JPH0223950Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 （産業上の利用分野） 本考案は、バーナに関する。更に詳しく説明す
ると、本考案は、燃焼エネルギーをふく射エネル
ギーに変換し熱源として利用するラジアントチユ
ーブバーナに関する。

（従来の技術） 燃焼エネルギーをふく射エネルギーに変換して
熱源として利用することは、従来からラジアント
ガスバーナあるいはラジアントチユーブバーナな
どにおいて実施されている。殊にラジアントチユ
ーブバーナは、炉内雰囲気ガスが汚染されないの
で特殊な雰囲気ガスを使用する熱処理炉や燃焼炉
などの熱源として賞用されている。このラジアン
トチユーブバーナは、第２図の如く耐熱合金チユ
ーブ１０１内でオイル又はガスを燃焼させて当該
チユーブ１０１を加熱し、チユーブ外面からのふ
く射熱で被加熱物を加熱するものである。また、
全体の熱効率を上げるため排ガスと燃焼用空気を
熱交換し燃焼用空気を予熱するレキユペレータ付
ラジアントチユーブバーナもある（第３図参照）。
このレキユペレータ付ラジアントチユーブバーナ
は排気管１０３の周囲をレキユペレータ管１０４
で包囲して二重管とし、外側の管路を通して燃焼
用空気を導入するようにしている。尚、図中１０
２はバーナ、１０５は炉壁である。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このラジアントチユーブバーナ
はＵ形のチユーブの一端でバーナを燃焼させて得
た長炎を他端の排気管１０３から排出する間にチ
ユーブ１０１を加熱してふく射エネルギーに変換
するものであることから、バーナ１０１付近の火
炎温度と排気管付近のそれとは大きく異なり、例
えば炉内温度を1000℃程度に維持するためにはチ
ユーブ１０１で最も低温となる排気管付近を1000
℃に保たねばならないので、バーナ付近は1200〜
1300℃程度の高温にしなければならず、チユーブ
１０１の加熱が不均一になる。このため、バーナ
１０２付近のチユーブは排気管付近のチユーブに
較べて絶えず高温に晒されることから酸化が激し
くかつ場合によつては溶損するのでチユーブ寿命
が短い。また、二重管構造のレキユペレータ付ラ
ジアントチユーブバーナにあつても、管壁を介し
た間接熱交換であるため熱効率が悪く排熱回収が
不十分である。

そこで、本考案は、チユーブ加熱が均一であ
り、かつ効率良く排熱を回収可能なラジアントチ
ユーブバーナを提供することを目的とする。

考案の構成 （問題点を解決するための手段） 斯かる目的を達成するため、本考案のラジアン
トチユーブバーナは、ラジアントチユーブの両開
口部に通気性固体を充填して該通気性固体を通し
てのみ燃焼用空気の送り込みと燃焼排ガスの排出
を可能とする一方、前記各開口部にバーナを夫々
装着すると共に各開口部を燃焼用空気供給手段と
排ガス手段に選択的に接続可能に設け、チユーブ
内の燃焼ガスを交互に各開口部から排出する一
方、他方の開口部の通気性固体を通して前記通気
性固体に蓄えられた燃焼排ガスの熱で燃焼用空気
を予熱して供給し、交互にバーナを燃焼させるよ
うにしている。

（実施例） 以下本考案の構成を図面に示す一実施例に基づ
いて詳細に説明する。

本考案のラジアントチユーブバーナは、ラジア
ントチユーブ１の両開口部２に通気性固体３を充
填すると共にバーナ４を夫々装備し、バーナ４を
交互に燃焼させる一方、他方の開口部２からチユ
ーブ１内の燃焼ガスを通気性固体３を通して排気
するようにした双方向流動型バーナである。

