(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール状蓄熱体を充填した蓄熱部内を給排気がほぼ水平方向に通過する構造を有するリジェネレイティブバーナにおいて、前記蓄熱部の上部側に耐熱性の通気邪魔手段を蓄熱体容積減少に伴って低下する蓄熱体の充填高さに応じて上下動可能に設け、この通気邪魔手段は、間隔をおいて設置した一対の板状体から構成し、夫々の板状体の下部には傾斜部を対向させて突設したことを特徴とするリジェネレイティブバーナにおける蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構
【請求項２】
一対の板状体を結合してホッパー状の構成としたことを特徴とする請求項１に記載のリジェネレイティブバーナにおける蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構
【請求項３】
ボール状蓄熱体を充填した蓄熱部内を給排気がほぼ水平方向に通過する構造を有するリジェネレイティブバーナにおいて、前記蓄熱部の上部側に耐熱性の通気邪魔手段を蓄熱体容積減少に伴って低下する蓄熱体の充填高さに応じて上下動可能に設け、この通気邪魔手段は、厚いブロック状の構成としたことを特徴とするリジェネレイティブバーナにおける蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構
【請求項４】
ボール状蓄熱体を充填した蓄熱部内を給排気がほぼ水平方向に通過する構造を有するリジェネレイティブバーナにおいて、前記蓄熱部の上部から下方に耐熱性の通気邪魔板を突設し、この通気邪魔板の下端は、設計上予想される蓄熱体の減少による最低充填高さよりも下方に位置させることを特徴とするリジェネレイティブバーナにおける蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱体を充填した蓄熱部内を給排気がほぼ水平方向に通過する構造を有するリジェネレイティブバーナにおける蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構、特に蓄熱体の容積減少による熱回収効率の低下を抑制する機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リジェネレイティブバーナシステムは、内部の給排気流路中にアルミナボール等の蓄熱体を充填した蓄熱部を設けたバーナの２台を一組として交互に切換燃焼を行わせることで、蓄熱部内の蓄熱体により廃熱回収を行う高効率の燃焼システムである。
【０００３】
図７，図８はリジェネレイティブバーナにおける蓄熱部、この場合、給排気がほぼ水平方向に通過する蓄熱部の従来の構成例を示すものである。これらの図において符号ａは給排気流路であり、この給排気流路ａ中に通気性の支持体ｂにより蓄熱部ｃが構成され、この蓄熱部ｃ内を通る燃料供給管ｄを構成している。この蓄熱部ｃには上部側に設けた充填口ｅからアルミナボール等の蓄熱体ｆが充填され、充填後、蓋ｇが閉じられる構成である。尚、符号ｈは耐熱壁である。
【０００４】
以上の構成において、図示している側のバーナの燃焼時には、図中実線で示すように蓄熱部ｃには燃焼用空気が右方向に流れ、この際、前のサイクルで蓄熱体ｆに蓄熱された熱が回収されると共に、燃料供給管ｄには燃料が右方向に流れ、下流側において混合されて燃焼が行われる。
【０００５】
一方、図示している側のバーナの燃焼停止時、即ち排気時には、他のバーナ側の燃焼で発生した排気ガスが図中破線で示すように蓄熱部ｃ内を左方向に流れ、この際、蓄熱体ｆに蓄熱が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
蓄熱部ｃに充填された蓄熱体ｆは、充填直後は、図７に示すように、蓄熱部ｃを構成する空間全体に渡って詰まっており、従って給排気流路ａを流れる燃焼用空気又は排気ガスは、必ず蓄熱体ｃが詰まっている部分を流れるため、蓄熱体ｃとの熱交換が良好に行われる。
【０００７】
しかしながら蓄熱体ｆとしてのアルミナボール等は、ａ．振動等による充填密度の向上、ｂ．機械的衝撃やヒートショックによる割れ、ｃ．蓄熱体ｆの表面の摩耗等が原因で容積が減少し、従って充填高さが下降するため、蓄熱部ｃの上部側に蓄熱体ｆが詰まっていない隙間ｉができてしまう。
【０００８】
