JPH07218165A - 燃焼装置用熱交換器、熱交換器用蓄熱体及び燃焼用酸化剤予熱方法 - Google Patents
燃焼装置用熱交換器、熱交換器用蓄熱体及び燃焼用酸化剤予熱方法Info
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- JPH07218165A JPH07218165A JP6294761A JP29476194A JPH07218165A JP H07218165 A JPH07218165 A JP H07218165A JP 6294761 A JP6294761 A JP 6294761A JP 29476194 A JP29476194 A JP 29476194A JP H07218165 A JPH07218165 A JP H07218165A
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
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Abstract
(57)【要約】
【目的】酸化剤ダクトの開口端部と蓄熱構造体との間の
シール性を高めることができる燃焼装置用熱交換器を得
る 【構成】蓄熱体８の高温側セクションをセラミックス製
の蓄熱体ユニット１０から構成し、低温側セクションを
金属製の蓄熱体ユニット９から構成する。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とを
連通する複数の連通路を、蓄熱体ユニット９及び１０の
内部にそれぞれ形成する複数の貫通孔によって構成す
る。蓄熱体ユニット９及び１０の内部にそれぞれ形成す
る複数の貫通孔の相当直径と孔数は、吸排気用ダクト構
造体側に位置する低温側セクションにおける圧力損失勾
配が燃焼室側に位置する高温側セクションにおける圧力
損失勾配よりも大きくなるように形成する。
シール性を高めることができる燃焼装置用熱交換器を得
る 【構成】蓄熱体８の高温側セクションをセラミックス製
の蓄熱体ユニット１０から構成し、低温側セクションを
金属製の蓄熱体ユニット９から構成する。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とを
連通する複数の連通路を、蓄熱体ユニット９及び１０の
内部にそれぞれ形成する複数の貫通孔によって構成す
る。蓄熱体ユニット９及び１０の内部にそれぞれ形成す
る複数の貫通孔の相当直径と孔数は、吸排気用ダクト構
造体側に位置する低温側セクションにおける圧力損失勾
配が燃焼室側に位置する高温側セクションにおける圧力
損失勾配よりも大きくなるように形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガスの熱で蓄熱体
を加熱し、蓄熱体に蓄熱された熱で燃焼用空気を予熱
し、予熱した燃焼用空気を燃焼室内に供給する燃焼装置
用熱交換器及び該熱交換器に用いる熱交換器用蓄熱体に
関するものである。
を加熱し、蓄熱体に蓄熱された熱で燃焼用空気を予熱
し、予熱した燃焼用空気を燃焼室内に供給する燃焼装置
用熱交換器及び該熱交換器に用いる熱交換器用蓄熱体に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特開平１−２２２１０２号公報には、従
来の燃焼装置用熱交換器を用いた熱回収式燃焼装置の一
例が開示されている。この公報に示された従来の燃焼装
置用熱交換器では、吸排気用ダクト構造体に対してセラ
ミックス製の蓄熱体を回転して熱交換を行っている。従
来の燃焼装置用熱交換器では、燃焼室に酸化剤としての
空気を案内する空気通路を燃焼室から排出される排気を
案内する排気通路の内部に配置し、空気通路と排気通路
とを仕切る仕切壁の一部を蓄熱体から離れた位置で終端
させて、空気通路と排気通路とを部分的に連通させる構
造を有していた。しかしながら空気通路と排気通路とを
部分的に連通させると、連通部分を通して高圧流体側か
ら低圧流体側に向かって流体が流れ込むため、この流れ
込み分を考慮して、空気用ダクトに燃焼用空気を供給す
る送風機及び排気用ダクトから排気ガスを引き出すため
の排気用送風機として大容量の送風機を用いる必要があ
った。また熱交換器の伝熱効率または熱回収量を上げる
ことができず省エネルギ率を高めることに限界があっ
た。そこで出願人は特願平５−１１７４２８号により、
空気ダクトの開口端部と蓄熱構造体との間にシール構造
体を設けて空気通路から排気通路に漏れる燃焼空気の量
を少なくすることにより、燃焼用空気を供給する送風機
と排気ガスを吸引する送風機として送風容量の小さい送
風機を用いることができるようにする技術を提案した。
来の燃焼装置用熱交換器を用いた熱回収式燃焼装置の一
例が開示されている。この公報に示された従来の燃焼装
置用熱交換器では、吸排気用ダクト構造体に対してセラ
ミックス製の蓄熱体を回転して熱交換を行っている。従
来の燃焼装置用熱交換器では、燃焼室に酸化剤としての
空気を案内する空気通路を燃焼室から排出される排気を
案内する排気通路の内部に配置し、空気通路と排気通路
とを仕切る仕切壁の一部を蓄熱体から離れた位置で終端
させて、空気通路と排気通路とを部分的に連通させる構
造を有していた。しかしながら空気通路と排気通路とを
部分的に連通させると、連通部分を通して高圧流体側か
ら低圧流体側に向かって流体が流れ込むため、この流れ
込み分を考慮して、空気用ダクトに燃焼用空気を供給す
る送風機及び排気用ダクトから排気ガスを引き出すため
の排気用送風機として大容量の送風機を用いる必要があ
った。また熱交換器の伝熱効率または熱回収量を上げる
ことができず省エネルギ率を高めることに限界があっ
た。そこで出願人は特願平５−１１７４２８号により、
空気ダクトの開口端部と蓄熱構造体との間にシール構造
体を設けて空気通路から排気通路に漏れる燃焼空気の量
を少なくすることにより、燃焼用空気を供給する送風機
と排気ガスを吸引する送風機として送風容量の小さい送
風機を用いることができるようにする技術を提案した。
【０００３】また特開平５−２５６４２３号公報には、
蓄熱体及びダクトのいずれをも回転させないで、排気ガ
スで蓄熱体を加熱し、加熱された蓄熱体で空気を予熱す
る燃焼装置用熱交換器が開示されている。この燃焼装置
用熱交換器では、燃焼室と２本の吸排気用ダクトとの間
または２本の吸排気用ダクトの途中に蓄熱体をそれぞれ
配置する。そして２本の吸排気用ダクトに対して少なく
とも１つの切換弁を設ける。この切換弁の切換動作によ
り、交互に一方の吸排気用ダクトを空気ダクトとして用
い、他方の吸排気用ダクトを排気ダクトとして用いてい
る。
蓄熱体及びダクトのいずれをも回転させないで、排気ガ
スで蓄熱体を加熱し、加熱された蓄熱体で空気を予熱す
る燃焼装置用熱交換器が開示されている。この燃焼装置
用熱交換器では、燃焼室と２本の吸排気用ダクトとの間
または２本の吸排気用ダクトの途中に蓄熱体をそれぞれ
配置する。そして２本の吸排気用ダクトに対して少なく
とも１つの切換弁を設ける。この切換弁の切換動作によ
り、交互に一方の吸排気用ダクトを空気ダクトとして用
い、他方の吸排気用ダクトを排気ダクトとして用いてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前者の燃
焼装置用熱交換器では、空気ダクトの開口端部と蓄熱構
造体との間にシール構造体を設けても、蓄熱体には多数
の貫通孔が形成されているために、両者間を完全にシー
ルすることはできず、更にシール性を高めることはでき
ないと考えられていた。
焼装置用熱交換器では、空気ダクトの開口端部と蓄熱構
造体との間にシール構造体を設けても、蓄熱体には多数
の貫通孔が形成されているために、両者間を完全にシー
ルすることはできず、更にシール性を高めることはでき
ないと考えられていた。
【０００５】また後者の燃焼装置用熱交換器は、前者の
燃焼装置用熱交換器と比べて、シール性が高いと考えら
れているが、閉じられている切換弁において空気のリー
クが発生する。図８は、四方切換弁を用いて２本の吸排
気用ダクトを切換える場合の概略図である。この図にお
いて、１０１は燃焼室であり、１０２及び１０３ははダ
クトであり、１０４及び１０５は蓄熱体であり、１０６
は四方切換弁である。図示の状態から四方切換弁１０６
の弁体１０７が時計回り方向に９０度回転すると、ダク
ト１０２が空気ダクトになり、ダクト１０３が排気ダク
トになる。例えば、ダクト１０２に空気が流れている場
合、弁体１０７には蓄熱体１０４の入り口側の空気圧と
蓄熱体１０５の出口側の排気圧との差の圧力即ち低温端
差圧が加わっている。弁体１０７を駆動即ち動かすため
には、この低温端差圧と弁を通る流体の流量の積に比例
した動力即ち駆動力が必要になる。しかしながら燃焼装
置の運転中における切換弁の切換回数は多いため、弁体
１０７の駆動力が少しでも小さくなれば、熱交換器の運
転に必要な経費が下がる上、切換弁の寿命も延びる。ま
た切換弁（通常バタフライ弁）を用いても、空気のリー
クは避けられないが、このリークは前述の低温端差圧の
平方根に比例する。そして熱回収量または熱交換率を低
下させないようにするためには、低温端差圧を大きくす
る必要がある。しかしながら低温端差圧を大きくする
と、リークが増えるだけでなく、使用する送風機及びダ
クトを必要以上に大きくすることが必要になる。
燃焼装置用熱交換器と比べて、シール性が高いと考えら
れているが、閉じられている切換弁において空気のリー
クが発生する。図８は、四方切換弁を用いて２本の吸排
気用ダクトを切換える場合の概略図である。この図にお
いて、１０１は燃焼室であり、１０２及び１０３ははダ
クトであり、１０４及び１０５は蓄熱体であり、１０６
