CN102016420B - 辐射管燃烧器装置及可安装于辐射管燃烧器的蓄热体单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结构简单、耐久性优异且蓄热性能也优异的辐射管燃烧器装置及蓄热体单元。本发明的辐射管燃烧器装置用于钢带连续退火设备的加热装置，辐射管燃烧器装置具备：设置于辐射管(5)的一端侧的燃烧器装置(11)；向该燃烧器装置(11)供给燃烧用空气的进气管(15)；与辐射管(5)的另一端侧连接的排气管(17)；设于连接排气管(17)与进气管(15)的管道系统的一对蓄热体(19)、(21)；设于连接一对蓄热体(19)、(21)与排气管(17)的管道系统的第一四方转换阀(31)；设于连接一对蓄热体(19)、(21)与进气管(15)的管道系统的第二四方转换阀(33)。

Description

辐射管燃烧器装置及可安装于辐射管燃烧器的蓄热体单元

技术领域

本发明涉及设置于钢带连续退火设备的加热带的辐射管燃烧器装置及可安装于辐射管燃烧器的蓄热体单元。

背景技术

作为使蓄热体适用于辐射管燃烧器的排热回收中的技术，例如有记载于日本特开平7-103435号公报、日本特开平10-103625号公报、日本特开平10-259905号公报的技术。

记载于这些各公报的技术将由主燃烧嘴和起动燃烧嘴构成的燃烧器主体与蓄热体构成的组合分别配置于辐射管的两端，一端作为燃烧器发挥功能时，另一端形成成为蓄热侧的废气流道，通过使转换阀工作，在辐射管的燃烧器侧与蓄热侧之间交替地转换。

并且，任一例的燃烧器喷嘴均贯通蓄热体内部，燃烧器末端部分设于蓄热体内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-103435号公报

专利文献2：日本特开平10-103625号公报

专利文献3：日本特开平10-259905号公报

在现有的辐射管燃烧器中，存在以下说明的多种问题点。

成为双重燃烧系统与复杂化的问题

在记载于上述各专利文献的现有技术中，是在辐射管的两端设置燃烧器与蓄热体的组合并使两个燃烧器按规定时间进行转换的交替燃烧的方式。即，一端侧的燃烧器燃烧时另一端侧的燃烧器熄火，并且燃烧的燃烧器侧的蓄热体对燃烧空气进行预热，熄火的燃烧器侧的蓄热体进行排热回收。并且，将这些燃烧侧与熄火侧按规定时间进行转换。

因为是这种结构，对于一个辐射管，需要两组主燃烧嘴、起动燃烧嘴的组合，且分别需要两组向这些喷嘴的燃料气体供给管道、断流阀、调整阀、手动止动阀、点火装置、火焰检测器等。

如此，在辐射管的两端具有燃烧器与蓄热体的组合的现有例中，成为构造复杂且设备费高，这些各机器的转换的控制变得复杂化，另外，因为燃料气体、燃烧空气系统管道也变复杂，因此存在日常检查也增加的问题。

为了减少这些问题，提倡将多个辐射管作为一个单元而使燃烧转换共通化且共有燃料气体及燃烧空气供给系统的方式，但在燃烧器分别需要调整用的阀及测定口这一点没有改变。

耐久性的问题

另外，因为现有技术在其结构上，燃烧器末端(燃烧嘴或燃烧筒的前端)位于蓄热体内，因此排气侧的熄火中的燃烧器末端直接暴露在高温的燃烧排气中，成为容易烧损的状态，不利于高温耐久性。

另外，因为燃烧器末端及温度传感器在高温的燃烧废气中变得红热，因此也有容易导致燃烧转换后的火焰检测器的误检测的问题。

另外，作为燃烧器末端未暴露于高温废气中的例子，在专利文献1(日本特开平07-103435)中图示有将主燃烧嘴及起动燃烧嘴的喷嘴直接安装于辐射管侧面的例子。但是，此时，因为燃烧从辐射管侧壁的燃料气体供给口开始，因此燃烧火焰相对于辐射管轴偏心，因此在辐射管周方向的温度分布上产生偏离，进而产生局部加热或不均等热应力。这些不理想的情况除了缩短辐射管的寿命外，从作为辐射管的目的的均等热辐射的观点来看也不是优选的。

蓄热体的尺寸制约问题

在专利文献3(日本特开平10-259905)所示的例子中，因为是将蓄热体装入辐射管内，且燃烧器燃烧筒贯通其内部的结构，因此蓄热体容积受制约而无法扩大蓄热容量。因此难以获得充分的预热空气温度，在排热回收这一点上不利。另外，燃烧转换周期变短、转换阀动作频率增加，因而对机器的耐久性也是不利的。

另外，因为上述结构在蓄热体中，其流道面积被节流，因此废气压力损失增加，导致排气风扇的容量增大。

另外，在专利文献3(日本特开平10-259905)中，提倡通过在相对于蓄热体的废气的入口设置隔板、在出口设置冲撞板而使废气在蓄热体内均等地流动的设计。这是以均等蓄热的效果为目的的结构，但除了导致其半面废气压力损失的增大外，还有在辐射管的周方向温度上产生偏心的问题。

