JPH06272852A - 蓄熱体およびその取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蓄熱性能を高め、取付姿勢の制約をなくする。 【構成】ハニカム状に形成された蓄熱材１０と、蓄熱材
１０の外部のハニカムの開口面１０ｂを除く部分を包む
断熱材２０と、断熱材２０の外部を包むケーシング３０
とからなり、これ等の蓄熱材１０、断熱材２０、ケーシ
ング３０を一体的に組付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱体およびその取付
構造に関する。さらに詳述すると、本発明は蓄熱式ラジ
アントチューブバーナ、蓄熱式オープンフレームバーナ
等の蓄熱式の燃焼装置において排熱回収に使用される蓄
熱体及びその蓄熱体の燃焼装置への取付構造の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の蓄熱体としては、例えば、図１
８，図１９に示すものが知られている。

【０００３】図１８に示した従来の蓄熱体は、排ガス
Ｇ、燃焼用空気Ａを交互に流通させるための流出入口
５，６が設けられた閉塞チャンバ形の蓄熱材収容容器１
内に各種の成型煉瓦からなる蓄熱材２を格子状に積上げ
たものである。蓄熱材２は蓄熱材収容器１の内部空間を
満たすように収容されている。なお、蓄熱材収容容器１
は、ケーシング３の内側を断熱材４で内張りすることに
よって形成されている。

【０００４】また、図１９に示した蓄熱体は、金網等の
蓄熱材支持部材８が底面に張設された蓄熱材収容容器１
と、この蓄熱材収容器１に燃焼用空気Ａあるいは排ガス
Ｇなどを導入するためのウィンドボックス７と、蓄熱材
収容容器１の内部の蓄熱材支持部１３の上に積層堆積さ
れたセラミックボール（直径１０〜２０mm程度のアルミ
ナ質の球形の塊）またはナジェット（１０〜３０mm程度
のアルミナ質の不定形の塊）などの塊状蓄熱材２とで構
成されている。蓄熱材収容容器１の上方には蓄熱２ａの
存在しない空間Ｓ_Uが設けられ、排ガスＧ、燃焼用空気
Ａの円滑な流通が確保されるようになっている。また、
ウィンドボックス７にも蓄熱材２の存在しない空間Ｓ_L
が設けられている。これら空間Ｓ_U，Ｓ_Lは蓄熱体内での
ガスの流れが偏らないようにするためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１８
の蓄熱体（チェッカーブリック）の場合には、成型煉瓦
を用いるためあまり小型のものには適さず、蓄熱式燃焼
装置に組み込むには無理がある。しかも、この蓄熱体の
場合、蓄熱材２の一部（上部、下部の隅部）に排ガス
Ｇ、燃焼用空気Ａとの未接触部分が形成されるため蓄熱
性能が低くなってしまう問題がある。

【０００６】また、図１９の塊状蓄熱体の場合には、伝
熱面積を大きくするために蓄熱材２の個々の塊を小さく
したり蓄熱材２の積層を密にしたりすると、通気圧力損
失が大きくなってしまって結果的に蓄熱性能が低くな
る。しかも、この蓄熱体の場合、縦方向以外の姿勢にす
ると蓄熱材２の積層堆積が崩れてしまうし、ウィンドボ
ックス７側を低温流体導入側とせざるを得ないため取付
姿勢に制約があるという問題点を有している。

【０００７】そこで、本発明は、蓄熱性能が高く取付姿
勢に制約のない蓄熱体を提供することを第１の目的とす
る。また、本発明はこの蓄熱体の蓄熱式の燃焼装置に対
する着脱操作が簡単な蓄熱材の取付構造を提供すること
を第２の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の蓄熱体は、ハニカム状に形成された蓄熱材
と、この蓄熱材の外部をハニカム状の開口面を除いて包
む断熱材と、断熱材の外部を包むケーシングとから少な
くとも成り、これらの蓄熱材、断熱材及びケーシングを
一体的に組付けるようにしている。

【０００９】また、本発明の蓄熱体の取付構造は、蓄熱
式の燃焼装置のバーナノズルとウインドボックスとの間
に蓄熱体装着部を設け、前述の本発明の蓄熱体をバーナ
ノズル、ウインドボックスと衝突しない方向からまたは
ウインドボックスの内部を通過させて蓄熱体装着部に着
脱可能にしてなる。

