JPS6161006B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6161006B2 JPS6161006B2 JP54082748A JP8274879A JPS6161006B2 JP S6161006 B2 JPS6161006 B2 JP S6161006B2 JP 54082748 A JP54082748 A JP 54082748A JP 8274879 A JP8274879 A JP 8274879A JP S6161006 B2 JPS6161006 B2 JP S6161006B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- pipe
- combustion air
- combustion
- tubular
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
- F23C7/06—Disposition of air supply not passing through burner for heating the incoming air
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/909—Regeneration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、中心の燃料管がガス状燃料をその出
口近傍に設けられた燃焼室へ導き、この燃料管を
同心的に包囲する燃焼用空気供給管が環状通路を
残してこの燃焼用空気供給管の管壁を包囲して燃
焼室からの燃焼廃ガスを燃料流とは逆方向に導出
する外被管と共に復熱器を構成している、工業用
炉の復熱式バーナに関する。
口近傍に設けられた燃焼室へ導き、この燃料管を
同心的に包囲する燃焼用空気供給管が環状通路を
残してこの燃焼用空気供給管の管壁を包囲して燃
焼室からの燃焼廃ガスを燃料流とは逆方向に導出
する外被管と共に復熱器を構成している、工業用
炉の復熱式バーナに関する。
復熱式バーナは工業用炉、放射暖房管あるいは
その他の装置の加熱に用いられ、その廃ガスは装
置を出る前にその含有熱量の一部を燃焼ガスの燃
焼に必要な酸素担体へ与える。大抵の場合酸素担
体は空気として供給される。燃焼用空気の予熱に
より、燃焼廃ガスの含有熱量の一部が再び供給さ
れる。それにより効率が高くなり、燃料を節約す
ることができる。しかし同時に、一般に炭化水素
の混合物からなる燃料ガスの予熱が特定の限界内
にあるように顧慮せねばならない。なぜならば、
許容温度を超過すると、炭化水素が分解し、遊離
した炭素が煤の形で中心燃料管あるいは燃料ノズ
ルの流出開口に沈積するおそれがあるからであ
る。
その他の装置の加熱に用いられ、その廃ガスは装
置を出る前にその含有熱量の一部を燃焼ガスの燃
焼に必要な酸素担体へ与える。大抵の場合酸素担
体は空気として供給される。燃焼用空気の予熱に
より、燃焼廃ガスの含有熱量の一部が再び供給さ
れる。それにより効率が高くなり、燃料を節約す
ることができる。しかし同時に、一般に炭化水素
の混合物からなる燃料ガスの予熱が特定の限界内
にあるように顧慮せねばならない。なぜならば、
許容温度を超過すると、炭化水素が分解し、遊離
した炭素が煤の形で中心燃料管あるいは燃料ノズ
ルの流出開口に沈積するおそれがあるからであ
る。
ドイツ連邦共和国特許出願公告第2435659号明
細書から、最初にあげた特徴をもつ放射暖房管を
加熱する復熱式バーナが公知であり、供給される
燃焼用空気は、燃料管に沿つて燃焼室へ達する前
に、まず復熱器を通される。燃焼用空気供給管の
流出側端部は閉鎖され、その外壁と同様に転向さ
れた燃焼用空気流の範囲に複数の穴をもつてお
り、これらの穴を通つて燃焼用空気がまわりの燃
焼室へ入つて行くことができる。したがつて効率
を高めるために重要な廃ガスと燃焼用空気との間
の熱交換は、燃焼用空気が中心の燃料管のまわり
に流れる範囲の前で行なわれる。したがつて後者
の手段による燃料の所望の冷却作用は、燃料の復
熱式予熱のため特定の限界内に保たれる。
細書から、最初にあげた特徴をもつ放射暖房管を
加熱する復熱式バーナが公知であり、供給される
燃焼用空気は、燃料管に沿つて燃焼室へ達する前
に、まず復熱器を通される。燃焼用空気供給管の
流出側端部は閉鎖され、その外壁と同様に転向さ
れた燃焼用空気流の範囲に複数の穴をもつてお
り、これらの穴を通つて燃焼用空気がまわりの燃
焼室へ入つて行くことができる。したがつて効率
を高めるために重要な廃ガスと燃焼用空気との間
の熱交換は、燃焼用空気が中心の燃料管のまわり
に流れる範囲の前で行なわれる。したがつて後者
の手段による燃料の所望の冷却作用は、燃料の復