发明内容

本发明是为了解决有关课题而完成的，目的在于获得结构简单且耐久性优异、另外蓄热性能也优异的辐射管燃烧器及可安装于辐射管燃烧器的蓄热体单元。

现有的蓄热式辐射管燃烧器是在一根辐射管的两端各设置一个燃烧器并使其交替燃烧的方式，上述的种种问题点是以此为起因的。

因此，发明人脱离将燃烧器与蓄热体的组合设于辐射管的两端的现有的想法，对于能否实现既是蓄热式但在辐射管的一端设置一个燃烧器的新形式的装置进行了专心的研究，从而完成了本发明。

而且，发明人检讨了如何能够将不具有蓄热体的现有的辐射管容易地改造成具有蓄热体的形式的问题，从而完成了本发明。

(1)本发明的辐射管燃烧器装置是用于钢带连续退火设备的加热装置的辐射管燃烧器装置，该钢带连续退火设备的加热装置具备供给燃烧用空气的燃烧用空气管道和用于使废气流动的废气管道，所述辐射管燃烧器装置的特征在于，

具备：设于辐射管的一端侧的燃烧器；向该燃烧器供给燃烧用空气的进气口；设于上述辐射管的另一端侧的排气口；设置于该排气口与上述燃烧用空气管道之间的连接路径的第一四通转换阀；设置于上述进气口与上述废气管道之间的连接路径的第二四通转换阀；以并列的路径连接该第二四通转换阀与上述第一四通转换阀且设于该并列路径的一侧的第一蓄热体；以及设于另一侧的第二蓄热体，

上述第一四通转换阀将使来自上述排气口的废气向上述第一蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第二蓄热体流动的气流与使来自上述排气口的废气向上述第二蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第一蓄热体流动的气流进行转换，

上述第二四通转换阀将使通过上述第一蓄热体的废气向上述废气管道流动且使通过上述第二蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动的气流与使通过上述第二蓄热体的废气向上述废气管道流动且使通过上述第一蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动的气流进行转换。

(2)另外，在上述(1)记载的装置中，其特征在于，使第一四通转换阀具备由在一端部具有开口部的圆筒体构成的阀壳、在该阀壳内设置的旋转气门、以及在上述阀壳的外周面设置的三个连接口，使上述阀壳的开口部可与废气管道连接，通过使旋转气门旋转，而可进行气流的转换。

(3)另外，一种辐射管燃烧器装置，用于一边在水平方向上搬运钢带一边进行加热的卧式连续退火设备的加热装置，该加热装置具备供给燃烧用空气的燃烧用空气管道与用于使废气流动的废气管道，所述辐射管燃烧器装置的特征在于，

具备沿上述钢带的移动方向水平排列的多个辐射管燃烧器，

上述多个辐射管燃烧器中左端和右端辐射管燃烧器以外的各辐射管燃烧器具有：设置于辐射管的一端侧的燃烧器；向该燃烧器供给燃烧用空气的进气口；设于上述辐射管的另一端侧的排气口；设置于该排气口与上述燃烧用空气管道的连接部分的第一四通转换阀；以及设置于上述进气口与上述废气管道之间的连接部分的第二四通转换阀，

上述多个辐射管燃烧器中左端和右端辐射管燃烧器以外的各辐射管燃烧器具备：设置于该第二四通转换阀与上述第一四通转换阀之间的连接路径上的第一蓄热体；设置于上述第一四通转换阀和与此右邻的辐射管燃烧器的第二四通转换阀之间的连接路径上的第二蓄热体，

上述第一四通转换阀将使来自辐射管燃烧器的废气向上述第一蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第二蓄热体流动的气流与使来自辐射管燃烧器的废气向上述第二蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第一蓄热体流动的气流进行转换，

上述第二四通转换阀将使通过上述第一蓄热体的废气向废气管道流动且使通过左邻的辐射管燃烧器的第二蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动的气流与使通过上述第一蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动且使通过上述第二蓄热体、来自左邻的辐射管燃烧器的废气向上述废气管道流动的气流进行转换。

(4)另外，在上述(1)或(3)记载的装置中，其特征在于，上述第一四通转换阀及/或上述第二四通转换阀具备：在侧面具有第一连接口和第二连接口的筒状的壳；设于该壳的轴方向一端侧的第三连接口；设于上述壳的轴方向另一端侧的第四连接口；可绕该壳的轴旋转地设于上述壳内且在该壳内，且在该壳内形成与上述第三连接口连通的第一流道和与第四连接口连通的第二流道的阀体，通过转动该阀体，而在连通上述第一流道与上述第一连接口且连通上述第二流道与上述第二连接口的流道和连通上述第一流道与上述第二连接口且连通上述第二流道与上述第一连接口的流道之间进行转换。

(5)另外，在上述(4)记载的装置中，其特征在于，上述阀体由将上述壳内在径向隔开为内外的筒状体构成，上述第一流道由通过上述阀体的内部且从该阀体的端部到该阀体的外侧的流道构成，上述第二流道具有通过上述阀体的内部且通过该阀体的内侧与上述第一流道的流道壁之间的流道。

