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セラミックフォーム

伝熱変換素子の原理
伝熱変換素子

本技術は、東京工業大学越後教授の約10年に亘る基礎・応用研究と大同特殊鋼(株)、
三菱エンジニアリング(株)などによる工業化研究を基に完成した新しい伝熱輻射技術です。
(基本特許:特許番号 第1105758号)

伝熱変換素子の原理

炉内燃焼ガス通路に設置されたセラミックフォームは、大きな骨格表面積を持つため、極めて効率よくガスの顕熱がセラミックフォームに伝わり、固体輻射エネルギーとして射出されます。

この時一番上流側では、熱線は遮られずに被熱物へ輻射されるが、下流側へ向かう熱線は大部分が遮へいされ、ガスは輻射された熱量分だけ温度を下げ、下流へ移動します。

このようにセラミックフォーム内で輻射される熱線は、その点の前後の光学的厚みに応じて減衰し、更に輻射熱量は絶対温度の4乗に比例することが相乗し、ガスはセラミックフォームの上流部分で急激に温度を降下させ、ガス顕熱の大部分は上流方向に輻射され、炉内で有効に活用される結果、省エネルギーに寄与できます。

使用例
1.金属加熱炉(W・H式=ウォーキング・ハース式ビレット加熱)
  • (1)省エネ効果
    燃料原単位 従来 改造後 省エネ率
    38.1ℓ/t 33.5ℓ/t 12%

    償却期間 1.1年

  • (2)セラミックフォーム設置箇所

  • (3)炉仕様
    処理材 SC、SUSビレット
    能力 18t/h
    材料抽出温度 1100~1250°C
    燃焼 A重油
    セラミックフォーム 15m2設置

    資料提供:大同特殊鋼(株)殿

2.ナフサ分解炉(ヘリカルコイル型管式加熱炉)
  • (1)省エネ効果
    燃料使用量 従来 改造後 省エネ率
    2.09×106Kcal/h 1.66×106Kcal/h 20.6

    償却期間 1年

  • (2)セラミックフォーム設置箇所

  • (3)炉仕様
    処理材 石油製品
    輻射部吸熱量 0.89×106Kcal/h
    燃焼ガスの出入口温度差 680°C(入口)→466°C(出口)
    燃焼 C1~C3ガス
    セラミックフォーム 約1m2設置

    資料提供:三菱油化エンジニアリング(株)殿

3.金属溶解炉(アルミニウムるつぼ型溶解炉)
  • (1)省エネ効果
    燃料原単位 従来 改造後 省エネ率
    960Kcal/Kg 710Kcal/Kg 26%

    溶解時間短縮 42%

  • (2)セラミックフォーム設置箇所

  • (3)炉仕様
    溶材 アルミインゴット及びリターン材
    容量 320Kg/ch
    溶解温度 700~730°C
    燃焼 LPG
    セラミックフォーム 2.2m2設置

    資料提供:第一熱工(株)殿

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