JPH06323528A - 排熱回収システム - Google Patents

排熱回収システム

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JPH06323528A
JPH06323528A JP5109477A JP10947793A JPH06323528A JP H06323528 A JPH06323528 A JP H06323528A JP 5109477 A JP5109477 A JP 5109477A JP 10947793 A JP10947793 A JP 10947793A JP H06323528 A JPH06323528 A JP H06323528A
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JP
Japan
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exhaust
air
heat
radiant tube
heat storage
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Pending
Application number
JP5109477A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Ito
稔 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toho Gas Co Ltd
Original Assignee
Toho Gas Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toho Gas Co Ltd filed Critical Toho Gas Co Ltd
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Publication of JPH06323528A publication Critical patent/JPH06323528A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Air Supply (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラジアントチュ−ブバ−ナ用の排熱回収シス
テムにおいて、排熱回収率を良くして熱効率を高くする
とともに、安価でメンテナンス性を良好にすることを目
的とする。 【構成】 排熱回収システムは、シングルエンド型のラ
ジアントチュ−ブバ−ナ1のエア入口2Aと外部のエア
供給装置3との間、及びラジアントチュ−ブバ−ナ1の
排気口2Bとその排気口2Bからの排気を外部に排出さ
せる排気装置4との間に配設された気体通路と、その気
体通路途中に配設されて排気が通過する過程で排気熱を
蓄熱する蓄熱体5,6と、気体通路に設けられてエア通
路と排気通路とを設定する弁7,8,9,10,11と
を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ラジアントチュ−ブバ
−ナの排気熱を回収してラジアントチュ−ブバ−ナの熱
効率を向上させるための排熱回収システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、燃焼ガスを直接炉内に挿入できな
い無酸化加熱などの熱処理を行う場合は、炉内を特殊な
雰囲気で満たすことが必要であり、そのため間接加熱で
あるラジアントチュ−ブバ−ナが使用される。上記ラジ
アントチュ−ブバ−ナを用いて炉を昇温させ、炉内の被
処理物を熱処理するシステムの場合、ラジアントチュ−
ブバ−ナは、炉内温度が上昇するにつれて熱効率が低下
するという傾向がある。
【0003】そのため、従来はラジアントチュ−ブバ−
ナの熱効率を向上させるため、図12に示すような簡易
熱交換器付きの排熱回収システム、あるいは図13に示
すようなU字形ラジアントチュ−ブバ−ナの排熱回収シ
ステムがある。図12に示すように、シングルエンド型
のラジアントチュ−ブ(RT)バ−ナ51にエアを供給
するエア供給通路52の内部には、ラジアントチュ−ブ
バ−ナ51からの排気を通過させる排気通路53が装備
されており、エア供給通路52と排気通路53により簡
易熱交換器54が構成されている。そのため、ラジアン
トチュ−ブバ−ナ51からの排気が排気通路53を通過
するとき、エア供給通路52を通過するエアが排気中の
熱により昇温され、その昇温されたエアをラジアントチ
ュ−ブバ−ナ51に供給することにより、ラジアントチ
ュ−ブバ−ナ51の熱効率を向上させるものである。
【0004】一方、図13に示したU字形ラジアントチ
ュ−ブバ−ナの排熱回収システムはU字形ラジアントチ
