TWI453362B - 蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造 - Google Patents

Description

蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造

本發明係關於一種於燃燒用空氣與排氣交替流通之燃燒器用氣體通路上，具備自排氣回收熱並利用所回收之熱加熱燃燒用空氣之蓄熱材的蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造。

例如，專利文獻1之「蓄熱式燃燒器中之燃料之預熱機構」係設為使蓄熱式燃燒器中自燃料供給源至燃料噴出部之燃料路徑經由藉由蓄熱體之蓄熱部構成之熱交換部的構成，且設為藉由蓄熱部之熱交換部將來自燃料供給源之燃料預熱後使其自燃料噴出部噴出之構成。

又，專利文獻2之「蓄熱裝置及蓄熱式燃燒器」為用於改善加熱爐之熱轉換效率之蓄熱裝置，於收納有蓄熱體之蓄熱體收容容器之排氣入口側空間具備阻擋塊(barrier block)，且於排氣出口側空間具備空氣供給噴嘴，藉由阻擋塊將燃燒排氣分散而供給至蓄熱體，並且藉由空氣供給噴嘴將燃燒用空氣局部地集中而供給至蓄熱體。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2000-97427號公報

[專利文獻2]日本專利特開平9-178162號公報

以蓄熱式燃燒器之燃燒火焰進行加熱之爐內成為約1300度之高溫。蓄熱部係抽吸來自爐內之高溫之排氣。因此，蓄熱部為了與爐內同樣地具備耐火性，必須以可耐受排氣之溫度之充分厚之耐火物覆蓋收容於蓄熱部內之蓄熱材之外側。

於以一般之不定形耐火物覆蓋蓄熱材之情形時，必需要模組裝、耐火物之澆注、乾燥等複數個步驟，並且作業繁雜，因此有耗費施工時間之同時作業費用亦增多之問題。又，耐火物必需要為可耐受排氣之溫度之充分的厚度，因此有蓄熱部之尺寸變大，必需要寬廣之設置空間之問題。

本發明係鑒於上述習知之問題而發明者，其目的在於提供一種易於施工，可於短時間內且以低價格之方式加以製作，且以小型之形態在節省的空間內加以設置之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造。

本發明之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造係於燃燒用空氣與排氣以交替之方式流通之燃燒器用氣體通路上，設置有殼體，而於該殼體收容有自排氣將熱加以回收並利用所回收之熱加熱燃燒用空氣之蓄熱材，其特徵在於：於上述殼體設置有封閉構件，而該封閉構件係形成燃燒用空氣或排氣朝向上述蓄熱材流通之中央區域，並且藉由將該中央區域之周圍加以包圍之配置而形成阻礙燃燒用空氣或排氣朝向該殼體之內面側附近之該蓄熱材流通的外周區域。

上述蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之特徵在於：上述蓄熱 材係為填充於上述殼體內部之多數個球體，上述殼體係於兩端部具有與上述燃燒器用氣體通路連通之開口部，於該等開口部之至少一方設置有將上述球體收容於上述殼體內部之格柵，上述封閉構件係為於上述開口部之間自上述殼體之內面向該殼體之內側突出且將上述球體保持於上述外周區域之複數個突出壁。

上述蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之特徵在於：上述蓄熱材係為具有沿著燃燒用空氣或排氣所流通之方向之多數個通孔之蜂窩狀的塊狀體，上述封閉構件係為於上述塊狀體之兩端位置自上述殼體之內面向該殼體之內側突出且封閉位於上述外周區域之通孔之封閉壁。

又，本發明之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造係於燃燒用空氣與排氣以交替之方式流通之燃燒器用氣體通路上，設置有殼體，而於該殼體收容有自排氣將熱加以回收並利用所回收之熱加熱燃燒用空氣之蓄熱材，其特徵在於：於上述殼體設置有使燃燒用空氣或排氣朝向該殼體內流入之開口部，且於上述殼體之上述開口部之周邊部位設置有縮小該開口部之口徑之封鎖部，而該封鎖部係用於在該殼體內，形成燃燒用空氣或排氣朝向上述蓄熱材流通之中央區域，並且藉由將該中央區域之周圍加以包圍之配置而形成阻礙燃燒用空氣或排氣朝向該殼體之內面側附近之該蓄熱材流通的外周區域。

