JP2002098307A - 加熱炉用バーナ及びその構造決定方法 - Google Patents
加熱炉用バーナ及びその構造決定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、筒状のバーナノズル２０の内部に
流通する燃料を、バーナノズル２０の一方の端部に形成
された噴出口２３から噴出させて燃焼させ、炉内１０を
加熱する加熱炉用バーナ１００において、バーナノズル
２０の形状をできるだけ簡素化して、バーナノズル２０
のセラミック化に伴うコスト高を抑制すると共に、セラ
ミックの破損等を防止することができる技術を得ること
を目的とする。 【解決手段】 バーナノズル２０が、噴出口２３を一方
の端部に形成したセラミック製のセラミック筒部２１
と、セラミック筒部２１の他方の端部に一方の端部が接
着剤２５を介して勘合され、他方の端部から燃料が供給
される金属製の金属筒部２２とを備えて構成されてい
る。
流通する燃料を、バーナノズル２０の一方の端部に形成
された噴出口２３から噴出させて燃焼させ、炉内１０を
加熱する加熱炉用バーナ１００において、バーナノズル
２０の形状をできるだけ簡素化して、バーナノズル２０
のセラミック化に伴うコスト高を抑制すると共に、セラ
ミックの破損等を防止することができる技術を得ること
を目的とする。 【解決手段】 バーナノズル２０が、噴出口２３を一方
の端部に形成したセラミック製のセラミック筒部２１
と、セラミック筒部２１の他方の端部に一方の端部が接
着剤２５を介して勘合され、他方の端部から燃料が供給
される金属製の金属筒部２２とを備えて構成されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒状のバーナノズ
ルの内部に流通する燃料を、前記バーナノズルの一方の
端部に形成された噴出口から噴出させて燃焼させ、炉内
の加熱対象物を加熱する加熱炉用バーナ及びその加熱炉
用バーナの構造決定方法に関する。
ルの内部に流通する燃料を、前記バーナノズルの一方の
端部に形成された噴出口から噴出させて燃焼させ、炉内
の加熱対象物を加熱する加熱炉用バーナ及びその加熱炉
用バーナの構造決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような加熱炉用バーナは、炉内の加
熱対象物を、燃料を燃焼させた燃焼ガスによって直接的
若しくは間接的に加熱するものであり、特に間接的に加
熱するものとして、炉壁側から前記炉内に突出した筒状
のラジアントチューブを備え、前記バーナノズルの前記
噴出口が、前記炉壁側から前記ラジアントチューブの内
部に内挿され、前記ラジアントチューブの内部に形成さ
れた燃焼ガス流路に燃料を噴出させて燃焼させるラジア
ントチューブバーナとして構成されるものがある。この
ような加熱炉用バーナにおいて、バーナノズルの先端に
形成された噴出口から燃料を噴出して燃焼させるため、
噴出口付近の温度が非常に高温となるので、一般的なバ
ーナノズルの材質として耐熱鋼やＮｉ基金属が利用され
る。しかし、近年、炉における加熱対象物の加熱温度の
上昇の要望に伴い、バーナノズルの耐熱性等を向上させ
長期間安定して使用することを可能にするために、バー
ナノズルの材質として、ＳｉＣ（炭化珪素）やＳｉ3Ｎ4
（窒化珪素）等の耐熱性の高いセラミックの利用が検討
されている。
熱対象物を、燃料を燃焼させた燃焼ガスによって直接的
若しくは間接的に加熱するものであり、特に間接的に加
熱するものとして、炉壁側から前記炉内に突出した筒状
のラジアントチューブを備え、前記バーナノズルの前記
噴出口が、前記炉壁側から前記ラジアントチューブの内
部に内挿され、前記ラジアントチューブの内部に形成さ
れた燃焼ガス流路に燃料を噴出させて燃焼させるラジア
ントチューブバーナとして構成されるものがある。この
ような加熱炉用バーナにおいて、バーナノズルの先端に
形成された噴出口から燃料を噴出して燃焼させるため、
噴出口付近の温度が非常に高温となるので、一般的なバ
ーナノズルの材質として耐熱鋼やＮｉ基金属が利用され
る。しかし、近年、炉における加熱対象物の加熱温度の
上昇の要望に伴い、バーナノズルの耐熱性等を向上させ
長期間安定して使用することを可能にするために、バー
ナノズルの材質として、ＳｉＣ（炭化珪素）やＳｉ3Ｎ4
（窒化珪素）等の耐熱性の高いセラミックの利用が検討
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のセラミ