は四方切換弁である。図示の状態から四方切換弁１０６
の弁体１０７が時計回り方向に９０度回転すると、ダク
ト１０２が空気ダクトになり、ダクト１０３が排気ダク
トになる。例えば、ダクト１０２に空気が流れている場
合、弁体１０７には蓄熱体１０４の入り口側の空気圧と
蓄熱体１０５の出口側の排気圧との差の圧力即ち低温端
差圧が加わっている。弁体１０７を駆動即ち動かすため
には、この低温端差圧と弁を通る流体の流量の積に比例
した動力即ち駆動力が必要になる。しかしながら燃焼装
置の運転中における切換弁の切換回数は多いため、弁体
１０７の駆動力が少しでも小さくなれば、熱交換器の運
転に必要な経費が下がる上、切換弁の寿命も延びる。ま
た切換弁（通常バタフライ弁）を用いても、空気のリー
クは避けられないが、このリークは前述の低温端差圧の
平方根に比例する。そして熱回収量または熱交換率を低
下させないようにするためには、低温端差圧を大きくす
る必要がある。しかしながら低温端差圧を大きくする
と、リークが増えるだけでなく、使用する送風機及びダ
クトを必要以上に大きくすることが必要になる。
【０００６】本発明の目的は、熱交換率を大幅に低下さ
せることなく、シール性を高めることにある。
せることなく、シール性を高めることにある。
【０００７】本発明の他の目的は、熱交換率を大幅に低
下させることなく、低温端差圧を低下させることにあ
る。
下させることなく、低温端差圧を低下させることにあ
る。
【０００８】本発明の更に他の目的は、熱交換率を大幅
に低下させることなく、酸化剤ダクトの開口端部と蓄熱
構造体との間のシール性を高めることにある。
に低下させることなく、酸化剤ダクトの開口端部と蓄熱
構造体との間のシール性を高めることにある。
【０００９】本発明の別の目的は、切換弁を使用する場
合に、熱交換率を大幅に低下させることなく、切換弁の
駆動力を低下させることができる燃焼装置用熱交換器を
提供することにある。
合に、熱交換率を大幅に低下させることなく、切換弁の
駆動力を低下させることができる燃焼装置用熱交換器を
提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、高温に晒される蓄熱
体の交換及び保守点検が容易な燃焼装置用熱交換器を提
供することにある。
体の交換及び保守点検が容易な燃焼装置用熱交換器を提
供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、組み立て誤差があっ
ても、シール性能が低下することのない燃焼装置用熱交
換器を提供することにある。
ても、シール性能が低下することのない燃焼装置用熱交
換器を提供することにある。
【００１２】本発明の更に他の目的は、酸化剤通路と排
気通路との間のシールに用いるシール部材の磨耗が少な
い燃焼装置用熱交換器を提供することにある。
気通路との間のシールに用いるシール部材の磨耗が少な
い燃焼装置用熱交換器を提供することにある。
【００１３】本発明の別の目的は、製造が容易でしかも
所望の特性を得ることができる熱交換器用蓄熱体を提供
することにある。
所望の特性を得ることができる熱交換器用蓄熱体を提供
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１〜７の発明は、
特開平１−２２２１０２号公報等に示されるロータリタ
イプの燃焼装置用熱交換器と特開平５−２５６４２３号
公報等に示され非ロータリタイプの燃焼装置用熱交換器
のいずれにも適用できる。そのため請求項１〜７の発明
は、燃焼室と吸排気用ダクトとの間に蓄熱体を備えた燃
焼装置用熱交換器や、吸排気用ダクト中に通気性を有す
る蓄熱体を備えた燃焼装置用熱交換器（特開平６−１１
１２１号）を対象とする。
特開平１−２２２１０２号公報等に示されるロータリタ
イプの燃焼装置用熱交換器と特開平５−２５６４２３号
公報等に示され非ロータリタイプの燃焼装置用熱交換器
のいずれにも適用できる。そのため請求項１〜７の発明
は、燃焼室と吸排気用ダクトとの間に蓄熱体を備えた燃
焼装置用熱交換器や、吸排気用ダクト中に通気性を有す
る蓄熱体を備えた燃焼装置用熱交換器（特開平６−１１
１２１号）を対象とする。
【００１５】そして請求項１の発明の燃焼装置用熱交換
器では、蓄熱体を吸排気用ダクト側に位置する低温側セ
クションにおける圧力損失勾配が燃焼室側に位置する高
温側セクションにおける圧力損失勾配よりも大きくなる
ように形成する。本願明細書において、低温側ブロック
即ち低温側セクション及び高温側ブロック即ち高温側セ
クションとは、それぞれ蓄熱体を便宜的に吸排気用ダク
ト構造体側に位置する部分と燃焼室側に位置する部分と
の二つの部分に分けた場合の各部分の名称であり、それ
ぞれのセクションの軸線方向の長さは得ようとする特性
に応じて異なってくる。蓄熱体をセラミックスや金属に
よって一体に成形した場合には、低温側セクションと高
温側セクションは一体に構成されることになる。
器では、蓄熱体を吸排気用ダクト側に位置する低温側セ
クションにおける圧力損失勾配が燃焼室側に位置する高
温側セクションにおける圧力損失勾配よりも大きくなる
ように形成する。本願明細書において、低温側ブロック
即ち低温側セクション及び高温側ブロック即ち高温側セ
クションとは、それぞれ蓄熱体を便宜的に吸排気用ダク
ト構造体側に位置する部分と燃焼室側に位置する部分と
の二つの部分に分けた場合の各部分の名称であり、それ
ぞれのセクションの軸線方向の長さは得ようとする特性
に応じて異なってくる。蓄熱体をセラミックスや金属に
よって一体に成形した場合には、低温側セクションと高
温側セクションは一体に構成されることになる。
【００１６】そして請求項２の発明のように、低温側セ
クションと高温側セクションとを、別体に構成する場合
には、低温側セクションと高温側セクションとをそれぞ
れ少なくとも１つの蓄熱体ユニットにより構成すること
ができる。この場合、低温側セクションと高温側セクシ
ョンとをそれぞれセラミックス製の蓄熱体ユニットによ
り構成してもよいし、両者を金属製の蓄熱体ユニットに
より構成してもよいし、セラミックス製の蓄熱体ユニッ
トと金属製の蓄熱体ユニットとを組み合わせて構成して
もよい。請求項２の発明のように、蓄熱体の低温側セク
ションと高温側セクションとを別体で構成すると、高温
に晒されて寿命が短くなる高温側セクションだけを交換
することができるため、修理及び保守が容易になる。ま
た高温側セクションだけを交換することができるため、
交換の際に蓄熱構造体とシール構造体との間の位置調整
をやり直す必要がなくなる。
クションと高温側セクションとを、別体に構成する場合
には、低温側セクションと高温側セクションとをそれぞ
れ少なくとも１つの蓄熱体ユニットにより構成すること
ができる。この場合、低温側セクションと高温側セクシ
ョンとをそれぞれセラミックス製の蓄熱体ユニットによ
り構成してもよいし、両者を金属製の蓄熱体ユニットに
より構成してもよいし、セラミックス製の蓄熱体ユニッ
トと金属製の蓄熱体ユニットとを組み合わせて構成して
もよい。請求項２の発明のように、蓄熱体の低温側セク
ションと高温側セクションとを別体で構成すると、高温
に晒されて寿命が短くなる高温側セクションだけを交換
することができるため、修理及び保守が容易になる。ま
た高温側セクションだけを交換することができるため、
交換の際に蓄熱構造体とシール構造体との間の位置調整
をやり直す必要がなくなる。
【００１７】燃焼室の温度が高温になればなるほど蓄熱
体の寿命が短くなるため、この様な場合には請求項３の
発明のように高温側セクションをセラミックスにより形
成するのが好ましい。また本発明をロータリタイプの熱
交換器に適用する場合に、シール部材の寿命を長くする
ためには、金属製のシール部材を用いることになるた
め、このような場合にはシール部材と接触する低温側セ
クションを金属によって形成すると、シール部材の磨耗
をすくなくすることができる。
体の寿命が短くなるため、この様な場合には請求項３の
発明のように高温側セクションをセラミックスにより形
成するのが好ましい。また本発明をロータリタイプの熱
交換器に適用する場合に、シール部材の寿命を長くする
ためには、金属製のシール部材を用いることになるた
め、このような場合にはシール部材と接触する低温側セ
クションを金属によって形成すると、シール部材の磨耗
をすくなくすることができる。
【００１８】蓄熱体の各セクションに通気性を付与する
構造は任意である。蓄熱体に多数の孔からなる連通路を
形成することにより、蓄熱体に通気性を付与してもよ
い。その場合、各セクションにおける連通路の一部を構
成する貫通孔の形状は、円形や、三角形や四角形の多角
形等でもよく任意である。
構造は任意である。蓄熱体に多数の孔からなる連通路を
形成することにより、蓄熱体に通気性を付与してもよ
い。その場合、各セクションにおける連通路の一部を構
成する貫通孔の形状は、円形や、三角形や四角形の多角
形等でもよく任意である。
【００１９】また各セクションにおける圧力損失勾配
は、各セクションの単位長さ当たりの圧力損失と定義さ
れる。通気性を貫通孔によって得る場合、各セクション
における圧力損失勾配は、各セクションの貫通孔の数
（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。
は、各セクションの単位長さ当たりの圧力損失と定義さ
れる。通気性を貫通孔によって得る場合、各セクション
における圧力損失勾配は、各セクションの貫通孔の数
（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。
【００２０】蓄熱体全体または高温側セクションまたは
低温側セクションの構造は任意であるが、請求項４の発
明のように、平板状の帯状鋼板と波板状の帯状鋼板とを
