JPS61238737A - 炉の対流部分を遮蔽する放射遮蔽体および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■）、光里■圀国 本発明は炉の対流部分のような対象物を、炉の放射部分
のような放射エネルギー源が放出する放射エネルギーか
ら遮蔽する放射遮蔽体および方法に関する。

２）、入丘茨術Ωに所 １つの重要な現代の工業法はエタン、プロパン、ナフサ
またはガス油のような本質的に飽和した炭化水素類を急
速加熱してエチレン、プロピレン、ブタジェン、アセチ
レン等のような飽和していない生成物を生じさせること
に関する。これらの飽和の炭化水素類を加熱するために
使用される一方法は燃料を燃焼させ；この燃料の燃焼に
よって放出される高温煙道ガスを使用して飽和炭化水素
類を予熱し；次いで炭化水素類を燃焼している燃料に近
接した分解領域を介して加熱する方法である。

この方法は、通常「水蒸気分解」と称しており、代表的
には、原料を気化形態または未気化形態の原料を、可成
りの量の水蒸気との混合物の形で分解炉内の「コイル」
として知られた適当な管列に供給することによって行わ
れていた。従来、この反応混合物を分解炉の対流部分を
通る多数の平行なコイルに通過させ、この際、燃料の燃
焼によって放出される高温煙道ガスにより反応混合物の
温度を分解温度のある点まで上昇させる。次いで、反応
混合物は分解炉の放射部分内のコイルを通過し、分解炉
ではバーナが、反応物を所望の反応分解温度にしかつ所
望の反応を行うのに必要な熱を実質的に放射エネルギー
形態で供給する。

水蒸気分解炉の現代の設計に制約を課していた１つの問
題として、対流部分は、放射エネルギーを、放射部分か
らこの部分が対流部分のまっすぐな視線上にある範囲ま
で「排出し」または「奪う」。

この損失エネルギーを補うために、燃料を更に燃焼させ
て放射部分に所望の温度を維持しなければならない。も
ちろん、放射部分と対流部分との間の視界が大きくなれ
ばなるほど、対流部分によるこの放射吸収程度も大きく
なる。

この望ましくない作用を減じるために、米国特許第３，
６７１，１９８号（Ｗａｌｌａｃｅ　）に開示されてい
るような種々の設計が提案された。この特許では、対流
部分を放射部分の側部に片寄らせて対流部分が放射部分
のまっすぐな視線上にある範囲を減少させたり除去した
りし、少量の放射熱が対流部分に達するようにしている
。

他の提案された解決法は対流部分を放射部分より十分上
に上昇させて分離し、２つの部分を連結する長い煙道ガ
ス通路を使用してこれら２つの部分間の視界を著しく狭
くし、かくして、対流部分を放射部分によって放出され
る放射エネルギーから物理的に遮蔽することができる。

しかしながら、これらの解決法は対流部分を放射部分か
ら物理的に分離することを必要とすることにより炉のコ
ストおよび大きさを増大する。

かくして、放射部分から対流部分までの放射熱損失を可
成り減少させ或は除去し、それにもかかわらず、設計が
簡単である炉を必要としている。

光貝■微！ 本発明の目的は対流部分と放射部分とを近接させ、それ
でもこの近接関係から生じるような放射部分から対流部
分への放射熱損失を可成り減少させ或は除去する炉を提
供することである。

本発明のなお一層の目的は対流部分のような対象物を、
放射エネルギー源が放出する放射エネルギーから遮蔽す
るとともにガスが実質的に自由に流れる放射遮蔽体およ
びそのための方法を提供することである。

これらの目的および他の目的は放射部分と、対流部分と
、放射遮蔽体とを有する本発明による炉によって達成さ
れる。放射部分で燃料を燃焼させることによって放射部
分で放射熱および煙道ガスを発生させる。この煙道ガス
は流路を経て放射部分の上に位置決めされた対流部分へ
実質的に自由に流入する。放射遮蔽体は放射部分と対流
部分との間に配置され放射部分と対流部分との間の視線
すなわち視界を実質的にさえぎり、それにより対流部分
を、放射部分が放出する放射エネルギーから遮蔽する。

対流部分は放射部分の上に位置決めされ、好ましくは放
射部分から片寄っていない。

遮蔽体は好ましくは、任意の高さで流路の横断面の７５
％以上を占めず、すなわち、各高さで好ましくは流路の
少なくとも２５％が開放している。

遮蔽体は一連の列の形態で存在するのがよく、この場合
、流路は好ましくは少なくとも２５％が開放しているよ
うにどの単一列も横断面の７５％以上は占めない。

放射遮蔽体は一実施態様では複数の千鳥ボディよりなる
。千鳥ボディの各々は対流部分で支持されている。これ
らのボディは千鳥ボディを対流部分から吊す装置によっ
て支持される。この吊し装置は対流部分の管上にフック
止めしかつこれら管から吊下がるようになっているフッ
ク状端部を有する少なくとも１つのハンガよりなる。

一実施態様では、千鳥ボディはプレートであり、ハンガ
の他端がこれらのプレートに取付けられるようになって
いる。これらのプレートは開口部を有し、これらの開口
部はハンガの自由端までの長さに沿う異なる位置でハン
ガに係合するようになっている。各プレートは２対のハ
ンガによって支持され、各対のハンガは異なる対流管に
よって支持されている。