(6)另外，本发明的蓄热体单元是安装于辐射管燃烧器的蓄热体单元，辐射管燃烧器设置于具备燃烧用空气管道和废气管道的加热设备，只在辐射管的一端部设置有燃烧器，所述蓄热体单元的特征在于，

具备：设置于废气排气口与上述燃烧用空气管道之间的连接路径的第一四通转换阀；设置于燃烧用空气的进气口与上述废气管道之间的连接路径的第二四通转换阀；以并列路径连接该第二四通转换阀与上述第一四通转换阀且设于该并列路径的一侧的第一蓄热体及设于另一侧的第二蓄热体，

上述第一四通转换阀将使来自上述排气口的废气向上述第一蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第二蓄热体流动的气流与使来自上述排气口的废气向上述第二蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第一蓄热体流动的气流进行转换，

上述第二四通转换阀将使通过上述第一蓄热体的废气向上述废气管道流动且使通过上述第二蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动的气流与使通过上述第二蓄热体的废气向上述废气管道流动且使通过上述第一蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动的气流进行转换。

(7)另外，在上述(6)记载的装置中，其特征在于，使第一四通转换阀具备由在一端部具有开口部的圆筒体构成的阀壳、在该阀壳内设置的旋转气门、以及在上述阀壳的外周面设置的三个连接口，使上述阀壳的开口部可与废气管道连接，通过使上述旋转气门旋转，可进行气流的转换。

本发明的效果如下。

根据本发明，因为是蓄热式的辐射管燃烧器装置且只在辐射管燃烧器的一端侧设置燃烧器，因此没有必要进行燃烧器的转换而能够进行稳定燃烧，同时，能够解决作为现有问题的种种课题，实现结构简单且耐久性优异、另外蓄热性能也优异的装置。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的辐射管燃烧器装置的说明图。

图2是图1的向视A-A图，表示省略燃烧器装置11的周围部件的情况。

图3是说明本发明的一实施方式的辐射管燃烧器装置的动作的图。

图4是本发明的实施方式二的说明图。

图5是图4的向视B-B图。

图6是本发明的实施方式二的第二四通转换阀的说明图。

图7是本发明的实施方式四的说明图，是表示邻接的三台辐射管燃烧器的图。

图8是本发明的实施方式四的说明图，是在区段端部的辐射管燃烧器的说明图。

图9是用于本发明的实施方式四的第一四通转换阀的说明图。

图10是用于本发明的实施方式四的第一四通转换阀的说明图。

图中：

1-辐射管燃烧器，3-炉，5-辐射管，7-主燃烧嘴，9-起动燃烧嘴，11-燃烧器装置，12-主燃烧嘴的燃料气体管道，13-进气口，14-起动燃烧嘴的燃烧用空气管道，15-进气管，16-排气口，17-排气管，18-起动燃烧嘴的燃料气体管道，19-第一蓄热体，21-第二蓄热体，23-第一导入侧管道，25-第一排出侧管道，27-第二导入侧管道，29-第二排出侧管道，31-第一四通转换阀，33-第二四通转换阀，35-第一四通转换阀，37-阀壳，39-旋转气门，51-辐射管燃烧器装置，53-燃烧用空气管道，55-废气通道，57-辐射管燃烧器，59-进气口，61-排气孔，63-第一四通转换阀，65-第二四通转换阀，67-第一蓄热体，69-第二蓄热体，71-壳，73-第一连接口，75-第二连接口，76-内插管，77-第三连接口，78-内插管，79-第四连接口，81-阀体，83-开口部，85-杆，87-驱动机构，89-第一流道，91-第二流道，93-第一流道管体，95-凸缘，97-短管，99-第二流道管体。

具体实施方式

实施方式一

图1是本发明的一实施方式的说明图，图2是图1的向视A-A图。下面，根据图1、图2说明本实施方式。

本实施方式的辐射管燃烧器装置是使用在钢带连续退火设备的纵型的加热炉中使用的W形的辐射管的装置。

如图1所示，在配置于炉3内的辐射管5的一端侧设置有由主燃烧嘴7及起动燃烧嘴9构成的燃烧器装置11。并且，在主燃烧嘴7上设有供给燃烧用空气的进气口13，进气管15与进气口13连接，另外，供给燃料气体的燃料气体管道12与主燃烧嘴7连接。另外，在起动燃烧嘴9上也连接有供给燃烧用空气的燃烧用空气管道14及供给燃料气体的燃料气体管道18。

另一方面，在辐射管5的另一端侧的排气口16上连接有排气管17。

在设置有辐射管5的炉3的外侧设置有由第一蓄热体19与第二蓄热体21构成的一对蓄热体(参照图2)。在第一蓄热体19的一端侧连接有将气体导入该第一蓄热体19的第一导入侧管道23，在第一蓄热体19的另一端侧连接有将通过第一蓄热体19的气体排出的第一排出侧管道25。同样地，在第二蓄热体21，也在气体的导入侧设有第二导入侧管道27、在气体的排出侧连接有第二排出侧管道29。

