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JPH11211371A - Thermal storage materials-holding structure - Google Patents

Thermal storage materials-holding structure

Info

Publication number
JPH11211371A
JPH11211371A JP10014610A JP1461098A JPH11211371A JP H11211371 A JPH11211371 A JP H11211371A JP 10014610 A JP10014610 A JP 10014610A JP 1461098 A JP1461098 A JP 1461098A JP H11211371 A JPH11211371 A JP H11211371A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat storage
storage body
filler
housing
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10014610A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Hasegawa
敏明 長谷川
Atsushi Sudo
淳 須藤
Tadahiro Araaki
但宏 荒明
Makoto Miyata
誠 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Furnace Co Ltd
Original Assignee
Nippon Furnace Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Furnace Co Ltd filed Critical Nippon Furnace Co Ltd
Priority to JP10014610A priority Critical patent/JPH11211371A/en
Publication of JPH11211371A publication Critical patent/JPH11211371A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Gas Burners (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate occurrence of a gap between a thermal storage material and a housing for containing the material by disposing a filler having a flowability at a high temperature and being fixable or highly sticky at a low temperature between the housing and the material. SOLUTION: A thermal storage material 2 is charged in a media container 5 of a thermal storage material 3. And, a filler 7 is associated with a gap between the material 2 and the container 6 of a housing therearound. The filler 7 has a suitable flowability at a high temperature and is solidified or highly sticky at a low temperature. As the filler 7, for example, an adhesive, a binder, a hardener, a heat resistant adhesive containing a filler or the like, etc., can be used. Specifically, as the filler, an alkali metal silicate such as a water glass, a potassium silicate or the like, a phosphate such as a metal phosphate added with an inorganic filler or the like, or heat resistant adhesive such as a colloidal silica or the like can be used. For example, the water glass, the potassium silicate or a mixture of them with other composition is preferably used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は蓄熱体のハウジング
内における保持構造に関する。更に詳述すると、本発明
は、蓄熱体、特に多数の流路を有するハニカム状あるい
は細管状の蓄熱体の保持に好適な蓄熱体保持構造に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for holding a heat storage body in a housing. More specifically, the present invention relates to a heat storage body holding structure suitable for holding a heat storage body, particularly a honeycomb-shaped or tubular heat storage body having a large number of flow paths.

【0002】尚、本明細書においてハウジングとは、耐
火断熱材が内張りされた金属製ケーシング、ウィンドボ
ックス、バーナタイル(バーナスロート)などの蓄熱体
を収容するもの、あるいは蓄熱体を包囲するものの全て
を含むものとする。また本明細書では、例えば60秒以
内好ましくは20〜30秒あるいはそれより短時間で高
周期に蓄熱−放熱サイクルを繰り返す蓄熱再生式燃焼装
置をリジェネバーナと呼ぶ。
[0002] In the present specification, the term "housing" refers to any material that accommodates a heat storage material such as a metal casing, a wind box, a burner tile (burner throat), or a material that surrounds a heat storage material. Shall be included. In this specification, a regenerative burner that repeats a heat storage-radiation cycle at a high cycle within 60 seconds, preferably 20 to 30 seconds or shorter is referred to as a regenerative burner.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来のリジェネバーナでは、筒形の耐熱
金属製ケースに蓄熱体(蓄熱体とも呼ばれる)が納めら
れてバーナの外に連結されるか、あるいはエアスロート
に内装されるように設けられている。例えば、図7の
(A)に示すようなリジェネバーナの場合、断熱材で内
張りされた箱形の金属製ケーシング(以下ハウジングと
呼ぶ)101に蓄熱体102を収めてから同様の構成の
ウインドボックス103に連結し、更にこのウインドボ
ックス103を耐火物製バーナタイル104に突き合わ
せるようにして連結されている。この場合、蓄熱体10
2とハウジング101との間を隙間なく蓄熱体102を
装填すると、蓄熱体102が熱膨張した際に破壊したり
割れたりしてしまうことから、隙間なく蓄熱体102を
装填することはできない。一方、蓄熱体102の周りに
隙間が発生すると、蓄熱体内の流路・セル孔に比べて圧
力損失がはるかに小さいため、そこを通過する流体が圧
倒的に多くなってしまう。このため、温度効率が低下す
ると共に流体の通過量に大きなばらつきが生じて蓄熱体
に極端な温度差が発生し(排ガスの場合、通過量が多い
所は熱く、少ない所は比較的冷たい)、熱応力に因る割
れを招くこととなる。
2. Description of the Related Art In a conventional regenerative burner, a heat storage element (also referred to as a heat storage element) is housed in a tubular heat-resistant metal case and connected to the outside of the burner or provided inside the air throat. Have been. For example, in the case of a regenerative burner as shown in FIG. 7A, a heat storage element 102 is placed in a box-shaped metal casing (hereinafter referred to as a housing) 101 lined with a heat insulating material, and then a wind box having the same configuration is used. The wind box 103 is connected to the refractory burner tile 104 in such a manner as to abut against the burner tile 104. In this case, the heat storage body 10
If the heat storage body 102 is loaded without a gap between the housing 2 and the housing 101, the heat storage body 102 will be broken or cracked when thermally expanded, so that the heat storage body 102 cannot be loaded without a gap. On the other hand, if a gap is generated around the heat storage body 102, the pressure loss is much smaller than that of the flow path / cell hole in the heat storage body, so that the fluid passing therethrough becomes overwhelmingly large. For this reason, the temperature efficiency is reduced, and a large variation occurs in the flow rate of the fluid, and an extreme temperature difference occurs in the heat storage body (in the case of exhaust gas, a place where the flow rate is large is hot, and a place where the flow rate is small is relatively cold). Cracking due to thermal stress is caused.

【0004】そこで、蓄熱体102の熱膨張を許容しつ
つハウジング101との間の隙間を防ぐため、蓄熱体の
周りにガラスファイバ106を巻き付けてハウジング1
01内へ装填し、蓄熱体102とハウジング101との
間の隙間をガラスファイバ106で充填して保持するよ
うにしている。また、多数のブロック片で必要な大きさ
の蓄熱体を構成する場合には、ガラスファイバで内張り
されたハウジング内に熟練者によってブロック片が密に
積み上げられる。
Therefore, in order to allow a thermal expansion of the heat storage body 102 and to prevent a gap between the heat storage body 102 and the housing 101, a glass fiber 106 is wound around the heat storage body 102 so as to prevent the housing 1 from expanding.
01, and the gap between the heat storage body 102 and the housing 101 is filled with a glass fiber 106 and held. Further, when a heat storage body of a required size is constituted by a large number of block pieces, the block pieces are densely stacked by a skilled person in a housing lined with glass fibers.

【0005】更に、バーナタイル104とウィンドボッ
クス103との間に繋ぎ部分105が生じるためシール
を必要とする。しかも、シールが施される部分では炉内
とほぼ同じ温度例えば1000℃程度あるいはそれ以上
となっているので、高温用の耐火性シール材を使用せざ
るを得ない。加えて、耐火物からなるバーナタイル10
4と外殻が金属製のウインドボックス103とでは、熱
膨張率が異なるためボルト止めなどによって強固に連結
できない。そこで、セラミック繊維織物等の高温用シー
ル材を介在させて突き合わせる程度に連結されている。
また、場合によっては、図7の(B)に示すように、ガ
ラスファイバ106を巻き付けた蓄熱体102を収めた
金属製ケーシング(以下ハウジングと呼ぶ)101’を
直接突き合わせるだけで据え付けられている。尚、符合
105’は繋ぎ部分である。
Further, since a connecting portion 105 is formed between the burner tile 104 and the wind box 103, a seal is required. In addition, since the temperature of the part to be sealed is almost the same as that in the furnace, for example, about 1000 ° C. or higher, a high-temperature refractory sealing material must be used. In addition, a burner tile 10 made of a refractory
Because the coefficient of thermal expansion is different between the case 4 and the window box 103 whose metal shell is made of metal, it cannot be firmly connected by bolting or the like. Therefore, they are connected to such an extent that they are brought into contact with each other via a high-temperature sealing material such as a ceramic fiber fabric.
In some cases, as shown in FIG. 7B, the metal casing (hereinafter referred to as a housing) 101 ′ in which the heat storage body 102 around which the glass fiber 106 is wound is accommodated is simply installed by directly butting. . Reference numeral 105 'is a connecting portion.

【0006】このような固定方法であっても、従来のバ
ーナでは一般には燃焼用空気の供給圧は比較的低圧であ
るため空気の漏れが大きな問題となることはなかった。
[0006] Even with such a fixing method, in the conventional burner, the supply pressure of the combustion air is generally relatively low, so that the leakage of air does not become a serious problem.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この蓄
熱体保持構造によると、高温(1000〜1300℃程
度)の排ガスと低温(20〜30℃程度)の燃焼用空気
とに短時間で交互に晒されて膨張と収縮を繰り返すう
ち、ガラスファイバ106が経年変化によりへたりを起
こし、収縮時に蓄熱体102の周りのハウジング101
との間に隙間を発生させて蓄熱体102の周囲をすり抜
ける空気や排ガスの流れ(ショートパス)を増加させて
蓄熱体102が十分に利用されない事態を招いたり、極
端な温度差で割れを生じさせる虞がある。したがって、
ガラスファイバ106や蓄熱体102の頻繁な交換が必
要となりメンテナンスが容易でない。
However, according to the heat storage body holding structure, the high temperature (about 1000 to 1300 ° C.) exhaust gas and the low temperature (about 20 to 30 ° C.) combustion air are alternately exposed in a short time. As the glass fiber 106 undergoes repeated expansion and contraction, the glass fiber 106 undergoes sagging due to aging, and the housing 101 around the heat storage body 102 when contracted.
To increase the flow (short path) of air or exhaust gas passing through the periphery of the heat storage body 102, causing a situation in which the heat storage body 102 is not sufficiently used, or causing a crack due to an extreme temperature difference. There is a possibility that it will be done. Therefore,
Frequent replacement of the glass fiber 106 and the heat storage body 102 is required, and maintenance is not easy.