別の実施態様では、各吊り装置は２つの端部および中間
部分を有するハンガよりなる。端部の各各は千鳥ボディ
のうちの少なくとも１つを支持するようになっており、
中間部分は各対流管が千鳥ボディのうちの少なくとも１
つを支持するように対流部分の管の上にかけられるよう
になっている。

各対流管は少なくとも１つのハンガを支持するようにな
っており、各千鳥ボディはハンガのうちの１つの両端に
よって支持されるようになっている。

この実施態様では、千鳥ボディはハンガのうちの１つの
両端に係合する２つの開口部を有するプレートであるの
がよい。他の開口部を少なくとも１つの他のハンガに係
合するように設けてもよい。

各ハンガの各端はねじを有し、かつナツトを備え、従っ
てハンガの各端はプレートの開口部のうちの１つを貫通
し、ナツト、このナツトはプレートをハン、ガにしっか
りと取付けるようにプレートに対して、ハンガの各端に
ねし螺着される。少なくとも１つのハンガが複数のプレ
ートを支持し、これらの複数のプレートはハンガの長さ
に沿って間隔をへだてており、各プレートはハンガの端
部に係合する２つの開口部を有している。

かくして、上記装置および方法により、放射部分と近接
関係をなした対流部分を有し、それでもこの近接関係か
ら生じるような放射部分から対流部分への放射熱損失を
可成り減少させ、或は除去することができる。

さらに他の実施態様では、放射遮蔽体は複数の千鳥ボデ
ィを有し、これらのボディの各々は放射部分に面するよ
うにした第１部分と、対流部分に面するようにした第２
部分とを有している。放射部分からの放射エネルギーが
第１部分に当ると、このエネルギーの少量分が第２部分
に伝達されかつ対流部分の方へ放射される。各千鳥ボデ
ィはプレートよりなり、このプレートの第１部分は反射
層であり、その第２部分は断熱層であり、あるいはその
第１部分は断熱層であり、その第２部分は反射層である
。

他の実施態様の放射遮蔽体は少なくとも１つのダミー管
よりなる。「ダミー管」とは処理流体が流れない管であ
る。この管は放射部分に面するようにした第１部分およ
び対流部分に面するようにした第２部分を有する。この
管は円筒形がっ薄肉であって、第１部分と第２部分との
間に断熱材を有するのがよい。

択一的に、またはダミー管に加えて、処理流体を移送す
る処理管を、これらが適切に処理され、例えば、断熱材
または反射材で、例えば、クロムメッキで被覆される限
り、放射遮蔽体として使用し得る。これらの処理管は対
流部分と放射部分との間に千鳥列で配列されるのがよい
。

概略的に述べると、放射遮蔽体はそれ自身本発明の独特
の面を構成し、放射部分と対流部分との間の視線を実質
的にさえぎるような大きさのかつそのように配列された
複数の千鳥管を有する。これらの管は、任意の列の管に
沿った流路の全断面積が好ましくは管間の少なくとも２
５％開いた間隔であるように互いに間隔をへだでている
。これらの管は煙道ガスを放射部分から対流部分へ実質
的に自由に流せるような大きさでありかつそのように位
置決めされている。

これらの複数の管は１列以上に分布されるのがよい。２
列以上が存在するとき、頂側に沿う炉の温度は底側の温
度以下であり、その差は存在する列の数および千鳥の程
度の関数として増大する。

第１支持体が底側の管を支持し、底側の管は頂側の管を
支持するのがよい。これらの管はカラーリングによって
互いに間隔をへだでるのがよく、これらのカラーリング
は支持をなすが、それでもガスが実質的に自由に流れる
。この実施態様の対流部分および２列以上の列の管の両
方とも放射部分の頂部に設けられている。第１実施態様
におけるように、これらの管は薄肉であって、放射部分
に面するようにした第１部分と、対流部分に面するよう
にした第２表面と、第１部分と第２表面との間の断熱材
とを有する。放射部分からの放射エネルギーが第１部分
に当ると、このエネルギーのほとんどが再放射して放射
部分の方に戻り、少量分が第２部分に伝達されて対流部
分に達する。

別の実施態様では、管は中空であってもよいし、あるい
は断熱材で構成されたロフトで置き替えられても良い。

使用される断熱材は当業者に良く知られた繊維質カオリ
ンであるのがよい。

また、本発明は放射熱が対流部分によって排出されない
ような効率的な方法で飽和炭化水素類の分解が起るよう
にした炉の運転方法に関する。この方法は炉の放射部分
で燃料を燃焼させて放射エネルギーおよび煙道ガスを生
じさせ；放射部分とこの放射部分の上に位置決めされた
対流部分との間の視線を放射遮蔽体で実質的にさえぎっ
て放射部分で発生した放射エネルギー量を実質的に対流
部分へ逃げないようにし；煙道ガスが放射部分から遮蔽
体を通して対流部分へ実質的に自由に流れるようにする
ことを含む。

放射エネルギーは第１列の間隔をへたてたボディによっ
て対流部分に達しないようにさえぎられる。第１列のボ
ディ間を通る放射エネルギーは第１列のボディに対して
千鳥をなした第２列のボディによって対流部分に直接達
しないようにさえぎられる。各ボディは放射部分に面し
た第１部分および対流部分に面した第２部分を有する。

