(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１支持板と、
前記第１支持板に交差して載置される第２支持板とを備え、
少なくとも前記第１支持板に所定間隔で複数のガイド溝を形成し、
前記第２支持板を前記ガイド溝でガイドすることにより、隣接する第２支持板の間に形成される隙間を載置する蓄熱材の落下を防止可能な値としたことを特徴とする蓄熱材用支持台。
【請求項２】
前記第１支持板と前記第２支持板とは、前記第１支持板に形成したガイド溝の底面側で溶接一体化したことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱材用支持台。
【請求項３】
前記第１支持板及び前記第２支持板を互いに交差するように組み立てた状態で周囲をガイドする矩形状の枠体をさらに備え、
前記枠体には、２組の対向壁のうち、一方の対向壁の上部から第１係合溝をそれぞれ形成し、他方の対向壁の下部から第２係合溝をそれぞれ形成し、
前記第１支持板の両端部に、前記第１係合溝に支持される第１係合部をそれぞれ形成し、
前記第２支持板の両端部に、前記第２係合溝に支持される第２係合部をそれぞれ形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄熱材用支持台。
【請求項４】
前記支持板で支持する蓄熱材は球状であり、
前記支持板のうち、隣接する支持板の間隔を、前記蓄熱材の直径に対して４５〜８５％としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄熱材用支持台。
【請求項５】
前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄熱材用支持台と、
前記蓄熱材用支持台に支持される蓄熱材とを、流体通路に配置し、
前記流体通路に、前記蓄熱材が位置する上方側から高温ガスを供給し、前記蓄熱材用支持台が位置する下方側から低温ガスを供給するようにしたことを特徴とする蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱材が載置される蓄熱材用支持台、及び、この蓄熱材用支持台を備えた蓄熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄熱装置として、蓄熱材用支持台に、例えばアルミナボール等の蓄熱材を多数載置し、上方側から高温の排気ガスを通過させて蓄熱材に吸熱し、下方側から低温の空気を供給して前記蓄熱材から放熱させることにより、その熱を例えば燃焼用空気の予熱に利用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、蓄熱材用支持台として、図７に示すように、複数枚の支持板２１を所定間隔（蓄熱材が落下しない間隔）で並設し、各支持板２１に形成した貫通孔２２に棒材２３を挿通し、支持板２１と棒材２３とを溶接一体化したものが知られている。
【０００４】
また、他の蓄熱材用支持台として、ハニカム構造のものが知られている（例えば、特許文献２、３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第３１８２０４５号公報
【特許文献２】特開平７−１２７９８３号公報
【特許文献３】実用新案登録第２５９８６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者の蓄熱材用支持台では次のような問題点がある。
【０００７】
（１）支持板と棒材とを溶接により一体化しているが、溶接作業時、支持板の位置がずれることがあり、支持板の間隔を適正な値に維持できないことが多い。つまり、歩留まりが悪い。
【０００８】
（２）支持板の間隔がずれないように、各支持板を治具等で位置決めしておく必要がある。また、全ての支持板と棒材との間を溶接する必要があり、溶接箇所が多くなる上、ノロ取りの手間もかかる。つまり、加工性が悪い。
【０００９】
（３）溶接箇所と蓄熱材が載置される位置とが近いため、溶接箇所が熱影響を受けやすい。この結果、熱収縮により溶接箇所が損傷する可能性が高い。そして、溶接箇所が損傷すれば、支持板の間隔がずれ、使用中に蓄熱材が落下する恐れが生じる。つまり、耐久性に乏しい。
【００１０】
（４）歩留まりの悪さ、及び、加工性の悪さ等が原因で、加工コストがかかる。
【００１１】
