JPS63163791A - 放射管の廃熱回収装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、加熱炉内において帯鋼等の被熱処理物を、主
に輻射熱により連続して加熱する放射管中の燃焼排ガス
の廃熱回収装置に関するものである。

（従来の技術） 近年、各種廃熱を回収する省エネルギ機器の性能向上が
要求され、その−環として、加熱炉の放射管を加熱して
昇温した燃焼排ガスの廃熱を燃焼用空気の予熱用として
回収、利用する廃熱回収装置が開発され公知になってお
り、同廃熱回収装置の従来例を第４図により説明すると
、加熱炉（１）の炉壁（２）を貫通して装設された放射
管（５３）内に、図示左側のバーナ（図示省略）の高温
燃焼ガス（α）を流通させて同放射管（５３）が加熱、
昇温され、主にその輻射伝熱によ秒炉内（ｌりの被熱処
理物（図示省略）を加熱するとともに、燃焼排ガス（α
つを放射管（５３）の端部に内装された熱交換装置（Ａ
）に流通させ、その残留顕熱により前記バーナの燃焼用
空気を予熱する構造になっている。熱交換装置（Ａ）は
、放射管（５３）にシールリンダｆｉＧおよび蓋６３を
介して挿設され空気供給装置（図示省略）に連結された
外管器と、該外管−内の螺旋状スＲ−サσ口を介して挿
設されバーナ（図示省略）に連結された内管囮と、放射
管（５３）と外管器間にサポー）５１６３：によびシー
ルリングＣ■を介して挿設された筒状で多孔質の金属あ
るいはセラミックス製の通気性固体からなる第１仕切□
□□および第２仕切５つから構成されている。燃焼排ガ
ス（α′）は、矢示のように第１仕切印、熱交換室−、
第２仕切印を通過して第１仕切６９、第２仕切６η、外
管の］を対流伝熱により加熱し、排ガス出口印から排出
され、加熱された第１仕切（ト）および第２仕切６ηは
、熱線を放射しその輻射伝熱によりさらに外管（至）を
加熱する。なお、通気性固体は、公知のように上流側へ
熱線を多く放射するので、第１仕切６０は放射管（５３
）の加熱に、第２仕切印は外管（６９の加熱にそれぞれ
有効に利用される。一方、燃焼用空気（Ｊ）は、点線矢
示のように熱風入口συから送入され外管−と内管ＣＩ
ｏ間を螺旋状に流通して予熱され、折返して内管σ０内
を流通してその熱風出口σりからバーナ（図示省略）へ
送られる構造になっている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の前記廃熱回収装置は、放射管のガス排出側端部に
内装された前記熱交換装置により燃焼排ガスが燃焼用空
気と熱交換して顕熱回収される構造になっており、熱交
換効率があまり高くなく、前記燃焼排ガスは、例えば６
００℃程度の排ガスになってかなりの顕熱を残留した状
態で大気中へ放出され、廃熱が十分に回収されていない
などの問題点がある。

（問題点の解決手段） 本発明は、前記のような問題点に対処するために開発さ
れた放射管の廃熱回収装置であって、放射管の内部に燃
焼ガ々流通して該放射管を加熱、昇温させて、主に該放
射管からの輻射伝熱によって炉内の被熱処理物を加熱す
る加熱炉において、前記放射管の燃焼排ガス排出側に連
結されている排ガス路に熱交換機構を内装して連設し、
該熱交換機構内に設けられた複数列の燃焼排ガスの熱交
換流路内にそれぞれ通気性固体からなる伝熱面積拡大形
の熱交換手段を配設したことによ抄、前記熱交換手段に
よる熱交換伝熱面積の大幅な拡大とともにガス通気方向
上流側への熱線の放射によって熱交換効率を高め廃熱回
収効率を著しく向上させて前記のような問題点を解消し
ている。

（作用） 放射管を加熱、昇温させた後の燃焼排ガスは、排ガス路
を通り連設された熱交換機構中の複数列の熱交換流路内
へ導入され、各熱交換流路内に配設されたそれぞれの通
気性固体からなる熱交換伝熱面積拡大形の熱交換手段を
流通して加熱し、前記各熱交換手段は、燃焼排ガスの流
通による対流伝熱で加熱されるとともに、ガス通気方向
の上流側により多くの熱線を放射して、優れた熱交換効
率が得られ燃焼排ガス中の顕熱が効率よく回収される。

（実施例） 第１図ないし第３図に本発明の一実施例を示し、図中（
１）は加熱炉であって、加熱炉（１）の炉壁（２）を貫
通して装設された放射管（３）内に図示左側のバーナ（
図示省略）から高温の燃焼ガス（α）を流通させて放射
管（３）が加熱、昇温され、主に放射管（３）からの輻
射伝熱によって炉内（１りの被熱処理物（図示省略）を
加熱する加熱炉（１）において、放射管（３）の燃焼排
ガス（α′）の排出側に連結されている排ガス路（５）
に熱交換機構（１Ｇを内装して連設し、該熱交換機構σ
１内に設けられた複数列の燃焼排ガス（α′）の熱交換
流路（１０り内にそれぞれ通気性固体からなる伝熱面積
拡大形の熱交換手段■を配設した構成になっている。