第１部分に投じられる放射エネルギーは各ボディによっ
てさえぎられ、第２部分は第１部分に投じられた放射エ
ネルギー量、以下のエネルギーを放出する。

尚、千鳥ボディの構造により、第１部分に投じられた全
放射量以下が第２部分に伝達される。

また、本発明の方法では、千鳥ボディ自身は前述のよう
に管またはプレートの形態であるのがよ（、その部分は
好ましくは繊維質カオリンのような断熱材よりなる。

本発明は添付図面と関連し読むとき、下記の説明から最
も良（理解し得る。

好ましい−Ｕ様の蕾　な説明 先行技術の炉は、米国特許第３，６７１，１９８号（Ｗ
ａｌｌａｃｅ　）に提案されているように、対流部分を
放射部分の側に片寄らせることによって対流部分が放射
部分から放射エネルギーを奪わないようにしている。

本発明も対流部分を放射部分から遮蔽しているが、対流
部分を対流部分のすぐ上に設置して炉のコストおよび大
きさを減じかつ煙道ガスを放射部分から対流部分へ実質
的に自由に流れるようにしている。

本発明の炉は第１図および第２図に示されている。これ
らの図は放射エネルギーおよび煙道ガスを発生する放射
部分２０と、放射部分２０の上に延びている対流管４０
を有する対流部分とを有する炉１０を示している。第１
図および第２図はオレフィンを製造する水藤気分解炉を
示している。

しかしながら、水藤気改質炉および工程加熱器のような
他の種類の炉にも本発明を使用することができる。放射
部分２０は代表的には７００〜９００°Ｃのコイル出口
温度で運転される。生じる煙道ガスは１０００〜１２０
０℃で放射部分２０を去る。

分解すべき炭化水素質処理流体が対流管４０に流れてい
る。この流体は対流管４０で高温煙道ガスによって初期
の分解温度のすぐ下の温度まで加熱される。例えば、エ
タンをエチレンに分解するために（その初期の分解温度
は約１３００″”ＣＦであるが）、処理流体は約１０５
０°Ｆ〜１２００°Ｆに予熱される。放射部分２０内の
煙道ガスを矢印で示しである。処理流体は予熱されると
、放射部分２０の放射管２２に導びかれて（点線で図示
）分解工程を完了する。処理流体はエタンからガスまた
は油までに及ぶ炭化水素と、さらに水藤気とよりなるの
がよい。

対流管４０は放射部分２０の上に種々の高さで列をなし
て配列されている。２列だけを第１図に示しであるが、
対流管列をさらに設けることができる。管４０は管支持
体４２によって支持されている。支持体４２は放射部分
２０の上に垂直方向壁２３に取付けられている。垂直方
向壁２３は対流部分を包囲しかつ放射部分２０の上に延
びて支持体４２を保持している。かくして、対流管４゜
は放射部分２０の頂部に経済的にかく簡易に取付けられ
ている。

対流部分と放射部分との間隔は密であることが経済上の
理由で望ましいが、この密な間隔は通常実用的でない。

というのは、対流管４０が放射部分２０から放射エネル
ギーを奪いすなわち排出して放射部分２０の放射熱密度
を代表的に５〜２０％だけ下げる傾向があるからである
。放射部分２０の放射熱密度のこの減少により、所定の
放射熱密度を維持するために燃料の燃焼を更に必要とす
る。

放射部分２０から放射熱損失を最小限にすると同時に、
対流管４０を放射部分２０のごく近くに位置決めして燃
焼ガスを放射部分２０から受は入れるようにするために
、煙道ガスが放射部分２０から対流管４０へ流れる流路
に放射遮蔽体３０が挿入されている。放射遮蔽体は、効
果的であるためには、いくつかの機能を果たさなければ
ならない。第１に、この遮蔽体は煙道ガスが放射部分か
ら対流管４０へ実質的に自由に流れるようにしなければ
ならない。第２に、この遮蔽体は放射部分２０に存在す
る放射熱が対流部分の放射エネルギー吸収表面、例えば
、管４０に達するのを最小限にとどめたり防いだりしな
ければならない。

放射エネルギーが対流管４０に達するのを最小限にとど
めたり防いだりするために、放射部分と対流部分との間
の「視線」を実質的にさえぎる遮蔽体を設ける。ここで
使用する「視線」とは、放射エネルギーが放射部分から
対流部分へ直線で障害なく流れるような放射部分と対流
部分との間の空間関係と定義する。放射部分と対流部分
との間の「視線」を実質的にさえぎることによって、放
射エネルギーは対流管４０に直接投射しない。もちろん
、遮蔽体自身は熱くなり、いくらかの放射エネルギーを
対流管４０に再び放射したり反射したりするが、この過
程により対流管４０に投射する放射エネルギー量は「視
線」の障害なしに管４０に達する放射エネルギー量より
実質的に少ない。尚、放射エネルギーの再放射を最小限
にするために、遮蔽体は繊維質カオリンのような断熱材
よりなるのがよい。断熱材は低伝熱体であるため、放射
部分に面した方の遮蔽体の部分に投射しかつこれによっ
て吸収された放射エネルギーの全量のうちのほんの一部
が放射部分に面した方の遮蔽体の部分に伝達されそして
その部分から放出される。