また、後者の蓄熱材用支持台では製造が困難でコストがかかる。
【００１２】
そこで、本発明では、簡単かつ安価な構造で、加工性に優れ、使用時にも損傷等の不具合が発生しにくい蓄熱材用支持台及び蓄熱装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、蓄熱材用支持台を、第１支持板と、前記第１支持板に交差して載置される第２支持板とを備えた構成とし、少なくとも前記第１支持板に所定間隔で複数のガイド溝を形成し、前記第２支持板を前記ガイド溝でガイドすることにより、隣接する第２支持板の間に形成される隙間を載置する蓄熱材の落下を防止可能な値としたものである。
【００１４】
この構成により、蓄熱材を支持する第２支持板の間隔が第１支持板に形成されるガイド溝の間隔によって決定される。したがって、第２支持板の間隔を正確に所望の値とすることができる。また、第１支持板と第２支持板を必ずしも溶接一体化する必要がなくなる。したがって、加工性が向上し、歩留まりがよくなる。また、ガイド溝はプレス加工等により簡単に形成することができるので、製作コストを抑制することができる。
【００１５】
前記第１支持板と前記第２支持板とは、前記第１支持板に形成したガイド溝の底面側で溶接一体化するのが好ましい。
【００１６】
この構成により、載置される蓄熱材から離れた位置で溶接一体化することができ、排気ガス等の高温ガスは蓄熱材側から供給されるので、溶接箇所が熱影響を受けにくい。したがって、損傷しにくく、長期に亘って使用することが可能となる。また、溶接箇所が損傷したとしても、第２支持板がガイド溝によってガイドされているので、位置ずれする心配もない。
【００１７】
前記第１支持板及び前記第２支持板を互いに交差するように組み立てた状態で周囲をガイドする矩形状の枠体をさらに備え、前記枠体には、２組の対向壁のうち、一方の対向壁の上部から第１係合溝をそれぞれ形成し、他方の対向壁の下部から第２係合溝をそれぞれ形成し、前記第１支持板の両端部に、前記第１係合溝に支持される第１係合部をそれぞれ形成し、前記第２支持板の両端部に、前記第２係合溝に支持される第２係合部をそれぞれ形成するのが好ましい。
【００１８】
この構成により、第１支持板及び第２支持板を枠体でガイドすることができるので、全体の剛性が高まり、強固な構造とすることが可能となる。また、第２支持板は第１支持板と枠体とで上下からサンドイッチされた状態で支持されることになる。つまり、蓄熱材を直接支持する第２支持板の取付状態を強固なものとすることができ、安定した支持構造を得ることができる。
【００１９】
前記支持板で支持する蓄熱材は球状であり、前記支持板のうち、隣接する支持板の間隔を、前記蓄熱材の直径に対して４５〜８５％、好ましくは６０〜７０％、最適には６５％とすればよい。
【００２０】
この構成により、蓄熱材の支持状態を安定させることができる。
【００２１】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、蓄熱装置を、前記蓄熱材用支持台と、前記蓄熱材用支持台に支持される蓄熱材とを、流体通路に配置し、前記流体通路に、前記蓄熱材が位置する上方側から高温ガスを供給し、前記蓄熱材用支持台が位置する下方側から低温ガスを供給する構成としたものである。
【００２２】
なお、前記支持板すなわちガイド溝の間隔は、蓄熱材のサイズに応じて適宜選択すればよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、第１支持板に所定間隔でガイド溝を形成し、このガイド溝で第２支持板を支持するようにしたので、簡単かつ安価な構成であるにも拘わらず、蓄熱材を支持する第２支持板の間隔を正確に位置決めすることができる。また、第１支持板と第２支持板を必ずしも一体化しておく必要がなくなり、加工性が向上し、歩留まりもよくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る蓄熱材用支持台１を示す。この蓄熱材用支持台１は、第１支持板２、第２支持板３、及び、枠体４で構成されている。
【００２６】
第１支持板２は、図２に示すように、略矩形状の板状体（例えば、フラットバー）からなり、一側縁部には所定間隔でガイド溝５が形成され、両端部には第１係合部６が設けられている。ガイド溝５には第２支持板３が配置され、その間隔は後述するように蓄熱材１１を支持可能な値とされる。第１支持板２の両端には第１係合部６が設けられている。第１支持板２はプレス加工され、その際、ガイド溝５及び第１係合部６も同時に加工される。したがって、金型精度を高めれば、ガイド溝５の位置を高精度で得ることができる。そして、量産できるので、安価に作成することが可能となる。