前記通気性固体３は、排気される燃焼ガス（本
明細においては燃焼排ガスという）の顕熱を一時
的に蓄えるためのもので、蓄熱体として一般に使
用されかつ燃焼用空気あるいは燃焼排ガスに悪影
響を与えないものであればいかなる構造、材質の
ものであつても採用可能である。一般に、蓄熱体
としては、伝熱面積が大きく圧力損失の小さいこ
と、耐熱性、耐熱衝撃性、耐食性に優れることが
要求されることから、セラミツクスやアルミナ、
耐熱金属等が採用される。本実施例の場合、海綿
状セラミツクスを用いて燃焼ガスの流れ方向に沿
うハニカム状のセル孔を多数形成した所謂ハニカ
ムセラミツクスを採用している。尚、本明細書に
おいて通気性固体とは、材質あるいは材料自体が
多孔質であるものは勿論のこと、それ自体に通気
性がなくとも構造的に通気性を確保し得るものも
含まれる。例えば、平均孔径の比較的小さな連続
気孔を多数有する耐火物は勿論のこと、アルミナ
チエツカーをボール状にして多数充填したもの或
いは耐熱性金属の繊維を織り込んだ金網、発泡金
属、高充填セラミツクスによつて構成されるリボ
ルバー状の筒体など、適宜構造ないし形状に構成
可能である。また、海綿状セラミツクスを使用す
る場合、セル孔を貫通させる場合の他、ハニカム
状のセル孔の両端を一松模様に交互に底付封着
し、燃焼ガスが多孔質薄壁を通過するようにして
熱交換効率をあげることも可能である。また、燃
焼排ガス温度が1000℃前後の場合、鉄−クロム−
アルミニウムの耐熱合金FCH−２の綿材を綿径
１mm程度で織り込んだ金網を適宜厚さに重ね合せ
た構造の通気性固体でも実施可能である。

この通気性固体３と共にラジアントチユーブ１
の両開口部２に夫々装備されているバーナ４は、
特別な構造である必要はなく、公知のあるいは新
規のバーナの中からラジアントチユーブ１内での
燃焼に好適な種類、型式のバーナを適宜選定すれ
ば良い。例えば、ラジアントチユーブ１内での燃
焼には長炎燃焼が要求されることから、吹出し速
度が大になるノズルが通常採用される。このバー
ナ４は、好ましくは通気性固体３内で燃料と燃焼
用空気の混合拡散が起らないようにするため、燃
料噴射ノズル５が通気性固体３を貫通するように
設置されている。もつとも通気性固体３にハニカ
ム状セラミツクスを採用する場合には燃料と燃焼
用空気とがセラミツクスの隔壁によつて遮蔽され
ているので通気性固体３を貫通させてバーナノズ
ル５を設置する必要はない。

前記ラジアントチユーブ１の両開口部２は燃焼
用空気供給手段６と排ガス手段７とに選択的に接
続可能に設けられている。本実施例の場合、一方
８ａが大気に開放されかつ他方８ｂが排気フアン
９に接続された四方弁８の他の２ポート８ｃ，８
ｄにラジアントチユーブ１の両開口部２を夫々接
続し、四方弁８の切替え用ダンパ１０の操作によ
つて各開口部２を燃焼用空気供給手段すなわち大
気あるいは排気手段即ち排気フアン９に選択的に
接続し得るように設けられている。この燃焼用空
気と燃焼ガスの流れの切替えはタイマ（図示省
略）を使つて一定時間置きにあるいは通気性固体
３を通過した燃焼温度をサーモセンサ（図示省
略）で測定してこれが所定温度に達したときに、
燃料噴射と同期して流れを切換え得るように前記
ダンパ１０が駆動される。

また、燃料ガスの流れの方向を切換える手段と
しては、上述の四方弁８を利用したものに限ら
ず、公知のあるいは新規の流路切換手段、例えば
スプール弁を利用したものあるいは連通孔を複数
穿孔した円板の回転によつて流れを切換えるもの
など、また各開口部２に燃焼用空気供給手段６と
排ガス手段７とに連結された専用流路を設けてそ
れぞれの開閉を図るなど、種々実施可能である。

尚、排気手段５は特別な構造である必要はな
く、公知のあるいは新規の排気手段の中から当該
バーナに好適な種類、型式の排気手段を適宜選定
すれば良く、例えば本実施例の場合送風機が採用
されている。また、燃焼用空気供給手段６も特別
の構造である必要はなく、公知のあるいは新規の
空気供給手段の中から当該バーナに好適な種類、
型式の排気手段を適宜選定すれば良く、例えば本
実施例の場合送風機を使用せずに単に大気に開放
して排気フアンによる誘引通風が採用されてい
る。更にラジアントチユーブ１の形式はストレー
ト形（直管形）、Ｕ形、Ｔ形、Ｗ形、Ｏ形、Ｌ形
などの公知の形状の他、新規形状であつても実施
可能である。尚、本明細書においてラジアントチ
ユーブ１の両開口部２とは排気系に接続されるも
のと給気系に接続されるものとを意味する。