カオリンのような断熱材は遮蔽体にとって好ましい材料
であるが、はとんどどんな材料を使用してもいくらかの
利点が達成されるので、反射材または伝熱材でも遮蔽体
に有利に使用することができる。「視線」が実質的にさ
えぎられるかぎり、対流管４０によって排出される放射
エネルギーが減少される。

しかしながら、「視線」をさえぎるだけでは本発明はそ
の２つの目的を達成するの十分でなく、また本発明は煙
道ガスが放射部分２０から対流部分へ実質的に自由に流
れるようにしなければならない。この目的を達成するた
めに、遮蔽体は好ましくは煙道ガスの流れの方向に食い
違った複数の千鳥ボディよりなるのがよい。これらのボ
ディはこれらが間隔をへだてた少なくとも２列よりなる
。

第２列のボディは第１列のボディ間に位置決めされてい
る。

第２列のボディは十分に大きくかつ非常に間隔をへだて
ているので、第１列のボディ間を通る放射エネルギーの
実質的にすべてが第２列のボディでさえぎられる。変形
例として、放射部分２０によって放出される放射エネル
ギ一部分が最後の列に達するまでさえぎられないように
千鳥ボディの多くの列を設けることができ、最後の列が
他の列のボディ間を流れている放射エネルギーの実質的
にすべてをさえぎるかぎり、本発明はその所望の効果を
生じる。

第２列のボディは第１列のボディからガスの流れの方向
に間隔をへだてており、従って、煙道ガスは第１列のボ
ディと第２列のボディとの間を流れることができる。放
射部分と対流部分とを連結し遮蔽体の任意の列に沿う流
路の横断面積はガスを実質的に自由に流すのに十分であ
り、一実施態様では、好ましくは少なくとも２５％開放
している。もちろん、たった１つのボディ列を使用する
ことができる。このような実施態様は対流部分による放
射エネルギーの排出をある程度まで減少させるが、２つ
の千鳥列はど効率的ではない。２つ以上の列を使用する
とき、列間の間隔は明らかに重要な考慮対象であって、
遮蔽体を通して煙道ガスの比較的自由な流れを可能にす
るように選択すべきである。

好ましい実施態様では、遮蔽体ボディは第１図、第８図
および第９図に示すようにカオリンボードプレート６０
よりなる。変形例として、これらのプレートは第４図に
、プレート５０でわかるように断熱金属層と反射金属層
とを組合せても良い。

他の実施態様では、ボディは断熱体を有する薄肉管３２
（第３図および第５図）や、断熱材の中空管８０　（第
６図）または断熱材よりなるロッド９５　（第７図）よ
りなる。ボディの他の形状を使用することができ、きさ
げ仕上げを施した格子を遮蔽体として使用することも本
発明の範囲内に入る。

第１図、第８図および第９図示す好ましい実施態様は煙
道ガスの流れの方向に食い違った２列の千鳥プレート６
０を有する。プレート６０を支持する好ましい装置はプ
レート６０を対流部分から支持するハンガである。変形
例として、プレート６０をビーム３７で支持しても良い
。

第１図に開示されかつ第９図でよりはっきりわかる実施
態様では、ハンガ６２は２つの端部およびこれらの間の
中間部分６６を有している。各ハンガの端部はねじが付
いており、少なくとも１つのプレート６０の開口部を貫
通するようになっていてプレート６０にナツトで固着さ
れる。中間部分６６は対流管４０の頂部にかけられかつ
この頂部で支持されている。第９図でわかるように、各
プレートは同じ管４０で支持される２つのハンガで支持
され、いくつかのハンガは異なる列の２つのプレートを
支持するのに十分長い。各ハンガが３つ以上の列のプレ
ートを支持することも本発明の範囲内に入る。代表的に
は、プレートは幅１２インチ、長さ２４〜３６インチで
あって、４インチの高さに間隔をへだてでいる。

変形例として、異なる対流管に取付けられる複数のハン
ガで各プレート６０を支持しても良い。

このような実施態様を第８図に示しである。第８図では
、ハンガ７０はフック形の一端部７２を有し、この端部
は、他端部７４に取付けられたプレート６０を支持する
ために対流管４０の頂部にフック止めされている。各プ
レート６０はハンガ７２のねし端部７４を受は入れるよ
うになっている開口部を有している。ナツトを端部７４
に螺着してプレート４０をハンガ７０にしっかりと取付
ける。各プレートは２対のハンガ７０で支持され、各対
のハンガは異なる対流管４０で支持されている。また、
各ハンガは異なる列の少なくとも２つのプレートを支持
している。

他の実施態様では、放射遮蔽体３０は第２図に示すよう
に２つの千鳥列の遮蔽体すなわち「ダミー」管３２より
なる。各管３２は横断面の薄い薄壁３４を有するシリン
ダとして示されており、好ましくは第５図でわかるよう
にカオリンのような軽量断熱材３６で満たされている。

