JPS6143063Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ラジアントチユーブバーナに関し、
特に燃焼用空気を予熱して使用するようにしたラ
ジアントチユーブバーナに関する。

典型的な先行技術は、特開昭50−156730に示さ
れているラジアントチユーブバーナである。この
先行技術では、ラジアントチユーブの出口部から
の排ガスを、その出口部に直角に延びる管に導
き、エジエクタによつて排出し、前記管を外囲す
る管体との間に燃焼用空気を供給し、この燃焼用
空気を排ガスによつて予熱し、この予熱された空
気をラジアントチユーブの入口部に設けられたバ
ーナに供給している。

このような先行技術では、出口部の軸線に直角
に延びる管を管体によつて外囲して、熱交換器を
構成し、これによつて燃焼用空気を予熱するよう
にしたので、構成が大形化する。しかも低NOx
化に対する対策が、何等施されていない。

排ガスを部分的に循環して低NOx化を図るラ
ジアントチユーブバーナは、たとえば特開昭51−
150734に示されているけれども、このような先行
技術では、エジエクタの構成が比較的複雑である
という問題がある。

本考案の目的は、構成を小形化し、かつ簡単に
して低NOx化を図るとともに、熱効率を向上し
たラジアントチユーブバーナを提供することであ
る。

本考案は、全体の形状がＵ字状であるラジアン
トチユーブ１の入口部２には、バーナ本体３が同
心に挿入されており、 ラジアントチユーブ１の出口部６の遊端には、
その出口部６と直角な軸線を有するベンチユリ型
エジエクタ４が設けられ、 このエジエクタ４は出口部６からずれた位置に
形成された絞り部１４に向けて、出口部６寄りか
ら延びるノズル１５が設けられ、このノズルに空
気供給源からの空気が供給され、絞り部１４に関
してノズル１５とは反対側には拡大部１８が形成
されて構成され、 拡大部１８の途中には、絞り部１４に向けて開
口した連結管１９の一端部が連結され、 連結管１９の途中には、流量制御用ダンパ２０
が介在され、 連結管１９の他端部は、エジエクタ４の軸線と
平行に延びる空気供給管１１の途中に接続され、 この空気供給管１１の一端部は、大気に開放し
ており、空気供給管１１の他端部は出口部６に設
けられている熱交換部５に接続され、 熱交換部５からの空気は、入口部２に導管１２
を介して供給され、 熱交換部５は、 出口部６の外面において半径方向外方に突出
し、軸線方向に延び、周方向に間隔をあけて固着
された複数の第１フイン１３ａと、 出口部６の内面において、半径方向内方に突出
し、軸線方向に延び、第１フイン１３ａと同一位
置に周方向に間隔をあけて固着された複数の第２
フイン１３ｂと、 第１フイン１３ａを半径方向外方に間隔をあけ
て外囲し、エジエクタ４側の端部が前記導管１２
に連結される内管７と、 内管７を半径方向外方に間隔をあけて外囲し、
内管７のエジエクタ４とは反対側の端部から軸線
方向に間隔をあけて端板２７によつて閉塞され、
かつエジエクタ４側の端部が空気供給管１１に接
続される外管８とを含むことを特徴とするラジア
ントチユーブバーナである。

以下、図面によつて本考案の実施例を説明す
る。第１図は本考案の一実施例の断面図である。
ラジアントチユーブ１の入口部２にはバーナ本体
３が同心に挿入されており、このバーナ本体３で
燃焼した燃料の燃焼排ガスは、エゼクタ４によつ
て吸引されて排出される。この燃焼排ガスの一部
は大気中から吸引される空気中に混入し、熱交換
部５において出口部６を流過する燃焼排ガスと熱
交換して予熱された後、入口部２に供給される。

第２図は第１図の切断面線−から見た断面
図である。熱交換部５は、出口部６を同心に外囲
する内管７と、その内管を同心に外囲する外管８
とから成る同心二重管状に構成される。外管８の
内面と内管７の外面との間には環状の第１空気流
路９が形成され、内管７の内面と出口部６の外面
との間には環状の第２空気流路１０が形成され
る。第１空気流路９の一端部（第１図の左端部）
には、大気に開放した空気供給管１１が接続され
る。第１空気流路９の他端部は、第２空気流路１
０の一端部（第１図の右端部）に連通される。第
２空気流路１０の他端部には導管１２の一端部が
接続され、導管１２の他端部は入口部２に接続さ
れる。

第２空気流路１０において、出口部６の外面に
は半径方向外方に突出ししかも軸線方向に延びる
複数のフイン１３ａが円周方向に間隔をあけて固
着される。また出口部６の内面には、半径方向内
方に突出ししかも軸線方向に延びる複数のフイン
１３ｂが円周方向に間隔をあけて固着される。

