JPH0979524A - シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナ - Google Patents
シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナInfo
- Publication number
- JPH0979524A JPH0979524A JP7231464A JP23146495A JPH0979524A JP H0979524 A JPH0979524 A JP H0979524A JP 7231464 A JP7231464 A JP 7231464A JP 23146495 A JP23146495 A JP 23146495A JP H0979524 A JPH0979524 A JP H0979524A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- fuel
- heat storage
- radiant tube
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Gas Burners (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低ＮＯｘ化と排熱回収による燃焼用空気の高
温予熱での省エネ化が同時に実現する。また、高価なフ
レームチューブを必要とせず、さらにチューブ寿命も長
くしてランニングコストを低減させる。 【解決手段】 シングルエンド型ラジアントチューブ１
内を先端側で連通する２つの燃焼室１０ａ，１０ｂに仕
切る長手方向の仕切り２と、各燃焼室１０ａ，１０ｂの
入口側に収容されるハニカム状の蓄熱体４ａ，４ｂと、
該蓄熱体４ａ，４ｂを介して燃焼用空気供給系８と排気
系９とに交互に燃焼室１０ａ，１０ｂをそれぞれ接続可
能とする流路切替手段７と、燃焼室１０ａ，１０ｂに燃
焼用空気とほぼ平行に燃料を噴射する燃料パイプ５ａ，
５ｂとを有し、いずれか一方の蓄熱体を通過させて燃料
の着火温度よりも高温に予熱された燃焼用空気を約６０
ｍ／ｓｅｃ以上の高速で燃焼室に噴射させて燃焼させつ
つ他方の燃焼室と蓄熱体を経て燃焼ガスを排気させるこ
とを短時間に交互に切り替えて行うようにしている。
温予熱での省エネ化が同時に実現する。また、高価なフ
レームチューブを必要とせず、さらにチューブ寿命も長
くしてランニングコストを低減させる。 【解決手段】 シングルエンド型ラジアントチューブ１
内を先端側で連通する２つの燃焼室１０ａ，１０ｂに仕
切る長手方向の仕切り２と、各燃焼室１０ａ，１０ｂの
入口側に収容されるハニカム状の蓄熱体４ａ，４ｂと、
該蓄熱体４ａ，４ｂを介して燃焼用空気供給系８と排気
系９とに交互に燃焼室１０ａ，１０ｂをそれぞれ接続可
能とする流路切替手段７と、燃焼室１０ａ，１０ｂに燃
焼用空気とほぼ平行に燃料を噴射する燃料パイプ５ａ，
５ｂとを有し、いずれか一方の蓄熱体を通過させて燃料
の着火温度よりも高温に予熱された燃焼用空気を約６０
ｍ／ｓｅｃ以上の高速で燃焼室に噴射させて燃焼させつ
つ他方の燃焼室と蓄熱体を経て燃焼ガスを排気させるこ
とを短時間に交互に切り替えて行うようにしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱処理分野などに多
く用いられているシングルエンド型ラジアントチューブ
バーナに関する。更に詳述すると、本発明は、既存のチ
ューブをそのまま使用して蓄熱式ラジアントチューブに
改造が可能なシングルエンド型蓄熱式ラジアントチュー
ブバーナ構造に関する。
く用いられているシングルエンド型ラジアントチューブ
バーナに関する。更に詳述すると、本発明は、既存のチ
ューブをそのまま使用して蓄熱式ラジアントチューブに
改造が可能なシングルエンド型蓄熱式ラジアントチュー
ブバーナ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】装置上の問題からチューブの取付スペー
スに制限がありＵ型チューブ若しくはＷ型チューブの設
置が困難な場合に、シングルエンド型ラジアントチュー
ブバーナが採用される。この従来のシングルエンド型ラ
ジアントチューブバーナはその構造上内筒を必要として
いる。例えば、図４に示すように、従来のシングルエン
ド型ラジアントチューブバーナは、ラジアントチューブ
１０１の内側に燃焼室を構成するフレームチューブ１０
２を設けた２重管構造とし、フレームチューブ１０２内
で発生させた燃焼ガスをラジアントチューブ１０１の閉
じた端部で反転させてチューブ１０１の外側の隙間１０
３を通して燃焼用空気や燃料ガスの送入側から排気する
間にラジアントチューブ１０１を加熱するように設けら
れている。しかしながら、このバーナ構造によると、ラ
ジアントチューブ１０１を必要とされる温度まで加熱す
るとき、フレームチューブ１０２は、それ以上の高温に
曝されるため変形・酸化等により寿命が短くなる問題が
ある。そこで、フレームチューブ１０２には耐熱性に優
れる高価な耐熱鋳鋼またはセラミックを必要とした。
尚、図中の符号１０５は燃焼空気シュラウド、１０６は
燃料ガス管、１０７は燃焼空気ハウジング、１０８は排
ガスハウジングである。