ック製のバーナノズルは、内部に燃料が供給するために
一方の端部の形状を燃料配管と接続可能に形成したり、
そのバーナノズルを固定するための固定部を設ける必要
があるので、形状が複雑化し、セラミックの加工が困難
なことから、多大なコスト高の原因となったり、さらに
は加工不可能となる場合がある。また、このようなバー
ナノズルは、噴出口側と反対側の端部のみにおいて片持
支持され、その支持部の位置は加熱炉用バーナの構造に
制約されるので、噴出口から離れた位置になる場合が多
いが、靭性が低いセラミック製のバーナノズルを長くし
すぎると、バーナノズルの破損等の問題が発生する。
ック製のバーナノズルは、内部に燃料が供給するために
一方の端部の形状を燃料配管と接続可能に形成したり、
そのバーナノズルを固定するための固定部を設ける必要
があるので、形状が複雑化し、セラミックの加工が困難
なことから、多大なコスト高の原因となったり、さらに
は加工不可能となる場合がある。また、このようなバー
ナノズルは、噴出口側と反対側の端部のみにおいて片持
支持され、その支持部の位置は加熱炉用バーナの構造に
制約されるので、噴出口から離れた位置になる場合が多
いが、靭性が低いセラミック製のバーナノズルを長くし
すぎると、バーナノズルの破損等の問題が発生する。
【０００４】従って、本発明は、上記の事情に鑑みて、
加熱炉用バーナにおいて、バーナノズルの形状をできる
だけ簡素化して、バーナノズルのセラミック化に伴うコ
スト高を抑制すると共に、前記セラミックの破損等を防
止することができる技術を得ることを目的とする。
加熱炉用バーナにおいて、バーナノズルの形状をできる
だけ簡素化して、バーナノズルのセラミック化に伴うコ
スト高を抑制すると共に、前記セラミックの破損等を防
止することができる技術を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】〔構成１〕本発明に係る
加熱炉用バーナは、請求項１に記載したごとく、筒状の
バーナノズルの内部に流通する燃料を、前記バーナノズ
ルの一方の端部に形成された噴出口から噴出させて燃焼
させ、炉内を加熱する加熱炉用バーナであって、前記バ
ーナノズルが、前記噴出口を一方の端部に形成したセラ
ミック製のセラミック筒部と、前記セラミック筒部の他
方の端部に一方の端部が接着剤を介して勘合され、他方
の端部から燃料が供給される金属製の金属筒部とを備え
て構成されていることを特徴とする。
加熱炉用バーナは、請求項１に記載したごとく、筒状の
バーナノズルの内部に流通する燃料を、前記バーナノズ
ルの一方の端部に形成された噴出口から噴出させて燃焼
させ、炉内を加熱する加熱炉用バーナであって、前記バ
ーナノズルが、前記噴出口を一方の端部に形成したセラ
ミック製のセラミック筒部と、前記セラミック筒部の他
方の端部に一方の端部が接着剤を介して勘合され、他方
の端部から燃料が供給される金属製の金属筒部とを備え
て構成されていることを特徴とする。
【０００６】〔作用効果〕本構成のごとく、加熱炉用バ
ーナにおいて、特に高温になる噴出口を一方の端部に形
成する耐熱性に優れたセラミック製のセラミック筒部
と、前記セラミック筒部の噴出口と反対側の端部に、一
方の端部を接着剤を隙間部に充填して勘合接合される前
記金属筒部とによってバーナノズルを構成することで、
金属筒部の前記勘合部と反対側の端部から内部に供給さ
れた燃料を、前記勘合部の内部を介して、前記セラミッ
ク筒部の内部に供給して、前記噴出口から噴出させるこ
とができると共に、前記勘合部のセラミック筒部側の形
状は筒状で構わず、金属筒部を例えば炉壁の外側に固設
することで、バーナノズルの位置が保持されるので、セ
ラミック製のバーナノズルに別の固定部を設ける必要が
無く、バーナノズルの形状を簡素化でき、セラミック化
によるコスト高を抑制することができる。また、セラミ
ック筒部と金属筒部を勘合するに、隙間を設けて接着剤
を充填することで、異種材料の熱膨張率の違いによる勘
合部に発生する応力を接着剤の弾性によって緩和し、セ
ラミック筒部の破損や脱落を抑制することができる。ま
た、勘合部の位置を、できるだけ噴出口に近く、その勘
合部の温度が接着剤の許容温度以下となる位置にするこ
とができるので、セラミック筒部の長さを短くして、一
層セラミックの破損を抑制することができる。よって、
セラミック筒部の形状をできるだけ簡素化して、バーナ
ノズルのセラミック化に伴うコスト高を抑制すると共
に、セラミックの破損等を防止することができる加熱炉
用バーナを実現することができる。