蓄热体是用于暂时地积蓄燃烧废气的显热的部件，只要是不与燃烧气体反应或对燃烧用空气带来不好影响的部件就可以使用。另外，因为对蓄热体要求传热面积大、压力损失小、耐热性、耐热冲击性、耐蚀性优异等，因此作为蓄热体的材质，使用例如陶瓷或氧化铝、耐热金属等。

如图2所示，在排气管17上连接有由蝶式阀构成的第一四通转换阀31。在第一四通转换阀31上设有四个连接口(VA1)～(VA4)，第一四通转换阀31的四个连接口(VA1)～(VA4)中的一个连接口(VA3)与排气管17连接。并且，在图2中，在夹住与排气管17连接的连接口(VA3)的图中左右连接口中，图中左侧的连接口(VA2)与第一蓄热体19侧的第一导入侧管道23连接，图中右侧的连接口(VA4)与第二蓄热体21侧的第二导入侧管道27连接。另外，第一四通转换阀31的剩余的一个连接口(VA1)与未图示的燃烧用空气管道连接。

如图2所示，与第一四通转换阀31相同，在进气管15上连接有由蝶式阀构成的第二四通转换阀33。在第二四通转换阀33上设有四个连接口(VB1)～(VB4)，其中的一个连接口(VB1)与进气管15连接。并且，在图2中，在夹住与进气管15连接的连接口(VB1)的图中左右连接口中，图中左侧的连接口(VB2)与第一蓄热体19侧的第一排出侧管道25连接，图中右侧的连接口(VB4)与第二蓄热体21侧的第二排出侧管道29连接。另外，第二四通转换阀33的剩余的一个连接口(VB3)与未图示的废气通道连接。

第一四通转换阀31及第二四通转换阀33由未图示的驱动器驱动，该驱动器根据由未图示的转换阀控制装置发送的控制信号进行动作。转换阀控制装置具备按规定的时间发送转换信号且调整驱动器的动作速度的功能。

下面，说明其动作。

说明如上构成的本实施方式的动作。

在图2所示的状态中，第一四通转换阀31的连接口(VA1)与连接口(VA2)连通，连接口(VA3)与连接口(VA4)连通。因此，燃烧用空气管道与第一蓄热体19的气体导入侧连通，排气管17与第二蓄热体21的气体导入侧连通。

另外，第二四通转换阀33的连接口(VB1)与连接口(VB2)连通，连接口(VB3)与连接口(VB4)连通。因此，第一蓄热体19的气体排出侧与进气管15连通，第二蓄热体21的气体排出侧与废气通道连通。

若燃烧器在该状态下燃烧，则废气通过排气管17、第一四通转换阀31、第二导入侧管道27、第二蓄热体21、第二排出侧管道29及第二四通转换阀33的路径而向废气通道排气。此时，第二蓄热体21由废气进行预热且进行排热回收。即，在该状态下，第二蓄热体21成为排热回收侧。

另一方面，燃烧用空气通过第一四通转换阀31、第一导入侧管道23、第一蓄热体19、第一排出侧管道25、第二四通转换阀33及进气管15供给到燃烧器装置11。此时，燃烧用空气通过第一蓄热体19时，通过与蓄热体进行热交换而被加热并供给到燃烧器装置11。即，在该状态下，第一蓄热体19成为燃烧用空气加热侧。

若在图2所示的状态下进行规定时间的运转，则由于被导入的燃烧用空气的通过，第一蓄热体19的温度下降，相反地，由于废气的通过，第二蓄热体21的温度上升。并且，因为若第一蓄热体19的温度下降过多则燃烧用空气的加热会不充分，因此若经过规定的时间，则通过转换阀控制装置，将第一四通转换阀31及第二四通转换阀33转换到图3所示的状态。

在图3所示的状态中，第一四通转换阀31的连接口(VA2)与连接口(VA3)连通，连接口(VA1)与连接口(VA4)连通。因此，排气管17与第一蓄热体19的气体导入侧连通，燃烧用空气管道与第二蓄热体21的气体导入侧连通。

另外，第二四通转换阀33的连接口(VB2)与连接口(VB3)连通，连接口(VB1)与连接口(VB4)连通。因此，第一蓄热体19的气体排出侧与废气通道连通，进气管15与第二蓄热体21的气体排出侧连通。

若燃烧器在该状态下燃烧，则废气通过排气管17、第一四通转换阀31、第一导入侧管道23、第一蓄热体19、第一排出侧管道25及第二四通转换阀33的路径而向废气通道排气。此时，第一蓄热体19进行预热并进行排热回收。即，在该状态下，第一蓄热体19成为排热回收侧。

另一方面，燃烧用空气通过第一四通转换阀31、第二导入侧管道27、第二蓄热体21、第二排出侧管道29、第二四通转换阀33及进气管15而供给到燃烧器装置11。此时，燃烧用空气通过第二蓄热体21时，通过与蓄热体进行热交换而被加热且供给到燃烧器装置11。即，第二蓄热体21成为燃烧用空气加热侧。