スに制限がありＵ型チューブ若しくはＷ型チューブの設
置が困難な場合に、シングルエンド型ラジアントチュー
ブバーナが採用される。この従来のシングルエンド型ラ
ジアントチューブバーナはその構造上内筒を必要として
いる。例えば、図４に示すように、従来のシングルエン
ド型ラジアントチューブバーナは、ラジアントチューブ
１０１の内側に燃焼室を構成するフレームチューブ１０
２を設けた２重管構造とし、フレームチューブ１０２内
で発生させた燃焼ガスをラジアントチューブ１０１の閉
じた端部で反転させてチューブ１０１の外側の隙間１０
３を通して燃焼用空気や燃料ガスの送入側から排気する
間にラジアントチューブ１０１を加熱するように設けら
れている。しかしながら、このバーナ構造によると、ラ
ジアントチューブ１０１を必要とされる温度まで加熱す
るとき、フレームチューブ１０２は、それ以上の高温に
曝されるため変形・酸化等により寿命が短くなる問題が
ある。そこで、フレームチューブ１０２には耐熱性に優
れる高価な耐熱鋳鋼またはセラミックを必要とした。
尚、図中の符号１０５は燃焼空気シュラウド、１０６は
燃料ガス管、１０７は燃焼空気ハウジング、１０８は排
ガスハウジングである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このため、従来のシン
グルエンド型ラジアントチューブバーナでは、ランニン
グコストに占めるフレームチューブ（内筒）１０２の交
換に要する費用の割合が高く、フレームチューブ１０２
の寿命がランニングコストを大きく左右する状況となっ
ている。また、フレームチューブ１０２の変形によっ
て、チューブ温度の不均一が発生し、ラジアントチュー
ブ１０１の寿命にも影響を与えている。
グルエンド型ラジアントチューブバーナでは、ランニン
グコストに占めるフレームチューブ（内筒）１０２の交
換に要する費用の割合が高く、フレームチューブ１０２
の寿命がランニングコストを大きく左右する状況となっ
ている。また、フレームチューブ１０２の変形によっ
て、チューブ温度の不均一が発生し、ラジアントチュー
ブ１０１の寿命にも影響を与えている。
【０００４】更に、ラジアントチューブ１０１を加熱し
た後に十分な排熱回収もされずにそのままの温度で排気
される構造となっているため、排気温度が高く、熱効率
の悪いものとなっている。反面、排熱回収によって燃焼
用空気の予熱を行っても、高温の燃焼空気と燃料ガスと
がスワラー１０４で急速に混合されて拡散燃焼するた
め、火炎温度が高くなり、サーマルＮＯｘの量が増え
る。
た後に十分な排熱回収もされずにそのままの温度で排気
される構造となっているため、排気温度が高く、熱効率
の悪いものとなっている。反面、排熱回収によって燃焼
用空気の予熱を行っても、高温の燃焼空気と燃料ガスと
がスワラー１０４で急速に混合されて拡散燃焼するた
め、火炎温度が高くなり、サーマルＮＯｘの量が増え
る。
【０００５】斯様に、従来のシングルエンド型ラジアン
トチューブバーナによると、低ＮＯｘ化と排熱回収によ
る燃焼用空気の高温予熱での省エネ化は、空気温度が上
昇するとＮＯｘも上昇する関係にあることから、同時に
実現できないものであった。
トチューブバーナによると、低ＮＯｘ化と排熱回収によ
る燃焼用空気の高温予熱での省エネ化は、空気温度が上
昇するとＮＯｘも上昇する関係にあることから、同時に
実現できないものであった。
【０００６】そこで、本発明は、低ＮＯｘ化と排熱回収
による燃焼用空気の高温予熱での省エネ化が同時に実現
できるシングルエンド型ラジアントチューブバーナを提
供することを目的とする。また、本発明は、高価なフレ
ームチューブを必要とせず、チューブ寿命も長く、ラン
ニングコストを低減させ得るシングルエンド型ラジアン
トチューブバーナを提供することを目的とする。
による燃焼用空気の高温予熱での省エネ化が同時に実現
できるシングルエンド型ラジアントチューブバーナを提
供することを目的とする。また、本発明は、高価なフレ
ームチューブを必要とせず、チューブ寿命も長く、ラン
ニングコストを低減させ得るシングルエンド型ラジアン
トチューブバーナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明のシングルエンド型蓄熱式ラジアントチュー
ブバーナは、一端が閉塞されたシングルエンド型ラジア
ントチューブ内を先端側で連通する２つの燃焼室に仕切
る長手方向の仕切りと、各燃焼室の入口側に収容される
ハニカム状の蓄熱体と、該蓄熱体を介して燃焼用空気供
給系と排気系とに交互に燃焼室をそれぞれ接続可能とす
る流路切替手段と、燃焼用空気が噴射される側の燃焼室
に燃焼用空気とほぼ平行に燃料を噴射する燃料パイプと
を有し、各蓄熱体を通過させて燃料の着火温度よりも高
温に予熱された燃焼用空気を約６０ｍ／ｓｅｃ以上の高
速でいずれか一方の燃焼室に噴射させて燃焼させると共
に他方の燃焼室から燃焼ガスを蓄熱体を経て排気させる
ことを短時間に交互に切り替えて行うようにしている。
め、本発明のシングルエンド型蓄熱式ラジアントチュー
ブバーナは、一端が閉塞されたシングルエンド型ラジア
ントチューブ内を先端側で連通する２つの燃焼室に仕切
る長手方向の仕切りと、各燃焼室の入口側に収容される
ハニカム状の蓄熱体と、該蓄熱体を介して燃焼用空気供
給系と排気系とに交互に燃焼室をそれぞれ接続可能とす