【００１０】

【作用】したがって、ハニカム状の蓄熱材の開口面を除
く部分を断熱材及びケーシングで包囲し一体的に組付け
られていることから、蓄熱体の燃焼装置への取付などに
よって蓄熱材の位置関係や崩れなどが起こらない。ま
た、両端にハニカム状の開口端が露出しているため高温
ガスの導入方向・導入部に制約を受けない。このため、
蓄熱体の取付姿勢に全く制約がなくなる。また、蓄熱材
がハニカム状で排ガス、燃焼用空気の流通通路（セル）
が固定的かつ均等に区画形成されていることから、排ガ
ス、燃焼用空気の流通が阻害されたり不均等になるよう
なことがなくなるため、蓄熱体の蓄熱性能が高くなる。

【００１１】さらに、一体化された蓄熱体は蓄熱式の燃
焼装置のバーナボディとウインドボックスとの間に装着
可能であり、蓄熱体の着脱に際してバーナノズル、ウイ
ンドボックスに構造的な変更を要求しないため、蓄熱体
の蓄熱式の燃焼装置に対する着脱操作が簡単になる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の蓄熱体の構成を図面に示す実
施例に基いて詳細に説明する。

【００１３】図１に本発明の蓄熱体の一実施例を示す。
この蓄熱体は、基本的に蓄熱材１０と断熱材２０とケー
シング３０及び接続用のダクト４０で構成されている。

【００１４】蓄熱材１０は、多数のセル孔を有するハニ
カム形状のセラミックスからなる。この実施例の場合、
蓄熱材１０は通気方向に２個以上を直列に配置されて使
用されるように構成されている。断熱材２０は、蓄熱材
１０の開口端面１０ｂを除く部分を包むような筒形に形
成されている。この蓄熱材２０の一端面には、内方へ突
出するフランジ２０ｂが形成され、内方に収納された蓄
熱材１０の開口端面１０ｂに当接して蓄熱材１０が振動
や自重により通気方向に移動するのを防いでいる。ま
た、断熱材２０のフランジ２０ｂが設けられていない側
の端面にも断熱材２０の内径よりも僅かに小径のダクト
４０が取付けボルト５０で固定され、断熱材２０に収納
された蓄熱材１０の開口端面１０ｂに当接してその動き
を止めるように設けられている。ケーシング３０は、断
熱材２０の外部を包むような筒形に形成され、筒形の両
端部が夫々Ｌ字形に折曲げられて断熱材２０の端面に夫
々当接されている。このケーシング３０の折曲げられた
箇所には、断熱材２０側から取付けボルト５０が突出す
るように埋設されている。

【００１５】以上のように構成された本発明の蓄熱体
は、断熱材２０のフランジ２０ｂとダクト４０とによっ
て、２個の蓄熱材１０，１０、断熱材２０及びケーシン
グ３０が一体的に組付けられる。したがって、蓄熱体が
球形、不定形等の小塊の集合物や積層物ではなくハニカ
ム状という一定の大きさの単一塊であることと相俟っ
て、従来例のように蓄熱材１０が崩れるようなことはな
くなるため、蓄熱体の取付姿勢に全く制約がなくなり縦
方向、横方向、斜め方向でも蓄熱式の燃焼装置に装着す
ることができる。また、蓄熱材１０が断熱材２０、ケー
シング３０に一体化されていることにより、蓄熱体に耐
振動性が具備される。

【００１６】さらに、以上のように構成された本発明の
蓄熱体は、蓄熱材１０が多数のセル孔から成るハニカム
状であるため、排ガス、燃焼用空気の流通通路が固定的
かつ均等に区画形成されることになる。この結果、従来
例のように蓄熱材１０で排ガス、燃焼用空気の流通が阻
害されたり不均等になるようなことがなくなり、蓄熱体
の蓄熱性能が高くなる。

【００１７】図２に他の実施例を示す。この実施例の蓄
熱体は、図１の実施例の蓄熱体とほぼ同じ構成である
が、両蓄熱材１０，１０の間にスペーサ６０を介在させ
て両蓄熱材１０，１０の間に空間部Ｓが設けられている
点が異なる。この構成によると、一方の蓄熱材１０を抜
けた排ガス、燃焼用空気が一旦空間部Ｓに入ってから他
方の蓄熱材１０に流入することになり、両蓄熱材１０の
セル孔の位置合わせを精密にしなくとも、排ガス、燃焼
用空気の流通が阻害されることがなくなるため、蓄熱体
の組付け工作が容易となる。