【0008】また、今まで問題とならなかったバーナタ
イル104とハウジング101,101’との間の繋ぎ
部分105,105’での漏れや、ハウジング内でのシ
ョートパスが極めて大きな問題として浮上してきた。即
ち、本発明者等がNOxの低減について研究した結果、
高速例えば60m/s以上、好ましくは100〜120
m/sで燃焼用空気を炉内へ供給するとき、NOxを急
激に低減できることを知見するに至った。しかし、燃焼
用空気を高速化するためには供給圧を従来より高くしな
ければならないが、従来問題とならなかったシール部分
での漏れや蓄熱体の周囲をすり抜ける空気や排ガスの漏
れを助長することとなり無視できない問題となることと
なった。
Further, leaks at the connecting portions 105, 105 'between the burner tile 104 and the housings 101, 101', which have not been a problem so far, and a short path in the housing have emerged as extremely serious problems. . That is, as a result of the present inventors' research on NOx reduction,
High speed, for example, 60 m / s or more, preferably 100 to 120
It has been found that NOx can be rapidly reduced when supplying combustion air into the furnace at m / s. However, in order to increase the speed of combustion air, the supply pressure must be higher than before, but this promotes leakage at the seal portion and leakage of air and exhaust gas that slips around the heat storage body, which was not a problem in the past. It became a problem that could not be ignored.

【0009】本発明は、蓄熱体とそれを収容するハウジ
ングとの間に隙間が発生するのを防止しあるいは発生を
少なくできる蓄熱体の保持構造及びそれに用いて好適な
蓄熱体を提供することを目的とする。また、本発明で
は、蓄熱体のバーナへの取付に際して漏れのない蓄熱体
の保持構造を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a heat storage element holding structure capable of preventing or reducing the generation of a gap between the heat storage element and a housing for accommodating the heat storage element, and a heat storage element suitable for use therein. Aim. Another object of the present invention is to provide a heat storage body holding structure that does not leak when the heat storage body is attached to a burner.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、蓄熱体をハウジングに保持
させる構造において、高温で適度の流動性を有しかつ低
温では固化ないし高粘着性を有する充填材をハウジング
と蓄熱体との間に配置するようにしている。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide a structure for holding a heat storage body in a housing, which has an appropriate fluidity at a high temperature and solidifies or has high adhesion at a low temperature. The filler having the property is arranged between the housing and the heat storage body.

【0011】この場合、蓄熱体が高温の排ガスに晒され
て高温に加熱されるに従って、蓄熱体とハウジングとの
間に配置された充填材も液化して適度の流動性を呈す
る。したがって、充填材の粘着力によって蓄熱体が束縛
されることなくハウジングに自由に移動可能に連結さ
れ、かつハウジングと蓄熱体との間の隙間が液化した高
粘度の充填材で充填されて弾力的に蓄熱体が保持され
る。その反面、冷却時には、蓄熱体が低温の空気に晒さ
れて冷却されるに従って、蓄熱体とハウジングとの間に
配置された充填材も粘性を増し更には固化する。しか
も、蓄熱体が冷却される過程においても、充填材の粘着
力と流動性によって蓄熱体の収縮に伴う移動が妨げられ
ることなく充填材が蓄熱体の動きに追従する。このた
め、蓄熱体に対し過度の拘束が加えられないと共に、蓄
熱体とハウジングとの間の隙間が充填材で埋められた状
態が維持される。即ち、蓄熱体が膨張してハウジングと
の間の隙間が狭まると充填材が広がり、隙間が広がると
充填材が集まり、いつもハウジングと蓄熱材との間の隙
間が埋まるようにして両者が固定される。その結果、蓄
熱体を拘束せず自由な熱膨張を許容しながらも蓄熱体の
周りをすり抜ける流体の漏れを少なくして蓄熱体に均一
に流体を通過させ得る。
In this case, as the regenerator is exposed to the high-temperature exhaust gas and heated to a high temperature, the filler disposed between the regenerator and the housing also liquefies and exhibits an appropriate fluidity. Therefore, the heat storage body is freely movably connected to the housing without being restrained by the adhesive force of the filler, and the gap between the housing and the heat storage body is filled with the liquefied high-viscosity filler to be elastic. The heat storage body is held. On the other hand, at the time of cooling, as the heat storage body is exposed to low-temperature air and cooled, the filler disposed between the heat storage body and the housing also increases in viscosity and further solidifies. In addition, even in the process of cooling the heat storage element, the filler material follows the movement of the heat storage element without being hindered from moving due to the contraction of the heat storage element due to the adhesive force and fluidity of the filler. Therefore, the heat storage body is not excessively restrained, and the gap between the heat storage body and the housing is kept filled with the filler. That is, when the heat storage body expands and the gap between the housing and the housing narrows, the filler spreads, and when the gap widens, the filler gathers, and the two are fixed so that the gap between the housing and the heat storage material is always filled. You. As a result, while allowing free thermal expansion without restricting the heat storage body, it is possible to reduce the leakage of the fluid passing around the heat storage body and to allow the fluid to uniformly pass through the heat storage body.

【0012】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の蓄熱体の保持構造において、充填材として水ガラス
またはケイ酸カリウムまたはこれらと他の組成物との混
合物のいずれかを使用するようにしている。この場合、
例えば400℃以下の比較的低温時には高粘度を示しあ
るいは固化してハウジングと蓄熱体との固定効果が高
く、600℃以上の比較的高温時にも蓄熱体の動きに追
従してハウジングとの固定を維持できる程度の粘着性と
流動性とを保持する。例えば、1200〜1300℃の
高温でも1000ポイズ前後の常温のタール程度の粘性
を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the heat storage body holding structure according to the first aspect, any one of water glass, potassium silicate, and a mixture thereof with another composition is used as a filler. Like that. in this case,
For example, at a relatively low temperature of 400 ° C. or lower, a high viscosity is exhibited or solidified, so that the effect of fixing the housing and the heat storage element is high. Maintain a sufficient level of tackiness and fluidity. For example, even at a high temperature of 1200 to 1300 ° C., it has a viscosity of about tar at room temperature of about 1000 poise.

【0013】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは2記載の蓄熱体の保持構造において、充填材が耐熱
性強化材に含浸されて配置されるようにしている。この
場合、耐熱性補強材によって充填材が補強されかつ耐熱
性強化材を伸縮させながらいつも周辺の蓄熱体とハウジ
ングとに固定されているため、より弾力的に蓄熱体を保
持できると共に充填材そのものの保持力を増して蓄熱体
の周りをすり抜ける流体の漏れを少なくして蓄熱体に均
一に流体を通過させ得る。ここで、耐熱性強化材とは、
使用温度において耐熱性を有するガラスファイバやセラ
ミックファイバあるいはこれらの織物ないし不織布、更
には耐熱金属の織物ないし不織布などの使用が好まし
い。
According to a third aspect of the present invention, in the heat storage body holding structure according to the first or second aspect, the filler is impregnated with the heat resistant reinforcing material and disposed. In this case, since the filler is reinforced by the heat-resistant reinforcing material and is always fixed to the surrounding heat storage body and the housing while expanding and contracting the heat-resistant reinforcing material, the heat storage body can be held more elastically and the filler itself can be held. , The leakage of fluid passing around the heat storage body is reduced, and the fluid can be uniformly passed through the heat storage body. Here, the heat-resistant reinforcing material is
It is preferable to use a glass fiber or a ceramic fiber having heat resistance at a use temperature, or a woven or nonwoven fabric thereof, or a woven or nonwoven fabric of a heat-resistant metal.

【0014】また、請求項4記載の発明は、請求項1か
ら3のいずれかに記載の蓄熱体の保持構造において、蓄
熱体として直線的な極小の流路を形成するハニカム状の
矩形蓄熱材ブロック片または細管状の蓄熱材ブロック片
を集合させて成るもの使用するようにしている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the heat storage body holding structure according to any one of the first to third aspects, a honeycomb-shaped rectangular heat storage material that forms a linear minimum flow path as the heat storage body. A block piece or a collection of thin tubular heat storage material block pieces is used.

【0015】また、請求項5記載の発明は、請求項1か
ら3のいずれかに記載の蓄熱体の保持構造において、蓄
熱体として扇形のハニカム状蓄熱材ブロック片を接合し
て円柱形と成したものを使用するようにしている。この
場合、セラミック製ハニカム蓄熱体が製作し得る限界の
大きさ以上の円形蓄熱体を形成できる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the heat storage body holding structure according to any one of the first to third aspects, a fan-shaped honeycomb-shaped heat storage material block piece is joined as the heat storage body to form a cylindrical shape. I try to use what I did. In this case, it is possible to form a circular heat storage element having a size equal to or larger than the limit that can be manufactured by the ceramic honeycomb heat storage element.