る流路切替手段と、燃焼用空気が噴射される側の燃焼室
に燃焼用空気とほぼ平行に燃料を噴射する燃料パイプと
を有し、各蓄熱体を通過させて燃料の着火温度よりも高
温に予熱された燃焼用空気を約６０ｍ／ｓｅｃ以上の高
速でいずれか一方の燃焼室に噴射させて燃焼させると共
に他方の燃焼室から燃焼ガスを蓄熱体を経て排気させる
ことを短時間に交互に切り替えて行うようにしている。
【０００８】約６０ｍ／ｓｅｃ以上の高流速でラジアン
トチューブ内に噴射される燃焼用空気の流れは、ラジア
ントチューブ内に強循環を惹き起こす。しかも、この燃
焼用空気は燃料の発火温度よりも高温例えば排気される
燃焼ガスよりも僅かに低温の８００℃程度あるいはそれ
以上とされているため、燃焼時に燃料と空気の十分な混
合が必要なく、チューブ内に高速高温空気と燃料と平行
に噴射されても、火炎の安定性があり火炎が吹き消える
ことがない。加えて、ラジアントチューブ内に発生する
強循環によって燃焼ガス・排ガスの自己再循環が形成さ
れる。したがって、緩慢燃焼による低ＮＯｘ燃焼が可能
となる。ここで、燃焼ガスの強循環を惹き起こすに必要
な燃焼用空気の噴射速度は、少なくとも約６０ｍ／ｓｅ
ｃ以上、好ましくは８０ｍ／ｓｅｃ以上、最も好ましく
は１００ｍ／ｓｅｃ以上である。
トチューブ内に噴射される燃焼用空気の流れは、ラジア
ントチューブ内に強循環を惹き起こす。しかも、この燃
焼用空気は燃料の発火温度よりも高温例えば排気される
燃焼ガスよりも僅かに低温の８００℃程度あるいはそれ
以上とされているため、燃焼時に燃料と空気の十分な混
合が必要なく、チューブ内に高速高温空気と燃料と平行
に噴射されても、火炎の安定性があり火炎が吹き消える
ことがない。加えて、ラジアントチューブ内に発生する
強循環によって燃焼ガス・排ガスの自己再循環が形成さ
れる。したがって、緩慢燃焼による低ＮＯｘ燃焼が可能
となる。ここで、燃焼ガスの強循環を惹き起こすに必要
な燃焼用空気の噴射速度は、少なくとも約６０ｍ／ｓｅ
ｃ以上、好ましくは８０ｍ／ｓｅｃ以上、最も好ましく
は１００ｍ／ｓｅｃ以上である。
【０００９】さらに、燃焼用空気の高速噴流によって、
ラジアントチューブ内に燃焼ガスの強循環が起こり、チ
ューブ内温度の平坦化（平均化）が行われ局所高温域が
発生しない。このため、チューブ内平均温度を限界温度
（Ｔｍａｘ）付近にまで上げることができ、伝熱量の増
大を図れると共にチューブ表面温度差が小さく、チュー
ブへの熱的応力も減少しチューブの延命に効果的とな
る。同時に、高温の燃焼ガスが蓄熱体を通って排気され
る際に、その顕熱が蓄熱体に回収されてから、再び極め
て高い熱効率で燃焼用空気の予熱に使われてラジアント
チューブ内へ戻される。このため、燃焼用空気の温度は
蓄熱体へ流出する燃焼排ガスの温度に近い高温とでき、
高い熱効率を維持できる。
ラジアントチューブ内に燃焼ガスの強循環が起こり、チ
ューブ内温度の平坦化（平均化）が行われ局所高温域が
発生しない。このため、チューブ内平均温度を限界温度
（Ｔｍａｘ）付近にまで上げることができ、伝熱量の増
大を図れると共にチューブ表面温度差が小さく、チュー
ブへの熱的応力も減少しチューブの延命に効果的とな
る。同時に、高温の燃焼ガスが蓄熱体を通って排気され
る際に、その顕熱が蓄熱体に回収されてから、再び極め
て高い熱効率で燃焼用空気の予熱に使われてラジアント
チューブ内へ戻される。このため、燃焼用空気の温度は
蓄熱体へ流出する燃焼排ガスの温度に近い高温とでき、
高い熱効率を維持できる。
【００１０】また、ラジアントチューブの２つの燃焼室
の間で短時間に交互に燃焼させるので、火炎位置が頻繁
に移り変わる非定在火炎となりチューブ内温度分布がよ
り均一化できる。
の間で短時間に交互に燃焼させるので、火炎位置が頻繁
に移り変わる非定在火炎となりチューブ内温度分布がよ
り均一化できる。
【００１１】また、請求項２記載の発明のシングルエン
ド型蓄熱式ラジアントチューブバーナは、開口端に保炎
筒を設けた燃料パイプハウジングに２本の燃料パイプを
収めてラジアントチューブの中央に装入し、かつ燃料パ
イプハウジングの２本の燃料パイプの間からラジアント
チューブ内を先端では連通する２室に仕切る仕切りを燃
料パイプハウジングに取り付けると共に燃料パイプハウ
ジングの周囲に２つの領域に区画された蓄熱体を配置
し、仕切りで区画された２つの燃焼室に交互に燃料を噴
射すると共にその周りから蓄熱体を通過して高温にされ
た燃焼用空気を噴射するようにしている。
ド型蓄熱式ラジアントチューブバーナは、開口端に保炎
筒を設けた燃料パイプハウジングに２本の燃料パイプを
収めてラジアントチューブの中央に装入し、かつ燃料パ
イプハウジングの２本の燃料パイプの間からラジアント
チューブ内を先端では連通する２室に仕切る仕切りを燃
料パイプハウジングに取り付けると共に燃料パイプハウ
ジングの周囲に２つの領域に区画された蓄熱体を配置
し、仕切りで区画された２つの燃焼室に交互に燃料を噴
射すると共にその周りから蓄熱体を通過して高温にされ
た燃焼用空気を噴射するようにしている。
【００１２】したがって、既存のチューブをそのまま使
用してその中にシングルエンド型蓄熱式ラジアントチュ
ーブバーナ構造を挿入するだけで、改造が可能となる。
用してその中にシングルエンド型蓄熱式ラジアントチュ