【００１８】図３に更に他の実施例を示す。この実施例
は、上述の図２の実施例の構成において、少なくとも一
方の蓄熱材１０の内側の開口端面１０ｂに凹部１０ｃを
設けて空間部Ｓを形成するようにしたものである。この
場合、スペーサ６０がなくとも蓄熱材１０，１０を突き
合わせることによってそれらの間に空間Ｓが形成され
る。この構成によると、蓄熱体の部材点数からスペーサ
６０を削減して製造手間を容易に製造コストを低減する
ことができる。尚、凹部１０ｃは対向する蓄熱材１０，
１０の少なくとも一方の開口端面１０ｂに形成すれば足
りるが、双方の端面に設けても良い。

【００１９】図４に示す実施例は、断熱材２０で内張り
されたケーシング３０内に２個の蓄熱材１０，１０をセ
ル孔の通気方向と直交する方向へ並列に配置して組み付
けたものである。この構成によると、蓄熱体１０の厚さ
を通気方向に増さずに蓄熱容積を増加することができる
ので、通気圧力損失を増加することがない。しかも、蓄
熱材１０，１０は断熱材２０のフランジ２０ｂとダクト
４０とによって保持されるため一体性が損なわれること
がない。尚、この支持構造の場合、最大４個の蓄熱体１
０，１０，１０，１０を収容できる。

【００２０】図５に示す実施例は、蓄熱材１０を３個並
列に配置する場合である。この実施例では、ダクト４０
に代えて耐熱性の金属板（例えば厚さ２〜５mm、高さ３
０〜５０mm程度）によって構成される格子形の金属枠７
０を採用し、３個の蓄熱材１０，１０，１０を受け支え
るようにしたものである。この構成によると、中央の蓄
熱材１０の抜け落ちを防止することができる。なお、こ
の構成は、図示していない燃焼装置に対し縦方向に装備
する場合を想定したものであるため、金属枠７０の上に
蓄熱材１０を載置するようにしているが、反対側にも金
属枠７０を設けることによって取り付け方向に制約を受
けないようにすることも可能である。また、この構成で
は、図５の（Ｂ）に示すように、金属枠７０の交点を各
蓄熱材１０の開口端面１０ｂの中心に設定すると、排ガ
ス、燃焼用空気に対する抵抗が均一で最も低くなる。
尚、この実施例の場合、９個の蓄熱材１０，…，１０が
収容されている。

【００２１】図６に示す実施例は、３個以上の蓄熱材１
０，…，１０を収容する場合において、蓄熱体の取り付
け方向などに制約を受けないようにしたものである。即
ち、断熱材２０の一端にフランジ２０ｂを設けると共に
他端側に金属枠７０を取り付け、かつ並列に配置される
蓄熱材１０の当接面に互いに嵌合する段部１０ｄ，１０
ｄを設けて蓄熱材１０同士を抜け方向に係合させ組付け
たものである。この構成によると、蓄熱材１０を３個以
上並列した場合でも、取付姿勢に全く制約はなくなる。

【００２２】図７に示す実施例は、前述の図６の実施例
の構成において、断熱材２０のフランジ２０ｂに代えて
セラミックス材からなるセラミックスプレート８０を設
けて蓄熱材１０，１０，１０が抜け出ない構成としたも
のである。この構成によると、金属枠７０が設けられて
いる側を低温側にし、セラミックスプレート８０が設け
られている側を高温側にして蓄熱式の燃焼装置に装備す
ることで、金属枠７０を安価で入手しやすい耐熱性の金
属板（例えば、ステンレス鋼板）で形成することができ
る。

【００２３】以上、図示した本発明の蓄熱体の実施例の
外に、本発明の要旨を変更しない範囲で構成の一部の組
合わせを変更した実施例とすることも可能である。

【００２４】次に、本発明の蓄熱体の取付構造の例を図
８〜図１７に示しこれを説明する。

【００２５】図８に示す実施例は、燃料ノズル（バーナ
ガンともいう）をバナスロートを構成する耐火断熱材中
に埋設したアウタバーナガン型の蓄熱式燃焼装置に対し
て、本発明の蓄熱体を取り付ける場合ものである。蓄熱
体１００は、排ガス及び燃焼用空気が導入・排出される
ウィンドボックス１０１とバーナボディ１０２との間に
装着されている。バーナボディ１０２は、ケーシング１
０２ａと断熱材１０２ｂで構成され、バーナスロート１
０３の途中の断熱材１０２ｂ中に燃焼用空気が流れる方
向と直交するようにバーナノズル１０４が埋設されてい
る。