出口部６の端部には、その出口部６と直角な軸
線を有するエゼクタ４が接続される。このエゼク
タ４はベンチユリ型に構成されており、その絞り
部１４に向けてノズル１５が設けられる。このノ
ズル１５には、空気供給源（図示せず）に接続さ
れた管路１６が接続されており、管路１６の途中
には流量制御弁１７が備えられる。絞り部１４よ
りも下流側の拡大部１８の途中には、連結管１９
の一端部が連結開口されており、その連結管１９
の他端部は空気供給管１１の途中に接続される。
連結管１９の途中にはダンパ２０が備えられる。

バーナ本体３に燃料を供給するための管路２１
の途中には流量制御弁２２が備えられる。この流
量制御弁２２、およびノズル１５に接続された管
路１６の途中の流量制御弁１７の開度は、温度調
節器２３によつて制御される。温度調節器２３に
は、たとえばラジアントチユーブ１の管壁温度を
検出する温度検出器２４の温度検出値が入力され
る。温度調節器２３は、前記温度検出値が設定値
よりも低下したときに流量制御弁２２の開度を大
として燃料流量を大とするとともに、それに対応
して流量制御弁１７の開度を大としてノズル１５
からの噴出空気量を増大する。また前記温度検出
値が設定値よりも大となつたときには、温度調節
器２３の働きによつて、流量制御弁２２の開度が
小となつて燃料流量が減少されるとともに、流量
制御弁１７の開度が小となつてノズル１５からの
噴出空気量が減少される。ベンチユリ型エジエク
タ４では、絞り部１４は出口部６から第１図の上
方にずれた位置に形成されている。ノズル１５
は、この絞り部１４に向けて出口部６寄り（すな
わち絞り部１４よりも第１図における下方）から
延びる。拡大部１８は、絞り部１４に関してノズ
ル１５では反対側に形成される。

空気供給管１１は、エジエクタ４の第１図にお
ける上下に延びる軸線と平行に延び、この空気供
給管１１の途中には連結管１９が接続される。

熱交換部５において、フイン１３ａ，１３ｂは
周方向に同一位置に配置される。内管７は、フイ
ン１３ａを半径方向外方に間隔をあけて外囲す
る。外管８は、内管７を半径方向外方に間隔をあ
けて外囲する。この外管８は、内管７のエジエク
タ４とは反対側（すなわち第１図の右方）の端部
から軸線方向に第１図の右方に間隔をあけて端板
２７によつて閉塞される。

このようなラジアントチユーブバーナは、その
入口部２と出口部６とが炉壁２５から外部に突出
されるようにして炉壁２５に取付けられる。

エゼクタ４においてノズル１５から空気を噴出
すると、その空気の噴出流によつて生じた負圧が
ラジアントチユーブ１、導管１２、第２空気流路
１０、第１空気流路９および空気供給管１１間に
わたつて作用し、ラジアントチユーブ１の出口部
６から燃焼排ガスが誘引排出される。一方、大気
に開放された空気供給管１１からは空気が吸引さ
れ、その空気は熱交換部５の第１および第２流路
９，１０を経て導管１２から入口部２に燃焼用空
気として導かれる。しかもその空気は、熱交換部
５においてフイン１３ａ，１３ｂを介して燃焼排
ガスと熱交換して予熱される。そのため、燃焼排
ガスの顕熱が有効に熱回収されて、全体の熱効率
が向上する。また、第２流路１０において、フイ
ン１３ａは軸線方向に延設されているので、空気
の流通抵抗がフイン１３ａを設けることによつて
増大することは極力抑えられる。

連結管１９において、ダンパ２０を操作してエ
ゼクタ４内を流通する燃焼排ガスの一部を空気供
給管１１内に導くようにすることができる。そう
すると、入口部２に供給される燃焼用空気中に燃
焼排ガスの一部が循環することになり、バーナ本
体３における燃料の燃焼によつて生じるNOxの
発生量が低減される。

また、空気供給管１１内における負圧力は、エ
ゼクタ４におけるノズル１５からの空気噴出量に
対応するので、管路１６を流通する空気流量を制
御するのみで、入口部２における燃焼空気比、お
よびその空気中に占める燃焼排ガスの割合をほぼ
一定に保つことができる。

さらに、ラジアントチユーブ１内は負圧となつ
ているので、そのチユーブ１に損傷が生じたとし
ても、炉内に火炎や燃焼排ガスが侵入することは
なく、したがつて炉内の製品にそれらの火炎や燃
焼排ガスによる悪影響が及ぼされることはない。

上述のごとく本件ラジアントチユーブバーナに
よれば、燃焼空気中に燃焼排ガスが混入されるの
でNOxの発生量が低減されるとともに、燃焼排
ガスの顕熱が空気の予熱に利用されるので、全体
の熱効率が向上する。

特に本考案では、熱交換部５は出口部６を外囲
する内管７と、その内管７を外囲する外管８とを
含み、ラジアントチユーブ１の出口部６の遊端
に、その出口部６と直角な軸線を有するベンチユ
リ型エジエクタ４を設けたので、前述の先行技術
に比べて構成が小形化される。