ーブバーナ構造を挿入するだけで、改造が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１４】図１に本発明の蓄熱式シングルエンド型ラ
ジアントチューブバーナの実施の一形態を示す。この蓄
熱式シングルエンド型ラジアントチューブバーナは、一
端が閉塞されたシングルエンド型ラジアントチューブ１
内に仕切り２を設置して先端側で連通する２つの燃焼室
１０ａ，１０ｂを形成し、その入口側に各々独立の蓄熱
体４ａ，４ｂを設置するようにしている。
ジアントチューブバーナの実施の一形態を示す。この蓄
熱式シングルエンド型ラジアントチューブバーナは、一
端が閉塞されたシングルエンド型ラジアントチューブ１
内に仕切り２を設置して先端側で連通する２つの燃焼室
１０ａ，１０ｂを形成し、その入口側に各々独立の蓄熱
体４ａ，４ｂを設置するようにしている。
【００１５】ラジアントチューブ１の中央には、２本の
燃料パイプ５ａ，５ｂを収容した燃料パイプハウジング
５が配置されている。この燃料パイプハウジング５の先
端開口部には外側に向けて突出するパイプの保炎筒１２
が設けられ、該保炎筒１２とラジアントチューブ１との
間で互いに独立して燃焼用空気の噴射口あるいは排ガス
の排気口として機能するノズル３ａ，３ｂが構成され
る。
燃料パイプ５ａ，５ｂを収容した燃料パイプハウジング
５が配置されている。この燃料パイプハウジング５の先
端開口部には外側に向けて突出するパイプの保炎筒１２
が設けられ、該保炎筒１２とラジアントチューブ１との
間で互いに独立して燃焼用空気の噴射口あるいは排ガス
の排気口として機能するノズル３ａ，３ｂが構成され
る。
【００１６】仕切り２はあらかじめラジアントチューブ
１に溶接などで固着しても良いが、燃料パイプハウジン
グ５側に取り付けてラジアントチューブ１内には単純に
挿入して設置するように設けることが好ましい。例え
ば、仕切り２は燃料パイプハウジング５内で２本の燃料
パイプ５ａ，５ｂの先端を支持する固定板１３に溶接付
けなどで取り付けられている。この場合、既存のチュー
ブをそのまま使用してその中に本発明のバーナを挿入す
るだけの簡単な作業で既存設備の改良を実施できる。
１に溶接などで固着しても良いが、燃料パイプハウジン
グ５側に取り付けてラジアントチューブ１内には単純に
挿入して設置するように設けることが好ましい。例え
ば、仕切り２は燃料パイプハウジング５内で２本の燃料
パイプ５ａ，５ｂの先端を支持する固定板１３に溶接付
けなどで取り付けられている。この場合、既存のチュー
ブをそのまま使用してその中に本発明のバーナを挿入す
るだけの簡単な作業で既存設備の改良を実施できる。
【００１７】本実施例では、図１に示すように、蓄熱体
４ａ，４ｂは蓄熱体ケース３に収容され、かつ２本の燃
料パイプを内蔵した燃料パイプハウジング３とエアハウ
ジング６とを一体化したものをラジアントチューブ１内
へ挿入可能とされている。本実施例の場合、例えば耐熱
鋼などによって構成される蓄熱体ケース３とエアハウジ
ング６とはラジアントチューブ１のフランジ部分に固定
されている。エアハウジング６は２つのポート６ａ，６
ｂを有し、このポート６ａ，６ｂが連結ダクト１１ａ，
１１ｂを介して流路切換手段たる四方弁７の切換用ポー
トにそれぞれ接続され、四方弁７の切り替えによって燃
焼用空気供給系８か燃焼ガス排気系９のいずれかに選択
的に接続可能とされている。そして、一方の室１０ａ
（あるいは１０ｂ）には蓄熱体４ａ（あるいは４ｂ）を
通して燃焼用空気の供給を図る一方、他方の室１０ｂ
（あるいは１０ａ）からは蓄熱体４ｂ（あるいは４ａ）
を通して燃焼ガスの排出を図るように設けられている。
燃焼用空気は図示しない押し込みファンなどによって供
給される。また、各燃料パイプ５ａ，５ｂには図示して
いないが燃料供給系が遮断弁などを介して連結され、燃
料量調整弁によって調整された燃料が選択的に交互に供
給される。また、燃焼用空気と燃料の一部は図示してい
ないパイロットバーナに分配されている。
４ａ，４ｂは蓄熱体ケース３に収容され、かつ２本の燃
料パイプを内蔵した燃料パイプハウジング３とエアハウ
ジング６とを一体化したものをラジアントチューブ１内
へ挿入可能とされている。本実施例の場合、例えば耐熱
鋼などによって構成される蓄熱体ケース３とエアハウジ
ング６とはラジアントチューブ１のフランジ部分に固定
されている。エアハウジング６は２つのポート６ａ，６
ｂを有し、このポート６ａ，６ｂが連結ダクト１１ａ，
１１ｂを介して流路切換手段たる四方弁７の切換用ポー
トにそれぞれ接続され、四方弁７の切り替えによって燃
焼用空気供給系８か燃焼ガス排気系９のいずれかに選択
的に接続可能とされている。そして、一方の室１０ａ
（あるいは１０ｂ）には蓄熱体４ａ（あるいは４ｂ）を
通して燃焼用空気の供給を図る一方、他方の室１０ｂ
（あるいは１０ａ）からは蓄熱体４ｂ（あるいは４ａ）
を通して燃焼ガスの排出を図るように設けられている。
燃焼用空気は図示しない押し込みファンなどによって供
給される。また、各燃料パイプ５ａ，５ｂには図示して
いないが燃料供給系が遮断弁などを介して連結され、燃
料量調整弁によって調整された燃料が選択的に交互に供
給される。また、燃焼用空気と燃料の一部は図示してい
ないパイロットバーナに分配されている。