在图2的状态中，燃烧用空气因为通过第一蓄热体19而进行预热，废气因为通过第二蓄热体21而被冷却。另一方面，在图3的状态中，燃烧用空气因为通过第二蓄热体21而被预热，废气因为通过第一蓄热体19而被冷却。

通过使第一四通转换阀31及第二四通转换阀33以恒定时间间隔进行动作而在图2的状态与图3的状态之间转换，第一蓄热体19及第二蓄热体21反复放热和吸热，从而总是向辐射管燃烧器1供给被高温预热的燃烧空气且废气总是以低温排出。

并且，燃烧器能够持续正常燃烧，能够实现加热装置中要求的加热的稳定化。并且，因为燃烧嘴是一个而没有转换的必要，因此成为结构简单化、在维护、费用、可靠性方面优异的装置。

根据如上构成的本实施方式，因为燃烧器装置11只在辐射管5的一侧设置，因此不需要双重的燃烧系统。由此，提高了燃烧器部件的耐久性、可靠性。即，消除了在发明想要解决的课题项中说明的末端烧损的问题，也没有由末端烧损引起的火焰检测器的误检测的问题。

另外，因为没有将第一蓄热体19及第二蓄热体21设在辐射管5内而是设置在炉外，因此对其大小形状的制约少，能够容易地实现燃烧用空气及废气的低压力损失化。另外，因为蓄热体容积增大，因此能够充分地进行排热回收。能够实现节能。另外，蓄热体的交换、检测变得容易。

另外，第一四通转换阀31及第二四通转换阀33在本实施方式中表示为蝶式的结构，但并不是必需需要这种结构，只要是具有四个连接口且内部结构能够进行上述的流道的转换即可。

另外，在上述实施方式中，作为辐射管5的形状举例说明了W型的结构，但本发明没有限制于此，也可以是U型等其他形状的结构。

实施方式二

图4、图5是本发明的另一实施方式的说明图，图5是图4的向视B-B图。在本实施方式中，将在实施方式一中说明的蝶式的第一四通转换阀31变更为图4、图5记载的形式。

图6是详细地说明本实施方式的第一四通转换阀35的内部结构的说明图。如图6所示，本实施方式的第一四通转换阀35将由圆筒体构成的阀壳37的一开口部作为与辐射管5的排气侧连接的连接口(VA3)并在阀壳37的外周面设三个连接口(VA1)(VA2)(VA4)，另外，在阀壳37内设置旋转气门39。在图6所示的状态中，连接口(VA3)与连接口(VA2)连通，连接口(VA1)与连接口(VA4)连通。通过使旋转气门39从该状态按时针旋转方向旋转90度，能够转换为连接口(VA3)与连接口(VA4)连通、连接口(VA1)与连接口(VA2)连通。

另外，在与图6所示的阀壳37的连接口(VA3)相反侧的端部上设置有未图示的盖体，且旋转气门39的端部在该盖体的内表面滑动。并且，旋转气门39例如在其端部设有贯通盖体的轴，通过设于盖体外部的驱动器旋转驱动该轴。

通过将第一四通转换阀设为本实施方式的形式，能够使与辐射管5的排气侧连接的排气管17不与辐射管5垂直地配置于辐射管5的延长线上，从而能够小型化第一四通转换阀的周围。

另外，在本实施方式中变更第一四通转换阀的形式而第二四通转换阀为与实施方式一相同的形式的理由如下。

第二四通转换阀设置于辐射管5上的安装燃烧器11侧，因为在安装燃烧器装置11侧的辐射管5端部(燃烧器头部)，主燃烧嘴或起动燃烧嘴的端部延出、另外安装有观察孔，因此与第二四通转换阀连接的进气管15通常在与辐射管5垂直的方向连接，因此没有必要使用在本实施方式中采用的形式。

实施方式三

在上述的实施方式1、2中，将本发明作为在辐射管5的一端侧具有燃烧器装置11、在炉外配置一对蓄热体19、21的辐射管燃烧器1的整体装置而获得的，说明了作为整体装置的实施方式。

但是，也可以将第一蓄热体19、第二蓄热体21、第一四通转换阀31、第二四通转换阀33及连接这些的管道系统与辐射管分离并作为蓄热体单元而构成。并且，通过将如此构成的蓄热体单元安装于具有一组燃烧器装置的、不具备蓄热体的现有型的辐射管燃烧器，能够容易地将现有的非蓄热式的辐射管燃烧器改造为蓄热式的辐射管燃烧器。

但是，在将本实施方式的蓄热单元安装在现有型的辐射管燃烧器的情况下，因为预热空气的温度变高，因此对现有型的辐射管燃烧器的燃烧用空气通过的部位的耐热等进行改造即可。

如此，通过将在实施方式1、2中说明的第一蓄热体19、第二蓄热体21、第一四通转换阀31、第二四通转换阀33及连接这些的管道系统作为一个蓄热体单元而构成，能够将现有的非蓄热式的辐射管燃烧器改造为蓄热式的辐射管燃烧器。