ーナにおいて、特に高温になる噴出口を一方の端部に形
成する耐熱性に優れたセラミック製のセラミック筒部
と、前記セラミック筒部の噴出口と反対側の端部に、一
方の端部を接着剤を隙間部に充填して勘合接合される前
記金属筒部とによってバーナノズルを構成することで、
金属筒部の前記勘合部と反対側の端部から内部に供給さ
れた燃料を、前記勘合部の内部を介して、前記セラミッ
ク筒部の内部に供給して、前記噴出口から噴出させるこ
とができると共に、前記勘合部のセラミック筒部側の形
状は筒状で構わず、金属筒部を例えば炉壁の外側に固設
することで、バーナノズルの位置が保持されるので、セ
ラミック製のバーナノズルに別の固定部を設ける必要が
無く、バーナノズルの形状を簡素化でき、セラミック化
によるコスト高を抑制することができる。また、セラミ
ック筒部と金属筒部を勘合するに、隙間を設けて接着剤
を充填することで、異種材料の熱膨張率の違いによる勘
合部に発生する応力を接着剤の弾性によって緩和し、セ
ラミック筒部の破損や脱落を抑制することができる。ま
た、勘合部の位置を、できるだけ噴出口に近く、その勘
合部の温度が接着剤の許容温度以下となる位置にするこ
とができるので、セラミック筒部の長さを短くして、一
層セラミックの破損を抑制することができる。よって、
セラミック筒部の形状をできるだけ簡素化して、バーナ
ノズルのセラミック化に伴うコスト高を抑制すると共
に、セラミックの破損等を防止することができる加熱炉
用バーナを実現することができる。
【０００７】〔構成２〕本発明に係る加熱炉用バーナ
は、請求項２に記載したごとく、上記構成１の加熱炉用
バーナの構成に加えて、炉壁側から前記炉内に突出した
筒状のラジアントチューブを備え、前記バーナノズルの
前記噴出口が、前記炉壁側から前記ラジアントチューブ
の内部に内挿され、前記ラジアントチューブの内部に形
成された燃焼ガス流路に燃料を噴出させて燃焼させるも
のであることを特徴とする。
は、請求項２に記載したごとく、上記構成１の加熱炉用
バーナの構成に加えて、炉壁側から前記炉内に突出した
筒状のラジアントチューブを備え、前記バーナノズルの
前記噴出口が、前記炉壁側から前記ラジアントチューブ
の内部に内挿され、前記ラジアントチューブの内部に形
成された燃焼ガス流路に燃料を噴出させて燃焼させるも
のであることを特徴とする。
【０００８】〔作用効果〕本構成のごとく、本発明の加
熱炉用バーナを、所謂ラジアントチューブバーナとして
構成することができ、ラジアントチューブの内部に形成
された燃焼ガス流路に燃料を噴出させ、特に噴出口付近
が高温となるバーナノズルの噴出口を単純な形状のセラ
ミック筒部によって形成して耐熱性を向上すると共に、
コスト高を抑制し、靭性が低いセラミックの破損を抑制
することができる。
熱炉用バーナを、所謂ラジアントチューブバーナとして
構成することができ、ラジアントチューブの内部に形成
された燃焼ガス流路に燃料を噴出させ、特に噴出口付近
が高温となるバーナノズルの噴出口を単純な形状のセラ
ミック筒部によって形成して耐熱性を向上すると共に、
コスト高を抑制し、靭性が低いセラミックの破損を抑制
することができる。
【０００９】〔構成３〕本発明に係る加熱炉用バーナ
は、請求項３に記載したごとく、上記構成２の加熱炉用
バーナの構成に加えて、前記ラジアントチューブが、前
記炉内側の端部を封止した筒状の部材であり、前記バー
ナノズルの前記噴出口が内挿され、内部の前記バーナノ
ズルとの間に形成された酸素含有ガス流路に燃焼用酸素
含有ガスが供給される内筒を、前記炉壁側から前記ラジ
アントチューブの内部に内挿して備えたことを特徴とす
る。
は、請求項３に記載したごとく、上記構成２の加熱炉用
バーナの構成に加えて、前記ラジアントチューブが、前
記炉内側の端部を封止した筒状の部材であり、前記バー
ナノズルの前記噴出口が内挿され、内部の前記バーナノ
ズルとの間に形成された酸素含有ガス流路に燃焼用酸素
含有ガスが供給される内筒を、前記炉壁側から前記ラジ
アントチューブの内部に内挿して備えたことを特徴とす
る。
【００１０】〔作用効果〕所謂ラジアントチューブバー
ナとして構成した本発明の加熱炉用バーナにおいて、本
構成のごとく、炉内側の端部を封止した筒状の前記ラジ
アントチューブと、前記ラジアントチューブに内挿され
ると共に、内部にバーナノズルの少なくとも噴出口を内
挿する前記内筒とによって構成し、噴出口から内筒の内
部に噴出された燃料を、内筒とバーナノズルとの間に形
成された空気流路（酸素含有ガス流路）を介して噴出口
