upper surface wall 6 a and the upper surface of the case 5. The distal end portion of the exhaust pipe 11 protrudes from the upper surface of the case 5 and communicates between the combustion chamber 8 inside the muffle 4 and the outside.
Therefore, when the combustion exhaust gas generated in the combustion chamber 8 reaches the other end side of the combustion chamber 8, it is exhausted from the exhaust pipe 11 to the outside.
排気管１１は、マッフル４側の基端部から先端部に亘って、燃焼室８と外部との間を連通している筒状空間１５を有している。
筒状空間１５には、熱交換器２０が配置されている。この熱交換器２０は、排気管１１から排気される燃焼排気ガスから排熱を回収し、燃焼室８内に供給される燃焼促進用空気を加熱するための機能を有している。
The exhaust pipe 11 has a cylindrical space 15 that communicates between the combustion chamber 8 and the outside from the base end portion on the muffle 4 side to the tip end portion.
A heat exchanger 20 is disposed in the cylindrical space 15. The heat exchanger 20 has a function of recovering exhaust heat from the combustion exhaust gas exhausted from the exhaust pipe 11 and heating the combustion promoting air supplied into the combustion chamber 8.
熱交換器２０は、燃焼促進用空気が供給される空気供給部２１と、筒状空間１５に挿入された加熱部２２と、加熱された燃焼促進用空気を取り出すための取出部２３とを備えている。
図２は、熱交換器２０の外観図である。熱交換器２０は、内部を燃焼促進用空気が通過する加熱経路としてのステンレス鋼製のパイプ２５を用いて形成されており、空気供給部２１から、加熱部２２、取出部２３に亘って連通されている。
加熱部２２は、パイプ２５を螺旋状に形成することで、外観形状が円筒状となるように形成された螺旋状部２６を有している。
The heat exchanger 20 includes an air supply unit 21 to which combustion promoting air is supplied, a heating unit 22 inserted into the cylindrical space 15, and an extraction unit 23 for taking out the heated combustion promoting air. ing.
FIG. 2 is an external view of the heat exchanger 20. The heat exchanger 20 is formed using a stainless steel pipe 25 as a heating path through which combustion promoting air passes, and communicates from the air supply unit 21 to the heating unit 22 and the extraction unit 23. Has been.
The heating unit 22 includes a spiral portion 26 formed so that the external shape is a cylindrical shape by forming the pipe 25 in a spiral shape.
螺旋状部２６の内側には、空気供給部２１を基端として下方向に直線状に延びる直線部２７が配置されている。直線部２７の下端は、螺旋状部２６の下端に繋がっており、空気供給部２１を通じて供給される燃焼促進用空気が、螺旋状部２６に導かれる。
螺旋状部２６を通過した燃焼促進用空気は、螺旋状部２６の上端に繋がっている取出部２３から取り出される。
Inside the spiral portion 26, a linear portion 27 is disposed that linearly extends downward from the air supply portion 21 as a base end. The lower end of the straight portion 27 is connected to the lower end of the spiral portion 26, and combustion promoting air supplied through the air supply portion 21 is guided to the spiral portion 26.
The combustion promoting air that has passed through the spiral portion 26 is extracted from the extraction portion 23 connected to the upper end of the spiral portion 26.
熱交換器２０は、外観形状が円筒状に形成された加熱部２２が排気管１１の筒状空間１５に挿入されて設置されている。筒状空間１５に挿入された加熱部２２は、燃焼排気ガスによって加熱され、パイプ２５内を通過する燃焼促進用空気を加熱する。
ここで、熱交換器２０の加熱部２２は、パイプ２５が螺旋状に形成された螺旋状部２６を備えているので、燃焼排気ガスと接触する表面積を増やすことができる。この結果、効率的に排熱の回収を行うことができる。
The heat exchanger 20 is installed by inserting a heating portion 22 having an outer appearance formed into a cylindrical shape into the cylindrical space 15 of the exhaust pipe 11. The heating unit 22 inserted into the cylindrical space 15 is heated by the combustion exhaust gas and heats the combustion promoting air passing through the pipe 25.
Here, since the heating part 22 of the heat exchanger 20 includes the spiral part 26 in which the pipe 25 is spirally formed, the surface area in contact with the combustion exhaust gas can be increased. As a result, exhaust heat can be efficiently recovered.