上述封鎖部之特徵在於：其係藉由將形成上述燃燒器用氣體通路之具有厚度之通路形成部，接合於該殼體之上述開口部之周邊部位而形成。

上述封鎖部之特徵在於：其係藉由將設置於上述殼體之上述開口部之周邊部位的格柵之孔加以堵塞而形成。

本發明之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造易於施工，可於短時間內且廉價地製作，並且為小型之形態而可省空間地設置。

1‧‧‧燃燒器用氣體通路

2‧‧‧蓄熱部

3‧‧‧球狀蓄熱材

4‧‧‧殼體

5‧‧‧連結管部

6‧‧‧格柵

7‧‧‧燃料供給口

8‧‧‧通路形成部

8a‧‧‧通路形成部之端部(封鎖部)

9‧‧‧周壁部

9a‧‧‧周壁部內面

10‧‧‧密封壁部(底部)

11‧‧‧蓄熱材收容部

12‧‧‧腔室

13‧‧‧吸排氣管部

14‧‧‧突出壁(封閉構件)

15‧‧‧下部開口

16‧‧‧上部開口

17‧‧‧由蜂窩狀之塊狀體所形成之蓄熱材

17a‧‧‧通孔

18‧‧‧格柵

19‧‧‧外周凸緣

20‧‧‧蓋(封鎖部)

B‧‧‧蓄熱式燃燒器

CA‧‧‧中央區域

OA‧‧‧外周區域

圖1係表示本發明之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之較佳之一實施形態的縱剖面圖。

圖2係表示於圖1所示之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造中之蓄熱部填充有球狀蓄熱材之情況的局部放大立體圖。

圖3係表示本發明之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之變形例的縱剖面圖。

圖4係表示於圖3所示之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造中之蓄熱部設置有以蜂窩狀之塊狀體構成之蓄熱材之情況的局部放大立體圖。

圖5係表示本發明之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之其他變形例的縱剖面圖。

圖6係表示本發明之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之進而其他變形例的縱剖面圖。

圖7係表示本發明之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之進而其他變形例的縱剖面圖。

圖8係表示本發明之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之進而其他變形例的縱剖面圖。

以下，參照隨附圖式對本發明之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之較佳實施形態進行詳細說明。

圖1係本實施形態之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之縱剖面圖。本實施形態之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造係設置於設於蓄熱式燃燒器B且將爐內與爐外連通之燃燒器用氣體通路1，並配備於與燃料混合而於爐內產生燃燒火焰之燃燒用空氣與自爐內排出之排氣交替流通之蓄熱部2。蓄熱部2係於殼體4內收容自爐內排出之排氣回收熱並利用所回收之熱加熱燃燒用空氣之形成為球體狀的蓄熱材(以下，稱為球狀蓄熱材)3而構成。

如圖1所示，蓄熱部2具備：殼體4，其與形成連接於爐之蓄熱式燃燒器B之燃燒器用氣體通路1之一部分的連結管部5接合；多數個球狀蓄熱材3，其等填充於殼體4內；及耐熱性之格柵6，其形成有多數個孔，確保氣體之流通並將多數個球狀蓄熱材3保持於殼體4內部。格柵6所具有之多數個孔分別較球狀蓄熱材3之外形尺寸小。

連結管部5係使用與爐同樣之不定形耐火物而形成燃燒器用氣體通路1。於連結管部5，設置有用於自外部向燃燒器用氣體通路1供給燃料之燃料供給口7。連結管部5之由不定形耐火物所形成之通路形成部8係以可耐受自爐排出之高溫之排氣之溫度的方式充分厚地形成，且其端部朝向下方開放。燃料供給口7之位置為一例，當然亦可將燃料供給口7設置於其他位置。