【0016】また、請求項6記載の発明は、請求項1か
ら5のいずれかに記載の蓄熱体の保持構造におけるハウ
ジングが蓄熱体を収容するメディア収納部とそれよりも
前方に配置されて流路を絞る絞り部と後方に配置された
フランジ部とを有する一体成形の筒形の蓄熱体ケースか
ら成り、フランジ部においてバーナ部品あるいは炉体と
の間のシールを可能にしかつ蓄熱体を蓄熱体ケース毎装
着可能としたカートリッジ形式であることを特徴として
いる。この場合、蓄熱体ケースとその周りのバーナ部品
あるいは炉体との間には、ケース後端の低温部でシール
されるため、低温用シール材によって確実なシールが施
される。また、絞り部とメディア収納部とが一体成形さ
れた蓄熱体ケースには絞り部とメディア収納部との間に
繋ぎ部分が存在しない。しかも、蓄熱体の取り外しを考
慮せずに、蓄熱体ケースへの蓄熱体の接着などによる組
み込みがバーナへの装着前にあらかじめ可能となるた
め、蓄熱体の周囲をすり抜ける空気の流れが防がれる。
これにより、完全なシールが可能となり、燃焼用空気の
供給圧を上げることができ、燃焼用空気の高流速化が可
能となる。
According to a sixth aspect of the present invention, the housing in the heat storage body holding structure according to any one of the first to fifth aspects is arranged such that the housing is disposed in front of the media storage part for storing the heat storage body and the media storage portion. The heat storage case comprises an integrally molded cylindrical heat storage case having a narrowed portion for narrowing a path and a flange portion disposed at the rear, enabling a seal between a burner part or a furnace body at the flange portion, and a heat storage material. It is characterized by a cartridge type that can be attached to each case. In this case, the space between the heat storage case and the surrounding burner parts or furnace body is sealed at the low temperature portion at the rear end of the case, so that the low temperature sealing material provides a reliable seal. Further, in the heat storage body case in which the throttle portion and the media storage portion are integrally formed, there is no connecting portion between the throttle portion and the media storage portion. In addition, since the heat storage element can be incorporated into the heat storage case before mounting it on the burner without considering the removal of the heat storage element, the flow of air passing through the periphery of the heat storage element can be prevented. .
As a result, complete sealing can be achieved, the supply pressure of the combustion air can be increased, and the flow velocity of the combustion air can be increased.

【0017】更に、請求項7記載の発明は、請求項1か
ら6のいずれかに記載の蓄熱体の保持構造において、蓄
熱体は少なくともハウジングと対向する面に、高温で適
度の流動性を有しかつ低温では固化ないし高粘着性を有
する充填材をあらかじめ付着させるようにしている。こ
の場合、蓄熱体をハウジング内に隙間なく装填してから
リジェネバーナを操業させるだけで、蓄熱体の表面の充
填材を液化させ、更にハウジングと蓄熱体との間の隙間
に毛細管現象によって充填材を浸入させ、適宜位置に配
置させることができる。
Further, according to a seventh aspect of the present invention, in the heat storage body holding structure according to any one of the first to sixth aspects, the heat storage body has a suitable fluidity at a high temperature at least on a surface facing the housing. At low temperatures, a filler which solidifies or has high tackiness is applied in advance. In this case, the filler on the surface of the heat storage element is liquefied only by operating the regenerative burner after the heat storage element is loaded into the housing without any gap, and the filler is filled in the gap between the housing and the heat storage element by capillary action. Can be infiltrated and arranged at an appropriate position.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の一形態に基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail based on an embodiment shown in the drawings.

【0019】図1及び図2に本発明の蓄熱体保持構造の
実施の一形態を示す。因みに、この実施形態におけるリ
ジェネバーナは、交互に燃焼する1組のバーナによって
構成される燃焼システムであって、燃焼するバーナと燃
焼停止するバーナとを周期的に切り替えて停止中のバー
ナのエアスロートから排気してエアスロートに内装され
た蓄熱体で熱回収すると共にその回収熱を次の燃焼時に
供給する燃焼用空気の予熱に用いるように設けられてい
る。蓄熱型バーナシステムは、図示していないが、流路
切替手段を介して空気供給系あるいは排気系に選択的に
接続される一対のバーナの一方を燃焼させている間に停
止中の他方から被加熱物の加熱などに使った後の燃焼ガ
スを排気させるようにして成る。したがって、蓄熱体保
持構造に関する部分を除いて流路切替手段の原理および
構成は公知でありかつまた要部でもないのでその詳細な
説明は省略する。
FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of a heat storage body holding structure according to the present invention. Incidentally, the regenerative burner in this embodiment is a combustion system constituted by a set of burners that alternately burns, and periodically switches between a burner that burns and a burner that stops burning, and the air throat of the stopped burner. The air is exhausted from the air throat, heat is recovered by a heat storage body provided in the air throat, and the recovered heat is used for preheating combustion air to be supplied at the next combustion. Although not shown, the regenerative burner system receives heat from one of the pair of burners, which is selectively connected to an air supply system or an exhaust system via a flow path switching device, while burning one of the pair of burners. Combustion gas that has been used for heating a heated object is exhausted. Therefore, except for the part relating to the heat storage body holding structure, the principle and configuration of the flow path switching means are publicly known and are not essential parts, and therefore detailed description thereof is omitted.

【0020】各バーナの蓄熱体(蓄熱メディアとも呼ば
れる)2は、例えば図1に示すような絞り部4とメディ
ア収納部5とを一体成形した蓄熱体ケース3にあらかじ
め組み込まれ、蓄熱体カートリッジとしてバーナタイル
8のバーナスロート9へ挿入される。そして、蓄熱体ケ
ース3の先端の絞り部4の開口がバーナスロート9内へ
臨むように配置される。この実施形態の場合、図1に示
すように、蓄熱体カートリッジと燃料ノズル17とはバ
ーナタイル8に並べて組み込まれ、1つのバーナタイル
アッセンブリ1として構成されている。そして、このバ
ーナタイルアッセンブリ1は炉体13のバーナ取付口に
嵌め込まれて固定されている。また、蓄熱体カートリッ
ジとバーナタイル8とは、蓄熱体ケース3の後端のフラ
ンジ部6とバーナタイル8の金属ケーシング12との間
にゴムリングなどの低温用シール材16を介在させてバ
ーナタイル8の金属製ケーシング12に固着されてい
る。したがって、蓄熱体カートリッジはバーナタイル8
によって炉内の高温雰囲気から保護され、バーナタイル
8と蓄熱体ケース3との間のシール16部分は低温雰囲
気に晒されて保護されることとなる。尚、図中の符号1
0は燃料ノズル17を収容するバーナタイル8の燃料噴
射口、11はバーナタイル8を保護する金属ケーシング
部、14は空気供給ポートと排気ポートとを兼用する給
排気ポート部材である。
The heat storage material (also called a heat storage medium) 2 of each burner is previously incorporated in a heat storage material case 3 in which a throttle portion 4 and a media storage portion 5 are integrally formed as shown in FIG. It is inserted into the burner throat 9 of the burner tile 8. Then, the heat storage body case 3 is arranged such that the opening of the throttle portion 4 at the end thereof faces the burner throat 9. In the case of this embodiment, as shown in FIG. 1, the regenerator cartridge and the fuel nozzle 17 are assembled side by side on the burner tile 8 and are configured as one burner tile assembly 1. The burner tile assembly 1 is fitted and fixed to a burner mounting opening of the furnace body 13. Further, the heat storage cartridge and the burner tile 8 are formed by interposing a low-temperature sealing material 16 such as a rubber ring between the flange 6 at the rear end of the heat storage case 3 and the metal casing 12 of the burner tile 8. 8 is fixed to the metal casing 12. Therefore, the heat storage cartridge is burner tile 8
Thus, the seal 16 between the burner tile 8 and the heat storage case 3 is protected by being exposed to the low-temperature atmosphere. In addition, the code | symbol 1 in a figure
Reference numeral 0 denotes a fuel injection port of the burner tile 8 that accommodates the fuel nozzle 17, reference numeral 11 denotes a metal casing portion that protects the burner tile 8, and reference numeral 14 denotes a supply / exhaust port member that serves both as an air supply port and an exhaust port.

【0021】蓄熱体ケース3は、蓄熱体2を収納するメ
ディア収納部5の前方に絞り部4を有し全体に先端が急
に細くなった円筒形を成し、同一材料で一体成形されて
いる。例えば、1000℃程度の排ガスを流す場合には
ステンレススティールなどの耐熱鋼が、また1000℃
よりも高い程度の排ガスを流す場合にはSiCなどのセ
ラミックスが使用されている。ステンレススティール製
の場合には、溶接によってメディア収納部5と絞り部4
とが溶着されて一体化されている。このメディアケース
の絞り部4の先端の開口の大きさを変えることで、燃焼
用空気の噴射速度(運動量)を自由にコントロールする
ことができ、火炎の形状及び性状を変えることができ
る。蓄熱体ケース3の後端にはフランジ部6が形成さ
れ、蓄熱体カートリッジの装着時にバーナ部品例えばバ
ーナタイルアッセンブリ1あるいは炉体13と係合し得
るように設けられている。尚、蓄熱体ケース3の断面形
状は特に円筒形に限られず、四角形や三角形あるいはそ
の他の多角形若しくは楕円形などの必要に応じた断面形
状が適宜採用される。
The heat storage case 3 has a narrowed portion 4 in front of a media storage portion 5 for storing the heat storage material 2 and has a cylindrical shape having a sharply tapered tip as a whole, and is integrally formed of the same material. I have. For example, when flowing exhaust gas of about 1000 ° C., heat-resistant steel such as stainless steel is used.
Ceramics such as SiC are used when flowing a higher degree of exhaust gas. In the case of stainless steel, the media storage section 5 and the drawing section 4 are welded.
Are welded and integrated. By changing the size of the opening at the tip of the throttle 4 of the media case, the injection speed (momentum) of the combustion air can be freely controlled, and the shape and properties of the flame can be changed. A flange 6 is formed at the rear end of the heat storage case 3 so as to be able to engage with a burner component such as the burner tile assembly 1 or the furnace body 13 when the heat storage cartridge is mounted. The cross-sectional shape of the heat storage case 3 is not particularly limited to a cylindrical shape, and a cross-sectional shape such as a square, a triangle, another polygon, or an ellipse may be appropriately used.