【００１８】ここで、蓄熱体４ａ，４ｂとしては比較的
圧力損失が低い割に熱容量が大きく耐久性の高い材料、
例えばセラミックスで成形されたハニカム形状のセル孔
を多数有する筒体の使用が好ましい。例えば、排ガスの
ような１０００℃前後の高温流体と燃焼用空気のような
２０℃前後の低温流体との熱交換には、例えばコージラ
イトやムライト等のセラミックスを材料として押し出し
成形によって製造されるハニカム形状のものの使用が好
ましい。また、ハニカム形状の蓄熱体は、コージライ
ト、ムライト以外のセラミックス例えばアルミナやセラ
ミックス以外の素材例えば耐熱鋼等の金属あるいはセラ
ミックスと金属の複合体例えばポーラスな骨格を有する
セラミックスの気孔中に溶融した金属を自発浸透させ、
その金属の一部を酸化あるいは窒化させてセラミックス
化し、気孔を完全に埋め尽くしたＡｌ2 Ｏ3 −Ａｌ複合
体、ＳｉＣ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ａｌ複合体などを用いて製作
しても良い。尚、ハニカム形状とは、本来六角形のセル
（穴）を意味しているが、本明細書では本来の六角形の
みならず四角形や三角形のセルを無数にあけたものを含
む。また、一体成形せずに管などを束ねることによって
ハニカム形状の蓄熱体１を得るようにしても良い。ま
た、蓄熱体の形状も特に図示のハニカム形状に限定され
ず、場合によっては平板形状や波板形状の蓄熱材料を筒
状のケーシング内に放射状に配置したり、パイプ形状の
蓄熱材料を軸方向に流体が通過するように筒状のケーシ
ング内に充填したものであっても良い。例えば、図示し
ていないが隔壁によって周方向に２室に区画形成され、
軸方向に流体が通過可能とした筒状のケーシングを用意
し、これの各室に球状、短管、短棒、細片、ナゲット
状、網状などの蓄熱材料の塊りを充填することによって
構成されたものでも良い。
圧力損失が低い割に熱容量が大きく耐久性の高い材料、
例えばセラミックスで成形されたハニカム形状のセル孔
を多数有する筒体の使用が好ましい。例えば、排ガスの
ような１０００℃前後の高温流体と燃焼用空気のような
２０℃前後の低温流体との熱交換には、例えばコージラ
イトやムライト等のセラミックスを材料として押し出し
成形によって製造されるハニカム形状のものの使用が好
ましい。また、ハニカム形状の蓄熱体は、コージライ
ト、ムライト以外のセラミックス例えばアルミナやセラ
ミックス以外の素材例えば耐熱鋼等の金属あるいはセラ
ミックスと金属の複合体例えばポーラスな骨格を有する
セラミックスの気孔中に溶融した金属を自発浸透させ、
その金属の一部を酸化あるいは窒化させてセラミックス
化し、気孔を完全に埋め尽くしたＡｌ2 Ｏ3 −Ａｌ複合
体、ＳｉＣ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ａｌ複合体などを用いて製作
しても良い。尚、ハニカム形状とは、本来六角形のセル
（穴）を意味しているが、本明細書では本来の六角形の
みならず四角形や三角形のセルを無数にあけたものを含
む。また、一体成形せずに管などを束ねることによって
ハニカム形状の蓄熱体１を得るようにしても良い。ま
た、蓄熱体の形状も特に図示のハニカム形状に限定され
ず、場合によっては平板形状や波板形状の蓄熱材料を筒
状のケーシング内に放射状に配置したり、パイプ形状の
蓄熱材料を軸方向に流体が通過するように筒状のケーシ
ング内に充填したものであっても良い。例えば、図示し
ていないが隔壁によって周方向に２室に区画形成され、
軸方向に流体が通過可能とした筒状のケーシングを用意
し、これの各室に球状、短管、短棒、細片、ナゲット
状、網状などの蓄熱材料の塊りを充填することによって
構成されたものでも良い。
【００１９】以上のように構成されたシングルエンド型
蓄熱式ラジアントチューブバーナシステムによれば次の
ようにしてラジアントチューブは加熱される。
蓄熱式ラジアントチューブバーナシステムによれば次の
ようにしてラジアントチューブは加熱される。
【００２０】図示していない送風機から圧送される燃焼
用空気は四方換弁７を通ってエアハウジング６のエア入
口６ａより蓄熱体４ａに導入され、該蓄熱体４ａを通過
することによって熱交換により燃料の着火温度以上の高
温例えば排気される燃焼ガスよりも僅かに低温の８００
℃程度あるいはそれ以上とされて、ノズル３ａから少な
くとも６０ｍ／ｓｅｃ程度以上の高速でラジアントチュ
ーブ１内（燃焼室１０ａ）に噴出される。一方、燃料パ
イプハウジング５の内部に設置された２本の燃料パイプ
の片方５ａからチューブ１内の燃焼室６ａに燃料が噴出
され、高速噴流の燃焼用空気に随伴され、緩慢燃焼す
る。ここで、燃焼用空気の噴射によって惹き起こされる
燃焼ガスの強循環は、噴射速度が速いほど良好であり、
少なくとも６０ｍ／ｓｅｃ程度以上、好ましくは８０ｍ
／ｓｅｃ以上、最も好ましくは１００ｍ／ｓｅｃ以上で
ある。
用空気は四方換弁７を通ってエアハウジング６のエア入
口６ａより蓄熱体４ａに導入され、該蓄熱体４ａを通過
することによって熱交換により燃料の着火温度以上の高
温例えば排気される燃焼ガスよりも僅かに低温の８００
℃程度あるいはそれ以上とされて、ノズル３ａから少な
くとも６０ｍ／ｓｅｃ程度以上の高速でラジアントチュ