【００２７】
第２支持板３は、図２に示すように、前記第１支持板２と同様に、プレス加工により形成可能な略矩形状の板状体（例えば、フラットバー）からなり、両端部には第２係合部７が設けられている。第２支持板３は前記第１支持板２に交差（ここでは直交）し、前記ガイド溝５にガイドされるように配置される。この状態では、第２支持板３の間隔は、前述のように形成されたガイド溝５によって高精度に得ることができる。この場合、隣接する第２支持板３の間隔は、載置する蓄熱材１１が球状であれば、その直径の４５〜８５％、好ましくは６０〜７０％、最適には６５％とする。これにより、蓄熱材１１を落下させることなく安定した状態で載置することが可能となる。また、第１支持板２の上縁部と第２支持板３の上縁部とは同一面内に位置している。但し、必要に応じて第２支持板３の上縁部を第１支持板２よりも上方に位置させることも可能である。また、第２支持板３の上縁部は必ずしも同一平面内に位置させる必要はなく、例えば、凹面状に配置できるように高さを変えてもよい。
【００２８】
枠体４は、図２に示すように、４枚の板状体を組み合わせたもので、２組の対向壁のうち、一方の対向壁（第１側壁８ａ及び第２側壁８ｂ）の上部には前記第１支持板２の第１係合部６が係合する第１係合溝９がそれぞれ形成され、他方の対向壁（第３側壁８ｃ及び第４側壁８ｄ）の下部には前記第２支持板３の第２係合部７が係合する第２係合溝１０がそれぞれ形成されている。
【００２９】
前記構成の蓄熱材用支持台１は次のようにして組み立てる。
【００３０】
まず、第１支持板２を、そのガイド溝５を形成された側縁部が上部に位置するようにして間隔を開けて配置する（ここでは、３枚並設する。）。そして、第２支持板３を前記第１支持板２に交差させて載置し、前記ガイド溝５に位置させる。これにより、第１支持板２が整列され、２枚目以降の第２支持板３の配置が容易となる（ここでは、１１枚配置する。）。
【００３１】
その後、枠体４を構成する板状体のうち、第２対向壁の一方（例えば、第３側壁８ｃ）を各第２支持板３の一端側に配置し、第２支持板３の第２係合部７を第２係合溝１０に係合する。これにより、各第２支持板３の長手方向の位置を揃えることができる。また、第１対向壁の一方（例えば、第１側壁８ａ）を第１支持板２の一端側に配置し、第１係合部６を第１係合溝９に位置させる。そして、第１側壁８ａに第３側壁８ｃの端面を当接させ、当接部分を溶接一体化する。これにより、第１支持板２と第２支持板３の間に所望の位置関係を得ることができる。さらに、第２側壁８ｂ及び第４側壁８ｄを取り付け、各側壁８ａ〜８ｄの当接部分を溶接一体化することにより蓄熱材用支持台１を完成する。また、必要に応じて第１支持板２のガイド溝５の底面側で第２支持板３を溶接一体化する。ここでは、支持板同士の溶接箇所は、図４に示すように、ガイド溝５の最も深い位置としている。但し、溶接位置は必ずしも全ての支持板間で行う必要はなく、全体の強度を考慮して適宜必要な箇所で行うようにすればよい（図４では、２つおきに溶接している。）。
【００３２】
以上のようにして蓄熱材用支持台１が完成する。この蓄熱材用支持台１によれば、第１支持板２のガイド溝５に第２支持板３を位置させるだけで、第２支持板３の間隔を蓄熱材１１を支持可能な値とすることができる。そして、第１支持板２と第２支持板３とは必ずしも溶接により一体化しておく必要がない。このため、溶接及びその後のノロ取り（「ノロ」と呼ばれる金属酸化物、ＳｉＯ２等からなる不純物を除去すること）が不要となる。したがって、非常に加工性に優れ、しかも精度良く作成することができる。
【００３３】
なお、前記実施形態では、図３及び図４に示すように、蓄熱材１１の直径をφＡ、第２支持板３の厚みをＢ、隣接する第２支持板３の間隔をＣ、第１支持板２の厚みをＤとしたとき、寸法Ｃの基準値ＣＨ、寸法Ｃの許容範囲ＣＰ、寸法Ｂの許容範囲ＢＰ、寸法Ｄの許容範囲ＤＰを次のように決定した。
【００３４】
【数１】
0004628891.tif 000002
【００３５】
