JP2000291948A - 加熱炉等の煙突および煙道 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で、燃焼排ガスが保有する熱を有
効に回収することができる加熱炉等の煙突および煙道を
提供する。 【解決手段】 煙突２０の本体部２０ａを、複数の伝熱
管２１とメンブレンバー２２を一体に溶接したメンブレ
ンチューブ２３で環状に形成し、メンブレンチューブ２
３と外装板２４との間に保温材２５が配置する。また、
メンブレンチューブ２３の内側の所定の位置に結露水ト
レイ２６を配置する。そして、伝熱管２１に流体を供給
することにより、燃焼排ガスが保有する熱を回収する。
燃焼排ガスの温度が低下することにより、メンブレンチ
ューブ２３に結露する結露水は、結露水トレイ２６で受
け、外部に排出して処理をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一方の端部から導
入される燃焼排ガスを他方の端部から排出する加熱炉等
の煙突および煙道に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の一般的な加熱炉における燃
焼ガスの流れと、熱回収装置の配置を示す図である。加
熱炉１のバーナ２で生成された燃焼ガスは、火炉３内に
設置された輻射伝熱管４、燃焼ガスダクト（煙道）５に
設置された対流部伝熱管群６、７、８において、それぞ
れの管内を矢印方向に流れる水や蒸気を加熱する。さら
に、燃焼ガスは、燃焼ガスダクト５の後端側に設置され
た空気余熱器９において、送風機１０により内部を矢印
方向に流れる燃焼用空気を加温する。そして、燃焼排ガ
スＧとして誘引通風器１１により煙突１２に導入され、
煙突１２の頂部から大気中に放出される。

【０００３】ところで、煙突１２から大気中に放出され
る燃焼排ガスの温度は、通常２００°Ｃ程度であり、大
気の温度よりはるかに高い。そこで、実開昭５９−１３
０９３９号公報では、煙道の終端部のあるいは煙突の燃
焼排ガス通路にガラス管で形成した熱交換器を配置する
ことにより従来利用されていなかった燃焼排ガスが保有
する熱を回収し、燃焼排ガスの温度を９０℃程度まで下
げるようにしている。また、実開昭６０−１６５７５３
号公報および実開昭６０−１８１５８０号公報では、ス
トーブ等の小形の加熱炉の煙突の内部に熱交換器を配置
して燃焼排ガスが保有する熱を回収するようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、煙道の終端部
あるいは煙突の燃焼排ガス通路に熱交換器を配置する
と、構造が複雑になり、保守が面倒であった。また、大
形の加熱炉の場合、加熱炉に必要な通風力を得るため、
煙突あるいは煙道の燃焼排ガス通路面積を大きくする必
要があった。

【０００５】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、構造が簡単で、燃焼排ガスが保有する熱を
有効に回収することができる加熱炉等の煙突および煙道
を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の手段は、一方の端部から導入される燃焼排ガ
スを他方の端部から大気中に排出する加熱炉等の煙突に
おいて、複数の伝熱管をメンブレンバーで軸方向に接続
したメンブレンチューブにより環状の中心部を形成する
と共に、前記メンブレンチューブの外周に保温材を配置
し、前記中心部の内側に前記燃焼排ガスを通し、前記伝
熱管の内部に流体を通すように構成する。

【０００７】また、第２の手段は、一方の端部から導入
される燃焼排ガスを他方の端部から排出する加熱炉等の
煙道において、複数の伝熱管をメンブレンバーで軸方向
に接続したメンブレンチューブにより環状の中心部を形
成し、前記中心部の内側に前記燃焼排ガスを通し、前記
伝熱管の内部に流体を通すように構成する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図１は本発明に係る加熱炉等の煙
突を採用した燃焼ガスの流れと熱回収装置の配置を示す
図、図２は図１のＩ−Ｉ断面図であり、図６と同等な各
部には同一の参照符号を付して説明を省略する。

【０００９】図１において、２０は本発明に係る煙突で
あり、本体部２０ａと基部２０ｂとで構成されている。
本体部２０ａは、図２に示すように環状に配置した複数
の伝熱管２１をメンブレンバー２２で一体に溶接したメ
ンブレンチューブ２３で形成されている。メンブレンチ
ューブ２３の外周には所定の間隔を空けて外装板２４が
配置されている。メンブレンチューブ２３と外装板２４
との間には石綿等の保温材２５が配置されている。な
お、外装板２４は保温材２５を保持するためのものであ
り、煙突２０の強度メンバではない。図１に示すように
メンブレンチューブ２３の内側の所定の位置には、内径
側の端部をＬ型に曲げた環状の結露水トレイ２６が固定
されている。結露水トレイ２６は、他端が排水ポンプ２
８に接続された耐酸性に優れる排水管２７に接続されて
いる。メンブレンチューブ２３の内側および結露水トレ
イ２６の表面には耐酸性の塗料２９が塗布されている。

【００１０】本体部２０ａの上端には入口管寄せ３０
が、また下端には出口管寄せ３１が配置されており、そ
れぞれ伝熱管２１に接続されている。

【００１１】基部２０ｂは鋼板により箱状に形成され、
一方の側面は燃焼ガスダクト５の端部に接続され、底部
は耐酸性に優れる排水管２７に接続されている。そし
て、基部２０ｂの内面にも耐酸性の塗料２９が塗布され
ている。