このような隙間ｉができると、図８に示すように、燃焼用空気又は排気ガスの一部は、蓄熱体ｆが詰まっている空間を流れずに、隙間ｉを通って流れてしまう。これにより蓄熱体ｆと熱交換を行わない燃焼用空気又は排気ガスが一部存在することになり、熱回収効率の低下につながる。
本発明はこのような課題を解決することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明では、ボール状蓄熱体を充填した蓄熱部内を給排気がほぼ水平方向に通過する構造を有するリジェネレイティブバーナにおいて、前記蓄熱部の上部側に耐熱性の通気邪魔手段を蓄熱体容積減少に伴って低下する蓄熱体の充填高さに応じて上下動可能に設け、この通気邪魔手段は、間隔をおいて設置した一対の板状体から構成し、夫々の板状体の下部には傾斜部を対向させて突設したリジェネレイティブバーナにおける蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構を提案する。
【００１０】
通気邪魔手段における一対の板状体は、結合してホッパー状の構成とすることができる。
【００１１】
通気邪魔手段は、また、厚いブロック状の構成とすることができる。
【００１２】
また本発明では、上述した課題を解決するために、ボール状蓄熱体を充填した蓄熱部内を給排気がほぼ水平方向に通過する構造を有するリジェネレイティブバーナにおいて、前記蓄熱部の上部から下方に耐熱性の通気邪魔板を突設し、この通気邪魔板の下端は、設計上予想される蓄熱体の減少による最低充填高さよりも下方に位置させる構成としたリジェネレイティブバーナにおける蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構を提案する。
【００１３】
請求項１〜３に記載の発明においては、上述したような原因により、ボール状蓄熱体の容積が減少して充填高さが下降すると、それと共に板状、ホッパー状やブロック状等の通気邪魔手段も下降する。このため、通気邪魔手段の対応個所以外の部分において蓄熱部の上部側に隙間が生じても、燃焼用空気や排気ガスは通気邪魔手段により隙間に流れるのを邪魔されるため、大部分の燃焼用空気や排気ガスは蓄熱体が詰まっている空間を流れるようにすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明においては、上述したような原因によりボール状蓄熱体の容積が減少して充填高さが下降して、上部側の隙間が生じても、設計上予想されるボール状蓄熱体の減少による最低充填高さまでは、通気邪魔板の下端が、この最低充填高さよりも下方にあり、従って燃焼用空気や排気ガスは通気邪魔板により隙間に流れるのを邪魔されるため、大部分の燃焼用空気や排気ガスはボール状蓄熱体が詰まっている空間を流れるようにすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図１〜図６を参照して説明する。
図１、図２は本発明に係る熱回収効率低下抑制機構の第１の実施の形態を示すものである。図において、符号１は給排気流路であり、この給排気流路１中に通気性の支持体２により、給排気がほぼ水平方向に通過する蓄熱部３が構成されており、そして蓄熱部３を通る燃料供給管４を構成している。この蓄熱部３には上部側に設けた充填口５からアルミナボール等の蓄熱体６が充填され、充填後、蓋７が閉じられる構成としている。尚、符号８は耐熱壁である。
【００１６】
そして蓄熱部３の上部側の充填口５には、通気邪魔手段として、一対の耐熱性の板状体９ａ，９ｂを上下動可能に構成しており、これらの板状体９ａ，９ｂは、夫々下部に傾斜部１０ａ，１０ｂを対向させて突設した構成としている。そしてこれらの一対の板状体９ａ，９ｂは結合してホッパー状の構成としている。これらの一対の板状体９ａ，９ｂは、蓄熱部３の上部側において、流路の横断方向に拡がっているものである。
【００１７】
以上の構成において、蓄熱部３には上部側の充填口５からアルミナボール等の蓄熱体６を充填し、充填後、蓋７を閉じる。この充填状態においては、板状体９ａ，９ｂは充填した蓄熱体６により最も高い位置に支持されており、板状体９ａ，９ｂ間の空間にも蓄熱体６が位置している。
【００１８】
以上の構成において、図示している側のバーナの燃焼時には、図中実線で示すように蓄熱部３内を燃焼用空気が右方向に流れ、この際、前のサイクルで蓄熱体６に蓄熱された熱が回収されると共に、燃料供給管４には燃料が右方向に流れて、下流側において混合されて燃焼が行われる。
【００１９】
