JP2000291948A - Chimney and flue of heating furnace of the like - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently recover heat held by combustion exhaust gas by a simple structure. SOLUTION: A main body 20a of a chimney comprises a membrane tube 23, which consists of a plurality of heat transfer tubes 21 and membrane bars 22, both of which being integrally welded and formed into an annular shape with a thermal insulator 2 being interposed between the membrane tube 23 and a facing plate 24. A drain water tray 26 is disposed at a prescribed position of the inside the membrane tube 23. With the supply of fluid to the heat transfer tubes 21, heat possessed by combustion exhaust gas is recovered. The condensed water generated at the membrane tube 23 by the lowering of the combustion exhaust gas temperature, is received by the drain water tray 26 and discharged outside for treatment.

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、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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chimney and a flue such as a heating furnace for discharging combustion exhaust gas introduced from one end to the other end.

【０００２】[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。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram showing a flow of a combustion gas in a conventional general heating furnace and an arrangement of a heat recovery device. The combustion gas generated by the burner 2 of the heating furnace 1 is passed through a radiant heat transfer tube 4 installed in the furnace 3 and a convection section heat transfer tube group 6, 7, 8 installed in a combustion gas duct (flue) 5, respectively. Heats water and steam flowing in the direction of the arrow in the pipe. Further, the combustion gas is heated by the blower 10 in the air preheater 9 installed at the rear end side of the combustion gas duct 5 to the combustion air flowing in the direction of the arrow. And it is introduced into the chimney 12 by the induction ventilator 11 as the combustion exhaust gas G,
The chimney 12 is released into the atmosphere from the top.

【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。[0003] The temperature of flue gas discharged from the chimney 12 into the atmosphere is usually about 200 ° C, which is much higher than the temperature of the atmosphere. Therefore, the actual opening 59-13
No. 0939 discloses that a heat exchanger formed of a glass tube is disposed in a flue gas passage at the end of a flue or in a flue gas of a chimney to recover heat possessed by flue gas which has not been conventionally used, and to remove flue gas of flue gas. The temperature is reduced to about 90 ° C. In addition, 60-165,751
In Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 60-181580, a heat exchanger is disposed inside a chimney of a small heating furnace such as a stove so as to recover heat held by flue gas.

【０００４】[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。However, when the heat exchanger is disposed at the end of the flue or at the flue gas passage of the chimney, the structure becomes complicated and maintenance is troublesome. Also, in the case of a large heating furnace, to obtain the required wind power for the heating furnace,
It was necessary to increase the area of the flue gas passage of the chimney or flue.

【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。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and to provide a chimney and a flue such as a heating furnace having a simple structure and capable of effectively recovering heat held by flue gas. .

【０００６】[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。In order to achieve the above object, a first means is to provide a chimney of a heating furnace or the like for discharging combustion exhaust gas introduced from one end into the atmosphere from the other end. Forming a ring-shaped central portion by a membrane tube in which a plurality of heat transfer tubes are axially connected by a membrane bar, arranging a heat insulating material on an outer periphery of the membrane tube, and passing the combustion exhaust gas inside the central portion; The heat transfer tube is configured to allow a fluid to pass therethrough.

【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。[0007] The second means is that a plurality of heat transfer tubes are axially connected by a membrane bar in a flue such as a heating furnace for discharging combustion exhaust gas introduced from one end to the other end. An annular central portion is formed by the membrane tube, the combustion exhaust gas is passed inside the central portion, and a fluid is passed inside the heat transfer tube.

【０００８】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. 1 is a diagram showing the flow of a combustion gas employing a chimney such as a heating furnace according to the present invention and the arrangement of a heat recovery device. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. Are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

【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。In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a chimney according to the present invention, which comprises a main body 20a and a base 20b.
The main body 20a is formed of a membrane tube 23 in which a plurality of heat transfer tubes 21 arranged in a ring as shown in FIG. An outer plate 24 is arranged on the outer periphery of the membrane tube 23 at a predetermined interval. Membrane tube 23 and outer plate 24
A heat insulating material 25 such as asbestos is disposed between the two. The exterior plate 24 is for holding the heat insulating material 25 and is not a strength member of the chimney 20. As shown in FIG. 1, an annular dew-water tray 26 having an inner end bent into an L shape is fixed at a predetermined position inside the membrane tube 23. The other end of the condensation water tray 26 is the drain pump 2
8 is connected to a drain pipe 27 having excellent acid resistance. An acid-resistant paint 29 is applied to the inside of the membrane tube 23 and the surface of the dew-water tray 26.

【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。An inlet header 30 is provided at the upper end of the main body 20a.
An outlet header 31 is disposed at the lower end, and is connected to the heat transfer pipe 21.

【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。The base 20b is formed in a box shape from a steel plate.
One side is connected to the end of the combustion gas duct 5, and the bottom is connected to a drain pipe 27 having excellent acid resistance. An acid-resistant paint 29 is also applied to the inner surface of the base 20b.