ュ−ブバ−ナ61の各端部61A,61Bに燃焼器62
A,62Bが装備されており、その燃焼器62A,62
Bにはバ−ナボディ63A,63Bと一体的に装備され
た蓄熱体64A,64Bが配設されている。バ−ナボデ
ィ63A,63Bには、エア供給口及び排気口となる口
部65A,65Bと、3方弁66を介したガス供給口6
7A,67Bとが設けられている。
【0005】上記口部65A,65Bは配管68A,6
8Bを介して4方弁69と接続されており、その4方弁
69には排気口69Aとエア供給口69Bとが設けられ
ている。従って、この4方弁69の弁体69Cを実線位
置及び破線位置に切り換えることにより、ラジアントチ
ュ−ブバ−ナ61のエア供給口及び排気口となる口部6
5A,65Bが交互に切れ換えられるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のラジアント
チュ−ブバ−ナを用いた排熱回収システムのうち、前者
のシステムは、簡易熱交換器54を用いたものであるた
め、排熱回収率が低いという問題がある。また、後者の
システムは、ラジアントチュ−ブバ−ナ61のエア供給
口及び排気口となる口部65A,65Bが交互に切れ換
えられるものであり、高温の燃焼排気が燃焼器62A,
62Bを交互に通過することから、この部分には高温に
耐える高価な部材を使う必要があり、且つその部材の焼
損も激しいため、高価になるということと、メンテナン
ス性が悪いという問題がある。
【0007】そこで本発明では、排熱回収システムを、
排熱回収率を良くして熱効率を高くするとともに、安価
でメンテナンス性を良好にすることを解決すべき技術的
課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題解決のための技
術的手段は、排熱回収システムを、炉に取着されたシン
グルエンド型のラジアントチュ−ブバ−ナのエア入口と
外部のエア供給装置との間、及び前記ラジアントチュ−
ブバ−ナの排気口とその排気口からの排気を外部に排出
させる排気装置との間に配設された気体通路と、その気
体通路途中に配設されて前記排気が通過する過程でその
排気熱を蓄熱する蓄熱体と、前記気体通路に設けられて
前記ラジアントチュ−ブバ−ナに供給される前記エアが
前記蓄熱体の蓄熱を回収する一方、前記ラジアントチュ
−ブバ−ナからの前記排気熱が前記蓄熱体に蓄熱される
ように前記気体通路を設定する複数の弁とを備えた構成
にすることである。
【0009】
【作用】上記構成の排熱回収システムによれば、気体通
路に設けられた複数の弁により、ラジアントチュ−ブバ
−ナに供給されるエアが蓄熱体の蓄熱を回収するように
エア通路が、また、ラジアントチュ−ブバ−ナからの排
気熱が蓄熱体に蓄熱されるように排気通路が設定される
ため、ラジアントチュ−ブバ−ナに供給されるエアは加
温された状態になり、ラジアントチュ−ブバ−ナの熱効
率が高くなる。また、シングルエンド型のラジアントチ
ュ−ブバ−ナのエア入口と排気口は交互に変換されるこ
とがないため、燃焼器部分を高温に耐える部材で形成す
ることが不必要になることから、システムとして安価に
なり、メンテナンス性を向上させることができる。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図1は、排熱回収システムの全体的な構成を
示した構成系統図である。図1に示すように、シングル
エンド型のラジアントチュ−ブバ−ナ1のバ−ナボディ
2には、エアを吸入するエア入口2Aと、燃焼排気を出
す排気口2Bとが設けられ、更にガスを吸入するガス入
口2Cが設けられている。また外部にはエア入口2Aに
対してエアを供給するエア供給装置3が設けられている
一方、排気口2Bからの排気を外部に出す排気装置4が
設けられており、これらのエア供給装置3及び排気装置
4と、上記エア入口2A及び排気出口2Bとは管路で接
続されている。
【0011】上記エア供給装置3とエア入口2A間の管
路、及び排気口2Bと排気装置4間の管路には、第1の
蓄熱体(蓄熱材入熱交換器)5と第2の蓄熱体6が設け
られているとともに、電動もしくはエア駆動切替式のエ
ア三方弁7、バイパスエア弁8、及び後述の自動切替式
の予熱エア三方弁9が設けられ、更に電動もしくはエア
駆動切替式の高温排気三方弁10及び低温排気三方弁1
1が設けられている。
【0012】尚、上記エア三方弁7、バイパスエア弁
8、高温排気三方弁10及び低温排気三方弁11を開閉
制御するための制御装置は図示していない。また、エア
の流れは細い実線及び破線で示しており、排気の流れは
一点鎖線及び二点鎖線で示している。
【0013】次に、排熱回収システムの作用について説
明する。尚、図2、図3、図4、及び図5は、炉Fに装
備されたラジアントチュ−ブバ−ナ1用の排熱回収シス
テムの制御行程を順に示したものである。 図2におい