熱式予熱のため特定の限界内に保たれる。
本発明の課題は、バーナの長さを増大すること
なく、復熱効果を維持しながら、高すぎる予熱に
よるガス状燃料の分解の危険を回避することであ
る。
なく、復熱効果を維持しながら、高すぎる予熱に
よるガス状燃料の分解の危険を回避することであ
る。
この課題を解決するため本発明によれば、燃料
管と燃焼用空気供給管の管壁との間に互いに同心
的な第1および第2の管状隔壁が互いに間隔をお
いて設けられ、燃焼用空気の空気流が、燃料管と
第1の管状隔壁との間の環状通路を通つて燃料流
と同じ方向に燃料管の出口範囲まで導かれ、燃料
管のこの出口範囲で燃料管と第2の管状隔壁との
間に結合される端壁に当つて転向せしめられ、そ
れから第1の管状隔壁と第2の管状隔壁との間の
環状通路を逆方向に導かれ、廃ガスの流れる環状
空間の出口範囲において第1の管状隔壁と燃焼用
空気供給管の管壁との間に結合される端壁に当つ
て再び転向せしめられて、廃ガス流に対し逆向き
に燃料管の出口範囲まで導かれる。
管と燃焼用空気供給管の管壁との間に互いに同心
的な第1および第2の管状隔壁が互いに間隔をお
いて設けられ、燃焼用空気の空気流が、燃料管と
第1の管状隔壁との間の環状通路を通つて燃料流
と同じ方向に燃料管の出口範囲まで導かれ、燃料
管のこの出口範囲で燃料管と第2の管状隔壁との
間に結合される端壁に当つて転向せしめられ、そ
れから第1の管状隔壁と第2の管状隔壁との間の
環状通路を逆方向に導かれ、廃ガスの流れる環状
空間の出口範囲において第1の管状隔壁と燃焼用
空気供給管の管壁との間に結合される端壁に当つ
て再び転向せしめられて、廃ガス流に対し逆向き
に燃料管の出口範囲まで導かれる。
こうして本発明によれば、燃料管と空気供給管
の管壁との間に2つの管状隔壁を同心的に設ける
ことによつて、供給される冷えた燃焼用空気は、
まず燃料管と第1の管状隔壁との間の環状空間に
導かれて、燃料管の全長に沿つて流れる。これに
より燃料管内の燃料の強力な冷却が行なわれ、燃
料の分解の危険が回避される。しかも燃焼用空気
供給管の管壁と廃ガス導出外被管とにより形成さ
れる復熱器のため、180゜ずつ2回の転向後第2
の管状隔壁と管壁との間の環状通路を通つて混合
室へ流入する空気の予熱も効果的に行なわれる。
また空気流を転向させる構成により、燃焼用空気
による燃料の冷却を行ない、続いて廃ガスによる
空気の予熱を行なうにもかかわらず、バーナの長
さを増大する必要がないという利点がある。さら
に冷えた空気流がまず燃料管出口範囲の端壁に当
つてこれを強力に冷却するので、バーナの寿命が
長くなるという利点もある。
の管壁との間に2つの管状隔壁を同心的に設ける
ことによつて、供給される冷えた燃焼用空気は、
まず燃料管と第1の管状隔壁との間の環状空間に
導かれて、燃料管の全長に沿つて流れる。これに
より燃料管内の燃料の強力な冷却が行なわれ、燃
料の分解の危険が回避される。しかも燃焼用空気
供給管の管壁と廃ガス導出外被管とにより形成さ
れる復熱器のため、180゜ずつ2回の転向後第2
の管状隔壁と管壁との間の環状通路を通つて混合
室へ流入する空気の予熱も効果的に行なわれる。
また空気流を転向させる構成により、燃焼用空気
による燃料の冷却を行ない、続いて廃ガスによる
空気の予熱を行なうにもかかわらず、バーナの長
さを増大する必要がないという利点がある。さら
に冷えた空気流がまず燃料管出口範囲の端壁に当
つてこれを強力に冷却するので、バーナの寿命が
長くなるという利点もある。
管状隔壁が外側を鏡面状に研摩された非酸化性
材料例えばNi−Cr系ステンレス鋼から作られて
いることによつて、廃ガスの放射熱はこの外側鏡
面により反射され、また非酸化性材料のため、高
温にさらされてもこの鏡面が維持されるので、廃
ガスの放射熱の遮断が助長される。管状隔壁の内
側に冷却ひれを設けて冷却面積を増大することよ
つて、空気流による管状隔壁の冷却効果がさに改
善される。さらに研摩された非酸化性材料の使用
によつて、放射熱のしや断が助長される。なぜな
らば、このような材料はそれへ当る放射熱の大部
分を反射するからである。管状隔壁の内側に適当
な冷却面を付加的に設けることによつて、冷却効
果はさらに増大する。復熱器において非常に高温
に加熱された燃焼用空気から燃料管への対流によ
る直接の熱伝達は完全に回避される。両方の管状
隔壁は全有効復熱面にわたつて延び、その構造に
より燃焼用空気が下方の端壁へ直接直角に当るの
を可能にするので、混合室または流出開口におい
て燃料と燃焼用空気との混合により生ずる火炎の
放射によつて熱的に高く負荷されるこの端壁部分
も冷却される。この冷却により燃料流出ノズルに
多数の小さい燃料流出開口を設けることができ、
これらの流出開口を通つて燃料が軸線方向にも半
径方向にも任意の角度で燃焼用空気流へ入り込む
