JPH0619934Y2 - 蓄熱式ラジアントチューブバーナ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は蓄熱式ラジアントチューブバーナ装置に関す
る。更に詳述すると、本考案は、ラジアントチューブバ
ーナ、特に廃熱回収システムを有する蓄熱式ラジアント
チューブバーナ装置においてラジアントチューブの両端
のバーナを交互に燃焼させて燃焼ガスを排気するための
燃焼用空気供給系と燃焼ガス排気系及び燃料供給系の流
路切替え機構部分の改良に関する。

（従来の技術） 近年、廃棄ガスから相当量の熱を回収して熱効率を高め
るようにするため、燃焼用空気のプレヒート技術が開発
されている。例えば、第４図に示すように、ラジアント
チューブ101の両端に蓄熱体102を有するバーナ103を設
け、これらを交互に燃焼させてその燃焼ガスを燃焼させ
ていないバーナ側に蓄熱体102を通して排出し、蓄熱体1
02に蓄熱された燃焼ガスの熱を使って燃焼用空気をプレ
ヒートするラジアントチューブバーナが提案されている
（工業加熱Vol.23,NO.6,P71日本工業炉協会発行）。

従来、このバーナにおける燃焼ガスと燃焼用空気の流路
切替えには、電磁弁を採用することが一般的である。例
えば、燃焼用空気供給系と燃焼ガス排気系とで４箇所の
電磁弁104,105,106,107を設け、これらを選択的に開閉
させることによって一方のバーナ103を燃焼用空気供給
系と接続し、他方のバーナ103を燃焼ガス排気系に接続
する流路切替え構造とされている。尚、燃料供給系110
にも２個の電磁弁108,109が使用されている。

また、多数の電磁弁に代えて第５図に示すようなロータ
リ四方弁207を使用することも考えられる。このロータ
リ四方弁207は四方に開口する４つのポート201,202,20
3,204を有するケーシング205内に切替弁子206を回転自
在に設け、この切替弁子206で四つのポート201,202,20
3,204のうちの隣る２つのポートを選択的に連通させる
ことによって、燃焼用空気供給系と燃焼ガス排気系のい
ずれかをバーナに選択的に接続するようにしたものであ
る。この場合においても燃料供給系は２つの電磁弁108,
109を有し、これらの２つの電磁弁108,109の切替えによ
っていずれか一方のバーナ103に燃料ガスを供給するよ
うにしている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、電磁弁は高価であり、特に高温雰囲気で
使用可能な電磁弁は高価であり、設備コストを引上げ
る。しかも、気体配管用電磁弁は、かなり大型であるた
め、第４図に示すように６個も取付けると、場所をとる
問題がある。特に、ラジアントチューブバーナのように
炉体の周りに数十〜数百個も取付けて使用されるバーナ
の場合には、場所をとり配管等を複雑にして、メンテナ
ンスや取付け性を悪化させる問題がある。

しかも、２０秒〜５分間隔で頻繁に流れの切替えを必要
とする蓄熱式ラジアントチューブバーナの場合、多数の
電磁弁の設置は、故障による作動不良の発生率を高める
こととなる。

また、ロータリ四方弁を使用する場合にも、燃料供給系
には少なくとも２個の電磁弁108,109を必要とする。こ
の電磁弁108,109は、その使用個数が全体ではばかにな
らない数となることから、コスト上、取付けスペース
上、また故障による作動不良の発生等について同様の問
題を以前として含んでいることとなる。

そこで、本考案は、頻繁に切替えられる流路系から電磁
弁をなくし、場所をとらずかつ部品点数の少ない流路切
替え機構を有する蓄熱式ラジアントチューブバーナ装置
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本考案の蓄熱式ラジアント
チューブバーナ装置は、ラジアントチューブの両端のバ
ーナに対して燃焼用空気供給系と燃焼ガス排気系とを選
択的に接続するロータリ四方弁と、バーナの燃料供給系
を切替えていずれか一方のバーナに燃料を供給するロー
タリ三方弁と、ロータリアクチュエータとを同軸上に配
置して各々のシャフトを連結し、前記ロータリアクチュ
エータによって前記四方弁と三方弁とを同時に切替え可
能としている。

