JP3237281B2 - 高温輻射体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、高温輻射体に関するも
ので、スターリングエンジン等の外燃機関の燃焼器，ス
テンレス鋼体の焼鈍酸洗ラインの加熱システムのラジア
ントチューブ等の加熱器に利用される。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種の高温輻射体としては、
『NIKKEI NEW MATERIALS 1992.10.26 号』に示される日
本金属製のセラミックス製ラジエントチューブが知られ
ている。

【０００４】これは、炭化珪素等のセラミックスから形
成された円筒形状の本体と、本体の表面に形成され、本
体の表面に隣接した被加熱体に火炎を吹き出すための火
炎吹き出し口とを有するものであり、本体の一端にバー
ナ等を配置して加熱してその熱を被加熱体に伝達してい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した高
温輻射体においては、自然冷却により本体表面の温度を
降下させているので、本体表面の温度を速やかに降下さ
せることは不可能である。

【０００６】又、本体は細長い形状であるので、本体の
内部を均熱にするためにはバーナ等の火炎を大きく（強
く）する必要がある。そこで、火炎を大きくすると、本
体の内部の温度が上昇し過ぎてしまい、本体を構成する
炭化珪素が酸化され易くなり、炭化珪素の一部が酸化さ
れて二酸化珪素になる。この二酸化珪素は耐熱性に乏し
い為、本体の強度が低下して高温輻射体の寿命が短くな
る。

【０００７】故に、本発明は、本体表面の温度を速やか
に降下させると共に、火炎を大きくした場合に本体内部
の温度が上昇し過ぎるのを抑制することを、その技術的
課題とするものである。

【０００８】

【発明の構成】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために請求項１の発明において講じた技術的手段（第
１の技術的手段）は、円筒形状を呈し内部が加熱されて
その熱を周りに配置された被加熱体に伝達する本体と、
本体の長手方向に貫通するように本体の壁に形成された
空気を流すための空気孔と、空気孔の途中に形成され少
なくとも本体内部に空気を導入するための空気導入口と
を有したことである。

【００１０】上記技術的課題を解決するために請求項２
の発明において講じた技術的手段（第２の技術的手段）
は、円筒形状を呈し分割された複数の分割片と、分割片
の長手方向に貫通するように分割片の壁に形成された空
気を流すための空気孔と、空気孔に連通する貫通口及び
少なくとも分割片内部に空気を導入するための空気導入
口を有し、分割片同志を結合させる連結管とを備えたこ
とである。

【００１１】

【作用】上記第１の技術的手段によれば、空気を流すた
めの空気孔を本体の長手方向に貫通するように本体の壁
に形成し、少なくとも本体内部に空気を導入するための
空気導入口を空気孔の途中に形成したので、空気孔を流
れる空気及び空気導入口から導入される空気により、本
体の内部及び本体の表面が強制的に冷却される。

【００１２】その結果、本体表面の温度が速やかに降下
する。

【００１３】又、本体の内部を均熱にするために本体の
内部に強い火炎を与えた場合においても、空気孔を流れ
る空気及び空気導入口から導入される空気により、本体
内部が冷却されるので、本体内部の温度が上昇し過ぎる
のを抑制できる。その結果、本体を構成する材料が酸化
され難くなり、本体の強度が確保されて高温輻射体の寿
命が向上する。

【００１４】上記の第２の技術的手段は、第１の技術的
手段と同様な作用を有する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１６】図１は、第１実施例に係る高温輻射体の斜
視図であり、図２は、図１における本体の断面図であ
る。

【００１７】図１に示す高温輻射体１０において、円筒
形状の本体１１は炭化珪素等の熱容量が小さく且つ熱伝
導率が大きいセラミックス材料から形成され、本体１１
の表面には、複数の火炎吹き出し口１２が形成されてい
る。本体１１の輻射熱が本体１１の周りに配置されるヒ
ータチューブ等の被加熱体（図示せず）に伝達されるよ
うになっている。本体１１の図示左端には、バーナ等の
加熱手段（図示せず）が結合され、本体１１の内部に火
炎を与えるようになっている。

【００１８】図１及び図２に示されるように、本体１１
の壁１１ａには、本体１１の長手方向に貫通するように
複数の空気孔１３が形成され、これらの空気孔１３に
は、図示左端に位置する空気供給手段（図示せず）から
空気が供給されるようになっている。空気孔１３の途中
には、本体１１の内部に向かって開口するように複数の
空気導入口１４が形成され、本体１１の内部に空気を導
入するようになっている。

【００１９】尚、図２においては、空気導入口１４は本
体１１の内部に向かって開口しているが、これに限定さ
れる必要は全くなく、これに加えて本体１１の外周方向
に向かって開口するようにしてもよい。

