JPH0250166B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炉内が幾つかの温度ゾーンに区画され
被熱物を該各温度ゾーンを経て搬送するようにし
た連続式加熱炉の省エネルギー化に関するもので
ある。

一般に連続式加熱炉は炉内壁面（天井面、両側
壁面等）に隔壁が突設され該隔壁によつて炉内が
被熱物の進行方向に順じて予熱帯、加熱帯、均熱
帯等の幾つかの温度ゾーンに区画されている。従
来この隔壁は炉壁と同じような耐火レンガによつ
て構成されていたが、本発明はこのように炉内を
炉長方向の幾つかの温度ゾーンに区画してなる連
続式加熱炉において加熱効率を高め省エネルギー
化を図ることを目的とするものである。この目的
を達成するため本発明は炉内壁面に通気性固体を
突設し、該通気性固体により炉内を区画すること
を要旨とするものである。

本発明において通気性固体とは、金属やセラミ
ツク等の耐熱材料から成り、網状、ハニカム状、
せんい状、多孔質状などの通気性を有する形状に
成形された適宜厚さの固体のことをいい、この通
気性固体は小球あるいは小径線が多数集合したも
のと等価と考えられるので、通気性固体にガスを
流通させた場合には対流熱伝達係数が著しく大き
いとともに、実質的な表面積は極めて大きい。

この通気性固体についてはすでに種々研究がな
され、通気性固体によりガスの流れを仕切つてガ
スを通気性固体を通過させると、通気性固体は高
い効率でガスとの熱交換をおこない主としてガス
の上流側にふく射熱を放出するとともに、通気性
固体自身が熱遮蔽材あるいは断熱材として機能す
ることが知見されている。すなわち適当な厚さの
通気性固体でガスの流れを仕切つた場合、通気性
固体のガス下流側におけるガス温度などの熱的条
件をどのように変えても通気性固体のガス上流側
に熱的影響を殆ど与えないという特性が見出され
ている。

本発明は上記の知見にもとずくものであり、以
下上記通気性固体の特性を示す実験結果について
第３図乃至第５図により説明する。

図中、ａおよびｂは略円筒形の実験炉で、フラ
ンジ部ｃの結合を解除することにより本体部ｄと
炉尻部ｅとに２分割できるようになつている。ｆ
はバーナ、ｇは煙道である。ｈは本体部ｄに仕切
板状に取付けた通気性固体で、ステンレス金網
（線径0.6mm、16メツシユ）を７層積層して厚さ約
９mmの円板状に成形したものである。ｉは実験炉
ａの炉尻部に設けた孔ｊに嵌着した蓋である。ま
た第６図に示す実験炉ｂは、水冷管ｋを炉尻部ｅ
内に内蔵させ、該水冷管内に冷却水を流通させる
ようにした点のみが第３図の実験炉ａと異る。ｌ
は水冷管の冷却水入口、ｍは同じく冷却水出口
で、それぞれ図示しない冷却水供給源および排水
管に接続されている。ｎは水冷管ｋを保持する蓋
で、炉尻部に設けた孔ｏに嵌着してある。

上記構成の両実験炉ａ，ｂにおいて、バーナｆ
によりブタンガスを燃焼（燃焼量：40000kcal／
Ｈ）させた場合の炉内各部におけるガス温度の変
化状態を第５図に示す。本図から明らかなよう
に、通気性固体ｈのガス下流側において水冷管ｋ
により抜熱（奪熱）をおこなつた実験炉ｂの場
合、この抜熱をおこなわない実験炉ａに比べて、
排ガス温度は770℃から370℃に大巾に低下してい
るが、通気性固体ｈの直前部のガス温度は1100℃
から1097℃と僅か３℃しか低下しておらず、通気
性固体ｈのガス上流側のガス温度分布は殆ど差が
ない。さらに実験炉ａにおいてフランジ部ｃより
ガス下流側の炉尻部ｅを全て取除き、同様の実験
をおこなつたところ、通気性固体ｈのガス上流側
の温度分布状態は実験炉ｂによる場合と殆ど差は
なかつた。本実験結果から、適当な厚さの通気性
固体によりガスの流れを仕切つた場合は、通気性
固体のガス下流側における熱的条件をどのように
変えてもガス上流側への熱的影響は殆どなく、通
気性固体が熱遮蔽機能を有していることが判る。