重ね合わせてなる合板を巻回して蓄熱体の高温側セクシ
ョン及び低温側セクションの少なくとも一方を形成して
もよい。なおこの場合、平板状の帯状鋼板と波板状の帯
状鋼板とは、相互に接合されていることが好ましい。
低温側セクションの構造は任意であるが、請求項４の発
明のように、平板状の帯状鋼板と波板状の帯状鋼板とを
重ね合わせてなる合板を巻回して蓄熱体の高温側セクシ
ョン及び低温側セクションの少なくとも一方を形成して
もよい。なおこの場合、平板状の帯状鋼板と波板状の帯
状鋼板とは、相互に接合されていることが好ましい。
【００２１】また請求項５の発明のように、蓄熱体の高
温側セクション及び低温側セクションの少なくとも一方
を、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
ーパ合板を巻回して作った未焼成蓄熱体を焼成して形成
してもよい。このようにすると、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。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
単に得ることができる。
温側セクション及び低温側セクションの少なくとも一方
を、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
ーパ合板を巻回して作った未焼成蓄熱体を焼成して形成
してもよい。このようにすると、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。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
単に得ることができる。
【００２２】前記蓄熱体は前記通気性を出すために形成
された複数の貫通孔を有するセラミックス製蓄熱体から
なり、前記セラミックス製蓄熱体の前記低温側セクショ
ンに対応する部分に位置する前記複数の貫通孔の内壁面
にコーティング材料層が形成されている 蓄熱体の各セクションの圧力損失勾配を変えるために、
各セクションの貫通孔の形状寸法や貫通孔間の隔壁の厚
みを変える方法は任意である。例えば、一体成形の蓄熱
体を用いる場合には、まず断面形状の寸法が変化しない
複数の貫通孔を備えた蓄熱体を作り、一方の端部を部分
的にコーティング材料液中に漬けて複数の貫通孔内部ま
たは内壁面上にコーティング材料層を形成することによ
り、複数の貫通孔の断面形状の寸法を変えることができ
る。一体成形の蓄熱体は、セラミックス製でも、金属製
でもよい。この技術は、低温側セクション及び高温側セ
クションを別体で形成する場合に、任意の圧力損失勾配
を得るためにも利用できる。金属製の蓄熱体を用いる場
合に、このコーティング材料層を形成すると、耐蝕性を
高めることができる。またセラミックスペーパ合板を用
いて作られたセラミックス製蓄熱体に、このコーティン
グ材料層を形成すると、機械的強度を高めることができ
る。請求項６及び７の発明は、この技術により作られた
蓄熱体を用いることを特定する。
された複数の貫通孔を有するセラミックス製蓄熱体から
なり、前記セラミックス製蓄熱体の前記低温側セクショ
ンに対応する部分に位置する前記複数の貫通孔の内壁面
にコーティング材料層が形成されている 蓄熱体の各セクションの圧力損失勾配を変えるために、
各セクションの貫通孔の形状寸法や貫通孔間の隔壁の厚
みを変える方法は任意である。例えば、一体成形の蓄熱
体を用いる場合には、まず断面形状の寸法が変化しない
複数の貫通孔を備えた蓄熱体を作り、一方の端部を部分
的にコーティング材料液中に漬けて複数の貫通孔内部ま
たは内壁面上にコーティング材料層を形成することによ
り、複数の貫通孔の断面形状の寸法を変えることができ
る。一体成形の蓄熱体は、セラミックス製でも、金属製
でもよい。この技術は、低温側セクション及び高温側セ
クションを別体で形成する場合に、任意の圧力損失勾配
を得るためにも利用できる。金属製の蓄熱体を用いる場
合に、このコーティング材料層を形成すると、耐蝕性を
高めることができる。またセラミックスペーパ合板を用
いて作られたセラミックス製蓄熱体に、このコーティン
グ材料層を形成すると、機械的強度を高めることができ
る。請求項６及び７の発明は、この技術により作られた
蓄熱体を用いることを特定する。
【００２３】請求項８〜１０の発明が改良の対象とする
燃焼装置用熱交換器は、吸排気用ダクト構造体と、蓄熱
構造体と、シール構造体と回転機構とを具備する。吸排
気用ダクト構造体は、燃焼室に空気等の酸化剤を案内す
る酸化剤通路を囲む酸化剤ダクトと燃焼室から排出され
る排気ガスを案内する排気通路を囲む排気ダクトとを備
えている。蓄熱構造体は、燃焼室と吸排気用ダクト構造
体の酸化剤通路及び排気通路とを連通する通気性を有す
る蓄熱体を備えて燃焼室の壁部に取り付けられる。そし
てシール構造体は、吸排気用ダクト構造体の酸化剤ダク
トの開口端部と蓄熱構造体との間に配置されて酸化剤通
路から排気通路への空気の漏れを抑制する。回転機構
は、吸排気用ダクト構造体及び蓄熱構造体の少なくとも
一方を駆動して、吸排気用ダクト構造体の酸化剤通路及
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。このようなロータリタイプの燃焼装置用熱交
換器に本発明を適用する場合でも、蓄熱体を吸排気用ダ
クト構造体側に位置する低温側セクションにおける圧力
損失勾配が燃焼室側に位置する高温側セクションにおけ
る圧力損失勾配よりも大きくなるように形成する。
燃焼装置用熱交換器は、吸排気用ダクト構造体と、蓄熱
構造体と、シール構造体と回転機構とを具備する。吸排
気用ダクト構造体は、燃焼室に空気等の酸化剤を案内す
る酸化剤通路を囲む酸化剤ダクトと燃焼室から排出され
る排気ガスを案内する排気通路を囲む排気ダクトとを備
えている。蓄熱構造体は、燃焼室と吸排気用ダクト構造
体の酸化剤通路及び排気通路とを連通する通気性を有す
る蓄熱体を備えて燃焼室の壁部に取り付けられる。そし
てシール構造体は、吸排気用ダクト構造体の酸化剤ダク
トの開口端部と蓄熱構造体との間に配置されて酸化剤通
路から排気通路への空気の漏れを抑制する。回転機構
は、吸排気用ダクト構造体及び蓄熱構造体の少なくとも
一方を駆動して、吸排気用ダクト構造体の酸化剤通路及
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。このようなロータリタイプの燃焼装置用熱交
換器に本発明を適用する場合でも、蓄熱体を吸排気用ダ
クト構造体側に位置する低温側セクションにおける圧力
損失勾配が燃焼室側に位置する高温側セクションにおけ
る圧力損失勾配よりも大きくなるように形成する。
【００２４】請求項９の発明では、酸化剤ダクトの開口
端部に設けられてシール構造体のシール部材を蓄熱体に
向かって付勢するシール部材付勢機構を、酸化剤ダクト
の軸線方向にバネ性を有し且つ可撓性を有するベローズ
から構成する。このようにすると、組み立て誤差によっ
て蓄熱構造体の軸線と空気ダクトの軸線とが平行な状態
で配置されなかった場合でも、ベローズの撓みと伸縮に
よる変形によって、組み立て誤差を吸収することができ
る。またシール部材が磨耗して厚みが減少した場合で
も、ベローズが軸線方向に伸びてシール部材を蓄熱構造
体に向かって変位させるため、シール部材の厚みの減少
によるシール性能の低下を防止できる。
端部に設けられてシール構造体のシール部材を蓄熱体に
向かって付勢するシール部材付勢機構を、酸化剤ダクト
の軸線方向にバネ性を有し且つ可撓性を有するベローズ
から構成する。このようにすると、組み立て誤差によっ
て蓄熱構造体の軸線と空気ダクトの軸線とが平行な状態
で配置されなかった場合でも、ベローズの撓みと伸縮に
よる変形によって、組み立て誤差を吸収することができ
る。またシール部材が磨耗して厚みが減少した場合で
も、ベローズが軸線方向に伸びてシール部材を蓄熱構造
体に向かって変位させるため、シール部材の厚みの減少
によるシール性能の低下を防止できる。
【００２５】請求項１０の発明では、酸化剤ダクトの一
部を空気ダクトの軸線方向にバネ性を有するベローズか
ら構成する。この場合にも請求項９と同様の効果を得る
ことができる。
部を空気ダクトの軸線方向にバネ性を有するベローズか
ら構成する。この場合にも請求項９と同様の効果を得る
ことができる。
【００２６】請求項１１の発明は、非ロータリタイプの
燃焼装置用熱交換器に本発明を適用したものである。即
ち、少なくとも１つの切換弁の切換動作により酸化剤の
供給と排気ガスの排気が交互に行われる吸排気用ダクト
と燃焼室との間または吸排気用ダクト中に蓄熱体を備え
た燃焼装置用熱交換器において、蓄熱体を吸排気用ダク
ト側に位置する低温側セクションにおける圧力損失勾配
が燃焼室側に位置する高温側セクションにおける圧力損
失勾配よりも大きくなるように形成する。
燃焼装置用熱交換器に本発明を適用したものである。即
ち、少なくとも１つの切換弁の切換動作により酸化剤の
供給と排気ガスの排気が交互に行われる吸排気用ダクト
と燃焼室との間または吸排気用ダクト中に蓄熱体を備え
た燃焼装置用熱交換器において、蓄熱体を吸排気用ダク
ト側に位置する低温側セクションにおける圧力損失勾配
が燃焼室側に位置する高温側セクションにおける圧力損
失勾配よりも大きくなるように形成する。
【００２７】本願発明は、請求項１２に記載のように、
熱交換器用蓄熱体としても特定することができる。また
本発明は、請求項１３に記載のように燃焼用空気の予熱
方法として特定することもできる。
熱交換器用蓄熱体としても特定することができる。また
本発明は、請求項１３に記載のように燃焼用空気の予熱
方法として特定することもできる。
【００２８】
【作用】まずロータリタイプの燃焼装置用熱交換器につ