また、熱交換器２０の加熱部２２は、螺旋状部２６によって外観形状が円筒状に形成されており、燃焼室８の外側から筒状空間１５に挿入することで、熱交換器２０を容易に排気管１１に設けることができる。
よって、既存の排ガス燃焼装置１等に対しても、大がかりな設計変更や改造を行うことなく、熱交換器２０を設置することができる。
Further, the heating part 22 of the heat exchanger 20 is formed in a cylindrical shape by the spiral part 26, and can be easily inserted into the cylindrical space 15 from the outside of the combustion chamber 8. The exhaust pipe 11 can be provided.
Therefore, the heat exchanger 20 can be installed on the existing exhaust gas combustion apparatus 1 and the like without making a major design change or modification.
図１に戻って、熱交換器２０の取出部２３は、加熱した燃焼促進用空気を燃焼室８内に導くための空気導入管３０に接続されている。
空気導入管３０は、ケース５の上面側から下方向に向けて直線状に延ばされ、マッフル４内部の燃焼室８に挿入されている。空気導入管３０の先端部３０ａは開口しており、取出部２３と、燃焼室８とを連通する。よって、熱交換器２０を通過して加熱された燃焼促進用空気は、空気導入管３０を通じて、先端部３０ａから燃焼室８内に導入される。
Returning to FIG. 1, the extraction section 23 of the heat exchanger 20 is connected to an air introduction pipe 30 for guiding the heated combustion promoting air into the combustion chamber 8.
The air introduction pipe 30 is linearly extended downward from the upper surface side of the case 5 and is inserted into the combustion chamber 8 inside the muffle 4. The front end portion 30 a of the air introduction pipe 30 is open and communicates the extraction portion 23 and the combustion chamber 8. Therefore, the combustion promoting air heated by passing through the heat exchanger 20 is introduced into the combustion chamber 8 from the tip portion 30 a through the air introduction pipe 30.
空気導入管３０は、燃焼室８の他端側から一端側に向けて燃焼室８内を通過している。
空気導入管３０の先端部３０ａは、図に示すように、燃焼室８内の最下方であって一端側に位置する空間に開口している。よって、空気導入管３０は、加熱された燃焼促進用空気を、熱交換器２０から燃焼室８内の導入管１０側に導いて、燃焼室８内に導入する。
燃焼室８内の導入管１０側（一端側）では、導入管１０から導入される排ガスと、空気導入管３０から導入される燃焼促進用空気とが混合され、燃焼に供される。
The air introduction pipe 30 passes through the combustion chamber 8 from the other end side of the combustion chamber 8 toward one end side.
As shown in the drawing, the distal end portion 30a of the air introduction pipe 30 opens to a space located at the lowermost end in the combustion chamber 8 and on one end side. Therefore, the air introduction pipe 30 guides the heated combustion promoting air from the heat exchanger 20 to the introduction pipe 10 in the combustion chamber 8 and introduces it into the combustion chamber 8.
On the introduction pipe 10 side (one end side) in the combustion chamber 8, the exhaust gas introduced from the introduction pipe 10 and the combustion promoting air introduced from the air introduction pipe 30 are mixed and used for combustion.
上記のように構成された排ガス燃焼装置１によれば、燃焼排気ガスから排熱を回収することで、外部から供給されて排ガスに混合される燃焼促進用空気を加熱する熱交換器２０を備えているので、加熱された燃焼促進用空気を排ガスに混合して燃焼室８内に導入することができる。
この結果、燃焼促進用空気を常温で燃焼室に導入する場合と比較して、燃焼促進用空気を導入することにより生じる燃焼室内の温度の低下を抑制し、効率よく短時間で排ガスを燃焼させることができる。さらに、熱交換器２０により加熱された燃焼促進用空気を燃焼室８の導入管１０側に導いて燃焼室８内に導入する空気導入管３０が燃焼室８内を通過して設けられているので、熱交換器２０により加熱された燃焼促進用空気の温度を低下させることなく、導入管１０側に導くことができる。この結果、燃焼室８内の温度の低下をより抑制することができ、より効率よく短時間で排ガスを燃焼させることができる。
以上のように、本実施形態によれば、排熱を回収して効率よく排ガスを燃焼させることができるので、よりエネルギー効率を高めることができる。
The exhaust gas combustion apparatus 1 configured as described above includes the heat exchanger 20 that heats the combustion promoting air that is supplied from the outside and mixed with the exhaust gas by recovering the exhaust heat from the combustion exhaust gas. Therefore, the heated combustion promoting air can be mixed with the exhaust gas and introduced into the combustion chamber 8.