（作用） 以上のように構成された本考案のラジアントチ
ユーブバーナによると、いずれか一方のバーナ４
を燃焼させると共に他方の開口部２からチユーブ
１内の高温の燃焼ガスを排気フアン９の作動によ
つて排出し、チユーブ１内を負圧にして燃焼用空
気を誘引通風させる。一定時間経過後、反対側の
バーナ４を燃焼させてそれまで燃焼させていたバ
ーナ側の開口部２から燃焼ガスを排出する。この
交互燃焼・排出を繰返して徐々にチユーブ１と通
気性固体３の温度を上昇させる。チユーブ１と通
気性固体３が設定温度に達すると、定常燃焼に移
行する。燃焼用空気と燃焼ガスの切替えは、適宜
間隔例えば0.5〜２秒間隔に行なうか、排出され
る燃焼ガスが低温例えば200℃程度となれば行な
う。他方、燃焼用空気は燃焼排ガスが通気性固体
３に捨てた熱を拾つて、高温例えば700〜800℃に
予熱されて供給される。

考案の効果 以上の説明から明らかなように、本考案のラジ
アントチユーブバーナは、ラジアントチユーブの
両開口部に通気性固体を充填して該通気性固体を
通してのみ燃焼用空気の送り込みと燃焼排ガスの
排出を可能とする一方、前記各開口部にバーナを
夫々装着すると共に各開口部を燃焼用空気供給手
段と排ガス手段に選択的に接続可能に設け、交互
にバーナを燃焼させるようにしたので、ラジアン
トチユーブの表面が均一加熱でき被加熱物の加熱
が効果的になると同時にチユーブ寿命が長くな
る。また、このラジアントチユーブバーナは、チ
ユーブ内の燃焼ガスを交互に各開口部から排出す
る一方、他方の開口部の通気性固体を通して前記
通気性固体に蓄えられた燃焼排ガスの熱で燃焼用
空気を予熱して供給するようにしたので、排気ガ
ス温度を100〜200℃にまで下げる熱回収が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のラジアントチユーブバーナの
一実施例を示す原理図、第２図は従来のラジアン
トチユーブバーナの一例を示す中央縦断面図、第
３図は同じく従来のレキユペレータ付ラジアント
チユーブを示す中央断図である。 １……ラジアントチユーブ、２……通気性固
体、３……通気性固体、４……バーナ、６……燃
焼用空気供給手段、７……排ガス手段、８……流
路切替え手段・四方弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ラジアントチユーブの両開口部に通気性固体
   を充填して該通気性固体を通してのみ燃焼用空
   気の送り込みと燃焼排ガスの排出を可能とする
   一方、前記各開口部にバーナを夫々装着すると
   共に各開口部を燃焼用空気供給手段と排ガス手
   段に選択的に接続可能に設け、チユーブ内の燃
   焼ガスを交互に各開口部から排出する一方、他
   方の開口部の通気性固体を通して前記通気性固
   体に蓄えられた燃焼排ガスの熱で燃焼用空気を
   予熱して供給し、交互にバーナを燃焼させるこ
   とを特徴とするラジアントチユーブバーナ。 (2) 前記通気性固体はハニカム状セラミツクスで
   あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項記載のラジアントチユーブバーナ。 (3) 前記通気性固体は燃焼ガスの流れ方向に連通
   しかつその両端が市松模様に交互に底付封着さ
   れたハニカム状通路を有することを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のラジアン
   トチユーブバーナ。 (4) 前記通気性固体は平均孔径の比較的小さな連
   続気孔を多数有する耐火物から成ることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載のラ
   ジアントチユーブバーナ。 (5) 前記通気性固体は耐熱合金の線材と織る金網
   であることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載のラジアントチユーブバーナ。 (6) 前記燃焼用空気供給手段と排ガス手段とは、
   一方が大気に開放されかつ他方が排気フアンに
   接続された四方弁の他の２ポートに夫々ラジア
   ントチユーブの両開口部を接続し、いずれか一
   方の開口部を大気と連通させると共に他方の開
   口部を排気フアンと連通させて排気フアンの作
   動によつてチユーブ内を負圧にして燃焼用空気
   を吸引するようにしたことを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載のラジアントチユ
   ーブバーナ。