いて、本発明を適用した場合を例にして説明する。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６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２００ｍｍ、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。使用した酸
化剤は空気である。
いて、本発明を適用した場合を例にして説明する。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６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２００ｍｍ、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。使用した酸
化剤は空気である。
【００２９】図６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、空気通路即ち酸化
剤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熱伝達率は、対流
伝熱による伝熱量と輻射伝熱による伝熱量とを合計した
熱量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。
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、空気通路即ち酸化
剤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熱伝達率は、対流
伝熱による伝熱量と輻射伝熱による伝熱量とを合計した
熱量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。
【００３０】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。
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セクションと燃焼室側に
位置する高温側セクションとに分けて、両セクションに
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、低温側セクションにおける圧力損失勾
配を、燃焼室側に位置する高温側セクションにおける圧
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。
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。
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セクションと燃焼室側に
位置する高温側セクションとに分けて、両セクションに
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、低温側セクションにおける圧力損失勾
配を、燃焼室側に位置する高温側セクションにおける圧
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。
【００３１】また非ロータリタイプの燃焼装置用熱交換
器を説明する。図８においてダクト１０２に空気が流れ
ている場合には、蓄熱体１０４の入り口側の空気圧と蓄
熱体１０５の出口側の排気圧との圧力差が弁体に印加さ
れる。この圧力差は、前述のロータリタイプの燃焼装置
用熱交換器における低温端差圧と同じである。低温端差
圧を大きくすると、熱回収量または熱交換率は増大する
が、空気のリークが増大する。この場合においても、蓄
熱体を吸排気用ダクト側に位置する低温側セクションに
おける圧力損失勾配が燃焼室側に位置する高温側セクシ
ョンにおける圧力損失勾配よりも大きくなるように形成
すると、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ため、シール性能を向上させ
ることができて、しかも切換弁の駆動力を低下させるこ
とができる。
器を説明する。図８においてダクト１０２に空気が流れ
ている場合には、蓄熱体１０４の入り口側の空気圧と蓄
熱体１０５の出口側の排気圧との圧力差が弁体に印加さ
れる。この圧力差は、前述のロータリタイプの燃焼装置
用熱交換器における低温端差圧と同じである。低温端差
圧を大きくすると、熱回収量または熱交換率は増大する
が、空気のリークが増大する。この場合においても、蓄
熱体を吸排気用ダクト側に位置する低温側セクションに
おける圧力損失勾配が燃焼室側に位置する高温側セクシ
ョンにおける圧力損失勾配よりも大きくなるように形成
すると、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ため、シール性能を向上させ
ることができて、しかも切換弁の駆動力を低下させるこ
とができる。
【００３２】
【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
面図を示しており、図２は図１のＡ−Ａ線断面図を示し
ている。本実施例の燃焼装置用熱交換器は、ロータリタ
イプの燃焼装置用熱交換器である。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。
説明する。図１は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
面図を示しており、図２は図１のＡ−Ａ線断面図を示し
ている。本実施例の燃焼装置用熱交換器は、ロータリタ
イプの燃焼装置用熱交換器である。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。
【００３３】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の低温側ブロックまたは低温側セク
ション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いる。また取付板４
の燃焼室側の側面には、蓄熱体８の高温側ブロックまた
は高温側セクションを構成する蓄熱体ユニット１０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１
１ｂ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
片を有している。そして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、こ
れらのボルト部材にナットが螺合されて固定金具１２は
取付板４に固定されている。
側面には、蓄熱体８の低温側ブロックまたは低温側セク
ション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いる。また取付板４
の燃焼室側の側面には、蓄熱体８の高温側ブロックまた
は高温側セクションを構成する蓄熱体ユニット１０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１
１ｂ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
片を有している。そして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、こ
れらのボルト部材にナットが螺合されて固定金具１２は
取付板４に固定されている。
【００３４】本実施例で用いた低温側セクションを構成
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。蓄熱体は図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，ＳＵＳ４３
０、ＳＵＳ３１０、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。
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。蓄熱体は図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，ＳＵＳ４３
０、ＳＵＳ３１０、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。
【００３５】高温側セクションを構成する蓄熱体ユニッ
ト１０は、セラミックスペーパを用いて形成されたセラ
ミックス製蓄熱体により構成されている。この蓄熱体ユ
ニット１０の構造は、図３に示した低温側セクションを
構成する金属製の蓄熱体ユニットと同様の構造を有して
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ピラーマット
（商品名）等の緩衝材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から緩衝材１３までの部材によって蓄熱
構造体が構成されている。
ト１０は、セラミックスペーパを用いて形成されたセラ
ミックス製蓄熱体により構成されている。この蓄熱体ユ
ニット１０の構造は、図３に示した低温側セクションを
構成する金属製の蓄熱体ユニットと同様の構造を有して
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ピラーマット
（商品名）等の緩衝材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から緩衝材１３までの部材によって蓄熱
構造体が構成されている。