ーブ１内（燃焼室１０ａ）に噴出される。一方、燃料パ
イプハウジング５の内部に設置された２本の燃料パイプ
の片方５ａからチューブ１内の燃焼室６ａに燃料が噴出
され、高速噴流の燃焼用空気に随伴され、緩慢燃焼す
る。ここで、燃焼用空気の噴射によって惹き起こされる
燃焼ガスの強循環は、噴射速度が速いほど良好であり、
少なくとも６０ｍ／ｓｅｃ程度以上、好ましくは８０ｍ
／ｓｅｃ以上、最も好ましくは１００ｍ／ｓｅｃ以上で
ある。
【００２１】また、燃焼用空気の高速噴流によって燃焼
室１０ａ内においては燃焼ガスの強循環が起こり、チュ
ーブ内温度を平均化し、局部高温域のない平坦なものと
する。
室１０ａ内においては燃焼ガスの強循環が起こり、チュ
ーブ内温度を平均化し、局部高温域のない平坦なものと
する。
【００２２】燃焼ガスはチューブ１内の仕切り２の片側
を通過し、チューブ先端部で流れ方向を反転してノズル
３ｂより蓄熱体ケース３に流入して蓄熱体４ｂを通過す
る。そして、蓄熱体４ｂを加熱し、エア入口６ｂより四
方弁７を介して排気系９へ排出される。
を通過し、チューブ先端部で流れ方向を反転してノズル
３ｂより蓄熱体ケース３に流入して蓄熱体４ｂを通過す
る。そして、蓄熱体４ｂを加熱し、エア入口６ｂより四
方弁７を介して排気系９へ排出される。
【００２３】この動作を２０〜６０秒毎に左右の切り換
えを行うことにより、蓄熱式高速切換燃焼を実現する。
えを行うことにより、蓄熱式高速切換燃焼を実現する。
【００２４】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、流路切換手段７としては、四方弁に限られ
ず、本件出願人が先に提案した国際特許出願の流路切換
手段（ＷＯ９４／０２７８４号、ＷＯ９５／１５４６２
号）などを採用しても良い。
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、流路切換手段７としては、四方弁に限られ
ず、本件出願人が先に提案した国際特許出願の流路切換
手段（ＷＯ９４／０２７８４号、ＷＯ９５／１５４６２
号）などを採用しても良い。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように本発明の
シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナによ
ると、燃料の発火温度よりも高温でかつ６０ｍ／ｓｅｃ
程度以上の高流速でラジアントチューブ内に噴射される
燃焼用空気の流れがラジアントチューブ内に強循環を惹
き起こしながらも火炎を吹き消さずに安定燃焼し、かつ
チューブ先端まで到達してから反対側の燃焼室に反転流
入してチューブ入口側から排気されるので、ショートパ
スを起こすことなくチューブ全体が加熱される。しか
も、ラジアントチューブ内に発生する強循環によって燃
焼ガス・排ガスの自己再循環が形成されるので、緩慢燃
焼による低ＮＯｘ燃焼が可能となる。
シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナによ
ると、燃料の発火温度よりも高温でかつ６０ｍ／ｓｅｃ
程度以上の高流速でラジアントチューブ内に噴射される
燃焼用空気の流れがラジアントチューブ内に強循環を惹
き起こしながらも火炎を吹き消さずに安定燃焼し、かつ
チューブ先端まで到達してから反対側の燃焼室に反転流
入してチューブ入口側から排気されるので、ショートパ
スを起こすことなくチューブ全体が加熱される。しか
も、ラジアントチューブ内に発生する強循環によって燃
焼ガス・排ガスの自己再循環が形成されるので、緩慢燃
焼による低ＮＯｘ燃焼が可能となる。
【００２６】さらに、燃焼用空気の高速噴流によってラ
ジアントチューブ内に発生する燃焼ガスの強循環によっ
て、チューブ内温度の平坦化（平均化）が行われ、局所
高温域を発生させない。このため、チューブ内平均温度
を限界温度（Ｔｍａｘ）付近にまで上げることができ、
伝熱量の増大を図れると共にチューブ表面温度差を小さ
くしてチューブへの熱的応力を減少させチューブ寿命を
延命させる。同時に、高温の燃焼ガスが蓄熱体を通って
排気される際に、その顕熱が蓄熱体に回収されてから、
再び極めて高い熱効率で燃焼用空気の予熱に使われてラ
ジアントチューブ内へ戻される。このため、燃焼用空気
の温度は蓄熱体へ流出する燃焼排ガスの温度に近い高温
とできるので、熱効率を維持できる。
ジアントチューブ内に発生する燃焼ガスの強循環によっ
て、チューブ内温度の平坦化（平均化）が行われ、局所
高温域を発生させない。このため、チューブ内平均温度
を限界温度（Ｔｍａｘ）付近にまで上げることができ、
伝熱量の増大を図れると共にチューブ表面温度差を小さ
くしてチューブへの熱的応力を減少させチューブ寿命を
延命させる。同時に、高温の燃焼ガスが蓄熱体を通って
排気される際に、その顕熱が蓄熱体に回収されてから、
再び極めて高い熱効率で燃焼用空気の予熱に使われてラ
ジアントチューブ内へ戻される。このため、燃焼用空気
の温度は蓄熱体へ流出する燃焼排ガスの温度に近い高温
とできるので、熱効率を維持できる。
【００２７】また、ラジアントチューブの２つの燃焼室
の間で短時間に交互に燃焼させるので、火炎位置が頻繁
に移り変わる非定在火炎となりチューブ内温度分布がよ