側に供給される空気（酸素含有ガス）を利用して燃焼さ
せ、その燃焼ガスを、内筒のラジアントチューブの封止
部側の端部から、前記ラジアントチューブと内筒との間
に形成された燃焼ガス流路に流通させて、前記ラジアン
トチューブの炉壁側の端部開口から外部へ排出させるよ
うに構成することができる。このように構成すること
で、バーナノズルの外周部においては、燃焼ガス流路か
ら内筒を介して予熱される燃焼用空気のみが流通するこ
とになるので、バーナノズルの昇温が抑制されるため、
勘合部の位置を噴出口に近いものとして、セラミック筒
部の長さを短くすることができ、セラミック化によるコ
スト高及びセラミックの破損等を一層抑制することがで
きる。
ナとして構成した本発明の加熱炉用バーナにおいて、本
構成のごとく、炉内側の端部を封止した筒状の前記ラジ
アントチューブと、前記ラジアントチューブに内挿され
ると共に、内部にバーナノズルの少なくとも噴出口を内
挿する前記内筒とによって構成し、噴出口から内筒の内
部に噴出された燃料を、内筒とバーナノズルとの間に形
成された空気流路（酸素含有ガス流路）を介して噴出口
側に供給される空気（酸素含有ガス）を利用して燃焼さ
せ、その燃焼ガスを、内筒のラジアントチューブの封止
部側の端部から、前記ラジアントチューブと内筒との間
に形成された燃焼ガス流路に流通させて、前記ラジアン
トチューブの炉壁側の端部開口から外部へ排出させるよ
うに構成することができる。このように構成すること
で、バーナノズルの外周部においては、燃焼ガス流路か
ら内筒を介して予熱される燃焼用空気のみが流通するこ
とになるので、バーナノズルの昇温が抑制されるため、
勘合部の位置を噴出口に近いものとして、セラミック筒
部の長さを短くすることができ、セラミック化によるコ
スト高及びセラミックの破損等を一層抑制することがで
きる。
【００１１】〔構成４〕本発明に係る加熱炉用バーナ
は、請求項４に記載したごとく、上記構成１から３の何
れかの加熱炉用バーナの構成に加えて、前記接着剤が、
耐熱接着剤であることを特徴とする。
は、請求項４に記載したごとく、上記構成１から３の何
れかの加熱炉用バーナの構成に加えて、前記接着剤が、
耐熱接着剤であることを特徴とする。
【００１２】〔作用効果〕本構成のごとく、接着剤とし
て、例えば許容温度が６００℃程度の耐熱接着剤を利用
することが好ましく、勘合部の位置を一層噴出口に近い
ものとして、セラミック筒部の長さを短くすることがで
き、セラミック化によるコスト高及びセラミックの破損
等を一層抑制することができる。また、許容温度が６０
０℃の接着剤としては、アルミナを骨材とした耐熱性無
機接着剤を使用することが最も好ましい。
て、例えば許容温度が６００℃程度の耐熱接着剤を利用
することが好ましく、勘合部の位置を一層噴出口に近い
ものとして、セラミック筒部の長さを短くすることがで
き、セラミック化によるコスト高及びセラミックの破損
等を一層抑制することができる。また、許容温度が６０
０℃の接着剤としては、アルミナを骨材とした耐熱性無
機接着剤を使用することが最も好ましい。
【００１３】〔構成５〕本発明に係る加熱炉用バーナの
構造決定方法は、請求項５に記載したごとく、前記請求
項１から３の何れか１項に記載の加熱炉用バーナの構造
決定方法であって、前記バーナノズルと前記金属筒部と
の勘合部の、前記燃料の流れ方向における位置を、前記
勘合部の温度が前記接着剤の許容温度以下となるように
位置づける。
構造決定方法は、請求項５に記載したごとく、前記請求
項１から３の何れか１項に記載の加熱炉用バーナの構造
決定方法であって、前記バーナノズルと前記金属筒部と
の勘合部の、前記燃料の流れ方向における位置を、前記
勘合部の温度が前記接着剤の許容温度以下となるように
位置づける。
【００１４】〔作用効果〕請求項１から３の何れかの加
熱炉用バーナにおいて、前記勘合部の位置を決定する
に、勘合部が噴出口にできるだけ近づけて、セラミック
筒部の長さを短いものとすることが好ましいが、前記勘
合部を高温となる噴出口に近づけると、勘合部に設けら
れた接着剤が高温となり破損等の虞があるので、本構成
のごとく、燃料の流れ方向における勘合部の位置を、前
記接着剤の許容温度以下となるように位置づけることが
好ましく、このように構造決定された加熱炉用バーナ
は、勘合部の接合状態を常に好ましいものに維持するこ
とができる。
熱炉用バーナにおいて、前記勘合部の位置を決定する
に、勘合部が噴出口にできるだけ近づけて、セラミック
筒部の長さを短いものとすることが好ましいが、前記勘