【００１２】次に、本実施の形態の動作を説明する。加
熱炉１を運転しているときに、水や空気等の流体を入口
管寄せ３０から供給する。燃焼排ガスＧはメンブレンチ
ューブ２３を加温し、大気の温度近くまで低下してから
煙突２０から排出される。一方、入口管寄せ３０から供
給された流体は伝熱管２１を通る間に温度上昇し、出口
管寄せ３１から図示を省略する後続設備に供給される。
燃焼排ガスＧは本体部２０ａを上昇する間に温度が低下
するため、メンブレンチューブ２３の表面には燃焼排ガ
スＧに含有されていた水が結露する。結露した水（以
下、結露水Ｗという。）は結露水トレイ２６および基部
２０ｂの底部に溜り、排水ポンプ２８により外部に排出
される。なお、結露水Ｗには燃焼排ガスＧ中に含まれる
硫黄、塩素等の有害成分が溶け込むため、結露水Ｗは、
図示を省略する装置により処理される。

【００１３】なお、上記では、結露水トレイ２６を１個
所に配置する例を説明したが、本体部２０ａ入口の燃焼
排ガスＧの温度が高い場合や露点温度が低い場合には、
複数個所に配置してもよい。

【００１４】また、基部２０ｂもメンブレンチューブ２
３で形成し、煙突２０全体をメンブレンチューブ２３で
形成してもよい。

【００１５】さらに、保温材２５をメンブレンチューブ
２３の外側に固定するようにすれば、外装板２４は設け
なくてもよい。

【００１６】また、メンブレンチューブ２３は、伝熱管
２１が垂直になるように構成してもよいし、伝熱管２１
が螺旋状になるように構成してもよい。

【００１７】図３、４は、本発明の変形例を示すもので
あり、図１と同等な各部には同一の参照符号を付して説
明を省略する。図３はメンブレンチューブ２３を高さ方
向に数分割する例であり、種類の異なる流体を加熱する
必要がある場合に適用される。

【００１８】図４は煙突２０の一部にのみメンブレンチ
ューブ２３を設置し、メンブレンチューブ２３の上部に
鋼板等で形成した煙突２０ｃを接続して煙突２０を必要
な高さにする例である。この構成は、熱回収を多く必要
としない場合に適用される。

【００１９】なお、上記では煙突２０について説明した
が、図５に示すように、煙突２０のみならず、燃焼ガス
ダクト５の誘引通風器１１から煙突２０までの部分をメ
ンブレンチューブ２３（図示の場合、伝熱管２１は螺旋
状に配置されている。）で構成するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
煙突自体を強度を持たせることができるメンブレンチュ
ーブで構成するから、強度メンバを別に設ける必要がな
く、構造が簡単である。しかも、メンブレンチューブの
外周に保温材を配置したから、内部が外気により冷却さ
れず、燃焼排ガスが保有する熱を効率良く回収すること
ができ、設備全体の熱効率を高めることができる。ま
た、燃焼排ガスの輻射だけで燃焼排ガスが保有する熱を
回収するから、設備全体の温度制御に影響を与えること
がない。また、燃焼排ガスの温度を大気温度程度まで下
げることができ、結露水と共に燃焼排ガス中の有害成分
を排出することができるため、環境に与える影響を小さ
くでき、公害防止に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加熱炉等の煙突を採用した燃焼ガ
スの流れと、熱回収装置の配置を示す図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】本発明の変形例である。

【図４】本発明の変形例である。

【図５】本発明の変形例である。

【図６】従来の一般的な加熱炉における燃焼ガスの流れ
と、熱回収装置の配置を示す図である。

【符号の説明】

２０ 煙突 ２０ａ 本体部 ２１ 伝熱管 ２２ メンブレンバー ２３ メンブレンチューブ ２４ 外装板 ２５ 保温材 ２６ 結露水トレイ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の端部から導入される燃焼排ガスを
   他方の端部から大気中に排出する加熱炉等の煙突におい
   て、複数の伝熱管をメンブレンバーで軸方向に接続した
   メンブレンチューブにより環状の中心部を形成すると共
   に、前記メンブレンチューブの外周に保温材を配置し、
   前記中心部の内側に前記燃焼排ガスを通し、前記伝熱管
   の内部に流体を通すように構成したことを特徴とする加
   熱炉等の煙突。
2. 【請求項２】 前記伝熱管を燃焼排ガスの流れる方向に
   対して螺旋状に配置することを特徴とする請求項１に記
   載の加熱炉等の煙突。
3. 【請求項３】 前記メンブレンチューブの内周面に耐酸
   性の塗料を塗布すると共に、内周面で結露した水を回収
   および排出する手段を設けたことを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の加熱炉等の煙突。
4. 【請求項４】 一方の端部から導入される燃焼排ガスを
   他方の端部から排出する加熱炉等の煙道において、複数
   の伝熱管をメンブレンバーで軸方向に接続したメンブレ
   ンチューブにより環状の中心部を形成し、前記中心部の
   内側に前記燃焼排ガスを通し、前記伝熱管の内部に流体
   を通すように構成したことを特徴とする加熱炉等の煙
   道。