【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。Next, the operation of this embodiment will be described. When the heating furnace 1 is operating, a fluid such as water or air is supplied from the inlet header 30. The combustion exhaust gas G heats the membrane tube 23 and is discharged from the chimney 20 after dropping to near the temperature of the atmosphere. On the other hand, the temperature of the fluid supplied from the inlet header 30 rises while passing through the heat transfer tube 21, and is supplied from the outlet header 31 to subsequent equipment (not shown).
Since the temperature of the flue gas G decreases while rising up the main body 20a, water contained in the flue gas G is condensed on the surface of the membrane tube 23. Condensed water (hereinafter, referred to as dew water W) collects on the dew condensation tray 26 and the bottom of the base 20b, and is discharged to the outside by a drain pump 28. In addition, since harmful components such as sulfur and chlorine contained in the combustion exhaust gas G are dissolved in the dew water W, the dew water W is
The processing is performed by a device not shown.

【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。In the above description, an example in which the condensation water tray 26 is disposed at one location has been described. However, when the temperature of the combustion exhaust gas G at the inlet of the main body 20a is high or when the dew point temperature is low,
You may arrange | position at several places.

【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。The base 20b is also made of the membrane tube 2
3 and the entire chimney 20 may be formed by the membrane tube 23.

【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。Further, if the heat insulating material 25 is fixed to the outside of the membrane tube 23, the exterior plate 24 may not be provided.

【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。The membrane tube 23 may be configured so that the heat transfer tube 21 is vertical.
May be configured to be spiral.

【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。FIGS. 3 and 4 show a modification of the present invention, in which the same components as those in FIG. FIG. 3 shows an example in which the membrane tube 23 is divided into several parts in the height direction, and is applied when it is necessary to heat different types of fluids.

【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。FIG. 4 shows an example in which a membrane tube 23 is installed only in a part of the chimney 20, and a chimney 20c formed of a steel plate or the like is connected to the upper portion of the membrane tube 23 to make the chimney 20 at a required height. This configuration is applied when much heat recovery is not required.

【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。In the above description, the chimney 20 has been described. However, as shown in FIG. 5, not only the chimney 20 but also the portion of the combustion gas duct 5 from the induction ventilator 11 to the chimney 20 is a membrane tube 23 (in the illustrated case, The heat transfer tubes 21 are spirally arranged.)

【００２０】[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。As described above, according to the present invention,
Since the chimney itself is constituted by a membrane tube capable of giving strength, there is no need to separately provide a strength member, and the structure is simple. Moreover, since the heat insulating material is arranged on the outer periphery of the membrane tube, the inside is not cooled by the outside air, so that the heat possessed by the combustion exhaust gas can be efficiently recovered, and the thermal efficiency of the entire equipment can be improved. Further, since the heat held by the flue gas is recovered only by the radiation of the flue gas, the temperature control of the entire equipment is not affected. Further, the temperature of the combustion exhaust gas can be reduced to about the atmospheric temperature, and harmful components in the combustion exhaust gas can be discharged together with the dew condensation water. Therefore, the influence on the environment can be reduced and the pollution can be prevented.

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

【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。FIG. 1 is a diagram showing a flow of a combustion gas employing a chimney such as a heating furnace according to the present invention and an arrangement of a heat recovery device.

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II of FIG. 1;

【図３】本発明の変形例である。FIG. 3 is a modified example of the present invention.

【図４】本発明の変形例である。FIG. 4 is a modification of the present invention.

【図５】本発明の変形例である。FIG. 5 is a modified example of the present invention.

【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。FIG. 6 is a view showing a flow of a combustion gas in a conventional general heating furnace and an arrangement of a heat recovery device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Chimney 20a Main part 21 Heat transfer tube 22 Membrane bar 23 Membrane tube 24 Exterior plate 25 Insulation material 26 Dew condensation tray

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。In a chimney such as a heating furnace for discharging combustion exhaust gas introduced from one end to the atmosphere from the other end, a plurality of heat transfer tubes are annularly connected by a membrane tube which is connected in an axial direction by a membrane bar. And forming a central part, and placing a heat insulating material on the outer periphery of the membrane tube,
A chimney for a heating furnace or the like, wherein the flue gas is passed inside the central portion and a fluid is passed inside the heat transfer tube. 【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。2. The chimney of a heating furnace or the like according to claim 1, wherein the heat transfer tubes are spirally arranged with respect to the direction in which the combustion exhaust gas flows. 【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。3. An apparatus according to claim 1, wherein an acid-resistant paint is applied to an inner peripheral surface of said membrane tube, and means for collecting and discharging water condensed on the inner peripheral surface is provided.
A chimney such as the heating furnace according to claim 2. 【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。4. In a flue such as a heating furnace for discharging combustion exhaust gas introduced from one end from the other end, an annular center is formed by a membrane tube in which a plurality of heat transfer tubes are connected in an axial direction by a membrane bar. A flue such as a heating furnace, wherein a flue gas is passed through the central portion and the fluid is passed through the heat transfer tube.