て、エア供給装置3からのエア(細い実線)は、第1の
蓄熱体5の方向にエアが流れるように制御されたエア三
方弁7、第1の蓄熱体5、及び自動切替式の予熱エア三
方弁9を介してエア入口2Aに供給される。尚、自動切
替式の予熱エア三方弁9は後述するようにエアの流動エ
ネルギ−により開弁され、エアがエア入口2Aの方向に
流れるように弁体が切り替えられるものである。
【0014】上記状態でラジアントチュ−ブバ−ナ1が
オンされると、ラジアントチュ−ブバ−ナ1は燃焼状態
になり、排気口2Bからの排気(一点鎖線)は、第2の
蓄熱体6の方向に排気が流れるように制御された高温排
気三方弁10、第2の蓄熱体6、及び排気装置4の方向
に排気が流れるように制御された低温排気三方弁11を
介して排気装置4から外部に排気される。この際、排気
熱は第2の蓄熱体6に蓄熱されるため、排気装置4から
の排気はすでに低温になっている。
【0015】上記行程が所定時間継続したあと、ラジア
ントチュ−ブバ−ナ1がオフされ、図3に示すように、
エア及びガスが共に供給停止される。
【0016】図3の状態が所定の短時間経過したあと、
図4に示すようにエア供給装置3からのエアは、第2の
蓄熱体6の方向にエアが流れるように制御されたエア三
方弁7、第2の蓄熱体6、及び予熱エア三方弁9を介し
てエア入口2Aに供給されるため、エアは第2の蓄熱体
6を通過する過程で、第2の蓄熱体6に蓄熱された熱を
回収し、加温された状態でラジアントチュ−ブバ−ナ1
に供給される。そのためラジアントチュ−ブバ−ナ1が
オンされ、ラジアントチュ−ブバ−ナ1が燃焼状態にな
ると熱効率が向上される。一方、ラジアントチュ−ブバ
−ナ1の排気口2Bからの排気は、第1の蓄熱体5の方
向に排気が流れるように制御された高温排気三方弁1
0、第1の蓄熱体5、及び排気装置4の方向に排気が流
れるように制御された低温排気三方弁11を介して排気
装置4から外部に排気される。この際、排気熱は第1の
蓄熱体5に蓄熱されるため、排気装置4からの排気はす
でに低温になっている。
【0017】上記行程が所定時間継続したあと、ラジア
ントチュ−ブバ−ナ1がオフされ、図5に示すように、
エア及びガスが共に供給停止される。この状態では第1
の蓄熱体5に排気熱が蓄熱された状態である一方、第2
の蓄熱体6の蓄熱はすでに回収されている。
【0018】図5の状態が所定の短時間経過したあと、
再び図2の行程になり、以後図3、図4、図5の行程を
繰り返すことにより第1の蓄熱体5及び第2の蓄熱体6
に交互に蓄熱及びその蓄熱回収が行われる。
【0019】次に、他の作用例を図6、図7、図8、及
び図9に示した制御行程を参照しながら説明する。尚、
この作用例では予熱エア三方弁9が電動もしくはエア駆
動切替式のものに代えている。また、この実施例の制御
行程においては、前記作用例と異なりラジアントチュ−
ブバ−ナ1は連続してオンの状態になっている。図6に
おいて、エア供給装置3からのエア(細い実線)は、第
2の蓄熱体6の方向にエアが流れるように制御されたエ
ア三方弁7、第2の蓄熱体6、及び予熱エア三方弁9を
介してエア入口2Aに供給される。一方、ラジアントチ
ュ−ブバ−ナ1の排気口2Bからの排気(一点鎖線)
は、第1の蓄熱体5の方向に排気が流れるように制御さ
れた高温排気三方弁10、第1の蓄熱体5、及び排気装
置4の方向に排気が流れるように制御された低温排気三
方弁11を介して排気装置4から外部に排気される。こ
の際、排気熱は第1の蓄熱体5に蓄熱されるため、排気
装置4からの排気はすでに低温になっている。
【0020】図6の状態が所定時間継続されたあと、図
7において、エア供給装置3からのエアは、エア三方弁
7及び予熱エア三方弁9が閉止されるとともに、バイパ
スエア弁8が開弁制御されるため、バイパスエア弁8を
介してエア入口2Aに供給される。一方、ラジアントチ
ュ−ブバ−ナ1の排気は、高温排気三方弁10、第1の
蓄熱体5及び第2の蓄熱体6、低温排気三方弁11を介
して排気装置4から外部に排気される。従って、この行
程で、排気熱は第1の蓄熱体5及び第2の蓄熱体6の両
方に蓄熱される。
【0021】図7の状態が所定時間継続されたあと、図
8において、バイパスエア弁8は閉止され、エア供給装
置3からのエアは、エア三方弁7、第1の蓄熱体5、及
び予熱エア三方弁9を介してエア入口2Aに供給され
る。この際、エア供給装置3からのエアは、第1の蓄熱
体5を通過するとき、第1の蓄熱体5の蓄熱を回収する
ため、加温された状態でエア入口2Aに供給されること
から、ラジアントチュ−ブバ−ナ1の熱効率が向上され
る。一方、排気口2Bからの排気は高温排気三方弁1
0、第2の蓄熱体6、及び低温排気三方弁11を介して
排気装置4から外部に排気される。この際、排気熱は第
2の蓄熱体6に蓄熱されるため、排気装置4からの排気
はすでに低温になっている。
【0022】図8の状態が所定時間継続されたあと、図