As a result, compared with the case where the combustion promoting air is introduced into the combustion chamber at room temperature, the temperature reduction in the combustion chamber caused by introducing the combustion promoting air is suppressed, and the exhaust gas is efficiently burned in a short time. be able to. Further, an air introduction pipe 30 that guides the combustion promoting air heated by the heat exchanger 20 to the introduction pipe 10 side of the combustion chamber 8 and introduces it into the combustion chamber 8 is provided through the combustion chamber 8. Therefore, the combustion promoting air heated by the heat exchanger 20 can be led to the introduction pipe 10 side without lowering the temperature. As a result, the temperature drop in the combustion chamber 8 can be further suppressed, and the exhaust gas can be burned more efficiently in a short time.
As described above, according to the present embodiment, exhaust heat can be recovered and exhaust gas can be burned efficiently, so that energy efficiency can be further improved.
また、本実施形態では、エネルギー効率を高めることができるので、従来の排ガス燃焼装置に比べ、加熱ヒータの容量を低減することができ、消費電力を削減することができる。 Moreover, in this embodiment, since energy efficiency can be improved, the capacity | capacitance of a heater can be reduced compared with the conventional exhaust gas combustion apparatus, and power consumption can be reduced.
次に、本実施形態による排ガス燃焼装置１の効果を検証するために本発明者が行った試験の結果について説明する。
検証試験に用いた装置としては、実施例品として、上記実施形態にて示した排ガス燃焼装置１を用いた。また、比較例品として、常温の燃焼促進用空気を排ガスとともに導入管１０から導入する従来構成の排ガス燃焼装置（比較例品１）、及び排気管１１に上記実施形態にて示した熱交換器２０を備え、加熱した燃焼促進用空気を燃焼室８内に導く空気導入管が燃焼室の外側に設けられている構成の排ガス燃焼装置（比較例品２）を用いた。
試験条件としては、炉内温度８００度、排ガス導入量１００Ｌ／ｍｉｎに設定した。この試験条件下で各装置を運転したときの消費電力を測定し、その測定結果をそれぞれ比較した。
Next, the result of the test conducted by the present inventor for verifying the effect of the exhaust gas combustion apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
As an apparatus used for the verification test, the exhaust gas combustion apparatus 1 shown in the above embodiment was used as an example product. Further, as a comparative example product, a conventional exhaust gas combustion apparatus (comparative example product 1) for introducing combustion promoting air at normal temperature from the introduction pipe 10 together with the exhaust gas, and the heat exchanger shown in the above embodiment in the exhaust pipe 11 An exhaust gas combustion apparatus (Comparative Example Product 2) having a configuration in which an air introduction pipe for introducing heated combustion promoting air into the combustion chamber 8 is provided outside the combustion chamber.
As test conditions, the furnace temperature was set to 800 ° C., and the exhaust gas introduction amount was set to 100 L / min. The power consumption when each device was operated under this test condition was measured, and the measurement results were compared.
上記検証試験の結果、比較例品２では、比較例品１に対して、消費電力が１８．２％削減された。
さらに、実施例品では、比較例品１に対して、消費電力が２５．６％削減された。
As a result of the verification test, the power consumption of Comparative Example Product 2 was reduced by 18.2% compared to Comparative Example Product 1.
Further, in the example product, the power consumption was reduced by 25.6% compared to the comparative product 1.
この結果から、熱交換器２０によって燃焼促進用空気を加熱し、その後、燃焼室の外側に設けられた空気導入管を通じて燃焼室内に燃焼促進用空気を導入したとしても、燃焼促進用空気を加熱したことによって、消費電力が削減され、エネルギー効率が高められていることが判る。
なお、比較例品２では、燃焼室内に導入される直前の加熱された燃焼促進用空気の温度は、約３８５度であった。
From this result, even when the combustion promoting air is heated by the heat exchanger 20 and then introduced into the combustion chamber through the air introduction pipe provided outside the combustion chamber, the combustion promoting air is heated. As a result, it can be seen that power consumption is reduced and energy efficiency is increased.