【００３６】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の酸化剤通路
として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
低温側セクション（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セクション（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。なお具体例については、構造の説明
をした後に詳しく説明する。
されて燃焼室と吸排気用ダクト構造体２２の酸化剤通路
として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
低温側セクション（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セクション（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。なお具体例については、構造の説明
をした後に詳しく説明する。
【００３７】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。
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。
【００３８】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には酸化剤としての空気だけでなく、蒸
気が供給される場合もある。
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には酸化剤としての空気だけでなく、蒸
気が供給される場合もある。
【００３９】取付板４の外壁部には吸排気用ダクトの一
部を構成する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２
３の内部空間に酸化剤ダクトとしての空気ダクト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を有している。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 とが形成されている。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、このパッキン押え板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２３ｆが取り付けられており、排気ガス出口２３
ｆ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。
部を構成する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２
３の内部空間に酸化剤ダクトとしての空気ダクト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を有している。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 とが形成されている。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、このパッキン押え板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２３ｆが取り付けられており、排気ガス出口２３
ｆ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。
【００４０】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度ずつの間
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…の先端部には、エアーノズル部３３が固
定されている。
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度ずつの間
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…の先端部には、エアーノズル部３３が固
定されている。
【００４１】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
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。
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
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。
【００４２】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。
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。
【００４３】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。
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。
【００４４】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
５と同様に組み立て誤差を吸収する機能を発揮する。
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
５と同様に組み立て誤差を吸収する機能を発揮する。
【００４５】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。
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。
【００４６】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。
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。
【００４７】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４７，４９とチェーン４８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（酸化剤通路）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３
１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５
１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５０ａ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。
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４７，４９とチェーン４８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（酸化剤通路）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３
１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５
１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５０ａ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。
【００４８】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。
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。
【００４９】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。
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。
【００５０】次に本実施例の蓄熱体８の構成とその特性
について説明する。本実施例の高温側セクションを構成
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１４４ｍ
ｍ、有効内径が９０ｍｍ，軸線方向の寸法が１５０mm、
貫通孔の相当直径が２．５４ｍｍ，貫通孔の孔数が１，
４３０個、有効表面積が１１．５ｃｍ2 ／ｃｍ3 であ
る。また低温側セクションを構成する蓄熱体ユニット９
は、ＳＵＳ４３０相当の鋼板を用いて構成されており、
直径が１４４ｍｍ、有効内径が９０ｍｍ，軸線方向の寸
法が５０ｍｍ、貫通孔の相当直径が１．５２ｍｍ、貫通
孔の孔数が３５００個、有効表面積が２６．４ｃｍ2 ／
ｃｍ3 、開口率が９１．７％である。
について説明する。本実施例の高温側セクションを構成
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１４４ｍ
ｍ、有効内径が９０ｍｍ，軸線方向の寸法が１５０mm、
貫通孔の相当直径が２．５４ｍｍ，貫通孔の孔数が１，
４３０個、有効表面積が１１．５ｃｍ2 ／ｃｍ3 であ
る。また低温側セクションを構成する蓄熱体ユニット９
は、ＳＵＳ４３０相当の鋼板を用いて構成されており、
直径が１４４ｍｍ、有効内径が９０ｍｍ，軸線方向の寸
法が５０ｍｍ、貫通孔の相当直径が１．５２ｍｍ、貫通