（作用） 三方弁と四方弁は共通の駆動源即ちロータリアクチュエ
ータによって同時に駆動される。したがって、一方のバ
ーナに燃焼用空気供給系と燃料供給系とが接続されるの
と同時に他方のバーナへの燃料供給が停止され、他方の
バーナと燃焼ガス排気系とが接続される。

（実施例） 以下、本考案の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

このラジアントチューブバーナ装置は、第１図に示すよ
うに、ラジアントチューブ１と、その両端に夫々装備さ
れたバーナ３，３と、各バーナ３，３のバーナシェル５
内に設けられた蓄熱体２と、各バーナ３，３を燃焼用空
気供給系９と燃焼ガス排気系１０とに選択的に接続する
ロータリ四方弁８と、各バーナ３，３に燃料供給系１３
を選択的に接続していずれか一方のバーナ３に燃料を供
給するロータリ三方弁７及びパイロットバーナ６とから
構成されている。バーナ３，３は交互に燃焼してその燃
焼ガスを燃焼させていない方のバーナ側から蓄熱体２を
通して排出させる一方、燃焼させている側のバーナには
蓄熱体２を通して予熱された燃焼用空気を供給する。

蓄熱体２は、ラジアントチューブ１を通過した燃焼ガス
の顕熱を回収して蓄えるためのものであり、一般には燃
焼ガスと反応したり燃焼用空気に悪影響を与えない材質
から成るハニカムセラミックス等の使用が好ましい。蓄
熱体２はバーナガン４の噴出口よりも上流側、例えばバ
ーナガン４を包囲するようにバーナシェル５内に設置し
たり、好ましいとはいえないがバーナシェル５の外に設
置されている。尚、符号２ａはラジアントチューブ１の
バング部分１ａ内に内挿された断熱保護筒を兼ねた補助
の蓄熱体である。

両バーナ３，３のバーナシェル５にはロータリ四方弁８
を介して燃焼用空気供給系９と燃焼ガス排気系１０とが
接続されている。ロータリ四方弁８の操作によって、燃
焼用空気供給系９の押込み送風機１１から供給される燃
焼用空気をいずれか一方のバーナ３へ供給して燃焼させ
る一方、この燃焼ガスを他方のバーナ３の蓄熱体２を経
て排気ブロワ１２によって誘引排気するように設けられ
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）を使って一定時間置きに行なわれる
か、あるいは蓄熱体２を通過した燃焼ガス温度をサーモ
センサ（図示省略）で測定してこれが所定温度に達した
ときに行なわれる。

ロータリ四方弁８は、４つの接続ポート８Ａ〜８Ｄを等
間隔置きに有する弁本体１５と、この弁本体１５内にお
いて回転し流路を切替える回転弁子１６と、この回転弁
子１６を支持して弁本体１５に回転自在に支承させるシ
ャフト１７とから主に構成されている。回転弁子１６
は、弁本体１５の軸断面形状とほぼ相似する形状の１枚
の板から成り、弁本体１５の４つの接続ポート１５Ａ，
１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄのうちの２つずつを各々連通さ
せるように弁本体１５内を仕切るように設けられてい
る。また、回転弁子１６の弁本体１５の内周面１５Ｅと
摺接する部位には、排気される燃焼ガスと触れても材質
に悪い変化がなくかつ弁本体１５の内周面１５Ｅと摺接
した際に摩耗して一定のクリアランスを形成する材料例
えばカーボンや成形グラスウール、耐火ボード材、アス
ベスト、セラミック等の高耐温用断熱材で形成されてい
るクリアランス設定部材１８が埋設されている。更に、
回転弁子１６の中央の回転中心となるシャフト１７は、
弁本体１５を貫通し、その一端がロータリ三方弁７のシ
ャフト２２に接続されると共に他端がアクチュエータ２
３のシャフト（作動軸）２４に接続されている。