変形例として、管３２を中空管８０（第６図）または中
実ロッド９５（第７図）で置き替えても良い。下列はま
わりに断熱材３８を有する規則的な空冷支持ビーム３７
で支持されており、上列は下列上に載って−いる間隔用
カラー３９で支持されている。ロッド９５または中空管
８０を使用するとき、第７図および第６図でわかるよう
に夫々間隔用カラー３９を使用するのが良い。変形例と
して、上列を下列上に載っている支持バーで支持しても
良いし、あるいは両列を第１実施態様におけるように対
流管４０から吊り下げても良い。これらの２列は対流管
４０と放射部分２０との間の視線を実質的にさえぎるよ
うに煙道ガスの流れの方向に千鳥になっている。同時に
、この千鳥配列により、煙道ガスは管３２のまわりを流
れて対流管４０に実質的に自由に達する。カラー３９は
好ましくは管３２の上列と下列との間の間隔が第２図で
わかるように煙道ガスを管のまわりに流すのに十分であ
るように管３２の上列の長さに沿って間隔をへだててい
る。第１図および第２図に見られる矢印は放射部分２０
から管３２を経て対流部分４０へ流れて炉の頂部から出
ていく煙道ガスを示している。

管３２の薄壁３４は耐熱性の高いステンレス鋼製である
のがよく、管３２の内側の断熱材３６は繊維質カオリン
で構成されるのがよい。管の薄壁の好ましい厚さは約１
／８〜１／４インチはどである。管３２の好ましい直径
は約４インチ〜８インチであり、これらの管は炉の長さ
延びている。

カラー３９はステンレス鋼製であるのがよく、代表的に
は管より２〜４インチ大きい直径を有している。

放射エネルギーが放射部分から放出されると、その一部
は放射部分２０に面した方の遮蔽管３２の薄壁３４の底
部によって吸収される。薄壁３４の底部は熱くなり、吸
収熱を２つの経路で周囲に伝達する。第１に、薄壁３４
の底部は熱を断熱材３６にかつその円周に伝達する。断
熱材３６は熱を良く伝導しないので、その底部にその長
さ、幅および高さにわたって投射した熱すなわち放射エ
ネルギーの全量よりかなり少ない熱を伝達する。

かくして、薄壁３４の頂部は遮蔽管３２の他方の側で対
流管４０に面しており、断熱材３６を介しての伝導によ
って、底部に投射した熱すなわち放射エネルギーの全量
よりかなり少ない熱を受ける。

また、薄壁３４の底部は熱を薄壁３４の頂部へその円周
に沿って伝導する。しかしながら、薄壁３４は薄いため
、熱を円周を経て対流管４０に面した頂部に伝導するの
に有効な材料はほとんどない。従って、薄壁３４の頂部
は薄壁３４の円周のまわりにの伝導により底部に投射し
た全熱量よりかなり少ない熱を受ける。

薄壁３４の底部は放射エネルギーを伝導に加えて放射に
よっても伝達する。放射部分２０からの放射エネルギー
が薄壁３４の底部で吸収されると、この底部はこの放射
エネルギーをあらゆる方向に再放射する温度まで熱する
。上方に再放射する熱は断熱材３６で吸収されて薄壁３
４の頂部および側部の両方をこの熱かち効率的にさえぎ
る。水平方向および下方に再放射される熱は薄壁３４の
頂部にも対流管４０にも達しない。かくして、薄壁３４
の底部が放射エネルギーを再放射すると、この放射のほ
んのごく一部が対流管４０に達する。

従って、遮蔽管３２の底部に投射されかつこの底部で吸
収された少量の放射エネルギーが遮蔽管の頂部に伝えら
れる。その結果、薄壁３４の頂部は底部に投射された全
放射エネルギー量よりかなり少ないエネルギーを放射す
る。このようにして、遮蔽管３２は遮蔽体として作用し
て放射源２０からの放射を対流管４０によって奪われな
いようにする。尚、遮蔽管３２は薄肉であるため、これ
ら自身多量の熱を伝導しない。

２つの千鳥管列を示したが対流部分４０を出来るだけ放
射部分２０のまっすぐな視線外に保ちかつ煙道ガスが放
射部分から対流部分４０へ実質的に自由に流れるかぎり
、他の配列も可能である。

例えば、３つまたは４つの千鳥管列を使用することがで
きる。また、直径の異なる管を使用することができる。

対流管４０の形状により、たった１つの管を、この管が
対流管４０と放射部分２０との間の視線を効率的に減少
させかつ煙道ガスをその管のまわりに実質的に自由に通
せるかぎり、使用することも可能である。

さらに、管３２の薄壁は連続シリンダの形状である必要
はない。例えば、薄壁は管の途中まで延びるだけでもよ
い。他の実施態様では、この管は放射部分２０に面した
底面のみが薄肉の管の形状の断熱材よりなってもよい。

また、管はシリンダの形状であることさえ必要ない。例
えば、管は三角形、矩形あるいは不規則な多面中実体の
形状であるであっても良い。

第４図は別の配列を示しており、この配列では、千鳥遮
蔽板５０はカオリン繊維プランケットのような断熱材よ
りなる上層５２と、みがき仕上げステンレス鋼のような
反射金属の下層５４とよりなる。