孔の孔数が３５００個、有効表面積が２６．４ｃｍ2 ／
ｃｍ3 、開口率が９１．７％である。
【００５１】この蓄熱体８を、燃焼量：５３，０００ｋ
ｃａｌ／ｈ、燃料：液化石油ガス、炉内温度：８６０
℃、炉内圧：−１０ｍｍＨ2 Ｏ、空気供給温度：１５
℃、過剰空気率１０％，モーティブ空気量：理論空気量
の８％相当、蓄熱体の全断面積に対する排気流路断面積
比：６７％として、理論計算を行い、蓄熱体８の内部に
おける空気圧、排気圧、空気温度、排気温度の変化を求
めた。計算結果をグラフで示すと、図４に示す通りにな
る。この結果を、図６に温度・圧力プロファイルを示し
た従来の蓄熱体の場合と比較してみた。図４と図６とを
比較するれば判るように、本実施例の蓄熱体８を用いる
と、熱回収量は僅かに１．３％しか低下せず、蓄熱体８
の低温端側の端部における空気圧と排気圧との差で示さ
れる低温端差圧は、４４％も少なくなる。したがって本
実施例によれば、熱交換効率は許容できる範囲で多少悪
くなるものの、低温端差圧を大幅に下げることができ
て、空気通路から排気通路に空気が漏れる量を少なくす
ることができる。実際に、実験を行って見たが、理論計
算によって得た結果と、ほぼ同様の結果が得られた。
ｃａｌ／ｈ、燃料：液化石油ガス、炉内温度：８６０
℃、炉内圧：−１０ｍｍＨ2 Ｏ、空気供給温度：１５
℃、過剰空気率１０％，モーティブ空気量：理論空気量
の８％相当、蓄熱体の全断面積に対する排気流路断面積
比：６７％として、理論計算を行い、蓄熱体８の内部に
おける空気圧、排気圧、空気温度、排気温度の変化を求
めた。計算結果をグラフで示すと、図４に示す通りにな
る。この結果を、図６に温度・圧力プロファイルを示し
た従来の蓄熱体の場合と比較してみた。図４と図６とを
比較するれば判るように、本実施例の蓄熱体８を用いる
と、熱回収量は僅かに１．３％しか低下せず、蓄熱体８
の低温端側の端部における空気圧と排気圧との差で示さ
れる低温端差圧は、４４％も少なくなる。したがって本
実施例によれば、熱交換効率は許容できる範囲で多少悪
くなるものの、低温端差圧を大幅に下げることができ
て、空気通路から排気通路に空気が漏れる量を少なくす
ることができる。実際に、実験を行って見たが、理論計
算によって得た結果と、ほぼ同様の結果が得られた。
【００５２】低温側セクションは、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。低温側セ
クション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場合について、前記と同
様の条件で理論計算を行った。低温側セクションに用い
る蓄熱体ユニット９は、外径が１４４ｍｍ、有効内径が
９０ｍｍ、軸線方向の長さが５０ｍｍ、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。計算結果をグラフで示すと、図
５に示す通りになる。図５と図６とを比較すれば判るよ
うに、本実施例の蓄熱体を用いると、熱回収量は６．３
％低下するものの、蓄熱体８の低温端側の端部における
空気圧と排気圧との差で示される低温端差圧即ち圧力損
失は、５２％も少なくなる。
金属によって形成されるものに限定されない。低温側セ
クション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場合について、前記と同
様の条件で理論計算を行った。低温側セクションに用い
る蓄熱体ユニット９は、外径が１４４ｍｍ、有効内径が
９０ｍｍ、軸線方向の長さが５０ｍｍ、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。計算結果をグラフで示すと、図
５に示す通りになる。図５と図６とを比較すれば判るよ
うに、本実施例の蓄熱体を用いると、熱回収量は６．３
％低下するものの、蓄熱体８の低温端側の端部における
空気圧と排気圧との差で示される低温端差圧即ち圧力損
失は、５２％も少なくなる。
【００５３】図４及び図６から判るように、低温側セク
ションに圧力損失勾配の大きい蓄熱体ユニットを用いる
と、低温側セクションを適宜に選択することにより、適
正な低温端差圧を維持しつつ、低温側セクションにおけ
る熱交換率を高めることができる。そして蓄熱体全体の
軸線方向の長さ寸法を短くすることも可能になる。
ションに圧力損失勾配の大きい蓄熱体ユニットを用いる
と、低温側セクションを適宜に選択することにより、適
正な低温端差圧を維持しつつ、低温側セクションにおけ
る熱交換率を高めることができる。そして蓄熱体全体の
軸線方向の長さ寸法を短くすることも可能になる。
【００５４】上記実施例は、いずれも高温側セクション
をセラミックス製の蓄熱体ユニットにより構成したもの
であるが、炉内の温度が低い場合には、高温側セクショ
ンを金属製の蓄熱体ユニットにより構成してもよい。な
おこの場合、低温側セクションはセラミックスまたは金
属のいずれで構成してもよい。
をセラミックス製の蓄熱体ユニットにより構成したもの
であるが、炉内の温度が低い場合には、高温側セクショ
ンを金属製の蓄熱体ユニットにより構成してもよい。な
おこの場合、低温側セクションはセラミックスまたは金
属のいずれで構成してもよい。
【００５５】また上記実施例では、高温側セクションと
低温側セクションとをそれぞれ１つの蓄熱体ユニットに
より構成しているが、各セクションを更に複数個の蓄熱
体ユニットを組合わせて構成してもよい。
低温側セクションとをそれぞれ１つの蓄熱体ユニットに
より構成しているが、各セクションを更に複数個の蓄熱
体ユニットを組合わせて構成してもよい。
【００５６】更に上記実施例では、高温側セクションと
低温側セクション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コ
ーティング技術等の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セクションと低温側セクシ
ョンとを形成するようにしてもよいのは勿論である。上
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。
低温側セクション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コ
ーティング技術等の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セクションと低温側セクシ
ョンとを形成するようにしてもよいのは勿論である。上
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。
【００５７】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２
４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。
口端部にベローズ３４を配置しているが、空気ダクト２
４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。
【００５８】上記実施例は、ロータリタイプの燃焼装置
用熱交換器に本発明を適用したものであるが、本発明は
図７に示すような非ロータリタイプの燃焼装置用熱交換
器にも適用できる。図７に示す非ロータリタイプの燃焼
装置用熱交換器に本発明を適用する場合にも、蓄熱体１
０４´及び１０５´のそれぞれを吸排気用ダクト側（ダ
クト１０２とダクト１０３側）に位置する低温側セクシ
ョン１０４´ａ及び１０５ａ´における圧力損失勾配を
燃焼室１０１側に位置する高温側セクション１０４´ｂ
及び１０５´ｂにおける圧力損失勾配よりも大きくす
る。このように低温側セクション１０４´ａ及び１０５
ａ´及び高温側セクション１０４´ｂ及び１０５´ｂを
備えた蓄熱体は、前述の実施例で用いた蓄熱体８と同様
に形成すればよい。蓄熱体１０４´及び１０５´をこの
ように構成すると、図４及び図５に示した結果と全く同
様に、熱回収量は僅かに低下するものの、蓄熱体１０４
´及び１０５´の低温側の圧力の差圧即ち低温端差圧を
大幅に低下させることができる。その結果、低温端差圧
が印加される切換弁１０６の弁体１０７の駆動力を低下
できる上、切換弁１０６からの空気のリークを減少させ
ることができる。
用熱交換器に本発明を適用したものであるが、本発明は
図７に示すような非ロータリタイプの燃焼装置用熱交換
器にも適用できる。図７に示す非ロータリタイプの燃焼
装置用熱交換器に本発明を適用する場合にも、蓄熱体１
０４´及び１０５´のそれぞれを吸排気用ダクト側（ダ
クト１０２とダクト１０３側）に位置する低温側セクシ
ョン１０４´ａ及び１０５ａ´における圧力損失勾配を
燃焼室１０１側に位置する高温側セクション１０４´ｂ
及び１０５´ｂにおける圧力損失勾配よりも大きくす
る。このように低温側セクション１０４´ａ及び１０５
ａ´及び高温側セクション１０４´ｂ及び１０５´ｂを
備えた蓄熱体は、前述の実施例で用いた蓄熱体８と同様
に形成すればよい。蓄熱体１０４´及び１０５´をこの
ように構成すると、図４及び図５に示した結果と全く同
様に、熱回収量は僅かに低下するものの、蓄熱体１０４
´及び１０５´の低温側の圧力の差圧即ち低温端差圧を
大幅に低下させることができる。その結果、低温端差圧
が印加される切換弁１０６の弁体１０７の駆動力を低下
できる上、切換弁１０６からの空気のリークを減少させ
ることができる。
【００５９】なお非ロータリタイプの燃焼装置用熱交換
器に本発明を適用する場合には、燃焼室と吸排気用ダク
トとの間に蓄熱体を配置しなくても、吸排気用ダクトの
途中に蓄熱体を配置してもよい。また図７の構成では、
１つの四方切換弁１０７を用いているが、特開平５−２
５６４３４号の図３に示されるように、四方切換弁１０