【００２０】上記の如く構成された高温輻射体１０の作
用について説明する。

【００２１】本体１１の内部に加熱手段により火炎を与
えると、輻射熱が本体１１の表面を介して被加熱体に伝
達される。ここで、本体１１の内部を均熱するために本
体１１の内部に強い火炎を与える必要があるが、本体１
１に強い火炎を与えた場合、空気孔１３に空気が供給さ
れて空気孔１３を流れる空気により主として本体１１の
表面及び壁１１ａの内周面近傍が冷却される。又、空気
孔１３を流れる空気が空気導入口１４を介して本体１１
の内部に導入され、その空気により本体１１の内部全体
が冷却される。その結果、本体１１内部の温度が上昇し
過ぎるのを抑制でき、本体１１を構成する炭化珪素が酸
化され難くなり、本体１１の強度が確保されて高温輻射
体１０の寿命が向上する。一方、本体１１の内部の加熱
が終了すると、空気孔１３に多量の空気が供給され、そ
の一部が空気導入口１４を介して本体１１の内部に導入
される。その結果、空気孔１３を流れる空気及び空気導
入口１４から導入される空気により、本体１１の内部及
び本体１１の表面が強制的に冷却される。従って、本体
１１表面の温度が速やかに降下する。

【００２２】図３は、第２実施例に係る高温輻射体の断
面図である。

【００２３】図３に示す高温輻射体２０において、本体
２１は、同一の外径を有した円筒形状の複数（図３では
４つ）の分割片２２が結合されたものである。分割片２
２は、炭化珪素等のセラミックスから形成され、分割片
２２の表面には、複数の火炎吹き出し口（図示せず）が
形成されている。分割片２２の輻射熱は、分割片２２の
周りに配置されるヒータチューブ等の被加熱体（図示せ
ず）に伝達されるようになっている。

【００２４】図３及び図４に示されるように、分割片２
２の壁には、図示左右方向に貫通するように複数の空気
孔２３が形成され、隣接した分割片２２の空気孔２３と
対応している。

【００２５】図３に示されるように、複数の分割片２２
はＴ字管（連結管）２４を介して結合され、このＴ字管
２４は、炭化珪素等のセラミックスから形成されてい
る。図５に示されるように、Ｔ字管２４は、隣接した空
気孔２３の間に挿入され、焼結により隣接した空気孔２
３同志が一体に結合される。ここで、焼結前にＴ字管２
４と分割片２２の空気孔２３の間にこれらと同材質のセ
ラミックスのペーストを塗ったり、Ｔ字管２４の成形体
密度を分割片２２の成形体密度よりも少し大きくした
り、焼結時のＴ字管２４の収縮率を分割片２２の収縮率
よりも小さくしたりすることが好ましい。これにより、
焼結時にＴ字管２４と分割片２２とが強固に結合し、隣
接した分割片２２同志が強固に結合する。

【００２６】図５に示されるように、Ｔ字管２４内に
は、空気孔２３に連通する貫通口２４ａが形成され、貫
通口２４の途中には、本体２１の内部に向かって開口す
るように空気導入口２４ｂが形成されている。この空気
導入口２４ｂにより本体２１の内部に空気が導入される
ようになっている。

【００２７】尚、本実施例においては、Ｔ字管２４を使
用したが、これに限定される必要は全くなく、例えば、
十字管等を使用してもよい。

【００２８】尚、図３においては、空気導入口２４ｂを
本体２１の内部に向かって開口させているが、これに限
定される必要は全くなく、これに加えて本体２１の外周
方向に向かって開口させてもよい。

【００２９】上記の如く構成された高温輻射体２０の作
用は、第１実施例の高温輻射体１０の作用と基本的には
同様であるので、説明は省略する。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以下の如く効果を有する。

【００３１】高温輻射体の本体表面の温度を速やかに降
下させることが可能である。

【００３２】又、本体内部の温度が上昇し過ぎるのを抑
制でき、本体を構成する材料が酸化され難くなり、本体
の強度が確保されて高温輻射体の寿命が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る高温輻射体の斜視図である。

【図２】図１における本体の断面図である。

【図３】第２実施例に係る高温輻射体の断面図である。

【図４】分割片の断面図である。

【図５】図３におけるＡ部拡大図である。

【符号の説明】

１０，２０ 高温輻射体 １１，２１ 本体 １１ａ 本体の壁 １３，２３ 空気孔 １４ 空気導入口 ２２ 分割片 ２４ Ｔ字管（連結管） ２４ａ 貫通口 ２４ｂ 空気導入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三 多 淳 一 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイ シン精機株式会社内 審査官 東 勝之 (56)参考文献 特開 平５−39909（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−140711（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−23746（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭37−6896（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 14/12 F23C 3/00 301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形状を呈し、内部が加熱されてその
   熱を周りに配置された被加熱体に伝達する本体と、 前記本体の長手方向に貫通するように前記本体の壁に形
   成された空気を流すための空気孔と、 前記空気孔の途中に形成され、少なくとも前記本体の内
   部に空気を導入するための空気導入口とを有することを
   特徴とする高温輻射体。
2. 【請求項２】 円筒形状を呈し、分割された複数の分割
   片と、 前記分割片の長手方向に貫通するように前記分割片の壁
   に形成された空気を流すための空気孔と、 前記空気孔に連通する貫通口及び少なくとも前記分割片
   内部に空気を導入するための空気導入口を有し、前記分
   割片同志を結合させる連結管とを備えたことを特徴とす
   る高温輻射体。