9において、エア供給装置3からのエアは、エア三方弁
7及び予熱エア三方弁9が閉止されるとともに、バイパ
スエア弁8が開弁制御されるため、エア供給装置3から
のエアは、バイパスエア弁8を介してエア入口2Aに供
給される。一方、ラジアントチュ−ブバ−ナ1の排気口
2Bからの排気は、高温排気三方弁10、第1の蓄熱体
5及び第2の蓄熱体6及び低温排気三方弁11を介して
排気装置4から外部に排気される。従って、この行程
で、排気熱は第1の蓄熱体5及び第2の蓄熱体6の両方
に蓄熱される。
【0023】図9の状態が所定時間継続されたあと、図
6の行程に戻り、以下同様の行程を繰り返す。このよう
に、ラジアントチュ−ブバ−ナ1からの排気熱は第1の
蓄熱体5及び第2の蓄熱体6の両方に蓄熱され、その蓄
熱がエアの通過に伴って回収されるため、ラジアントチ
ュ−ブバ−ナ1に供給されるエアの温度が高くなって熱
効率が向上する。
【0024】尚、上記二つの実施例では、1本のラジア
ントチュ−ブバ−ナ1を用いた例を示したが、1本に限
らず、複数本のラジアントチュ−ブバ−ナを用いても良
い。
【0025】図10は、前記エア三方弁7、バイパスエ
ア弁8、高温排気三方弁10及び低温排気三方弁11等
の動作原理を示したものであり、モ−タ等により仕切弁
を切り替えることによりエアと排気の通路を切り替える
ことを示したものである。また、図11(A),(B)
は、予熱エア三方弁9の動作原理を示したものであり、
エアの流動エネルギ−により仕切弁が開かれる状態を示
している。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、気体通路
に設けられた複数の弁により、ラジアントチュ−ブバ−
ナに供給されるエアが蓄熱体の蓄熱を回収するようにエ
ア通路が、また、ラジアントチュ−ブバ−ナからの排気
熱が蓄熱体に蓄熱されるように排気通路が設定されるた
め、ラジアントチュ−ブバ−ナに供給されるエアは加温
された状態になり、ラジアントチュ−ブバ−ナの熱効率
が高くなるとともに、シングルエンド型のラジアントチ
ュ−ブバ−ナのエア入口と排気口は交互に変換されるこ
とがないため、燃焼器部分を高温に耐える部材で形成す
ることが不必要になることから、システムとして安価に
なり、メンテナンス性を向上させることができるという
効果がある。また、既設の炉に対しても適用が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示した配管系統図で
ある。
【図2】本システムの作用例を示した行程図である。
【図3】本システムの作用例を示した行程図である。
【図4】本システムの作用例を示した行程図である。
【図5】本システムの作用例を示した行程図である。
【図6】本システムの他の作用例を示した行程図であ
る。
【図7】本システムの他の作用例を示した行程図であ
る。
【図8】本システムの他の作用例を示した行程図であ
る。
【図9】本システムの他の作用例を示した行程図であ
る。
【図10】弁の動作説明図である。
【図11】流動エネルギ−利用の切替弁の動作説明図で
ある。
【図12】従来の排熱回収システムの構成説明図であ
る。
【図13】従来の他の排熱回収システムの構成説明図で
ある。
【符号の説明】
1 ラジアントチュ−ブバ−ナ 2 バ−ナボディ 2A エア入口 2B 排気口 2C ガス入口 3 エア供給装置 4 排気装置 5 第1の蓄熱体 6 第2の蓄熱体 7 エア三方弁 8 バイパスエア弁 9 予熱エア三方弁 10 高温排気三方弁 11 低温排気三方弁 F 炉

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉に取着されたシングルエンド型のラジ
    アントチュ−ブバ−ナのエア入口と外部のエア供給装置
    との間、及び前記ラジアントチュ−ブバ−ナの排気口と
    その排気口からの排気を外部に排出させる排気装置との
    間に配設された気体通路と、その気体通路途中に配設さ
    れて前記排気が通過する過程でその排気熱を蓄熱する蓄
    熱体と、前記気体通路に設けられて前記ラジアントチュ
    −ブバ−ナに供給される前記エアが前記蓄熱体の蓄熱を
    回収する一方、前記ラジアントチュ−ブバ−ナからの前
    記排気熱が前記蓄熱体に蓄熱されるように前記気体通路
    を設定する複数の弁とを備えたことを特徴とする排熱回
    収システム
  2. 【請求項2】 前記複数の弁の一部は、エアの流動エネ
    ルギ−により開弁するように構成したことを特徴とする
    請求項1の排熱回収システム
JP5109477A 1993-05-11 1993-05-11 排熱回収システム Pending JPH06323528A (ja)

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