７に代えて４つの単方向切換弁により吸排気用ダクトを
切り換えるようにしてもよい。
器に本発明を適用する場合には、燃焼室と吸排気用ダク
トとの間に蓄熱体を配置しなくても、吸排気用ダクトの
途中に蓄熱体を配置してもよい。また図７の構成では、
１つの四方切換弁１０７を用いているが、特開平５−２
５６４３４号の図３に示されるように、四方切換弁１０
７に代えて４つの単方向切換弁により吸排気用ダクトを
切り換えるようにしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】本発明によれば、蓄熱体の低温側セクシ
ョンにおける圧力損失勾配を、燃焼室側に位置する高温
側セクション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利点があ
る。
ョンにおける圧力損失勾配を、燃焼室側に位置する高温
側セクション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利点があ
る。
【００６１】特に、蓄熱体の低温側セクションと高温側
セクションとを別体に構成すると、高温に晒されて寿命
が短くなる高温側セクションだけを交換することができ
て、修理及び保守が容易になる利点がある。また高温側
セクションだけを交換することができるため、交換の際
に蓄熱構造体とシール構造体との間の位置調整をやり直
す必要がなくなる利点がある。
セクションとを別体に構成すると、高温に晒されて寿命
が短くなる高温側セクションだけを交換することができ
て、修理及び保守が容易になる利点がある。また高温側
セクションだけを交換することができるため、交換の際
に蓄熱構造体とシール構造体との間の位置調整をやり直
す必要がなくなる利点がある。
【００６２】また高温側セクションをセラミックスによ
って形成すると、蓄熱体の寿命が長くなる利点がある。
またロータリタイプの燃焼装置用熱交換器では、低温側
セクションを金属で形成すると、シール構造体のシール
部材を金属により形成した場合に、同種材料の接触が得
られるため、シール部材の磨耗を小さくすることができ
る利点がある。
って形成すると、蓄熱体の寿命が長くなる利点がある。
またロータリタイプの燃焼装置用熱交換器では、低温側
セクションを金属で形成すると、シール構造体のシール
部材を金属により形成した場合に、同種材料の接触が得
られるため、シール部材の磨耗を小さくすることができ
る利点がある。
【００６３】更に、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セクション
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利点がある。
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セクション
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利点がある。
【００６４】またロータリタイプの燃焼装置用熱交換器
に本発明を適用する場合に、酸化剤ダクトの開口端部に
設けたシール部材を蓄熱体に向かって付勢するシール部
材付勢機構として、空気ダクトの軸線方向にバネ性を有
し且つ可撓性を有するベローズを用いると、組み立て誤
差によって蓄熱構造体の軸線と酸化剤ダクトの軸線とが
平行な状態で配置されなかった場合でも、ベローズの撓
みと伸縮による変形によって、組み立て誤差を吸収する
ことができる。またシール部材が磨耗して厚みが減少し
た場合でも、ベローズが軸線方向に伸びてシール部材を
蓄熱構造体に向かって変位させるため、シール部材の厚
みの減少によるシール性能の低下を防止できる。
に本発明を適用する場合に、酸化剤ダクトの開口端部に
設けたシール部材を蓄熱体に向かって付勢するシール部
材付勢機構として、空気ダクトの軸線方向にバネ性を有
し且つ可撓性を有するベローズを用いると、組み立て誤
差によって蓄熱構造体の軸線と酸化剤ダクトの軸線とが
平行な状態で配置されなかった場合でも、ベローズの撓
みと伸縮による変形によって、組み立て誤差を吸収する
ことができる。またシール部材が磨耗して厚みが減少し
た場合でも、ベローズが軸線方向に伸びてシール部材を
蓄熱構造体に向かって変位させるため、シール部材の厚
みの減少によるシール性能の低下を防止できる。
【００６５】また本発明を、非ロータリタイプの燃焼装
置用熱交換器に適用した場合には、切換弁におけるシー
ル性を向上させることができるだけでなく、切換弁の駆
動力を小さくすることができる。
置用熱交換器に適用した場合には、切換弁におけるシー
ル性を向上させることができるだけでなく、切換弁の駆
動力を小さくすることができる。
【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。
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。
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】図１の実施例の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。
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。
【図５】本発明に用いることができる他の蓄熱体の内部
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。
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。
【図６】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。
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。
【図７】本発明を非ロータリタイプの燃焼装置用熱交換
器に適用した実施例の構成を示す概略図である。
器に適用した実施例の構成を示す概略図である。
【図８】非ロータリタイプの燃焼装置用熱交換器の一例
の構成を示す概略図である。
の構成を示す概略図である。
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 蓄熱体ユニット（低温側セクション） １０ 蓄熱体ユニット（高温側セクション） １１，１２ 固定金具 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（酸化剤ダクト） 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 １０１ 燃焼室 １０２，１０３ ダクト（吸排気用ダクト） １０４，１０５，１０４´，１０５´ 蓄熱体 １０４´ａ，１０５´ａ 低温側セクション １０４´ｂ，１０５´ｂ 高温側セクション １０６ 四方切換弁 １０７ 弁体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１１月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (13)
- 【請求項１】燃焼室と吸排気用ダクトとの間または吸排
気用ダクト中に通気性を有する蓄熱体を備えた燃焼装置
用熱交換器であって、 前記蓄熱体は前記吸排気用ダクト側に位置する低温側セ
クションにおける圧力損失勾配が前記燃焼室側に位置す
る高温側セクションにおける圧力損失勾配よりも大きく
なるように形成されていることを特徴とする燃焼装置用
熱交換器。 - 【請求項２】前記蓄熱体の前記低温側セクションと前記
高温側セクションとは、別体に構成されている請求項１
に記載の燃焼装置用熱交換器。 - 【請求項３】前記蓄熱体は前記高温側セクションがセラ
ミックスによって形成されており、前記低温側セクショ
ンが金属によって形成されている請求項２に記載の燃焼
装置用熱交換器。 - 【請求項４】前記蓄熱体の前記高温側セクション及び低
温側セクションの少なくとも一方は、平板状の帯状鋼板
と波板状の帯状鋼板とを重ね合わせてなる合板が巻回さ
れて構成されている請求項１または２に記載の燃焼装置
用熱交換器。 - 【請求項５】前記蓄熱体の前記高温側セクション及び低
温側セクションの少なくとも一方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が巻回されて作
られた未焼成蓄熱体が焼成されて形成されている請求項
１または２に記載の燃焼装置用熱交換器。 - 【請求項６】前記蓄熱体は前記通気性を出すために形成
された複数の貫通孔を有する蓄熱体からなり、前記蓄熱
体の前記低温側セクションに対応する部分に位置する前
記複数の貫通孔の内壁面にコーティング材料層が形成さ
れている請求項１に記載の燃焼装置用熱交換器。 - 【請求項７】前記蓄熱体は、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が巻回されて作られた
未焼成蓄熱体が焼成されて形成されたセラミックス製蓄
熱体であることを特徴とする請求項６に記載の燃焼装置
用熱交換器。 - 【請求項８】燃焼室に酸化剤を案内する酸化剤通路を囲
む酸化剤ダクトと前記燃焼室から排出される排気ガスを
案内する排気通路を囲む排気ダクトとを備えた吸排気用
ダクト構造体と、 前記燃焼室と前記吸排気用ダクト構造体の前記酸化剤通
路及び排気通路とを連通する通気性を有する蓄熱体を備
えて前記燃焼室の壁部に取り付けられた蓄熱構造体と、 前記吸排気用ダクト構造体の前記酸化剤ダクトの開口端
部と前記蓄熱構造体との間に配置されて前記酸化剤通路
から前記排気通路への空気の漏れを抑制するシール構造