合部を高温となる噴出口に近づけると、勘合部に設けら
れた接着剤が高温となり破損等の虞があるので、本構成
のごとく、燃料の流れ方向における勘合部の位置を、前
記接着剤の許容温度以下となるように位置づけることが
好ましく、このように構造決定された加熱炉用バーナ
は、勘合部の接合状態を常に好ましいものに維持するこ
とができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の加熱炉用バーナの実施の
形態について、図面に基づいて説明する。図１に示す加
熱炉用バーナは、筒状のバーナノズル２０の内部に流通
する天然ガス系都市ガスである燃料ガスを、バーナノズ
ル２０の一方の端部に形成された噴出口２３から噴出さ
せて燃焼させ、炉内１０を加熱するものであり、詳しく
は、炉内１０側の端部を封止したＳｉＣセラミック製の
筒状のラジアントチューブ１と、ラジアントチューブ１
に内挿されると共に、内部にバーナノズル２０を内挿す
るＳｉＣセラミック製の内筒７とによって構成され、噴
出口２３から内筒７の内部に噴出された燃料ガスを、内
筒７とバーナノズル２０との間に形成された空気流路２
（酸素含有ガス流路の一例）を介して噴出口２３側に供
給される空気（酸素含有ガスの一例）を利用して燃焼さ
せ、その燃焼ガスを、内筒１のラジアントチューブ１の
封止部側の端部から、ラジアントチューブ１と内筒７と
の間に形成された燃焼ガス流路８に流通させて、ラジア
ントチューブ１を加熱して、炉内１０を間接的に加熱す
るラジアントチューブバーナ１００として構成されてい
る。また、ラジアントチューブ１を加熱後の排ガスは、
ラジアントチューブ１の他端側から排出され、熱交換器
１２において燃焼用空気の予熱に利用される。
形態について、図面に基づいて説明する。図１に示す加
熱炉用バーナは、筒状のバーナノズル２０の内部に流通
する天然ガス系都市ガスである燃料ガスを、バーナノズ
ル２０の一方の端部に形成された噴出口２３から噴出さ
せて燃焼させ、炉内１０を加熱するものであり、詳しく
は、炉内１０側の端部を封止したＳｉＣセラミック製の
筒状のラジアントチューブ１と、ラジアントチューブ１
に内挿されると共に、内部にバーナノズル２０を内挿す
るＳｉＣセラミック製の内筒７とによって構成され、噴
出口２３から内筒７の内部に噴出された燃料ガスを、内
筒７とバーナノズル２０との間に形成された空気流路２
（酸素含有ガス流路の一例）を介して噴出口２３側に供
給される空気（酸素含有ガスの一例）を利用して燃焼さ
せ、その燃焼ガスを、内筒１のラジアントチューブ１の
封止部側の端部から、ラジアントチューブ１と内筒７と
の間に形成された燃焼ガス流路８に流通させて、ラジア
ントチューブ１を加熱して、炉内１０を間接的に加熱す
るラジアントチューブバーナ１００として構成されてい
る。また、ラジアントチューブ１を加熱後の排ガスは、
ラジアントチューブ１の他端側から排出され、熱交換器
１２において燃焼用空気の予熱に利用される。
【００１６】即ち、熱交換器１２は、フランジ部１２ａ
において、ラジアントチューブ１の炉壁１１の外側に設
けられたフランジ部１ａと共に、ガスケット１７を挟ん
で壁部１１にボルト（図示せず）により固設される。ま
た、外側に設けられた外ケーシング１３と内側に設けら
れた内ケーシング１４とを有し、内筒７と内ケーシング
１４との間に、ラジアントチューブ１の燃焼ガス流路８
から供給される排ガスを流通させ排出口１６ａから排出
する流路１６と、内ケーシング１４と外ケーシング１３
との間に、空気口１５ａから供給される空気を流通させ
空気流路２に供給する流路１５とが形成されている。こ
のような熱交換器１２において、燃焼ガス流路８及び流
路１６に流通する燃焼ガスによって、流路１５及び空気
流路２２を流通する燃焼用の空気を、内ケーシング１４
及び内筒７を介して予熱することができる。また、バー
ナノズル２０は熱交換器１２の外ケーシング１３に端部
が固設されている、その固設部を燃料ガスが内部に供給
される燃料ガス供給部２６として構成されている。
において、ラジアントチューブ１の炉壁１１の外側に設
けられたフランジ部１ａと共に、ガスケット１７を挟ん
で壁部１１にボルト（図示せず）により固設される。ま
た、外側に設けられた外ケーシング１３と内側に設けら
れた内ケーシング１４とを有し、内筒７と内ケーシング
１４との間に、ラジアントチューブ１の燃焼ガス流路８
から供給される排ガスを流通させ排出口１６ａから排出
する流路１６と、内ケーシング１４と外ケーシング１３