一方、図示している側のバーナの燃焼停止時、即ち排気時には、図中破線で示すように他のバーナ側の燃焼で発生した排気ガスが蓄熱部３内を左方向に流れ、この際、蓄熱体６と熱交換して蓄熱が行われる。
【００２０】
蓄熱部３に充填された蓄熱体６は、充填直後は、図１に示すように、蓄熱部３を構成する空間全体に渡って詰まっており、従って給排気流路１を流れる燃焼用空気又は排気ガスは、必ず蓄熱体６が詰まっている部分を流れるため、蓄熱体６との熱交換が良好に行われる。尚、通気邪魔手段としての板状体９ａ，９ｂの下端は上部側に上昇している状態であるので、通気の邪魔とはならない。
【００２１】
しかしながら上述したような原因により、蓄熱体６の容積が減少すると、図２に示すようにその充填高さが下降してくるが、それと共に板状体９ａ，９ｂも充填口５の内周に沿って垂直に下降する。
【００２２】
以上のことから、板状体９ａ，９ｂ以外の部分において蓄熱部３の上部側に隙間１１が生じても、燃焼用空気や排気ガスは板状体９ａ，９ｂにより邪魔をされるため、隙間１１を通して流れてしまうことがなく、図中実線（燃焼用空気）と破線（排気ガス）で示すように、大部分の燃焼用空気又は排気ガスを、蓄熱体６の詰まっている空間に流れるようにすることができる。従って燃焼用空気又は排気ガスと蓄熱体６との熱交換が良好に行われ、熱回収効率の低下を最小限とすることができる。尚、以上の動作においては、通気邪魔手段としての板状体９ａ，９ｂ自体も蓄熱体として熱回収に寄与させることができる。
【００２３】
以上の説明では、一対の板状体９ａ，９ｂは結合してホッパー状の構成としているが、これらは結合せずに単独で動作可能とすることもできる。
このように一対の板状体９ａ，９ｂを単独動作可能とした場合にも、夫々の板状体の下部に傾斜部１０ａ，１０ｂを対向させて突設することにより、それらの板状体９ａ，９ｂは、蓄熱体６の充填高さが下降した際に、充填口５の内周に沿って垂直に下降させることができる。また板状体は単数で構成することもできる。
【００２４】
次に図３、図４は本発明に係る熱回収効率低下抑制機構の第２の実施の形態を示すものであり、この第２の実施の形態は、通気邪魔手段の構成のみが第１の実施の形態と異なるものであるから、第１の実施の形態と同様な構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
この第２の実施の形態では、通気邪魔手段は厚いブロック状の構成としたもので、即ち、充填口５に厚いブロック１２を上下動可能に嵌合したものである。
【００２５】
この構成では、図３に示すように、充填直後は、蓄熱部３に充填された蓄熱体６は、蓄熱部３を構成する空間全体に渡って詰まっているため、給排気流路１を流れる燃焼用空気又は排気ガスは必ず蓄熱体６が詰まっている部分を流れ、また通気邪魔手段としてのブロック１２の下端は上昇している状態であるので、通気の邪魔とならない。
【００２６】
そして上述したような原因により、蓄熱体６の容積が減少すると、図４に示すようにその充填レベルが下降してくるが、それと共にブロック１２も下降する。このため、ブロック１２以外の部分において蓄熱部３の上部側に隙間１１が生じても、燃焼用空気や排気ガスはブロック１２により邪魔をされるため、隙間１１を通して流れてしまうことがなく、図中実線（燃焼用空気）と破線（排気ガス）で示すように、それらの大部分は、蓄熱体６が詰まっている空間を流れるようにすることができる。従って燃焼用空気又は排気ガスと蓄熱体６との熱交換が良好に行われ、熱回収効率の低下を最小限とすることができる。尚、以上の動作においては、通気邪魔手段としてのブロック１２自体も蓄熱体として熱回収に寄与させることができる。
【００２７】
次に図５、図６は本発明に係る熱回収効率低下抑制機構の第３の実施の形態を示すものであり、この第３の実施の形態は、通気邪魔手段の構成のみが第１の実施の形態と異なるものであるから、第１の実施の形態と同様な構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
この第３の実施の形態では、通気邪魔手段は板状の構成で、即ち、耐熱性の通気邪魔板１３を、蓄熱部３の上部から下方に突設しており、この通気邪魔板１３の下端は、設計上予想される蓄熱体６の減少による最低充填高さよりも下方に位置させているものである。
【００２８】
この構成では、通気邪魔板１３は、図５に示すように蓄熱体６が蓄熱部３を構成する空間全体に渡って詰まっている状態においても流路中に在るため、若干の抵抗となり、また通気邪魔板１３に近接している部分の蓄熱体６との熱交換効率は若干低下するが、問題となる程度ではない。