【0022】蓄熱体ケース3のメディア収納部5には、
蓄熱体2が装入されその周りのハウジングたるメディア
収納部5との間の隙間に充填材7が配置されて保持され
るように組み込まれている。充填材7は、高温で適度の
流動性を有しかつ低温では固化ないし高粘着性を有する
もの、例えば接着剤、接合剤、硬化剤、充填剤などを含
む耐熱接着剤などが使用可能である。具体的には、充填
材7としては、水ガラス(アルカリケイ酸塩の濃厚水溶
液)やケイ酸カリウムなどのアルカリ金属系シリケート
系、無機充填剤が加えられた金属リン酸塩などのホース
フェート系あるいはコロダイルシリカ系などの耐熱接着
剤の使用が可能であり、例えば水ガラスまたはケイ酸カ
リウムまたはこれらと他の組成物との混合物の使用が好
ましい。混合物としては、アルミナ粉などのセラミック
ス微粉やモルタル等の耐火物微粉などの使用が好まし
い。特に、水ガラスは、粘性の高い水あめ状の液体であ
り、空気中に放置すると、次第に分解して二酸化ケイ素
を析出してゲル状に固まってしまうが、高温に加熱され
ると再び液化し1000〜1200℃の高温でもタール
程度あるいはそれよりも僅かに低い程度の高粘性を示
す。水ガラスとしては、例えばSiO2(35−38
%)、Na2O(17−19%)、Fe(0.02%以
下)、H2O(約50%以下)からなる組成のものの使
用が経済的でかつ所望の効果を奏することから好まし
い。この組成の水ガラスの場合、低温時の固定効果が高
いだけでなく、1000〜1200℃程度の高温でも
2.8×10-3gf/mm2以上の接着力を有し、尚か
つ安価である。したがって、高温時にはハウジング内で
蓄熱体2を束縛することな自由に移動可能なように緩や
かに保持し、尚かつ低温時には、粘性を増し更には固化
することによって、メディア収納部(ハウジング)5内
に固定する。水ガラスの充填材としての使用はアルミナ
製蓄熱材などには好適である。しかし、コージライトか
ら成る蓄熱体の場合には、水ガラス中のナトリウム成分
が触れるとコロージョンを起こす虞があるので、ケイ酸
カリウムの使用が好ましい。一方、比較的高温となる炉
内側に面した部分と比較的低温となる炉外側に面した部
分とで異なる材質例えばアルミナとコージライトとの蓄
熱体を組み合わせて使用することが好ましい。この場
合、蓄熱体の材質毎に異なる材質の充填材を使用するよ
うにしても良い。
In the medium storage section 5 of the heat storage case 3,
The heat storage body 2 is inserted therein, and the filler 7 is disposed and incorporated in a gap between the heat storage body 2 and the media storage unit 5 as a housing around the heat storage body 2. The filler 7 has an appropriate fluidity at a high temperature and a solidification or a high tackiness at a low temperature, for example, a heat-resistant adhesive including an adhesive, a bonding agent, a curing agent, a filler and the like can be used. . Specifically, the filler 7 may be a water glass (a concentrated aqueous solution of an alkali silicate) or an alkali metal silicate such as potassium silicate, or a hose phosphate such as a metal phosphate to which an inorganic filler is added. Alternatively, a heat-resistant adhesive such as colloidal silica can be used, and for example, use of water glass or potassium silicate or a mixture thereof with another composition is preferable. As the mixture, use of ceramic fine powder such as alumina powder or refractory fine powder such as mortar is preferable. In particular, water glass is a highly viscous syrup-like liquid. When left in the air, water glass gradually decomposes and precipitates silicon dioxide, and solidifies in a gel state. Even at a high temperature of ~ 1200 ° C, it shows a high viscosity of about tar or slightly lower. As the water glass, for example, SiO 2 (35-38)
%), Na 2 O (17-19 %), Fe ( 0.02%), the use of those compositions comprising a H 2 O (about 50% or less) is preferred since it achieves the economical and desired effect . Water glass of this composition not only has a high fixing effect at low temperatures, but also has an adhesive force of 2.8 × 10 −3 gf / mm 2 or more even at a high temperature of about 1000 to 1200 ° C., and is inexpensive. is there. Therefore, when the temperature is high, the heat storage body 2 is gently held in the housing so as to be freely movable without being restrained, and when the temperature is low, the viscosity is increased and further solidified, so that the inside of the media storage unit (housing) 5 is increased. Fixed to. Use of water glass as a filler is suitable for a heat storage material made of alumina or the like. However, in the case of a heat storage body made of cordierite, potassium silicate is preferably used because corrosion may occur when the sodium component in the water glass comes into contact. On the other hand, it is preferable to use a combination of different materials, for example, a heat storage body of alumina and cordierite for a portion facing the inside of the furnace where the temperature is relatively high and a portion facing the outside of the furnace where the temperature is relatively low. In this case, a different filler material may be used for each material of the heat storage body.

【0023】この水ガラス・充填材7は、蓄熱体(小塊
のブロック片を集合させたものを含む)2のハウジング
内壁面即ちメディア収納部5の内周壁面と対向する外周
壁面に適量を塗布して蓄熱体ケース3内へ装入すること
によって、蓄熱体2とハウジング5との間に設置され
る。水ガラス7の塗布量は、特定の量に限定されるもの
ではないが、蓄熱体2とハウジング5との間に発生する
隙間を充填するに十分な量を必要とする。一方、蓄熱体
2とハウジング5との間に形成される隙間は、必要以上
には大きくせず、蓄熱体2の熱膨張時に蓄熱体に対し全
く拘束力を与えないかあるいは与えたとしても蓄熱体2
の破壊や割れを招かない程度の大きさとなるように設定
されることが好ましい。また、水ガラス7は、溶液状態
のまま無乾燥でハウジング5内に装填するようにしても
良いが、予め1〜24時間かけて自然乾燥あるいは低温
(50℃以下)加熱乾燥させてから使用することが好ま
しい。本発明者等の実験の結果によると、無乾燥あるい
はほとんど乾燥していない状態では、蓄熱体の良好な保
持が確保し難いことが判明した。これは、水ガラスは、
約80℃前後で水分の蒸発による発泡が始まるため、高
温の排ガスに晒されて急速に加熱されると発泡が顕著と
なって気泡として残り、充填材7の配置が不連続で不均
一なものとなる虞がある。そこで、加熱乾燥の場合には
50℃以下で1時間以上、好ましくは6時間から12時
間程度加熱し、自然乾燥の場合には24時間以上、好ま
しくは5日以上かけて十分乾燥させることが望まれる。
This water glass / filler 7 has an appropriate amount on the inner wall surface of the housing of the heat storage body (including the aggregate of small blocks), that is, the outer wall surface facing the inner wall surface of the media storage portion 5. It is installed between the heat storage body 2 and the housing 5 by being applied and charged into the heat storage body case 3. The application amount of the water glass 7 is not limited to a specific amount, but requires an amount sufficient to fill a gap generated between the heat storage body 2 and the housing 5. On the other hand, the gap formed between the heat storage body 2 and the housing 5 is not made larger than necessary, and no heat is applied to the heat storage body when the heat storage body 2 is thermally expanded, or even if the heat storage body 2 is provided with a restraining force. Body 2
It is preferably set to a size that does not cause destruction or cracking. The water glass 7 may be loaded into the housing 5 without drying in a solution state, but it is used after being dried naturally or dried at a low temperature (50 ° C. or less) in advance for 1 to 24 hours. Is preferred. According to the results of experiments conducted by the present inventors, it has been found that it is difficult to ensure good retention of the heat storage body in a state of no drying or almost no drying. This is the water glass
Since foaming due to evaporation of water starts at about 80 ° C., when the foam is exposed to high-temperature exhaust gas and heated rapidly, foaming becomes remarkable and remains as bubbles, and the arrangement of the filler 7 is discontinuous and non-uniform. May be caused. Therefore, in the case of heat drying, it is desirable to heat at 50 ° C. or less for 1 hour or more, preferably for about 6 hours to 12 hours, and in the case of natural drying, it is desirable to dry sufficiently for 24 hours or more, preferably 5 days or more. It is.

【0024】また、充填材7はそれ単独で蓄熱体2とハ
ウジング5との間の隙間に配置されることも可能である
が、場合によっては耐熱性補強材(図示省略)に含浸さ
せて配置することも可能である。この場合、耐熱性補強
材によって充填材7が補強されかつ耐熱性補強材を伸縮
させながらいつも蓄熱体2と周辺のハウジング5とに固
定されているため、より弾力的に蓄熱体2を保持できる
と共に充填材7そのものの保持力を増して蓄熱体2の周
りをすり抜ける流体の漏れを少なくして蓄熱体2に均一
に流体を通過させ得る。また、耐熱性補強材の介在によ
り、蓄熱体2とハウジング5とが直接接触して衝撃によ
り割れが生じるのを防ぐことができる。ここで、耐熱性
補強材とは、使用温度において耐熱性を有するガラスフ
ァイバやセラミックファイバあるいはこれらの織物ない
し不織布、更には耐熱金属の織物ないし不織布などの使
用が好ましい。
The filler 7 may be disposed alone in the gap between the heat storage body 2 and the housing 5, but may be impregnated with a heat-resistant reinforcing material (not shown) in some cases. It is also possible. In this case, since the filler 7 is reinforced by the heat-resistant reinforcing material and is always fixed to the heat storage body 2 and the surrounding housing 5 while expanding and contracting the heat-resistant reinforcing material, the heat storage body 2 can be held more elastically. At the same time, the holding force of the filler 7 itself is increased to reduce the leakage of the fluid passing around the heat storage body 2, so that the fluid can be uniformly passed through the heat storage body 2. In addition, the heat storage material 2 and the housing 5 can be prevented from being directly contacted with each other by the heat-resistant reinforcing material to prevent cracks due to impact. Here, the heat-resistant reinforcing material is preferably a glass fiber or a ceramic fiber having heat resistance at a use temperature, or a woven or nonwoven fabric thereof, or a woven or nonwoven fabric of a heat-resistant metal.