放射部分２０から放出された放射は遮蔽板５０の反射金
属下層に当り２９反射して放射部分２０に戻る。金属層
５４が熱して放射エネルギーを再放射し、上方に伝導す
ると、このエネルギーは反射層５４に面した断熱層５２
の底部によって吸収される。断熱層５２は熱すなわち放
射エネルギーの低導体である。かくして、層５４に投じ
られた全放射エネルギー量よりかなり少ないエネルギー
が対流管４０に面した層５２の頂部に伝導される。

その結果、対流管４０は放射部分２０から少量の放射を
受ける。同時に、遮蔽板５０は千鳥になっているため、
放射部分２０からの煙道ガスは第４図に矢印で示すよう
に実質的に自由に対流管４０に達することができる。

放射遮蔽体は層が逆になっていても機能する。

断熱層５２が底部にあるとき、その底部分は放射部分２
０から放射を吸収して層５２の底部分に投じられた全放
射エネルギーよりかなり少ないエネルギーを反射層５４
の底部分に面したその頂部へ伝導する。反射層５４の底
部分に達する放射のほとんどが反射されて放射部分２０
の方に戻り、従って、対流管４０に面した反射層５４の
頂部は断熱層へは遮蔽体に投じられた全放射エネルギー
量よりかなり少ないエネルギーを放射する。

他の構造も本発明による放射遮蔽体として機能し得る。

例えば、断熱材を有する一列の球体、または対流管４０
が実質的に視線放射部分２０外にあるように対流管４０
間に位置決めされた開口部を有する１つの多層シートを
プレートまたは管の代わりに使用することができる。

本発明は放射部分からの放射損失を最小限にすることが
望ましいとともに、煙道ガスを遮蔽体の他の側へ流せる
炉いずれにも使用することができる。また、本発明の放
射遮蔽体を家庭用木材燃焼ストーブについて使用し得る
。遮蔽体は、構造壁とストーブとの間に配置されるとき
、壁に対する放射損失に干渉するとともに、冷たい室内
空気が壁と遮蔽体との間の空間に流入して加熱され、そ
れにより室を温める。

他の用途では、放射遮蔽体を炉の煙突に廃熱回収装置と
ともに使用することができる。廃熱回収装置では、炉か
ら逃げる熱ガスからの熱は熱交換器に伝達され、この熱
交換器はこの熱を通常の廃熱を様々の有用な目的で使用
する遠隔位置へ移送する。熱ガスを熱交換器に達せると
ともに、熱交換を煙突からの放射エネルギーいずれも排
出しないようにするために放射遮蔽体を炉と熱交換器と
の間に設置することができる。

本発明は上記諸実施態様に制限するものではなく例示す
るためのものであり、本発明の範囲から逸脱することな
しに多くの変更態様を導入することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は放射部分の上に設けられた対流管および放射部
分と対流管との間に設けられた遮蔽プレートを有する炉
の横断面図；第２図は放射部分の上に設けられた対流管
および対流管の下に設けられたダミー管遮蔽体を有する
炉の横断面図；第３図は放射部分と対流部分との間に配
置された遮蔽管およびそれらのカラー（概略的に図示）
の横断面図；第４図は放射部分と対流部分との間に配置
された２層を有する遮蔽プレート（概略的に図示）の横
断面図；第５図は断熱材を有する遮蔽管のうちの　１つ
の横断面図：第６図は中空であって対流部分と放射部分
との間に位置決めされた遮蔽管の具体例（概略的に図示
）の横断面図；第７図は対流部分と放射部分との間に配
置された遮蔽ロッド（概略的に図示）の横断面図；第８
図は対流管に取付けられたハンガによって支持された遮
蔽プレートの斜視図；第　９図は遮蔽プレートを対流部
分から支持するハンガの他の具体例の横断面図である。 ＩＯ・・・炉　　　　　２０・・・放射部分２２・・・
放射管　　　３２・・・屡肉管４０・・・対流管　　　
４２・・・管支持体６０・・・プレート　　６２．７０
・・・ハンガ８０・・・中空間　　　９０・・・ロッド
図面の浄８（内容に変更なし） ＦＩＧ、　６゜ ＦＩＧ、　？ 手続補正帯（方式）

Claims (62)