【００２９】
そして、上述したような原因により、蓄熱体６の容積が減少して充填高さが下降しても、設計上予想される蓄熱体６の最低充填高さまでは通気邪魔板１３の下端が、この最低充填高さよりも下方にあり、従って燃焼用空気や排気ガスは通気邪魔板１３により邪魔をされるため蓄熱部３の上部側に形成される隙間１１を通して流れてしまうことがない。こうしてそれらの大部分は、蓄熱体６が詰まっている空間を流れるようにすることができる。従って燃焼用空気又は排気ガスと蓄熱体６との熱交換が良好に行われ、熱回収効率の低下を最小限とすることができる。尚、以上の動作において、通気邪魔手段としてのブロック１２自体を蓄熱体として熱回収に寄与させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のリジェネレイティブバーナにおける蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構は以上のとおりであるので、次のような効果がある。
ａ．蓄熱体の容積が減少して充填レベルが下がった場合でも、燃焼用空気や排気ガスの大部分を、蓄熱体が詰まっている空間に流すことができ、熱回収効率の低下を最小限として運転を継続することができる。
ｂ．従来のものでは蓄熱体の容積が減少すると熱回収効率が低下するため、蓄熱体の補充を行うメンテナンスが必要であったが、このようなメンテナンス作業を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明を適用した蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構の第１の実施の形態の構成及び動作を示す縦断面図である。
【図２】    本発明を適用した蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構の第１の実施の形態の構成及び動作を、蓄熱体の容積が減少した状態において示す縦断面図である
【図３】    本発明を適用した蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構の第２の実施の形態の構成及び動作を示す縦断面図である。
【図４】    本発明を適用した蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構の第２の実施の形態の構成及び動作を、蓄熱体の容積が減少した状態において示す縦断面図である
【図５】    本発明を適用した蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構の第３の実施の形態の構成及び動作を示す縦断面図である。
【図６】    本発明を適用した蓄熱部の熱回収効率低下抑制機構の第３の実施の形態の構成及び動作を、蓄熱体の容積が減少した状態において示す縦断面図である
【図７】    従来のリジェネレイティブバーナの蓄熱部の構成及び動作を示す縦断面図である。
【図８】    従来のリジェネレイティブバーナの蓄熱部の構成及び動作を蓄熱体の容積が減少した状態において示す縦断面図である
【符号の説明】
１                      給排気流路
２                      支持体
３                      蓄熱部
４                      燃料供給管
５                      充填口
６                      蓄熱体
７                      蓋
８                      耐熱壁
９ａ，９ｂ              板状体
１０ａ，１０ｂ          傾斜部
１１                    隙間
１２                    ブロック
１３                    通気邪魔板
【図１】
0003786347.tif 000002
【図２】
0003786347.tif 000003
【図３】
0003786347.tif 000004
【図４】
0003786347.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003786347.tif 000007
【図７】
0003786347.tif 000008
【図８】
0003786347.tif 000009