以下に本発明の一実施例を第１図に従い説明す
る。同図に示した連続式加熱炉は、被熱物１の進
行方向に順じて予熱帯、加熱帯、均熱帯の
各温度ゾーンを有し、各ゾーンに夫々バーナ２が
設けられている。３は被熱物の入口、４は出口、
５は燃焼ガス排出用の煙道を示す。６は通気性固
体で、該通気性固体を適宜厚さの板状に形成し、
各ゾーンの区画位置に被熱物１の通過間隙７を残
すように天井面から垂下する。

このため均熱帯と加熱帯のバーナ２の燃焼
ガスは通過間隙７を通過するだけでなく通気性固
体６中を貫流して予熱帯へ流れ煙道５に排出さ
れる。しかして通気性固体６中を高温度の燃焼ガ
スが貫流するとき該通気性固体６は燃焼ガスとの
対流熱伝達によつて高温度に加熱され、高温度に
なつた通気性固体６からは輻射熱が放射され被熱
物１を輻射加熱できる。通気性固体６を貫流した
燃焼ガスは自ら温度を下げて予熱帯に至る。第
２図は各温度ゾーンの炉内ガス温度分布の一例を
示し、第１図の連続式加熱炉のように通気性固体
６を設けた場合炉内ガス温度は実線で示したよう
に階段状に変化するのに対し、通気性固体を有し
ない場合には二点鎖線で示したように各ゾーンの
温度勾配はなだらかなものとなる。このように通
気性固体６は各ゾーン間でステツプ状に温度差を
生ぜしめることが可能となるが、燃焼ガスの通気
抵抗は従来の耐火レンガ製のような非通気性の隔
壁に比べると著しく小さくできるので、通過間隙
７を狭くしても排気はスムースで、該通過間隙７
が狭くなることによる炉内圧力の異常上昇も防止
できる。また、従来の耐火レンガ製隔壁はこれを
天井部から垂下させる場合強度上厚さ300〜400mm
を必要としていたので該隔壁の真下に位置した被
熱物にはバーナ２からの輻射熱が放射されないい
わゆる影の部分が生じていたが、通気性固体によ
る隔壁は該通気性固体自体から輻射熱を放射する
ので影の部分は生じない。

このように本発明の連続式加熱炉は、板状の通
気性固体を被熱物の進行方向と直交する平面内で
炉内壁面より垂直に突設して炉長方向へ移動する
炉内ガスを該通気性固体を貫流させるようにして
炉内を炉長方向の幾つかの温度ゾーンに区画する
ものであるので次に列挙したような効果がある。

(イ) 各温度ゾーンの温度差が必要に応じ顕著にで
きるので、被熱物に則した所期の温度カーブに
て加熱できる。

(ロ) 通気抵抗が非通気性の隔壁に比べて小さいの
で炉内ガス圧力が必要以上に上昇せず排気がス
ムースである。

(ハ) 通気性固体から放射される輻射熱によつて影
を作ることなく被熱物を効果的に加熱できるた
め熱原単位が向上し省エネルギー化が達成され
る。

(ニ) 炉内壁面より板状の通気性固体を垂直に突設
し炉長方向に移動する炉内ガスを該通気性固体
板面に垂直に貫流させるようにしたので、該炉
内ガスの熱エネルギーを該通気性固体の上流側
温度ゾーンに輻射熱として真直に放射でき該上
流側温度ゾーンを温度上昇させて該上流側温度
ゾーンにて被熱物を加熱するのに効果的に該熱
エネルギーを使用することができる。

(ホ) 通気性固体が鉛直面内に設けられるので炉内
ガスが含んでいるダストがその表面に付着して
も自重で落下し堆積し難いので長期間使用して
もその通気性が害されることなくメンテナンス
が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した連続式加熱
炉の縦断面図、第２図はその加熱炉における炉内
ガスの温度分布図、第３図及び第４図は通気性固
体特性実験用の実験炉の縦断面図、第５図はその
実験炉による実験結果を示すガスの温度変化曲線
である。 １……被熱物、６……通気性固体、……予熱
帯、……加熱帯、……均熱帯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 板状の通気性固体を被熱物の進行方向と直交
   する鉛直面内で炉内壁面より垂直に突設して炉長
   方向へ移動する炉内ガスを該通気性固体に垂直に
   貫流させ、該通気性固体により炉内を炉長方向の
   幾つかの温度ゾーンに区画してなることを特徴と
   した連続式加熱炉。