ロータリ三方弁７はエルポート１９を有する回転弁子２
０と９０°置きに３つのポート２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ
を有する弁本体２１とから成る。回転弁子２０は弁本体
２１内に回転自在に収容され、中央部分に固着されるシ
ャフト２２の回転によって駆動される。このロータリ三
方弁７を介して燃料供給系１３がバーナガン４に接続さ
れている。燃料供給系１３にはバーナ３，３を停止させ
るときに燃料供給を遮断するための電磁弁１４が設けら
れている。

ロータリアクチュエータ２３は、空気圧や油圧等の流体
圧若しくは電気エネルギー等によって、シャフト２４の
回転運動の角度が３６０°以内に制限された回転形往復
運動を行なうアクチュエータで、一般にロータリトルク
アクチュエータ等と呼ばれている。このロータリアクチ
ュエータは図示していないが、例えば、一方のポートに
空気圧をかけることによってロータを９０°回転させ、
他方のポートに逆方向に空気圧をかけることによって逆
方向に９０°回転させるように設けられている。

ロータリ四方弁８とロータリ三方弁７及びロータリアク
チュエータ２３は同軸上に配置されて各々のシャフト１
７，２２，２４が互いに連結されている。即ち、四方弁
８の回転弁子１６の中心を通過するシャフト１７と三方
弁７の回転弁子２０の中心を通過するシャフト２２及び
フクチュエータ２３のシャフシト２４とが同軸上に配置
されて固着され、ロータリアクチュエータ２３によって
回転させられる。このロータリアクチュエータ２３によ
ってロータリ四方弁８とロータリ三方弁７とは同じ方向
に同じ角度だけ回転が与えられる。そこで、四方弁８と
三方弁７とは燃料供給系１３と接続するバーナ３と燃焼
用空気供給系９とを接続するバーナ３とを同じにするよ
うな位置関係に配置されて互いに弁本体１５，２１同士
が連結されている。

以上のように構成されているので、回転アクチュエータ
２３の作動によって、四方弁８と三方弁７とが同時に切
替えられ、一方のバーナ３に燃焼用空気と燃料ガスを供
給すると共に、他方のバーナ３への燃料ガスと燃焼用空
気の供給を停止して燃焼ガスを排気させることができ
る。

（考案の効果） 以上の説明より明らかなように、本考案の蓄熱式ラジア
ントチューブバーナ装置は、ロータリ三方弁とロータリ
四方弁とロータリアクチュエータとを同軸上に配置して
１つのロータリアクチュエータで同時に作動させるよう
にしているので、部品点数が少なく、かつ故障が少く作
動が確実となる。しかも、高価な電磁弁を使用しないた
め安価にできる。更に、アクチュエータと四方弁と三方
弁とが同軸上に積み重ねられているため場所をとらずに
バーナ周りを簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の蓄熱式ラジアントチューブバーナ装置
の一実施例を示す概略図である。 第２図は本考案の要部たる流路切替え機構部分の正面図
である。 第３図（Ａ）はロータリ四方弁の構造を示す概略図、第
３図（Ｂ）はロータリ三方弁の構造を示す概略図であ
る。 第４図は従来の蓄熱式ラジアントチューブ装置の一実施
例を示す概略図である。 第５図は従来の蓄熱式ラジアントチューブ装置の他の実
施例を示す概略図である。 １……ラジアントチューブ、 ３，３……バーナ、 ７……ロータリ三方弁、 ８……ロータリ四方弁、 ９……燃焼用空気供給系、 １０……燃焼ガス排気系、 １３……燃料供給系、 ２３……ロータリアクチュエータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ラジアントチューブバーナの両端にバーナ
   を夫々設置し、一方のバーナに燃焼用空気と燃料を供給
   するときには他方のバーナは停止して燃焼ガスを排気さ
   せるラジアントチューブバーナ装置において、前記両バ
   ーナの燃焼用空気供給系と燃焼ガス排気系とを選択的に
   切替えるロータリ四方弁と、前記バーナの燃料供給系を
   切替えていずれか一方のバーナに燃料を供給するロータ
   リ三方弁と、ロータリアクチュエータとを同軸上に配置
   して各々のシャフトを連結し、前記ロータリアクチュエ
   ータによって前記四方弁と三方弁とを同時に切替え可能
   としたこと特徴とする蓄熱式ラジアントチューブバーナ
   装置。