ことができる。それに伴う2つの流れの強力な混
合により、効率を低下する過剰な空気による燃焼
を行なう必要なしに完全燃焼が行なわれる。さら
にこの強力な混合により、燃焼する混合気が非常
に高い速度で流出開口から流出するほどに、混合
室内の燃焼を行なうことが可能である。したがつ
て多量の廃ガスを吸入し、この廃ガスを強力に動
かすことができる。これにより、なかんずく復熱
式バーナを放射加熱管へ組込む際、放射加熱管の
全長にわたつて非常に均一な熱分布が行なわれ
る。
材料例えばNi−Cr系ステンレス鋼から作られて
いることによつて、廃ガスの放射熱はこの外側鏡
面により反射され、また非酸化性材料のため、高
温にさらされてもこの鏡面が維持されるので、廃
ガスの放射熱の遮断が助長される。管状隔壁の内
側に冷却ひれを設けて冷却面積を増大することよ
つて、空気流による管状隔壁の冷却効果がさに改
善される。さらに研摩された非酸化性材料の使用
によつて、放射熱のしや断が助長される。なぜな
らば、このような材料はそれへ当る放射熱の大部
分を反射するからである。管状隔壁の内側に適当
な冷却面を付加的に設けることによつて、冷却効
果はさらに増大する。復熱器において非常に高温
に加熱された燃焼用空気から燃料管への対流によ
る直接の熱伝達は完全に回避される。両方の管状
隔壁は全有効復熱面にわたつて延び、その構造に
より燃焼用空気が下方の端壁へ直接直角に当るの
を可能にするので、混合室または流出開口におい
て燃料と燃焼用空気との混合により生ずる火炎の
放射によつて熱的に高く負荷されるこの端壁部分
も冷却される。この冷却により燃料流出ノズルに
多数の小さい燃料流出開口を設けることができ、
これらの流出開口を通つて燃料が軸線方向にも半
径方向にも任意の角度で燃焼用空気流へ入り込む
ことができる。それに伴う2つの流れの強力な混
合により、効率を低下する過剰な空気による燃焼
を行なう必要なしに完全燃焼が行なわれる。さら
にこの強力な混合により、燃焼する混合気が非常
に高い速度で流出開口から流出するほどに、混合
室内の燃焼を行なうことが可能である。したがつ
て多量の廃ガスを吸入し、この廃ガスを強力に動
かすことができる。これにより、なかんずく復熱
式バーナを放射加熱管へ組込む際、放射加熱管の
全長にわたつて非常に均一な熱分布が行なわれ
る。
本発明の好ましい構成は特許請求の範囲第2項
および第3項に示されている。
および第3項に示されている。
添付図面について本発明の実施例を説明する。
図面に示す復熱式バーナは、中心燃料管10と
これに対して同心的に設けられた燃焼用空気供給
管11とをもち、この空気供給管11は外側の外
被管12と共に復熱器13を形成している。入口
接続管片14を介して図示しない燃焼用空気源へ
接続されている燃焼用空気供給管11内には、燃
料管10に対し所定の間隔で第1の管状隔壁15
が設けられて、空気供給側で開き、燃焼用空気供
給管11の管壁16へ漏れのないように結合され
ている。管状隔壁15の流出側は環状端壁17か
らわずか離れた所で終つており、この端壁17の
半径方向内側は燃料管10の所で漏れなしに終
り、外側が第1の管状隔壁15を所定の間隔で同
心的に包囲する第2の管状隔壁18の所で漏れな
しに終つている。しかし環状端壁17はいかなる
場合にも図示したように燃料管10と結合する必
要はなく、ガスノズルとして軸線方向あるいは半
径方向に燃焼用空気流に対し任意の角度で設けら
れた複数の燃料流出開口をもち、これら開口の数
が燃料容積と所望の混合度のみによつて決定され
るようにすることができる。管状隔壁18は燃焼
用空気供給管11の管壁16と共に環状通路19
を形成し、この通路19の空気供給側は両管状隔
壁15,18の間に形成される環状通路20とつ
ながり、出口側は燃料管10の流出開口とほぼ同
じ高さの所で混合室21へ通じている。この混合
室21は燃焼用空気供給管11の少し細められた
突出管端により形成される。混合室21の流出開
口22は図示しない燃焼室へ通じている。外被管
12と燃焼用空気供給管11との間には、燃焼室
から導出される廃ガスのために環状通路23が残
り、大体において燃焼用空気供給管11内に環状
通路19が形成される範囲において、環状通路2
3が燃焼用空気供給管11と共に復熱器13を形
成している。復熱器13には、燃焼用空気側にも
廃ガス側にも、その表面積を増大するひれ(図示
せず)を設けるのがよい。
これに対して同心的に設けられた燃焼用空気供給
管11とをもち、この空気供給管11は外側の外
被管12と共に復熱器13を形成している。入口
接続管片14を介して図示しない燃焼用空気源へ
接続されている燃焼用空気供給管11内には、燃
料管10に対し所定の間隔で第1の管状隔壁15
が設けられて、空気供給側で開き、燃焼用空気供