实施方式四

根据图7至图10说明本实施方式。本实施方式的辐射管燃烧器装置51是用于一边在水平方向搬运钢带一边加热的卧式连续退火设备的加热炉的装置，该加热炉具有沿钢带的移动方向设置且供给燃烧用空气的燃烧用空气管道53和沿钢带的移动方向设置且用于使废气流动的废气通道55。

在卧式连续退火设备的加热炉上横向排列地设置有多个辐射管燃烧器57，一般地，这些被分割为燃烧控制区段且在各区段设置有辐射管燃烧器57。图7是表示作为设置在同一区段的多个辐射管燃烧器57的局部的、邻接的三台辐射管燃烧器57。图7(a)(b)表示转换后述的第一四通转换阀63及第二四通转换阀65的状态。

在以下的说明中，对在图中的中央记载的辐射管燃烧器57进行说明，在说明中必要的情况下，根据各辐射管燃烧器57、邻接的辐射管燃烧器57、右邻的辐射管燃烧器57、左邻的辐射管燃烧器57的表现而说明辐射管燃烧器57。

与实施方式一相同，在各辐射管燃烧器57的辐射管的一端侧设置有由主燃烧嘴及起动燃烧嘴构成的燃烧器装置，并且设有供给燃烧用空气的进气口59。另外，在辐射管的另一端侧设置排气口61，在排气口61与燃烧用空气管道53的连接部分设置第一四通转换阀63，在进气口59与废气通道55的连接部分设置第二四通转换阀65。

第二四通转换阀65与第一四通转换阀63通过管道连接且在其连接路径上设置有第一蓄热体67。另外，第一四通转换阀63与邻接的辐射管燃烧器57的第二四通转换阀65也通过管道连接且在其连接路径上设置有第二蓄热体69。

第一四通转换阀63将使来自辐射管燃烧器57的废气向第一蓄热体67流动且使来自燃烧用空气管道53的燃烧用空气向第二蓄热体69流动的气流(参照图7(a))和使来自辐射管燃烧器57的废气向第二蓄热体69流动且使来自燃烧用管道53流出的燃烧用空气向第一蓄热体67流动的气流(参照图7(b))进行转换。

另外，第二四通转换阀65将使通过第一蓄热体67的废气向废气通道55流动且使通过第二蓄热体69的燃烧用空气向进气口59流动的气流(参照图7(a))和使通过第一蓄热体67的燃烧用空气向进气口59流动且使通过第二蓄热体69的、来自左邻的辐射管燃烧器57的废气向废气通道55流动的气流(参照图7(b))进行转换。

图8是表示各区段的端部燃烧器的管道连接的图。如图8的图中左端所示，区段左端的辐射管燃烧器57的场合，因为在第二四通转换阀65的左侧不存在蓄热体，因此燃烧用空气从燃烧用空气管道53直接供给进气口59。另外，在区段右端，在第一四通转换阀63的右邻存在第二蓄热体69，但该第二蓄热体69是用于成为降低向废气通道55流动的废气的温度的功能而设置的，在废气通道55的耐热性高的情况下也可以省略。

接着，根据以剖面表示以图7(a)的虚线圆包围所示的A部的详细状况的图9，对第一四通转换阀63的结构，进行说明。

第一四通转换阀63具备筒状的壳71，在其侧面设有与第一蓄热体67侧连接的第一连接口73和与第二蓄热体69侧连接的第二连接口75。另外，将构成流道的内插管76插入第一连接口73及第二连接口75的连接部而构成双重管结构，防止热量直接向外侧的管传导，从而降低热量损失。

在壳71的轴方向上端侧设有与排气口61连接的第三连接口77，在该第三连接口77也设置内插管78而防止废气的热量直接向外侧的管传导，从而降低热量损失。

另外，在壳71的轴方向下端侧设有与燃烧用空气管道53连接的第四连接口79。

将壳71内在径方向隔开为内外的筒状的阀体81以壳71的中心轴为旋转轴而可旋转地设于壳71内。筒状的阀体81的上端侧开口，下端侧具有向侧方开口的开口部83。通过阀体81旋转而转换由阀体81隔开的空间与第一连接口73及第二连接口75之间的连通关系。详细的后述。

阀体81的下端部与用于使其旋转的驱动器87连接。在图9中作为该一个例子，表示使杆85与阀体81的下端部连接并通过调节器87旋转杆而使阀体81旋转的例子。

在阀体81的内侧形成有第一流道89和第二流道91，该第一流道89的上端侧与第三连接口77连通，下端侧经由设于阀体81的下侧的开口部83而与阀体81的外壁侧连通，该第二流道91的下端侧与第四连接口79连通，上端侧与阀体81的内壁侧连通。

