JPH01275437A - 蓄熱室用格子積レンガ及びその構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は蓄熱室用格子積レンガ及びその構築方法に係り
、特に硝子溶解用タンク窯等において、熱交換効率、安
定性、耐久性等を著しく向上することが可能な蓄熱室用
格子積レンガ及びその構築方法に関する。

［従来の技術］ 硝子溶解用タンク窯には、蓄熱媒体としてチエッカ−プ
リッタと称されるレンガを格子状に構築した内部構造を
有する蓄熱室が具設されている。

従来より、蓄熱室用格子積レンガとしては、ストレート
形状（直方体形状）のレンガが用いられている。このス
トレート形状レンガを用いる場合、構築安定性を確保す
るためにレンガの厚みを約６０〜７５ｍｍ程度とする必
要があった。ところが、熱伝達効率を考慮した場合、レ
ンガの厚みは約３０〜４０ｍｍが最も効率的とされてお
り、ストレート形状レンガでは熱効率の面で欠点があフ
た。

このようなレンガ厚みに起因する熱効率の低減の問題を
解決するために、近年、各種形状の格子積レンガについ
て研究がなされ、断面十字形、軸心に貫通路を有する角
柱形状のレンガが提案された（Ｇｌａｓｓ　　Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙＶｏｌｔ、２６　　Ｎｏ、６　（１９８５
）、特開昭５５−１４９１３９）。

十字形、角柱形レンガによれば、格子積構築安定性を確
保すると共に、レンガ厚みを減少することができるとこ
ろから、伝熱面積を向上させ、蓄　・・熱室の熱交換効
率をある程度改善することが可能である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、十字形、角柱形レンガなどでは、その形
状が複雑である。そのため、加熱、冷却の繰り返しによ
り発生する内部応力が局部的に集中し、熱割れを起し易
く、耐久性に劣るという問題があった。また、当然の事
ながら、複雑な形状はどレンガの生産コストも高く、構
築時の手間も増すという欠点がある。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、格子積構築安定
性を損なうことなく、厚みを減少させて伝熱面積の増大
及び蓄熱室の熱交換効率の向上を図ることができ、さら
に内部応力による熱割れを防止し、耐久性、耐用性を大
幅に向上し得る蓄熱室用格子績レンガ及びその構築方法
を提出することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の蓄熱室用格子績レンガは、両端面が頂面及び底
面となる平行面とされた円筒形状を有する。

本発明の蓄熱室の構築方法は、上記円筒形状レンガをそ
れぞれ軸心方向を鉛直方向にして格子状に積み重ねるこ
とを特徴とする。

［作用］ 本発明の格子積レンガは、円筒形状であるため強度が高
く、このため、レンガ肉厚を薄くすることができる。ま
た、レンガを積み重ねてなる構築体の安定性にも優れる
。

本発明のレンガは、格子績レンガ単位量当り及び蓄熱室
単位空間体積当りの表面積（伝熱面積）を大きく取るこ
とができる。従って、伝熱面積を増大させ、熱交換効率
を向上させることができる。さらに、加熱冷却の繰り返
しによる内部応力が均一化され、局部応力による割れ等
が防止される。このため耐久性が大幅に向上される。

このような本発明の格子積レンガを格子状に積み重ねる
本発明の蓄熱室の構築方法によれば、レンガ間に適度な
乱流を発生させることが可能であり、熱伝達効率が著し
く高く、耐久性に優れた蓄熱室を構築することが可能で
ある。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の格子積レンガの一実施例を示す縦断面
図、第２図は同平面図である。図示の如く、本実施例の
格子積レンガ１は、両端面が頂面ｌａ、底面１ｂとなる
円筒形状であって、この頂面１ａ及び底面１ｂには、そ
れぞれ嵌合用の凸部２及び凹部３が設けられている。本
実施例において、凸部２及び凹部３は、それぞれ格子積
用レンガ１の軸心から等半径値にかつ、該軸心の円周方
向の四分位置に設けられており、格子積みされる際、下
段側のレンガの凸部２が、上段側のレンガの凹部３に嵌
合するよう構成されている。この凸部２及び凹部３を設
ける事によりレンガを積み重ねてなる構築体の安定性を
より向上させることが可能となる。

本発明においては、レンガ１の内径、肉厚、高さ等は特
に制限されず、使用目的等に応じて適宜決定されるが、
例えば、第１図に示す内径Ａ１肉厚Ｂ、高さＣは、次の
ような範囲とするのが実用に際し好適である。

■　円筒内径Ａ：１００〜２００ｍｍ ■　円筒肉厚Ｂ：　　３０〜７５ｍｍ ■　円筒高さＣ：　５０〜５００ｍｍ この理由は次の通りである。円筒内径Ａが１００ｍｍ未
満では、含塵排ガスにより閉塞が生じ易く、長期間使用
に耐えない。一方、Ａが２００ｍｍを超えると、熱効率
が低下する。円筒肉厚Ｂが３０ｍｍ未満では、強度等が
不足し、長期使用に耐えず、熱効率も低い。又、７５ｍ
ｍを超えると熱効率が低くなる。円筒高さＣは、レンガ
製造上及び格子積構築作業上、５０〜５００ｍｍとする
のが有利である。

本発明の格子積レンガは、円筒形状であることから、機
械的強度、安定性に優れる。本発明のレンガは、通常蓄
熱室格子績レンガに使用されている電鋳レンガ、焼成レ
ンガ及び不焼成結合レンガ等のいずれであっても良い。