給管11の管壁16へ漏れのないように結合され
ている。管状隔壁15の流出側は環状端壁17か
らわずか離れた所で終つており、この端壁17の
半径方向内側は燃料管10の所で漏れなしに終
り、外側が第1の管状隔壁15を所定の間隔で同
心的に包囲する第2の管状隔壁18の所で漏れな
しに終つている。しかし環状端壁17はいかなる
場合にも図示したように燃料管10と結合する必
要はなく、ガスノズルとして軸線方向あるいは半
径方向に燃焼用空気流に対し任意の角度で設けら
れた複数の燃料流出開口をもち、これら開口の数
が燃料容積と所望の混合度のみによつて決定され
るようにすることができる。管状隔壁18は燃焼
用空気供給管11の管壁16と共に環状通路19
を形成し、この通路19の空気供給側は両管状隔
壁15,18の間に形成される環状通路20とつ
ながり、出口側は燃料管10の流出開口とほぼ同
じ高さの所で混合室21へ通じている。この混合
室21は燃焼用空気供給管11の少し細められた
突出管端により形成される。混合室21の流出開
口22は図示しない燃焼室へ通じている。外被管
12と燃焼用空気供給管11との間には、燃焼室
から導出される廃ガスのために環状通路23が残
り、大体において燃焼用空気供給管11内に環状
通路19が形成される範囲において、環状通路2
3が燃焼用空気供給管11と共に復熱器13を形
成している。復熱器13には、燃焼用空気側にも
廃ガス側にも、その表面積を増大するひれ(図示
せず)を設けるのがよい。
作動中供給される燃焼用空気はまず燃料管10
および第1の管状隔壁15を冷却し、その際過度
に温度上昇することがない。この温度で燃焼用空
気は下部の転向個所へ達し、そこでガスノズルと
しても構成できる端壁17へ直角に当る。それに
よりこの部分は特に強力に冷却される。続いて燃
焼用空気は環状通路20へ達し、その際この個所
に存在する温度は、特に熱的に最高に負荷される
下部範囲における第2の管状隔壁18のなお充分
な冷却を保証する。燃焼用空気の温度はそれから
さらに上昇し、最後にガス状燃料と混合する前に
復熱器13においてその最高値に達する。測定の
結果、燃焼用空気の供給を絞ることによる極端な
熱的負荷および最小の冷却でも、ガスノズルにお
ける燃料温度は300℃を越えないことがわかつ
た。同じ条件において、通常の構成の復熱式バー
ナでは、同じ個所で700℃以上の温度が生じた。
および第1の管状隔壁15を冷却し、その際過度
に温度上昇することがない。この温度で燃焼用空
気は下部の転向個所へ達し、そこでガスノズルと
しても構成できる端壁17へ直角に当る。それに
よりこの部分は特に強力に冷却される。続いて燃
焼用空気は環状通路20へ達し、その際この個所
に存在する温度は、特に熱的に最高に負荷される
下部範囲における第2の管状隔壁18のなお充分
な冷却を保証する。燃焼用空気の温度はそれから
さらに上昇し、最後にガス状燃料と混合する前に
復熱器13においてその最高値に達する。測定の
結果、燃焼用空気の供給を絞ることによる極端な
熱的負荷および最小の冷却でも、ガスノズルにお
ける燃料温度は300℃を越えないことがわかつ
た。同じ条件において、通常の構成の復熱式バー
ナでは、同じ個所で700℃以上の温度が生じた。
図は本発明による復熱式バーナの概略縦断面図
である。 10……中心燃料管、11……燃焼用空気供給
管、12……外被管、13……復熱器、15……
第1の管状隔壁、16……管壁、18……第2の
管状隔壁、19,20,23……環状通路、21
……混合室。
である。 10……中心燃料管、11……燃焼用空気供給
管、12……外被管、13……復熱器、15……
第1の管状隔壁、16……管壁、18……第2の
管状隔壁、19,20,23……環状通路、21
……混合室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 中心の燃料管10がガス状燃料をその出口近
傍に設けられた燃焼室へ導き、この燃料管10を
同心的に包囲する燃焼用空気供給管11が、環状
通路23を残してこの燃焼用空気供給管11の管
壁16を包囲して燃焼室からの燃焼廃ガスを燃料
流とは逆方向に導出する外被管12と共に復熱器
13を構成しているものにおいて、燃料管10と
燃焼用空気供給管11の管壁16との間に互いに
同心的な第1および第2の管状隔壁15,18が
互いに間隔をおいて設けられ、燃焼用空気の空気
流が、燃料管10と第1の管状隔壁15との間の
環状通路を通つて燃焼流と同じ方向に燃料管10
の出口範囲まで導かれ、燃料管10のこの出口範
囲で燃料管10と第2の管状隔壁18との間に結
合される端壁17に当つて転向せしめられ、それ
から第1の管状隔壁15と第2の管状隔壁18と
の間の環状通路20を逆方向に導かれ、廃ガスの
流れる環状空間23の出口範囲において第1の管