前記熱交換機構α０についてさらに詳述すると、前記排
ガス路（５）に入口管（（９）で連結された拡径された
排ガス管（１１）と、排ガス管αυ内に横設された上部
管板αｚ１下部管板αＪと、下部管板αＱの各管穴に嵌
着され懸吊された複数の外管Ｑ４）と、上部管板α２の
各管穴に嵌着され前記各外管（１４）内に嵌挿された複
数の内管（１５１と、内管（１５）と外管Ｉ間に配設さ
れスパイラル流路を形成した螺旋状のス４−サＣ１６）
と、複、数の仕切板ａη等を具備し、各外管α（イ）に
より排ガス管αＤ内に形成された複数列の燃焼排ガスの
熱交換流路（１０α）内に、通気固体からなる伝熱面積
拡大形の熱交換手段■がそれぞれ多段に形成されている
。

また、排ガス管αυの上、下部管板（１２１（１３間に
熱風出口α優を設けて、該排出口α■から熱交換後の熱
風Ｃｂ、）が排出されて燃焼炉（１）のバーナ（図示省
略）などに供給される。

前記通気性固体からなる熱交換機構中は、例えば、多孔
質の多層金属板や、セラミックス等の耐熱材料からなり
、網状、ノーニカム状、繊維状、多孔質状になっていて
、適宜厚さの通気性を有する固体であって、図示のよう
に円錐形状として伝熱面積が拡大されている。

本発明の実施例は、前記のような構成になっており作用
について説明する。

、２−す（図示省略）から燃焼ガス（α）が放射管（３
）の内部を流通し加熱、昇温して、主にその輻射伝熱に
より炉内の被熱処理物を加熱したのち、燃焼排ガス（α
′）が排ガス路（５）を通り排ガス管ａυ内の熱交換機
構ａＯ内に供給されその顕熱が回収される。

前記燃焼排ガス（α′）は、熱交換機構α〔内に形成さ
れた複数列の熱交換流路（１０α）内にて仕切板αηで
ガイドされた通気固体製の各熱交換手段（イ）を通気し
、ガス出口（イ）から排出される。

この時、多量の残留顕熱を有する燃焼排ガス（α′）は
、対流伝熱により各外管α載各スイーサ（１６１および
前記各熱交換手段のを加熱し、該加熱によって昇温され
た各熱交換手段（イ）は通気方向における上流側、即ち
その内周側により多く熱線を放射しその輻射伝熱により
さらに外管Ｉおよびスに一すα０を加熱する。

一方、大気側から取入れられた燃焼用空気ψ）は、空気
供給装置（図示省略）により空気取入口（ハ）から各内
管ａ５内に送込まれ、点線矢示のように内管（１５内を
流通して下部で折返し内、外管（１５）Ｑ４）間のス／
（イ２ル流路を流通して外管（１４）、スペーサαｅか
らの対流伝熱により予熱され、熱風出口α優から熱風連
結管（財）を経て、例えば、加熱炉（１）のバーナ（図
示省略）へ供給される。

前記熱交換によって、放射管（３）から約１１００℃で
排出される燃焼排ガス（α′）は３００〜４００℃程度
まで降温され、常温の燃焼用空気を８００〜９００℃程
度まで予熱できる。

前記各熱交換手段■は、前記のような通気性固体で円錐
形状に成形され伝熱面積拡大形になっており、燃焼排ガ
ス（α′）の通気方向における上流側、即ち、通気性固
体の内径側により多くの熱線を放射し、その輻射伝熱に
より外管α４の加熱効率が著しく向上される。

（発明の効果） 本発明は、前述のような構成になっており、放射管を加
熱、昇温させた後の燃焼排ガスは、排ガス路を通り連設
された熱交換機構中の複数列の熱交換流路内へ導入され
、各熱交換流路内に配設された通気性固体からなる熱交
換面積拡大形の各熱交換手段を流過して加熱し、該６熱
交換手段は、ガス通気方向の上流側により多くの熱線を
放射して、優れた熱交換効率が得られ燃焼排ガス中の顕
熱回収効率が著しく向上されている。

従ってまた、前記顕熱回収によし燃焼用空気が高温に予
熱され、加熱炉の燃焼用などに利用され、著しく省エネ
される。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種種の設計の改変を施し
りるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は第
１図の要部拡大縦断面図、第３図は第２図の■−■部分
の断面図、第４図は従来例の縦断面図である。 ３：放射管　　　５，１１：排ガス路（排ガス管）１０
：熱交換機構　　１０α：熱交換流路２０：熱交換手段
（通気性固体） 復代理人　弁理士　岡　本　重　文 外２名 第１図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射管の内部に燃焼ガスを流通して該放射管を加熱、昇
   温させて、主に該放射管からの輻射伝熱によつて炉内の
   被熱処理物を加熱する加熱炉において、前記放射管の燃
   焼排ガス排出側に連結されている排ガス路に熱交換機構
   を内装して連設し、該熱交換機構内に設けられた複数列
   の燃焼排ガスの熱交換流路内にそれぞれ通気性固体から
   なる伝熱面積拡大形の熱交換手段を配設したことを特徴
   とする放射管の廃熱回収装置。