殼體4係由鋼板形成。殼體4接合於連結管部5之朝向下方開放之端部。殼體4具有周壁部9及封閉其下端之密封壁部(圖示中為底部)10。

殼體4內由以形成為水平面之方式固定於周壁部9之格柵6上下分隔。於格柵6之上側，形成有收容蓄熱材3之蓄熱材收容 部11，於格柵6之下側，形成有空洞之腔室12。格柵6配置於與密封壁部(底部)10隔開適於燃燒用空氣及排氣之流通之空間的高度位置。於形成腔室12之周壁部9設置有吸排氣管部13，該吸排氣管部13於水平方向突出，將腔室12內與殼體4外連接，且構成燃燒器用氣體通路1。

於殼體4之構成蓄熱材收容部11之部位，設置有自周壁部9之內面9a向殼體4之內側突出且於上下方向彼此隔開間隔而配置之複數個突出壁14。

圖2係表示於蓄熱部2填充有球狀蓄熱材3之情況之局部放大立體圖。本實施形態中，形成有4片突出壁14。圖2中，顯示出其中之2片突出壁14。如圖2所示，各突出壁14係以包圍周壁部9之內側之中央區域CA之方式形成為環狀形態之支架狀。

於4片突出壁14中之位於最下方之突出壁14，自下方抵接有格柵6。位於最上方之突出壁14設置於周壁部9之上緣。於最上方之突出壁14與最下方之突出壁14之間，以大致等間隔配置有2片突出壁14。各突出壁14彼此之間的間隔設定為較球狀蓄熱材3之外形尺寸大。

突出壁14之片數為包括最上方之突出壁14與最下方之突出壁14在內之片數。突出壁14之形狀並不限於板狀，只要可發揮同樣之作用，則可為任意形態。

蓄熱部2係以殼體4之最上方之突出壁14抵接於連結管部5之通路形成部8之朝向下方開放之端部的狀態，經由外周凸緣19而連結於該端部。於與連結管部5連結之殼體4之蓄熱材收容部11內，自上方填充並收容多數個球狀蓄熱材3至格柵6上。蓄熱材3均 勻地填充於自突出壁14間之空間至中央區域CA為止之整體。所填充之球狀蓄熱材3之移動由4片突出壁14限制，因此可將球狀蓄熱材3更確實地保持於位於上下之突出壁14間。

於連結管部5與吸排氣管部13之間流通之燃燒用空氣及排氣係於以由最下方之突出壁14所形成之下部開口15、與由最上方之突出壁14所形成之上部開口16作為兩端的蓄熱材收容部11內之中央區域CA中流通(圖中，以氣體流通方向表示)。另一方面，於在中央區域CA之外側以包圍中央區域CA之周圍之配置而形成之外周區域OA中，一旦使燃燒用空氣或排氣進入彼此相鄰之突出壁14間，則壓力便穩定，故而之後可阻礙外周區域OA中之燃燒用空氣或排氣之流通。因此，燃燒用空氣或排氣不會繞入外周區域OA中藉由突出壁14而保持在各突出壁14間之蓄熱材3、即殼體4之內面9a側附近之蓄熱材3間。因此，外周區域OA之蓄熱材3及殼體4不會被加熱為高溫。阻礙燃燒用空氣或排氣向外周區域OA流通之突出壁14相當於封閉構件。

根據本實施形態之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造，藉由設置於殼體4內之突出壁14而使燃燒用空氣及排氣不向外周區域OA流通，因此可使填充於突出壁14間之蓄熱材3作為隔熱材而發揮作用。尤其因於周壁部9之內面9a側設置有複數個突出壁14，故可限制球狀蓄熱材3之移動，並且可阻止外周區域OA中之燃燒用空氣及排氣之流通，而可抑制殼體4之內面9a側附近之溫度上升。