また、前記実施形態では、枠体４により第１支持板２及び第２支持板３をガイドするようにしたが、第１支持板２及び第２支持板３を交差させた状態で組み立てたものを炉等に設置するようにすることも可能である。また、各支持板２、３の長さ寸法を異ならせることにより、円形、多角形等、種々の平面形状を取ることも可能であり、支持板２、３の高さ寸法も自由に設定できる。さらに、配置する通路の断面形状に合わせて、蓄熱材用支持台１を複数組み合わせて設置することも可能である。
【００３６】
前記構成の蓄熱材用支持台１には蓄熱材１１が載置され、蓄熱装置１２として利用される。この場合、載置する蓄熱材１１が側方に転がり落ちる等の不具合のないように、例えば、第１支持板２及び第２支持板３の高さ寸法に比べて枠体４の高さ寸法を大きくすることにより、蓄熱材１１を収容可能な凹状の空間を形成するようにしてもよい。また、このような凹状の空間は、前述のように、第２支持板３の高さ寸法を異ならせ、例えば、第２支持板３の上縁部が位置する面を凹状とすることよっても実現可能である。
【００３７】
前記蓄熱装置１２は、例えば、図５に示す蓄熱式バーナ装置１３（詳しくは、特許第３１８２０４５号公報を参照のこと）に組み込まれて次のように機能する。
【００３８】
すなわち、蓄熱式バーナ装置１３の排気通路１４の途中に蓄熱材用支持台１を設置し、その上方に蓄熱材１１を載置する。これにより、バーナを介して排出される炉内の高温ガス（図５中、高温ガスの流動方向を実線の矢印で示す。）が蓄熱材１１を通過して吸熱された後、蓄熱材用支持台１を通って外部へと排出される。したがって、支持板２、３同士の溶接箇所には蓄熱材１１で吸熱されて温度低下した空気が流動することになる。このため、溶接箇所が損傷しにくく、長期に亘って良好な状態を維持することが可能である。また、バーナの予熱時には、外気を取り入れた空気（図５中、外気の流動方向を点線の矢印で示す。）を蓄熱材用支持台１から蓄熱材１１を通過させ、蓄熱材１１から放熱させることにより加熱して供給する。
【００３９】
なお、前記実施形態では、第１支持板２にのみガイド溝５を形成するようにしたが、図６に示すように、第２支持板３の対応する位置にガイド溝１５を形成することにより、両者を互いに係合するようにしてもよい。これによれば、第１支持板２と第２支持板３を組み付けるだけで、両者の位置関係を所望の状態とすることが可能となる。したがって、枠体４は必ずしも必要ではない。但し、蓄熱式バーナ装置等に組み付けるまでは、図示しない治具等で両支持板２、３を一体化しておくか、溶接等で仮固定しておくのが好ましい。また、第２支持板３に形成するガイド溝１５の深さは、第１支持板２の位置ずれを防止可能な程度であれば十分である。また、第２支持板３にガイド溝１５を形成する場合、第１支持板２と第２支持板３との溶接箇所は、第２支持板３の下縁部（ガイド溝１５の入口側：図６中、「溶接箇所」と記載）とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係る蓄熱材用支持台の斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】図１の部分平面図である。
【図４】図３の正面断面図である。
【図５】図１に示す蓄熱材用支持台を蓄熱式バーナ装置に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図６】第１支持板と第２支持板の組み付け例を示す部分斜視図である。
【図７】従来例に係る蓄熱材用支持台を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…蓄熱材用支持台
２…第１支持板
３…第２支持板
４…枠体
５…ガイド溝
６…第１係合部
７…第２係合部
８ａ〜８ｄ…側壁
９…第１係合溝
１０…第２係合溝
１１…蓄熱材
１２…蓄熱装置
１３…蓄熱式バーナ装置
１４…排気通路
１５…ガイド溝
【図１】
0004628891.tif 000003
【図２】
0004628891.tif 000004
【図３】
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【図４】
0004628891.tif 000006
【図５】
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【図６】
0004628891.tif 000008
【図７】
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