レンガの材質としても、シャモット、ハイアルミナ、ク
ロム買、クロムマグネシア質、マグネシア質等の各種の
耐火材料が適用可能である。

なお、第１図及び第２図に示す格子積レンガは本発明の
一実施例であって、本発明はその要旨を超えない限り、
何ら図示のものに限定されるものではない。例えば、嵌
合用凸部や凹部の形状、配置間隔、その他の構成におい
て、他の態様を採ることが可能である。また、上記凸部
や凹部は設けなくとも良い。

次に、本発明の蓄熱室の構築方法について説明゛　する
。第４図に、一般の硝子溶解用タンク窯の断面図を示し
た。図示のタンク窯においては、燃焼用空気は開口部１
５ａから取り込まれ、蓄熱室１３ａ内の格子積レンガ１
４ａで加熱される。そして、流路１２ａ内に設置された
バーナ（図示せず）で燃料の燃焼が行われ、これにより
溶解槽１１内のガラスの加熱が行われる。排ガスは、流
路１２ｂを経て蓄熱室１３ｂに導入され、室内の格子積
レンガ１４ｂを加熱する。一定期間（通常約２０程度度
）後、バーナが切り替えられ、流路１２ｂに設置された
バーナ（図示せず）により加熱が行われる。この場合に
は、開口部１５ｂから導入された燃焼用空気が蓄熱室１
３ｂに入り、格子積レンガ１４ｂ内を通過し、その間に
予熱される。溶解槽１１内のガラスを加熱した後の排ガ
スは、流路１２ａを経て蓄熱室１３ａ内に入り、格子積
レンガ１４ａを加熱した後、開口部１５ａより排出され
る。このような操作を繰り返して、ガラスの溶解と共に
燃焼排ガスからの熱回収がなされている。

本発明の方法においては、このようなタンク窯の蓄熱室
の構築にあたり、前述の本発明の円筒形状格子績レンガ
を筒袖方向を鉛直方向に揃えて格子状に積み重ねる。

第３図は、第１図及び第２図に示した格子積レンガ１の
構築方法の一実施例を示す平面図である。本実施例にお
いては、下段側のレンガ１（ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，ＩＤ）
を正方格子Ｓの四辺の中点に配置する。そして、下段側
レンガＩＡ〜ＩＤの上段側にレンガ１　（ＩＥ、ＩＦ、
ＩＧ。

ＩＨ）を正方格子Ｓの四隅に配置し、かつ正方格子Ｓの
中央に上段側レンガ１（ＩＩ）を配置する。該レンガＩ
Ｅ〜ＩＩのさらに上段側に前記レンガＩＡ〜ＩＤと同配
列パターンでレンガ（図示路）を積み重ねる。なお、上
記説明ではレンガＩＡ〜１■が参照されているが、これ
らレンガＩＡ〜ＩＩの周囲にも図示の如く多数のレンガ
１が配列され、積み重ねられる。

このようにして、本発明の円筒状レンガが格子状に構築
される。

この際、格子積レンガ配置ピッチ、即ち、第３図におけ
るＪ２＋は、レンガの大きさ等によっても異なるが、前
記■〜■で規定する範囲内のレンガを用いる場合には、
１３０〜２７５ｍｍとするのが、好ましい。配置ピッチ
ｆｌ＋が、１３０ｍｍ未満では、含応排ガスにより閉塞
が生じ易（、また２７５ｍｍを超えると十分な熱効率が
得られない場合がある。

また、隣接する格子績レンガ１同士の間には適宜の間隙
２２を設けるのが好ましい。この間隙℃２を設けること
により、レンガが格子積みされた蓄熱室内のガス流に適
度な乱流が発生され、熱効率が向上されるようになる。

この間隙１２が１０ｍｍ未溝であると十分な乱流が得ら
れないところから、通常の場合間隙１２は１０ｍｍ以上
とするのが好ましい。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の蓄熱室用格子績レンガによ
れば、レンガ肉厚を熱伝達効率に最適な肉厚まで薄くし
た場合においても、高度な構築安定性を確保することが
できる。また、加熱、冷却の繰り返しによる内部応力が
均一化され、しかも機械的強度も高いことから耐用性も
向上し、著しく長寿命である。更に、格子積レンガの単
位置火当りの蓄熱室単位空間体積当りの伝熱面積を増大
させることができ、熱効率は大幅に向上する。

本発明の蓄熱室の構築方法によれば、熱効率が著しく高
く、熱的、機械的安定性にも優れ、耐久性が大幅に改善
された蓄熱室が容易に構築される。また、本発明の方法
によれば、蓄熱室内に、適度な乱流を生じさせて熱伝達
効率を促進することにより、熱交換効率のさらに高い蓄
熱室格子績を実現することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の格子績レンガの一実施例を示す縦断面
図、第２図は同平面図、第３図は本発明の構築方向の一
実施例を示す平面図、第４図は硝子溶”解用タンク窯を
示す概略的な断面図である。 １・・・格子績レンガ、　　２・・・嵌合用凸部、３・
・・嵌合用凹部。 代　　理　　人　　弁理士　　重　　野　　　剛第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端面が頂面及び底面となる平行面とされた円筒
   形状を有する蓄熱室用格子積レンガ。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載したレンガをそれぞ
   れ筒軸方向を鉛直方向にして格子状に積み重ねることを
   特徴とする蓄熱室用格子積レンガの構築方法。