由於外周區域OA及殼體4不會成為高溫，故而可不使用不定形耐火物，而使用較不定形耐火物為輕量且小型之鋼製之殼體4形成蓄熱部2。即，於使用不定形耐火物之情形時，必需要模組裝、耐 火物之澆注、乾燥等多數個步驟，並且作業繁雜，而耗費施工時間且作業費用增多，但根據本實施形態之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造，由於不使用耐火物，故而易於施工，可於短時間內且廉價地製作，且為小型之形態而可省空間地設置。

關於本實施形態之具備以包圍中央區域CA之周圍之配置而形成阻礙燃燒用空氣或排氣朝向殼體4之內面9a側附近之球狀蓄熱材3流通之外周區域OA的突出壁14(封閉構件)之構成，於上述專利文獻1及2中無任何揭示或暗示，本實施形態發揮藉由該等專利文獻1及2之任一者均無法獲得之有利之作用效果。

又，由於將與供燃燒用空氣及排氣流通之中央區域CA相同之球狀蓄熱材3填充於不流通燃燒用空氣及排氣之外周區域OA，而對殼體4之周壁部9附近進行隔熱，故而更易於施工及構件管理，亦可抑制成本。

於上述實施形態中，對使用形成為球體狀之蓄熱材3作為蓄熱材之例進行了說明，但並不限於此。於圖3及圖4顯示出變形例。圖3係表示使用由蜂窩狀之塊狀體所形成之蓄熱材之蓄熱部的縱剖面圖。如圖3所示，作為蓄熱材，亦可使用由蜂窩狀之塊狀體所形成之蓄熱材(以下，稱為蜂窩蓄熱材)17，該蜂窩狀之塊狀體具有沿燃燒用空氣或排氣流通之方向且剖面形成為蜂窩狀之多數個通孔17a。

於使用蜂窩蓄熱材17之情形時，不使用格柵6，且於最上方與最下方之2片突出壁14間配置蜂窩蓄熱材17即可。圖4係表示於蓄熱部2具備蜂窩蓄熱材17之狀態之圖。於此情形時，在蜂窩蓄熱材17之於燃燒用空氣或排氣流通之方向(以氣體流通方向表示)之兩端部，如圖4所示，位於外周區域OA之通孔17a由上下2片突出壁 14封閉，因此外周區域OA中不流通燃燒用空氣或排氣。因此，蜂窩蓄熱材17所具有之於殼體4之內面9a側附近處經封閉之通孔17a形成空氣隔熱層，故而可防止外周區域OA之蜂窩蓄熱材17及殼體4被加熱為高溫。

圖5及圖6進而顯示出其他變形例。圖5係表示使用球狀蓄熱材且燃燒用空氣等沿水平方向流通之蓄熱部之縱剖面圖。圖6係表示使用蜂窩蓄熱材且燃燒用空氣等沿水平方向流通之蓄熱部之縱剖面圖。

於上述實施形態中，對燃燒用空氣及排氣沿上下方向流通之情形進行了說明，但如圖5及圖6所示，亦能夠以使燃燒用空氣及排氣自燃燒器用氣體通路1至吸排氣管部13沿水平方向流通之方式水平配置蓄熱部2。此時，於使用球狀蓄熱材3作為蓄熱材之情形時，較理想為於爐側(圖中右側)之開口亦具備格柵18。

設置於爐側之開口之上述格柵18亦具有耐熱性，且形成有多數個較球狀蓄熱材3之外徑尺寸小之孔。

又，於使用球狀蓄熱材3之情形時，較理想為在以上下為縱向之殼體4內填充球狀蓄熱材3之後，朝向水平橫向而進行安裝。但並不限於此，亦可於將殼體4水平橫向放置時預先形成朝上方開口之填充用開口，使球狀蓄熱材3自該填充用開口落入殼體4內而進行填充。可如上述實施形態(參照圖1)所說明般，該殼體4係可以鉛垂為縱向地設置。

圖7中進而顯示出其他變形例。圖7係該變形例之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之縱剖面圖。該變形例係於殼體4僅設置有最上方之突出壁14與最下方之突出壁14之情形。當然即便為此種變形 例，亦發揮與上述實施形態同樣之作用效果。