【0025】また、蓄熱体2は、比較的圧力損失が低い
割に熱容量が大きく耐久性の高い材料、例えばセラミッ
クスで成形されたハニカム形状のセル孔を多数有する筒
体の使用が好ましい。例えば、排ガスのように1000
℃前後の高温流体と燃焼用空気のように20℃前後の低
温流体との熱交換には、アルミナやコージライト、ムラ
イト等のセラミックスを材料として押し出し成形によっ
て製造されるハニカム形状のものの使用が好ましい。ま
た、ハニカム形状の蓄熱体は、その他のセラミックスや
ミックス以外の素材例えば耐熱鋼等の金属あるいはセラ
ミックスと金属の複合体例えばポーラスな骨格を有する
セラミックスの気孔中に溶融した金属を自発浸透させ、
その金属の一部を酸化あるいは窒化させてセラミックス
化し、気孔を完全に埋め尽くしたAl2 3 −Al複合
体、SiC−Al2 3 −Al複合体などを用いて製作
しても良い。尚、ハニカム形状とは、本来六角形のセル
(穴)を意味しているが、本明細書では本来の六角形の
みならず四角形や三角形のセルを無数にあけたものを含
む。また、一体成形せずに管などを束ねることによって
ハニカム形状の蓄熱体2を得るようにしても良い。
The heat storage body 2 is preferably made of a material having a large heat capacity and high durability in spite of a relatively low pressure loss, for example, a cylindrical body having many honeycomb-shaped cell holes formed of ceramics. For example, 1000
For heat exchange between a high-temperature fluid of about 20 ° C. and a low-temperature fluid of about 20 ° C. such as combustion air, it is preferable to use a honeycomb-shaped one manufactured by extrusion using ceramics such as alumina, cordierite, and mullite. . In addition, the honeycomb-shaped heat storage body spontaneously penetrates the molten metal into the pores of other ceramics or a material other than the mix, such as a metal such as heat-resistant steel, or a composite of a ceramic and a metal such as a ceramic having a porous skeleton.
A part of the metal may be oxidized or nitrided to form a ceramic, and the metal may be manufactured using an Al 2 O 3 -Al composite, a SiC-Al 2 O 3 -Al composite or the like in which pores are completely filled. Although the honeycomb shape originally means a hexagonal cell (hole), the present specification includes not only an original hexagon but also an infinite number of square or triangular cells. Alternatively, the heat storage body 2 in a honeycomb shape may be obtained by bundling tubes or the like without integrally forming.

【0026】このように構成された蓄熱体保持構造によ
ると、蓄熱体2は、例えば800℃以上の高温雰囲気で
は、充填材7たる水ガラスが液化して適度の流動性を呈
するため緩やかにハウジング5に連結されて束縛される
ことなく自由に移動できる。このため、熱膨張や収縮に
よる蓄熱体2の移動が起きても、水ガラス7の粘性で蓄
熱体2とハウジング5とが固定されたまま移動し、隙間
が充填材7で満たされたまま保持される。したがって、
蓄熱体2の周りを流体がすり抜けることがほとんどな
い。また、蓄熱体2が自由に移動できるので、蓄熱体に
対し過度な拘束力が与えられることがなく、破損や割れ
を防止できる。その反面、例えば400℃以下の低温時
には、充填材7の粘性が増し更には固化するためハウジ
ング5と蓄熱体2との間の隙間が充填された状態で固ま
って蓄熱体を保持する。しかも、蓄熱体が冷却される過
程においても、充填材の粘着力と流動性によって蓄熱体
の収縮に伴う移動が妨げられることなく充填材が蓄熱体
の動きに追従する。このため、蓄熱体に対し過度の拘束
が加えられないと共に、蓄熱体とハウジングとの間の隙
間が充填材で埋められた状態が維持される。
According to the heat storage body holding structure configured as described above, the heat storage body 2 is gently liquefied in a high temperature atmosphere of, for example, 800 ° C. or more because the water glass as the filler 7 is liquefied and exhibits appropriate fluidity. 5 and can move freely without being bound. For this reason, even if the heat storage element 2 moves due to thermal expansion or contraction, the heat storage element 2 and the housing 5 move while being fixed due to the viscosity of the water glass 7, and the gap is maintained while being filled with the filler 7. Is done. Therefore,
Fluid hardly passes around the heat storage body 2. Moreover, since the heat storage body 2 can move freely, an excessive restraining force is not given to the heat storage body, and breakage or cracking can be prevented. On the other hand, at a low temperature of, for example, 400 ° C. or lower, the viscosity of the filler 7 increases and further solidifies, so that the gap between the housing 5 and the heat accumulator 2 is solidified to hold the heat accumulator. In addition, even in the process of cooling the heat storage element, the filler material follows the movement of the heat storage element without being hindered from moving due to the contraction of the heat storage element due to the adhesive force and fluidity of the filler. Therefore, the heat storage body is not excessively restrained, and the gap between the heat storage body and the housing is kept filled with the filler.

【0027】したがって、蓄熱体を拘束せず自由な熱膨
張を許容しながらも蓄熱体の周りをすり抜ける流体の漏
れを少なくして蓄熱体に均一に流体を通過させ得る。そ
の結果、蓄熱体内部の偏熱を防止でき、熱応力軽減及び
破損や熱交換効率の向上をもたらす。 (効果の確認)アルミナ製ハニカム状蓄熱体2とハウジ
ング5との間に上述の水ガラスから成る充填材7を配置
した図1のカートリッジ式蓄熱体に対し、常温から11
00℃の間で加熱と冷却とを繰り返した。その結果、低
温時には水ガラス7が硬化して蓄熱体2とハウジング5
とを相互に連結し固定効果が高かった。また、高温時に
は、水ガラス7が液状化すると共にその粘性が低下し良
好な流動性と接着性を保持した。この高温時における粘
着力は、2.8×10-3gf/mm2以上の接着力があ
った。このため、水ガラス7によって、蓄熱体2とハウ
ジング5との分離を防いだ。即ち、蓄熱体が熱膨張と収
縮を繰り返しても、これに伴う変位に水ガラスが追従し
ハウジングとの間に隙間が発生するのを防いで固定状態
を維持した。この結果は、シャモットやコーデイライト
においても同様であった。
Therefore, while allowing free thermal expansion without restricting the heat storage body, it is possible to reduce the leakage of the fluid passing around the heat storage body and to allow the fluid to uniformly pass through the heat storage body. As a result, it is possible to prevent uneven heat distribution inside the heat storage body, thereby reducing thermal stress and improving breakage and heat exchange efficiency. (Confirmation of Effect) The cartridge-type heat storage device shown in FIG. 1 in which the filler 7 made of water glass is disposed between the honeycomb-shaped heat storage material 2 made of alumina and the housing 5 has a temperature difference of 11 from normal temperature.
Heating and cooling were repeated between 00 ° C. As a result, when the temperature is low, the water glass 7 is hardened and the heat storage body 2 and the housing 5 are hardened.
And were mutually connected, and the fixing effect was high. Also, at high temperatures, the water glass 7 was liquefied and its viscosity was reduced, maintaining good fluidity and adhesion. The adhesive force at this high temperature was 2.8 × 10 −3 gf / mm 2 or more. Therefore, the water glass 7 prevents the heat storage body 2 from being separated from the housing 5. That is, even if the heat storage body repeats thermal expansion and contraction, the water glass follows the displacement accompanying the heat storage body, thereby preventing a gap from being formed between the heat storage body and the housing, thereby maintaining the fixed state. This result was the same for chamotte and cordierite.

【0028】また、図1及び図2の実施形態のように構
成された蓄熱体保持構造を採用したリジェネバーナによ
ると、メディア収納部5とエアスロート9の一部を構成
する絞り部4とが一体成形されかつ蓄熱体2が隙間なく
組み込まれた完全シール構造の蓄熱体ケース3内を通し
て燃焼用空気が供給されるので、その供給圧を上げても
漏れを起こすことがない。したがって、燃焼用空気の高
流速化が可能となり、この高温でかつ高流速の燃焼用空
気噴流に燃料噴流が随伴されて随時取り込まれながら拡
散燃焼すると共に炉内のガス流動を激しくするので、発
生NOxが燃料噴流中に取り込まれて還元されたり、炉
内ガスの混合の促進が起きて局所高温域のない平滑な温
度分布が形成されるため、NOxの発生を小さく抑える
ことができる。しかも、蓄熱体2のバーナへの装着及び
損傷時の交換などは、蓄熱体カートリッジ単位で行わ
れ、あらかじめ工場などで十分な品質管理の下で製作さ
れた蓄熱体カートリッジを用意して挿入するだけで完了
する。このため、現場での細かな調整や断熱壁の破壊や
修復などといった作業が全く必要なくなる。また、絞り
部4の開口の大きさが異なる蓄熱体カートリッジと交換
することによって、燃焼用空気の炉内への噴射速度(運
動量)や方向などを簡単に変更できかつ自由にコントロ
ールすることができ、火炎の形状及び性状を変えること
ができる。
Further, according to the regenerative burner adopting the heat storage body holding structure configured as in the embodiment of FIGS. 1 and 2, the media storage portion 5 and the throttle portion 4 forming a part of the air throat 9 are formed. Since the combustion air is supplied through the heat storage case 3 which is integrally molded and has a completely sealed structure in which the heat storage body 2 is incorporated without any gap, no leakage occurs even if the supply pressure is increased. Therefore, it is possible to increase the flow velocity of the combustion air, and the fuel jet is accompanied by the high-temperature and high-flow velocity combustion air jet, which is taken in from time to time to diffuse combustion and increase the gas flow in the furnace. Since NOx is taken into the fuel jet and reduced, or mixing of the furnace gas is promoted to form a smooth temperature distribution without a local high-temperature region, generation of NOx can be suppressed to a small level. Moreover, the mounting of the heat storage element 2 to the burner and replacement in the event of damage are performed in units of the heat storage cartridge, and only a heat storage element cartridge that has been manufactured in a factory or the like under sufficient quality control is prepared and inserted. Complete with For this reason, work such as fine adjustment on site and destruction or repair of the heat insulating wall is not required at all. Further, by exchanging the regenerator cartridge with a different opening size of the throttle unit 4, the injection speed (momentum) and direction of the combustion air into the furnace can be easily changed and freely controlled. The shape and properties of the flame.