との間に、空気口１５ａから供給される空気を流通させ
空気流路２に供給する流路１５とが形成されている。こ
のような熱交換器１２において、燃焼ガス流路８及び流
路１６に流通する燃焼ガスによって、流路１５及び空気
流路２２を流通する燃焼用の空気を、内ケーシング１４
及び内筒７を介して予熱することができる。また、バー
ナノズル２０は熱交換器１２の外ケーシング１３に端部
が固設されている、その固設部を燃料ガスが内部に供給
される燃料ガス供給部２６として構成されている。
【００１７】以上の構成がラジアントチューブバーナ１
００の一般的な構成であるが、次に本発明の特徴構成に
ついて説明する。このようなラジアントチューブバーナ
１００のバーナノズル２０は、近年の加熱温度の上昇の
要望に伴い、セラミック化が検討されているが、セラミ
ックの強度や加工の困難性から、バーナノズル２０を全
体をセラミック製とすることは困難である。そこで、本
発明に係るラジアントチューブバーナ１００のバーナノ
ズル２０は、図２に示すように、噴出口２３を一方の端
部に形成したＳｉＣセラミック製のセラミック筒部２１
と、燃料供給部２６から燃料ガスが供給される耐熱ステ
ンレス製の金属筒部２２とを、勘合部２４において、
０．５〜１ｍｍ程度の隙間を有すると共にセラミック筒
部２１を内側として勘合させ、その隙間に耐熱接着剤２
５を充填して接合しており、セラミック筒部２１の形状
をできるだけ簡素化して、バーナノズル２０のセラミッ
ク化に伴うコスト高を抑制すると共に、セラミックの破
損等を防止することができる。また、勘合部２４におい
てセラミック筒部２１を内側とするのは、金属筒部２２
がセラミック筒部２１よりも熱膨張率が大きく、勘合部
２４の昇温によってセラミック筒部２１を破損させない
ためである。
００の一般的な構成であるが、次に本発明の特徴構成に
ついて説明する。このようなラジアントチューブバーナ
１００のバーナノズル２０は、近年の加熱温度の上昇の
要望に伴い、セラミック化が検討されているが、セラミ
ックの強度や加工の困難性から、バーナノズル２０を全
体をセラミック製とすることは困難である。そこで、本
発明に係るラジアントチューブバーナ１００のバーナノ
ズル２０は、図２に示すように、噴出口２３を一方の端
部に形成したＳｉＣセラミック製のセラミック筒部２１
と、燃料供給部２６から燃料ガスが供給される耐熱ステ
ンレス製の金属筒部２２とを、勘合部２４において、
０．５〜１ｍｍ程度の隙間を有すると共にセラミック筒
部２１を内側として勘合させ、その隙間に耐熱接着剤２
５を充填して接合しており、セラミック筒部２１の形状
をできるだけ簡素化して、バーナノズル２０のセラミッ
ク化に伴うコスト高を抑制すると共に、セラミックの破
損等を防止することができる。また、勘合部２４におい
てセラミック筒部２１を内側とするのは、金属筒部２２
がセラミック筒部２１よりも熱膨張率が大きく、勘合部
２４の昇温によってセラミック筒部２１を破損させない
ためである。
【００１８】また、この勘合部２５の位置を決定する
に、勘合部２５が噴出口２３にできるだけ近づけて、セ
ラミック筒部２１の長さを短いものとすることが好まし
いが、勘合部２５を高温となる噴出口２３に近づける
と、勘合部２４に設けられた耐熱接着剤２５の昇温によ
る破損等の虞があるので、燃料ガスの流れ方向における
勘合部２４の位置を、耐熱接着剤２５の許容温度以下と
なるように位置づけられており、詳しくは、炉壁１１の
厚さが３００ｍｍであり、バーナノズル２０の噴出口２
３が炉壁１１の炉内１０側の壁面の位置にある場合、勘
合部２４の位置を噴出口２３から約５００ｍｍ熱交換器
１２側として、勘合部２４の接合状態を常に好ましいも
のに維持することができる。また、耐熱接着剤２５のせ
ん断強度は、図３に示すように、その温度に依存し、温
度が高くなるほど低下し、例えば６００℃程度から急激
にその低下率が大きくなるので、接着剤２５の許容温度
は、そのせん断強度が急激に低下する温度以下、即ち６
００℃以下とすることが好ましく、さらに、余裕をもっ
て５００℃以下とすることが好ましい。
に、勘合部２５が噴出口２３にできるだけ近づけて、セ
ラミック筒部２１の長さを短いものとすることが好まし
いが、勘合部２５を高温となる噴出口２３に近づける
と、勘合部２４に設けられた耐熱接着剤２５の昇温によ
る破損等の虞があるので、燃料ガスの流れ方向における
勘合部２４の位置を、耐熱接着剤２５の許容温度以下と
なるように位置づけられており、詳しくは、炉壁１１の
厚さが３００ｍｍであり、バーナノズル２０の噴出口２