第一流道89由第一流道管体93形成，该第一流道管体93以上端与第三连接口77连通、下端与阀体81的下侧的开口连通的方式设置于阀体81的内侧。

另外，第二流道91由第二流道管体99形成，该第二流道管体99在下端具有凸缘95，上端面闭合，该第二流道管体99具备从上端侧部在横方向延伸的四根短管97。

在将如上构成的第一四通转换阀63设为图7所示的转换状态的情况下，如图9所示，从第三连接口77进入的废气通过第一流道89而导入第一连接口73，排出到第一蓄热体67侧。另外，从第四连接口79供给的燃烧用空气通过第二流道91导入第二连接口75，排出到第二蓄热体69侧。关于这种废气与燃烧用空气的气流，从第三连接口77进入的废气在到达阀体81的下侧的开口之间，通过第一流道89的流道壁与燃烧用空气进行热交换，另外，通过开口部83后，通过阀体81的壁与燃烧用空气进行热交换。

如此，通过进入第一四通转换阀63的废气与燃烧用空气进行热交换，能够抑制第一四通转换阀63的壳71的温度上升。

若旋转第一四通转换阀63的阀体81，如图10所示，则第一流道89与图中右侧的第二连接口75连通，第二流道91与图中左侧的第一连接口73连通。因此，从第三连接口77进入的废气导入第二连接口75并通过第二蓄热体69，从第四连接口79供给的燃烧用空气导入第一连接口73并通过第一蓄热体67(参照图7(b))。

第二四通转换阀65可以使用与第一四通转换阀63相同的结构。此时，第一连接口73与第二蓄热体69侧连接，第二连接口75与第一蓄热体67侧连接，第三连接口77与辐射管燃烧器57的进气口59侧连接，第四连接口79与废气通道55侧连接。

下面，说明其动作。

接着，说明如上构成的本实施方式的动作。

若燃烧器在图7(a)所示的状态下燃烧，则废气从排气口61经由第一四通转换阀63、第一蓄热体67及第二四通转换阀65向废气通道55排气。此时，第一蓄热体67通过废气进行预热并进行排热回收。

另一方面，燃烧用空气经由在图中左侧邻接的辐射管燃烧器57的第一四通转换阀63、第二蓄热体69、第二四通转换阀65供给到进气口59。此时，燃烧用空气通过第二蓄热体69时，通过与第二蓄热体69进行热交换而被加热并供给到进气口59。

若在图7(a)所示的状态下进行规定时间的运转，则由于被导入的燃烧用空气的通过，第二蓄热体69的温度下降，相反地，由于废气的通过，第一蓄热体67的温度上升。并且，因为若第二蓄热体69的温度下降过多则燃烧用空气的加热会不充分，因此经过规定的时间，通过未图示的转换阀控制装置，将第一四通转换阀63及第二四通转换阀65转换到图7(b)所示的状态。

在图7(b)所示的状态下，废气从排气口61通过第一四通转换阀63、第二蓄热体69及在图中右侧邻接的辐射管燃烧器57的第二四通转换阀65向废气通道55排气。此时，第二蓄热体69进行预热并进行排热回收。

另一方面，燃烧用空气从燃烧用空气管道53经由第一四通转换阀63、第一蓄热体67、第二四通转换阀65供给到进气口59。此时，燃烧用空气通过第二蓄热体69时，通过与蓄热体进行热交换而被加热并供给到进气口59。

如上所述，本实施方式也与实施方式一相同，通过使第一四通转换阀63及第二四通转换阀65以恒定时间间隔进行动作而在图7(a)的状态与图7(b)的状态之间转换，第一蓄热体67及第二蓄热体69反复放热和吸热，从而总是被高温预热的燃烧空气供给辐射管燃烧器57且废气总是以低温排出。

因为每个辐射管设一个燃烧器，因而不会中断燃烧，因此能够提供一种结构简单化、在维护、费用、可靠性方面优异的高效率排热回收加热装置。

另外，在本实施方式中，沿钢带的行进方向横向排列地设置多个辐射管燃烧器57，在各辐射管燃烧器57上设置第一四通转换阀63与第二四通转换阀65，在这些第一四通转换阀63与第二四通转换阀65之间设置第一蓄热体67，在第二四通转换阀与邻接的辐射管燃烧器57的第一四通转换阀63之间设置第二蓄热体69，通过采用这种结构，能够实现使管道尽可能的短且使热损失最小的配置。因此，在卧式炉上，能够也在需要支承辊、其轴承、驱动电机等机械的炉体侧面的有限空间上整齐地配置蓄热体。

Claims (7)

1.一种辐射管燃烧器装置，用于钢带连续退火设备的加热装置，该钢带连续退火设备的加热装置具备供给燃烧用空气的燃烧用空气管道和用于使废气流动的废气管道，所述辐射管燃烧器装置的特征在于，

具备：设于辐射管的一端侧的燃烧器；向该燃烧器供给燃烧用空气的进气口；设于上述辐射管的另一端侧的排气口；设置于该排气口与上述燃烧用空气管道之间的连接路径的第一四通转换阀；设置于上述进气口与上述废气管道之间的连接路径的第二四通转换阀；以并列路径连接该第二四通转换阀与上述第一四通转换阀，设于该并列路径的一侧的第一蓄热体及设于另一侧的第二蓄热体，