【0029】図3及び図4に本発明の蓄熱体保持構造の
他の実施形態を示す。この蓄熱体保持構造は、円筒形状
のハニカム蓄熱体2の中心に燃料ノズル17’を配置し
たもので、ラジアントチューブバーナに適用して好適な
ものである。この場合、ラジアントチューブの一部がハ
ウジング5を成し、その内方に蓄熱体2を収容してい
る。このハウジング5と蓄熱体2との間および蓄熱体2
と燃料ノズル17’を収容する保護シース管5’との間
にはそれぞれ充填材7,7’を配置することによって、
ハニカム状蓄熱体2はハウジング5,5’に弾性的に支
持される。保護シース管5’の内側には冷却空気を兼ね
た一次空気が流されることから、蓄熱体2との間にかな
りの温度差が生じるが、充填材7によって弾力的に支持
されるため、蓄熱体2の割れなどが生じ難くなる。
FIGS. 3 and 4 show another embodiment of the heat storage body holding structure of the present invention. This heat storage body holding structure is one in which a fuel nozzle 17 ′ is arranged at the center of a cylindrical honeycomb heat storage body 2, and is suitable for application to a radiant tube burner. In this case, a part of the radiant tube forms the housing 5 and houses the heat storage body 2 inside. The space between the housing 5 and the heat storage body 2 and the heat storage body 2
By disposing fillers 7 and 7 ′ between the protective sheath tube 5 ′ and the protective sheath tube 5 ′ containing the fuel nozzle 17 ′, respectively,
The honeycomb-shaped regenerator 2 is elastically supported by the housings 5, 5 '. The primary air also serving as cooling air is flowed inside the protective sheath tube 5 ′, so that a considerable temperature difference is generated between the heat storage element 2 and the heat storage element 2. The body 2 is less likely to crack.

【0030】図5に本発明の蓄熱体の保持構造の他の実
施形態を示す。この実施形態は、図1及び図2に示すカ
ートリッジ式蓄熱体の大型化を可能としたものである。
セラミック製の円形蓄熱体2’は、現在、120mmφ
程度が製作の限界である。そこで、蓄熱体2’として、
製作限界の円形ハニカム2aを中心にしてその周りに扇
形のハニカム状蓄熱材ブロック片2b,…,2bを放射
状に配置して接合すれば、製作し得る限界の大きさ以上
の円形のセラミック製ハニカム蓄熱体2’を形成でき
る。そして、この蓄熱体2’をハウジング5の中に充填
材7を介在させて収容すれば、上述の各実施形態の蓄熱
体保持構造と同様の作用・効果が大形の蓄熱体2’に対
しても得られる。このとき、水ガラスは、低温では固体
であるが高温に加熱されると再び液化し1000〜12
00℃の高温でもタール程度の高粘性を示すことから、
蓄熱材ブロック片同士の接合剤としても利用することが
できる。
FIG. 5 shows another embodiment of the heat storage body holding structure of the present invention. This embodiment makes it possible to increase the size of the cartridge-type heat storage body shown in FIGS.
At present, the circular heat storage body 2 ′ made of ceramic has a diameter of 120 mmφ.
Degree is the limit of production. Therefore, as the heat storage body 2 ',
If the fan-shaped honeycomb-shaped heat storage material block pieces 2b,..., 2b are radially arranged around the circular honeycomb 2a at the manufacturing limit and joined together, a circular ceramic honeycomb larger than the limit of the size that can be manufactured. The heat storage body 2 'can be formed. If this heat storage element 2 'is housed in the housing 5 with the filler 7 interposed, the same operation and effect as those of the heat storage element holding structure of each of the above-described embodiments can be applied to the large heat storage element 2'. Can also be obtained. At this time, the water glass is solid at a low temperature, but liquefies again when heated to a high temperature.
Since it shows high viscosity like tar even at high temperature of 00 ° C,
It can also be used as a bonding agent between heat storage material block pieces.

【0031】図6に本発明の蓄熱体の保持構造の他の実
施形態を示す。この蓄熱体2”は、多数の矩形ブロック
から成るハニカム状蓄熱材ブロック片2c,…,2cを
集合させて接着剤などで隣るブロック片同士2c,…,
2cを繋いで一体化したものである。各蓄熱材ブロック
片2cは、例えば0.5〜2mm程度の薄肉のセル壁で
区画された多数のセル孔1bを有するハニカム形状を成
している。この場合にも、各蓄熱材ブロック片同士2
c,…,2cを互いに接着するのに充填材と同じ水ガラ
スを使用することが好ましい。
FIG. 6 shows another embodiment of the heat storage body holding structure of the present invention. This heat storage element 2 ″ is formed by assembling honeycomb-shaped heat storage material block pieces 2c,..., 2c formed of a large number of rectangular blocks, and joining the adjacent block pieces 2c,.
2c are connected and integrated. Each heat storage material block piece 2c has a honeycomb shape having a large number of cell holes 1b defined by thin cell walls of, for example, about 0.5 to 2 mm. Also in this case, each heat storage material block piece 2
It is preferable to use the same water glass as the filler to adhere c,..., 2c to each other.

【0032】尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施
の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本発明は、細管状あるいはボール状やナゲ
ット状の蓄熱材ブロック片を集合させてなる蓄熱体に適
用することも可能である。ボール状やナゲット状の蓄熱
材の場合、蓄熱材ブロック片の周りにガスが流れる流路
が形成されるため、ハニカム状蓄熱体に比べて圧力損失
が大きくダストが詰まり易いという不利な点は有してい
るものの、小型化により耐熱衝撃性に優れるという利点
を有しつつ熱交換能力の向上を達成することができる。
また、蓄熱体は上述の各形態に限られず、蓄熱体そのも
のが回転する形式ものものや、流体切換器が回転するタ
イプのものでも使用かのうがである。更に、蓄熱体2の
形状も特に図示のハニカム形状に限定されず、図示して
いないが筒状のメディア収納部5に平板形状や波板形状
の蓄熱材料を放射状にあるいは環状に配置したり、パイ
プ形状の蓄熱材料を軸方向に流体が通過するように充填
したものであっても良い。
Although the above embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the present invention can also be applied to a heat storage body formed by assembling heat storage material block pieces in the shape of a thin tube, a ball, or a nugget. In the case of a ball-shaped or nugget-shaped heat storage material, a gas flow path is formed around the heat storage material block piece, so there is a disadvantage that the pressure loss is large and dust is easily clogged as compared with the honeycomb-shaped heat storage material. However, it is possible to achieve an improvement in heat exchange capacity while having the advantage of being excellent in thermal shock resistance due to miniaturization.
Further, the heat storage body is not limited to each of the above-described embodiments, and may be of a type in which the heat storage body itself rotates or a type in which the fluid switching device rotates. Further, the shape of the heat storage body 2 is not particularly limited to the illustrated honeycomb shape, and a flat or corrugated heat storage material (not shown) may be radially or annularly arranged in the cylindrical media storage portion 5. A pipe-shaped heat storage material may be filled so that the fluid passes in the axial direction.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1記載の本発明の蓄熱体保持構造は、高温で適度の流動
性を有しかつ低温では固化ないし高粘着性を有する充填
材をハウジングと蓄熱体との間に配置するようにしてい
るので、高温時には充填材が液化し高い粘性で蓄熱体の
移動を許容し得る状態で保持するため、蓄熱体が束縛さ
れることなくハウジングに自由に移動可能に連結され、
かつハウジングと蓄熱体との間の隙間が液化した高粘度
の充填材で充填されて弾力的に蓄熱体が保持され、低温
時には充填材の粘性が増し更には固化するため蓄熱体を
強固に保持できる。しかも、蓄熱体が冷却される過程に
おいても、充填材の流動性によって蓄熱体の収縮に伴う
移動が妨げられることなく過度の拘束が加えられないと
共に、蓄熱体の周囲のハウジングとの間の隙間が充填材
で埋められ蓄熱体の周りを流れるショートパスを防止で
きる。その結果、蓄熱体内部の偏熱を防止でき、熱応力
軽減及び破損や熱交換効率の向上をもたらす。
As is apparent from the above description, the heat storage body holding structure of the present invention according to the first aspect uses a filler which has an appropriate fluidity at a high temperature and a solidification or a high tackiness at a low temperature. Since it is arranged between the housing and the heat storage element, the filler liquefies at high temperature and is held in a state where the movement of the heat storage element is allowed to move with high viscosity, so that the heat storage element is attached to the housing without being restrained. Freely movably connected,
In addition, the gap between the housing and the heat storage element is filled with a liquefied high-viscosity filler, and the heat storage element is held elastically.At low temperatures, the viscosity of the filler material increases and further solidifies because the filler is solidified. it can. In addition, even in the process of cooling the heat storage body, the fluidity of the filler does not hinder the movement of the heat storage body due to the shrinkage, so that the heat storage body is not excessively restrained. Can be prevented from being short-circuited by being filled with the filler and flowing around the heat storage element. As a result, it is possible to prevent uneven heat distribution inside the heat storage body, thereby reducing thermal stress and improving breakage and heat exchange efficiency.