体と、 前記吸排気用ダクト構造体及び前記蓄熱構造体の少なく
とも一方を駆動して、前記吸排気用ダクト構造体の前記
酸化剤通路及び排気通路と前記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とを具備してなる燃
焼装置用熱交換器であって、 前記蓄熱体は前記吸排気用ダクト構造体側に位置する低
温側セクションにおける圧力損失勾配が前記燃焼室側に
位置する高温側セクションにおける圧力損失勾配よりも
大きくなるように形成されていることを特徴とする燃焼
装置用熱交換器。 - 【請求項９】前記酸化剤ダクトの前記開口端部には前記
シール構造体のシール部材を前記蓄熱体に向かって付勢
するシール部材付勢機構が設けられ、前記シール部材付
勢機構は前記空気ダクトの軸線方向にバネ性を有するベ
ローズからなる請求項８に記載の燃焼装置用熱交換器。 - 【請求項１０】前記酸化剤ダクトの一部は前記酸化剤ダ
クトの軸線方向にバネ性を有し且つ可撓性を有するベロ
ーズからなり、前記ベローズは前記シール部材を前記蓄
熱体に向かって付勢する請求項８に記載の燃焼装置用熱
交換器。 - 【請求項１１】少なくとも１つの切換弁の切換動作によ
り酸化剤の供給と排気ガスの排気が交互に行われる２本
の吸排気用ダクトと燃焼室との間または前記２本の吸排
気用ダクト中にそれぞれ蓄熱体を備えた燃焼装置用熱交
換器であって、 前記蓄熱体は前記吸排気用ダクト側に位置する低温側セ
クションにおける圧力損失勾配が前記燃焼室側に位置す
る高温側セクションにおける圧力損失勾配よりも大きく
なるように形成されていることを特徴とする燃焼装置用
熱交換器。 - 【請求項１２】燃焼室と吸排気用ダクトとの間または前
記吸排気用ダクトの中に設けられて、前記燃焼室と前記
吸排気用ダクトとを連通する複数の連通路を内部に有す
る熱交換器用蓄熱体であって、 前記吸排気用ダクト側に位置して内部に前記複数の連通
路の一部を構成する複数の貫通孔を有する低温側セクシ
ョンと前記燃焼室側に位置して内部に前記複数の連通路
の一部を構成する複数の貫通孔を有する高温側セクショ
ンとを有し、 前記低温側セクション内の前記複数の貫通孔及び前記高
温側セクション内の前記複数の貫通孔は、前記低温側セ
クションにおける圧力損失勾配が前記高温側セクション
における圧力損失勾配よりも大きくなるように形成され
ていることを特徴とする熱交換器用蓄熱体。 - 【請求項１３】燃焼室と吸排気用ダクト構造体の酸化剤
通路及び排気通路との間に両者を連通させる通気性を有
する蓄熱体を配置し、シール構造体により前記酸化剤通
路から前記排気通路への空気の漏れを抑制しながら吸排
気用ダクト構造体及び蓄熱構造体の少なくとも一方を駆
動して前記吸排気用ダクト構造体の前記空気通路及び排
気通路と前記蓄熱構造体との間に相対的な回転運動を生
じさせることにより、前記燃焼室から排出される排気ガ
スの熱により前記蓄熱体を加熱して前記燃焼室に供給す
酸化剤を予熱する燃焼用酸化剤予熱方法であって、 前記蓄熱体として前記吸排気用ダクト構造体側に位置す
る低温側セクションにおける圧力損失勾配が前記燃焼室
側に位置する高温側セクションにおける圧力損失勾配よ
りも大きくなるように形成された蓄熱体を用いることを
特徴とする燃焼用酸化剤予熱方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29476194A JP3450067B2 (ja) | 1993-12-07 | 1994-11-29 | 燃焼装置用熱交換器、熱交換器用蓄熱体及び燃焼用酸化剤予熱方法 |
| KR1019940032838A KR100196029B1 (ko) | 1993-12-07 | 1994-12-05 | 연소장치용 열교환기 |
| US08/353,988 US5647741A (en) | 1993-12-07 | 1994-12-06 | Heat exchanger for combustion apparatus |
| DE69412573T DE69412573T2 (de) | 1993-12-07 | 1994-12-06 | Wärmetauscher für Verbrennungsvorrichtung |
| EP94309067A EP0657696B1 (en) | 1993-12-07 | 1994-12-06 | Heat exchanger for combustion apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-306439 | 1993-12-07 | ||
| JP05306439 | 1993-12-07 | ||
| JP29476194A JP3450067B2 (ja) | 1993-12-07 | 1994-11-29 | 燃焼装置用熱交換器、熱交換器用蓄熱体及び燃焼用酸化剤予熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218165A true JPH07218165A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3450067B2 JP3450067B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=26559979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29476194A Expired - Lifetime JP3450067B2 (ja) | 1993-12-07 | 1994-11-29 | 燃焼装置用熱交換器、熱交換器用蓄熱体及び燃焼用酸化剤予熱方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5647741A (ja) |
| EP (1) | EP0657696B1 (ja) |
| JP (1) | JP3450067B2 (ja) |
| KR (1) | KR100196029B1 (ja) |
| DE (1) | DE69412573T2 (ja) |
Families Citing this family (11)
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|---|---|---|---|---|
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| JP3460441B2 (ja) * | 1996-04-09 | 2003-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 燃焼装置および該燃焼装置を具備した熱設備 |
| JP4453021B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2010-04-21 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
| DE102006003317B4 (de) | 2006-01-23 | 2008-10-02 | Alstom Technology Ltd. | Rohrbündel-Wärmetauscher |
| US9557119B2 (en) | 2009-05-08 | 2017-01-31 | Arvos Inc. | Heat transfer sheet for rotary regenerative heat exchanger |
| US8622115B2 (en) * | 2009-08-19 | 2014-01-07 | Alstom Technology Ltd | Heat transfer element for a rotary regenerative heat exchanger |
| US9200853B2 (en) | 2012-08-23 | 2015-12-01 | Arvos Technology Limited | Heat transfer assembly for rotary regenerative preheater |
| US10175006B2 (en) | 2013-11-25 | 2019-01-08 | Arvos Ljungstrom Llc | Heat transfer elements for a closed channel rotary regenerative air preheater |
| DE202014003368U1 (de) * | 2014-01-14 | 2014-07-23 | LUNOS Lüftungstechnik GmbH für Raumluftsysteme | Lüftungsgerät zur Innenraumbelüftung in Gebäuden |
| US9771824B2 (en) * | 2015-09-22 | 2017-09-26 | General Electric Company | Method and system for an electric and steam supply system |
| US10094626B2 (en) | 2015-10-07 | 2018-10-09 | Arvos Ljungstrom Llc | Alternating notch configuration for spacing heat transfer sheets |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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