【特許請求の範囲】
1. （１）ａ）処理流体を加熱する放射エネルギーおよび煙
   道ガスを生じさせる放射部分と； ｂ）上記処理流体を予熱し、上記放射部分の上に位置決
   めされ、上記放射部分から実質的に片寄っていない対流
   部分と； ｃ）上記放射部分と上記対流部分との間の視線を実質的
   にさえぎるように上記放射部分と上記対流部分との間に
   配置され、上記煙道ガスが上記放射部分から上記対流部
   分へ実質的に自由に流れる放射遮蔽体とを備えているこ
   とを特徴とする炉。
2. （２）上記放射遮蔽体が位置する流路をさらに備え、上
   記遮蔽体を横切る上記流路の横断面積が少なくとも２５
   ％開放していて上記煙道ガスが上記流路を通って実質的
   に自由に流れるようになっていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の炉。
3. （３）上記放射遮蔽体が複数の千鳥ボディよりなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の炉。
4. （４）上記千鳥ボディの各々が上記対流部分から支持さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の炉。
5. （５）上記千鳥ボディを上記対流部分から吊す装置をさ
   らに備えていることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   に記載の炉。
6. （６）上記吊し装置は上記千鳥ボディのうちの少なくと
   も１つを上記対流部分から吊すようになっているフック
   状端部を有するハンガよりなることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載の炉。
7. （７）上記対流部分は複数の対流管を有し、上記ハンガ
   各々のフック状端部が上記対流管のうちの１つの上にフ
   ック止めされていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項に記載の炉。
8. （８）上記千鳥ボディの各々がプレートよりなり、この
   プレートに上記ハンガ各々の他端を取付るようになって
   いることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の炉
   。
9. （９）上記プレートは開口部を有し、上記ハンガ各各の
   他端が上記開口部を通して挿入されるようになっている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の炉。
10. （１０）各プレートは２対のハンガによって支持され、
    所定のプレート用の各対のハンガは異なる対流管に支持
    されることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の
    炉。
11. （１１）各吊し装置は２つの端部および中間部分を有す
    るハンガよりなり、上記端部の各々が上記千鳥ボディの
    うちの少なくとも１つを支持し、上記中間部分が上記対
    流管のまわりにかかっていることを特徴とする特許請求
    の範囲第５項に記載の炉。
12. （１２）上記対流部分は複数の対流管を備え、各ハンガ
    の上記中間部分は上記千鳥ボディのうちの少なくとも１
    つを支持するように上記対流管のうちの１つの頂部から
    吊下っていることを特徴とする特許請求の範囲第１１項
    に記載の炉。
13. （１３）上記対流管の各々は少なくとも１つのハンガを
    支持し、各千鳥ボディは上記ハンガのうちの１つハンガ
    の両端で支持されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第１２項に記載の炉。
14. （１４）上記千鳥ボディの各々がプレートであることを
    特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の炉。
15. （１５）上記プレートの各々は開口部を有し、上記ハン
    ガのうちの１つの両端が上記開口部を通って延びている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の炉。
16. （１６）上記ハンガの各端はねじを有し、かつ上記プレ
    ートの各々を上記ハンガの１つにしっかりと取付けるた
    めのナットをその２つの端部に有していることを特徴と
    する特許請求の範囲第１５項に記載の炉。
17. （１７）少なくとも１つのハンガがその長さに沿って複
    数のプレートを支持することを特徴とする特許請求の範
    囲第１５項に記載の炉。
18. （１８）上記千鳥ボディの各々はプレートよりなること
    を特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の炉。
19. （１９）上記プレートの各々は上記放射部分に面するよ
    うにした第１部分と、上記対流部分に面するようにした
    第２部分とよりなることを特徴とする特許請求の範囲第
    １８項に記載の炉。
20. （２０）上記第１部分は反射層よりなり、上記第２部分
    は断熱層よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１
    ９項に記載の炉。
21. （２１）上記第１部分が断熱層よりなり、上記第２部分
    が反射層よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１
    ９項に記載の炉。
22. （２２）上記遮蔽体は少なくとも２列の千鳥ボディより
    なることを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の
    炉。
23. （２３）上記対流部分は全体的に上記放射部分の上に配
    置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の炉。
24. （２４）上記放射遮蔽体は少なくとも１つのダミー管よ
    りなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
    炉。
25. （２５）上記ダミー管は上記放射部分に面するようにし
    た第１部分と、上記対流部分に面するようにした第２部
    分とを有し、上記管は上記第１部分と第２部分との間に
    配置された断熱材をさらに備えていることを特徴とする
    特許請求の範囲第２４項に記載の炉。
26. （２６）上記ダミー管は円筒形かつ薄肉であることを特
    徴とする特許請求の範囲第２５項に記載の炉。
27. （２７）上記放射遮蔽体は上記放射部分と上記対流部分
    との間の視線を実質的にさえぎるような大きさでありか
    つそのように配列された複数の千鳥ダミー管よりなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第２４項に記載の炉。
28. （２８）上記千鳥ダミー管の各々は中空であることを特
    徴とする特許請求の範囲第２７項に記載の炉。
29. （２９）上記遮蔽体は複数の千鳥ロッドよりなることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の炉。
30. （３０）煙道ガスを生じる放射部分と、処理流体を上記
    煙道ガスにより予熱する対流部分とを連結する流路を備
    えた炉用の放射遮蔽体において、上記放射部分および上
    記対流部分の視線を実質的にさえぎるような大きさであ
    りかつそのように位置決めされた複数の千鳥ボディより