【0034】また、請求項2記載の発明によると、充填
材として水ガラスまたはケイ酸カリウムまたはこれらと
他の組成物との混合物を使用するようにしているので、
低温時の固定効果が高いだけでなく、高温でも蓄熱体を
保持する粘着力を安定して保持し、尚かつ安価である。
According to the second aspect of the present invention, water glass or potassium silicate or a mixture of these and other compositions is used as the filler.
Not only is the fixing effect at a low temperature high, but it also stably retains the adhesive force that holds the heat storage body at a high temperature, and is inexpensive.

【0035】更に請求項3記載の発明によると、充填材
7を耐熱性補強材に含浸させて配置するようにしている
ので、充填材が補強されかつ耐熱性補強材を伸縮させな
がらいつも蓄熱体と周辺のハウジングとに固定されてよ
り弾力的に蓄熱体を保持できると共に充填材そのものの
保持力を増して蓄熱体の周りをすり抜ける流体の漏れを
少なくして蓄熱体に均一に流体を通過させ得る。
According to the third aspect of the present invention, since the heat-resistant reinforcing material is impregnated with the filler 7 and arranged, the filler is reinforced and the heat-storing body is always expanded while expanding and contracting the heat-resistant reinforcing material. And the surrounding housing is fixed to the heat storage body more elastically, and the holding force of the filler itself is increased to reduce the leakage of the fluid passing around the heat storage body, thereby allowing the fluid to uniformly pass through the heat storage body. obtain.

【0036】また、請求項4記載の発明によると、目詰
まりも圧損も少ない。
According to the fourth aspect of the invention, clogging and pressure loss are small.

【0037】また、請求項5記載の発明によると、セラ
ミック製ハニカム蓄熱体が製作し得る限界の大きさ以上
の円形蓄熱体を形成できる。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to form a circular heat storage element having a size equal to or larger than a limit size of a ceramic honeycomb heat storage element.

【0038】また、請求項6記載の蓄熱体支持構造によ
ると、燃焼用空気の噴射速度を高流速にするために供給
圧を上げても漏れが起き難くなり、高速噴流の形成が可
能となる。また、蓄熱体ケースとその周囲のバーナ部品
あるいは炉体との間のシールも低温部で行われるので、
低温用シールの使用が可能であり、十分なシールが実施
可能である。しかも、蓄熱体は充填材によって隙間なく
組み込むことができるので、蓄熱体の周囲をすり抜ける
空気の流れを少なくするように容易に組み込むことがで
き、ほぼ完全なシールが可能となる。したがって、燃焼
用空気の高流速化が可能となり、加熱空間の広い領域に
おいてガス流動をこれまでよりも格段に激しくし、炉内
ガスの巻き込み・混合を促進させて燃焼用空気の酸素濃
度の低下による酸化発熱反応の低速化と対流伝熱の増加
を起こして局部的な温度差を解消する。かくして、熱流
束のピークが小さく抑えられ、均一な温度分布が形成さ
れる。また、蓄熱体があらかじめケースに収められたカ
ートリッジ形式となっているので、メディア交換が容易
で、現場での細かな調整や断熱壁の破壊や修復などの作
業が全く必要なくなる。
According to the heat storage body support structure of the sixth aspect, even if the supply pressure is increased in order to increase the injection speed of the combustion air to a high flow rate, leakage hardly occurs, and a high-speed jet can be formed. . In addition, since the seal between the heat storage case and the surrounding burner parts or furnace body is also performed in the low temperature part,
A low-temperature seal can be used, and sufficient sealing can be performed. Moreover, since the heat storage element can be incorporated without any gap by the filler, it can be easily incorporated so as to reduce the flow of air passing through the periphery of the heat storage element, and almost complete sealing can be achieved. Therefore, it is possible to increase the flow velocity of the combustion air, which makes the gas flow significantly stronger in a wide area of the heating space than before, and promotes entrainment and mixing of the gas in the furnace to lower the oxygen concentration of the combustion air. This causes the oxidation exothermic reaction to slow down and the convective heat transfer to increase, thereby eliminating the local temperature difference. Thus, the peak of the heat flux is kept small, and a uniform temperature distribution is formed. In addition, since the heat storage body is in the form of a cartridge in which it is housed in a case in advance, the medium can be easily replaced, and fine adjustments on site, breakage and repair of the heat insulating wall, and the like are not required at all.

【0039】更に、請求項7記載の発明によると、蓄熱
体をハウジング内に隙間なく装填してからリジェネバー
ナを操業させるだけで、ハウジングと対向する面にあら
かじめ付着させられた充填材が液状化してハウジングと
蓄熱体との間の隙間に毛細管現象によって浸入し容易に
適宜位置に配置できる。
Further, according to the invention, the regenerative burner is operated only after the heat storage element is loaded into the housing without any gap, and the filler previously attached to the surface facing the housing is liquefied. As a result, it penetrates into the gap between the housing and the heat storage body by capillary action and can be easily arranged at an appropriate position.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の蓄熱体保持構造をカートリッジ式蓄熱
体に適用した実施の一形態を示す中央縦断面図である。
FIG. 1 is a central longitudinal sectional view showing an embodiment in which a heat storage body holding structure of the present invention is applied to a cartridge type heat storage body.

【図2】図1のカートリッジ式蓄熱体の横断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the cartridge type heat storage unit of FIG.

【図3】本発明の蓄熱体保持構造をラジアントチューブ
バーナに適用した例を示す縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example in which the heat storage body holding structure of the present invention is applied to a radiant tube burner.

【図4】図3の蓄熱体の横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the heat storage body of FIG.

【図5】本発明をカートリッジ式蓄熱体における蓄熱体
保持に適用した実施形態を示す横断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an embodiment in which the present invention is applied to holding of a heat storage unit in a cartridge type heat storage unit.

【図6】多数の矩形蓄熱材ブロック片を集合させて成る
蓄熱体の保持構造の例を示す横断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a heat storage body holding structure formed by assembling a large number of rectangular heat storage material block pieces.

【図7】従来の蓄熱型バーナにおける蓄熱体の取り付け
構造を示す図で、(A)はバーナの外に連結するタイプ
を、(B)はバーナタイルに直接取り付けるタイプをそ
れぞれ示す。
7A and 7B are views showing a structure for mounting a heat storage body in a conventional heat storage type burner, wherein FIG. 7A shows a type connected outside the burner, and FIG. 7B shows a type mounted directly to a burner tile.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 蓄熱体 5,5’,5” ハウジング 7,7’ 充填材 2 Thermal storage 5,5 ', 5 "Housing 7,7' Filler

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年2月16日[Submission date] February 16, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Correction target item name] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0003】[0003]