上述第一四通转换阀将使来自上述排气口的废气向上述第一蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第二蓄热体流动的气流与使来自上述排气口的废气向上述第二蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第一蓄热体流动的气流进行转换，

上述第二四通转换阀将使通过上述第一蓄热体的废气向上述废气管道流动且使通过上述第二蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动的气流与使通过上述第二蓄热体的废气向上述废气管道流动且使通过上述第一蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动的气流进行转换。

2.根据权利要求1所述的辐射管燃烧器装置，其特征在于，

使第一四通转换阀具备由在一端部具有开口部的圆筒体构成的阀壳、在该阀壳内设置的旋转气门、以及在上述阀壳的外周面设置的三个连接口，使上述阀壳的开口部可与废气管道连接，通过使旋转气门旋转，可进行气流的转换。

3.一种辐射管燃烧器装置，用于一边在水平方向上搬运钢带一边进行加热的卧式连续退火设备的加热装置，该加热装置具备供给燃烧用空气的燃烧用空气管道与用于使废气流动的废气管道，所述辐射管燃烧器装置的特征在于，

具备沿上述钢带的移动方向水平排列的多个辐射管燃烧器，

上述多个辐射管燃烧器中左端和右端辐射管燃烧器以外的各辐射管燃烧器具有：设置于辐射管的一端侧的燃烧器；向该燃烧器供给燃烧用空气的进气口；设于上述辐射管的另一端侧的排气口；设置于该排气口与上述燃烧用空气管道的连接部分的第一四通转换阀；以及设置于上述进气口与上述废气管道之间的连接部分的第二四通转换阀，

上述多个辐射管燃烧器中左端和右端辐射管燃烧器以外的各辐射管燃烧器具备：设置于该第二四通转换阀与上述第一四通转换阀之间的连接路径上的第一蓄热体；设置于上述第一四通转换阀和与此右邻的辐射管燃烧器的第二四通转换阀之间的连接路径上的第二蓄热体，

上述第一四通转换阀将使来自辐射管燃烧器的废气向上述第一蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第二蓄热体流动的气流与使来自辐射管燃烧器的废气向上述第二蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第一蓄热体流动的气流进行转换，

上述第二四通转换阀将使通过上述第一蓄热体的废气向废气管道流动且使通过左邻的辐射管燃烧器的第二蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动的气流与使通过上述第一蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动且使通过上述第二蓄热体、来自左邻的辐射管燃烧器的废气向上述废气管道流动的气流进行转换。

4.根据权利要求1或3所述的辐射管燃烧器装置，其特征在于，

上述第一四通转换阀及/或上述第二四通转换阀具备：在侧面具有第一连接口和第二连接口的筒状的壳；设于该壳的轴方向一端侧的第三连接口；设于上述壳的轴方向另一端侧的第四连接口；可绕该壳的轴旋转地设于上述壳内，且在该壳内形成与上述第三连接口连通的第一流道和与第四连接口连通的第二流道的阀体，通过旋转该阀体，而在连通上述第一流道与上述第一连接口且连通上述第二流道与上述第二连接口的流道和连通上述第一流道与上述第二连接口且连通上述第二流道与上述第一连接口的流道之间进行转换。

5.根据权利要求4所述的辐射管燃烧器装置，其特征在于，

上述阀体由将上述壳内在径向隔开为内外的筒状体构成，上述第一流道由通过上述阀体的内部且从该阀体的端部到该阀体的外侧的流道构成，上述第二流道具有通过上述阀体的内部且通过该阀体的内侧与上述第一流道的流道壁之间的流道。

6.一种蓄热体单元，安装于辐射管燃烧器，辐射管燃烧器设置于具备燃烧用空气管道和废气管道的加热设备，只在辐射管的一端部设置有燃烧器，所述蓄热体单元的特征在于，

具备：设置于废气排气口与上述燃烧用空气管道之间的连接路径的第一四通转换阀；设置于燃烧用空气的进气口与上述废气管道之间的连接路径的第二四通转换阀；以并列路径连接该第二四通转换阀与上述第一四通转换阀，设于该并列路径的一侧的第一蓄热体及设于另一侧的第二蓄热体，

上述第一四通转换阀将使来自上述排气口的废气向上述第一蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第二蓄热体流动的气流与使来自上述排气口的废气向上述第二蓄热体流动且使来自上述燃烧用空气管道的燃烧用空气向上述第一蓄热体流动的气流进行转换，

上述第二四通转换阀将使通过上述第一蓄热体的废气向上述废气管道流动且使通过上述第二蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动的气流与使通过上述第二蓄热体的废气向上述废气管道流动且使通过上述第一蓄热体的燃烧用空气向上述进气口流动的气流进行转换。

7.根据权利要求6所述的蓄热体单元，其特征在于，

使第一四通转换阀具备由在一端部具有开口部的圆筒体构成的阀壳、在该阀壳内设置的旋转气门、以及在上述阀壳的外周面设置的三个连接口，使上述阀壳的开口部可与废气管道连接，通过使上述旋转气门旋转，可进行气流的转换。

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