【００２６】この蓄熱式の燃焼装置のバーナボディ１０
２はストレートな円筒形からなり、このバーナボディ１
０２とウィンドボックス１０１の端部には蓄熱体１００
が装着される取付用フランジ部１０５，１０６が設けら
れている。この取付用フランジ部１０５，１０６に対し
て蓄熱体１００のケーシング３０を接続し、取付けボル
ト５０を利用して固定できる。

【００２７】以上のように構成された本発明の蓄熱体の
取付構造は、蓄熱体１００をバーナノズル１０４と平行
な方向（図面の上下方向）へ着脱可能とすることによ
り、バーナボディ１０２やウィンドボックス１０１など
を炉体や付属機器などから取外すことなく、その着脱や
交換を可能とするばかりか、着脱の際にバーナボディ１
０２やウィンドボックス１０１などを衝突損傷すること
がなく、その操作も簡単である。

【００２８】図９に示す実施例は、Ｌ形のバーナボディ
１０２を採用したアウターバーナガン型の蓄熱型燃焼バ
ーナに採用する例である。この構成によると、蓄熱体１
００をバーナノズル１０４と直交する方向（図面の左右
方向）へ着脱することになる。

【００２９】図１０に示す実施例は、前述の図８の実施
例の変形例である。この実施例では、ウィンドボックス
１０１のケーシングの一部を開閉可能な蓋部１０６と
し、蓋部１０６を取り外して蓄熱体１００をバーナノズ
ル１０４と直交する方向（図面の左右方向）へ抜き取り
得るように設けられている。この場合、ウィンドボック
ス１０１のケーシングに案内されて蓄熱体１００の装入
あるいは取り出しを図ることができるため、交換操作が
容易である。

【００３０】図１１に示す実施例は、ウィンドボックス
１０１とバーナボディ１０２との間に、バーナスロート
１０３と直交する方向に蓄熱体１００を移動可能に設け
たものである。この場合、ウィンドボックス１０１のケ
ーシングの一部をバーナスロート１０３と直交する方向
に延長し、その端部に開閉可能な蓋部１０６を設けた構
成としてある。この構成によると、蓋部１０６を開放し
て蓄熱体をバーナノズル１０４と平行方向（図面の上下
方向）へ着脱することになる。

【００３１】図１２に示す実施例は、前述の図１０の実
施例の構成において、バーナボディ１０２側と蓄熱体１
００の装着部との間に開閉可能なシャッタ１０７を設け
て１つの火炉に装備されている複数組のバーナの一部を
停止させて蓄熱体１００を交換する場合に燃焼ガスが流
入しないようにしたものである。シャッタ１０７は、バ
ーナボディ１０２と蓄熱体１００を固定する装着部との
間のスリットに差し込むことによって蓄熱体１００側を
閉鎖することで蓄熱式の燃焼装置の稼働を停止すること
なく蓄熱体を着脱することができる。

【００３２】図１３に示す実施例は、前述の図１１の実
施例の構成において、前述の図１２の実施例と同様のシ
ャッタ１０７を設けたものである。

【００３３】図１４に示す実施例は、前述の図９の実施
例の構成において、前述の図１１の実施例の構成と同様
に、ウィンドボックス１０１のバーナボディ１０２寄り
のケーシング部位をさらにバーナボディ１０２と直交す
る方向に延長して蓄熱体装着部を形成し、開閉可能な蓋
部１０６を設けて蓄熱体１００を出し入れ可能な構造と
したものである。この構成によると、蓋部１０６を開放
して蓄熱体１００をバーナノズル１０４と直交する方向
（図面の左右方向）へ着脱することになる。

【００３４】図１５に示す実施例は、前述の図１４の実
施例の構成において、蓋部１０６をバーナボディ１０２
から離れた位置に設け、ウィンドボックス１０１内で蓄
熱体１００を移動させるエレベータ等の移動手段１０８
を設けたものである。この構成によると、蓄熱体１００
をバーナに対し縦方向へ装備する場合、蓄熱体１００の
移動に便利であり、手作業の場合の予想される蓄熱体１
００の不測の落下等も防止される。