【従来の技術】従来のリジェネバーナでは、箱形の金
製ケースに蓄熱体が納められてバーナの外に連結される
か、あるいはエアスロートに内装されるように設けられ
ている。例えば、図7の(A)に示すようなリジェネバ
ーナの場合、断熱材で内張りされた箱形の金属製ケーシ
ング(以下ハウジングと呼ぶ)101に蓄熱体102を
収めてから同様の構成のウインドボックス103に連結
し、更にこのウインドボックス103を耐火物製バーナ
タイル104に突き合わせるようにして連結されてい
る。この場合、蓄熱体102とハウジング101との間
を隙間なく蓄熱体102を装填すると、蓄熱体102が
熱膨張した際に破壊したり割れたりしてしまうことか
ら、隙間なく蓄熱体102を装填することはできない。
一方、蓄熱体102の周りに隙間が発生すると、蓄熱体
内の流路・セル孔に比べて圧力損失がはるかに小さいた
め、そこを通過する流体が圧倒的に多くなってしまう。
このため、温度効率が低下すると共に流体の通過量に大
きなばらつきが生じて蓄熱体に極端な温度差が発生し
(排ガスの場合、通過量が多い所は熱く、少ない所は比
較的冷たい)、熱応力に因る割れを招くこととなる。
In Conventional regenerative burners are provided so as to regenerator is housed in a box-shaped metallic case made either connected to the outside of the burner, or is interior to the air throat. For example, in the case of a regenerative burner as shown in FIG. 7A, a heat storage element 102 is placed in a box-shaped metal casing (hereinafter referred to as a housing) 101 lined with a heat insulating material, and then a wind box having the same configuration is used. The wind box 103 is connected to the refractory burner tile 104 in such a manner as to abut against the burner tile 104. In this case, if the heat storage element 102 is loaded without a gap between the heat storage element 102 and the housing 101, the heat storage element 102 may be broken or cracked when thermally expanded, so the heat storage element 102 is loaded without a gap. It is not possible.
On the other hand, if a gap is generated around the heat storage body 102, the pressure loss is much smaller than that of the flow path / cell hole in the heat storage body, so that the fluid passing therethrough becomes overwhelmingly large.
For this reason, the temperature efficiency is reduced, and a large variation occurs in the flow rate of the fluid, and an extreme temperature difference occurs in the heat storage body (in the case of exhaust gas, a place where the flow rate is large is hot, and a place where the flow rate is small is relatively cold). Cracking due to thermal stress is caused.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Correction target item name] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0022】蓄熱体ケース3のメディア収納部5には、
蓄熱体2が装入されその周りのハウジングたるメディア
収納部5との間の隙間に充填材7が配置されて保持され
るように組み込まれている。充填材7は、高温で適度の
流動性を有しかつ低温では固化ないし高粘着性を有する
もの、例えば接着剤、接合剤、硬化剤、充填剤などを含
む耐熱接着剤などが使用可能である。具体的には、充填
材7としては、水ガラス(アルカリケイ酸塩の濃厚水溶
液)やケイ酸カリウムなどのアルカリ金属系シリケート
系、無機充填剤が加えられた金属リン酸塩などのホース
フェート系あるいはコロダイルシリカ系などの耐熱接着
剤の使用が可能であり、例えば水ガラスまたはケイ酸カ
リウムまたはこれらと他の組成物との混合物の使用が好
ましい。混合物としては、アルミナ粉などのセラミック
ス微粉やモルタル等の耐火物微粉などの使用が好まし
い。特に、水ガラスは、粘性の高い水あめ状の液体であ
り、空気中に放置すると、次第に分解して二酸化ケイ素
を析出してゲル状に固まってしまうが、高温に加熱され
ると再び液化し1000〜1200℃の高温でもタール
程度あるいはそれよりも僅かに低い程度の高粘性を示
す。水ガラスとしては、例えばSiO2(35−38
%)、Na2O(17−19%)、Fe(0.02%以
下)、H2O(約50%以下)からなる組成のものの使
用が経済的でかつ所望の効果を奏することから好まし
い。この組成の水ガラスの場合、低温時の固定効果が高
いだけでなく、1000〜1200℃程度の高温でも
2.8×10-3gf/mm2以上の接着力を有し、尚か
つ安価である。したがって、高温時にはハウジング内で
蓄熱体2を束縛することなく自由に移動可能なように緩
やかに保持し、尚かつ低温時には、粘性を増し更には固
化することによって、メディア収納部(ハウジング)5
内に固定する。水ガラスの充填材としての使用はアルミ
ナ製蓄熱材などには好適である。しかし、コージライト
から成る蓄熱体の場合には、水ガラス中のナトリウム成
分が触れるとコロージョンを起こす虞があるので、ケイ
酸カリウムの使用が好ましい。一方、比較的高温となる
炉内側に面した部分と比較的低温となる炉外側に面した
部分とで異なる材質例えばアルミナとコージライトとの
蓄熱体を組み合わせて使用することが好ましい。この場
合、蓄熱体の材質毎に異なる材質の充填材を使用するよ
うにしても良い。
In the medium storage section 5 of the heat storage case 3,
The heat storage body 2 is inserted therein, and the filler 7 is disposed and incorporated in a gap between the heat storage body 2 and the media storage unit 5 as a housing around the heat storage body 2. The filler 7 has an appropriate fluidity at a high temperature and a solidification or a high tackiness at a low temperature, for example, a heat-resistant adhesive including an adhesive, a bonding agent, a curing agent, a filler and the like can be used. . Specifically, the filler 7 may be a water glass (a concentrated aqueous solution of an alkali silicate) or an alkali metal silicate such as potassium silicate, or a hose phosphate such as a metal phosphate to which an inorganic filler is added. Alternatively, a heat-resistant adhesive such as colloidal silica can be used, and for example, use of water glass or potassium silicate or a mixture thereof with another composition is preferable. As the mixture, use of ceramic fine powder such as alumina powder or refractory fine powder such as mortar is preferable. In particular, water glass is a highly viscous syrup-like liquid. When left in the air, water glass gradually decomposes and precipitates silicon dioxide and solidifies into a gel. Even at a high temperature of ~ 1200 ° C, it shows a high viscosity of about tar or slightly lower. As the water glass, for example, SiO 2 (35-38)
%), Na 2 O (17-19 %), Fe ( 0.02%), the use of those compositions comprising a H 2 O (about 50% or less) is preferred since it achieves the economical and desired effect . The water glass having this composition not only has a high fixing effect at low temperatures, but also has an adhesive force of 2.8 × 10 −3 gf / mm 2 or more even at a high temperature of about 1000 to 1200 ° C., and is inexpensive. is there. Therefore, when the temperature is high, the heat storage body 2 is gently held in the housing so as to be freely movable without being restrained, and when the temperature is low, the viscosity increases and further solidifies, so that the medium storage portion (housing) 5 is formed.
Fix inside. Use of water glass as a filler is suitable for a heat storage material made of alumina or the like. However, in the case of a heat storage body made of cordierite, the use of potassium silicate is preferable because corrosion may occur when the sodium component in the water glass comes into contact. On the other hand, it is preferable to use a combination of different materials, for example, a heat storage material of alumina and cordierite for a portion facing the inside of the furnace where the temperature is relatively high and a portion facing the outside of the furnace where the temperature is relatively low. In this case, a different filler material may be used for each material of the heat storage body.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0032[Correction target item name] 0032

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0032】尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施
の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本発明は、細管状あるいはボール状やナゲ
ット状の蓄熱材ブロック片を集合させてなる蓄熱体に適
用することも可能である。ボール状やナゲット状の蓄熱
材の場合、蓄熱材ブロック片の周りにガスが流れる流路
が形成されるため、ハニカム状蓄熱体に比べて圧力損失
が大きくダストが詰まり易いという不利な点は有してい
るものの、小型化により耐熱衝撃性に優れるという利点
を有しつつ熱交換能力の向上を達成することができる。
また、蓄熱体は上述の各形態に限られず、蓄熱体そのも
のが回転する形式ものものや、流体切換器が回転するタ
イプのものでも使用可能である。更に、蓄熱体2の形状
も特に図示のハニカム形状に限定されず、図示していな
いが筒状のメディア収納部5に平板形状や波板形状の蓄
熱材料を放射状にあるいは環状に配置したり、パイプ形
状の蓄熱材料を軸方向に流体が通過するように充填した
ものであっても良い。
Although the above embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the present invention can also be applied to a heat storage body formed by assembling heat storage material block pieces in the shape of a thin tube, a ball, or a nugget. In the case of a ball-shaped or nugget-shaped heat storage material, a gas flow path is formed around the heat storage material block piece, so there is a disadvantage that the pressure loss is large and dust is easily clogged as compared with the honeycomb-shaped heat storage material. However, it is possible to achieve an improvement in heat exchange capacity while having the advantage of being excellent in thermal shock resistance due to miniaturization.
Also, the regenerator is not limited to the embodiments described above, the format of the regenerator itself rotates and also of those can also be used of the type fluid diverter is rotated. Further, the shape of the heat storage body 2 is not particularly limited to the illustrated honeycomb shape, and a flat or corrugated heat storage material (not shown) may be radially or annularly arranged in the cylindrical media storage portion 5. A pipe-shaped heat storage material may be filled so that the fluid passes in the axial direction.

フロントページの続き (72)発明者 宮田 誠 神奈川県横浜市鶴見区尻手2丁目1番53号 日本ファーネス工業株式会社内Continuation of front page (72) Inventor Makoto Miyata 2-1-153 Shirite, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Japan Furnace Industry Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蓄熱体をハウジングに保持させる構造に
おいて、高温で適度の流動性を有しかつ低温では固化な
いし高粘着性を有する充填材を前記ハウジングと前記蓄
熱体との間に配置したことを特徴とする蓄熱体の保持構
造。
1. A structure in which a heat storage body is held in a housing, wherein a filler having a suitable fluidity at a high temperature and a solidification or high tackiness at a low temperature is disposed between the housing and the heat storage body. A heat storage body holding structure characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記充填材は水ガラスまたはケイ酸カリ
ウムまたはこれらと他の組成物との混合物であることを
特徴とする請求項1記載の蓄熱体の保持構造。
2. The heat storage body holding structure according to claim 1, wherein the filler is water glass, potassium silicate, or a mixture thereof with another composition.
【請求項3】 前記充填材はガラスファイバーに含浸さ
せて配置されることを特徴とする請求項1または2記載
の蓄熱体の保持構造。
3. The heat storage body holding structure according to claim 1, wherein the filler is disposed by impregnating the glass fiber.
【請求項4】 前記蓄熱体は直線的な極小の流路を形成
するハニカム状の矩形蓄熱材ブロック片または細管状の
蓄熱材ブロック片の集合であることを特徴とする請求項
1から3のいずれかに記載の蓄熱体の保持構造。
4. The heat storage body according to claim 1, wherein the heat storage body is a set of honeycomb-shaped rectangular heat storage material block pieces or thin tubular heat storage material block pieces that form a linear minimum flow path. The heat storage body holding structure according to any one of the above.
【請求項5】 前記蓄熱体は扇形のハニカム状蓄熱材ブ
ロック片を接合して円柱形と成したことを特徴とする請
求項1から3のいずれかに記載の蓄熱体の保持構造。
5. The heat storage body holding structure according to claim 1, wherein said heat storage body is formed in a cylindrical shape by joining fan-shaped honeycomb-shaped heat storage material block pieces.
【請求項6】 前記ハウジングは前記蓄熱体を収容する
メディア収納部とそれよりも前方に配置されて流路を絞
る絞り部と後方に配置されたフランジ部とを有する一体
成形の筒方の蓄熱体ケースから成り、前記フランジ部に
おいてバーナ部品あるいは炉体との間のシールを可能に
しかつ前記蓄熱体を前記蓄熱体ケース毎装着可能とした
カートリッジ形式であることを特徴とする請求項1から
5のいずれかに記載の蓄熱体の保持構造。
6. The heat storage of an integrally formed cylindrical shape having a media storage portion for storing the heat storage element, a throttle portion disposed forward of the housing to narrow a flow path, and a flange portion disposed rearward. 6. A cartridge type comprising a body case, wherein a seal with a burner part or a furnace body is enabled at the flange portion, and the heat storage body can be attached to the heat storage body case. The structure for holding a heat storage body according to any one of the above.
【請求項7】 前記蓄熱体は少なくとも前記ハウジング
と対向する面に、高温で適度の流動性を有しかつ低温で
は固化ないし高粘着性を有する充填材を予め付着させて
いることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の
蓄熱体の保持構造。
7. The heat storage element is characterized in that at least a surface facing the housing has a filler having a suitable fluidity at a high temperature and a solidification or high tackiness at a low temperature. A heat storage body holding structure according to claim 1.
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