３が炉壁１１の炉内１０側の壁面の位置にある場合、勘
合部２４の位置を噴出口２３から約５００ｍｍ熱交換器
１２側として、勘合部２４の接合状態を常に好ましいも
のに維持することができる。また、耐熱接着剤２５のせ
ん断強度は、図３に示すように、その温度に依存し、温
度が高くなるほど低下し、例えば６００℃程度から急激
にその低下率が大きくなるので、接着剤２５の許容温度
は、そのせん断強度が急激に低下する温度以下、即ち６
００℃以下とすることが好ましく、さらに、余裕をもっ
て５００℃以下とすることが好ましい。
【００１９】〔別実施の形態〕次に、本発明の別の実施
の形態を図面に基づいて説明する。 〈１〉 上記の実施の形態において、本発明の加熱炉用
バーナをラジアントチューブバーナとして構成したが、
別に、本発明の加熱炉用バーナを、バーナノズルの噴出
口を炉内に露出させ、燃料を炉内に噴出して燃焼させる
ように構成しても構わない。
の形態を図面に基づいて説明する。 〈１〉 上記の実施の形態において、本発明の加熱炉用
バーナをラジアントチューブバーナとして構成したが、
別に、本発明の加熱炉用バーナを、バーナノズルの噴出
口を炉内に露出させ、燃料を炉内に噴出して燃焼させる
ように構成しても構わない。
【００２０】〈２〉 上記の実施の形態において、バー
ナノズルのセラミック筒部を、高強度のＳｉＣセラミッ
ク製としたが、別に、Ｓｉ3Ｎ4やＡｌ2Ｏ３等の酸化物
系セラミックを利用しても構わない。
ナノズルのセラミック筒部を、高強度のＳｉＣセラミッ
ク製としたが、別に、Ｓｉ3Ｎ4やＡｌ2Ｏ３等の酸化物
系セラミックを利用しても構わない。
【００２１】〈３〉 上記の実施の形態のバーナノズル
２０の勘合部２４において、金属筒部２２を外側、セラ
ミック筒部２１を内側として勘合する構成としたが、逆
に、金属筒部２２を内側、セラミック筒部２１を外側と
して勘合しても構わず、この場合は、勘合部２４の昇温
により、接着剤２５を充填した隙間が小さくるので、そ
の隙間を余裕をもって大き目に設定することが好まし
い。
２０の勘合部２４において、金属筒部２２を外側、セラ
ミック筒部２１を内側として勘合する構成としたが、逆
に、金属筒部２２を内側、セラミック筒部２１を外側と
して勘合しても構わず、この場合は、勘合部２４の昇温
により、接着剤２５を充填した隙間が小さくるので、そ
の隙間を余裕をもって大き目に設定することが好まし
い。
【００２２】〈４〉 上記の実施の形態において、天然
ガス系都市ガスである燃焼ガスを燃料として利用する構
成を説明したが、別の燃料を利用することもでき、例え
ば、灯油、重油、ＬＰＧ等を燃料として利用することが
できる。
ガス系都市ガスである燃焼ガスを燃料として利用する構
成を説明したが、別の燃料を利用することもでき、例え
ば、灯油、重油、ＬＰＧ等を燃料として利用することが
できる。
【図１】本発明の実施の形態としてのラジアントチュー
ブバーナの構成を説明する概略断面図
ブバーナの構成を説明する概略断面図
【図２】図１のラジアントチューブバーナのバーナノズ
ルの構成を示す拡大断面図
ルの構成を示す拡大断面図
【図３】接着剤のせん断と温度との関係を示すグラフ図
１ ラジアントチューブ ２ 空気流路 ７ 内筒 ８ 燃焼ガス流路 １０ 炉内 １１ 炉壁 １２ 熱交換器 ２０ バーナノズル ２１ セラミック筒部 ２２ 金属筒部 ２３ 噴出口 ２４ 勘合部 ２５ 接着剤 ２６ 燃料ガス供給部 １００ ラジアントチューブバーナ（加熱炉用バー
ナ）
ナ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 秀昭 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 3K017 BB01 BB06 BB07 BB09 BC11 BE01 BF01 BG03 3K091 AA17 AA18 BB08 BB25 CC01 CC02 CC06 CC22 EA16 EA18 EA29
Claims (5)
- 【請求項１】 筒状のバーナノズルの内部に流通する燃
料を、前記バーナノズルの一方の端部に形成された噴出
口から噴出させて燃焼させ、炉内を加熱する加熱炉用バ
ーナであって、 前記バーナノズルが、前記噴出口を一方の端部に形成し
たセラミック製のセラミック筒部と、前記セラミック筒
部の他方の端部に一方の端部が接着剤を介して勘合さ
れ、他方の端部から燃料が供給される金属製の金属筒部
とを備えて構成されている加熱炉用バーナ。 - 【請求項２】 炉壁側から前記炉内に突出した筒状のラ