状隔壁15と燃焼用空気供給管11の管壁16と
の間に結合される端壁に当つて再び転向せしめら
れて、廃ガス流に対し逆向きに燃料管10の出口
範囲まで導かれることを特徴とする、工業用炉の
復熱式バーナ。 2 管状隔壁(15および18)が外側を鏡面状
に研摩された非酸化性材料から作られ、かつ内側
に冷却ひれを備えていることを特徴とする、特許
請求の範位第1項に記載の復熱式バーナ。 3 燃焼用空気供給管11の管壁16が、燃焼の
流れ方向において、燃料の出口範囲にある端壁1
7より少し先の所で終つていることを特徴とす
る、特許請求の範位第1項に記載の復熱式バー
ナ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2836433A DE2836433C2 (de) | 1978-08-19 | 1978-08-19 | Rekuperatorbrenner für Industrieöfen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5528492A JPS5528492A (en) | 1980-02-29 |
| JPS6161006B2 true JPS6161006B2 (ja) | 1986-12-23 |
Family
ID=6047499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8274879A Granted JPS5528492A (en) | 1978-08-19 | 1979-07-02 | Recuperative burner for industrial furnace |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4304549A (ja) |
| JP (1) | JPS5528492A (ja) |
| DE (1) | DE2836433C2 (ja) |
| ES (1) | ES483256A1 (ja) |
| FR (1) | FR2433708A1 (ja) |
| GB (1) | GB2028490B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0257197U (ja) * | 1988-10-15 | 1990-04-25 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2948048C2 (de) * | 1979-11-29 | 1981-10-08 | Aichelin GmbH, 7015 Korntal | Industriebrenner |
| US4668180A (en) * | 1982-11-24 | 1987-05-26 | Newman Ray L | Ceramic burner having high turndown ratio |
| US4717334A (en) * | 1982-11-24 | 1988-01-05 | Gte Products Corporation | Ceramic burner having high turndown ratio |
| US4705022A (en) * | 1986-09-25 | 1987-11-10 | Eclipse, Inc. | Recuperative radiant tube heating system |
| JPS63113207A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-18 | Kawasaki Steel Corp | 排熱回収式バ−ナ |
| JP2759645B2 (ja) * | 1986-10-30 | 1998-05-28 | 川崎製鉄株式会社 | タンディッシュの予熱に供せられる排熱回収式バーナ |
| DK169633B1 (da) * | 1990-01-29 | 1994-12-27 | Smidth & Co As F L | Brænder til fast og flydende eller gasformigt brændsel |
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| US5681526A (en) * | 1996-04-23 | 1997-10-28 | Usx Corporation | Method and apparatus for post-combustion of gases during the refining of molten metal |
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