    なり、上記遮蔽体が上記流路に挿入されているとき、上
    記煙道ガスは上記遮蔽体を通って実質的に自由に流れる
    ようになっていることを特徴とする放射遮蔽体。
31. （３１）上記遮蔽体の任意の高さを横切る上記流路の横
    断面積は少なくとも２５％開いていることを特徴とする
    特許請求の範囲第３０項に記載の放射遮蔽体。
32. （３２）少なくとも第１列および第２列の千鳥ボディよ
    りなることを特徴とする特許請求の範囲第３０項に記載
    の放射遮蔽体。
33. （３３）上記千鳥ボディは少なくとも部分的に断熱材で
    形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第３０
    項に記載の放射遮蔽体。
34. （３４）上記千鳥ボディの各々を上記対流部分から吊す
    装置をさらに備えていることを特徴とする特許請求の範
    囲第３０項に記載の放射遮蔽体。
35. （３５）上記吊し装置が上記対流部分で支持されるよう
    になっているフック状の一端を有するハンガよりなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第３４項に記載の放射遮
    蔽体。
36. （３６）上記千鳥ボディはプレートであり、上記ハンガ
    の他端が上記プレートに取付けられるようになているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第３５項に記載の放射遮
    蔽体。
37. （３７）上記プレートの各々は上記ハンガの他端に係合
    するようになっている開口部を有していることを特徴と
    する特許請求の範囲第３６項に記載の放射遮蔽体。
38. （３８）上記プレートの各々は２対のハンガによって支
    持され、各対のハンガは異なる対流管によって支持され
    るようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第
    ３７項に記載の放射遮蔽体。
39. （３９）吊し装置の各々は２つの端部および中間部分を
    有するハンガよりなり、上記端部の各々は上記千鳥ボデ
    ィのうちの少なくとも１つを支持するようになっつてお
    り、上記中間部分は上記対流部分から吊下げられるよう
    になっていることを特徴とする特許請求の範囲第３４項
    に記載の放射遮蔽体。
40. （４０）各千鳥ボディは上記ハンガのうちの１つのハン
    ガの２つの端部によって支持されるようになっているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第３９項に記載の放射遮
    蔽体。
41. （４１）上記千鳥ボディはプレートであることを特徴と
    する特許請求の範囲第４０項に記載の放射遮蔽体。
42. （４２）上記プレートは繊維質カオリンで構成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第４１項に記載の放
    射遮蔽体。
43. （４３）上記プレートの各々は上記ハンガのうちの１つ
    のハンガの２つの端部に係合するようになっている２つ
    の開口部を有していることを特徴とする特許請求の範囲
    第４１項に記載の放射遮蔽体。
44. （４４）上記ハンガの各々は複数のプレートを支持する
    ようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第４
    ３項に記載の放射遮蔽体。
45. （４５）上記複数のプレートは上記ハンガの長さに沿っ
    て間隔をへだてていることを特徴とする特許請求の範囲
    第４４項に記載の放射遮蔽体。
46. （４６）各ボディは上記放射部分に面するようにした第
    １部分と、上記対流部分に面するようにした第２部分と
    を有していることを特徴とする特許請求の範囲第３０項
    に記載の放射遮蔽体。
47. （４７）上記千鳥ボディの各々は薄肉管であることを特
    徴とする特許請求の範囲第４６項に記載の放射遮蔽体。
48. （４８）上記管の各々は上記第１部分と第２部分との間
    に配置された断熱材をさらに有していることを特徴とす
    る特許請求の範囲第４７項に記載の放射遮蔽体。
49. （４９）上記千鳥ボディの各々はプレートであり、上記
    第１部分が反射性であり、上記第２部分が断熱層よりな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第４６項に記載の放
    射遮蔽体。
50. （５０）上記千鳥ボディの各々はプレートであり、上記
    第１部分は断熱層であり、上記第２部分は反射性である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第４６項に記載の放射
    遮蔽体。
51. （５１）処理ガスを加熱するために放射熱、および煙道
    ガスを発生する放射部分と、上記煙道ガスが上記処理流
    体を予熱する対流部分とよりなる炉操作する方法におい
    て、 ａ）上記炉の上記放射部分で燃料を燃焼して放射エネル
    ギーおよび煙道ガスを生じさせ； ｂ）上記放射部分とこの部分の上に位置決めされた上記
    対流部分との間の視線を放射遮蔽体で実質的にさえぎり
    、そして ｃ）上記煙道ガスを上記放射部分から上記遮蔽体を通し
    て上記対流部分へ実質的に自由に流す、諸工程を含む方
    法。
52. （５２）上記放射遮蔽体は少なくとも２列の千鳥ボディ
    よりなることを特徴とする特許請求の範囲第５１項に記
    載の方法。
53. （５３）上記千鳥ボディの各々はボディを通して伝導さ
    れる放射エネルギー量を最小限にする断熱材よりなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第５２項に記載の方法。
54. （５４）上記ボディは薄肉管であることを特徴とする特
    許請求の範囲第５２項に記載の方法。
55. （５５）上記ボディは上記放射部分に面した反射部分と
    、上記対流部分に面した断熱部分とを有するプレートよ
    りなることを特徴とする特許請求の範囲第５２項に記載
    の方法。
56. （５６）上記ボディは上記放射部分に面した断熱部分と
    、上記対流部分に面した反射部分とを有するプレートよ
    りなることを特徴とする特許請求の範囲第５２項に記載
    の方法。
57. （５７）上記放射遮蔽体は上記処理流体が流れるための
    複数の処理管よりなることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項に記載の炉。
58. （５８）上記処理管は反射外層を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第５７項に記載の炉。
59. （５９）上記処理管は断熱外層を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第５７項に記載の炉。
60. （６０）上記ボディは上記処理流体が上記対流部分から
    上記放射部分へ流れるための処理管であることを特徴と
    する特許請求の範囲第５２項に記載の方法。
61. （６１）上記千鳥ボディの各々は断熱外層を備えている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第６０項に記載の方法
    。
62. （６２）上記千鳥ボディの各々は反射外層を備えている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第６０項に記載の方法
    。