さらにまた、ベンチユリ型エジエクタ４の拡大
部１８の途中には連結管１９の一端部が連結さ
れ、この連結管１９の一端部は、絞り部１４に向
けて開口している。これによつて絞り部１４から
拡大部１８に流れる排ガスと空気との混合ガスの
一部は、連結管１９を経て空気供給管１１に流れ
込むことが可能になる。したがつてエジエクタ４
の構成が簡略化されるとともに、排ガスの一部を
循環することによつて低NOx化を図ることがで
きる。

連結管１９の途中には流量制御用ダンパ２０が
設けられており、したがつて排ガスの循環量を適
性に調整して低NOx化を向上するとともに、バ
ーナ３の燃焼状態を安定に保つことができる。連
結管１９に流れるガスの流量が多くなると、バー
ナ３の燃焼が不安定となる。これとは逆に連結管
１９を流れるガスの流量が小さければ、NOx低
減効果が小さい。本考案によれば、このような不
都合を解決するように、連結管１９に流れるガス
の流量を調整することができる。

熱交換部５において第１フイン１３ａと、第２
フイン１３ｂとは同一位置に、周方向に間隔をあ
けて配置されているので、排ガスの熱が第２フイ
ン１３ｂから第１フイン１３ａに伝わり、第１フ
イン１３ａによつて出口部６と、内管７との間を
流れるガスを高い効率で加熱することが可能にな
る。

熱交換部５における第１フイン１３ａと、第２
フイン１３ｂとは軸線方向に延びているので、こ
の熱交換部５における出口部６を通る排ガスの圧
力損失を低減することができるとともに、出口部
６の外周と、内管７の内周との間を通るガスの圧
力損失を小さくすることができる。そのためバー
ナ３による燃焼を円滑に行なうことができるとと
もに、エジエクタ４のノズル１５に供給される空
気のエネルギが小さくてすみ、このことによつて
もまた小形化が図られる。

ラジアントチユーブの特徴は、そのラジアント
チユーブ内が負圧であることであり、これによつ
てラジアントチユーブが熱損傷して穴があいたと
しても、炉内に燃焼排ガスが流出しないという利
点がある。この意味からはラジアントチユーブ内
の負圧の絶対値を大きくする必要はない。ラジア
ントチユーブ内の負圧は、(イ)バーナ燃焼トツプ部
分の燃焼用空気の圧力損失、(ロ)吸引される燃焼用
空気の熱交換部器５における圧力損失、(ハ)ラジア
ントチユーブ内の排ガスの流動による圧力損失、
および(ニ)熱交換部における排気側の圧力損失で決
定され、本考案では前述の(ロ)および(ニ)を低減する
ことができる。これによつてエジエクタ４におけ
る空気流量および空気圧力を小さくすることがで
き、ランニングコストおよびイニシヤルコストの
低減を図ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図は
第１図の切断面線−から見た断面図である。 １……ラジアントチユーブ、２……入口部、３
……バーナ本体、４……エゼクタ、６……出口
部、９……第１空気流路、１０……第２空気流
路、１１……空気供給管、１２……導管、１３
ａ，１３ｂ……フイン、１９……連結管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 全体の形状がＵ字状であるラジアントチユーブ
   １の入口部２には、バーナ本体３が同心に挿入さ
   れており、 ラジアントチユーブ１の出口部６の遊端には、
   その出口部６と直角な軸線を有するベンチユリ型
   エジエクタ４が設けられ、 このエジエクタ４は出口部６からずれた位置に
   形成された絞り部１４に向けて、出口部６寄りか
   ら延びるノズル１５が設けられ、このノズルに空
   気供給源からの空気が供給され、絞り部１４に関
   してノズル１５とは反対側には拡大部１８が形成
   されて構成され、 拡大部１８の途中には、絞り部１４に向けて開
   口した連結管１９の一端部が連結され、 連結管１９の途中には、流量制御用ダンパ２０
   が介在され、 連結管１９の他端部は、エジエクタ４の軸線と
   平行に延びる空気供給管１１の途中に接続され、 この空気供給管１１の一端部は、大気に開放し
   ており、空気供給管１１の他端部は出口部６に設
   けられている熱交換部５に接続され、 熱交換部５からの空気は、入口部２に導管１２
   を介して供給され、 熱交換部５は、 出口部６の外面において半径方向外方に突出
   し、軸線方向に延び、周方向に間隔をあけて固着
   された複数の第１フイン１３ａと、 出口部６の内面において、半径方向内方に突出
   し、軸線方向に延び、第１フイン１３ａと同一位
   置に周方向に間隔をあけて固着された複数の第２
   フイン１３ｂと、 第１フイン１３ａを半径方向外方に間隔をあけ
   て外囲し、エジエクタ４側の端部が前記導管１２
   に連結される内管７と、 内管７を半径方向外方に間隔をあけて外囲し、
   内管７のエジエクタ４とは反対側の端部から軸線
   方向に間隔をあけて端板２７によつて閉塞され、
   かつエジエクタ４側の端部が空気供給管１１に接
   続される外管８とを含むことを特徴とするラジア
   ントチユーブバーナ。