In Comparative Product 2, the temperature of the heated combustion promoting air immediately before being introduced into the combustion chamber was about 385 degrees.
また、実施例品では、燃焼室内を通過するように設けられた空気導入管による燃焼促進用空気の温度低下の抑制効果によって、さらに消費電力が削減され、さらにエネルギー効率が高められることが確認できた。
なお、実施例品では、熱交換器から取り出された直後であって、空気導入管に導入される前における燃焼促進用空気の温度は、約４３０度であった。従って、このまま、空気導入管を通過することで、８００度に設定された燃焼室内を通過する燃焼促進用空気は、さらに加熱されるため、燃焼室内に導入されるときには、より高温となっていると思われる。つまり、実施例品では、比較例品２と比べて、燃焼促進用空気の温度低下をより抑制できることが確認できる。
In addition, in the example products, it can be confirmed that the power consumption is further reduced and the energy efficiency is further increased by the effect of suppressing the temperature drop of the combustion promoting air by the air introduction pipe provided so as to pass through the combustion chamber. It was.
In the example product, the temperature of the combustion promoting air immediately after being taken out from the heat exchanger and before being introduced into the air introduction pipe was about 430 degrees. Therefore, since the combustion promoting air passing through the combustion chamber set at 800 degrees is further heated by passing through the air introduction pipe as it is, the temperature is higher when introduced into the combustion chamber. I think that the. That is, in the example product, it can be confirmed that the temperature reduction of the combustion promoting air can be further suppressed as compared with the comparative example product 2.
以上のように、上記検証試験によれば、本実施形態の排ガス燃焼装置が、常温又は温度の比較的低い燃焼促進用空気を導入する場合と比較して、よりエネルギー効率を高めることができることを確認することができた。 As described above, according to the verification test, the exhaust gas combustion apparatus according to the present embodiment can further improve energy efficiency as compared with a case where combustion promoting air having a relatively low temperature or temperature is introduced. I was able to confirm.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、
熱交換器２０の加熱部２２が、パイプ２５を螺旋状に形成した螺旋状部２６を有する構成を例示したが、例えば、集熱フィンを設け、燃焼排気ガスと接触する表面積を増やすように構成してもよい。
図３（ａ）は、熱交換器の他の例を示す外観図であり、図３（ｂ）は、（ａ）中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。熱交換器２０の加熱部２２は、例えば図３に示すように、直線状のパイプ２５の外周面に、パイプ２５の長手方向に沿って延びる複数（図例では６つ）の集熱フィン４０を設けてもよい。この場合も燃焼排気ガスと接触する表面積を増やすことができ、効率的に排熱の回収を行うことができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. In the above embodiment,
The heating unit 22 of the heat exchanger 20 has a configuration including the spiral portion 26 in which the pipe 25 is formed in a spiral shape. For example, a heat collection fin is provided to increase the surface area in contact with the combustion exhaust gas. May be.
Fig.3 (a) is an external view which shows the other example of a heat exchanger, FIG.3 (b) is a BB arrow directional cross-sectional view in (a). For example, as shown in FIG. 3, the heating unit 22 of the heat exchanger 20 has a plurality (six in the illustrated example) of heat collecting fins 40 extending along the longitudinal direction of the pipe 25 on the outer circumferential surface of the straight pipe 25. May be provided. Also in this case, the surface area in contact with the combustion exhaust gas can be increased, and the exhaust heat can be efficiently recovered.
また、上記実施形態では、空気導入管３０を直線状に延ばした場合を例示したが、燃焼室８内でより積極的に加熱を促進するために、空気導入管３０に燃焼室８内の熱を収集して燃焼促進用空気をさらに加熱するための集熱手段を設けてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the case where the air introduction pipe | tube 30 was extended linearly was illustrated, in order to accelerate | stimulate heating more actively in the combustion chamber 8, the heat | fever in the combustion chamber 8 is made into the air introduction pipe | tube 30. A heat collecting means for collecting the gas and further heating the combustion promoting air may be provided.