り均一化でき、加熱むらが少なくなるし、装備がコンパ
クトで簡単にできる。
の間で短時間に交互に燃焼させるので、火炎位置が頻繁
に移り変わる非定在火炎となりチューブ内温度分布がよ
り均一化でき、加熱むらが少なくなるし、装備がコンパ
クトで簡単にできる。
【００２８】また、請求項２記載の発明によると、既存
のチューブをそのまま使用してその中にシングルエンド
型蓄熱式ラジアントチューブバーナ構造を挿入するだけ
で、改造が可能となる。
のチューブをそのまま使用してその中にシングルエンド
型蓄熱式ラジアントチューブバーナ構造を挿入するだけ
で、改造が可能となる。
【図１】本発明のシングルエンド型蓄熱式ラジアントチ
ューブバーナの実施の一形態を示す縦断面図である。
ューブバーナの実施の一形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】従来のシングルエンド型ラジアントチューブバ
ーナを示す縦断面図である。
ーナを示す縦断面図である。
１ ラジアントチューブ ２ 仕切り ３ 蓄熱体ハウジング ４ａ，４ｂ 蓄熱体 ５ 燃料パイプハウジング ６ エアハウジング ６ａ，６ｂ エア入口 ７ 流路切換手段たる四方弁 ８ 燃焼用空気供給系 ９ 排気系 １０ａ，１０ｂ 燃焼室 １２ 保炎筒
Claims (2)
- 【請求項１】 一端が閉塞されたシングルエンド型ラジ
アントチューブ内を先端側で連通する２つの燃焼室に仕
切る長手方向の仕切りと、各燃焼室の入口側に収容され
るハニカム状の蓄熱体と、該蓄熱体を介して燃焼用空気
供給系と排気系とに交互に前記燃焼室をそれぞれ接続可
能とする流路切替手段と、前記燃焼用空気が噴射される
側の燃焼室に燃焼用空気とほぼ平行に燃料を噴射する燃
料パイプとを有し、各蓄熱体を通過させて燃料の着火温
度よりも高温に予熱された燃焼用空気を約６０ｍ／ｓｅ
ｃ以上の高速でいずれか一方の燃焼室に噴射させて燃焼
させると共に他方の燃焼室から燃焼ガスを蓄熱体を経て
排気させることを短時間に交互に切り替えて行うことを
特徴とするシングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブ
バーナ。 - 【請求項２】 開口端に保炎筒を設けた燃料パイプハウ
ジングに２本の燃料パイプを収めてラジアントチューブ
の中央に装入し、かつ前記燃料パイプハウジングの２本
の燃料パイプの間から前記ラジアントチューブ内を先端
では連通する２室に仕切る仕切りを前記燃料パイプハウ
ジングに取り付けると共に前記燃料パイプハウジングの
周囲に２つの領域に区画された蓄熱体を配置し、前記仕
切りで区画された２つの燃焼室に交互に燃料を噴射する
と共にその周りから前記蓄熱体を通過して高温にされた
燃焼用空気を噴射することを特徴とする請求項１記載の
シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7231464A JPH0979524A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7231464A JPH0979524A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979524A true JPH0979524A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16923922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7231464A Pending JPH0979524A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0979524A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005046763A1 (ja) * | 2003-11-17 | 2005-05-26 | Asahi Kasei Medical Co., Ltd. | 血液浄化用中空糸膜及びこれを用いた血液浄化器 |
| JP2012122706A (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Osaka Gas Co Ltd | シングルエンド型ラジアントチューブバーナ |
| CN106545853A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-03-29 | 杭州碧玺环保工程有限公司 | 一种具有低nox及稳燃功能的低热值煤气化煤气燃烧器 |
| JP2018502266A (ja) * | 2014-12-09 | 2018-01-25 | ヴェーエス−ヴェルメプロツェステヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 再生式に加熱される放射管 |
| CN108593303A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-09-28 | 西北工业大学 | 一种基于蓄热式加热器的预热系统设计方案 |