圖8中進而顯示出其他變形例。圖8係該變形例之蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造之縱剖面圖。該變形例中，未於殼體4設置作為閉鎖構件之突出壁14。

與上述實施形態同樣地，於殼體4設置有使燃燒用空氣或排氣朝向該殼體4內流入之上部開口16及下部開口15。該變形例中，於殼體4之該等上部開口16及下部開口15之周邊部位，設置有縮小該等開口15、16之口徑之封鎖部。

圖示例中，上部開口16之封鎖部係藉由將形成燃燒器用氣體通路1且具有厚度之通路形成部8接合於殼體4之上部開口16之周邊部位而形成。具體而言，具有厚度之通路形成部8之端部8a沿周向堵塞殼體4之上部開口16之口緣部分，而縮小上部開口16之口徑。另一方面，下部開口15之封鎖部係由環狀之蓋20而形成，該環狀之蓋20在位於殼體4之下方之格柵6之上端位置，沿周向堵塞殼體4之下部開口15之口緣部分，而縮小下部開口15之口徑。

該等封鎖部發揮與上述實施形態之突出壁同樣之作用。即，作為封鎖部之通路形成部8及蓋20係使殼體4內，形成供燃燒用空氣或排氣朝向球狀蓄熱材3流通之中央區域CA，並且以包圍中央區域CA之周圍之配置而形成阻礙燃燒用空氣或排氣朝向殼體4之內面側附近之球狀蓄熱材3流通的外周區域OA。

即便為此種變形例，亦由於外周區域OA中不流通燃燒用空氣及排氣，故而可使填充於通路形成部8之端部8a與環狀之蓋20之間的蓄熱材3作為隔熱材發揮作用，從而可獲得與上述實施形態同樣之作用效果。該變形例中，由於無需於殼體4設置突出壁，故而較 上述實施形態更易於施工，可於更短時間內且更廉價地製作，並且為小型之形態而可省空間地設置。

當然亦可將該等圖7及圖8所示之變形例應用於蜂窩蓄熱材17。

1‧‧‧燃燒器用氣體通路

2‧‧‧蓄熱部

3‧‧‧球狀蓄熱材

4‧‧‧殼體

5‧‧‧連結管部

6‧‧‧格柵

7‧‧‧燃料供給口

8‧‧‧通路形成部

9‧‧‧周壁部

9a‧‧‧周壁部內面

10‧‧‧密封壁部(底部)

11‧‧‧蓄熱材收容部

12‧‧‧腔室

13‧‧‧吸排氣管部

14‧‧‧突出壁(封閉構件)

15‧‧‧下部開口

16‧‧‧上部開口

19‧‧‧外周凸緣

B‧‧‧蓄熱式燃燒器

CA‧‧‧中央區域

OA‧‧‧外周區域

Claims (1)

1. 一種蓄熱式燃燒器之蓄熱部構造，其於燃燒用空氣與排氣以交替之方式流通之燃燒器用氣體通路上，設置有殼體，而於該殼體收容有自排氣將熱加以回收並利用所回收之熱加熱燃燒用空氣之蓄熱材，其特徵在於：於上述殼體設置有封閉構件，而該封閉構件係形成燃燒用空氣或排氣朝向上述蓄熱材流通之中央區域，並且藉由將該中央區域之周圍加以包圍之配置而形成阻礙燃燒用空氣或排氣朝向該殼體之內面側附近之該蓄熱材流通的外周區域，且上述蓄熱材係為填充於上述殼體內部之多數個球體，上述封閉構件係為自上述殼體之內面朝向該殼體之內側而突出之複數個環狀型態之突出壁，該殼體之兩端部之該突出壁係形成與上述燃燒器用氣體通路連通之開口部，而在該殼體兩端部之上述開口部之間，該突出壁係用於將上述球體之移動加以限制並且保持於上述外周區域，而以比該球體之外型尺寸更寬廣的間隔相互地加以隔開。