上記集熱手段としては、例えば、図４（ａ）に示すように、空気導入管３０の外側面に集熱フィン３１を多数設けることができる。この場合、集熱フィン３１によって空気導入管３０の実質的な表面積を増加させ、燃焼促進用空気の加熱を促進することができる。
また、図４（ｂ）に示すように、燃焼室８内で蛇行させた蛇行部３２を設けることもできる。蛇行部３２を設けることで、空気導入管３０の燃焼室８内における表面積を増加させることができ、燃焼促進用空気の加熱を促進することができる。
As the heat collecting means, for example, as shown in FIG. 4A, a large number of heat collecting fins 31 can be provided on the outer surface of the air introduction pipe 30. In this case, the substantial surface area of the air introduction pipe 30 can be increased by the heat collecting fins 31, and the heating of the combustion promoting air can be promoted.
Further, as shown in FIG. 4B, a meandering portion 32 meandering in the combustion chamber 8 may be provided. By providing the meandering portion 32, the surface area of the air introduction pipe 30 in the combustion chamber 8 can be increased, and heating of the combustion promoting air can be promoted.
１ 排ガス燃焼装置 ８ 燃焼室 １０ 導入管（導入口）
１１ 排気管（排気口） １５ 筒状空間 ２０ 熱交換器
２６ 螺旋状部 ３０ 空気導入管（導入路）
３１ 集熱フィン（集熱手段） ３２ 蛇行部（集熱手段）
1 Exhaust Gas Combustor 8 Combustion Chamber 10 Inlet Pipe (Inlet)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Exhaust pipe (exhaust port) 15 Cylindrical space 20 Heat exchanger 26 Spiral part 30 Air introduction pipe (introduction path)
31 Heat collection fin (heat collection means) 32 Meandering part (heat collection means)
Claims (2)
一端側に前記排ガスが導入される導入口を有するとともに、他端側に前記排ガスが加熱燃焼されることで生じる燃焼排気ガスを排気するための排気口を有する燃焼室と、
前記排気口に設けられ、前記燃焼排気ガスから排熱を回収することで、外部から供給される燃焼促進用空気を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器により加熱された前記燃焼促進用空気を、前記熱交換器から前記燃焼室の前記導入口側に導いて前記燃焼室内に導入する導入路と、を備え、
前記導入路が、前記燃焼室の他端側から一端側に向けて前記燃焼室内を通過して設けられ、
前記熱交換器は、前記排気口内に配置され、前記燃焼促進用空気を通過させて加熱するための加熱経路を備え、
前記加熱経路は、前記排気口内において前記燃焼室側に向く燃焼室側方向に沿って前記燃焼促進用空気を導く往路部と、前記往路部の先端から前記排気口内において前記燃焼室の外側に向く外側方向に沿って前記燃焼促進用空気を導く復路部と、を有する加熱部を備え、
前記加熱部は、螺旋状に形成された螺旋状部を備えている
ことを特徴とする排ガス燃焼装置。 An exhaust gas combustion apparatus for combusting exhaust gas containing organic components,
A combustion chamber having an inlet for introducing the exhaust gas on one end side and an exhaust port for exhausting combustion exhaust gas generated by heating and burning the exhaust gas on the other end side;
A heat exchanger that is provided at the exhaust port and heats combustion promoting air supplied from the outside by recovering exhaust heat from the combustion exhaust gas;
An introduction path for introducing the combustion promoting air heated by the heat exchanger from the heat exchanger to the inlet side of the combustion chamber and introducing it into the combustion chamber;
The introduction path is provided through the combustion chamber from the other end side to the one end side of the combustion chamber;
The heat exchanger is disposed in the exhaust port and includes a heating path for heating the combustion promoting air through the passage.
The heating path is directed toward the combustion chamber side in the exhaust port along the combustion chamber side direction, and is directed to the outside of the combustion chamber in the exhaust port from the front end of the forward path portion. A heating section having a return path section for guiding the combustion promoting air along the outer direction ,
The exhaust gas combustion apparatus , wherein the heating unit includes a spiral portion formed in a spiral shape .
前記加熱部は、前記燃焼室の外側から前記筒状空間に挿入されている請求項１に記載の排ガス燃焼装置。 The exhaust port has a cylindrical space communicating with the inside and outside of the combustion chamber,
The exhaust gas combustion apparatus according to claim 1, wherein the heating unit is inserted into the cylindrical space from the outside of the combustion chamber.
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