| CN111981502A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-24 | 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 | 一种配合辐射管烧嘴使用的高效预热器 |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP7231464A patent/JPH0979524A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005046763A1 (ja) * | 2003-11-17 | 2005-05-26 | Asahi Kasei Medical Co., Ltd. | 血液浄化用中空糸膜及びこれを用いた血液浄化器 |
| JP2012122706A (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Osaka Gas Co Ltd | シングルエンド型ラジアントチューブバーナ |
| JP2018502266A (ja) * | 2014-12-09 | 2018-01-25 | ヴェーエス−ヴェルメプロツェステヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 再生式に加熱される放射管 |
| US10578299B2 (en) | 2014-12-09 | 2020-03-03 | Ws-Wärmeprozesstechnik Gmbh | Regeneratively heated radiant tube |
| CN106545853A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-03-29 | 杭州碧玺环保工程有限公司 | 一种具有低nox及稳燃功能的低热值煤气化煤气燃烧器 |
| CN108593303A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-09-28 | 西北工业大学 | 一种基于蓄热式加热器的预热系统设计方案 |
| CN108593303B (zh) * | 2018-03-08 | 2020-06-16 | 西北工业大学 | 一种基于蓄热式加热器的预热系统使用方法 |
| CN111981502A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-24 | 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 | 一种配合辐射管烧嘴使用的高效预热器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8475161B2 (en) | Regenerator burner | |
| US6926516B1 (en) | Combustion method and burner | |
| KR100254128B1 (ko) | 축열형 버너와 이것에 이용가능한 축열형 열교환 시스템 | |
| EP0770833B1 (en) | High-temperature gas generator | |
| US6109914A (en) | Gas flow furnace | |
| JPH1194239A (ja) | 交互切換蓄熱再生バーナシステム及びその燃焼制御方法 | |
| JPH0979524A (ja) | シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナ | |
| JP3282955B2 (ja) | 熱風循環システム | |
| JPH09178101A (ja) | 気流循環式管式加熱設備 | |
| JP2002048334A (ja) | 交互燃焼式蓄熱型ラジアントチューブバーナ装置 | |
| JP2933868B2 (ja) | 燃焼装置 | |
| JPS61186715A (ja) | 蓄熱式加熱システム | |
| JP2997655B2 (ja) | 産業用燃焼装置の燃焼方法 | |
| JP3274931B2 (ja) | アルミニウム切粉溶解炉 | |
| JP3106124B2 (ja) | 燃焼用空気の予熱方法及びハニカム状蓄熱体 | |
| JP2996589B2 (ja) | 蓄熱燃焼方法及び装置 | |
| JP4248738B2 (ja) | 無酸化還元燃焼方法並びにバーナ装置 | |
| JP4060990B2 (ja) | 交互燃焼式蓄熱型バーナシステム及びそれを利用した加熱炉 | |
| JPH0989242A (ja) | 蓄熱式バーナ及び蓄熱式バーナを備える加熱炉 | |
| JPH10253047A (ja) | 交代燃焼式加熱炉 | |
| JP3722857B2 (ja) | 燃焼加熱装置の燃焼制御方法 | |
| JP3499963B2 (ja) | 蓄熱式交番燃焼バーナ | |
| JP2742236B2 (ja) | 直火バーナによる材料の加熱方法 | |
| JPH10169970A (ja) | 流体加熱装置 | |
| SU1232915A1 (ru) | Рекуператор дл нагревательных и термических печей |