ジアントチューブを備え、 前記バーナノズルの前記噴出口が、前記炉壁側から前記
ラジアントチューブの内部に内挿され、前記ラジアント
チューブの内部に形成された燃焼ガス流路に燃料を噴出
させて燃焼させるものである請求項１に記載の加熱炉用
バーナ。 - 【請求項３】 前記ラジアントチューブが、前記炉内側
の端部を封止した筒状の部材であり、 前記バーナノズルの前記噴出口が内挿され、内部の前記
バーナノズルとの間に形成された酸素含有ガス流路に燃
焼用酸素含有ガスが供給される内筒を、前記炉壁側から
前記ラジアントチューブの内部に内挿して備えた請求項
２に記載の加熱炉用バーナ。 - 【請求項４】 前記接着剤が、耐熱接着剤である請求項
１から３の何れか１項に記載の加熱炉用バーナ。 - 【請求項５】 前記請求項１から３の何れか１項に記載
の加熱炉用バーナの構造決定方法であって、 前記バーナノズルと前記金属筒部との勘合部の、前記燃
料の流れ方向における位置を、前記勘合部の温度が前記
接着剤の許容温度以下となるように位置づける加熱炉用
バーナの構造決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000286936A JP4132621B2 (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 加熱炉用バーナ及びその構造決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000286936A JP4132621B2 (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 加熱炉用バーナ及びその構造決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002098307A true JP2002098307A (ja) | 2002-04-05 |
| JP4132621B2 JP4132621B2 (ja) | 2008-08-13 |
Family
ID=18770774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000286936A Expired - Fee Related JP4132621B2 (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 加熱炉用バーナ及びその構造決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4132621B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011007448A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼設備構造 |
| US8522575B2 (en) | 2009-04-07 | 2013-09-03 | Nipro Corporation | Method for producing medical glass container and burner for inner surface treatment of medical glass container |
| KR101769321B1 (ko) * | 2010-12-24 | 2017-08-21 | 주식회사 포스코 | 우수한 수명을 갖는 축열식 버너 노즐 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5375286B2 (ja) * | 2009-04-07 | 2013-12-25 | ニプロ株式会社 | 医療用ガラス容器の製造方法 |
-
2000
- 2000-09-21 JP JP2000286936A patent/JP4132621B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2011007448A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼設備構造 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4132621B2 (ja) | 2008-08-13 |
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