【００３５】図１６に示す実施例は、前述の図１４の実
施例の構成において、前記シャッタ１０７を設けた構成
としてある。

【００３６】図１７に示す実施例は、前述の図１５，図
１６に示した実施例の構成を組合わせたもので、シャッ
タ１０７とエレベータ１０８とを有する。

【００３７】なお、以上の各実施例は好適な実施例の１
つではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の蓄熱体は、ハニカム状という一定の大きさの単一塊で
ある蓄熱材と断熱材、ケーシングとが一体的に組付けら
れていることから、蓄熱材の積層堆積の崩れが起こり得
ないため、蓄熱体の取付姿勢に全く制約がない。しか
も、蓄熱体の両端には蓄熱材そのものが露出するため、
いずれの端部を高温側としても支承がない。即ち、温度
的配慮の点においても取り付けに制約を受けない。

【００３９】また、本発明の蓄熱体は、蓄熱材がハニカ
ム状で排ガス、燃焼用空気の流通通路が固定的かつ均等
に区画形成されていることから、排ガス、燃焼用空気の
流通が阻害されたり不均等になるようなことがなくなる
ため、蓄熱性能が高くなる。

【００４０】さらに、本発明の蓄熱体の取付構造は、一
体化された蓄熱体が蓄熱式の燃焼装置のバーナノズルと
ウインドボックスとの間に設けられた蓄熱体装着部に着
脱可能であり、蓄熱体の着脱に際してバーナノズル、ウ
インドボックスに構造的な変更を要求しないため、蓄熱
体の蓄熱式の燃焼装置に対する着脱操作が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄熱体の一実施例を示す図面で、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）はＢ部拡大図、（Ｃ）はＣ部
拡大図である。

【図２】本発明の蓄熱体の他の実施例を示す縦断面図で
ある。

【図３】本発明の蓄熱体の更に他の実施例を示す要部の
断面図である。

【図４】本発明の蓄熱体の更に他の実施例を示す断面図
である。

【図５】本発明の蓄熱体の他の実施例を示す図で、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の底面図である。

【図６】本発明の蓄熱体の他の実施例を示す断面図であ
る。

【図７】本発明の蓄熱体の他の実施例を示す断面図であ
る。

【図８】本発明の蓄熱体の取付構造の実施例を示す断面
図である。

【図９】本発明の蓄熱体の取付構造の他の実施例を示す
断面図である。

【図１０】本発明の蓄熱体の取付構造の他の実施例を示
す断面図である。

【図１１】本発明の蓄熱体の取付構造の他の実施例を示
す断面図である。

【図１２】本発明の蓄熱体の取付構造の他の実施例を示
す断面図である。

【図１３】本発明の蓄熱体の取付構造の他の実施例を示
す断面図である。

【図１４】本発明の蓄熱体の取付構造の他の実施例を示
す断面図である。

【図１５】本発明の蓄熱体の取付構造の他の実施例を示
す断面図である。

【図１６】本発明の蓄熱体の取付構造の他の実施例を示
す断面図である。

【図１７】本発明の蓄熱体の取付構造の他の実施例を示
す断面図である。

【図１８】蓄熱体の従来例を示す断面図である。

【図１９】蓄熱体の他の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 蓄熱材 ２０ 断熱材 ３０ ケーシング １００ 蓄熱体 １０１ ウィンドボックス １０４ バーナノズル １０２ バーナボディ １０３ バーナスロート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玄蕃 誠吾 神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハニカム状に形成された蓄熱材と、この
   蓄熱材の外部をハニカム状の開口面を除いて包む断熱材
   と、該断熱材の外部を包むケーシングとから少なくとも
   成り、これらの蓄熱材、断熱材及びケーシングを一体的
   に組付けてなる蓄熱体。
2. 【請求項２】 蓄熱式の燃焼装置のバーナボディとウイ
   ンドボックスとの間に蓄熱体装着部を設け、請求項１の
   蓄熱体をバーナノズル、ウインドボックスと衝突しない
   方向からまたはウインドボックスの内部を通過させて蓄
   熱体装着部に着脱可能にしてなる蓄熱体の取付構造。